CN112676750A - 一种直管法兰自动装配装置 - Google Patents

Abstract

一种直管法兰自动装配装置，有长方形基座，基座两端分别固定有移动底座，移动底座上固定有支撑机构和夹持机构。支撑机构带有支撑箱体，支撑箱体顶部固定有托架，托架上固定有滚轮，支撑箱体内部设置有升降机构和横向移动机构。夹持机构包括卡盘箱体，卡盘箱体一侧固定有回转齿轮，回转齿轮下方齿啮合有驱动齿轮，回转齿轮的齿轮轴与电动卡盘相连接，电动卡盘上还固定有弧形旋转托架，旋转托架端部带有传感器，另一端固定有焊枪。本发明可以自动检测直管、法兰装配间隙，自动调整直管、法兰间隙达到对中、对正要求，然后自动进行直管、法兰装配钉焊作业的加工装备。减少人工，降低成本，采用自动化装配，安全性及精准性更高，提高作业效率。

Description

一种直管法兰自动装配装置

技术领域

本发明涉及法兰装配领域，具体涉及一种可以自动校正将法兰与直管位置并焊接装配的装置。

背景技术

应用直管法兰加工流水线进行管子加工制作过程中，一般需要在下料后的直管两端装配法兰，传统加工工艺是人工选取合适的法兰、拾取法兰然后安装到直管端部，再由人员操作直角卡尺、水平仪等对法兰进行精确定位，然后在人工点固焊接，完成装配工序。

这种人工拾取法兰、装配法兰的作业方式致使人工劳动作业强度较大，而且装配效率低下，制约管件加工提高生产效率和精度。

目前国内管子自动、智能装配技术处于起步阶段，国内管子加工企业普遍使用半自动装配装备进行管子装配加工，需要人工进行直管法兰装配钉焊作业，这种工艺技术装配效率低下。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种直管法兰自动装配装置，旨在达到可以自动校正法兰与直管的安装位置，并进行自动焊接安装的目的，其所采用的技术方案是：

一种直管法兰自动装配装置，有长方形基座，所述基座两端分别固定有移动底座，所述移动底座上固定有支撑机构和夹持机构，所述基座两端移动底座上的所述支撑机构和所述夹持机构相向设置。直管两端放置在支撑机构上，夹持机构夹持有法兰，将法兰与直管校正对准，然后进行焊接。移动底座相对基座可横向移动，以适用于不同长度的直管。

所述支撑机构带有支撑箱体，所述支撑箱体顶部固定有托架，所述托架上固定有滚轮，所述支撑箱体内部设置有伺服电机，所述伺服电机的电机轴与所述托架固定连接。托架上固定滚轮，在对直管进行支撑的同时，由于滚轮的作用，直管径向移动更加方便。通过伺服电机，可以调整托架的上、下、左、右的位置，可以对直管位置进行微调，以达到直管与法兰的精准校正。

所述夹持机构包括卡盘箱体，所述卡盘箱体一侧固定有回转齿轮，所述回转齿轮下方齿啮合有驱动齿轮，所述回转齿轮的齿轮轴与电动卡盘相连接，所述齿轮轴上还套设有弧形旋转托架，所述旋转托架一端带有传感器，所述旋转托架远离所述传感器的一端固定有焊枪，所述焊枪通过焊枪调整组件固定在所述旋转托架上。法兰由桁架机械手抓取到电动卡盘上，电动卡盘夹持法兰，通过电机驱动驱动齿轮，驱动齿轮带动回转齿轮转动，进而带动弧形旋转托架转动，旋转托架可以360°旋转。旋转托架为弧形，其弧形走向与法兰外圆弧形走向相贴合。旋转托架一端带有传感器，传感器对直管与法兰之间的间隙进行监测，保证直管与法兰之间不会错位，将监测数据传送至外部控制器上，操作人员通过读取控制器上的数据，对直管进行调节，以达到直管中心与法兰中心对齐。旋转托架远离传感器的一端固定有焊枪，焊枪可对法兰与直管对接位置进行焊接，并且焊枪调整组件可以对焊枪的位置进行调节，形成法兰与直管位置校正、焊接于一体的自动化装配装置。

上述一种直管法兰自动装配装置，为了更好的实施本发明，更进一步地，所述焊枪调整组件包括焊***架，所述焊***架上架设有横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和所述纵向轨道交错设置，所述焊枪与所述横向轨道滑动连接，所述横向轨道与所述纵向轨道滑动连接，所述焊***架与所述旋转托架固定连接。

