CN116213792B - 一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于开孔装置技术领域，具体涉及一种多级离心泵组合泵盖自动化批量开孔装置及方法，本发明装置主要由夹持机构、内撑机构和开孔机构构成，利用夹持机构接收机械手送来的涨套筒工件，夹持机构能够带动涨套筒工件进行公转和自转动作，公转使得涨套筒工件可以在上料、钻孔、除尘和下料工位中进行依次切换，自转使得涨套筒工件可以在开孔机构完成一排开孔操作后，依次旋转特定的角度，从而完成整个周向的开孔操作；内撑机构用于为钻孔工位的涨套筒工件提供内支撑，内撑机构在涨套筒工件公转前缩回，在涨套筒工件自转时保持伸展状态，不会影响涨套筒工件的自转；通过这种方式实现自动化批量开孔，智能化程度较高，利于工业化生产。

Description

一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置及方法

技术领域

本发明属于开孔装置技术领域，具体涉及一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置及方法。

背景技术

多级离心泵是具有整体结构紧凑、体积小、重量轻、噪声低和节能效果显著，检修方便的离心泵，采用标准电机和快装式机械密封，更换非常方便，泵的过流部分均采用不锈钢材料制成，可适用于轻度腐蚀性介质，当电机带动轴上的叶轮高速旋转时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮，就是这样原理，逐次地流过所有的叶轮和导壳，进一步使液体的压力能量增加。

传统多级离心泵的泵盖大都为柱形结构，泵盖的外侧均布有进水滤孔，进水滤孔的设计是为了在进水时能够将杂物拦截在泵盖的外侧。但是这种多级离心泵的泵盖耐冲击强度不够理想，且其进水滤孔易出现堵塞现象，导致泵盖的进水效果受到影响。为此，发明人设计了如图3所示的涨套形泵盖，其相对于柱形泵盖的耐冲击强度得到提高，同时进水滤孔所在的涨环部表面为弧面，导致杂物不易与泵盖进行大面积的贴合，使得杂物易被清理。

在生产制造上述涨套形泵盖过程中，需要使用开孔装置来对如图4所示的涨套筒进行开孔处理。但是传统的开孔装置存在不足之处，一是其不能进行自动化批量开孔，智能化程度较低，不利于工业化生产；二是其不能在开孔的过程中为涨套筒提供支撑，导致开孔处易出现形变，最终导致涨套筒废品率较高；三是其不具有上料和下料功能。因此，需要对其结构进行优化改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置及方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，包括夹持机构、内撑机构和开孔机构，所述夹持机构用于接收机械手送来的涨套筒工件并带动其进行公转和自转动作，所述内撑机构用于为夹持机构上的涨套筒工件提供内支撑，所述开孔机构用于对夹持机构上的涨套筒工件进行开孔；

所述涨套筒工件包括筒体和端板，所述筒体上等距设有多个环形涨套，所述端板的外边缘部与筒体的一端连为一体，所述端板的中心处开设有带键槽的轴孔。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述夹持机构包括第一伺服电机、第一转轴、转座、第二伺服电机、第二转轴、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第三转轴、电磁离合器和第四转轴，所述第一伺服电机的输出轴通过第一转轴与转座的一侧固定，所述转座的另一侧固定有第二伺服电机，所述转座的内部设有活动腔，所述第二伺服电机的活动端安装有伸入活动腔的第一锥形齿轮，所述转座的外周均匀安装有四个电磁离合器，所述电磁离合器的一端安装有伸入活动腔的第三转轴，所述第三转轴的外端安装有与第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮，所述电磁离合器的另一端安装有第四转轴。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，当所述电磁离合器通电时，所述第三转轴和第四转轴保持同步旋转；当所述电磁离合器断电时，所述第三转轴和第四转轴各自独立旋转。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述第四转轴的直径与轴孔的内径相互配合，所述第四转轴上固定有定位板，所述定位板的外径大于轴孔的内径，所述第四转轴位于定位板的外侧部分设有与键槽配合的凸键。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述内撑机构包括第一基板、横向推杆、活动安装板、支撑管、底座、支撑推杆和托块，所述第一基板上安装有横向推杆，所述横向推杆的活动端固定有活动安装板，所述活动安装板的外侧固定有支撑管，所述支撑管的上侧嵌入固定有底座，所述底座中嵌入安装有多个支撑推杆，所述支撑推杆的活动端共同支撑有托块。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述支撑管的内径大于第四转轴上凸键的旋转半径，所述支撑管的轴向长度大于涨套筒工件中筒体的轴向长度。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述托块包括弧形板部和内撑部，所述弧形板部对应的圆心夹角小于同一环形涨套中相邻两个开孔点之间的圆心夹角，所述弧形板部的下侧面为平面，所述弧形板部的上侧面为弧面，且上侧面向上凸起形成有多个与环形涨套内壁形状配合的内撑部，所述内撑部的顶端开设有避让钻杆用的避让孔。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，所述开孔机构包括第二基板、竖向推杆、钻孔座、钻杆和防偏伸缩管，所述第二基板上安装有竖向推杆，所述竖向推杆的活动端安装有钻孔座，所述钻孔座的上侧和第二基板之间安装有防偏伸缩管，所述钻孔座的下侧安装有钻杆。

