通用型筒体组对回转工装生产线的制作方法
【专利摘要】一种用于筒体组对工装并实现筒体回转的自动化生产线，属于工业自动化领域。其包括轴端定位机构、前部回转工装机构、中部回转工装机构、后部回转工装机构、丝杠平移机构、回转驱动机构、液压缸平移机构、回转工装开合机构。将筒体放置到回转工装机构内，通过平移的方式完成组对对接。在对接过程中使筒体作回转运动，以保证对接的筒体同轴和对接口的尺寸对齐，并且辅助筒体的组对加工工作。回转工装机构能够在回转工装开合机构的驱动下实现自动开合，在筒体放置到回转工装机构内后，断开回转工装开合机构与回转工装机构的连接，使回转工装机构能够作回转运动。本发明具有自动化程度高，操作维修方便等优点。
【专利说明】
通用型筒体组对回转工装生产线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于筒体组对工装并实现筒体回转的自动化生产线，属于工业自动化领域。
【背景技术】
[0002]工装设计的目的是利用工装来保证筒体在加工过程中的质量精度，提高生产效率，降低操作者劳动强度。在使用中应具备安全可靠、快捷、方便和动作准确等特征。工装生产线需要能够实现筒体回转、定位、锁紧和工装的开合等功能，尤其在自动化流水线上使用时还要保证精确、准时，以实现整个流水线的正常生产。筒体与筒体在组对加工时，一方面要保证同心，另外一方面还要保证对接口的尺寸对齐，对于较为大型的筒体而言，在吊装过程中会出现筒体变形等问题，工装生产线需要能够适应一定误差范围内的筒体直径变化，并进行一定的圆度修正。同时，由于工厂所生产的筒体存在型号多样性的特点，这就要求筒体工装生产线能够自动高效的适应筒体的多种型号，达到一条生产线完成不同型号筒体的组对加工的目标。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种能够适应多种型号的筒体组对工装生产线，能够实现工装的自动开合，并且在组对过程中实现筒体回转，确保筒体同轴且对接口对齐。该生产线不仅功能完善，自动化程度高，性能稳定可靠，还可以保证工装过程中的安全性，并且整体结构合理，操作简单。
[0004]本发明主要采用如下的技术方案来实现:
[0005]通用型筒体组对回转工装生产线，包括轴端定位机构1、前部回转工装机构2、中部回转工装机构3、后部回转工装机构4、丝杠平移机构5、回转驱动机构6、液压缸平移机构
7、回转工装开合机构8，位于中间的回转驱动机构6固定于地面上，作为整个装置的支撑和基准；丝杠平移机构5固定于地面上，轴端定位机构I和位于后方的回转驱动机构6安装于丝杠平移机构5上；液压缸平移机构7固定于地面上，位于前方的回转驱动机构6安装于液压缸平移机构7上；前部回转工装机构2、中部回转工装机构3、后部回转工装机构4分别安装于相应的回转驱动机构6上，并分别与回转工装开合机构8相连接。
[0006]所述的轴端定位机构I,包括三爪卡盘9、电机I 10、轴端定位架11,轴端定位架11安装于丝杠平移机构5上；电机I 10安装于轴端定位架11内，三爪卡盘9安装于电机I 10的输出端。
[0007]所述的丝杠平移机构5，包括滑轨12、滑块13、丝杠安装件14、丝杠15、电机II 16，滑轨12固定于地面上，滑块13安装于其上；丝杠安装件14、丝杠15和电机II 16安装于两滑轨12之间，其中丝杠安装件14和电机II 16固定于地面上，丝杠15安装于丝杠安装件14内，电机II 16作为驱动使丝杠15转动从而驱动相应机构实现平移运动。
[0008]所述的液压缸平移机构7，包括滑轨12、滑块13、液压缸I 18、移动平台21，滑轨12固定于地面上，滑块13安装于其上，移动平台21固定于滑块13上；液压缸I 18固定于地面上，其伸出端与移动平台21相连接。
[0009]所述的回转驱动机构6，包括定位件17、电机II 16，液压缸I 18、滚轮座19、滚轮20，滚轮座19固定于移动平台21上，滚轮20和电机II 16安装于滚轮座19上，电机II 16输出端与滚轮20相连接；液压缸I 18固定于移动平台21上，定位件17安装于液压缸I 18的伸出端。
[0010]所述的回转工装开合机构8，包括电动插销22、液压缸II 23、支架24、轴座25、轴26，支架24作为整个机构的支撑，轴座25固定于支架24上，液压缸II 23末端通过轴26安装于轴座25上；电动插销22安装于液压缸II 23伸出端。
