CN101172764A - 金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机及成形与缩颈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机及其成形与缩颈方法，该联动机包括机架(1)、夹头与进退机构(2)、模具进退和合模成形机构(3)、火头移动机构(4)、自动下料机构(5)、自动上料机构(6)、缩颈滚轮进退机构(7)和火头供气机构(8)，成形与缩颈方法包括预热、堆料、强烧、合模、缩颈加热、缩颈等工艺步骤，使用本发明及其成形与缩颈方法使得泡壳外形尺寸一致性好，壁厚均匀，缩颈部位内孔尺寸可控制，一致性好，生产效率和成品率高。

Description

金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机及成形与缩颈方法

技术领域

本发明涉及一种泡壳的成形工艺与设备，尤其涉及一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳的成形工艺与设备。

背景技术

目前，国内外金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳成形工艺一种方法是在吹泡机上成形后，再用手工缩颈机来加工泡壳两端的缩颈部位，但是，泡壳冷却后再缩颈会造成泡壳形状的变形，并且两端的内孔尺寸一致性不好；另一种方法是泡壳与缩颈部位都采用滚轮成形，由于泡壳鼓泡气压的控制、滚轮进给的速度、火焰的大小都会影响泡壳成形后的尺寸，所以该方法会造成泡壳成形外径误差较大，壁厚不均匀的现象。

发明内容

技术问题：本发明目的是提供一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机及其成形与缩颈方法，使得泡壳外形尺寸致性好，壁厚均匀，缩颈部位内孔尺寸可控制，一致性好，生产效率和成品率高。

技术方案：为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，该金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机包括机架、夹头与进退机构、模具进退和合模成形机构、火头移动机构、上料机械手、自动上料机构、缩颈滚轮进退机构和火头供气机构，其中夹头与进退机构、模具进退和合模成形机构、缩颈滚轮进退机构均固定连接在机架的台面板上，且合模成形机构和缩颈滚轮进退机构分别位于夹头与进退机构的两侧，自动上料机构设置在缩颈滚轮进退机构的上方，火头移动机构设置在夹头与进退机构与自动上料机构之间，上料机械手设在模具进退和合模成形机构的上方，火头供气机构设在机架的台面板的下面，且与火头移动机构连接。

一种使用权利要求1所述的金属卤化物灯缩颈泡壳联动机的成形和缩颈方法，该方法包括如下步骤：

71)玻管自动上料：将料仓中的玻管由隔料器分出一根到送料槽上，并送到动夹头与静夹头之间，由机械手上夹爪夹持送到动、静夹头之间的玻管导向架上，动夹头体进给，实现玻管上料；

72)玻管预热：宽火头开弱火，预热玻管的泡壳成形处；

73)堆料：堆料火头打开，从泡壳成形的一端作起始点，烧熔玻管，火头作慢速进给，同时动夹头组件带着玻管作慢速堆料进给，火头进给轴和动夹头组件进给轴数控联动，使玻管堆料后成腰鼓形；

74)强烧：宽火头开强火，强加热玻管堆料处；

75)合模泡壳成形：进退气缸带着模具进入玻管堆料处，模具平行开闭气爪合闭模具，并在玻管内通入一定压力的氮气，使泡壳鼓泡成形；

76)缩颈加热：两缩颈火头进入到泡壳两端的缩颈处，烧熔泡壳两端的缩颈处；

77)缩颈：缩颈滚轮进给，同时由滚轮带动伺服电机带动缩颈滚轮旋转，转速与玻管自转的速度相匹配，进行泡壳缩颈；

78)自动下料：静夹头组件打开，动夹头组件带着泡壳退出，由机械手夹爪夹持泡壳，动夹头组件打开并退出，机械手夹持泡壳退出并把泡壳放到下料接料盘内，完成一根缩颈泡壳成形的循环。

