一种轧机辊环套件自动更换装置及轧机

1.本发明涉及轧机辊环技术领域，具体而言，涉及一种轧机辊环套件自动更换装置及轧机。


背景技术：

2.高线轧机辊环是高速线材生产的核心部件，对产品的质量和产量会产生非常重要的作用，通常辊环的锁紧是通过锥套涨紧在辊轴上，从而膨胀锁紧辊环。
3.现有的轧机辊环套件的安装和拆卸作业通常采用人工通过专用液压装辊工具和拆辊工具进行，人工将辊环、锥套、液压装辊工具依次装到轧机主轴上，安装螺栓旋进轧机主轴内螺纹，旋紧螺栓，液压装辊工具加压压紧锥套，固定辊环，完成装辊作业。拆辊工具使用液压通过压力将锥套拔出。在辊环保护帽拆卸后，人工将拆辊工具放置到辊环及锥套上并固定，启动拆辊工具进行加压将锥套拔出。
4.同时辊环需经常更换维修，目前的人工安装辊环和人工拆卸辊环存在重复劳动、劳动强度大，更换时间长效率低，作业时间紧，工作环境高温、易发生危险等情况。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种轧机辊环套件自动更换装置，旨在改善上述技术问题。
6.本发明采用了如下方案：
7.一种轧机辊环套件自动更换装置，包括：六自由度机械手、转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构，所述六自由度机械手搭载有视觉定位组件，并与所述视觉定位组件信号连接，且其输出端与所述转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构传动连接；所述六自由度机械手配置为能够带动所述转向板转动或通过所述视觉定位组件进行定位，从而带动各个机构运动到辊环工作区指定位置,完成相应工作。
8.作为进一步改进，所述夹紧机构包括夹手、连接板和设有液压口的液压缸体，所述连接板用于连接液压缸，所述液压缸与所述液压缸体装配，且所述液压缸的活塞杆与所述夹手传动连接。
9.作为进一步改进，所述风炮机构包括第一液压马达、第一旋转轴、万能套筒、第一直线轴承、弹簧、第一筒体和第一保护罩，所述第一保护罩装配在所述第一筒体的上端，所述第一液压马达装配在所述第一保护罩内，所述第一旋转轴的上端可传动装配在所述第一液压马达的下端，并位于第一筒体内，下端可传动装配在所述万能套筒的上端，且万能套筒的下端用于连接辊环工作区上保护套的螺钉；所述第一直线轴承穿设在所述第一旋转轴的外端上，所述弹簧穿设在所述第一旋转轴的外端并固定安装在所述第一直线轴承的上端。
10.作为进一步改进，包括伺服电机转盘，所述伺服电机转盘的输出端与所述拆锥套机构传动连接。
11.作为进一步改进，所述拆锥套机构包括伸缩液压缸、螺钉、第二筒体、连接圈及缸体，所述伸缩液压缸通过螺钉安装在所述第二筒体的顶端外侧，其底部的活塞穿过所述第
二筒体的顶端设置；所述缸体通过连接圈连接设置在所述第二筒体的内部，其底端用于与锥套卡边卡在一起；所述活塞位于所述缸体的内部并配置为在下降过程中用于将锥套拔出。
12.作为进一步改进，所述拆锥套机构包括导向杆，所述导向杆安装在所述第二筒体的顶端外侧并分布在所述伸缩液压缸的四周。
13.作为进一步改进，所述辊环安装机构包括第三筒体、第二保护罩、第二液压马达、联轴器、螺杆及第二旋转轴，所述第三筒体装配在所述第二保护罩的上端，所述第二液压马达安装在所述第三筒体内，其输出端通过联轴器与所述第二旋转轴的上端连接，所述螺杆的上端与所述第二旋转轴的下端连接，其下端穿过所述第二保护罩设置。
14.作为进一步改进，所述螺杆穿过所述第二保护罩的部分外端周向设有螺纹部，所述螺纹部用于与主轴连接。
15.作为进一步改进，所述辊环安装机构还包括第二直线轴承、压缩弹簧、低压活塞和高压活塞，所述第二直线轴承穿设在所述第二旋转轴的外端上，所述压缩弹簧穿设在所述第二旋转轴的外端上并固定连接在所述第二直线轴承的上端；所述低压活塞和高压活塞均穿设在所述螺杆的外端上，并位于所述螺纹部的上端，分别用于下压辊环和锥套。
16.一种轧机，包括主箱体及上述所述的轧机辊环套件自动更换装置，所述轧机辊环套件自动更换装置装配在所述主箱体上。
17.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
18.本技术的轧机辊环套件自动更换装置，通过在六自由度机械手上搭载视觉定位组件，并与视觉定位组件信号连接。工作时：六自由度机械手能够带动转向板转动或通过视觉定位组件进行定位，从而带动各个机构运动到辊环工作区指定位置,完成相应工作。实现了轧机辊环套件的自动安装和拆卸，改善了现有人工安装辊环和人工拆卸辊环存在重复劳动、劳动强度大，更换时间长效率低，作业时间紧，工作环境高温、易发生危险等情况的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1是本发明整体装配图的俯视图；
21.图2是本发明整体装配图的左视图；
22.图3是本发明中更换区的放大图；
23.图4是本发明中风炮机构的放大图；
24.图5是本发明中夹紧机构的放大图；
