一种管道夹头拼接装置的制作方法

[0001]
本发明涉及夹头拼接技术领域，尤其涉及一种管道夹头拼接装置。


背景技术：

[0002]
目前，对于管道夹头的拼接工作，大多数小型企业通过手工作业进行如下的拼接：管道夹头由两个相互配合的夹片构成，其结构图如图1所示，其中，两个夹片中的一个或二个的朝向夹持的管壁方向的内表面是非圆弧面，两个夹片之间通过螺栓来联接就组成了管道夹持装置即管道夹头。可以看出，上述拼接作业的步骤复杂，作业者的负担大，另外,作业者通过手工作业进行的拼接过程中，根据其熟练程度的不同会使作业精度的偏差较大。当遇到大规格以及较大重量的夹头，仅仅依靠纯手工安装是不太实际的，而且定位情况不易把握，这样不仅效率低、人工成本高，不利于小型企业的发展。虽然已有在这些方面的改进，但是其仍然不能满足小型企业的发展，不能给人类创造更好地工作环境，同时拼接工人长时间地弯腰工作也存在许多健康问题。因为管道夹头由各个零部件组成的，在安装过程中要考虑定位是否合理，安装位置是否恰当，在各个部件安装间歇应该要停留的时间等，还要充分考虑到夹头的自身的因素,比如夹头的重量、大小以及受力情况等，这使得设计出一种自动的拼接装置变得更加复杂。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种管道夹头拼接装置，能够实现半自动化来代替人工完成拼接工作以及实现操作工人的直立式操作。该管道夹头拼接装置具有结构紧凑、轻便、占地面积小、安装方便等特点，改变了传统的手工拼接方式，能够代替人工进行拼接工作，具有较高的拼接效率，可降低对操作者经验的依赖，且可实现工人的直立式操作，大大降低了劳动者工作强度。适用于中小型企业管道夹头的拼装。
[0004]
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]
一种管道夹头拼接装置，其特征在于，包括升降液压缸、导向装置、横向伸缩液压缸、固定导向装置、电吸盘、焊接工作台、液压回路控制调节装置、液压油泵、电动机、定位夹紧装置，
[0006]
所述升降液压缸一端固定在底座上，另一端与导向装置连接；固定导向装置装在导向装置的顶端，横向伸缩液压缸装在定导向装置上，电吸盘装在伸缩液压缸的活塞杆顶端；所述升降液压缸、横向伸缩液压缸均通过液压回路控制调节装置与液压油泵连接，并由液压油泵驱动，所述液压油泵由电动机驱动；
[0007]
所述定位夹紧装置包括夹具底座、导杆、拉紧螺栓、压板、弹簧，所述夹具底座上具有能够定位到焊接工作台上的定位结构，导杆竖直固定在夹具底座上，弹簧套在导杆上，所述压板的一端装在导杆上、且由弹簧支撑；所述拉紧螺栓一端也竖直的装在夹具底座上，另一端穿过压板、且由装配螺栓压紧压板。
[0008]
进一步地，所述夹具底座上的定位结构为数个销孔，所述焊接工作台上均布有呈
阵列排布的圆孔，所述夹具底座通过定位销定位在焊接工作台上。
[0009]
进一步地，所述焊接工作台上有两种规格的圆孔，分别为d28和d16，所述工作台表面均布d28的圆孔之间间隔100mm设置，d16的圆孔间隔50mm设置。
[0010]
进一步地，所述液压回路控制调节装置的液压回路主要包括方向控制回路、速度控制回路，
[0011]
所述方向控制回路采用二位四通、三位四通电磁阀和电液动滑阀，由电控系统发出电信号，控制电磁铁操纵阀芯换向，使油缸及油马达的油路换向，实现所述升降液压缸、横向伸缩液压缸的直线往复运动；
[0012]
所述速度控制回路：采用定量油泵节流调速回路，通过调速阀实现节流调速。
[0013]
进一步地，所述升降液压缸、横向伸缩液压缸的速度控制回路均采用单向调速阀回程节流。
[0014]
进一步地，还包括数个直角定位板，所述直角定位板具有一个直角。
[0015]
进一步地，所述电吸盘是利用磁性吸引力实现对待焊工件的吸引力实现吸力抓取。
[0016]
进一步地，所述导向装置为双导向杆导向机构，左右二边各有一个导向杆用于导向。
[0017]
进一步地，所述升降液压缸在导向装置中的导向作用是通过平键实现的。