其中：纵向轨道垂直于卡盘箱体，横向轨道与卡盘箱体相平行。焊枪通过横向轨道和纵向轨道，可以在横向方向及纵向方向上移动，进而调整焊枪相对焊接位置的距离。

上述一种直管法兰自动装配装置，为了更好的实施本发明，更进一步地，所述旋转托架的尾部伸出有圆形支撑架，所述圆形支撑架位于所述电动卡盘与所述回转齿轮之间、套设在所述齿轮轴上，与齿轮轴固定连接，所述旋转托架位于所述电动卡盘前方。旋转托架的弧形走向与法兰外圆走向相贴合，驱动齿轮带动回转齿轮旋转，旋转托架通过回转齿轮带动旋转，可以进行360°旋转，电动卡盘相对旋转托架固定不动。可旋转360°的旋转托架以及旋转托架所处的位置，可以对直管与法兰对接处的间隙进行全方位的监测。

上述一种直管法兰自动装配装置，为了更好的实施本发明，更进一步地，所述支撑箱体外表面设置有第一按钮和第二按钮，所述第一按钮控制所述托架相对所述支撑箱体上、下移动，所述第二按钮控制所述托架相对所述支撑箱体左、右移动。支撑箱体内部的伺服电机可以是任意形式的机构，其起到的作用是，使托架可以上、下、左、右移动，达到对直管位置进行调整的目的。伺服电机也可以采用其他可以达到此目的的装置结构。将调解按钮设置在箱体上，方便操作人员更加清楚、精细的对直管的位置进行调节。

上述一种直管法兰自动装配装置，更进一步地，所述滚轮是两个，通过钢板固定在所述托架上，两个所述滚轮呈“V”字型放置，所述滚轮与所述支管相接触。滚轮呈“V”字型，带有凹槽，更加贴合直管外表面的线条走向，能够更好的稳固支撑直管。托架上带有滚轮，在调节托架左、右方向时，可以更好的带动直管向前或向后移动。

上述一种直管法兰自动装配装置，更进一步地，所述驱动齿轮通过电机驱动，所述驱动齿轮带有的电机设置在所述卡盘箱体内。电机放置在支撑箱体内，使装置整体更加简洁。

上述一种直管法兰自动装配装置，更进一步地，所述装置外部连接有控制***，所述自动装配装置外部连接有控制***，所述移动底座、所述驱动齿轮的电机均通过控制***控制。本发明是通过外部的控制***进行整体控制，对移动底座及驱动驱动齿轮的电机进行控制，以及传感器监测到的数据也会传送到外部的控制***，操作人员通过读取数据，手动调节第一按钮或第二按钮，对直管的位置进行调节。

本发明可以自动检测直管、法兰装配间隙，自动调整直管、法兰间隙达到对中、对正要求，然后自动进行直管、法兰装配钉焊作业的加工装备。减少人工，降低成本，采用自动化装配，安全性及精准性更高，提高作业效率。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是支撑机构结构示意图；

图3是夹持机构结构示意图；

其中：1-基座、2-移动底座、3-支撑机构、4-夹持机构、5-支撑箱体、6-托架、7-滚轮、8-第一按钮、9-第二按钮、10-卡盘箱体、11-回转齿轮、12-驱动齿轮、13-电动卡盘、14-旋转托架、15-焊枪调整组件、17-焊枪、18-传感器。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明，如图1所示的一种直管法兰自动装配装置，有长方形基座1，在基座的两端固定有移动底座2，移动底座保证了本发明可以适用于多种不同长度尺寸的直管。移动底座上固定有夹持机构3和支撑机构4。基座两端移动底座上的夹持机构和支撑机构相向设置。

如图2所示，支撑机构带有一个支撑箱体5，支撑箱体顶部固定有托架6，托架上通过钢板固定有两个滚轮7，两个滚轮呈“V”字型。在支撑箱体内设置有伺服电机，伺服电机的电机轴与托架固定连接，保证托架可以上、下、左右调节。通过托架的上、下、左、右调节，可以对直管进行上、下、左、右调节，对直管与法兰进行中心校正，将直管与法兰的中心校正重合后，进行焊接。伺服电机的驱动按钮设置在支撑箱体外表面，分别是第一按钮8和第二按钮9。

