管件抛光工装及管件多工位抛光装置的制作方法

1.本发明涉及管件加工设备技术领域，尤其涉及管件抛光工装及管件多工位抛光装置。


背景技术：

2.在制造金属类管件的过程中，需要对管件进行磨砂抛光。目前，市面上已经存在砂带抛光机，主要通过抛光机沿工件中心线进行移动，砂带贴合工件的待加工表面进行运动加工的方式。基于加工过程中，工件被夹紧机构进行夹紧，因而只需要砂带围绕工件的轴线旋转以及沿着工件的延伸方向进给即可。但是，该加工方式存在以下几点缺陷：
3.1、当工件结构较为复杂时，例如弯曲角度发生变化时，砂带的运行轨迹也需要进行改变，而且是进行三维空间轨迹改变，增大了调试难度。
4.2、砂带沿着管件的延伸方向进给，产生的碎屑会落到管件的俯视视角的投影处，形成的粉尘污染容易降低抛光机的使用寿命。
5.3、抛光机需要经常性地移动，使得其重心经常发生变动，从而加剧了自身的损耗速率，降低了抛光机的使用寿命。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供管件抛光工装，其有助于简化砂带的运动轨迹，以降低运行难度；还能够避免碎屑大面积堆积而降低粉尘污染的程度；且无需大规模挪动抛光机重心，以减缓损耗速率，从而提高了抛光机的使用寿命。
7.本发明的目的之二在于提供管件多工位抛光装置，其除了解决了运行难度大、污染问题和损耗过快的问题外，还能够对多根管件进行同步加工，从而提高生产效率。
8.本发明的目的采用如下技术方案实现：
9.管件抛光工装，包括：
10.夹紧座，用于夹紧管件；
11.第一直线驱动机构，与所述夹紧座驱动连接；
12.第二直线驱动机构，与所述夹紧座驱动连接；所述第一直线驱动机构驱使所述夹紧座的移动方向与所述第二直线驱动机构驱使所述夹紧座的移动方向呈非零夹角布置；
13.抛光机构，设有用于供管件穿过的抛光通孔；
14.旋转驱动机构，相对于所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构相互独立而形成一个独立的驱动机构；所述旋转驱动机构与所述抛光机构驱动连接，以使管件朝抛光通孔进给时，所述抛光机构能够旋转以避免与管件之间发生运动干涉现象。
15.进一步地，所述第一直线驱动机构受所述第二直线驱动机构承托，并由所述第二直线驱动机构驱动；所述夹紧座受所述第一直线驱动机构承托，并受所述第一直线驱动机构驱动。
16.进一步地，所述第一直线驱动机构包括第一平移驱动源、第一水平导轨、与所述第
一平移驱动源驱动连接并与所述第一水平导轨活动配合的第一导向块，所述夹紧座受所述第一导向块承托，以被所述第一导向块联动；
17.所述第二直线驱动机构包括第二平移驱动源、第二水平导轨、与所述第二平移驱动源驱动连接并与所述第二水平导轨活动配合的第二导向块，所述第一水平导轨受所述第二导向块承托，以被所述第二导向块联动；
18.所述第一水平导轨与所述第二水平导轨相互垂直。
19.进一步地，所述第一平移驱动源为第一丝杆滑台导轨模组，第一丝杆滑台导轨模组的滑台与所述第一导向块连接，以联动所述第一导向块；
20.所述第一水平导轨包括两条相互平行且间隔设置的第一水平子导轨，所述第一导向块的相对两侧分别与其中一个所述第一水平子导轨活动配合；所述第一丝杆滑台导轨模组位于两个所述第一水平子导轨之间；
21.所述第二平移驱动源为第二丝杆滑台导轨模组，第二丝杆滑台导轨模组的滑台与所述第二导向块连接，以联动所述第二导向块；
22.所述第二水平导轨包括两条相互平行且间隔设置的第二水平子导轨，所述第二导向块包括两个子导向块，两个所述子导向块分别与其中一个所述第二水平子导轨活动配合；所述第二丝杆滑台导轨模组位于两个所述第二水平子导轨之间。
23.进一步地，所述管件抛光工装还包括机架，所述第二直线驱动机构安装于所述机架并受所述机架承托；所述抛光机构通过轴承座与所述机架进行连接，所述旋转驱动机构安装于所述机架并受所述机架承托；所述旋转驱动机构用于驱使所述抛光机构进行水平旋转。
24.进一步地，所述管件抛光工装还包括升降驱动机构，所述升降驱动机构与所述第二直线驱动机构驱动连接，以使所述第二直线驱动机构能够进行升降运动。
25.进一步地，所述旋转驱动机构包括安装于所述机架并受所述机架承托的旋转电机、安装于所述机架并受所述机架承托的水平平移传动齿条、与所述旋转电机驱动连接并与所述水平平移传动齿条传动连接的水平驱动旋转齿轮、与所述水平平移传动齿条传动连接的水平传动旋转齿轮、与所述水平传动旋转齿轮固定连接的旋转轴，所述旋转轴与所述轴承座枢转连接并受所述轴承座承托；所述抛光机构与所述旋转轴连接，以被所述旋转轴联动；