有益效果：本发明的有益效果在于：

1、泡壳成形后壁厚均匀、外形尺寸一致性好。本发明中针对在泡壳工艺中的各个步骤，将分别实现各个步骤的能自动化生产的机构集成到本发明中，整套装置的工作完全由既定的设置好的参数来控制，整个系统的稳定性好，而且避免了以往的各个步骤中手工操作的弊端，根据不同的玻管设置不同的参数，不但容易实现自动化生产，提高生产效率而且能保证产品成形后壁厚均匀、外形尺寸一致性好。

2、两端缩颈部位外形一致性好，内孔尺寸易控制，一致性好且泡壳成形后，直线度好，强度高，合格率高。本发明中设置有缩颈滚轮进退机构，在泡壳中的缩颈工艺过程中，用伺服电机来控制缩颈滚轮的进退运动，较之以往的人工操作，本发明用能够自动化生产的设备来实现该工艺步骤，设置好相应的工艺参数后就能够自动进行缩颈步骤，使得两端缩颈部位外形一致性好，产品成形后直线度好，合格率也大大提高。

4、能实现自动化生产，生产效率高。使用本发明进行泡壳工艺生产，接通电源后，本发明就能够按照既定的工艺步骤开始动作，完成相应的工艺流程，能够完全脱离人工进行工艺循环，实现了自动化生产，同时生产效率得到很大提高。

附图说明

图1是本发明泡壳成形与缩颈的工艺过程示意图。

图2是本发明电弧管泡壳成形和缩颈联动机的主视图。

图3是图2的左视图。

图4是本发明的夹头与进退机构的结构示意图。

图5是静夹头结构示意图。

图6是动夹头结构示意图。

图7是本发明的自动上料机构的结构示意图。

图8是本发明的自动下料机构的结构示意图。

图9是本发明的模具进退和合模成形机构的结构示意图。

图10是本发明的缩颈滚轮自转和进退机构的结构示意图。

以上的图中有：机架1、夹头与进退机构2、模具进退和合模成形机构3、火头移动机构4、自动下料机构5、料仓与自动上料机构6、缩颈滚轮进退机构7、火头供气系统8；底板300、动夹头进给伺服电机301、电机座302、柔性联轴节303、滚珠丝杠副304、动夹头体305、过渡齿轮306、动夹头组件307、内花键轴308、花键轴309、玻管导向架310、滚动导轨副311、静夹头体312、主动齿轮313、自转伺服电机314、静夹头组件315；夹头体角接触轴承401、齿轮402、夹头体支承筒403、弹簧夹头404、迷宫紫铜密封405、通气管道406、导向滑套407、拉杆408、压缩弹簧409、导向销钉410、定位销钉411、拨叉环412、旋转式快换接头413；动夹头通气管501、定位套502、顶紧玻管小弹簧503、弹簧限位套504；料仓支架601、料仓底板602、下铰链603、铰链销轴604、上铰链605、隔料器摆动气缸606、料仓板支座607、料仓板608、连接轴609、松料摆杆610、双轴气缸611、气缸垫块612、隔料器613、送料槽支架614、送料槽615；上料机械手支架701、角撑支架702、过渡板703、双轴气缸704、连接块705、齿轮式开闭型气爪706、夹爪707；合模机构底座801、左压板802、右压板803、刹铁804、十字拖板805、进退气缸806、限位挡块807、过渡板808、平行开闭气爪809、下料接料盘810、模具撑板811、模具812、限位调节813、合模气爪高度调节螺钉814、调节螺钉支板815、支撑滑槽板816、气爪安装滑块817、模具左右位置调节手柄818、调节螺钉819、定位螺母820；缩颈机构底座901、滚动导轨902、滑块903、滚轮左右调节装置904、缩颈滚轮905、滚轮过渡齿轮906、滚轮带动伺服电机907、进给滚珠丝杠副908、端盖909、角接触球轴承910、柔性联轴节911、电机座912、滚轮进给伺服电机913。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施说明其结构和工作过程，一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，该金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机包括机架1、夹头与进退机构2、模具进退和合模成形机构3、火头移动机构4、上料机械手5、自动上料机构6、缩颈滚轮进退机构7和火头供气机构8，其中夹头与进退机构2、模具进退和合模成形机构3、缩颈滚轮进退机构7均固定连接在机架1的台面板上，且合模成形机构3和缩颈滚轮进退机构7分别位于夹头与进退机构2的两侧，自动上料机构6设置在缩颈滚轮进退机构7的上方，火头移动机构4设置在夹头与进退机构2与自动上料机构6之间，上料机械手5设在模具进退和合模成形机构3的上方，火头供气机构8设在机架1的台面板的下面，且与火头移动机构4连接。

