CN109648343B - 管料装配平台生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管料装配平台生产线，包括上料输送部分、切割机、搬运部分、寻孔部分和机器人，上料输送部分的输出端与切割机的输入端对接，切割机的输出端与搬运部分的输入端对接，寻孔部分设置于搬运部分的一侧，机器人设置于寻孔部分的一侧。实现预配接触网腕臂管料的连续自动上料、定长、切割、寻孔和工件与管料的自动配装，减少现场操作人员、降低劳动强度、提高工作效率。

Description

管料装配平台生产线

技术领域

本发明涉及自动化机械设备技术领域，具体涉及一种管料装配平台生产线。

背景技术

目前，我国铁路建设正在积极进行，接触网是其中的先决条件，为火车及动车，高铁等提供能量源，以前接触网腕臂管料预配的操作都是人工进行的，也有一部分设备厂商试图研发预配平台来提高效率，但是效果都不理想，因此我门积极研发，试图改变现状。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种管料装配平台生产线，实现预配接触网腕臂管料的连续自动上料、定长、切割、寻孔和工件与管料的自动配装，减少现场操作人员、降低劳动强度、提高工作效率，尤其适用于预配接触网腕臂的管料装配。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种管料装配平台生产线，包括上料输送部分、切割机、搬运部分、寻孔部分和机器人，上料输送部分的输出端与切割机的输入端对接，切割机的输出端与搬运部分的输入端对接，寻孔部分设置于搬运部分的一侧，机器人设置于寻孔部分的一侧，上料输送部分设有定长装置。

按照上述技术方案，管料装配平台生产线还包括人工上料台和成品出料部分，成品出料部分设置于寻孔部分的一侧，人工上料台均设置于机器人的一侧。

按照上述技术方案，上料输送部分包括上料伺服夹爪、导轨架、上料小车和定长装置，上料小车设置于导轨架的一侧，上料小车和导轨架之间连接有夹紧装置，导轨架上设有管料支撑台面，管料支撑台面与上料小车的管料放置面对接，夹紧装置用于上料小车和导轨架之间的固定，夹紧装置松开后上料小车可自由移动，导轨架上沿长度方向设有导轨，导轨设置于管料支撑台面上方，上料伺服夹爪设置于导轨上，可沿导轨移动，定长装置设置于导轨架上，上料伺服夹爪用于抓取管料，将管料沿导轨移送至切割部分，定长装置用于测定管料支撑台面上的管料长度。

按照上述技术方案，上料伺服夹爪包括滑块、伺服电机、减速机、单轴机器人、手指气缸和齿轮，滑块设置于导轨上，可沿导轨移动，伺服电机和单轴机器人均设置于滑块上，手指气缸设置于单轴机器人上，伺服电机通过减速机与齿轮连接，导轨架上设有齿条，齿条沿导轨长度方向设置，齿轮与齿条啮合，伺服电机通过减速机驱动齿轮转动，带动滑块沿导轨移动，单轴机器人带动手指气缸竖直上下移动。

按照上述技术方案，导轨架上沿导轨长度方向依次分布有多个托举气缸，托举气缸的上端设有托举滚轮组，托举气缸固设于导轨架上，托举气缸回缩时托举滚轮组布置于管料支撑台面下方，托举气缸伸出时托举滚轮组高于管料支撑台面；托举气缸通过托举滚轮组将管料托举后配合上料伺服夹爪将管料移送至下一个生产环节。

按照上述技术方案，

定长装置包括定长气缸、油压缓冲器、定长微动开关和连接安装板，定长气缸竖直布置于导轨架上，连接安装板与定长气缸的活塞杆连接，油压缓冲器横向布置于连接安装板上，油压缓冲器的活动头上设有定长板，定长微动开关设置于定长板与连接安装板之间。

按照上述技术方案，连接安装板为L形板，定长气缸的活塞杆与L形板的底部连接，油压缓冲器设置于L形板的竖直部分，定长微动开关设置于L形板上，当上料伺服夹爪夹持住管料的头部，配合托举滚轮组，使管料水平向后移动，直至管料的尾部到达定长板，并将定长板向后挤压至与定长微动开关接触，定长微动开关与控制***连接，控制***通过定长微动开关检测到管料移动到位后，测算上料伺服夹爪与定长板之间的距离，并通过补偿消除机械零部件之间的误差，从而测算出管料的长度，实现管料长度的测量。

按照上述技术方案，定长气缸的两侧设有第一导杆，第一导杆的上端与连接安装板连接，定长气缸固设于定长气缸安装板上，定长气缸安装板上设有第一直线轴承，第一导杆套设于第一直线轴承内，第一导杆随定长气缸伸缩上下移动，并在第一直线轴承内滑动。

按照上述技术方案，油压缓冲器的两侧设有第二导杆，第二导杆的前端与定长板连接，连接安装板上设有第二直线轴承，第二导杆套设于第二直线轴承内，第二导杆随定长板前后移动，并在第二直线轴承内滑动。

按照上述技术方案，搬运部分包括搬运装置、第一皮带输送机和第二皮带输送机，第一皮带输送机的输入端与切割机的输出端对接，第一皮带输送机的输出端与第二皮带输送机的输入端对接，第一皮带输送机和第二皮带输送机上均设有光电传感器，光电传感器用来确认管料的位置，搬运装置悬置于第二皮带输送机、寻孔部分和成品出料部分的上方。

