CN113649941B - 一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置及方法，该装置包括工作台、PLC控制面板和PLC控制主机，工作台上设有上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构，PLC控制面板和PLC控制主机分别与上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构电性连接，本发明通过PLC控制面板和PLC控制主机能实现从管件两端同时进行内壁的双向自动抛光，能够适应不同的管件尺寸，能够完成上料、下料的自动化装置，节约生产时间，以提高自动化生产水平与生产效率。

Description

一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置及方法

技术领域：

本发明属于圆柱形管件内壁抛光技术领域，具体为一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置及方法。

背景技术：

根据使用要求，圆柱形管件内壁通常需要打磨抛光，从而保证一定的表面粗糙度。与管件外表面相比，管件内表面操作空间狭小，打磨工具不容易在内表面操作，打磨抛光难度大。目前的管件内壁抛光装置多从一个方向抛光，并且只能用于固定尺寸的管件，上料、下料仍采用人工，花费很多的装夹、定位时间，致使抛光效率低。

因此特别需要一种能够从管件两端同时进行内壁抛光，能够适应不同管件尺寸，能够自动上料、下料的自动化装置，以提高自动化生产水平与生产效率。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，包括工作台、PLC控制面板和PLC控制主机，所述工作台上设有上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构，所述上料机构位于工作台中间前侧，所述下料机构位于工作台中间后侧，所述装夹机构位于上料机构和下料机构之间，所述横向尺寸调整机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述打磨机构固定在横向尺寸调整机构上方的第二固定板上，打磨机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述工作台左侧设置有PLC控制面板和PLC控制主机，所述PLC控制面板和PLC控制主机电性连接，所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构电性连接；

所述上料机构包括上料导料槽、上料传送带、传动轮和传送电机，所述上料导料槽位于工作台前侧且靠近管件卡盘，所述上料导料槽上设有上料传送带，所述上料传送带下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述下料机构包括下料导料槽、下料传送带、传动轮和传送电机，所述下料导料槽位于工作台后侧且靠近管件卡盘，所述下料导料槽上设有下料传送带，所述下料传送带下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述装夹机构包括管件卡盘、卡盘旋转电机和顶紧装置，所述管件卡盘位于上料导料槽和下料导料槽之间，所述管件卡盘为圆形且其圆周上开设有弧形卡槽，所述管件卡盘主轴与卡盘旋转电机输出轴水平相连，所述卡盘旋转电机固定在第二电机底座上且与PLC控制主机电性连接，所述顶紧装置包括顶块和液压顶紧器，所述顶块与液压顶紧器主轴连接，所述液压顶紧器固定在第一固定板上，第一固定板固定在龙门支架的第一短柱和第二短柱上；

所述横向尺寸调整机构由两个滑动架、两个第一双导轨、两个滚珠丝杠螺母副和两个伺服电机组成，两个所述滑动架分别固定在第一双导轨上左右两侧，两个所述第一双导轨固定在工作台上左右两侧，两个所述滚珠丝杠螺母副固定在工作台前后两侧，左侧的所述滑动架和第一双导轨位于管件卡盘左侧，右侧的所述滑动架和第一双导轨位于管件卡盘右侧，所述滑动架连接在三角支架上，三角支架连接在滚珠丝杠螺母副上，所述滚珠丝杠螺母副的丝杠连接在伺服电机的主轴上；

所述打磨机构由左右对称的两个液压驱动器、两个第二双导轨、两个打磨电机和两个打磨刷组成，所述打磨刷安装在打磨电机主轴上，所述打磨电机安装在第一电机底座上，所述第一电机底座固定在第二双导轨上，所述滑动架上方的第二固定板上安装有液压驱动器，第一电机底座后侧连接液压驱动器的主轴；

所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与液压驱动器和液压顶紧器电性相连。

优选的，所述上料导料槽由左右两根凹形槽钢组成，上料导料槽沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘一端低，所述凹形槽钢焊接在三角支架上，所述三角支架固定在滚珠丝杠螺母副上，所述下料导料槽由左右两根凹形槽钢组成，下料导料槽沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘一端高，所述凹形槽钢焊接在三角支架上，所述三角支架固定在滚珠丝杠螺母副上。

