CN116532985A - 一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢管加工装置技术领域，具体涉及一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，包括料框、拣选机器人、机器人运动轨道、辊道、点焊机器人、打标机、锥头配对单元和锥头吸附头；拣选机器人带有视觉识别***，锥头抓取后，放置在打标机上进行打标，打标在小头的外表面进行，打标结束后，对锥头进行方向的翻转，通过固定磁铁的前后、上下移动，把锥头的大头卡入钢管两端，然后再通过点焊机器人进行多点焊接固定；本发明完成打标操作的同时，拣选机器人完成对锥头大头小头的拾取位置的互换，并且适用于不同长度的钢管和不同规格的锥头。

Description

一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置

技术领域

本发明涉及钢管加工装置技术领域，具体涉及一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置。

背景技术

钢管经过卷制成型、焊缝清理等工序后，再与螺栓、锥头（钢管直径较小时采用封板）焊接组成螺栓球网架结构的杆件。锥头的中心位置均设有可以允许螺栓的螺纹段伸出的通孔。安装时，在伸出锥头的螺栓螺纹段上套上长形六角套筒，并以销子或紧固螺钉将螺栓与长形六角套筒连在一起，直接拧动长形六角套筒，通过销钉或紧固螺钉带动螺栓转动，从而使螺栓旋入球体，直至螺栓的螺栓头与封板或锥头的内侧面贴紧即完成安装。

中国专利CN110480295A公开了一种网架连杆自动焊接生产***的螺栓自动置入单元，具有封板或锥头推送装置，封板或锥头推送装置的推送部件可以配合封板或锥头工件抓取码放机械手采取用于夹持抓取封板或锥头工件的夹持抓取机械手结构、也可以配合封板或锥头工件抓取码放机械手采取用于同心定位顶靠的锥形顶尖结构。但是，该封板或锥头推送装置不能对锥头进行打标操作且不能适应不同规格的锥头。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，通过拣选机器人和打标机的相互配合，完成打标操作的同时，拣选机器人完成对锥头大头小头的拾取位置的互换，并且适用于不同长度的钢管和不同规格的锥头。

一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，包括料框、拣选机器人、机器人运动轨道、打标机和锥头配对单元；锥头按照小头朝上、大头朝下的顺序码放在料框内，锥头的材质为45#钢，形状为锥形，分为大头和小头，视觉识别特征为锥头大头、小头的直径以及小头中间圆孔的直径，钢管的两端已预先塞入螺栓；

所述打标机包括撞针、锥头翻转座、一号锥头固定架和二号锥头固定架，带有视觉识别***的拣选机器人抓取锥头并放置在一号锥头固定架和二号锥头固定架上，撞针沿水平和竖向位置移动，对下方的锥头的小头外表面进行打标，一号锥头固定架和二号锥头固定架循环旋转换位，将已打标的锥头和下一个未打标的锥头换位，锥头翻转座吸附取出已打标的锥头；

锥头配对单元包括钢管卡槽和固定磁铁，拣选机器人通过锥头吸附头吸附已打标锥头的大头，锥头翻转座松开锥头，锥头的小头朝向固定磁铁并被吸附，拣选机器人松开锥头，实现锥头方向的翻转，并通过固定磁铁的前后、上下移动，把锥头的大头卡入钢管两端，然后再通过点焊机器人进行多点焊接固定，将钢管通过辊道送入下一道工序。

进一步的，料框在机器人运动轨道两端依次排列，两端的拣选机器人分别负责在三个料框内识别锥头，并抓取，然后放置在打标机上进行打标，打标机设置在钢管的一侧。

进一步的，所述拣选机器人和打标机均通过底座与机器人运动轨道连接，并根据钢管的长度和所需要锥头的规格进行移动，锥头吸附头安装于拣选机器人的拾取部位，根据总控***的命令，锥头吸附头通过导电模块和吸附磁块对锥头进行拾取和放置。

进一步的，打标机还包括标机支架，标机支架两端均连接有撞针竖向固定架，2个撞针竖向固定架分别连接有撞针活动控制器和锥头翻转座，撞针活动控制器在撞针竖向固定架的导轨上移动，实现撞针的水平和竖向位置移动；标机支架顶面连接有锥头换位座，锥头换位座旋转，带动一号锥头固定架和二号锥头固定架旋转换位。