按照上述技术方案，寻孔部分包括轨道、寻孔装置、寻孔横移机构、托举装置和尾部夹紧装置，寻孔装置设置于轨道上，寻孔横移机构与寻孔装置连接，寻孔横移机构驱动寻孔装置沿轨道移动，托举装置和尾部夹紧装置依次沿轨道所在直线布置；寻孔装置对管料上的孔进行寻找定位，寻孔装置在管料上寻孔时对管料形成夹持，托举装置托住悬置于寻孔装置外的管料，确保管料呈水平姿态，寻孔横移机构带动管料向被机器人夹持的工件移动，使管料穿入工件内，工件达到管料指定位置后，管料停止移动，在对套装于管料上的工件进行拧紧时尾部夹紧装置对管料夹持锁紧，防止管料转动。

按照上述技术方案，寻孔装置包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。

按照上述技术方案，机器人连接有配装夹具，机器人通过配装夹具夹取工件，配装夹具包括两个夹具定位板，两个夹具定位板平行对称布置，两个夹具定位板的上端均连接有夹具快速交换器，两个夹具快速交换器之间连接有开合气缸，开合气缸通过夹具快速交换器带动两个夹具定位板开合，每个夹具定位板的两侧均设有挡块，挡块上设有弧形槽，两个夹具快速交换器相互拼连对接后，两个夹具定位板上的挡块对应设置，两个挡块上的弧形槽共同形成一个通道，挡块从两侧形成对工件进行轴向限位；

每个夹具定位板上均设有两个夹紧块、气缸和连杆机构，两个夹紧块分别布置于挡块的上方和下方，一个夹紧块固设于夹具定位板上，另一个夹紧块通过连杆机构与气缸连接，气缸通过连杆机构带动夹紧块上下移动，从通过两个夹紧块夹紧工件。

按照上述技术方案，两个夹具定位板分开后便于将工件装入所述的配用夹具内，两个夹具定位板闭合后，工件被装夹于所述的配用夹具内，夹具快速交换器包括两个快速气动吸合夹块，两个快速气动吸合夹块分别对应布置于机器人的机械臂和夹具定位板上，两个快速气动吸合夹块分为快速气动吸合公头和快速气动吸合母头，为现有技术在市场上可直接购买，快速气动吸合公头上设有定位销，快速气动吸合母头上设有定位孔，通气后快速气动吸合公头和快速气动吸合母头打开脱离，断气后快速气动吸合公头和快速气动吸合母头闭合，实现机械手快速交换夹具及配套的工件。

机器人与配装夹具之间连接有夹具架，夹具架上设有气缸导轨，夹具快速交换器设置于气缸导轨，开合气缸带动夹具快速交换器沿气缸导轨上相向移动。

连杆机构包括拉杆、横向杆和导杆固定板，拉杆的上端与第二夹紧块连接铰接，横向杆的一端与拉杆铰接，横向杆的另一端与气缸连接，拉杆的两侧设有导杆，导杆固定板固设于夹具定位板上，导杆固定板上设有滑套，导杆设置于滑套内，导杆的上端与第二夹紧块连接，气缸伸缩通过横向杆及拉杆带动第二夹紧块随导杆沿滑套上下移动。

拉杆的底部设有手动把手。

按照上述技术方案，寻孔部分的一侧设有拧紧部分，拧紧部分包括横向移动装置、竖向移动装置和扳手组件，扳手组件设置于竖向移动装置上，竖向移动装置设置于横向移动装置上，竖向移动装置带动扳手组件上下移动，横向移动装置带动竖向移动装置和扳手组件横向移动；

扳手组件包括两组扳手和合拢分离装置，两组扳手分别设置于合拢分离装置上，两组扳手均连接有扳手气缸和扳手马达，合拢分离装置带动两组扳手相向移动，调整两组扳手之间的间距，扳手气缸带动扳手伸缩，扳手马达带动扳手转动。

按照上述技术方案，合拢分离装置、横向移动装置和竖向移动装置均为单轴机器人，横向移动装置和竖向移动装置的单轴机器人上设有一个滑块，单轴机器人带动相应滑块移动，合拢分离装置的单轴机器人上设有两个滑块，单轴机器人带动两个滑块相向移动，两组扳手分别设置于合拢分离装置的两个滑块上。

按照上述技术方案，扳手马达为DD马达，DD马达是用于控制扳手的旋转，使扳手整体旋转至一定的角度，扳手为自动扳手，扳手自带旋转驱动伺服电机。

本发明具有以下有益效果：

上料输送部分用于将管料依次输送至切割机，对管料进行自动切割，将管料切割成指定长度的管料，再由搬运部分将管料移动至寻孔部分，寻孔部分对管料上的孔进行自动寻找定位，机器人从人工上料台夹取工件，并配合寻孔部分将工件套装于管料上的指定位置，管料上的指定位置由管料上被寻找定位的孔位确定，搬运部分将装配有工件的管料放置于成品出料部分，实现管料的连续自动上料、定长、切割、寻孔和工件与管料的自动配装，将原有的人工劳动改为现有的机器工作，减少现场操作人员、降低劳动强度、提高工作效率，尤其适用于预配接触网腕臂的管料装配。

附图说明

图1是本发明实施例中管料装配平台生产线的立面示意图；

图2是本发明实施例中管料装配平台生产线的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明实施例中上料输送部分的结构示意图；

