一种钢模螺栓松紧一体机的制作方法

1.本实用新型涉及螺栓紧固技术领域，尤其涉及一种钢模螺栓松紧一体机。


背景技术：

2.电杆钢模是用于生产水泥电线杆的模具，现有的钢模大部分为可拆卸的结构，包括盖模和底模，在实际生产中，操作人员将电杆钢筋骨架放置在底模上，并注入混凝土，盖模和底模合模后经离心机离心后形成电杆。众所周知，钢模合模和拆模是电杆生产工艺中的重要环节。
3.现有的合模和拆模作业通常是通过人工完成的，需要至少两名工人手提8kg重的气动扳手，在钢模的长度方向上来回走动，每到一个螺栓安装位停下将气动扳手上的套筒对准螺母以上紧螺栓，所有螺栓上完后还需要人工逐一检查每一个螺栓是否上紧，操作过程麻烦，且浪费人力物力和财力。同时，气动扳手发出的噪音刺耳，容易对员工的职业健康造成危害。此外，工人用手提气动扳手会倾斜，即气动扳手的中心线和螺栓的中心线不在同一条直线上。且气动压力为0.7mpa，对螺栓冲击大，螺牙容易磨损、破坏，增加维修成本。
4.为了提高合模效率，技术人员试图将市面上出售的管桩自动合模机和自动拆模机嫁接到电杆钢模的合模和拆模上，但管桩合模机和拆模机上的每个气动扳手机构都需要配备平面x轴和y轴的位置查找功能，机械结构复杂，尺寸大，在钢模螺栓间距为250mm以内无法定位查找，存在尺寸干涉和碰撞的问题，导致无论是生产效率，还是设备的可靠性、稳定性等均无法保证，且依然存在气动扳手的缺点。
5.现有的可拆卸的钢模，钢模螺栓是均匀分布在钢模中心线的两侧，因电杆规格是1:75锥度的标准，故螺栓排布线与钢模中心线构成的夹角为0.38
°
，且规格较多。而市场上售卖的管桩自动合模机和自动拆模机，在钢模中心线两侧均布8个电动扳手，分段上紧(松开)钢模螺栓，仅适用于等径的管模，通用性差。
6.基于此，本实用新型中研发一种新型的钢模螺栓松紧一体机，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

7.本实用新型中提供了一种钢模螺栓松紧一体机，该一体机可通过双梁行车悬吊该钢模螺栓松紧一体机，行车移动不占空间，实现快速切换多工位，方便避让吊运钢模；同时，该钢模螺栓松紧一体机通过x轴移动模组、y轴移动模组与z轴移动模组调节浮动定位机构在x轴、y轴与z轴方向的位置，便于电动扳手位置调节，灵活适用多规格钢模。
8.本实用新型采用以下技术方案：一种钢模螺栓松紧一体机，其包括：
9.机架；
10.x轴移动模组，所述x轴移动模组安装在所述机架上；
11.y轴移动模组，所述y轴移动模组安装在所述x轴移动模组上；
12.z轴移动模组，所述z轴移动模组安装在所述y轴移动模组上；
13.至少一组浮动定位机构，所述浮动定位机构固定安装在所述z轴移动模组的底部；
14.其中，所述浮动定位机构包括：
15.安装架，所述安装架固定安装在所述z轴移动模组的底部；
16.z向浮动组件，所述z向浮动组件设置在所述安装架上，并在所述z向浮动组件上设有x轴导向件；
17.x向浮动组件，所述x向浮动组件设置在所述z向浮动组件的下方；且所述x向浮动组件滑动连接在所述x轴导向件上，并在所述x向浮动组件上设有y轴导向件；
18.y向浮动组件，所述y向浮动组件设置在所述x向浮动组件的下方，且所述y向浮动组件滑动连接在所述y轴导向件上；
19.电动扳手，所述电动扳手固定安装在所述y向浮动组件的扳手支撑架上。
20.进一步的，所述x轴移动模组包括：
21.齿条，所述齿条固定安装在所述机架的外侧面上，且所述齿条沿x轴方向设置；
22.x轴支撑架，所述x轴支撑架沿x轴方向滑动安装在所述机架的底部；