优选的，所述上料传送带和下料传送带均为水平状。

优选的，所述管件卡盘圆周上开设有四个弧形卡槽，包括有第一工位、第二工位和第三工位，所述龙门支架由第一横梁、第二横梁、第一纵梁、第二纵梁、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第一短柱和第二短柱组成，所述第一横梁水平焊接在第一立柱和第四立柱顶部且与管件卡盘轴线平行，所述第一立柱和第四立柱焊接在工作台表面，所述第二横梁水平焊接在第二立柱和第三立柱顶部且与第一横梁平行，所述第二立柱和第三立柱焊接在工作台表面，所述第一纵梁焊接在第一立柱与第二立柱之间且固定在工作台上，所述第二纵梁焊接在第三立柱与第四立柱之间且固定在工作台上，所述第一短柱和第二短柱垂直焊接在第一横梁与第二横梁之间且第一短柱、第二短柱相互平行，所述液压顶紧器固定在龙门支架的第一短柱和第二短柱上。

优选的，所述滑动架为长方体框形支架，由八根水平柱和四根立柱组成，所述滑动架上表面安装第二固定板，所述滑动架通过连接杆与导料槽连接成整体，所述滑动架通过L型横梁与滚珠丝杠螺母副连接。

优选的，所述打磨刷由柔性打磨刷和打磨轮主轴组成，所述柔性打磨刷固定在打磨轮主轴上，所述打磨轮主轴与打磨电机主轴水平相连且保证同轴度。

本发明提供一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光方法，包括以下步骤：

（1）接通电源，将工件长度尺寸输入PLC控制面板，PLC控制程序根据工件长度参数发出指令，启动伺服电机带动滚珠丝杠螺母副的丝杠移动，丝杠带动滑动架沿着第一双导轨移动，滑动架带动上料导料槽与下料导料槽一起移动，移动至工件长度对应尺寸停止；

（2）启动PLC控制面板的上料电机按钮，将工件放置在上料传送带，上料传动带以固定速度将工件运至上料导料槽，上料导料槽入口处位移传感器工作，位移传感器测定工件运动距离，将信号传送给PLC控制程序，PLC程序判定工件运行至第一工位，PLC程序发出指令，启动卡盘旋转电机，卡盘旋转电机带动工件旋转，PLC程序根据卡盘旋转时间，判定工件由第一工位旋转至第二工位，PLC发出指令使卡盘旋转电机停止工作；

（3）PLC程序发出指令，液压顶紧器开始工作，推动顶块运动，顶紧工件，安装在液压管路上的压力传感器检测压力值，将采集信号传送至PLC程序，当压力值达到设定值时，PLC程序判定工件已经压紧，PLC程序发出指令，液压顶紧器停止工作；

（4）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器开始工作，驱动打磨电机沿第二双导轨滑动，安装在第二双导轨的位移传感器采集打磨电机的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机运行至第二双导轨终点处，PLC发出指令，液压驱动器停止工作，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器开始工作，驱动打磨电机沿第二双导轨滑动，安装在第二双导轨的位移传感器采集打磨电机的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机运行至第二双导轨终点处，PLC发出指令，液压驱动器停止工作；

（5）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器工作，打磨电机工作，液压驱动器带动打磨电机从第二双导轨终点开始移动，打磨电机带动打磨刷旋转，工件左侧打磨开始，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器工作，打磨电机工作，液压驱动器带动打磨电机从第二双导轨终点开始移动，打磨电机带动打磨刷旋转，工件右侧打磨开始；安装在第二双导轨的位移传感器采集两侧的打磨电机位移信号，将采集信号传递给PLC程序，PLC程序根据设定参数判定左侧打磨电机从第二双导轨终点移动至起点，PLC程序根据设定参数判定右侧打磨电机从第二双导轨终点移动至起点，PLC发出指令，左侧的液压驱动器停止工作，打磨电机停止工作，工件左侧打磨结束，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器停止工作，打磨电机停止工作，工件右侧打磨结束；