[0018]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0019]
1)本发明所述的管道夹头拼接装置，可以实现管道夹头拼接的半自动化，提高拼接效率、降低对操作者的依赖，而且能够实现操作工人的直立式操作。
[0020]
2)本发明所述的管道夹头拼接装置，管道夹头的拼接采用焊接的方法，相比于其他螺栓或者机械连接，焊接可以更好地保证材料的连续性，其中焊接方式点焊。
[0021]
3)本发明所述的管道夹头拼接装置，焊接工作台上有一系列大小相等的孔，可以适应不同规格的工件，工件在焊接工作台的前两个工位采用一面二销进行定位，定位夹具可根据工件尺寸进行移动，可以进行一系列工件规格的定位夹紧。
[0022]
4)本发明所述的管道夹头拼接装置，选择电吸盘进行管道夹头的抓取，可以保证管道夹头拼接过程的精度，其中电吸盘选择直接连接驱动，可以保证精度，可以有效减少末端的运动惯量，增加机构整体的平衡性能。
[0023]
5)本发明所述的管道夹头拼接装置，对于一定重量的夹头，采用液压传动的装置实现工件的运送，利用plc达到准确的位置，相比如机械手等机械装置，精度较高、装置安全。
附图说明
[0024]
图1为本发明所述管道夹头拼接装置的部分结构示意图。
[0025]
图2为液压回路原理图。
[0026]
图3为固定夹紧装置夹紧待焊工件的结构示意图。
[0027]
图4为所述管道夹头的结构示意图。
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附图标记说明如下：
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1-升降液压缸、2-导向装置、3-横向伸缩液压缸、4-固定导向装置、5-电吸盘、6-焊
接工作台、7-液压回路控制调节装置、8-液压油泵、9-电动机、10-导杆、11-拉紧螺栓、12-压板、13-上盖板、14-夹头右板块、15-夹头冲压弯板、16-直角定位板、17-夹具底座、18-弹簧、20-夹头左板块、21-中间支撑板块。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0031]
本发明所述的管道夹头拼接装置，升降液压缸、导向装置、横向伸缩液压缸、固定导向装置、电吸盘、焊接工作台、液压回路控制调节装置、液压油泵、电动机、定位夹紧装置。如图1所示，所述焊接工作台6的高度定为900mm，长度定为4000mm，工作台的宽度定为1700mm，以便实现操作工人直立式操作。所述焊接工作台6台面采用带孔格板的结构，所述孔分为d28和d16两个规格的圆孔，所述工作台表面上每间隔100mm均布d28的圆孔或每隔50mm均布d16的圆孔，所述圆孔用来对各种待焊接工件和定位夹紧装置进行定位安装。
[0032]
如图1所示，所述升降液压缸一端固定在底座上，另一端与导向装置连接；固定导向装置装在导向装置的顶端，横向伸缩液压缸装在定导向装置上，电吸盘装在伸缩液压缸的活塞杆顶端；所述升降液压缸、横向伸缩液压缸均通过液压回路控制调节装置与液压油泵连接，并由液压油泵驱动，所述液压油泵由电动机驱动。电吸盘5通过对铁质材料零件的磁性吸引力进行抓取。所述电吸盘5升降、横向伸缩分别由升降液压缸、横向伸缩液压缸的直线往复运动驱动来实现。所述导向装置2为双导向杆导向机构，左右二边各有一个导向杆，起导向作用。所述升降液压缸1，其导向作用通过立柱的平键实现。
[0033]
所述液压驱动装置安装在所述工作台6上，对拼接装置进行驱动。如图2所示，所述液压油泵8为液压系统供给压力油，将所述电动机9输出的机械能转换为油液的压力能，以驱动所述升降液压缸1、横向伸缩液压缸3工作。所述液压回路控制调节装置7即各种阀类，如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀、顺序阀等，对液压驱动回路各起到控制调节作用。其中液压回路主要包括方向控制回路、速度控制回路。其中所述方向控制回路采用二位四通、三位四通电磁阀和电液动滑阀，由电控系统发出电信号，控制电磁铁操纵阀芯换向，使油缸及油马达的油路换向，实现所述升降液压缸1、横向伸缩液压缸3等液压执行元件的直线往复运动。所述速度控制回路：液压吸盘系统各种运动速度的控制，主要是通过改变进入油缸的流量q来实现。所述电吸盘5的液压回路采用定量油泵节流调速回路，所述速度控制回路中调速阀实现节流调速。所述电吸盘升降、横向移动油路采用单向调速阀回程节流。所述电吸盘5升降油缸1支路设置有单向顺序阀，可以调整顺序阀的弹簧力使之在活塞、活塞杆等自重所引起的油液压力作用下保持断路。