23.x轴驱动电机，所述x轴驱动电机固定安装在所述x轴支撑架上，并在所述x轴驱动电机的输出端安装一旋转齿轮，所述旋转齿轮与所述齿条啮合传动，带动所述x轴支撑架在x轴方向的滑移。
24.进一步的，所述y轴移动模组包括：
25.两组第一滑轨，两组所述第一滑轨分别设置在所述x轴支撑架的左、右两侧，且均沿y轴方向设置；
26.y轴支撑架，所述y轴支撑架的顶部呈u型设置，包括左开口端与右开口端，所述左开口端与右开口端分别与左、右两侧的第一滑轨滑动连接；
27.两组y轴滑移驱动组件，两组所述y轴滑移驱动组件分别固定安装在所述x轴支撑架的左、右两侧，并与所述y轴支撑架传动连接，驱动所述y轴支撑架在y轴方向的滑移。
28.进一步的，所述y轴滑移驱动组件包括：
29.第一丝杠，所述第一丝杠沿y轴方向安装在所述x轴支撑架的左、右两侧；
30.第一丝杠母，所述第一丝杠母套设在所述第一丝杠上，与所述第一丝杠螺纹连接，且所述第一丝杠母的外侧与对应的所述y轴支撑架的左开口端或右开口端固定连接；
31.第一伺服电机，所述第一伺服电机固定安装在所述x轴支撑架上，且所述第一伺服电机的输出端与所述第一丝杠传动连接，带动所述第一丝杠母在y轴方向的滑移。
32.进一步的，所述z轴移动模组包括：
33.z轴支撑架，所述z轴支撑架安装在所述y轴支撑架的底部，且所述z轴支撑架的左、右两端分别与所述y轴支撑架滑动连接；所述浮动定位机构固定安装在所述z轴支撑架的底部；
34.两根第二丝杠，两根所述第二丝杠分别安装在所述y轴支撑架的左、右两侧，并沿z轴方向设置；
35.两个第二丝杠母，两个所述第二丝杠母分别套设在所述第二丝杠上，与所述第二丝杠螺纹连接；且两个所述第二丝杠母又分别与所述z轴支撑架的左、右两端固定连接；
36.两个第二伺服电机，两个所述第二伺服电机分别固定安装在所述y轴支撑架的左、右两侧，且所述第二伺服电机的输出端与对应的所述第二丝杠传动连接，带动所述第二丝杠母在z轴方向的滑移。
37.进一步的，所述第二丝杠为t型丝杠。
38.进一步的，所述浮动定位机构设置多组，多组所述浮动定位机构间隔设置在所述z轴移动模组的底部。
39.进一步的，所述浮动定位机构还包括：
40.缓冲气缸，所述缓冲气缸设置在所述安装架的上端，所述缓冲气缸的输出端与所述z向浮动组件固定连接。
41.进一步的，在所述电动扳手的一侧设有用于检测电动扳手手柄回转的限位开关。
42.进一步的，所述电动扳手的下部设有反力臂，所述反力臂通过第四弹性件与所述扳手支撑架连接，所述反力臂的下端与钢模抵接。
43.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
44.使用时，可通过双梁行车悬吊该钢模螺栓松紧一体机，行车移动不占空间，实现快速切换多工位，方便避让吊运钢模。同时，该钢模螺栓松紧一体机通过x轴移动模组、y轴移动模组与z轴移动模组调节浮动定位机构在x轴、y轴与z轴方向的位置，便于电动扳手位置调节，灵活适用多规格钢模。
45.此外，该浮动定位机构成功实现了钢模螺栓的自适应对位，可以应用在不同规格的钢模上，应用该装置可以减少人员配置，大幅减小生产成本，使全自动化松紧钢模螺栓成为可能。对应的，该浮动定位机构中采用电动扳手代替气动扳手，减少了噪音和冲击，同时减少对螺栓的折损；仅需将电动扳手正反转切换，便可以完成拆模和合模；上紧螺栓的反作用力通过电动扳手上的摆臂完全抵消在钢模上，使整机设备更为轻巧。
附图说明
46.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
47.图1为本实用新型一种钢模螺栓松紧一体机示意图；
48.图2为图1中x轴移动模组与y轴移动模组的结构示意图；