夹头与进退机构2的台面板300的一端固定连接有静夹头体312，静夹头体312的上端转动连接有静夹头组件315，在台面板300上固定连接有滚动导轨副311，在滚动导轨副311上设置有能沿着滚动导轨副311滑动的动夹头体305，在动夹头体305的上端转动连接有动夹头组件307，在静夹头体312与动夹头体305之间设置有同步转动驱动装置，在台面板300上固定连接有控制动夹头体进退的控制装置，所述的同步转动驱动装置包括连接静夹头体312与动夹头体305的花键轴309和内花键轴308，且两者相互啮合，在花键轴309的一端固定连接有自转伺服电机314，在花键轴309与静夹头组件315之间固定连接有第一齿轮副313，在花键轴309和动夹头组件307之间固定连接有第二齿轮副306，且第一齿轮副313与第二齿轮副306的传动比相等，所述的用于控制动夹头体进退的控制装置的电机座302固定连接在台面板300上，在电机座302上固定连接有电机301，在电机301的输出端固定连接有滚珠丝杠副304，滚珠丝杠副304的螺母与动夹头体305螺纹连接，静夹头组件315上的夹头体支撑筒403外设置角接触球轴承401与静夹头体312连接，支撑筒403内设置压缩弹簧409、拉杆408与用于夹持玻管的弹簧夹头404固定连接，支撑筒403和拉杆408之间设置有导向销钉410，防止支撑筒403和拉杆408相互转动；通气管道406由定位销钉411固定在夹头体支撑筒403上，通气管道406的一端固定连接有用于定位玻管和密封玻管端面的迷宫密封垫圈405，另一端安装旋转式快换接头413，氮气通过该旋转式快换接头413和通气管道406进入玻管内鼓泡；拨叉环412设置在拉杆408上，拨叉环412移动用于松开弹簧夹头404；夹头体支撑筒403内孔和弹簧夹头404外圆呈圆椎状，所述的动夹头组件307的定位套502、顶紧玻管小弹簧503和弹簧限位套504构成活动的通气管501，迷宫密封垫圈安装在通气管501上。

夹头与进退机构2安装在机架1台面板中间部位，静夹头体312、电机座302安装在底板300上，动夹头安装在底板的两根滚动导轨副311上，这样便于装配，由伺服电机301、电机座302、柔性联轴节303和滚珠丝杠副304构成的半闭环控制系统控制动夹头体的进给，而动夹头组件307和夹静夹组件315的同步旋转由伺服电机314通过第一齿轮副313、花键轴309、内花键轴308、第二齿轮副306来实现；玻管夹持采用弹簧夹头结构型式，依靠夹头体支承筒403前端锥面和夹头404前端锥面相对移动，使弹簧夹头404收紧来夹持玻管；用弹簧409通过拉杆408拉紧夹头404，使夹头收缩，用气缸通过杠杆机构推动拨叉环412、拉杆409使弹簧夹头404松开，接杆的方向由销钉410导向；通气管408由定位销钉410固定在支承筒403上，其前端安装紫铜迷宫密封圈405来定位玻管，同时使玻管端面密封，氮气通过旋转接头413和通气管406进入玻管内鼓泡，动夹头组件内的迷宫密封圈装在通气管501上，由定位套502、小弹簧503和弹簧限位套504构成活动的通气管，使迷宫密封压紧玻管两端以免漏气。