进一步的，对锥头打标时，首先拣选机器人把锥头放在二号锥头固定架之上，锥头小头朝上，大头朝下，一号锥头固定架和二号锥头固定架旋转换位，使放有锥头的二号锥头固定架靠近撞针，撞针活动控制器工作，撞针进行水平移动，待打标的锥头处于撞针下方，然后进行打标，在锥头小头外表面刻录钢印；在打标的同时，拣选机器人将另一锥头放在一号锥头固定架上；二号锥头固定架上的锥头完成打标，锥头换位座带动一号锥头固定架和二号锥头固定架旋转换位；并且，锥头翻转座向下移动，通过电磁铁吸附已打标的锥头沿着撞针竖向固定架的导轨移动；拣选机器人通过锥头吸附头吸附住已打标的锥头的大头，锥头翻转座松开锥头。一号锥头固定架和二号锥头固定架循环旋转换位，将待打标锥头送至撞针的下方，将已打标锥头送至锥头翻转座的下方。

进一步的，钢管固定在钢管卡槽内，吸附已打标锥头的固定磁铁通过磁铁支架相对于钢管前后移动，固定磁铁沿背板上下移动，从而将锥头的大头与钢管对齐并卡入钢管内，点焊机器人沿着钢管与锥头大头的连接部位进行点焊，沿钢管圆周点焊3~5下。

进一步的，完成锥头组对、点焊的钢管通过向上顶起的钢管移动卡件移动至辊道，进入下一加工工序。

进一步的，在机器人运动轨道的两端各设置一组锥头配对单元和点焊机器人，一端的锥头配对单元、点焊机器人固定于车间地面；另一端的锥头配对单元、点焊机器人通过配对装置底座与机器人运动轨道连接，使锥头配对单元、点焊机器人能够沿钢管长度方向移动，适应不同长度钢管的加工。

由于采用上述技术方案，与现有技术相比本发明的有益效果包括：

本发明通过拣选机器人和打标机的相互配合，在锥头卡入钢管前对锥头进行打标操作，通过循环旋转的一号锥头固定架和一号锥头固定架，不断送入新的锥头并转移至靠近撞针的一端以完成打标工作，并通过锥头翻转座及时吸附取出已完成打标操作的锥头；

在对锥头进行打标操作时，拣选机器人吸附锥头小头放置到一号锥头固定架（或二号锥头固定架）上、锥头翻转座吸附锥头小头、拣选机器人吸附锥头大头、固定磁铁吸附锥头小头，此过程实现锥头打标的同时，拣选机器人完成对锥头大头小头的拾取位置的互换；

通过撞针活动控制器，将撞针进行水平移动，同时撞针活动控制器在撞针竖向固定架上导轨上移动，实现撞针的水平和竖向位置移动，调整撞针的位置，便于对锥头进行有效打标；

拣选机器人和打标机均通过底座与机器人运动轨道连接，拣选机器人和打标机可根据钢管的长度和所需要锥头的规格进行移动，适应不同长度的钢管和不同规格的锥头；

吸附已打标锥头的固定磁铁通过磁铁支架相对于钢管前后移动，固定磁铁沿背板上下移动，从而将锥头的大头与钢管对齐并卡入钢管内，便于调整锥头的位置使锥头顺利卡入钢管。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为拣选机器人和打标机的结构示意图；

图3为打标机的结构示意图；

图4为拣选机器人抓取锥头的结构示意图；

图5为点焊机器人的结构示意图；

图6为锥头配对单元的结构示意图；

图7为准备进行钢管与锥头配对时的结构示意图；

图8为完成钢管与锥头配对的结构示意图；

图9为锥头打标时的结构示意图；

图10为锥头翻转座吸附已打标锥头的结构示意图；

图11为拣选机器人吸附锥头大头的结构示意图；

附图标记，1-料框，2-拣选机器人，3-机器人运动轨道，4-辊道，5-点焊机器人，6-锥头，7-钢管，8-打标机，9-锥头配对单元，10-锥头吸附头；

801-底座，802-打标机支架，803-撞针，804-撞针活动控制器，805-撞针竖向固定架，806-锥头翻转座，807-一号锥头固定架，808-二号锥头固定架，809-锥头换位座；