49.图3为图1中z轴移动模组与浮动定位机构结构示意图；
50.图4为本实用新型中浮动定位机构的整体结构图；
51.图5为本实用新型中浮动定位机构的内部结构图；
52.图6为本实用新型中浮动定位机构部分结构俯视图；
53.图中：机架1；
54.x轴移动模组2、齿条20、x轴支撑架21、x轴驱动电机22、旋转齿轮23；
55.y轴移动模组3、第一滑轨30、y轴支撑架31、左开口端311、右开口端312、第一丝杠32、第一丝杠母33、第一伺服电机34；
56.z轴移动模组4、z轴支撑架40、第二丝杠41、第二丝杠母42、第二伺服电机43；
57.浮动定位机构5、安装架51、第一水平安装板511、第二水平安装板512、竖直连接板513、z向浮动组件52、x轴导向件521、z轴导向件522、滑动座523、第一弹性件524、第一固定座525、侧板526、x向浮动组件53、y轴导向件531、第二固定座532、第二弹性件533、连接块
534、y向浮动组件54、扳手支撑架541、电动扳手542、第三弹性件543、连接耳544、缓冲气缸55、反力臂56、第四弹性件561。
具体实施方式
58.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
59.下面结合附图1至附图6以及具体实施例详细论述本实用新型：
60.如图1-6所示，本实用新型提供一种钢模螺栓松紧一体机，其包括：
61.机架1；
62.x轴移动模组2，所述x轴移动模组2安装在所述机架1上；
63.y轴移动模组3，所述y轴移动模组3安装在所述x轴移动模组2上；
64.z轴移动模组4，所述z轴移动模组4安装在所述y轴移动模组3上；
65.至少一组浮动定位机构5，所述浮动定位机构5固定安装在所述z轴移动模组4的底部；
66.其中，所述浮动定位机构5包括安装架51、设置在安装架51上的z向浮动组件52、设置于z向浮动组件52下方的x向浮动组件53、以及设置于x向浮动组件53下方的y向浮动组件54；其中：安装架51上设有z轴导向件522，z向浮动组件52滑动连接在z轴导向件上，z向浮动组件52上设有x轴导向件521，x向浮动组件53滑动连接在x轴导向件521上；x向浮动组件53上设有y轴导向件531，y向浮动组件54滑动连接在y轴导向件531上；y向浮动组件54包括扳手支撑架541，扳手支撑架541上固定有电动扳手542，进而实现电动扳手542滑动连接在y轴导向件531上。以上可以知道，在实际工作过程中，如果电动扳手542仅受y向外力的作用，则电动扳手542随y向浮动组件54沿y轴导向件531在y轴方向上移动；如果电动扳手542仅受x向外力的作用，则电动扳手542随x向浮动组件53沿x轴导向件521在x轴方向上移动；如果电动扳手542仅受z向外力的作用，则电动扳手542随z向浮动组件52沿z轴方向移动；本实用新型中电动扳手542在x轴方向、y轴方向和z轴方向的移动量达到5～10mm,基本能够抵消钢模螺栓制造误差，满足钢模螺栓定位的需求。
67.本实用新型中的x轴导向件521和y轴导向件531均可根据实际需要进行设计，如可选为圆柱形导向轴或其他形状的导轨、滑轨等，能实现导向作用即可，都属于本实用新型的保护范围。
68.使用时，可通过双梁行车悬吊该钢模螺栓松紧一体机，行车移动不占空间，实现快速切换多工位，方便避让吊运钢模。同时，该钢模螺栓松紧一体机通过x轴移动模组2、y轴移动模组3与z轴移动模组4调节浮动定位机构5在x轴、y轴与z轴方向的位置，便于电动扳手542位置调节，灵活适用多规格钢模。
