一种钻杆加厚自动送料装置及送料方法与流程

1.本技术涉及自动送料装置技术领域，尤其是一种钻杆加厚自动送料装置及送料方法。


背景技术：

2.由于钻杆加粗前，需人工搬运端部加热的钻杆至压力机并轴向移动到加粗位，同时，钻杆长度和直径规格较多，造成作业环境差、劳动强度高、效率低等。随着工业自动化的不断发展与提高，为了实现自动化和无人操作，有必要研究一种钻杆加工自动送料装置，以解决人工搬运作业环境差、劳动强度高、效率低等问题。
3.申请内容
4.针对现有技术的缺陷，本技术提供一种钻杆加厚自动送料装置及送料方法，可解决钻杆加粗工艺中钻杆送料效率低的技术问题，能够实现不同规格尺寸钻杆自动送料。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.一种钻杆加厚自动送料装置，包括轴向进给机构，其结构包括移动支架，其两侧的上表面分别安装纵向导轨，其与钻杆轴向进给方向一致，所述纵向导轨上安装有沿其滑动的夹爪支架和至少一个中部v型架，所述夹爪支架内安装有夹紧机构，其用于夹紧钻杆，所述夹紧机构与所述中部v型架配合沿轴向支撑钻杆；所述夹爪支架上安装有驱动齿轮，所述移动支架的内侧面安装有长齿条，其与所述驱动齿轮啮合传动，使夹爪支架沿纵向导轨移动，实现钻杆轴向进给；
7.还包括升降机构，其结构包括固定支架，其顶部安装有用于将所述移动支架顶起的顶升驱动件，且所述固定支架通过连杆机构与所述移动支架活动连接，使移动支架升降时保持平衡。
8.其进一步技术方案为：
9.所述夹紧机构的结构包括对称设置的夹爪，每个夹爪分别通过连接架与一驱动气缸连接，两连接架的侧面分别连接一短齿条，所述夹爪支架的底板通过齿轮架及轮轴安装有一从动齿轮，所述从动齿轮的上下两侧分别与两个所述短齿条啮合连接。
10.所述夹爪支架的底板上还安装有横向导轨，两连接架分别与所述横向导轨滑动连接，使夹爪沿垂直于轴向的方向夹紧或松开钻杆。
11.所述中部v型架至少设置两个，并分别位于所述夹爪支架的两侧，所述夹爪支架的底部两侧分别安装有第一驱动电机，其输出轴分别通过一丝杠及与丝杠旋接的滑块连接所述中部v型架；所述中部v型架顶端设有用于放置钻杆的v型槽。
12.所述移动支架一端固定连接有端部v型架，另一端固定连接有光电传感器，所述端部v型架与所述中部v型架及夹紧机构位于同一轴线，端部v型架顶端设有两个呈v形布置的滚轮。
13.所述夹爪支架的底部还设有第二驱动电机，其输出轴与所述驱动齿轮连接。
14.所述连杆机构的结构包括转轴、拨杆、短连杆和长连杆；所述转轴通过轴承座安装
于所述固定支架前后两端，每个转轴两端分别连接一所述拨杆，所述长连杆对称分布于所述固定支架的两侧，每个长连杆用于将固定支架两端的拨杆连接成一体；所述拨杆具有两个杆体，其中一杆体一端与所述长连杆转动连接，另一杆体一端与所述短连杆一端转动连接，所述短连杆另一端与所述移动支架转动连接。
15.所述顶升驱动件采用步进气缸，其分布于所述固定支架顶面四角处，用于顶升时保持移动支架受力平衡。
16.所述移动支架上位于所述纵向导轨的两端分别设有限位块，所述限位块用于限制所述中部v型架的位置。
17.一种利用上述钻杆加厚自动送料装置的送料方法，包括以下步骤：
18.调整钻杆轴向支撑点：根据钻杆长度，调整所述至少一个中部v型架与所述夹爪支架的间距，将钻杆的支撑点调整至最佳分布位置，避免钻杆弯曲；
19.夹紧钻杆：保持所述至少一个中部v型架与所述夹爪支架之间的间距不变，启动所述夹紧机构，利用其上安装的两个夹爪同步运动，将钻杆夹紧，并保证其轴线处于居中位置防止偏移；
20.调整钻杆轴向位置：保持所述至少一个中部v型架与所述夹爪支架之间的间距不变，通过所述驱动齿轮与所述长齿条啮合传动，带动所述夹爪支架及钻杆沿其轴向移动，并通过安装在所述移动支架端部的光电传感器检测钻杆端面位置，使其到达锻压机前段预设的定位点；
