CN104551496B - 一种法兰装配机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种法兰装配机包括管道运送机构以及调节机构；所述调节机构位于所述管道运送机构两侧，所述调节机构以所述管道运送机构为对称轴，呈左右对称分布；管道运送装置将管道运送至装配位置时，调节机构抓取法兰并将法兰运送至管道两侧，实现法兰与管道相互对准贴合，并最终焊接成一体；当管道装配结束，管道运送装置运行，将装配好的管道被运送离开，操作方便，整个过程全自动智能化操作，大大节约了人力物力，节约了生产成品，同时更加安全可靠。

Description

一种法兰装配机

技术领域

本发明涉及一种法兰装配机。

背景技术

现有技术中的装配法兰，都是进行人工的装配，自动化程度低，而且效率低下，装配精度很低，存在很大的安全隐患。

中国专利CN200820037771.8，公开一种法兰装配装置，它包括有控制柜，控制柜上装设有可固定法兰的卡盘。卡盘设置有三个用以固定法兰的阶梯齿形的卡抓，卡盘的盘平面与地面垂直。此发明专利公开的法兰装配方式，是一种简单的装配方式，没有自动化的运作方式，固定性差，不适合点焊装置中的使用。且没有定位钢管固定功能的运作方式，无法保证法兰安装在管道上的准确性，降低了法兰装配效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种法兰装配机，操作方便，整个过程全自动智能化操作，大大节约了人力物力，节约了生产成品，同时更加安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种法兰装配机，其中，包括管道运送机构以及调节机构；所述调节机构位于所述管道运送机构两侧，所述调节机构以所述管道运送机构为对称轴，呈左右对称分布；

所述调节机构包括水平位移机构和抓取机构，所述水平位移机构包括底座和伸缩拉杆，所述底座为长方体的框架结构，底座两个侧边上各设有一个滑动卡接通道，所述伸缩拉杆的伸缩端固定在抓取机构上；

所述抓取机构包括主框架、升降装置、抓取装置和法兰固定盘，所述主框架包括基座和框架主体，所述框架主体固定在基座上方，所述基座为框架式结构，基座内壁之间固定有若干第二固定滑块，所述基座套合在水平位移机构的底座外部，使所述第二固定滑块可滑动的设置在滑动卡接通道中，所述基座底部设有若干滚轮；

所述法兰固定盘固定在基座上，所述法兰固定盘为正八边形结构，法兰固定盘上设有四个第二定位通道，相邻的两个第二定位通道之间相互垂直，所述法兰固定盘上设有定位卡接支座，所述定位卡接支座可滑动的固定在所述第二定位通道内；

所述升降装置包括升降滑道、升降滑块、气缸和固定转轴，所述升降滑道的数量为两个，分别固定在框架主体两侧，升降滑道包括滑道基座和滑道，滑道基座固定在框架主体上，所述滑道为条状型材，固定在滑道基座上，所述升降滑块上设有滑动凹槽，所述滑动凹槽的形状与滑道的形状相配合，所述升降滑块的数量为两个，通过滑动凹槽与滑道的相互配合，使两个升降滑块分别滑动式的固定在升降滑道上，所述固定转轴固定在两个升降滑块之间，所述气缸的数量为两个，气缸一端固定在基座上，另一端与升降滑块相连接；

所述抓取装置包括支撑臂、抓取盘、旋转电机和转动电机，所述支撑臂相互垂直的固定在固定转轴中部，抓取盘通过螺栓固定在支撑臂一端，转动电机固定在支撑臂另一端，所述抓取盘上周向均匀设有若干定位传感器，所述定位传感器外周设有四个第一定位通道和两个固定通道，相邻的两个第一定位通道之间相互垂直，所述两个固定通道位于同一条直线上，分别相对的设置在相邻的两个第一定位通道之间，所述固定通道内设有固定块，固定块上设有固定孔，所述旋转电机固定在支撑臂上，旋转电机的转轴与主动齿轮相连接，所述固定转轴上固定有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮均与换向齿轮相啮合，所述从动齿轮与换向齿轮均为锥形结构；