69.此外，该浮动定位机构5成功实现了钢模螺栓的自适应对位，可以应用在不同规格的钢模上，应用该装置可以减少人员配置，大幅减小生产成本，使全自动化松紧钢模螺栓成为可能。对应的，该浮动定位机构5中采用电动扳手代替气动扳手，减少了噪音和冲击，同时减少对螺栓的折损；仅需将电动扳手正反转切换，便可以完成拆模和合模；上紧螺栓的反作
用力通过电动扳手上的摆臂完全抵消在钢模上，使整机设备更为轻巧。
70.进一步的，所述x轴移动模组2实现方式有多种，可以采用丝杠线性移动模组、也可采用皮带线性移动模组，只要能实现沿x轴方向的滑移即可。但优选的该x轴移动模组2采用如下设计方案，x轴移动模组2包括：
71.齿条20，所述齿条20固定安装在所述机架1的外侧面上，且所述齿条20沿x轴方向设置；
72.x轴支撑架21，所述x轴支撑架21沿x轴方向滑动安装在所述机架1的底部；
73.x轴驱动电机22，所述x轴驱动电机22固定安装在所述x轴支撑架21上，并在所述x轴驱动电机22的输出端安装一旋转齿轮23，所述旋转齿轮23与所述齿条20啮合传动，带动所述x轴支撑架21在x轴方向的滑移，进而带动浮动定位机构5实现沿x轴方向的滑移。本实施例中该x轴驱动电机22为伺服驱动电机。该x轴移动模组2采用齿轮齿条的实现方式，实现方式简单、可靠。
74.进一步的，该y轴移动模组3包括：
75.两组第一滑轨30，两组所述第一滑轨30分别设置在所述x轴支撑架21的左、右两侧，且均沿y轴方向设置；
76.y轴支撑架31，所述y轴支撑架31的顶部呈u型设置，包括左开口端311与右开口端312，所述左开口端311与右开口端312分别与左、右两侧的第一滑轨30滑动连接；
77.两组y轴滑移驱动组件，两组所述y轴滑移驱动组件分别固定安装在所述x轴支撑架21的左、右两侧，并与所述y轴支撑架31传动连接，驱动所述y轴支撑架31在y轴方向的滑移。
78.具体的，该y轴滑移驱动组件包括：
79.第一丝杠32，所述第一丝杠32沿y轴方向安装在所述x轴支撑架21的左、右两侧；两组y轴滑移驱动组件中的第一丝杠32分别为第一丝杠ⅰ与第二丝杠ⅱ，第一丝杠ⅰ与第二丝杠ⅱ一个设置在x轴支撑架21的左侧，一个设计在x轴支撑架21的右侧；
80.第一丝杠母33，所述第一丝杠母33套设在所述第一丝杠32上，与所述第一丝杠32螺纹连接，且所述第一丝杠母33的外侧与对应的所述y轴支撑架31的左开口端311或右开口端312固定连接；对应的，两组y轴滑移驱动组件中的第一丝杠母33分别为第一丝杠母ⅰ与第一丝杠母ⅱ，其中第一丝杠母ⅰ套设在第一丝杠ⅰ上，第二丝杠母ⅱ套设在第二丝杠ⅱ上；
81.第一伺服电机34，两个所述第一伺服电机34分别固定安装在所述x轴支撑架21的底部的左、右两侧，且所述第一伺服电机34的输出端与所述第一丝杠32传动连接，带动所述第一丝杠母33在y轴方向的滑移，进而带动浮动定位机构5实现沿y轴方向的滑移。采用丝杠传动机构，实现浮动定位机构5在y轴方向位置的调节，定位精准度高。对应的，两组y轴滑移驱动组件中的第一伺服电机34分别为第一伺服电机ⅰ与第一伺服电机ⅱ，第一伺服电机ⅰ与第一伺服电机ⅱ分别安装在x轴支撑架21的底部的左、右两侧，其中，第一伺服电机ⅰ与第一丝杠ⅰ传动连接，第一伺服电机ⅱ与第二丝杠ⅱ传动连接。双伺服同步控制保证机构定位精准，运行顺畅，让机械结构更加简单。
82.进一步的，所述z轴移动模组4包括：
83.z轴支撑架40，所述z轴支撑架40安装在所述y轴支撑架31的底部，且所述z轴支撑架40的左、右两端分别与所述y轴支撑架31滑动连接；所述浮动定位机构5固定安装在所述z
轴支撑架40的底部；