21.钻杆抬升：启动顶升驱动件，推动移动支架向上移动，使钻杆到达预设高度，移动支架向上移动，通过所述连杆组件保持同步运动，确保移动支架平稳上移；
22.再次调整钻杆轴向位置：再次通过所述驱动齿轮与所述长齿条啮合传动，带动所述夹爪支架及钻杆沿其轴向进给，使钻杆伸入到锻压机的待加厚工位中。
23.本技术的有益效果如下：
24.本技术通过轴向进给机构实现钻杆加粗工艺的自动送料，进给之前通过丝杠传动机构调节中部v型架与夹爪支架的间距，使钻杆沿轴向的支撑点分布合理，防止其弯曲。
25.本技术通过轴向进给机构适用于不同规格尺寸钻杆，灵活性高。
26.本技术的夹紧机构通过两个短齿条与从动齿轮同步啮合，实现夹爪的同步位移，防止钻杆偏移，保证钻杆轴线的直度。
27.本技术的升降机构方便钻杆向上送料，且通过连杆机构保证升降平稳。
28.本技术的送料方法，对钻杆的初始上料位置没有要求，上料后通过夹爪支架的轴向移动调整钻杆端部位置，以满足与锻压机上加工工位的自动对接，操作方便，效率高。
附图说明
29.图1为本技术的立体结构示意图。
30.图2为图1中a部放大图。
31.图3为图1的另一视角。
32.图4为图3中b部放大图。
33.图5为本技术工作状态的主视图。
34.图中：1、纵向导轨；2、长齿条；3、夹爪支架；4、第一驱动电机；5、中部v型架；6、丝
杠；7、限位块；8、光电传感器；9、固定支架；10、移动支架；11、端部v型架；12、拨杆；13、轴承座；14、转轴；15、步进气缸；16、短连杆；17、长连杆；18、驱动气缸；19、连接架；20、夹爪；21、短齿条；22、横向导轨；23、从动齿轮；24、齿轮架；25、钻杆；26、驱动齿轮；27、第二驱动电机。
具体实施方式
35.以下结合附图说明本技术的具体实施方式。
36.本实施例的钻杆加厚自动送料装置，如图1所示，包括轴向进给机构，其结构包括移动支架10，其两侧的上表面分别安装纵向导轨1，其与工作状态下钻杆的轴向进给方向一致，纵向导轨1上安装有沿其滑动的夹爪支架3和至少一个中部v型架5，夹爪支架3内安装有夹紧机构，其用于夹紧钻杆，夹紧机构与中部v型架5配合沿轴向支撑钻杆；
37.如图3和图4所示，夹爪支架3上安装有驱动齿轮26，移动支架10的内侧面安装有长齿条2，其与所述驱动齿轮26啮合传动，带动夹爪支架3沿纵向导轨1移动，实现钻杆轴向进给；
38.还包括升降机构，其结构包括固定支架9，其顶部安装有用于将移动支架10顶起的顶升驱动件，且固定支架9通过连杆机构与移动支架10活动连接，使得移动支架10升降时保持平衡。
39.上述实施例中，如图2所示，夹紧机构的结构包括对称设置的夹爪20，每个夹爪20分别通过连接架19与一驱动气缸18连接，两连接架19的侧面分别连接一短齿条21，夹爪支架3的底板通过齿轮架24及轮轴安装有一从动齿轮23，从动齿轮23的上下两侧分别与两个短齿条21啮合连接。
40.具体地，两个夹爪20及相应的连接架19对称设置，从动齿轮23通过齿轮架24安装在对称中心轴的位置处，靠近短齿条21安装的一侧；短齿条21分别设置在其中一个连接架19的上侧和另一个连接架19的下侧，同时与从动齿轮23啮合连接。
41.夹爪支架3的底板上还安装有横向导轨22，两连接架19分别与横向导轨22滑动连接，使夹爪20沿垂直于轴向的方向夹紧或松开钻杆。
42.上述实施例中，作为优选形式，中部v型架5至少设置两个，并分别位于夹爪支架3的两侧，夹爪支架3的底部两侧分别安装有第一驱动电机4，第一驱动电机4输出轴分别通过一丝杠6及与其旋接的滑块连接中部v型架5，中部v型架5顶端设有用于放置钻杆的v型槽。
43.具体地，两个第一驱动电机4采用减速电机，分别带动与各自连接的丝杠6转动，两个丝杠6分别沿夹爪支架3反向延伸，两个丝杠6分别通过其上旋接的螺母与两个中部v型架5连接，根据待上料的钻杆的长度规格，两个第一驱动电机4按设定好的参数调整两个中部v型架5与夹爪支架3之间的距离，使中部v型架5与夹爪支架3之间、以及两个中部v型架5之间的距离匹配相应的钻杆，以便钻杆的支撑点最佳。