所述管道运送机构，包括支撑座，所述支撑座上设有传动运送装置与定位装置；所述传动运送装置包括两个转动辊轮以及传送链条，所述转动辊轮位于所述支撑座两端位置，所述两个转动辊轮的转动方向一致，所述传送链条套合在所述转动辊轮外侧，所述传送链条上设置有多个管道固定座，所述管道固定座在所述传送链条上呈间隔设置，所述管道固定座底部呈方形，顶部设有定位凹槽，所述定位凹槽呈倒梯形结构；所述管道固定座底部与所述传送链条连接固定；所述支撑座两侧各设置有一个电机，所述两个电机分别与两个转动辊轮相连；

所述定位装置包括定位传感器，定位控制器，所述定位传感器与定位控制器上均设有无线信号接收发送设备，通过无线信号相连，所述定位传感器位于所述支撑座顶部中间位置，所述定位控制器位于所述支撑座两端，与电机相连。

上述一种法兰装配机，其中，所述定位卡接支座包括卡接基座和定位支头，所述卡接基座的形状与第二定位通道的形状相配合，所述定位支头的截面形状为直角梯形。

上述一种法兰装配机，其中，第一定位通道与第二定位通道的形状、大小均相同。

上述一种法兰装配机，其中，所述滑块的截面形状为长方形、圆形、正多边形、梯形中的一种。

上述一种法兰装配机，其中，所述定位凹槽内侧斜面与水平方向所成夹角为25度。

上述一种法兰装配机，其中，所述定位凹槽内侧斜面与水平方向所成夹角为25度。

本发明的有益效果为：

1.本发明可以在装配法兰时轻松的将法兰抓取，并通过调节机构实现法兰与管道相互对准贴合，并最终焊接成一体，整个过程全自动智能化操作，大大节约了人力物力，节约了生产成品，同时更加安全可靠；

2.本发明将法兰固定盘固定在基座上，在法兰固定盘的第二定位通道内可滑动的设置定位卡接支座，可以根据法兰的实际大小调整定位卡接支座的位置，将法兰固定在法兰固定盘上，使其在进行后续操作时不会移位、滑脱，同时，将法兰固定盘设置为正八边形结构，能够使法兰的取放更加方便，节约了人力资源；

3.本发明使用时，支撑臂处于水平设置状态，升降装置通过气缸控制升降滑块与通过固定转轴固定在滑块间的抓取装置沿着升降滑道进行向上滑动至顶端，启动旋转电机进行顺时针转动，旋转电机带动主动齿轮顺时针转动，主动齿轮带动换向齿轮在水平方向上顺时针转动，换向齿轮带动从动齿轮逆时针转动，从动齿轮带动固定转轴逆时针转动，直至支撑臂处于竖直设置状态，从而使抓取盘与法兰固定盘的盘面相对，再控制气缸使固定在固定转轴上的抓取装置向下移动，可以方便快捷的将抓取盘移动到所需的位置，再通过固定通道内的固定块上的固定孔，用螺栓将法兰固定在抓取盘上即可，再通过旋转电机反向操作，使固定转轴顺时针转动，从而使支撑臂恢复至水平设置状态，更加安全，省时省力；

4.通过控制伸缩拉杆可以轻松的将抓取机构在底座上移动，滑动卡接通道与第二固定滑块相互配合，保证抓取机构移动时能够平稳进行，不会产生振动，从而保证了安全性能，基座底部的滚轮使抓取机构与地面之间的摩擦方式为滚动摩擦，安全可靠，减少了磨损；

5.本发明在抓取盘和法兰固定盘上分别设有第一定位通道和第二定位通道，在抓取盘进行升降的过程中，可以通过转动电机控制抓取盘进行转动，使第一定位通道与第二定位通道相互对应，很好的起到了定位作用，便于将进行法兰固定；

6.本发明的定位卡接支座包括卡接基座和定位支头，卡接基座卡合在第二定位通道内，定位支头用于定位法兰，结构合理，更换方便，节约了成本，增加了使用寿命。

7、传动运送装置上特殊设置的管道固定座，可有效固定安放待装配的管道。其顶部独特的定位凹槽设计，可有效贴合管道外壁，使得管道在运送的过程中不易发生滑动和掉落，提高使用效率的同时，改善了安全性能，安全可靠。

8、根据上万次科学测算，当定位凹槽内侧斜面与水平方向所成夹角为25度，且定位凹槽底部长度L1与顶部长度L2之比为1:9；管道在固定座内的最不易滑动，其固定效果达到最佳。