84.两根第二丝杠41，两根所述第二丝杠41分别安装在所述y轴支撑架31的左、右两侧，并沿z轴方向设置；
85.两个第二丝杠母42，两个所述第二丝杠母42分别套设在所述第二丝杠41上，与所述第二丝杠41螺纹连接；且两个所述第二丝杠母42又分别与所述z轴支撑架40的左、右两端固定连接；
86.两个第二伺服电机43，两个所述第二伺服电机43分别固定安装在所述y轴支撑架31的左、右两侧，且所述第二伺服电机43的输出端与对应的所述第二丝杠41传动连接，带动所述第二丝杠母42在z轴方向的滑移，进而带动浮动定位机构5实现沿z轴方向的滑移。采用丝杠传动机构，实现浮动定位机构5在z轴方向位置的调节，定位精准度高。优选的，该第二丝杠41为t型丝杠，t型丝杠具有传动功率高，定位精确、承载力大，具有自锁功用等特点。
87.进一步的，在一些具体实施例中，还对该浮动定位机构5进行了详细设计，具体设计方案如下：本实施例中的安装架51上固定设有z轴导向件522。
88.z向浮动组件52包括与z轴导向件522上下滑动连接的滑动座523、以及设置在滑动座523与安装架51之间的第一弹性件524，第一弹性件524套装在z轴导向件522上。同上，z轴导向件522也可根据实际需求进行设计，如可选为圆柱形导向轴或其他形状的导轨、滑轨等，能实现导向作用即可，都属于本发明的保护范围。
89.优选的，本实施例中的安装架51包括第一水平安装板511、第二水平安装板512、以及与第一水平安装板511与第二水平安装板512连接的竖直连接板513，第一水平安装板511和第二水平安装板512之间平行设置有两个z轴导向件522，z轴导向件522的一端与第一水平安装板511固定连接，另一端与第二水平安装板512固定连接，每个z轴导向件522上均套装有一个第一弹性件524和一个滑动座523，第一弹性件524的一端与第一水平安装板511抵接，另一端与滑动座523抵接，滑动座523抵接在第二水平安装板512上，滑动座523在z向外力的作用下可沿z轴导向件522向上滑动，向上压缩第一弹性件524，待外力消除后，滑动座523在第一弹性件524的回复力的作用下回位。在不受外力作用下，第一弹性件524处于自然状态，此时，滑动座523的底端正好抵接在第二水平安装板512上。
90.具体的，本实施例中z向浮动组件52还包括上下移动设置的第一固定座525，第一固定座525通过侧板526与两个滑动座523的侧面固定连接，第一固定座525呈框架结构，第一固定座525沿x轴方向的两侧对称固定有x轴导向件521，x向浮动组件53滑动连接在两个x轴导向件521上，从而实现了电动扳手542在x方向的移动。
91.具体的，本实施例中x向浮动组件53包括设置在第一固定座525下方的第二固定座532、以及多个第二弹性件533；第二固定座532也呈框架结构，第二固定座532的上端沿x轴方向的两侧对称固定有两个连接块534，第二固定座532通过两个连接块534滑动连接在两个x轴导向件521上；每个x轴导向件521上均套装有两个第二弹性件533，两个第二弹性件533分别位于连接块534的两侧，即每个第二弹性件533的一端与连接块534抵接，另一端与第一固定座525的内侧面抵接，第二固定座532在x向外力的作用下沿x轴导向件521滑动，压缩两个位于两个连接块534同一侧的第二弹性件533，待外力消除后，第二固定座532在第二弹性件533的回复力的作用下回位。可以知道，本实施例在连接块534的两端分别设有第二弹性件533，实现了第二固定座532沿x向的往复滑动和回位，结构简单，自适应效果好。在不
受外力作用下，连接块534两端的第二弹性件533处于自然状态，此时，第二弹性件533的一端正好抵接在连接块534的侧面。