（6）PLC程序发出指令，液压顶紧器工作，驱动顶紧块离开工件，安装在液压顶紧器上的压力传感器采集压力信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定值判定顶紧装置已经松开，并移动至安全距离，PLC程序发出指令，液压顶紧器停止工作；

（7）PLC程序发出指令，卡盘旋转电机工作，工件由第二工位旋转至第三工位，PLC程序根据卡盘旋转电机旋转时间，判定工件已经旋转至第三工位，PLC程序发出指令，卡盘旋转电机停止工作。

（8）PLC程序发出指令，传送电机驱动下料传送带开始工作，工件由下料导料槽进入下料传送带，安装在下料导料槽的位移传感器采集工件位移信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定参数判定工件离开下料导料槽，工件加工结束。

优选的，所述管件卡盘分布三个工位，第一工位、第二工位和第三工位，所述第一工位是上料位，工件状态为待加工状态，所述第二工位是加工位，工件状态为正在加工状态，所述第三工位是下料位，工件状态为已加工完成状态，所述第一工位、第二工位和第三工位同时工作，上料、顶紧、下料三工序同时进行，打磨工序进行时，上料、下料工序就位等待中。

优选的，左侧的所述打磨刷起始打磨位置在A点处，右侧的所述打磨刷起始打磨位置在B点处，所述A点为管件中点处，所述B点为过管件中点2cm处，且左侧的打磨刷先行打磨，右侧的打磨刷延时若干秒钟后开始打磨；

优选的，当加工不同长度的管件时，所述伺服电机带动滚珠丝杠螺母副的丝杠相对螺母做旋转运动，丝杠带动三脚架向左右两侧移动，从而调整导料槽的间距，所述三脚架带动滑动架沿着第一双导轨移动，从而调整打磨轮之间的起始间距。

本发明的有益效果：本发明实现了管件内壁的双向自动抛光，能够适应不同的管件尺寸，能够自动上料、下料，节约生产时间，提高生产效率。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为龙门支架结构示意图；

图4为管件卡盘卡盘结构示意图；

图5为上、下料传送带结构图；

图6为本发明主程序流程图；

图7为本发明打磨子程序流程图；

图8为导料槽宽度调整程序流程图。

图中：1-工作台；2-滚珠丝杠螺母副；3-伺服电机；4-第一双导轨；5-滑动架；6-第二双导轨；7-第一电机底座；8-液压驱动器；9-打磨电机；10-打磨刷；11-龙门支架；12-顶块；13-第一固定板；14-液压顶紧器；15-第二工位；16-管件卡盘；17-卡盘旋转电机；18-第二电机底座；19-三角支架；20-导料槽；21-第一工位；22-L型横梁；23-连接杆；24-第三工位；25-传送带；26-第一立柱；27-第一纵梁；28-第一横梁；29-第二立柱；30-第二横梁；31-第一短柱；32-第二短柱；33-第三立柱；34-第四立柱；35-第二纵梁；36-传送电机；37-传动轮；38-第二固定板。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-8所示，本发明的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，包括工作台1、PLC控制面板和PLC控制主机，所述工作台1上设有上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构，所述上料机构位于工作台中间前侧，所述下料机构位于工作台1中间后侧，所述装夹机构位于上料机构和下料机构之间，所述横向尺寸调整机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述打磨机构固定在横向尺寸调整机构上方的第二固定板38上，打磨机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述工作台左侧设置有PLC控制面板和PLC控制主机，所述PLC控制面板和PLC控制主机电性连接，所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构电性连接；