25.图6是本发明中拆锥套机构的放大图；
26.图7是本发明中辊环安装机构的放大图。
具体实施方式
27.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.本发明第一实施例提供一种轧机辊环套件自动更换装置，包括：六自由度机械手18、转向板7、风炮机构20、拆锥套机构22、夹紧机构21及辊环安装机构19，六自由度机械手18搭载有视觉定位组件，并与视觉定位组件信号连接，且其输出端与转向板7、风炮机构20、拆锥套机构22、夹紧机构21及辊环安装机构19传动连接。六自由度机械手18工作时能够带动转向板7转动或通过视觉定位组件进行定位，从而带动各个机构运动到辊环工作区的指定位置,完成相应工作。
30.进一步地，风炮机构20包括第一液压马达23-1、第一旋转轴23-3、万能套筒23-7、第一直线轴承23-4、弹簧23-5和用于保护内部结构的第一筒体23-6和第一保护罩23-2，第一保护罩23-2装配在第一筒体23-6的上端，第一液压马达23-1装配在第一保护罩23-2内，第一旋转轴23-3的上端可传动装配在第一液压马达23-1的下端，并位于第一筒体23-6内，下端可传动装配在万能套筒23-7的上端，且万能套筒23-7的下端用于连接辊环工作区上保护套的螺钉24-3，进而将保护套上的螺钉24-3拧松。第一直线轴承23-4穿设在第一旋转轴23-3的外端上，弹簧23-5穿设在第一旋转轴23-3的外端并固定安装在第一直线轴承23-4的上端。在万能套筒23-7拧松保护套上螺钉24-3的这个过程中第一直线轴承23-4会向上移动、弹簧23-5会被压缩。
31.进一步地，夹紧机构21包括夹手22-4、连接板22-1和设有液压口22-2的液压缸体22-3，连接板22-1用于连接液压缸24，液压缸24与液压缸体22-3装配，液压缸24的活塞杆与夹手22-4传动连接，同时油液可以通过液压口22-2进入液压缸体22-3，带动液压缸24的活塞杆运动，进而带动夹手22-4夹取物体。
32.在本实施例中，还包括伺服电机转盘23，伺服电机转盘23的输出端与拆锥套机构22传动连接，能够带动拆锥套机构22旋转并与锥套卡在一起。
33.进一步地，拆锥套机构22包括伸缩液压缸24-1、螺钉24-3、第二筒体24-8、连接圈24-7及缸体24-5，伸缩液压缸24-1通过螺钉24-3安装在第二筒体24-8的顶端外侧，其底部的活塞24-6穿过第二筒体24-8的顶端设置；缸体24-5通过连接圈24-7连接设置在第二筒体24-8的内部，其底端用于与锥套卡边卡在一起；活塞24-6位于缸体24-5的内部，通过注入油液让活塞24-6下降，将锥套拔出。
34.进一步地，拆锥套机构22还包括导向杆24-4和浮动接头24-2，导向杆24-4安装在第二筒体24-8的顶端外侧并分布在伸缩液压缸24-1的四周，起到防止伸缩液压缸24-1旋转的作用。浮动接头24-2能避免安装误差造成气缸内壁划伤，引起泄露的情况。
35.在本实施例中，辊环安装机构19包括第三筒体21-1、第二保护罩21-8、第二液压马达21-2、联轴器21-3、螺杆21-10及第二旋转轴21-4，第三筒体21-1装配在第二保护罩21-8的上端，第二液压马达21-2安装在第三筒体21-1内，其输出端通过联轴器21-3与第二旋转轴21-4的上端连接，螺杆21-10的上端与第二旋转轴21-4的下端连接，其下端穿过第二保护罩21-8设置。第二液压马达21-2旋转会带动第二旋转轴21-4旋转，进而带动螺杆21-10旋转。
36.进一步地，螺杆21-10穿过第二保护罩21-8的部分外端周向设有螺纹部，螺纹部用于与主轴连接。螺杆21-10旋转时会与主轴内螺纹螺纹连接固定。
37.进一步地，辊环安装机构19还包括第二直线轴承21-6、压缩弹簧21-5、低压活塞21-9和高压活塞21-7，第二直线轴承21-6穿设在第二旋转轴21-4的外端上，压缩弹簧21-5穿设在第二旋转轴21-4的外端上并固定连接在第二直线轴承21-6的上端，在螺杆21-10旋转的过程中第二直线轴承21-6可上下移动，压缩弹簧21-5可将螺杆21-10压紧，不晃动。低压活塞21-9和高压活塞21-7均穿设在螺杆21-10的外端上，并位于螺纹部的上端，分别用于下压辊环和锥套，完成辊环的安装。
38.本发明第二实施例提供一种轧机，包括主箱体及上述所述的轧机辊环套件自动更换装置，轧机辊环套件自动更换装置装配在主箱体上。
39.整体工作原理(包括如下步骤)：
40.s1:辊环工作区停止工作。
41.s2：六自由度机械手18带动转向板7以及其他执行机构转动到辊环工作区指定位置。
42.s3：六自由度机械手18通过第六轴旋转带动转向板7旋转，通过机械视觉进行定位，使风炮机构20转动到第一保护套3的上方，六自由度机械手18带动风炮机构20向下移动，风炮机构20中的第一液压马达23-1工作，拆松第一保护套3上的六角螺钉；通过机械视觉进行定位，六自由度机械手18再带动风炮机构20移动到第二保护套6的上方，六自由度机械手18带动风炮机构20向下移动，风炮机构20中的第一液压马达23-1工作，拆松第二保护套6上的六角螺钉。