[0034]
如图3所示，所述定位夹紧装置安装在所述焊接工作台6上，所述定位夹紧装置包括夹具底座17、导杆、拉紧螺栓、压板、弹簧。所述夹具底座17上具有能够定位到焊接工作台上的定位结构，所述定位结构为数个销孔，通过定位销定位到所述工作台上，也可以采用凸起结构等来实现。导杆10竖直固定在夹具底座17上，弹簧套在导杆上，所述压板的一端装在导杆上、且由弹簧支撑；所述拉紧螺栓一端也竖直的装在夹具底座17上，另一端穿过压板、且由装配螺栓压紧压板。
[0035]
焊接夹头上层板块和已焊接板块时，由于所述管道夹具上层铁板位置固定较为困
难，因此通过所述定位夹紧装置用于待焊工件的定位，根据所述工作台6的大小以及夹头零件的大小，确定夹具底座17的大小与形状，压板12用一个弹簧18以及拉紧螺栓11进行固定压板12，并用导杆10控制压板的高度位置，前后用二个直角定位板16分别进行将上层板块13进行完全定位，同时以已经焊接好的铁板块的顶面定位，将压板12压紧，将该铁板进行完全定位，然后进行焊接。对于所述焊接工作台6焊接夹头左板块20、夹头右板块14与中间板块21，由于管道夹头下端的夹头冲压弯板15上存在有两个螺纹孔，在进行焊接管道夹头左板块20、夹头右板块14和中间板块21的过程中，可以利用所述的两个螺纹孔进行定位，即选择一面二销的定位方式，由于冲压好的弯板19铁块本身的重量很大，则不需要夹紧装置。
[0036]
具体工作过程：
[0037]
启动电动机9，电动机9带动液压油泵8输出压力油，假设电吸盘5还未启动，则油液通过三位四通电磁阀进行卸荷，此时电吸盘5处于待料阶段。按下启动按钮，假设电吸盘7位于起始位置，则上限位开关st1和左限位st3被压合，三位四通电磁换向阀ya1得电动作，此时，升降液压缸1带动电吸盘5下降,到达待料处，此时下限位开关st2被压合，电磁阀ya5得电，此时电吸盘5得电，吸住管道夹头零部件后，电磁阀ya1得电动作，升降液压缸1带动电吸盘5上升；直至上下位开关st1被压合，电磁阀ya3得电动作，横向伸缩液压缸3由活塞杆带动电吸盘5向右移动，直至右限位开关st4被压合，此时升降液压缸1带动电吸盘5下降，到达焊接的准确位置，在该位置，焊接工人对夹头零部件进行焊接，焊接完成后，开关st5失电动作，吸盘松开夹头零件延时，此时三位四通电磁阀ya1得电动作，升降液压缸1带动电吸盘5上升，直至上限位开关st1被压合，电磁阀ya4得电动作，横向伸缩液压缸3带动电吸盘5向左移动回到初始位置，完成一个周期。
[0038]
上述动作均由电控系统发信控制相应的电磁换向阀，按程序依次步进动作而实现的。该电控系统的步进控制环节采用步进选线器，其步进动作是在每一步动作完成后，使行程开关的触点闭合或依据每一步动作的预设停留时间，使时间继电器动作而发信，使步进器顺序“跳步”控制电磁阀的电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作见电磁铁动作程序表实现液压系统的自动控制。
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在整个描述和专利要求书中特定的术语指代特定的特征或部件，如本领域的普通技术人员可以意识到的，不同的人可能采用不同的名字来指代相同的特征或部件。本文并不期望于区分名字不同但是功能相同的部件特征。附图也不是必须按成比例的。这里特定的特征和部件可以成比例显示或者以某种程度的示意形式表示并且为了清楚和简洁起见，某些传统零部件的细节也可以不显示。
[0040]
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。