所述上料机构包括上料导料槽20、上料传送带25、传动轮37和传送电机36，所述上料导料槽20位于工作台1前侧且靠近管件卡盘16，所述上料导料槽20上设有上料传送带25，所述上料传送带25下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述下料机构包括下料导料槽20、下料传送带25、传动轮37和传送电机36，所述下料导料槽20位于工作台1后侧且靠近管件卡盘16，所述下料导料槽20上设有下料传送带25，所述下料传送带25下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述装夹机构包括管件卡盘16、卡盘旋转电机17和顶紧装置，所述管件卡盘16位于上料导料槽20和下料导料槽20之间，所述管件卡盘16为圆形且其圆周上开设有弧形卡槽，所述管件卡盘16主轴与卡盘旋转电机17输出轴水平相连，所述卡盘旋转电机17固定在第二电机底座18上且与PLC控制主机电性连接，所述顶紧装置包括顶块12和液压顶紧器14，所述顶块12与液压顶紧器14主轴连接，所述液压顶紧器14固定在第一固定板13上，第一固定板13固定在龙门支架11的第一短柱31和第二短柱32上；

所述横向尺寸调整机构由两个滑动架5、两个第一双导轨4、两个滚珠丝杠螺母副2和两个伺服电机3组成，两个所述滑动架5分别固定在第一双导轨4上左右两侧，两个所述第一双导轨4固定在工作台1上左右两侧，两个所述滚珠丝杠螺母副2固定在工作台1前后两侧，左侧的所述滑动架5和第一双导轨4位于管件卡盘16左侧，右侧的所述滑动架5和第一双导轨4位于管件卡盘16右侧，所述滑动架5连接在三角支架19上，三角支架19连接在滚珠丝杠螺母副2上，所述滚珠丝杠螺母副2的丝杠连接在伺服电机3的主轴上；

所述打磨机构由左右对称的两个液压驱动器8、两个第二双导轨6、两个打磨电机9和两个打磨刷10组成，所述打磨刷10安装在打磨电机9主轴上，所述打磨电机9安装在第一电机底座7上，所述第一电机底座7固定在第二双导轨6上，所述滑动架5上方的第二固定板38上安装有液压驱动器，第一电机底座7后侧连接液压驱动器的主轴；

所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与液压驱动器8和液压顶紧器14电性相连。

具体的，所述上料导料槽20由左右两根凹形槽钢组成，上料导料槽20沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘16一端低，所述凹形槽钢焊接在三角支架19上，所述三角支架19固定在滚珠丝杠螺母副2上，所述下料导料槽20由左右两根凹形槽钢组成，下料导料槽20沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘16一端高，所述凹形槽钢焊接在三角支架19上，所述三角支架19固定在滚珠丝杠螺母副2上。

具体的，所述上料传送带25和下料传送带25均为水平状。

具体的，所述管件卡盘16圆周上开设有四个弧形卡槽，包括有第一工位21、第二工位15和第三工位24，所述龙门支架11由第一横梁28、第二横梁30、第一纵梁27、第二纵梁35、第一立柱26、第二立柱29、第三立柱33、第四立柱34、第一短柱31和第二短柱32组成，所述第一横梁28水平焊接在第一立柱26和第四立柱34顶部且与管件卡盘16轴线平行，所述第一立柱26和第四立柱34焊接在工作台1表面，所述第二横梁30水平焊接在第二立柱29和第三立柱33顶部且与第一横梁28平行，所述第二立柱29和第三立柱33焊接在工作台1表面，所述第一纵梁27焊接在第一立柱26与第二立柱29之间且固定在工作台1上，所述第二纵梁35焊接在第三立柱33与第四立柱34之间且固定在工作台1上，所述第一短柱31和第二短柱32垂直焊接在第一横梁28与第二横梁30之间且第一短柱31、第二短柱32相互平行。

具体的，所述滑动架5为长方体框形支架，由八根水平柱和四根立柱组成，所述滑动架5上表面安装第二固定板38，所述滑动架5通过连接杆23与导料槽20连接成整体，能够整体滑动，达到调整导料槽20宽度的目的，滑动架5通过L型横梁22与滚珠丝杠螺母副2连接，使滚珠丝杠螺母2能够带动滑动架5移动。