[0011]所述的前部回转工装机构2，包括前部工装回转上部件27、变径机构I 28、变径机构II 29、前部工装回转下部件30、转轴I 31、转轴II 32，前部工装回转上部件27和前部工装回转下部件30安装于所述的回转驱动机构6上，其中前部工装回转上部件27和前部工装回转下部件30之间通过转轴II 32相连接；变径机构I 28和变径机构II 29安装于前部回转上部件27和前部回转下部件30，转轴I 31安装于前部工装回转上部件27上；所述的回转工装开合机构8通过电动插销22与转轴I 31相连接，驱动前部工装回转上部件27实现以转轴II 32为轴的转动。
[0012]所述的中部回转工装机构3，包括中部工装回转上部件33、变径机构III 34、中部工装回转下部件35、转轴I 31、转轴II 32，中部工装回转上部件33和中部工装回转下部件35安装于所述的回转驱动机构6上，其中中部工装回转上部件33和中部工装回转下部件35之间通过转轴II 32相连接；变径机构III34安装于中部工装回转上部件33和中部工装回转下部件35，转轴I 31安装于中部工装回转上部件33上；所述的回转工装开合机构8通过电动插销22与转轴I 31相连接，驱动中部工装回转上部件31实现以转轴II 32为轴的转动。
[0013]所述的后部回转工装机构4，包括后部工装回转上部件36、后部工装回转下部件37、转轴I 31、转轴II 32，后部工装回转上部件36和后部工装回转下部件37安装于所述的回转驱动机构6上，其中后部工装回转上部件36和后部工装回转下部件37之间通过转轴
II32相连接；转轴I 31安装于后部工装回转上部件36上，所述的回转工装开合机构8通过电动插销22与转轴I 31相连接，驱动后部工装回转上部件36实现以转轴II 32为轴的转动。
[0014]本发明是以需要对接加工的筒体为研究对象，将筒体分别放置到回转工装机构内，通过平移的方式完成组对对接。在对接过程中使筒体作回转运动，以保证对接的筒体同轴和对接口的尺寸对齐，并且辅助筒体的组对加工工作。
[0015]本发明中所述的回转工装机构能够在液压缸的驱动下实现自动开合，在筒体放置到回转工装机构内后，断开液压缸与回转工装机构的连接，使回转工装机构能够作回转运动。
[0016]本发明可通过所述的变径机构适应不同锥度、不同直径和不同长度的筒体的组对对接加工。
[0017]本发明具有如下效果:所述的所有机构均配有控制系统和反馈系统，能够自动高效的完成筒体的组对加工工作；适用于多种型号筒体的机加工、装配、焊接等不同用途的工装；自动化程度高，性能稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明整机的结构图
[0019]图2是本发明轴端定位机构和丝杠平移机构的结构图
[0020]图3是本发明回转驱动机构和液压缸平移机构的结构图
[0021]图4是本发明回转工装开合机构的结构图
[0022]图5是本发明前部回转工装机构的结构图
[0023]图6是本发明中部回转工装机构的结构图
[0024]图7是本发明后部回转工装机构的结构图
[0025]图中:1、轴端定位机构，2、前部回转工装机构，3、中部回转工装机构，4、后部回转工装机构，5、丝杠平移机构，6、回转驱动机构，7、液压缸平移机构，8、回转工装开合机构，9、三爪卡盘，10、电机I，11、轴端定位架，12、包括滑轨，13、滑块，14、丝杠安装件，15、丝杠，16、电机II，17、定位件，18、液压缸I，19、滚轮座，20、滚轮，21、移动平台，22、电动插销，23、液压缸II，24、支架，25、轴座，26、轴，27、前部工装回转上部件，28、变径机构I，29、变径机构II，30、前部工装回转下部件，31、转轴I，32、转轴II，33、中部工装回转上部件，34、变径机构III，35、中部工装回转下部件，36、后部工装回转上部件，37、后部工装回转下部件。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0027]如图1所示，通用型筒体组对回转工装生产线包括轴端定位机构1、前部回转工装机构2、中部回转工装机构3、后部回转工装机构4、丝杠平移机构5、回转驱动机构6、液压缸平移机构7、回转工装开合机构8。位于中间的回转驱动机构6固定于地面上，作为整个生产线的支撑和基准，中部回转工装机构3安装于其上。丝杠平移机构5固定于地面上，轴端定位机构I和位于后方的回转驱动机构6安装于其上。液压缸平移机构7固定于地面上，位于前方的回转驱动机构6安装于其上。前部回转工装机构2、中部回转工装机构3和后部回转工装机构4分别安装于相应的回转驱动机构6上，并与回转工装开合机构8相连接。
