一种用于钢管内壁打磨的柔性装置

技术领域

本发明涉及一种打磨装置，更具体地说是一种用于钢管内壁打磨的柔性装置。

背景技术

对内径小、长度长的钢管内壁打磨，大都依赖人工手持打磨工具手动打磨，存在效率低下、效果不佳、工作环境恶劣的弊端，有待改进。

发明内容

本发明解决上述技术问题，为此提出一种用于钢管内壁打磨的柔性装置，替代人工打磨的传统方式，实现对小内径的长钢管的自动打磨，提高打磨效率，保障打磨质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于钢管内壁打磨的柔性装置，包括：

装夹单元，沿着Y向并排布置多组，相邻两组装夹单元之间保留距离；每组装夹单元包括支撑平台与设置在支撑平台上的远轴端夹持机构、近轴端定位机构、一对径向定位机构；所述支撑平台设防护罩，罩体正对打磨单元的端面设沿X向贯通的通孔，作为打磨入口，所述钢管与通孔同轴布置，置于罩内，朝向通孔的管端敞口并与通孔之间沿轴向留有间距，由近轴端定位机构定位，形成对钢管沿中轴线朝着通孔方向位移的限位，远离通孔的管端封闭，由远轴端夹持机构夹持，管体由一对沿轴向间隔分布的径向定位机构支撑，形成对钢管沿径向位移的限位；远轴端夹持机构、近轴端定位机构、一对径向定位机构均置于防护罩内，与钢管之间均可脱离；

打磨单元，置于装夹单元外侧，由三组直线模组构成平移单元，三组直线模组中，X向直线模组架设在一对Y向直线模组上，且滑块上设有依次联接的延长轴、打磨主轴，所述打磨主轴装配在延长轴朝向装夹单元的轴端，末端通过关节轴承安装钢刷，延长轴、打磨主轴、关节轴承、钢刷构成随X向直线模组的滑块沿X向的同步位移构件；所述X向直线模组由Y向直线模组驱动能够沿Y向直线位移，与各装夹单元的通孔分别对齐，与其中任一装夹单元的通孔对齐、且装夹单元的近轴端定位机构脱离钢管敞口端时，所述X向直线模组滑块上的延长轴、打磨主轴与装夹单元的钢管同轴，X向直线模组能够驱动对应滑块上的同步位移构件沿X向直线往复位移，所述钢刷通过沿X向的直线位移能够穿过通孔并自钢管敞口端伸至钢管内，于钢管全长范围与管体内壁相接触，并由打磨主轴驱动可回转。

本发明的结构特点也在于：

所述远轴端夹持机构包括三爪卡盘、三个夹爪、远轴端位移机构，三个夹爪分别设置在卡盘体上的三个活动卡爪上，由卡爪驱动机构驱动，能够随三个活动卡爪沿卡盘体的径向位移，形成三个夹爪之间所围设夹持区域的扩张或收拢，带有三个夹爪的三爪卡盘装夹在远轴端位移机构与钢管的封闭管端之间，与钢管共轴设置，通过三个夹爪夹持钢管的封闭管端，由远轴端位移机构驱动能够沿着钢管中轴线往复直线位移。

所述远轴端位移机构为远轴端驱动气缸，执行端通过远轴端安装板与三爪卡盘相连，驱动带有三个夹爪的三爪卡盘沿钢管中轴线直线位移。

所述近轴端定位机构包括近轴端驱动气缸、近轴端定位板，所述近轴端驱动气缸沿着钢管的径向、竖立倒置，执行端朝下并安装所述近轴端定位板，所述近轴端定位板由近轴端驱动气缸驱动能够竖向直线位移，或向下伸至封抵于钢管敞口管端，或向上复位至悬吊于钢管上方。

所述径向定位机构设有一对，以钢管中心为界顺着钢管轴向对称分设，每处径向定位机构均包括径向驱动气缸、上定位块、下定位块，所述下定位块为固定构件，固设在支撑平台上，承托于钢管下部，所述上定位块为活动构件，由径向驱动气缸吊装在钢管上方，与下定位块竖向正对，能够由径向驱动气缸驱动向下位移至抵压于钢管上部，所述上定位块与下定位块与钢管外周壁接触的表面均适配于钢管外周壁外形尺寸，呈弧形凹面状。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明设有多个打磨工位，可有效提高打磨效率；