如图3所示，夹持机构带有卡盘箱体10，卡盘箱体一侧设置有驱动齿轮12，驱动齿轮与回转齿轮11齿啮合，驱动齿轮转动带动回转齿轮转动，驱动齿轮通过电机驱动，驱动齿轮的电机设置在卡盘箱体内。回转齿轮的齿轮轴连接有电动卡盘13，电动卡盘上还固定有弧形的旋转托架14，弧形托架的尾部伸出有圆形支撑架，圆形支撑架套设在齿轮轴上，并且与齿轮轴固定，圆形支撑架设置在电动卡盘与回转齿轮之间。旋转托架一端设置有传感器18，保证直管与法兰相接触后，不会产生错位，旋转托架另一端固定有焊枪17。旋转托架位于电动卡盘的前方，方便旋转托架带有的传感器对法兰和直管之间的间隙进行校正。焊枪是通过焊枪调节装置18固定在旋转托架上，焊枪调节装置带有与卡盘箱体相垂直的纵向轨道，和与卡盘箱体相平行的横向轨道，焊枪与横向轨道滑动连接，横向轨道与纵向轨道滑动连接，方便调节焊枪相对直管与法兰的位置。

本发明通过外部的控制***进行控制，操作人员通过控制***对移动底座及驱动齿轮进行操作，传感器监测到的数据也会传递到控制***上，操作人员读取数据后，对托架进行调节，保证直管的中心与法兰中心对齐。

直管法兰自动装配装置在收到直管法兰加工指令数据后，可自动根据直管长度调整左右两侧移动底座位置移动到最适宜处，电动卡盘接收桁架机械手抓取转运来的法兰，直管由管子运输线运送到托架上。旋转托架绕电动卡盘旋转一周，由传感器检测直管与法兰间隙情况，通过第一按钮和第二按钮调整托架上、下、左、右位置，确保直管两端与法兰达到对中、对正要求，间隙适宜则停止调整。旋转托架上的焊枪调节组件调整焊枪位置适宜后，进行钉焊作业，钉焊过程中旋转托架旋转120°两次，分别在直管法兰上钉焊3处，钉焊作业完成则直管法兰自动装配钉焊作业完毕。当一根管子装配加工完毕后，再重复以上动作进行第二根管子的装配加工作业即可。

Claims (7)

1.一种直管法兰自动装配装置，有长方形基座(1)，其特征在于：所述基座两端分别固定有移动底座(2)，所述移动底座上固定有支撑机构(3)和夹持机构(4)，所述基座两端移动底座上的所述支撑机构和所述夹持机构相向设置；

所述支撑机构带有支撑箱体(5)，所述支撑箱体顶部固定有托架(6)，所述托架上固定有滚轮(7)，所述支撑箱体内部设置有伺服电机，所述伺服电机的电机轴与所述托架固定连接；

所述夹持机构包括卡盘箱体(10)，所述卡盘箱体一侧固定有回转齿轮(11)，所述回转齿轮下方齿啮合有驱动齿轮(12)，所述回转齿轮的齿轮轴与电动卡盘(13)相连接，所述齿轮轴上还套设有弧形旋转托架(14)，所述旋转托架一端带有传感器(18)，所述旋转托架远离所述传感器的一端固定有焊枪(17)，所述焊枪通过焊枪调整组件(15)固定在所述旋转托架上。

2.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述焊枪调整组件包括焊***架，所述焊***架上架设有横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和所述纵向轨道交错设置，所述焊枪与所述横向轨道滑动连接，所述横向轨道与所述纵向轨道滑动连接，所述焊***架与所述旋转托架固定连接。

3.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述旋转托架的尾部伸出有圆形支撑架，所述圆形支撑架位于所述电动卡盘与所述回转齿轮之间、套设在所述齿轮轴上，与齿轮轴固定连接，所述旋转托架位于所述电动卡盘前方。

4.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述支撑箱体外表面设置有第一按钮(8)和第二按钮(9)，所述第一按钮控制所述托架相对所述支撑箱体上、下移动，所述第二按钮控制所述托架相对所述支撑箱体左、右移动。

5.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述滚轮是两个，通过钢板固定在所述托架上，两个所述滚轮呈“V”字型放置，所述滚轮与所述直管相接触。

6.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述驱动齿轮通过电机驱动，所述驱动齿轮带有的电机设置在所述卡盘箱体内。

7.如权利要求1所述的一种直管法兰自动装配装置，其特征在于：所述自动装配装置外部连接有控制***，所述移动底座、所述驱动齿轮的电机均通过控制***控制。

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