9、特殊设置有定位装置，其定位传感器设置在支撑座上，当管道运送至装配位置时，定位传感器将检测信号传递给定位控制器，定位控制器控制电机，将电机关闭，传动运送装置停止，并通过调节机构实现法兰与管道相互对准贴合，并最终焊接成一体；当管道装配结束，定位传感器将检测信号传递给定位控制器，定位控制器将电机开启，传动运送装置运行，装配好的管道被运送离开，整个过程全自动智能化操作，操作方便，大大节约了人力物力，节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明整体结构图。

图2为本发明调节机构结构图。

图3为本发明调节机构俯视图。

图4为本发明抓取机构结构图。

图5为本发明抓取盘结构图。

图6为本发明法兰固定盘结构图。

图7为本发明定位卡接支座结构图。

图8为本发明升降滑块剖视图。

图9为本发明齿轮啮合示意图。

图10为本发明管道运送机构结构示意图。

图11为本发明管道固定底座示意图。

具体实施方式

如图所示一种法兰装配机，包括调节机构01以及管道运送机构02；所述调节机构01位于所述管道运送机构02两侧，所述调节机构01以所述管道运送机构02为对称轴，呈左右对称分布；

所述调节机构01包括水平位移机构27和抓取机构28，所述水平位移机构27包括底座29和伸缩拉杆30，所述底座29为长方体的框架结构，底座29两个侧边上各设有一个滑动卡接通道31，所述伸缩拉杆30的伸缩端固定在抓取机构28上；

所述抓取机构28包括主框架1、升降装置2、抓取装置3和法兰固定盘4，所述主框架1包括基座5和框架主体6，所述框架主体6固定在基座5上方，所述基座5为框架式结构，基座5内壁之间固定有若干第二固定滑块32，所述基座5套合在水平位移机构的底座29外部，使所述第二固定滑块32可滑动的设置在滑动卡接通道31中，所述基座5底部设有若干滚轮33；

所述法兰固定盘4固定在基座5上，所述法兰固定盘4为正八边形结构，法兰固定盘4上设有四个第二定位通道7，相邻的两个第二定位通道7之间相互垂直，所述法兰固定盘4上设有定位卡接支座8，所述定位卡接支座8可滑动的固定在所述第二定位通道7内，所述定位卡接支座8包括卡接基座9和定位支头10，所述卡接基座9的形状与第二定位通道7的形状相配合，所述定位支头10的截面形状为直角梯形；

所述升降装置2包括升降滑道11、升降滑块12、气缸13和固定转轴14，所述升降滑道11的数量为两个，分别固定在框架主体6两侧，升降滑道11包括滑道基座15和滑道16，滑道基座15固定在框架主体6上，所述滑道16为圆柱体结构型材，固定在滑道基座15上，所述升降滑块12上设有滑动凹槽17，所述滑动凹槽17的形状与滑道16的形状相配合，所述升降滑块12的数量为两个，通过滑动凹槽17与滑道16的相互配合，使两个升降滑块分别滑动式的固定在升降滑道11上，所述固定转轴14可转动的固定在两个升降滑块12之间，所述气缸13的数量为两个，气缸13一端固定在基座5上，另一端与升降滑块12相连接；

所述抓取装置3包括支撑臂18、抓取盘19、旋转电机34和转动电机20，所述支撑臂18相互垂直的固定在固定转轴14中部，抓取盘19通过螺栓21固定在支撑臂18一端，转动电机20固定在支撑臂18另一端，所述抓取盘19上周向均匀设有若干定位传感器22，所述定位传感器22外周设有四个第一定位通道23和两个固定通道24，相邻的两个第一定位通道23之间相互垂直，所述两个固定通道24位于同一条直线上，分别相对的设置在相邻的两个第一定位通道23之间，所述固定通道24内设有固定块25，固定块25上设有固定孔26，第一定位通道23与第二定位通道7的形状、大小均相同，所述旋转电机34固定在支撑臂18上，旋转电机34的转轴与主动齿轮35相连接，所述固定转轴14上固定有从动齿轮36，所述主动齿轮35与从动齿轮36均与换向齿轮37相啮合，所述从动齿轮36与换向齿轮37均为锥形结构，从动齿轮36与换向齿轮37的卡齿38均设置在锥面上。