26.所述抛光机构包括抛光承托架、安装于所述抛光承托架的抛光电机、安装于所述抛光承托架并与所述抛光电机驱动连接的主动轮盘、安装于所述抛光承托架并与所述主动轮盘绕接的传动带、安装于所述抛光承托架并与所述传动带绕接的从动轮盘、安装于所述从动轮盘的两组磨砂组件；
27.所述磨砂组件包括砂带电机、与所述砂带电机驱动连接并与所述从动轮盘枢转连接的砂带主动轮、与所述砂带主动轮绕接的砂带、与所述砂带绕接并与所述从动轮盘枢转连接的砂带从动轮；两条所述砂带之间间隔设置以形成用于抛光管件的抛光区域。
28.进一步地，所述夹紧座的夹紧工位设有至少两个夹头，两个所述夹头分别用于夹紧管件的两端。
29.管件多工位抛光装置，包括所述的管件抛光工装，所述夹紧座设有多个夹紧工位，所述抛光机构和所述旋转驱动机构均设有多个；各所述夹紧工位对应地用于给一根管件进
行抛光，各所述夹紧工位分别对应地配置有一个所述抛光机构和一个所述旋转驱动机构。
30.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
31.通过第一直线驱动机构与紧座驱动连接，以及通过第二直线驱动机构与紧座驱动连接，以及通过旋转驱动机构与所述抛光机构驱动连接。如此，使得抛光管件的过程中，有时仅需要管件相对于抛光通孔进行进给，有时仅需要抛光通孔进行旋转而相对于工件进行进给，有时需要管件和抛光通孔进行组合式相对进给，从而能够根据管件的具体外形结构灵活地变化进给方式。此时，旋转驱动机构并不需要设置在第一直线驱动机构和第二直线驱动机构上，且各自的运动轨迹较为简单，因而管件抛光工装不需要在三维空间进行复杂的翻转运动和移动运动，从而降低了调试难度，也减少了管件抛光工装的重心大幅度变化的频率以降低耗损。而且，基于抛光通孔的绝对三维坐标变化程度始终锁定在旋转驱动机构附近的位置处，即抛光过程产生的粉尘污染区域也缩减至旋转驱动机构附近的区域，从而提高了整体设备的使用寿命。
附图说明
32.图1为本发明的管件抛光工装的结构示意图；
33.图2为图1的a处的局部放大图；
34.图3为图1的另一视角图；
35.图4为图3的b处的局部放大图；
36.图5为图1的另一视角图；
37.图6为图5的c处的局部放大图；
38.图7为本发明的管件多工位抛光装置的结构示意图；
39.图8为图7的另一视角图；
40.图9为图8的d处的局部放大图；
41.图10为图7的另一视角图；
42.图11为图10的e处的局部放大图。
43.图中：1、管件抛光工装；11、夹紧座；111、夹头；12、第一直线驱动机构；121、第一平移驱动源；122、第一水平导轨；1221、第一水平子导轨；123、第一导向块；124、第一丝杆滑台导轨模组的滑台；13、第二直线驱动机构；131、第二平移驱动源；132、第二水平导轨；1321、第二水平子导轨；133、第二导向块；1331、子导向块；134、第二丝杆滑台导轨模组的滑台；14、抛光机构；141、抛光承托架；1411、抛光通孔；142、抛光电机；143、主动轮盘；144、从动轮盘；145、磨砂组件；1451、砂带电机；1452、砂带主动轮；1453、砂带；1454、砂带从动轮；1455、减速机；1456、张紧轮；15、旋转驱动机构；151、旋转电机；152、水平平移传动齿条；153、水平驱动旋转齿轮；154、水平传动旋转齿轮；155、旋转轴；16、机架；17、轴承座；2、管件多工位抛光装置；3、工件。
具体实施方式
44.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。本文所使用的“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不代表是唯一的实施方式。
46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
47.图1和图2示出了本发明一较佳实施例的管件抛光工装1，包括：夹紧座11、第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13、抛光机构14、旋转驱动机构15。