101-吸附磁块，102-导电模块，103-快换头支架；

901-钢管卡槽，902-固定磁铁，903-配对装置支架，904-配对装置底座，905-磁铁支架，906-钢管移动卡件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例种的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下说获得的其他实施方式或等同替换，都在本发明的保护范围内。

请参阅图1-11，本发明提供一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，包括料框1、拣选机器人2、机器人运动轨道3、辊道4、点焊机器人5、打标机8、锥头配对单元9和锥头吸附头10；钢管的两端已预先塞入螺栓，料框1用于存放锥头6，锥头按照小头朝上、大头朝下的顺序码放在料框1内，拣选机器人2带有视觉识别***，可适应不同规格的锥头，锥头抓取后，放置在打标机8上进行打标，打标在小头的外表面进行，打标结束后，对锥头进行方向的翻转，即：拣选机器人2通过锥头吸附头10吸附锥头的大头，将小头吸附在固定磁铁902上，通过固定磁铁902的前后、上下移动，把锥头6的大头卡入钢管7两端，然后再通过点焊机器人5进行多点焊接固定，最后再送入下一道工序（环焊工序），各工序之间的钢管运输，通过辊道4来实现。

料框1在机器人运动轨道3两端依次排列，两端的拣选机器人2分别负责在三个料框1内识别锥头6，并抓取，然后放置在打标机8上进行打标，打标机8在钢管的一侧进行布置。

拣选机器人2和打标机8均通过底座与机器人运动轨道3连接，拣选机器人2和打标机8可根据钢管的长度和所需要锥头的规格进行移动，直到拾取到合适规格的锥头6，拣选机器人2拾取锥头6规格的命令来自于总控***；拣选机器人2拾取部位安装有锥头吸附头10，锥头吸附头10根据锥头规格的不同，设置有多种型号，锥头吸附头10不工作时，放置在快换头支架103上，工作时，便连接在拣选机器人2上，通过导电模块102、吸附磁块101和总控***的命令实现对锥头的拾取和放置。

打标机支架802两端连接有撞针竖向固定架805，撞针竖向固定架805分别连接有撞针活动控制器804和锥头翻转座806，打标机支架802顶面还固定有锥头换位座809、一号锥头固定架807和二号锥头固定架808，锥头换位座809可进行旋转，将一号锥头固定架807和二号锥头固定架808进行换位。

锥头打标工作时，首先拣选机器人2把锥头6放在二号锥头固定架808之上，此时锥头6小头朝上，大头朝下，锥头换位座809开始工作，旋转180度，一号锥头固定架807和二号锥头固定架808进行换位，待打标的锥头6处于撞针803下方，通过撞针活动控制器804，将撞针进行水平移动，同时撞针活动控制器804在撞针竖向固定架805上导轨上移动，实现撞针803的水平和竖向位置移动，将撞针803与锥头6小头上表面位置调整到工作状态，然后进行打标，在锥头6小头上表面刻录钢印。打标结束后，锥头换位座809再次旋转180度，将下一个未打标和已经打标的锥头6换位，同时，锥头翻转座806向下移动，通过电磁铁将已打标的锥头6沿着撞针竖向固定架805上导轨上移动；拣选机器人2通过锥头吸附头10吸附住已打标的锥头6的大头端，同时锥头翻转座806松开锥头，此过程实现了锥头6的打标，以及拣选机器人2对锥头大头小头的拾取位置的互换。

打完标的锥头6通过拣选机器人2吸附到固定磁铁902之上，此过程拣选机器人2吸附锥头6的大头一端，将锥头6的小头放置在固定磁铁902之上，此时钢管7固定在两端的钢管卡槽901内，通过磁铁支架905沿着钢管7的前后移动，将锥头6的大头卡入钢管7内；点焊机器人5沿着钢管7与锥头6大头的连接部位进行点焊，沿钢管7一周点焊3~5下；通过钢管移动卡件906向上顶起，将完成锥头组对、点焊后的钢管7移动至辊道4，进入下一个加工工序。

在装置两端各设置一个锥头配对单元9和点焊机器人5，其中一端与车间地面固定，另一端的锥头配对单元9和点焊机器人5通过配对装置底座904与机器人运动轨道3连接，保证锥头配对单元9和点焊机器人5能够沿钢管7径向移动，适应不同长度钢管的加工。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。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的具体实施方式。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 (7)