图5是本发明实施例中寻孔部分的结构示意图；

图6是本发明实施例中定长装置的结构示意图；

图7是本发明实施例中闭合状态下配装夹具的工作示意图；

图8是本发明实施例中分开状态下配装夹具的工作示意图；

图9是本发明实施例中连杆机构的结构示意图；

图10是本发明实施例中夹具架的结构示意图；

图11是本发明实施例中拧紧部分的结构示意图；

图12是本发明实施例中寻孔装置的正向立面视图；

图13是本发明实施例中寻孔装置的反向立面视图；

图14是本发明实施例中去除第二装夹机构的管料寻孔装置的后视图；

图15是本发明实施例中第三装夹机构的结构示意图；

图中，1-上料输送部分，2-切割机，3-搬运部分，4-寻孔部分，5-喷码部分，6-拧紧部分，7-机器人，8-人工上料台，9-成品出料部分，10-上料伺服夹爪，11-导轨架，12-夹紧装置，13-上料小车，14-寻孔装置，15-搬运装置，16-第一皮带输送机，17-第二皮带输送机，18-尾部夹紧装置，19-配装夹具，20-托举架，21-托举气缸，22-管料，23-定长气缸，24-连接安装板，25-油压缓冲器，26-定长微动开关，27-定长板，28-横向移动装置，29-竖向移动装置，30-扳手气缸，31-扳手马达，32-合拢分离装置，33-扳手；

1-1-夹具快速交换器，1-2-第一夹紧块，1-3-夹具定位板，1-4-挡块，1-5-工件，1-6-第二夹紧块，1-7-连杆机构，1-8-夹具气缸，1-10-拉杆，1-11-横向杆，1-12-手动把手，1-13-导杆固定板，1-14-滑套，1-15-导杆，1-16-夹具架，1-17-气缸导轨，1-18-开合气缸；

2-1-竖直移动机构，2-2-减速机，2-3-伺服电机，2-4-同步带，2-5-大带轮，2-6-第三气缸，2-7-气缸调节板，2-8-轴环，2-9-第二气缸，2-10-第一寻孔夹爪，2-11-第二寻孔夹爪，2-12-第一气缸，2-13-气缸夹爪，2-14-寻孔固定连接板，2-15-半圆形夹爪，2-16-小带轮，2-17-定孔销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图15所示，本发明提供的一个实施例中的管料装配平台生产线，包括上料输送部分1、切割机2、搬运部分3、寻孔部分4、喷码部分5、机器人7、人工上料台8和成品出料部分9，上料输送部分1的输出端与切割机2的输入端对接，切割机2的输出端与搬运部分3的输入端对接，寻孔部分4设置于搬运部分3的一侧，成品出料部分9设置于寻孔部分4的一侧，机器人7和喷码部分5设置于寻孔部分4的一侧，人工上料台8设置于机器人7的一侧；上料输送部分1用于将管料22依次输送至切割机2，对管料22进行自动切割，将管料22切割成指定长度的管料22，再由搬运部分3将管料22移动至寻孔部分4，寻孔部分4对管料22上的孔进行自动寻找定位，人工上料台用于放置带有工件的配装夹具，机器人7从人工上料台8夹取带有工件1-5的配装夹具，并配合寻孔部分4将工件1-5套装于管料22上的指定位置，管料22上的指定位置由管料22上被寻找定位的孔位确定，搬运部分3将装配有工件1-5的管料22放置于成品出料部分9，实现管料22的连续自动上料、定长、切割、寻孔和工件1-5与管料22的自动配装。

进一步地，上料输送部分1包括上料伺服夹爪10、导轨架11、上料小车13和定长装置，上料小车13设置于导轨架11的一侧，上料小车13和导轨架11之间连接有夹紧装置12，导轨架11上设有管料支撑台面，管料支撑台面与上料小车13的管料放置面对接，夹紧装置12用于上料小车13和导轨架11之间的固定，夹紧装置12松开后上料小车13可自由移动，导轨架11上沿长度方向设有导轨，导轨设置于管料支撑台面上方，上料伺服夹爪10设置于导轨上，可沿导轨移动，定长装置设置于导轨架11上，上料伺服夹爪10用于抓取管料，将管料沿导轨移送至切割部分，定长装置用于测定管料支撑台面上的管料长度是否满足相应设定条件。

进一步地，上料伺服夹爪10包括滑块、伺服电机、减速机、单轴机器人、手指气缸和齿轮，滑块设置于导轨上，可沿导轨移动，伺服电机和单轴机器人均设置于滑块上，手指气缸设置于单轴机器人上，伺服电机通过减速机与齿轮连接，导轨架11上设有齿条，齿条沿导轨长度方向设置，齿轮与齿条啮合，伺服电机通过减速机驱动齿轮转动，带动滑块沿导轨横向移动，单轴机器人带动手指气缸竖直上下移动。

进一步地，单轴机器人上设有微动开关。

进一步地，导轨架11上沿导轨长度方向依次分布有多个托举气缸21，托举气缸21的上端设有托举滚轮组，托举气缸21固设于导轨架11上，托举气缸21回缩时托举滚轮组布置于管料支撑台面下方，托举气缸21伸出时托举滚轮组高于管料支撑台面；托举气缸21通过托举滚轮组将管料托举后配合上料伺服夹爪10将管料移送至下一个生产环节。