43.s4：六自由度机械手18通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第一保护套3的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第一保护套3放置在旁边；六自由度机械手18再通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第二保护套6的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第二保护套6放置在旁边。
44.s5:六自由度机械手18通过第六轴旋转带动转向板7旋转，通过机械视觉进行定位，使拆锥套机构22转动到第一更换区a的上方，六自由度机械手18带动拆锥套机构22向下移动，通过伺服电机转盘23旋转一个角度将拆锥套机构22与第一旧锥套2卡边卡在一起，将第一旧锥套2拔出，拔出第一旧锥套2后伺服电机转盘23再转一个角度，六自由度机械手18带动拆锥套机构22再向上移动让拆锥套机构22从第一旧锥套2中出来；六自由度机械手18再通过机械视觉进行定位，使拆锥套机构22移动到第二更换区b的上方，六自由度机械手18带动拆锥套机构22向下移动，通过伺服电机转盘23旋转一个角度将拆锥套机构22与第二旧锥套5卡边卡在一起，将第二旧锥套5拔出，拔出第二旧锥套5后伺服电机转盘23再转一个角度，六自由度机械手18带动拆锥套机构22再向上移动让拆锥套机构22从第二旧锥套5中出
来。
45.s6:六自由度机械手18通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第一更换区a的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第一旧辊环1、第一旧锥套2，通过六自由度机械手18移动到货架台8的上方，放置到货架台8上，六自由度机械手18再通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第一新辊环9、第一新锥套10的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第一新辊环9、第一新锥套10，通过六自由度机械手18移动到第一更换区a的上方，通过机械视觉进行定位，夹紧机构21再将第一新辊环9、第一新锥套10放置下去；六自由度机械手18再通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第二更换区b的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第二旧辊环4、第二旧锥套5，通过六自由度机械手18移动到货架台8的上方，放置到货架台8上，六自由度机械手18再通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第二新辊环11、第二新锥套12的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第二新辊环11、第二新锥套12，通过六自由度机械手18移动到第二更换区b的上方，通过机械视觉进行定位，夹紧机构21再将第二新辊环11、第二新锥套12放置下去。
46.s7:六自由度机械手18通过第六轴旋转带动转向板7旋转，通过机械视觉进行定位，使辊环安装机构19转动到第一更换区a的上方，六自由度机械手18带着辊环安装机构19向下移动，将第一新锥套10向下压紧，压紧后，六自由度机械手18带动辊环安装机构19移动到第二更换区b上方，六自由度机械手18带着辊环安装机构19向下移动，再将第二新锥套12向下压紧。
47.s8:六自由度机械手18通过机械视觉进行定位，使夹紧机构21移动到第一保护套3的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第一保护套3移动到第一更换区a的上方，液压缸24活塞杆向下移动将第一保护套3放置在第一更换区a；六自由度机械手18再使夹紧机构21移动到第二保护套6的上方，液压缸24活塞杆向下移动，随后夹紧机构21夹取第二保护套6移动到第二更换区b的上方，向下移动将第二保护套6放置在第二更换区b。
48.s9:六自由度机械手18通过第六轴旋转带动转向板7旋转，通过机械视觉进行定位，使风炮机构20转动到第一保护套3的上方，六自由度机械手18向下移动，拧紧第一保护套3上的六角螺钉；通过机械视觉进行定位，六自由度机械手18再带动风炮机构20移动到第二保护套6的上方，六自由度机械手18向下移动，拧紧第二保护套6上的六角螺钉。
49.s10:六自由度机械手18带动转向板7以及其他执行机构转动到不影响辊环工作的指定位置。
50.本装置的有益效果：操作简单，一次定位率高，维护方便，界面要求可操作性强。自动控制，工作效率和安全性能大幅度提高。无人值守，减少工人工作量