1.一种具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于，包括料框（1）、拣选机器人（2）、机器人运动轨道（3）、打标机（8）和锥头配对单元（9）；

锥头按照小头朝上、大头朝下的顺序码放在料框（1）内；

所述打标机（8）包括撞针（803）、锥头翻转座（806）、一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808），带有视觉识别***的拣选机器人（2）抓取锥头并放置在一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808）上，撞针（803）沿水平和竖向位置移动，对下方的锥头的小头外表面进行打标，一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808）循环旋转换位，将已打标的锥头和下一个未打标的锥头换位，锥头翻转座（806）吸附取出已打标的锥头；

锥头配对单元（9）包括钢管卡槽（901）和固定磁铁（902），拣选机器人（2）通过锥头吸附头（10）吸附已打标锥头的大头，锥头翻转座（806）松开锥头，锥头的小头朝向固定磁铁（902）并被吸附，拣选机器人（2）松开锥头，实现锥头方向的翻转，并通过固定磁铁（902）的前后、上下移动，把锥头的大头卡入钢管两端，然后再通过点焊机器人（5）进行多点焊接固定，将钢管通过辊道（4）送入下一道工序。

2.如权利要求1所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：所述拣选机器人（2）和打标机（8）均通过底座与机器人运动轨道（3）连接，并根据钢管的长度和所需要锥头的规格进行移动，锥头吸附头（10）安装于拣选机器人（2）的拾取部位，根据总控***的命令，锥头吸附头（10）通过导电模块（102）和吸附磁块（101）对锥头进行拾取和放置。

3.如权利要求1所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：打标机（8）还包括打标机支架（802），打标机支架（802）两端均连接有撞针竖向固定架（805），2个撞针竖向固定架（805）分别连接有撞针活动控制器（804）和锥头翻转座（806），撞针活动控制器（804）在撞针竖向固定架（805）的导轨上移动，实现撞针（803）的水平和竖向位置移动；打标机支架（802）顶面连接有锥头换位座（809），锥头换位座（809）旋转，带动一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808）旋转换位。

4.如权利要求3所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：对锥头打标时，首先拣选机器人（2）把锥头放在二号锥头固定架（808）之上，锥头小头朝上，大头朝下，一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808）旋转换位，将放有锥头的二号锥头固定架（808）旋转至靠近撞针（803）的一端，撞针活动控制器（804）工作，撞针（803）进行水平移动，待打标的锥头处于撞针（803）下方，然后进行打标，在锥头小头外表面刻录钢印；在打标的同时，拣选机器人（2）将另一锥头放在一号锥头固定架（807）上；二号锥头固定架（808）上的锥头完成打标，锥头换位座（809）带动一号锥头固定架（807）和二号锥头固定架（808）旋转换位；并且，锥头翻转座（806）向下移动，通过电磁铁吸附已打标的锥头沿着撞针竖向固定架（805）的导轨移动；拣选机器人（2）通过锥头吸附头（10）吸附住已打标的锥头的大头，锥头翻转座（806）松开锥头。

5.如权利要求1所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：钢管固定在钢管卡槽（901）内，吸附已打标锥头的固定磁铁（902）通过磁铁支架（905）相对于钢管前后移动，固定磁铁（902）沿背板上下移动，从而将锥头的大头与钢管对齐并卡入钢管内，点焊机器人（5）沿着钢管与锥头大头的连接部位进行点焊，沿钢管圆周点焊3~5下。

6.如权利要求1所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：完成锥头组对、点焊的钢管通过向上顶起的钢管移动卡件（906）移动至辊道（4），进入下一加工工序。

7.如权利要求1所述的具备锥头打标功能的钢管端部与锥头连接配对装置，其特征在于：在机器人运动轨道（3）的两端各设置一组锥头配对单元（9）和点焊机器人（5），一端的锥头配对单元（9）、点焊机器人（5）固定于车间地面；另一端的锥头配对单元（9）、点焊机器人（5）通过配对装置底座（904）与机器人运动轨道（3）连接，使锥头配对单元（9）、点焊机器人（5）能够沿钢管长度方向移动，适应不同长度钢管的加工。