进一步地，托举滚轮组包括两个呈倒八字形分布的托辊。

进一步地，夹紧装置12包括气动夹钳，气动夹钳固定于导轨架11上，气动夹钳通气之后，气动夹钳夹紧上料小车13。

进一步地，上料小车13的底部设有脚轮，上料小车13的管料放置面倾斜布置，管料并排依次布置于管料放置面上，导轨架11的管料支撑台面与管料放置面的低端对接。

进一步地，定长装置包括定长气缸23、油压缓冲器25、定长微动开关26和连接安装板24，定长气缸23竖直布置于导轨架11上，连接安装板24与定长气缸23的活塞杆连接，油压缓冲器25横向布置于连接安装板24上，油压缓冲器25的活动头上设有定长板27，定长微动开关26设置于定长板27与连接安装板24之间。

进一步地，连接安装板24为L形板，定长气缸23的活塞杆与L形板的底部连接，油压缓冲器25设置于L形板的竖直部分，定长微动开关26设置于L形板上，当上料伺服夹爪10夹持住管料的头部，配合托举滚轮组，使管料水平向后移动，直至管料的尾部到达定长板27，并将定长板27向后挤压至与定长微动开关26接触，定长微动开关26与控制***连接，控制***通过定长微动开关26检测到管料移动到位后，测算上料伺服夹爪10与定长板27之间的距离，上料伺服组件上面的电机是伺服电机，通过绝对编码的方式，可以知道伺服电机在齿条上任何位置的信息，通过伺服电机的运动位置，确定上料伺服装置与定位板之间的初始距离，并通过补偿消除机械零部件之间的误差，从而测算出管料的长度，实现管料长度的测量。

定长气缸23的两侧设有第一导杆，第一导杆的上端与连接安装板24连接，定长气缸23固设于定长气缸23安装板上，定长气缸23安装板上设有第一直线轴承，第一导杆套设于第一直线轴承内，第一导杆随定长气缸23伸缩上下移动，并在第一直线轴承内滑动。

油压缓冲器25的两侧设有第二导杆，第二导杆的前端与定长板27连接，连接安装板24上设有第二直线轴承，第二导杆套设于第二直线轴承内，第二导杆随定长板27前后移动，并在第二直线轴承内滑动。

进一步地，小车放到夹紧装置12的范围内，程序准备完成，启动，液压夹紧装置12中的气动夹钳会将上料小车13夹紧在导轨架11上面，导轨架11上面的第一组气缸升起，将第一根管料顶起，管料顺斜面滑动到导轨架11正上方，气缸下降，管料降落到导轨架11上面，也是第二组气缸的滚轮上面。然后第二组气缸升起，将管料托举起来，上料伺服，开始下降，微动开关触碰关闭，触发信号，上料伺服上升，往X负方向运动一段距离，然后继续下降，一定距离后微动开关一直不触发信号，停止下降，上料伺服开始往X正方向移动，推着管料一起前进，管料撞到定长装置，接近传感器输出信号，伺服的距离与定长装置之间的距离此时是已知，然后根据机械结构之间的偏差给一个补偿，完成定长，管料继续被推着前进，进入切管机，然后根据给定的数据进行切割。

进一步地，切割机2上设有双边夹紧机构，双边夹紧机构将管料对中夹持，确保管料一直位于切割机2的中心。

进一步地，搬运部分3包括搬运装置15、第一皮带输送机16和第二皮带输送机17，第一皮带输送机16的输入端与切割机2的输出端对接，第一皮带输送机16的输出端与第二皮带输送机17的输入端对接，第一皮带输送机16和第二皮带输送机17上均设有光电传感器，光电传感器用来确认管料的位置，搬运装置15悬置于第二皮带输送机17、寻孔部分4和成品出料部分9的上方；从切割机2出来切割完的管料和废料都进入第一皮带输送机16，第一皮带输送机16和第二皮带输送机17之间留有一段间隙，根据切割机2的切割方式和切割管料的位置可判断哪些是管料和废料，如果判断为管料，控制***启用管料加工装配程序，管料直接从第一皮带输送机进入第二皮带机，如果判断为废料，控制***启用废料程序，其中，短废料料会直接从第一皮带输送机16进入第二皮带输送机17时掉落到下方的废料槽，中长废料则是第一皮带机停止转动然后下降，接着转动，将中长废料接入废料箱，最长废料进入第二皮带输送机17由搬运装置15上面的气缸配合夹起丢入废料槽，长管料由搬运装置15的气缸配合搬运至寻孔部分4的型材架滚轮上面，长废料和长管料的判断是通过定长装置及切割机2切割相应管料后控制***给出的判断确定的。

进一步地，第一皮带输送机16为短皮带机，第二皮带输送机17为长皮带机，短皮带机和长皮带机处于一条直线上，与切割机2的进料口也在一条直线上。

进一步地，搬运装置15包括吊架、滑道、滑台气缸和夹爪气缸，滑道悬置于上方，吊架设置于滑道上，滑台气缸与吊架连接，夹爪气缸设置于吊架上，夹爪气缸的两端连接有夹块，滑台气缸带动吊架沿滑道移动，夹爪气缸通过夹块抓取管料，通过plc输出信号各气缸之间进行联动，以此实现搬运功能，短皮带机，长皮带机处于一条直线上面，与切割机2的进料口也在一条直线上面。