进一步地，上述多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置中，还包括控制器，所述控制器分别与第一伺服电机、第二伺服电机、电磁离合器、横向推杆、支撑推杆和竖向推杆进行连接。

本发明还提供一种多级离心泵组合泵盖自动化批量开孔方法，基于上述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置实现，具体包括如下步骤：

1）夹持机构设有上料工位、钻孔工位、除尘工位和下料工位，利用机械手将涨套筒工件安装在上料工位处的第四转轴上，利用控制器控制第一伺服电机工作，使得涨套筒工件转移至钻孔工位；

2）控制器控制内撑机构的横向推杆工作，横向推杆经活动安装板带动支撑管位移至处于钻孔工位的第四转轴外侧，支撑管上的支撑推杆动作，使得托块抵靠在涨套筒工件的内侧以提供内撑；

3）控制器控制开孔机构的竖向推杆动作，同时启动钻杆，使得钻杆对涨套筒工件中环形涨套进行开孔；每完成一排开孔动作，钻杆复位，控制器控制夹持机构中第二伺服电机旋转，并使得对应钻孔工位的电磁离合器通电，使得涨套筒工件翻转一定角度，即可按上述流程进行下一排的开孔操作；

4）当涨套筒工件完成所有开孔点的开孔操作时，控制器先控制内撑机构复位，控制器然后控制第一伺服电机旋转，使得涨套筒工件转移至除尘工位，利用外置的吹风机进行除尘操作；控制器再控制第一伺服电机旋转，使得涨套筒工件转移至下料工位，利用机械手将涨套筒工件转移至存储区。

本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，其主要由夹持机构、内撑机构和开孔机构构成，能进行自动化批量开孔，智能化程度较高，利于工业化生产，具体是利用夹持机构接收机械手送来的涨套筒工件，夹持机构能够带动涨套筒工件进行公转和自转动作，公转使得涨套筒工件可以在上料工位、钻孔工位、除尘工位和下料工位中进行依次切换，自转使得涨套筒工件可以在开孔机构完成一排开孔操作后，依次旋转特定的角度，从而完成整个周向的开孔操作；内撑机构用于为钻孔工位的涨套筒工件提供内支撑，内撑机构在涨套筒工件公转前缩回，在涨套筒工件自转时保持伸展状态，不会影响涨套筒工件的自转。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明整体的立体结构示意图；

图2为本发明整体的主视结构示意图；

图3为本发明中涨套形泵盖的结构示意图；

图4为本发明中涨套筒工件的结构示意图；

图5为本发明中夹持机构的立体结构示意图；

图6为本发明中夹持机构的主视结构示意图；

图7为本发明中内撑机构和开孔机构的立体结构示意图；

图8为本发明中内撑机构和开孔机构的立体结构示意图；

图9为本发明内撑机构中托块未抬升时的主视结构示意图；

图10为本发明内撑机构中托块未抬升时的立体结构示意图；

图11为本发明内撑机构中托块抬升后的立体结构示意图；

图12为本发明中主要电学部件的连接框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一伺服电机，2-第一转轴，3-转座，4-第二伺服电机，5-第二转轴，6-第一锥形齿轮，7-第二锥形齿轮，8-第三转轴，9-电磁离合器，10-第四转轴，101-定位板，102-凸键，11-第一基板，12-横向推杆，13-活动安装板，14-支撑管，15-底座，16-支撑推杆，17-托块，171-弧形板部，172-内撑部，173-避让孔，18-导向凸板，19-第二基板，20-竖向推杆，21-钻孔座，22-钻杆，23-防偏伸缩管，24-涨套筒工件，241-筒体，242-端板，243-环形涨套，244-轴孔，245-键槽，25-涨套形泵盖，26-控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，本实施例提供一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，包括夹持机构、内撑机构和开孔机构，夹持机构用于接收机械手送来的涨套筒工件24并带动其进行公转和自转动作，内撑机构用于为夹持机构上的涨套筒工件24提供内支撑，开孔机构用于对夹持机构上的涨套筒工件24进行开孔。