具体的，所述打磨刷10由柔性打磨刷10和打磨轮主轴组成，所述柔性打磨刷10固定在打磨轮主轴上，所述打磨轮主轴与打磨电机9主轴水平相连且保证同轴度。

本发明提供一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光方法，包括以下步骤：

（1）接通电源，将工件长度尺寸输入PLC控制面板，PLC控制程序根据工件长度参数发出指令，启动伺服电机3带动滚珠丝杠螺母副2的丝杠移动，丝杠带动滑动架5沿着第一双导轨4移动，滑动架5带动上料导料槽20与下料导料槽20一起移动，移动至工件长度对应尺寸停止；

（2）启动PLC控制面板的上料电机按钮，将工件放置在上料传送带25，上料传动带25以固定速度将工件运至上料导料槽20，上料导料槽20入口处位移传感器工作，位移传感器测定工件运动距离，将信号传送给PLC控制程序，PLC程序判定工件运行至第一工位21，PLC程序发出指令，启动卡盘旋转电机17，卡盘旋转电机17带动工件旋转，PLC程序根据卡盘旋转时间，判定工件由第一工位21旋转至第二工位15，PLC发出指令使卡盘旋转电机17停止工作；

（3）PLC程序发出指令，液压顶紧器14开始工作，推动顶块12运动，顶紧工件，安装在液压管路上的压力传感器检测压力值，将采集信号传送至PLC程序，当压力值达到设定值时，PLC程序判定工件已经压紧，PLC程序发出指令，液压顶紧器14停止工作；

（4）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器8开始工作，驱动打磨电机9沿第二双导轨6滑动，安装在第二双导轨6的位移传感器采集打磨电机9的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机9运行至第二双导轨6终点处，PLC发出指令，液压驱动器8停止工作，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器8开始工作，驱动打磨电机9沿第二双导轨6滑动，安装在第二双导轨6的位移传感器采集打磨电机9的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机9运行至第二双导轨6终点处，PLC发出指令，液压驱动器8停止工作；

（5）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器8工作，打磨电机9工作，液压驱动器8带动打磨电机9从第二双导轨6终点开始移动，打磨电机9带动打磨刷10旋转，工件左侧打磨开始，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器8工作，打磨电机9工作，液压驱动器8带动打磨电机9从第二双导轨6终点开始移动，打磨电机9带动打磨刷10旋转，工件右侧打磨开始；安装在第二双导轨6的位移传感器采集两侧的打磨电机9位移信号，将采集信号传递给PLC程序，PLC程序根据设定参数判定左侧打磨电机9从第二双导轨6终点移动至起点，PLC程序根据设定参数判定右侧打磨电机9从第二双导轨6终点移动至起点，PLC发出指令，左侧的液压驱动器8停止工作，打磨电机9停止工作，工件左侧打磨结束，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器8停止工作，打磨电机9停止工作，工件右侧打磨结束；

（6）PLC程序发出指令，液压顶紧器14工作，驱动顶紧块离开工件，安装在液压顶紧器14上的压力传感器采集压力信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定值判定顶紧装置已经松开，并移动至安全距离，PLC程序发出指令，液压顶紧器14停止工作；

（7）PLC程序发出指令，卡盘旋转电机17工作，工件由第二工位15旋转至第三工位24，PLC程序根据卡盘旋转电机17旋转时间，判定工件已经旋转至第三工位24，PLC程序发出指令，卡盘旋转电机17停止工作。

（8）PLC程序发出指令，传送电机36驱动下料传送带25开始工作，工件由下料导料槽20进入下料传送带25，安装在下料导料槽20的位移传感器采集工件位移信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定参数判定工件离开下料导料槽20，工件加工结束。