92.具体的，本实施例中第二固定座532内沿y轴方向的两侧对称固定有y轴导向件531，y向浮动组件54滑动连接在两个y轴导向件531上；y向浮动组件54还包括套装在y轴导向件531上的多个第三弹性件543，扳手支撑架541的上端面设有两个对称的连接耳544，扳手支撑架541通过两个连接耳544滑动连接在两个y轴导向件531上，每个y轴导向件531上套装有两个第三弹性件543，两个第三弹性件543分别位于连接耳544的两侧，且第三弹性件543的一端与连接耳544抵接，另一端与第二固定座532的内侧面抵接，扳手支撑架541在y向外力的作用下沿y轴导向件531滑动，压缩两个位于两个连接耳544同一侧的第三弹性件543，待外力消除后，扳手支撑架541在第三弹性件543的回复力的作用下回位。可以知道，本实施例在连接耳544的两端分别设有第三弹性件543，实现了扳手支撑架541沿y向的往复滑动和回位，结构简单，自适应效果好。在在不受外力作用下，连接耳544两端的第三弹性件543处于自然状态，此时，第三弹性件543的一端正好抵接在连接耳544的侧面。
93.优选的，本实施例中的第一弹性件24、第二弹性件33、第三弹性件43也均为弹簧，结构简单可靠。
94.进一步的，在一些具体实施例中，该浮动定位机构5设置多组，多组所述浮动定位机构5间隔设置在所述z轴移动模组4的底部，多组之间协同作业，提高整体工作效率，同时，可适用于1:75锥度等多种规格钢模的作业，提高了设备的通用性。如本实施例中，该浮动定位机构5设置六组，对应安装6把电动扳手542，间距1米左右安装1把电动扳手，沿x轴方向均布(对应钢模中心线)，对应钢模1:75锥度，实现电动扳手对应钢模1/3长度的螺栓，如12米长钢模共72个螺栓，分3次即可完成松紧螺栓作业，不仅作业效率高，且可适用于1:75锥度钢模的作业，提高了设备的通用性。
95.进一步的，本实施例中在电动扳手542的下部设有反力臂56，反力臂56通过第四弹性件561与扳手支撑架541连接，反力臂56的下端面与钢模接触。本发明通过电动扳手552代替气动扳手，减少了噪音和冲击，同时减少对螺栓的折损；仅需将电动扳手正反转切换，便可以完成拆模和合模；且上紧螺栓的反作用力通过电动扳手上的反力臂完全抵消在钢模上，使设备的机构更为轻巧。此外，可通过程序控制电动扳手的启动顺序，能够同步、均匀上紧螺栓，消除因不对称上紧螺栓而产生的应力。
96.优选的，本实施例中，第四弹性件561为弹簧，实现方式简单可靠。
97.具体的，还可在本实施例的电动扳手542下端设有与钢模螺栓上的螺母适配的套筒，钢模螺栓上的螺母上端面设有第一倒角(图中未示出)，套筒的下端面设有与第一倒角相适配的第二倒角(图中未示出)。当电动扳手进行拧紧或松开螺栓时，电动扳手上的套筒通过第二倒角与螺母上的第二倒角适配，使套筒快速滑动到螺母上，实现了自适应套接和精准定位。
98.进一步的，还可在本实施例中电动扳手542的一侧设有用于检测电动扳手手柄回转的限位开关，起限位检测作用；本实用新型中对该限位开关不做具体限定，由本领域技术人员依据实际情况设计选择即可。
99.进一步的，本实施例中在安装架51的上端(即第一水平安装板511上端)设有缓冲气缸55，缓冲气缸55的输出端与z向浮动组件52固定连接，可选的，缓冲气缸55的输出端与
侧板526的上端面固定连接，缓冲气缸55用于对气动扳手542上的套筒对准钢模螺栓的螺母时产生的冲击起缓冲作用。
100.以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。