进一步地，寻孔部分4包括轨道、寻孔装置14、寻孔横移机构、托举装置和尾部夹紧装置18，寻孔装置14设置于轨道上，寻孔横移机构与寻孔装置14连接，寻孔横移机构驱动寻孔装置14沿轨道移动，托举装置和尾部夹紧装置18依次沿轨道所在直线布置；寻孔装置14对管料上的孔进行寻找定位，寻孔装置14在管料上寻孔时对管料形成夹持，托举装置托住悬置于寻孔装置14外的管料，确保管料呈水平姿态，寻孔横移机构带动管料向被机器人夹持的工件1-5移动，使管料穿入工件1-5内，工件1-5达到管料指定位置后，管料停止移动，在对套装于管料上的工件1-5进行拧紧时尾部夹紧装置18对管料夹持锁紧，防止管料转动。

进一步地，寻孔横移机构包括丝杆或同步带，轨道上设有移动块，寻孔装置14设置于移动块上，丝杆或同步带设置于轨道的一侧，移动块与丝杆或同步带连接，若为丝杆则丝杆连接有电机，电机驱动丝杆转动从而带动移动块沿轨道移动，若为同步带则同步带连接有同步带轮，同步带轮连接有电机，电机驱动同步带轮转动，同步带通过移动块带动寻孔装置14沿轨道移动。

进一步地，尾部夹紧装置18包括尾部夹紧气缸和固定架，尾部夹紧气缸横向固定于固定架上，尾部夹紧气缸的两端设有相对布置的夹紧块。

进一步地，寻孔装置14包括竖直移动机构2-1、旋转机构和寻孔固定连接板2-14，竖直移动机构2-1设置于寻孔固定连接板2-14上，旋转机构设置于竖直移动机构2-1上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构2-1带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。

进一步地，第一装夹机构用于夹紧钢管，辅助第二装夹机构和第三装夹机构对孔位的装夹定位，第二装夹机构上设有传感器，用于寻孔(既寻平腕臂上的孔，也寻斜腕臂上的孔)后，并对平腕臂上的孔进行装夹定位，第三装夹机构用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位，第二装夹机构和第三装夹机构分为两个不同的夹爪是因为平腕臂和斜腕臂上孔的位置不一样，不能通用，本装置通过传感器检测孔的位置，并通过竖直移动机构2-1和旋转机构调整第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构的位置，适应管料的位置，实现管料上孔位的自动寻找并定位装夹，提高工作效率，降低劳动强度。

进一步地，竖直移动机构2-1为包括第一电机和螺杆，螺杆的两端通过轴承固设于寻孔固定连接板2-14上，第一电机与螺杆连接，螺杆上套设有移动螺母，旋转机构设置于移动螺母上，第一电机驱动螺杆转动，通过移动螺母带动旋转机构上下移动。

进一步地，旋转机构包括大带轮2-5、伺服电机2-3和安装板，伺服电机设置于安装板上，大带轮2-5套设于安装板上，伺服电机2-3通过减速机2-2连接有小带轮2-16，小带轮2-16通过同步带与大带轮2-5连接，第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构设置于大带轮2-5上，伺服电机带动小带轮2-16转动，小带轮2-16通过同步带2-4带动大带轮2-5转动，大带轮2-5带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构转动。

进一步地，大带轮2-5通过轴环2-8套设于安装板上。

进一步地，第三装夹机构包括第三气缸2-6和气缸调节板2-7，第三气缸2-6通过气缸调节板2-7固设于大带轮2-5上，第三气缸2-6的两端均连接有半圆形夹爪2-15，两个半圆形夹爪2-15相对布置，半圆形夹爪2-15的内侧设有定孔销2-17；用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位。

进一步地，两个半圆形夹爪2-15伸入至大带轮2-5的内孔中；两个半圆形夹爪2-15与大带轮2-5的内圆孔同心布置。

进一步地，第二装夹机构包括第一寻孔夹爪2-10、第二寻孔夹爪2-11和第二气缸2-9，第一寻孔夹爪2-10和第二寻孔夹爪2-11分别与第二气缸2-9的两端连接；第一寻孔夹爪2-10和第二寻孔夹爪2-11为两个相对布置的锥形夹头。

进一步地，所述的传感器为对射型光纤传感器，分为两个发射头，两个发射头分别分布于第一寻孔夹爪2-10和第二寻孔夹爪2-11上。

进一步地，第一装夹机构包括第一气缸2-12，第一气缸2-12的两端均连接有气缸夹爪2-13，两个气缸夹爪2-13相对布置，第一气缸2-12带动一个气缸夹爪2-13移动，使两个气缸夹爪2-13靠近夹紧，用于夹紧钢管。

进一步地，托举装置包括托举架20，托举架20上沿轨道方向分布有多个寻孔托举气缸21，每个寻孔托举气缸21上均连接有托举滚轮组；托举滚轮组包括两个呈倒八字形分布的托辊。

进一步地，管料到达托举架20，寻孔装置14向X负方向移动，推着管料行走碰到定长装置，对管料的位置及长度进行了确定，尾部夹紧装置18夹紧管料，寻孔装置14中伺服电机转动带动同步轮，带动另外一个圆环转动，寻孔用的光纤传感器固定到圆环上面跟随其转动，从而实现寻孔，此时机器人从人工装夹台上取工件1-5，放到指定位置，尾部夹紧装置18松开，固定寻孔装置14的伺服小车开始行走穿管。