48.夹紧座11用于夹紧管件(即工件3)，在本实施例中，优选地，夹紧座11的夹紧工位设有至少两个夹头111，两个夹头111分别用于夹紧管件的两端。可以理解，夹紧座11的目的在于夹紧管件，以便于抛光机构14对管件进行抛光时，以及顺着管件的延伸方向进行相对性地进给时(在本实施例中，主要是管件相对于抛光机构14进行进给)，能够保证抛光机构14处于较为平稳的状态。
49.第一直线驱动机构12与夹紧座11驱动连接，如此，可通过第一直线驱动机构12驱使夹紧座11沿第一直线方向进行移动。
50.第二直线驱动机构13与夹紧座11驱动连接，如此，可通过第二直线驱动机构13驱使夹紧座11沿第二直线方向进行移动。重要地，第一直线驱动机构12驱使夹紧座11的移动方向与第二直线驱动机构13驱使夹紧座11的移动方向呈非零夹角布置；如此，被夹紧在夹紧座11上的管件便可以具有两个移动方向。例如可以沿着相互垂直的x轴和y轴进行移动，而在全部可实施方式中，x轴和y轴之间也是可以是呈锐角布置，即为非零夹角即可。作为上位的设置方式，第一直线驱动机构12的驱动方向可以是平移的，也可以是相对于水平面倾斜向上或倾斜向下的；而平移方式则限定了其运动是不可以倾斜的。同理，第二直线驱动机构13的驱动方向可以是平移的，也可以是相对于水平面倾斜向上或倾斜向下的；而平移方式则限定了其运动是不可以倾斜的。但本质上，两者的驱动方向必然在同一水平面，因而实质上，第一直线驱动机构12和第二直线驱动机构13的驱动方向均优选为平移式会更好，如此也利于改善设备的受力方向以减少耗损。
51.抛光机构14设有用于供管件穿过的抛光通孔1411。显然，抛光机构14直接援引现有的成熟的抛光机构14即可。即只要其能够实现对管件的抛光功能即可，并不需要同步引进其在三维空间进行动作的功能，即主要通过磨砂的方式进行抛光。并且，在本实施例中，下文也具体地给出了类似于现有技术中抛光机构14的具体结构。
52.旋转驱动机构15相对于第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13相互独立而形成一个独立的驱动机构(即旋转驱动机构不受15第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13所驱动，而安装于相对于地面静止的机架16或地面)；旋转驱动机构15与抛光机构14驱动连接(旋转驱动机构15驱使抛光机构14绕u轴旋转，u轴即z轴)，以使管件朝抛光通孔1411进给时，抛光机构14能够旋转以避免与管件之间发生运动干涉现象。在图1中可以看出，本实施例中的旋转驱动机构15优选为水平旋转方式。
53.为便于理解其工作原理和发明本质，以图1为例，工作时，通过两个夹头111(例如
两个夹紧气缸或两个快速夹等等现有技术)夹紧管件的两端。并且，使得管件已经穿设于抛光通孔1411内。图1中的管件由顺次连接的第一管段、第二管段和第三管段组成。此时，第一管段已经位于抛光通孔1411内。开启抛光机构14，抛光机构14对管件(此时为第一管段)的外壁进行磨砂抛光，然后第二直线驱动机构13动作，以驱使管件靠近第二直线驱动机构13，直至第一管段与第二管段之间的第一拐角临近抛光通孔1411，此时，(第二直线驱动机构13停止动作)旋转驱动机构15驱使抛光机构14进行水平旋转90
°
，以使得第二管段置入抛光通孔1411内。然后，(旋转驱动机构15停止动作)第一直线驱动机构12驱使第二管段沿抛光通孔1411的轴向进给，从而抛光第二管段，直至第二管段与第三管段之间的第二拐角临近抛光通孔1411。然后，(第一直线驱动机构12停止动作)旋转驱动机构15驱使抛光机构14进行水平旋转90
°
，以使得第三管段置入抛光通孔1411内。然后，(旋转驱动机构15停止动作)第二直线驱动机构13动作，以驱使管件远离第二直线驱动机构13。显然，这是将动作步骤进行简单分解进行解读，而实质上，第一拐角和第二拐角处往往需要进行组合运动，即第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13和旋转驱动机构15在该时刻需要同步动作进行组合运动，以使抛光通孔1411和管件均处于绝对运动状态，以构成完美的运动轨迹，以避免抛光通孔1411与管件之间发生运动干涉的现象。在理解本最优实施方式中管件抛光工装1的具体工作原理之后，可以理解的是，当第一直线驱动机构12的驱动方向和第二直线驱动机构13的驱动方向呈锐角时，以及旋转驱动机构15的轴线相对于水平面呈一定倾斜角度时，仍然可以组合出符合实际加工需求的运动轨迹，只是说，在最优实施方式中管件抛光工装1的轨迹设置更为容易和精确。而且，管件的形状各异，因而在最优实施方式中，更为贴切实际产品需求。