管道运送机构02包括支撑座4，所述支撑座4上设有传动运送装置5，与定位装置6；所述传动运送装置5包括两个转动辊轮51以及传送链条52，所述转动辊轮51位于所述支撑座4两端位置，所述两个转动辊轮51的转动方向一致，所述传送链条52套合在所述转动辊轮51外侧，所述传送链条52上设置有多个管道固定座53，所述管道固定座53在所述传送链条52上呈间隔设置，所述管道固定座53底部呈方形，顶部设有定位凹槽7，所述定位凹槽7呈倒梯形结构，所述定位凹槽7内侧斜面与水平方向所成夹角A为25度，所述定位凹槽7底部长度L1与顶部长度L2之比为1:9；所述管道固定座53底部与所述传送链条52连接固定；所述支撑座4两侧各设置有一个电机8，所述两个电机8分别与两个转动辊轮51相连；

所述定位装置6包括定位传感器61，定位控制器62，所述定位传感器61与定位控制器62上均设有无线信号接收发送设备，通过无线信号相连，所述定位传感器61位于所述支撑座1顶部中间位置，所述定位控制器62位于所述支撑座4两端，与电机8相连。

本发明可以在装配法兰时轻松的将法兰抓取，并通过调节机构实现法兰与管道相互对准贴合，并最终焊接成一体，整个过程全自动智能化操作，大大节约了人力物力，节约了生产成品，同时更加安全可靠；

本发明将法兰固定盘固定在基座上，在法兰固定盘的第二定位通道内可滑动的设置定位卡接支座，可以根据法兰的实际大小调整定位卡接支座的位置，将法兰固定在法兰固定盘上，使其在进行后续操作时不会移位、滑脱，同时，将法兰固定盘设置为正八边形结构，能够使法兰的取放更加方便，节约了人力资源；

本发明使用时，支撑臂处于水平设置状态，升降装置通过气缸控制升降滑块与通过固定转轴固定在滑块间的抓取装置沿着升降滑道进行向上滑动至顶端，启动旋转电机进行顺时针转动，旋转电机带动主动齿轮顺时针转动，主动齿轮带动换向齿轮在水平方向上顺时针转动，换向齿轮带动从动齿轮逆时针转动，从动齿轮带动固定转轴逆时针转动，直至支撑臂处于竖直设置状态，从而使抓取盘与法兰固定盘的盘面相对，再控制气缸使固定在固定转轴上的抓取装置向下移动，可以方便快捷的将抓取盘移动到所需的位置，再通过固定通道内的固定块上的固定孔，用螺栓将法兰固定在抓取盘上即可，再通过旋转电机反向操作，使固定转轴顺时针转动，从而使支撑臂恢复至水平设置状态，更加安全，省时省力；

通过控制伸缩拉杆可以轻松的将抓取机构在底座上移动，滑动卡接通道与第二固定滑块相互配合，保证抓取机构移动时能够平稳进行，不会产生振动，从而保证了安全性能，基座底部的滚轮使抓取机构与地面之间的摩擦方式为滚动摩擦，安全可靠，减少了磨损；

本发明在抓取盘和法兰固定盘上分别设有第一定位通道和第二定位通道，在抓取盘进行升降的过程中，可以通过转动电机控制抓取盘进行转动，使第一定位通道与第二定位通道相互对应，很好的起到了定位作用，便于将进行法兰固定；

本发明的定位卡接支座包括卡接基座和定位支头，卡接基座卡合在第二定位通道内，定位支头用于定位法兰，结构合理，更换方便，节约了成本，增加了使用寿命。

传动运送装置上特殊设置的管道固定座，可有效固定安放待装配的管道。其顶部独特的定位凹槽设计，可有效贴合管道外壁，使得管道在运送的过程中不易发生滑动和掉落，提高使用效率的同时，改善了安全性能，安全可靠。

根据上万次科学测算，当定位凹槽内侧斜面与水平方向所成夹角为25度，且定位凹槽底部长度L1与顶部长度L2之比为1:9；管道在固定座内的最不易滑动，其固定效果达到最佳。

特殊设置有定位装置，其定位传感器设置在支撑座上，当管道9运送至装配位置时，定位传感器将检测信号传递给定位控制器，定位控制器控制电机，将电机关闭，传动运送装置停止，并通过调节机构实现法兰与管道相互对准贴合，并最终焊接成一体；当管道9装配结束，定位传感器将检测信号传递给定位控制器，定位控制器将电机开启，传动运送装置运行，装配好的管道9被运送离开，整个过程全自动智能化操作，操作方便，大大节约了人力物力，节约了生产成本。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (8)