如图3-图4所示，涨套筒工件24包括筒体241和端板242，筒体241上等距设有多个环形涨套243，端板242的外边缘部与筒体241的一端连为一体，端板242的中心处开设有带键槽245的轴孔244。涨套筒工件24完成开孔后，即为所需的涨套形泵盖25。

如图5-图6所示，夹持机构包括第一伺服电机1、第一转轴2、转座3、第二伺服电机4、第二转轴5、第一锥形齿轮6、第二锥形齿轮7、第三转轴8、电磁离合器9和第四转轴10，第一伺服电机1的输出轴通过第一转轴2与转座3的一侧固定，转座3的另一侧固定有第二伺服电机4。转座3的内部设有活动腔，第二伺服电机4的活动端安装有伸入活动腔的第一锥形齿轮6。转座3的外周均匀安装有四个电磁离合器9，电磁离合器9的一端安装有伸入活动腔的第三转轴8，第三转轴8的外端安装有与第一锥形齿轮6啮合的第二锥形齿轮7，电磁离合器9的另一端安装有第四转轴10。当电磁离合器9通电时，第三转轴8和第四转轴10保持同步旋转；当电磁离合器9断电时，第三转轴8和第四转轴10各自独立旋转。第四转轴10的直径与轴孔244的内径相互配合，第四转轴10上固定有定位板101，定位板101的外径大于轴孔244的内径，第四转轴10位于定位板101的外侧部分设有与键槽245配合的凸键102。

如图7-图8所示，内撑机构包括第一基板11、横向推杆12、活动安装板13、支撑管14、底座15、支撑推杆16和托块17，第一基板11上安装有横向推杆12，横向推杆12的活动端固定有活动安装板13，活动安装板13的外侧固定有支撑管14。支撑管14的上侧嵌入固定有底座15，底座15中嵌入安装有多个支撑推杆16，支撑推杆16的活动端共同支撑有托块17。支撑管14的内径大于第四转轴10上凸键102的旋转半径，支撑管14的轴向长度大于涨套筒工件24中筒体241的轴向长度。第一基板11上还设有导向凸板18，活动安装板13的下部开设有与导向凸板18配合的导向槽。

如图9-图11所示，托块17包括弧形板部171和内撑部172，弧形板部171对应的圆心夹角小于同一环形涨套243中相邻两个开孔点之间的圆心夹角，弧形板部171的下侧面为平面，弧形板部171的上侧面为弧面，且上侧面向上凸起形成有多个与环形涨套243内壁形状配合的内撑部172，内撑部172的顶端开设有避让钻杆用的避让孔173。

如图7-图8所示，开孔机构包括第二基板19、竖向推杆20、钻孔座21、钻杆22和防偏伸缩管23，第二基板19上安装有竖向推杆20，竖向推杆20的活动端安装有钻孔座21，钻孔座21的上侧和第二基板19之间安装有防偏伸缩管，钻孔座21的下侧安装有钻杆22。钻杆22根据实际需求，可设计为一排（具体数量与环形涨套243的数量相等），一次升降即可完成一排钻孔的开设需求；也可设计单根钻杆22，利用与内撑机构中横向推杆12类似的水平位移组件来带动其水平位移，实现一排钻孔的开设需求。

如图12所示，还包括控制器26，控制器26分别与第一伺服电机1、第二伺服电机4、电磁离合器9、横向推杆12、支撑推杆16和竖向推杆20进行连接。

本实施例还提供一种多级离心泵组合泵盖自动化批量开孔方法，具体包括如下步骤：

1）夹持机构设有上料工位、钻孔工位、除尘工位和下料工位，利用机械手将涨套筒工件24安装在上料工位处的第四转轴10上，利用控制器控制第一伺服电机1工作，使得涨套筒工件24转移至钻孔工位；

2）控制器控制内撑机构的横向推杆12工作，横向推杆12经活动安装板13带动支撑管14位移至处于钻孔工位的第四转轴10外侧，支撑管14上的支撑推杆16动作，使得托块17抵靠在涨套筒工件24的内侧以提供内撑，托块17不会影响涨套筒工件24围绕自身轴线的旋转动作；

3）控制器控制开孔机构的竖向推杆20动作，同时启动钻杆22，使得钻杆22对涨套筒工件24中环形涨套243进行开孔；每完成一排开孔动作，钻杆22复位，控制器控制夹持机构中第二伺服电机4旋转，并使得对应钻孔工位的电磁离合器9通电，使得涨套筒工件24翻转一定角度，即可按上述流程进行下一排的开孔操作；

4）当涨套筒工件24完成所有开孔点的开孔操作时，控制器先控制内撑机构复位，控制器然后控制第一伺服电机1旋转，使得涨套筒工件24转移至除尘工位，利用外置的吹风机进行除尘操作；控制器再控制第一伺服电机1旋转，使得涨套筒工件24转移至下料工位，利用机械手将涨套筒工件24转移至存储区。