54.显然，通过第一直线驱动机构12与紧座驱动连接，以及通过第二直线驱动机构13与紧座驱动连接，以及通过旋转驱动机构15与抛光机构14驱动连接。如此，使得抛光管件的过程中，有时仅需要管件相对于抛光通孔1411进行进给，有时仅需要抛光通孔1411进行旋转而相对于工件3进行进给，有时需要管件和抛光通孔1411进行组合式相对进给，从而能够根据管件的具体外形结构灵活地变化进给方式。此时，旋转驱动机构15并不需要设置在第一直线驱动机构12和第二直线驱动机构13上，且各自的运动轨迹较为简单，因而管件抛光工装1不需要在三维空间进行复杂的翻转运动和移动运动，从而降低了调试难度，也减少了管件抛光工装1的重心大幅度变化的频率以降低耗损。而且，基于抛光通孔1411的绝对三维坐标变化程度始终锁定在旋转驱动机构15附近的位置处，即抛光过程产生的粉尘污染区域也缩减至旋转驱动机构15附近的区域，从而提高了整体设备的使用寿命。
55.为了便于精确地控制第一直线驱动机构12与第二直线驱动机构13之间的相对位置关系，以及为了提高结构紧凑性。参见图1和图2，优选地，第一直线驱动机构12受第二直线驱动机构13承托，并由第二直线驱动机构13驱动；夹紧座11受第一直线驱动机构12承托，并受第一直线驱动机构12驱动。显然，在基础实施方式中，第一直线驱动机构12与第二平移驱动就之间可以相互独立；而此时为了防止第一直线驱动机构12驱使夹紧座11平移时第二直线驱动机构13出现拖地现象，以及为了防止第二直线驱动机构13驱使夹紧座11平移时第一直线驱动机构12出现拖地现象，可以在第一直线驱动机构12的底部设置相对于地面静止的第一承重导轨，以及可以在第二直线驱动机构13的底部设置相对于地面静止的第二承重导轨。
56.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案：
57.参见图1和图2，第一直线驱动机构12包括第一平移驱动源121、第一水平导轨122、与第一平移驱动源121驱动连接并与第一水平导轨122活动配合的第一导向块123，夹紧座11受第一导向块123承托，以被第一导向块123联动。第二直线驱动机构13包括第二平移驱动源131、第二水平导轨132、与第二平移驱动源131驱动连接并与第二水平导轨132活动配合的第二导向块133，第一水平导轨122受第二导向块133承托，以被第二导向块133联动。第一水平导轨122与第二水平导轨132均水平放置且相互垂直。这样设置，通过第一水平导轨122和第二水平导轨132进行承重，可以降低第一直线驱动机构12和第二直线驱动机构13的损耗速率。可以理解，作为可供替换的实施方式，第一直线驱动机构12和第二直线驱动机构13可以仅仅是简单的电动推杆，或者是电机丝杆滑块模组等等。
58.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案，参见图1和图2：
59.第一平移驱动源121为第一丝杆滑台导轨模组，第一丝杆滑台导轨模组的滑台124与第一导向块123连接，以联动第一导向块123。
60.第一水平导轨122包括两条相互平行且间隔设置的第一水平子导轨1221，第一导向块123的相对两侧分别与其中一个第一水平子导轨1221活动配合；第一丝杆滑台导轨模组位于两个第一水平子导轨1221之间。
61.这样设置，不仅提高了夹紧座11的运动精度，即提高了管件的运动精度，而且使得第一丝杆滑台导轨模组的作用力处于较佳位置处(即位于第一水平导轨122的中部)。
62.第二平移驱动源131为第二丝杆滑台导轨模组，第二丝杆滑台导轨模组的滑台134与第二导向块133连接，以联动第二导向块133；
63.第二水平导轨132包括两条相互平行且间隔设置的第二水平子导轨1321，第二导向块133包括两个子导向块1331，两个子导向块1331分别与其中一个第二水平子导轨1321活动配合；第二丝杆滑台导轨模组位于两个第二水平子导轨1321之间。
64.同理，这样设置，不仅提高了夹紧座11的运动精度，即提高了管件的运动精度，而且使得第二丝杆滑台导轨模组的作用力处于较佳位置处(即位于第二水平导轨132的中部)。