具体的，所述管件卡盘16分布三个工位，第一工位21、第二工位15和第三工位24，所述第一工位21是上料位，工件状态为待加工状态，所述第二工位15是加工位，工件状态为正在加工状态，所述第三工位24是下料位，工件状态为已加工完成状态，所述第一工位21、第二工位15和第三工位24同时工作，上料、顶紧、下料三工序同时进行，打磨工序进行时，上料、下料工序就位等待中。

具体的，左侧的所述打磨刷10起始打磨位置在A点处，右侧的所述打磨刷10起始打磨位置在B点处，所述A点为管件中点处，所述B点为过管件中点2cm处，且左侧的打磨刷10先行打磨，右侧的打磨刷10延时若干秒钟后开始打磨；

具体的，当加工不同长度的管件时，所述伺服电机3带动滚珠丝杠螺母副2的丝杠相对螺母做旋转运动，丝杠带动三脚架向左右两侧移动，从而调整导料槽20的间距，所述三脚架带动滑动架5沿着第一双导轨4移动，从而调整打磨轮之间的起始间距。

本发明的工作流程：传送电机36驱动上料传送带25将工件上料至第一工位21，卡盘旋转电机17驱动管件卡盘16旋转，工件由第一工位21旋转至第二工位15，液压顶紧器14将第二工位15的工件上部顶紧，左侧的液压驱动器8驱动打磨电机9从左侧沿第一双导轨4滑动，打磨电机9运行至第一双导轨4终点处，同时打磨刷10运行至工件中点的A处，打磨电机9驱动打磨刷10旋转，左侧打磨抛光开始；

若干秒钟后，右侧的液压驱动器8驱动打磨电机9从右侧沿第一双导轨4滑动，打磨电机9运行至第一双导轨4终点，打磨刷10运行至过工件中点2cm的B处，打磨电机9驱动打磨刷10旋转，右侧打磨开始；

左侧的打磨电机9从第一双导轨4终点逐渐移动至起点，打磨刷10从工件中点的A处逐渐退回至工件左端面，打磨电机9停止工作，左侧打磨抛光结束；

右侧的打磨电机9从第一双导轨4终点逐渐移动至起点，打磨刷10从过工件中点2cm的B处逐渐退回至工件右端面，打磨电机9停止旋转，右侧打磨结束；

管件液压顶紧器14将工件上部松开，卡盘旋转电机17驱动管件卡盘16旋转，工件从第二工位15旋转至第三工位24，传送电机36驱动下料传送带25下料，将工件传送至下料区，打磨抛光加工结束。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，其特征在于：包括工作台、PLC控制面板和PLC控制主机，所述工作台上设有上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构，所述上料机构位于工作台中间前侧，所述下料机构位于工作台中间后侧，所述装夹机构位于上料机构和下料机构之间，所述横向尺寸调整机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述打磨机构固定在横向尺寸调整机构上方的第二固定板上，打磨机构为设置在装夹机构左右两侧的对称结构，所述工作台左侧设置有PLC控制面板和PLC控制主机，所述PLC控制面板和PLC控制主机电性连接，所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与上料机构、下料机构、装夹机构、横向尺寸调整机构和打磨机构电性连接；

所述上料机构包括上料导料槽、上料传送带、传动轮和传送电机，所述上料导料槽位于工作台前侧且靠近管件卡盘，所述上料导料槽上设有上料传送带，所述上料传送带下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述下料机构包括下料导料槽、下料传送带、传动轮和传送电机，所述下料导料槽位于工作台后侧且靠近管件卡盘，所述下料导料槽上设有下料传送带，所述下料传送带下方设有传动轮和传动电机，所述传动电机输出轴与传动轮主轴相连；

所述装夹机构包括管件卡盘、卡盘旋转电机和顶紧装置，所述管件卡盘位于上料导料槽和下料导料槽之间，所述管件卡盘为圆形且其圆周上开设有弧形卡槽，所述管件卡盘主轴与卡盘旋转电机输出轴水平相连，所述卡盘旋转电机固定在第二电机底座上且与PLC控制主机电性连接，所述顶紧装置包括顶块和液压顶紧器，所述顶块与液压顶紧器主轴连接，所述液压顶紧器固定在第一固定板上，第一固定板固定在龙门支架上；