以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：包括夹持机构、内撑机构和开孔机构，所述夹持机构用于接收机械手送来的涨套筒工件并带动其进行公转和自转动作，所述内撑机构用于为夹持机构上的涨套筒工件提供内支撑，所述开孔机构用于对夹持机构上的涨套筒工件进行开孔；

所述涨套筒工件包括筒体和端板，所述筒体上等距设有多个环形涨套，所述端板的外边缘部与筒体的一端连为一体，所述端板的中心处开设有带键槽的轴孔；

所述夹持机构包括第一伺服电机、第一转轴、转座、第二伺服电机、第二转轴、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第三转轴、电磁离合器和第四转轴，所述第一伺服电机的输出轴通过第一转轴与转座的一侧固定，所述转座的另一侧固定有第二伺服电机，所述转座的内部设有活动腔，所述第二伺服电机的活动端安装有伸入活动腔的第一锥形齿轮，所述转座的外周均匀安装有四个电磁离合器，所述电磁离合器的一端安装有伸入活动腔的第三转轴，所述第三转轴的外端安装有与第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮，所述电磁离合器的另一端安装有第四转轴；

所述内撑机构包括第一基板、横向推杆、活动安装板、支撑管、底座、支撑推杆和托块，所述第一基板上安装有横向推杆，所述横向推杆的活动端固定有活动安装板，所述活动安装板的外侧固定有支撑管，所述支撑管的上侧嵌入固定有底座，所述底座中嵌入安装有多个支撑推杆，所述支撑推杆的活动端共同支撑有托块。

2.根据权利要求1所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：当所述电磁离合器通电时，所述第三转轴和第四转轴保持同步旋转；当所述电磁离合器断电时，所述第三转轴和第四转轴各自独立旋转。

3.根据权利要求2所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：所述第四转轴的直径与轴孔的内径相互配合，所述第四转轴上固定有定位板，所述定位板的外径大于轴孔的内径，所述第四转轴位于定位板的外侧部分设有与键槽配合的凸键。

4.根据权利要求3所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：所述支撑管的内径大于第四转轴上凸键的旋转半径，所述支撑管的轴向长度大于涨套筒工件中筒体的轴向长度。

5.根据权利要求4所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：所述托块包括弧形板部和内撑部，所述弧形板部对应的圆心夹角小于同一环形涨套中相邻两个开孔点之间的圆心夹角，所述弧形板部的下侧面为平面，所述弧形板部的上侧面为弧面，且上侧面向上凸起形成有多个与环形涨套内壁形状配合的内撑部，所述内撑部的顶端开设有避让钻杆用的避让孔。

6.根据权利要求5所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：所述开孔机构包括第二基板、竖向推杆、钻孔座、钻杆和防偏伸缩管，所述第二基板上安装有竖向推杆，所述竖向推杆的活动端安装有钻孔座，所述钻孔座的上侧和第二基板之间安装有防偏伸缩管，所述钻孔座的下侧安装有钻杆。

7.根据权利要求6所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器分别与第一伺服电机、第二伺服电机、电磁离合器、横向推杆、支撑推杆和竖向推杆进行连接。

8.一种多级离心泵组合泵盖自动化批量开孔方法，基于如权利要求7所述的多级离心泵泵盖加工用自动化批量开孔装置实现，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）夹持机构设有上料工位、钻孔工位、除尘工位和下料工位，利用机械手将涨套筒工件安装在上料工位处的第四转轴上，利用控制器控制第一伺服电机工作，使得涨套筒工件转移至钻孔工位；

2）控制器控制内撑机构的横向推杆工作，横向推杆经活动安装板带动支撑管位移至处于钻孔工位的第四转轴外侧，支撑管上的支撑推杆动作，使得托块抵靠在涨套筒工件的内侧以提供内撑；

3）控制器控制开孔机构的竖向推杆动作，同时启动钻杆，使得钻杆对涨套筒工件中环形涨套进行开孔；每完成一排开孔动作，钻杆复位，控制器控制夹持机构中第二伺服电机旋转，并使得对应钻孔工位的电磁离合器通电，使得涨套筒工件翻转一定角度，即可按上述流程进行下一排的开孔操作；

4）当涨套筒工件完成所有开孔点的开孔操作时，控制器先控制内撑机构复位，控制器然后控制第一伺服电机旋转，使得涨套筒工件转移至除尘工位，利用外置的吹风机进行除尘操作；控制器再控制第一伺服电机旋转，使得涨套筒工件转移至下料工位，利用机械手将涨套筒工件转移至存储区。