进一步地，机器人连接有配装夹具19，机器人通过配装夹具19夹取工件1-5，配装夹具19包括两个夹具定位板1-3，两个夹具定位板1-3平行对称布置，两个夹具定位板1-3的上端均连接有夹具快速交换器1-1，两个夹具快速交换器1-1之间连接有开合气缸1-18，开合气缸1-18通过夹具快速交换器1-1带动两个夹具定位板1-3开合，每个夹具定位板1-3的两侧均设有挡块1-4，挡块1-4上设有弧形槽，两个夹具快速交换器1-1相互拼连对接后，两个夹具定位板1-3上的挡块1-4对应设置，两个挡块1-4上的弧形槽共同形成一个通道，挡块1-4从两侧形成对工件1-5进行轴向限位；

每个夹具定位板1-3上均设有两个夹紧块、夹具气缸1-8和连杆机构1-7，两个夹紧块分别布置于挡块1-4的上方和下方，一个夹紧块固设于夹具定位板1-3上，另一个夹紧块通过连杆机构1-7与夹具气缸1-8连接，夹具气缸1-8通过连杆机构1-7带动夹紧块上下移动，从通过两个夹紧块夹紧工件1-5。

进一步地，本发明的接触网腕臂装配用夹具对工件1-5形成装夹定位，所述的接触网腕臂装配用夹具便于机器人夹取工件1-5，机器人通过接触网腕臂装配用夹具将工件1-5夹持后，实现工件1-5和管料的自动化装配，提高了生产效率，降低劳动强度；夹具定位板1-3上选择性配置有防转销、限位块、加长套筒、旋转拨片和弹性柱销塞，可用于各种工件1-5的装夹。

进一步地，工件1-5设置于配装夹具19内，工件1-5和配装夹具19一起放置于人工上料台8上，机器人直接夹取带有工件1-5的配装夹具19。

进一步地，两个夹具定位板1-3分开后便于将工件1-5装入所述的配用夹具内，两个夹具定位板1-3闭合后，工件1-5被装夹于所述的配用夹具内，夹具快速交换器1-1包括两个快速气动吸合夹块，两个快速气动吸合夹块分别对应布置于机器人的机械臂和夹具定位板1-3上，两个快速气动吸合夹块分为快速气动吸合公头和快速气动吸合母头，为现有技术在市场上可直接购买，快速气动吸合公头上设有定位销，快速气动吸合母头上设有定位孔，通气后快速气动吸合公头和快速气动吸合母头打开脱离，断气后快速气动吸合公头和快速气动吸合母头闭合，实现机械手快速交换夹具及配套的工件1-5。

机器人与配装夹具19之间连接有夹具架1-16，夹具架1-16上设有气缸导轨1-17，夹具快速交换器1-1设置于气缸导轨1-17，开合气缸1-18带动夹具快速交换器1-1沿气缸导轨1-17上相向移动。

连杆机构1-7包括拉杆1-10、横向杆1-11和导杆固定板1-13，拉杆1-10的上端与第二夹紧块1-6连接铰接，横向杆1-11的一端与拉杆1-10铰接，横向杆1-11的另一端与气缸连接，拉杆1-10的两侧设有导杆1-15，导杆固定板1-13固设于夹具定位板1-3上，导杆固定板1-13上设有滑套1-14，导杆1-15设置于滑套1-14内，导杆1-15的上端与第二夹紧块1-6连接，气缸伸缩通过横向杆1-11及拉杆1-10带动第二夹紧块1-6随导杆1-15沿滑套1-14上下移动。

拉杆1-10的底部设有手动把手1-12。

进一步地，两个夹紧块分别为第一夹紧块1-2和第二夹紧块1-6，第一夹紧块1-2设置于挡块1-4的上方，第二夹紧块1-6设置于挡块1-4的下方，第一夹紧块1-2固设于夹具定位板1-3，第二夹紧块1-6通过连杆机构1-7与气缸连接。

进一步地，一个夹具定位板1-3上设有螺丝头顶紧孔；挡块1-4上设有工件定位孔。

进一步地，另一个夹具定位板1-3上设有防转销。

进一步地，另一个夹具定位板1-3上设有限位块。

进一步地，一个夹具定位板1-3上设有两个加长套筒安装板，两个加长套筒安装板均设有加长套筒，两个加长套筒之间的距离与工件1-5上两个螺栓头之间的距离相同；加长套筒用于将工件1-5的两个螺栓头放入，使螺栓头与加长套筒同心；另一个夹具定位板1-3上对应设有限位块。

进一步地，一个夹具定位板1-3上设有旋转气缸和旋转拨片，旋转拨片与旋转气缸连接，旋转拨片设置于夹具定位板1-3的内侧，旋转气缸设置于夹具定位板1-3的外侧；另一个夹具定位板1-3上设有弹性柱销塞。