44.上述夹紧机构的工作原理：
45.将完成前一个工序加工后的如图5所示的钻杆25，放置于两个中部v型架5上以及夹紧机构的两个夹爪20之间，同时启动两个驱动气缸18，同步推动夹爪20相向运动从而夹紧钻杆25；其中，分别连接与两个连接架19上的短齿条21，齿轮架24固定安装在夹爪支架3的底板中央，齿轮架24上通过轮轴安装从动齿轮23，其具体可采用斜齿轮结构，对应的两个短齿条21可采用斜齿条形式。
46.通过确定准确的齿轮传动比，使得两个夹爪20在夹紧过程中的保持同步、移动距离相同，防止夹紧后钻杆25中心偏移而让钻杆弯曲。由此本技术的夹紧机构通过设置两个短齿条21和一个从动齿轮23同时啮合连接的传动结构，实现两个夹爪20的同步运动，防止钻杆轴线偏移。
47.上述实施例中，夹爪支架3的底部还设有第二驱动电机27，其输出端与驱动齿轮26传动连接。具体地，第二驱动电机27通过安装支架与夹爪支架3固定连接，第二驱动电机27采用减速电机，工作时，第二驱动电机27带动驱动齿轮26，其通过与长齿条2啮合带动夹爪支架3移动。
48.上述实施例中，移动支架10一端固定连接有端部v型架11，另一端固定连接有光电传感器8，端部v型架11与中部v型架5及夹紧机构位于同一轴线，端部v型架11顶端设有两个呈v形布置的滚轮。通过端部v型架11、两个中部v型架5分别对钻杆的端部和中部进行支撑。
49.连杆机构的结构包括转轴14、拨杆12、短连杆16和长连杆17；转轴14通过轴承座13安装于固定支架9前后两端，每个转轴14两端分别连接一拨杆12，长连杆17对称分布于固定支架9的两侧，且每个长连杆17用于将固定支架9两端的拨杆12连接成一体；拨杆12具有两个杆体，其中一个杆体一端与长连杆17转动连接，另一个杆体一端与短连杆16一端转动连接，短连杆16另一端与移动支架10转动连接。
50.具体地，顶升驱动件采用步进气缸15，其安装在固定支架9的顶面四角处，保证顶升过程中移动支架10受力平衡。
51.上述实施例中，移动支架10上位于纵向导轨1的两端分别设有限位块7，所述限位块7用于限制所述中部v型架5的位置。
52.本实施例的钻杆加厚自动送料装置的送料方法，包括以下步骤：
53.调整轴向支撑点：根据钻杆长度，通过两个第一驱动电机4及对应的丝杠6调整中部v型架5与夹爪支架3的间距，以将支撑点调整至最佳位置，防止钻杆弯曲；
54.夹紧钻杆：保持中部v型架5与夹爪支架3之间的间距不变，启动夹紧机构，利用夹爪20将钻杆夹紧，夹紧过程中，通过两个连接架19上连接的短齿条21同时与从动齿轮23啮合，保证两夹爪20运动的同步性，保证其轴线处于居中位置防止偏移；
55.调整钻杆轴向位置：保持中部v型架5与夹爪支架3之间的间距不变，通过第二驱动电机27通过驱动齿轮26与长齿条2啮合传动，驱动夹爪支架3及钻杆沿其轴向移动，利用光电传感器8检测钻杆前端位置，使钻杆前端位置到达锻压机前端预设的定位点；
56.抬升钻杆：启动安装在固定支架9上的四个步进气缸15，推动移动支架10向上移动，定位相应的钻杆中心高度。移动支架10向上移动，同时通过短连杆16和长连杆17带动拨杆12转动，并由长连杆17保持两侧前后两端、左右两侧同步转动，提高移动支架10向上移动过程中的平稳性；
57.再次调整钻杆轴向位置：通过第二驱动电机27驱动夹爪支架3及钻杆沿轴向进给，使得钻杆前端仲入到锻压机上对应的加粗工位位置。
58.上述实施例的钻杆加厚自动送料装置的送料方法适用于各种长度和直径钻杆的送料。对钻杆的初始上料位置没有要求，即前道工序的下料可直接送至中部v型架5上，通过中部v型架5调整轴向支撑点，通过夹爪支架3调整轴向位置(再前移或后移)，根据锻压机的结构，按顺序调整钻杆的端部位置(先调整到定位点再顶升再前移)从而满足与锻压机上加
工工位的自动对接，操作方便，效率高。