[0028]如图2所示，轴端定位机构I安装于丝杠平移机构5上，能够实现水平运动。
[0029]如图3所示，位于前方的回转驱动机构6安装于液压缸平移机构7上，能够实现水平运动。回转驱动机构6中的定位件17在液压缸I 18的驱动下能够对前部回转工装机构
2、中部回转工装机构3和后部回转工装机构4进行定位。
[0030]如图4所示，回转工装开合机构8中，液压缸II 23通过轴座25和轴26安装于支架24上，液压缸II 23以轴26为基准实现转动。液压缸II 23伸出端通过电动插销22，与安装于回转工装上部件的转轴I 31相连接，带动回转工装上部件实现以转轴II 32为基准的转动。
[0031]如图5所示，前部回转工装机构2安装于回转驱动机构6上，在其驱动下实现回转运动。前部回转工装机构2和回转驱动机构6在液压缸平移驱动机构7的驱动下实现水平运动。前部回转工装机构2中，变径机构I 28和变径机构II 29安装于前部回转工装上部件27和前部回转工装下部件30上，通过变径机构I 28和变径机构II 29直径的改变，适应不同型号筒体的锥度。
[0032]如图6所示，中部回转工装机构3安装于回转驱动机构6上，在其驱动下实现回转运动。中部回转工装机构3，变径机构III 34安装于中部回转工装上部件33和中部回转工装下部件35上，通过变径机构III 34直径的改变，适应不同型号筒体的直径。
[0033]如图7所示，后部回转工装机构4安装于回转驱动机构6上，在其驱动下实现回转运动。后部回转工装机构4和回转驱动机构6在丝杠平移机构5的驱动下实现水平运动，通过水平位置的调节，适应不同型号筒体的长度。
[0034]本发明的工作过程如下:
[0035]首先，初始状态时，通过变径机构I 28、变径机构II 29、变径机构III 34和丝杠平移机构5的调整，适应被加工筒体的型号；回转驱动机构6中的定位件17在液压缸I 18的驱动下将回转工装机构进行定位；回转工装开合机构8通过其中的电动插销22与安装于回转工装上部件的转轴I 31相连接，液压缸II 23提供动力，使回转工装上部件以转轴II 32为轴转动至打开状态。然后，在轴端定位机构I的定位下，将筒体放入回转工装机构内，液压缸II 23提供动力，使回转工装上部件以转轴II 32为轴转动至关闭状态。然后，回转工装开合机构8中的电动插销22撤出，液压缸II 23收回，并且回转驱动机构6中的定位件17在液压缸I 18的驱动下将回转工装机构解除定位；回转驱动机构6驱动回转工装机构作回转运动，使对接的筒体同轴和对接口的尺寸对齐。最后，前部回转工装机构2在液压缸平移驱动机构7的驱动下进行平移，完成筒体的对接工作，并进行相应的加工处理。
【权利要求】
1.通用型筒体组对回转工装生产线，包括轴端定位机构(I)、前部回转工装机构(2)、中部回转工装机构(3)、后部回转工装机构(4)、丝杠平移机构(5)、回转驱动机构(6)、液压缸平移机构(7)、回转工装开合机构(8)，其特征在于:位于中间的回转驱动机构(6)固定于地面上，作为整个装置的支撑和基准；丝杠平移机构(5)固定于地面上，轴端定位机构(I)和位于后方的回转驱动机构(6)安装于丝杠平移机构(5)上；液压缸平移机构(7)固定于地面上，位于前方的回转驱动机构(6)安装于液压缸平移机构(7)上；前部回转工装机构(2)、中部回转工装机构(3)、后部回转工装机构(4)分别安装于相应的回转驱动机构(6)上，并分别与回转工装开合机构(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的轴端定位机构(1)，包括三爪卡盘(9)、电机I (10)、轴端定位架(11),轴端定位架(11)安装于丝杠平移机构(5)上；电机I (10)安装于轴端定位架(11)内，三爪卡盘(9)安装于电机I(10)的输出端。