通过在多组装夹单元外设置打磨单元，打磨单元通过一对Y向直线模组驱动X向直线模组沿Y向直线位移，使其与各装夹单元的通孔分别对齐，与其中任一装夹单元的通孔对齐、且装夹单元的近轴端定位机构脱离钢管敞口端时，X向直线模组滑块上的延长轴、打磨主轴与装夹单元的钢管同轴，X向直线模组能够驱动对应滑块上的同步位移构件沿X向直线往复位移，钢刷通过沿X向的直线位移能够穿过该组装夹单元的通孔并自钢管敞口端伸至钢管内，于钢管全长范围与管体内壁相接触，并由打磨主轴驱动可回转，实现对钢管的自动打磨；

2、本发明可避免对打磨主轴的损伤；

打磨时由于钢刷与打磨主轴之间设置了关节轴承，可以实现钢刷相对打磨主轴的可浮动，有效打磨钢管内壁粘结的钢屑凸起，并可有效避免对打磨主轴造成损伤；

3、本发明可减少对生产环境的污染；

装夹单元的支撑平台设有防护罩，对钢管的打磨在罩内进行，可有效避免打磨产生的粉尘污染生产环境。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是装夹单元的结构示意图；

图3是远轴端夹持机构的结构示意图。

图中：

1钢管；

2装夹单元；21支撑平台；22防护罩；23通孔；241三爪卡盘；242夹爪；243远轴端位移机构；251近轴端驱动气缸；252近轴端定位板；261径向驱动气缸；262上定位块；263下定位块；

31Y向直线模组；32X向直线模组；33滑块；34延长轴；35打磨主轴；36关节轴承；37钢刷。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图3，本实施例的用于钢管内壁打磨的柔性装置包括：

装夹单元2，沿着Y向并排布置多组，相邻两组装夹单元2之间保留距离；每组装夹单元2包括支撑平台21与设置在支撑平台21上的远轴端夹持机构、近轴端定位机构、一对径向定位机构；支撑平台21设防护罩22，罩体正对打磨单元的端面设沿X向贯通的通孔23，作为打磨入口，钢管1与通孔23同轴布置，置于罩内，朝向通孔23的管端敞口并与通孔23之间沿轴向留有间距，由近轴端定位机构定位，形成对钢管1沿中轴线朝着通孔23方向位移的限位，远离通孔23的管端封闭，由远轴端夹持机构夹持，管体由一对沿轴向间隔分布的径向定位机构支撑，形成对钢管1沿径向位移的限位；远轴端夹持机构、近轴端定位机构、一对径向定位机构均置于防护罩22内，与钢管1之间均可脱离；

打磨单元，置于装夹单元2外侧，由三组直线模组构成平移单元，三组直线模组中，X向直线模组32架设在一对Y向直线模组31上，且滑块33上设有依次联接的延长轴34、打磨主轴35，打磨主轴35装配在延长轴34朝向装夹单元2的轴端，末端通过关节轴承36安装钢刷37，延长轴34、打磨主轴35、关节轴承36、钢刷37构成随X向直线模组32的滑块33沿X向的同步位移构件；X向直线模组32由Y向直线模组31驱动能够沿Y向直线位移，与各装夹单元2的通孔23分别对齐，与其中任一装夹单元2的通孔23对齐、且装夹单元2的近轴端定位机构脱离钢管1敞口端时，X向直线模组32滑块33上的延长轴34、打磨主轴35与装夹单元2的钢管1同轴，X向直线模组32能够驱动对应滑块33上的同步位移构件沿X向直线往复位移，钢刷37通过沿X向的直线位移能够穿过通孔23并自钢管1敞口端伸至钢管1内，于钢管1全长范围与管体内壁相接触，并由打磨主轴35驱动可回转。

具体实施中，该柔性装置相应的结构设置也包括：

防护罩22的设置用于防尘，可通过防护罩22外接除尘风管与风机，及时吸走打磨时产生的粉尘，减少对环境的污染及人员健康的危害。

X向直线模组32分别通过托板支撑在一对Y向直线模组31上，延长轴34远离装夹单元2的一端架设在X向直线模组32的滑块33上，另一端活动穿设在靠近装夹单元2的Y向直线模组31对应托板上的导向套中，轴端与打磨主轴35联接。