1.一种法兰装配机，其特征在于，包括管道运送机构以及调节机构；所述调节机构位于所述管道运送机构两侧，所述调节机构以所述管道运送机构为对称轴，呈左右对称分布；

所述调节机构包括水平位移机构和抓取机构，所述水平位移机构包括底座和伸缩拉杆，所述底座为长方体的框架结构，底座两个侧边上各设有一个滑动卡接通道，所述伸缩拉杆的伸缩端固定在抓取机构上；

所述抓取机构包括主框架、升降装置、抓取装置和法兰固定盘，所述主框架包括基座和框架主体，所述框架主体固定在基座上方，所述基座为框架式结构，基座内壁之间固定有若干第二固定滑块，所述基座套合在水平位移机构的底座外部，使所述第二固定滑块可滑动的设置在滑动卡接通道中，所述基座底部设有若干滚轮；

所述管道运送机构，包括支撑座，所述支撑座上设有传动运送装置与定位装置；所述传动运送装置包括两个转动辊轮以及传送链条，所述转动辊轮位于所述支撑座两端位置，所述两个转动辊轮的转动方向一致，所述传送链条套合在所述转动辊轮外侧，所述传送链条上设置有多个管道固定座，所述管道固定座在所述传送链条上呈间隔设置，所述管道固定座底部呈方形，顶部设有定位凹槽，所述定位凹槽呈倒梯形结构；所述管道固定座的底部与所述传送链条连接固定；所述支撑座两侧各设置有一个电机，所述两个电机分别与两个转动辊轮相连。

2.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，所述法兰固定盘固定在基座上，所述法兰固定盘为正八边形结构，法兰固定盘上设有四个第二定位通道，相邻的两个第二定位通道之间相互垂直，所述法兰固定盘上设有定位卡接支座，所述定位卡接支座可滑动的固定在所述第二定位通道内。

3.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，所述升降装置包括升降滑道、升降滑块、气缸和固定转轴，所述升降滑道的数量为两个，分别固定在框架主体两侧，升降滑道包括滑道基座和滑道，滑道基座固定在框架主体上，所述滑道为条状型材，固定在滑道基座上，所述升降滑块上设有滑动凹槽，所述滑动凹槽的形状与滑道的形状相配合，所述升降滑块的数量为两个，通过滑动凹槽与滑道的相互配合，使两个升降滑块分别滑动式的固定在升降滑道上，所述固定转轴固定在两个升降滑块之间，所述气缸的数量为两个，气缸一端固定在基座上，另一端与升降滑块相连接。

4.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，所述抓取装置包括支撑臂、抓取盘、旋转电机和转动电机，所述支撑臂相互垂直的固定在固定转轴中部，抓取盘通过螺栓固定在支撑臂一端，转动电机固定在支撑臂另一端，所述抓取盘上周向均匀设有若干定位传感器，所述定位传感器外周设有四个第一定位通道和两个固定通道，相邻的两个第一定位通道之间相互垂直，所述两个固定通道位于同一条直线上，分别相对的设置在相邻的两个第一定位通道之间，所述固定通道内设有固定块，固定块上设有固定孔，所述旋转电机固定在支撑臂上，旋转电机的转轴与主动齿轮相连接，所述固定转轴上固定有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮均与换向齿轮相啮合，所述从动齿轮与换向齿轮均为锥形结构；

所述定位装置包括定位传感器，定位控制器，所述定位传感器与定位控制器上均设有无线信号接收发送设备，通过无线信号相连，所述定位传感器位于所述支撑座顶部中间位置，所述定位控制器位于所述支撑座两端，与电机相连。

5.如权利要求2所述的一种法兰装配机，其特征为，所述定位卡接支座包括卡接基座和定位支头，所述卡接基座的形状与第二定位通道的形状相配合，所述定位支头的截面形状为直角梯形。

6.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，第一定位通道与第二定位通道的形状、大小均相同。

7.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，所述滑块的截面形状为长方形、圆形、正多边形、梯形中的一种。

8.如权利要求1所述的一种法兰装配机，其特征为，所述定位凹槽内侧斜面与水平方向所成夹角为25度。