65.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案：管件抛光工装1还包括机架16，第二直线驱动机构13安装于机架16并受机架16承托；抛光机构14通过轴承座17与机架16进行连接，旋转驱动机构15安装于机架16并受机架16承托。这样设置，提高了抛光机构14的运行稳定性，并提高了整体结构的紧凑性。更具体地，参见图3和图4，旋转驱动机构15安装在机架16的下方，以使其处于隐蔽位置处而防止被粉尘污染。
66.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案：管件抛光工装1还包括升降驱动机构(图中未示出)，升降驱动机构与第二直线驱动机构13驱动连接，以使第二直线驱动机构13能够进行升降运动。这样设置，通过第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13、旋转驱动机构15和升降驱动机构的组合，可以加工立体结构的管件，即管件的第一管段、第二管段和第三管段可以不共面，而形成三维立体结构。只要第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13、旋转驱动机构15和升降驱动机构灵活配合即可对管件进行抛光。
67.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案：参见图3和图4，旋转驱动机构15包括安装于机架16并受机架16承托的旋转电机151、安装于机架16并受机架16承托的水平平移
传动齿条152、与旋转电机151驱动连接并与水平平移传动齿条152传动连接的水平驱动旋转齿轮153、与水平平移传动齿条152传动连接的水平传动旋转齿轮154、与水平传动旋转齿轮154固定连接的旋转轴155，旋转轴155与轴承座17枢转连接并受轴承座17承托；抛光机构14与旋转轴155连接，以被旋转轴155联动。这样设置，即通过水平平移传动齿条152的左右移动，从而联动水平传动旋转齿轮154，进而使得抛光机构14进行旋转。该传动方式利于水平平移传动齿条152同步传动多个抛光机构14，而且传动结构较为简洁，传动线较短，从而提高了传动精度。可以理解，作为可供替换的实施方式，水平平移传动齿条152可以设置为绝对空间三维坐标静止的水平滚轴，通过水平滚轴的齿面与变向齿轮组进行传动连接，然后将水平旋转动力输出给多个抛光机构14即可，而该设置方式需要考虑变形齿轮组的安装空间以及延长了传动线，不仅降低了安装效率，而且降低了传动精度。或者，旋转驱动机构15也可以是单元电机和单元减速机的组合，而该组合使得其只能驱动一个抛光机构14。
68.在本实施例中，作为进一步优选的实施方案：参见图5和图6，抛光机构14包括抛光承托架141、安装于抛光承托架141的抛光电机142、安装于抛光承托架141并与抛光电机142驱动连接的主动轮盘143、安装于抛光承托架141并与主动轮盘143绕接的传动带、安装于抛光承托架141并与传动带绕接的从动轮盘144、安装于从动轮盘144的两组磨砂组件145。
69.磨砂组件145包括砂带电机1451、与砂带电机1451驱动连接并与从动轮盘144枢转连接的砂带主动轮1452、与砂带主动轮1452绕接的砂带1453、与砂带1453绕接并与从动轮盘144枢转连接的砂带从动轮1454；两条砂带1453之间间隔设置以形成用于抛光管件的抛光区域。
70.工作时，启动抛光电机142，主动轮盘143被驱动而通过传动带传动从动轮盘144进行转动，从而使得砂带1453能够绕着管件的周向旋转。接着，磨砂组件145的砂带电机1451通过减速机1455驱动砂带主动轮1452旋转，砂带主动轮1452通过砂带1453传动砂带从动轮1454进行旋转，从而使得砂带1453处于运转状态而对管件进行磨砂抛光即可。必要地，砂带1453绕接有张紧轮1456。
71.参见图7-图11，本发明中还公开了管件多工位抛光装置2，包括所述的管件抛光工装1，夹紧座11设有多个夹紧工位，抛光机构14和旋转驱动机构15均设有多个；各夹紧工位对应地用于给一根管件进行抛光，各夹紧工位分别对应地配置有一个抛光机构14和一个旋转驱动机构15。如此，在多组抛光机构14的情形下，只需要一组第一直线驱动机构12、第二直线驱动机构13和升降驱动机构的组合即可对多根管件进行同步抛光，提高了结构的紧凑性和效率。
72.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。