远轴端夹持机构包括三爪卡盘241、三个夹爪242、远轴端位移机构243，三个夹爪242分别设置在卡盘体上的三个活动卡爪上，由卡爪驱动机构驱动，能够随三个活动卡爪沿卡盘体的径向位移，形成三个夹爪242之间所围设夹持区域的扩张或收拢，带有三个夹爪242的三爪卡盘241装夹在远轴端位移机构243与钢管1的封闭管端之间，与钢管1共轴设置，通过三个夹爪242夹持钢管1的封闭管端，由远轴端位移机构243驱动能够沿着钢管1中轴线往复直线位移。

远轴端位移机构243为远轴端驱动气缸，执行端通过远轴端安装板与三爪卡盘241相连，驱动带有三个夹爪242的三爪卡盘241沿钢管1中轴线直线位移。

近轴端定位机构包括近轴端驱动气缸251、近轴端定位板252，近轴端驱动气缸251沿着钢管1的径向、竖立倒置，执行端朝下并安装近轴端定位板252，近轴端定位板252由近轴端驱动气缸251驱动能够竖向直线位移，或向下伸至封抵于钢管1敞口管端，或向上复位至悬吊于钢管1上方。

径向定位机构设有一对，以钢管1中心为界顺着钢管1轴向对称分设，每处径向定位机构均包括径向驱动气缸261、上定位块262、下定位块263，下定位块263为固定构件，固设在支撑平台21上，承托于钢管1下部，上定位块262为活动构件，由径向驱动气缸261吊装在钢管1上方，与下定位块263竖向正对，能够由径向驱动气缸261驱动向下位移至抵压于钢管1上部，上定位块262与下定位块263与钢管1外周壁接触的表面均适配于钢管1外周壁外形尺寸，呈弧形凹面状。

如图1所示，以三组装夹单元2为例，以下为对本实施例柔性装置工作方式的详细介绍：

三组装夹单元2顺着Y向间隔分布，第一组与第二组之间留出相对更大的空间，作为为两组装夹单元2上下料的操作空间，第三组装夹单元2则可在背离第二组装夹单元2的一侧上料；

第一组装夹单元2上料时，此时远轴端夹持机构、近轴端定位机构、一对径向定位机构均与钢管1之间脱离，可人工或自动上料，将钢管1置于一对径向定位机构的下定位块263上，调整钢管1沿X向的位置，使其不干涉近轴端定位机构的运行，之后，近轴端驱动气缸251驱动近轴端定位板252下行，使近轴端定位板252封抵于钢管1敞口管端，此后，远轴端夹持机构的远轴端位移机构243驱动带有三个夹爪242的三爪卡盘241沿钢管1中轴线朝向钢管1直线位移，直至三个夹爪242将钢管1封闭管端包围在内，三爪卡盘241动作，带动三个夹爪242夹持钢管1封闭管端，之后，一对径向定位机构的径向驱动气缸261驱动上定位块262向下位移至抵压于钢管1上部，至此，一对径向定位机构与远轴端夹持机构形成对钢管1的稳固夹持与固定，近轴端定位机构的近轴端驱动气缸251驱动近轴端定位板252上行复位，脱离钢管1，此时钢管1敞口管端完全外露，准备打磨；

一对Y向直线模组31带动X向直线模组32沿着Y向位移，至与第一组装夹单元2的通孔23对齐，X向直线模组32滑块33上的延长轴34、打磨主轴35与装夹单元2的钢管1同轴，此时X向直线模组32在Y向保持当前位置，驱动滑块33上的同步位移构件沿X向直线往复位移，钢刷37穿过通孔23伸入钢管1内，沿着钢管1的全长与钢管1内壁相接触，接触过程中，打磨主轴35驱动钢刷37回转，又由于打磨主轴35与钢刷37之间通过关节轴承36相接，实现钢刷37相对打磨主轴35可浮动，通过钢刷37打磨钢管1内壁粘结的钢屑凸起，并可保护打磨主轴35避免受损。

通过一对Y向直线模组31带动X向直线模组32沿着Y向继续位移，依次与第二组装夹单元2、第三组装夹单元2的通孔23分别对齐，参照上述方式进行上料与打磨即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。