进一步地，弧形槽为半圆孔，两个挡块1-4拼接后，挡块1-4上的半圆孔合成一个圆孔，形成一个通道。

进一步地，所述的配装夹具19依据所夹持的工件1-5不同一共分为5套，分别为用于支撑管卡子的夹具、套管双耳的夹具、承力索座的夹具、正定位环的夹具和反定位环的夹具，五种工件1-5分别为支撑管卡子、套管双耳、承力索座、正定位环和反定位环。所述的配装夹具19的两个夹具定位板1-3形成两分式的夹具框架，用来装载夹持工件1-5，所述的配装夹具19装上工件1-5后，放在人工上料台8，然后机器人通过夹具快速交换器1-1迅速抓取或交换所述的配装夹具19，完成快速取换工件1-5工作，机器人通过所述的配装夹具19将工件1-5抓取，并将工件1-5套装至管料上，同时拧紧部件通过所述的配装夹具19对工件1-5进行拧紧，完成工件1-5对管料的锁紧。

进一步地，喷码部分5包括喷码机和编码器，喷码部分5是用于对对管壁进行喷二维码，记录管料信息，喷码部分5位于尾部夹紧装置18后面；在管料往尾端移动的过程中，在适当位置，plc给出信号，喷码机将有用信息喷在管料上面。

进一步地，

寻孔部分4的一侧设有拧紧部分6，拧紧部分6包括横向移动装置28、竖向移动装置29和扳手组件，扳手组件设置于竖向移动装置29上，竖向移动装置29设置于横向移动装置28上，竖向移动装置29带动扳手组件上下移动，横向移动装置28带动竖向移动装置29和扳手组件横向移动；

扳手组件包括两组扳手33和合拢分离装置32，两组扳手33分别设置于合拢分离装置32上，两组扳手33均连接有扳手气缸30和扳手马达31，合拢分离装置32带动两组扳手相向移动，调整两组扳手之间的间距，扳手气缸30带动扳手伸缩，扳手马达31带动扳手转动。

进一步地，合拢分离装置32、横向移动装置28和竖向移动装置29均为单轴机器人，横向移动装置28和竖向移动装置29的单轴机器人上设有一个滑块，单轴机器人带动相应滑块移动，竖向移动装置29设置于横向移动装置28的滑块上，合拢分离装置32设置于竖向移动装置29的滑块上，合拢分离装置32的单轴机器人上设有两个滑块，两组扳手33分别设置于合拢分离装置32的两个滑块上，单轴机器人带动两个滑块相向移动，两组扳手分别设置于合拢分离装置32的两个滑块上。

进一步地，扳手马达31为DD马达。

进一步地，所述的管料装配平台生产线还包括控制***，控制***包括PLC，控制***分别与上料输送部分1、切割机2、搬运部分3、寻孔部分4、喷码部分5、机器人和成品出料部分9连接，控制***分别控制上料输送部分1、切割机2、搬运部分3、寻孔部分4、喷码部分5、机器人和成品出料部分9运转。

进一步地，在寻孔的时候，机器人就开始将上好工件1-5的夹具从人工上料部分上面取过来放在管料的尾部，然后寻孔装置14的移动小车就开始推着管子往尾端走，达到一定位置停下，伺服扳手伸出，开始拧螺丝，然后退回管料继续走，然后停止，伺服扳手伸出拧螺丝，循环往复，直到工件1-5都装在管料上面。这个过程中是管料动，配装夹具19及工件1-5不动。

进一步地，机器人为六轴机器人，机器人上连接有一套抓手，主要作用是抓取装好工件1-5的配装夹具19，在狭窄空间运动更方便。

进一步地，人工上料部分包括气缸、导轨和装夹台，装夹台设置于导轨上，气缸与装夹台连接，带动装夹台沿导轨移动；人工上料部分的作用是将工件1-5上到夹具之中，然后摆放到装夹台上，装夹台移动至固定位置。将工件1-5取出，套在图中的两个半圆柱子上面，然后气缸撑开，撑住工件1-5，将夹具套在工件1-5上面，装好之后，气缸松开，夹具带工件1-5一起放到左边的固定位置，然后将放置工件1-5的装夹台送到机器人取件位置。人工上料台8还包括脚踏开关和控制盒，脚踏开关与控制盒连接，控制盒与气缸连接。

进一步地，成品出料部分9包括多个并排设置的皮带机和移动架，多个皮带机均设置于移动架上，移动架的底部设有滑轨，移动架连接有气缸，气缸带动移动架沿滑轨移动，通过plc计算给出信号，对应的多个皮带机伸入集装箱内部，寻孔部分4的托举架20上面的托举气缸21下降，将托举的管料放在皮带机上面，皮带机退回将管料带出。配套的电控柜放在切管机的后面，气源外接。

本发明的工作原理：

首先将管料装在上料小车13的架子上面，按位置将管材放好，将上料小车13推两气动夹钳3的范围中，确认好间距，***准备就绪之后，踩脚踏开关，这时气动夹钳3夹紧，通过顶紧块将上料小车13顶紧，导轨架11上面的第一类气缸将管料顶出小车，经过斜面管材从小车上滚到导轨架11上面去，接着上料伺服夹爪10开始后退，然后下降通过微动开关有无信号寻找管头，确定管头之后，推动管子前进，管子碰到定长装置，通过接近传感器确定信号然后通过伺服电机的行走距离进行一系列计算，从而定长。定长之后定长装置通过气缸下降让管材其进入切管机，计算切割长度并切割。废料和成品管料进入皮带机，由算法确定废料从哪一个皮带机掉落，成品管料进入搬运装置15，通过多种气缸配合将其搬运到托举架20后，由寻孔装置14寻孔，伺服电机转动带动同步轮，带动另外一个圆环转动，寻孔用的光纤传感器固定到圆环上面跟随其转动，从而实现寻孔，此时机器人从人工装夹台上取工件1-5，放到指定位置，固定寻孔装置14的伺服小车开始行走穿管，管材走到相应位置之后，伺服拧紧扳手开始工作，拧紧轴的转动带动工件1-5上的螺丝转动、锁紧，然后连接夹具的气缸动作，夹具松开，成品管料由气缸托举，伺服小车退回，管材下降到成品出料装置，由皮带机将成品托运出来。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管料装配平台生产线，其特征在于，包括上料输送部分、切割机、搬运部分、寻孔部分和机器人，上料输送部分的输出端与切割机的输入端对接，切割机的输出端与搬运部分的输入端对接，寻孔部分设置于搬运部分的一侧，机器人设置于寻孔部分的一侧，上料输送部分设有定长装置；