51.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，包括：六自由度机械手、转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构，所述六自由度机械手搭载有视觉定位组件，并与所述视觉定位组件信号连接，且其输出端与所述转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构传动连接；所述六自由度机械手配置为能够带动所述转向板转动或通过所述视觉定位组件进行定位，从而带动各个机构运动到辊环工作区指定位置,完成相应工作。2.根据权利要求1所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述夹紧机构包括夹手、连接板和设有液压口的液压缸体，所述连接板用于连接液压缸，所述液压缸与所述液压缸体装配，且所述液压缸的活塞杆与所述夹手传动连接。3.根据权利要求1所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述风炮机构包括第一液压马达、第一旋转轴、万能套筒、第一直线轴承、弹簧、第一筒体和第一保护罩，所述第一保护罩装配在所述第一筒体的上端，所述第一液压马达装配在所述第一保护罩内，所述第一旋转轴的上端可传动装配在所述第一液压马达的下端，并位于第一筒体内，下端可传动装配在所述万能套筒的上端，且万能套筒的下端用于连接辊环工作区上保护套的螺钉；所述第一直线轴承穿设在所述第一旋转轴的外端上，所述弹簧穿设在所述第一旋转轴的外端并固定安装在所述第一直线轴承的上端。4.根据权利要求1所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，包括伺服电机转盘，所述伺服电机转盘的输出端与所述拆锥套机构传动连接。5.根据权利要求4所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述拆锥套机构包括伸缩液压缸、螺钉、第二筒体、连接圈及缸体，所述伸缩液压缸通过螺钉安装在所述第二筒体的顶端外侧，其底部的活塞穿过所述第二筒体的顶端设置；所述缸体通过连接圈连接设置在所述第二筒体的内部，其底端用于与锥套卡边卡在一起；所述活塞位于所述缸体的内部并配置为在下降过程中用于将锥套拔出。6.根据权利要求5所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述拆锥套机构包括导向杆，所述导向杆安装在所述第二筒体的顶端外侧并分布在所述伸缩液压缸的四周。7.根据权利要求1所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述辊环安装机构包括第三筒体、第二保护罩、第二液压马达、联轴器、螺杆及第二旋转轴，所述第三筒体装配在所述第二保护罩的上端，所述第二液压马达安装在所述第三筒体内，其输出端通过联轴器与所述第二旋转轴的上端连接，所述螺杆的上端与所述第二旋转轴的下端连接，其下端穿过所述第二保护罩设置。8.根据权利要求7所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述螺杆穿过所述第二保护罩的部分外端周向设有螺纹部，所述螺纹部用于与主轴连接。9.根据权利要求8所述的轧机辊环套件自动更换装置，其特征在于，所述辊环安装机构还包括第二直线轴承、压缩弹簧、低压活塞和高压活塞，所述第二直线轴承穿设在所述第二旋转轴的外端上，所述压缩弹簧穿设在所述第二旋转轴的外端上并固定连接在所述第二直线轴承的上端；所述低压活塞和高压活塞均穿设在所述螺杆的外端上，并位于所述螺纹部的上端，分别用于下压辊环和锥套。10.一种轧机，其特征在于，包括主箱体及如权利要求1-9任意一项所述的轧机辊环套件自动更换装置，所述轧机辊环套件自动更换装置装配在所述主箱体上。

技术总结
本发明提供一种轧机辊环套件自动更换装置，涉及轧机辊环领域，包括：六自由度机械手、转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构，六自由度机械手搭载有视觉定位组件，并与视觉定位组件信号连接，且其输出端与转向板、风炮机构、拆锥套机构、夹紧机构及辊环安装机构传动连接；六自由度机械手能够带动转向板转动或通过视觉定位组件进行定位，从而带动各个机构运动到辊环工作区指定位置,完成相应工作。实现了轧机辊环套件的自动安装和拆卸，改善了现有人工安装辊环和人工拆卸辊环存在重复劳动、劳动强度大，更换时间长效率低，作业时间紧，工作环境高温、易发生危险等情况的问题。本申请另提供一种轧机。本申请另提供一种轧机。本申请另提供一种轧机。


技术研发人员：吴龙 艾子健 任雯 黎尧 纪联南 马豪 覃上德
受保护的技术使用者：三明学院
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/2