所述横向尺寸调整机构由两个滑动架、两个第一双导轨、两个滚珠丝杠螺母副和两个伺服电机组成，两个所述滑动架滑动连接在第一双导轨上，两个所述第一双导轨固定在工作台上左右两侧，两个所述滚珠丝杠螺母副固定在工作台前后两侧，左侧的所述滑动架和第一双导轨位于管件卡盘左侧，右侧的所述滑动架和第一双导轨位于管件卡盘右侧，所述滑动架连接在三角支架上，所述滚珠丝杠螺母副的丝杠连接在伺服电机的主轴上；

所述打磨机构由左右对称的两个液压驱动器、两个第二双导轨、两个打磨电机和两个打磨刷组成，所述打磨刷安装在打磨电机主轴上，所述打磨电机安装在第一电机底座上，所述第一电机底座滑动设置在第二双导轨上，所述滑动架为长方体框形支架，由八根水平柱和四根立柱组成，所述滑动架上表面安装第二固定板，所述滑动架通过连接杆与导料槽连接成整体，所述滑动架通过L型横梁与滚珠丝杠螺母副连接，所述滑动架上方的第二固定板上安装有液压驱动器，第一电机底座后侧连接液压驱动器的主轴；

所述PLC控制面板和PLC控制主机分别与液压驱动器和液压顶紧器电性相连；

所述上料导料槽由左右两根凹形槽钢组成，上料导料槽沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘一端低，所述下料导料槽由左右两根凹形槽钢组成，下料导料槽沿长度方向倾斜且靠近管件卡盘一端高，所述上料导料槽和下料导料槽的凹形槽钢均焊接在三角支架上，所述三角支架固定在滚珠丝杠螺母副上；

所述管件卡盘圆周上开设有四个弧形卡槽，包括有第一工位、第二工位和第三工位，所述龙门支架由第一横梁、第二横梁、第一纵梁、第二纵梁、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第一短柱和第二短柱组成，所述第一横梁水平焊接在第一立柱和第四立柱顶部且与管件卡盘轴线平行，所述第一立柱和第四立柱焊接在工作台表面，所述第二横梁水平焊接在第二立柱和第三立柱顶部且与第一横梁平行，所述第二立柱和第三立柱焊接在工作台表面，所述第一纵梁焊接在第一立柱与第二立柱之间且固定在工作台上，所述第二纵梁焊接在第三立柱与第四立柱之间且固定在工作台上，所述第一短柱和第二短柱垂直焊接在第一横梁与第二横梁之间且第一短柱、第二短柱相互平行，所述液压顶紧器固定在第一固定板上，第一固定板固定在龙门支架的第一短柱和第二短柱上。

2.根据权利要求1所述的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，其特征在于：所述上料传送带和下料传送带均为水平状。

3.根据权利要求1所述的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，其特征在于：所述打磨刷由柔性打磨刷和打磨轮主轴组成，所述柔性打磨刷固定在打磨轮主轴上，所述打磨轮主轴与打磨电机主轴水平相连且保证同轴度。

4.一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光方法，使用如权利要求1所述的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光装置，其特征在于：包括以下步骤：

（1）接通电源，将工件长度尺寸输入PLC控制面板，PLC控制程序根据工件长度参数发出指令，启动伺服电机带动滚珠丝杠螺母副的丝杠转动，丝杠带动滑动架沿着第一双导轨移动，滑动架带动上料导料槽和下料导料槽一起移动，移动至工件长度对应尺寸停止；

（2）启动PLC控制面板的上料电机按钮，将工件放置在上料传送带，上料传动带以固定速度将工件运至上料导料槽，上料导料槽入口处位移传感器工作，位移传感器测定工件运动距离，将信号传送给PLC控制程序，PLC程序判定工件运行至第一工位，PLC程序发出指令，启动卡盘旋转电机，卡盘旋转电机带动工件旋转，PLC程序根据卡盘旋转时间，判定工件由第一工位旋转至第二工位，PLC发出指令使卡盘旋转电机停止工作；