机器人连接有配装夹具，机器人通过配装夹具夹取工件，配装夹具包括两个夹具定位板，两个夹具定位板平行对称布置，两个夹具定位板的上端均连接有夹具快速交换器，两个夹具快速交换器之间连接有开合气缸，开合气缸通过夹具快速交换器带动两个夹具定位板开合，每个夹具定位板的两侧均设有挡块，挡块上设有弧形槽，两个夹具快速交换器相互拼连对接后，两个夹具定位板上的挡块对应设置，两个挡块上的弧形槽共同形成一个通道，挡块从两侧形成对工件进行轴向限位。

2.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，上料输送部分包括上料伺服夹爪、导轨架和上料小车，上料小车设置于导轨架的一侧，上料小车和导轨架之间连接有夹紧装置，导轨架上设有管料支撑台面，管料支撑台面与上料小车的管料放置面对接，夹紧装置用于上料小车和导轨架之间的固定，导轨架上沿长度方向设有导轨，导轨设置于管料支撑台面上方，上料伺服夹爪设置于导轨上，可沿导轨移动，定长装置设置于导轨架上，上料伺服夹爪用于抓取管料，将管料沿导轨移送至切割部分，定长装置用于测定管料支撑台面上的管料长度。

3.根据权利要求2所述的管料装配平台生产线，其特征在于，上料伺服夹爪包括滑块、伺服电机、减速机、单轴机器人、手指气缸和齿轮，滑块设置于导轨上，可沿导轨移动，伺服电机和单轴机器人均设置于滑块上，手指气缸设置于单轴机器人上，伺服电机通过减速机与齿轮连接，导轨架上设有齿条，齿条沿导轨长度方向设置，齿轮与齿条啮合，伺服电机通过减速机驱动齿轮转动，带动滑块沿导轨移动，单轴机器人带动手指气缸竖直上下移动。

4.根据权利要求3所述的管料装配平台生产线，其特征在于，导轨架上沿导轨长度方向依次分布有多个托举气缸，托举气缸的上端设有托举滚轮组，托举气缸固设于导轨架上，托举气缸回缩时托举滚轮组布置于管料支撑台面下方，托举气缸伸出时托举滚轮组高于管料支撑台面。

5.根据权利要求2所述的管料装配平台生产线，其特征在于，定长装置包括定长气缸、油压缓冲器、定长微动开关和连接安装板，定长气缸竖直布置于导轨架上，连接安装板与定长气缸的活塞杆连接，油压缓冲器横向布置于连接安装板上，油压缓冲器的活动头上设有定长板，定长微动开关设置于定长板与连接安装板之间。

6.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，搬运部分包括搬运装置、第一皮带输送机和第二皮带输送机，第一皮带输送机的输入端与切割机的输出端对接，第一皮带输送机的输出端与第二皮带输送机的输入端对接，第一皮带输送机和第二皮带输送机上均设有光电传感器，搬运装置悬置于第二皮带输送机和寻孔部分的上方。

7.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，寻孔部分包括轨道、寻孔装置、寻孔横移机构、托举装置和尾部夹紧装置，寻孔装置设置于轨道上，寻孔横移机构与寻孔装置连接，寻孔横移机构驱动寻孔装置沿轨道移动，托举装置和尾部夹紧装置依次沿轨道所在直线布置；

寻孔装置包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。

8.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，每个夹具定位板上均设有夹具气缸、连杆机构和两个夹紧块，两个夹紧块分别布置于挡块的上方和下方，一个夹紧块固设于夹具定位板上，另一个夹紧块通过连杆机构与夹具气缸连接，夹具气缸通过连杆机构带动夹紧块上下移动，从通过两个夹紧块夹紧工件。

9.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，寻孔部分的一侧设有拧紧部分，拧紧部分包括横向移动装置、竖向移动装置和扳手组件，扳手组件设置于竖向移动装置上，竖向移动装置设置于横向移动装置上，竖向移动装置带动扳手组件上下移动，横向移动装置带动竖向移动装置和扳手组件横向移动；

扳手组件包括两组扳手和合拢分离装置，两组扳手分别设置于合拢分离装置上，两组扳手均连接有扳手气缸和扳手马达，合拢分离装置带动两组扳手相向移动，调整两组扳手之间的间距，扳手气缸带动扳手伸缩，扳手马达带动扳手转动。

10.根据权利要求1所述的管料装配平台生产线，其特征在于，寻孔部分的一侧还设有喷码部分和成品出料部分，机器人一侧设有人工上料台。

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