3.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的丝杠平移机构(5)，包括滑轨(12)、滑块(13)、丝杠安装件(14)、丝杠(15)、电机II (16)，滑轨(12)固定于地面上，滑块(13)安装于其上；丝杠安装件(14)、丝杠(15)和电机II (16)安装于两滑轨(12)之间，其中丝杠安装件(14)和电机II (16)固定于地面上，丝杠(15)安装于丝杠安装件(14)内，电机II (16)作为驱动使丝杠(15)转动从而驱动相应机构实现平移运动。
4.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的液压缸平移机构(7)，包括滑轨(12)、滑块(13)、液压缸I (18)、移动平台(21)，滑轨(12)固定于地面上，滑块(13)安装于其上，移动平台(21)固定于滑块(13)上；液压缸I (18)固定于地面上，其伸出端与移动平台(21)相连接。
5.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的回转驱动机构(6)，包括定位件(17)、电机II (16)，液压缸I (18)、滚轮座(19)、滚轮(20)，滚轮座(19)固定于移动平台(21)上，滚轮(20)和电机II (16)安装于滚轮座(19)上，电机II(16)输出端与滚轮(20)相连接；液压缸I (18)固定于移动平台(21)上，定位件(17)安装于液压缸I (18)的伸出端。
6.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的回转工装开合机构(8)，包括电动插销(22)、液压缸II (23)、支架(24)、轴座(25)、轴(26)，支架(24)作为整个机构的支撑，轴座(25)固定于支架(24)上，液压缸II (23)末端通过轴(26)安装于轴座(25)上；电动插销(22)安装于液压缸II (23)伸出端。
7.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的前部回转工装机构(2)，包括前部工装回转上部件(27)、变径机构I (28)、变径机构II (29)、前部工装回转下部件(30)、转轴I (31)、转轴II (32)，前部工装回转上部件(27)和前部工装回转下部件(30)安装于所述的回转驱动机构(6)上，其中前部工装回转上部件(27)和前部工装回转下部件(30)之间通过转轴II (32)相连接；变径机构I (28)和变径机构II (29)安装于前部回转上部件(27)和前部回转下部件(30)，转轴I (31)安装于前部工装回转上部件(27)上；所述的回转工装开合机构(8)通过电动插销(22)与转轴I (31)相连接，驱动前部工装回转上部件(27)实现以转轴II (32)为轴的转动。
8.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的中部回转工装机构(3)，包括中部工装回转上部件(33)、变径机构III (34)、中部工装回转下部件(35)、转轴I (31)、转轴II (32)，中部工装回转上部件(33)和中部工装回转下部件(35)安装于所述的回转驱动机构(6)上，其中中部工装回转上部件(33)和中部工装回转下部件(35)之间通过转轴II (32)相连接；变径机构III (34)安装于中部工装回转上部件(33)和中部工装回转下部件(35)，转轴I (31)安装于中部工装回转上部件(33)上；所述的回转工装开合机构(8)通过电动插销(22)与转轴I (31)相连接，驱动中部工装回转上部件(31)实现以转轴II (32)为轴的转动。
9.根据权利要求1所述的通用型筒体组对回转工装生产线，其特征在于:所述的后部回转工装机构(4)，包括后部工装回转上部件(36)、后部工装回转下部件(37)、转轴I(31)、转轴II (32)，后部工装回转上部件(36)和后部工装回转下部件(37)安装于所述的回转驱动机构(6)上，其中后部工装回转上部件(36)和后部工装回转下部件(37)之间通过转轴II (32)相连接；转轴I (31)安装于后部工装回转上部件(36)上，所述的回转工装开合机构(8)通过电动插销(22)与转轴I (31)相连接，驱动后部工装回转上部件(36)实现以转轴II (32)为轴的转动。
【文档编号】B65G47/22GK104129626SQ201410331994
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】高国华, 李福 , 冯天翔 申请人:北京工业大学