（3）PLC程序发出指令，液压顶紧器开始工作，推动顶块运动，顶紧工件，安装在液压管路上的压力传感器检测压力值，将采集信号传送至PLC程序，当压力值达到设定值时，PLC程序判定工件已经压紧，PLC程序发出指令，液压顶紧器停止工作；

（4）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器开始工作，驱动打磨电机沿第二双导轨滑动，安装在第二双导轨的位移传感器采集打磨电机的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机运行至第二双导轨终点处，PLC发出指令，液压驱动器停止工作，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器开始工作，驱动打磨电机沿第二双导轨滑动，安装在第二双导轨的位移传感器采集打磨电机的位移信号，将信号传输至PLC程序，根据设定参数值，PLC程序判定打磨电机运行至第二双导轨终点处，PLC发出指令，液压驱动器停止工作；

（5）PLC程序发出指令，左侧的液压驱动器工作，打磨电机工作，液压驱动器带动打磨电机从第二双导轨终点开始移动，打磨电机带动打磨刷旋转，工件左侧打磨开始，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器工作，打磨电机工作，液压驱动器带动打磨电机从第二双导轨终点开始移动，打磨电机带动打磨刷旋转，工件右侧打磨开始；安装在第二双导轨的位移传感器采集两侧的打磨电机位移信号，将采集信号传递给PLC程序，PLC程序根据设定参数判定左侧打磨电机从第二双导轨终点移动至起点，PLC程序根据设定参数判定右侧打磨电机从第二双导轨终点移动至起点，PLC发出指令，左侧的液压驱动器停止工作，打磨电机停止工作，工件左侧打磨结束，根据设定的延迟时间参数，若干秒钟后PLC程序发出指令，右侧的液压驱动器停止工作，打磨电机停止工作，工件右侧打磨结束，左侧的所述打磨刷起始打磨位置在A点处，右侧的所述打磨刷起始打磨位置在B点处，所述A点为管件中点处，B点在A点的左侧，所述B点为过管件中点2cm处，且左侧的打磨刷先行打磨，右侧的打磨刷延时若干秒钟后开始打磨；

（6）PLC程序发出指令，液压顶紧器工作，驱动顶紧块离开工件，安装在液压顶紧器上的压力传感器采集压力信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定值判定顶紧装置已经松开，并移动至安全距离，PLC程序发出指令，液压顶紧器停止工作；

（7）PLC程序发出指令，卡盘旋转电机工作，工件由第二工位旋转至第三工位，PLC程序根据卡盘旋转电机旋转时间，判定工件已经旋转至第三工位，PLC程序发出指令，卡盘旋转电机停止工作；

（8）PLC程序发出指令，传送电机驱动下料传送带开始工作，工件由下料导料槽进入下料传送带，安装在下料导料槽的位移传感器采集工件位移信号，将采集信号传递至PLC程序，PLC程序根据设定参数判定工件离开下料导料槽，工件加工结束。

5.根据权利要求4所述的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光方法，其特征在于：所述管件卡盘分布三个工位，第一工位、第二工位和第三工位，所述第一工位是上料位，工件状态为待加工状态，所述第二工位是加工位，工件状态为正在加工状态，所述第三工位是下料位，工件状态为已加工完成状态，所述第一工位、第二工位和第三工位同时工作，上料、顶紧、下料三工序同时进行，打磨工序进行时，上料、下料工序就位等待中。

6.根据权利要求4所述的一种适应于不同尺寸管件的内壁双向自动抛光方法，其特征在于：当加工不同长度的管件时，所述伺服电机带动滚珠丝杠螺母副的丝杠相对螺母做旋转运动，丝杠带动三角支架向左右两侧移动，从而调整导料槽的间距，所述三角支架带动滑动架沿着第一双导轨移动，从而调整打磨轮之间的起始间距。

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