自动上料机构的料仓支架601上固定连接有料仓底板602，在料仓底板602上固定连接有料仓板支座607，在料仓板支座607上转动连接有料仓板608，在料仓板608与料仓底板602之间设置有料仓摆动装置，在料仓板608的前端与料仓底板602之间设有送料装置，所述的料仓摆动装置包括设置在料仓底板602上的下铰链603，在下铰链603上铰链连接有上铰链605，在上铰链605上固定连接有隔料器摆动气缸606，在隔料器摆动气缸606的输出端固定连接有连接轴609，在连接轴609的末端转动连接有松料摆杆610，且松料摆杆610转动连接在料仓板支座607上，在松料摆杆610的末端固定连接有隔料器613，且隔料器613与松料摆杆610的末端垂直，所述的送料装置包括双轴气缸611、送料槽支架614、送料槽615，其中双轴气缸611固定连接在料仓底板602上，送料槽支架614固定连接在双轴气缸611的输出端，送料槽615固定连接在送料槽支架614上。

料仓布置在夹头进退机构后面，在料仓的左下方安装缩颈进给机构，在料仓与夹头进退机构之间安装火头移动装置。料仓板608安装在料仓底板602和支座607的两根轴上，左右料仓板间距可调，以满足不同长度的玻管，料仓的出口由隔料器613挡住玻管，在隔料器摆动气缸606每摆动一次，隔料器就送出一根玻管到送料槽615上，由双轴气缸把玻管送入到两动静夹头上方，并由上料机械手开闭型气爪706和夹爪707夹持玻管，把玻管送入到两动、静夹头之间的玻管导向架上，完成自动上料。缩颈滚轮安装在托架上，由伺服电机907通过滚轮过渡齿轮906传递，其转速可调；托架安装在滚动导轨副902的滑块903上，由伺服电机913、柔性联轴节911、滚珠丝杠副908构成的半闭环进给控制系统控制进退。

模具进退与合模成形机构的合模机构底座801上设有十字拖板805，且十字拖板805能沿着合模机构底座801顶部的导轨移动，在十字拖板805上固定连接有用于控制模具进退的控制装置，在该控制装置上固定连接有过渡板808，在过渡板808上活动连接有用于模具开合的合模机构，在所述的十字拖板805的左右两侧的底部固定连接有用来固定十字拖板805的左压板802和右压板803，在合模机构底座801顶部的导轨与十字拖板805之间固定连接有刹铁804，所述的用于控制模具进退的控制装置包括固定连接在十字拖板805上的进退气缸806和滚动导轨副821，过渡板808固定连接在滚动导轨副821的螺母座上，在过渡板808的下面固定连接有限位挡块807，滚动导轨副821的前端固定连接有限位调节块813，且限位挡块807位于限位调节块813和进退气缸806之间，在十字拖板805的前端面上固定连接有微调机构，该微调机构用于调整十字拖板805在合模机构底座801上的位置，所述的用于模具开合的合模机构包括气缸809，在气缸809的一端固定连接有平行开闭气爪811，在平行开闭气爪811上固定连接有模具812，气缸809的一侧固定连接有气爪安装滑块817，支撑滑槽板816固定连接在过渡板808上，且气缸809与支撑滑槽板816分别位于气爪安装滑块817的两侧，调节螺钉支座板815固定连接在支撑滑槽板816的顶端，合模气爪高度调节螺钉814与气爪安装滑块817螺纹相连，用于调整气缸809的高度，所述的微调机构包括调节手柄818、调节螺钉819、定位螺母820，其中定位螺母820固定连接在合模机构底座801顶部的导轨上，调节螺钉819和定位螺母820螺纹连接，在调节螺钉819的端部固定连接有调节手柄818。

合模成形机构布置在夹头进退机构前面，而上下料机械手安装在合模成形机构的右面。模具812装在平行开闭气爪809的模具撑板811上，气缸的前端为滚动导轨副，保证合模的精度，而平行开闭气爪809装在滚动导轨副上，由气缸806把模具送进或退出，前端限位由限位调节813和限位挡块807构成，保证模具最前端的位置精度。模具的高低由调节螺钉814、调节螺钉支座板815、支撑滑槽板816、气爪安装滑块817构成的矩形导轨调整装置来调节，而模具的左右位置由模具左右位置调节手柄818、调节螺钉819、定位螺母820构成的矩形导轨调整装置来调节。下料接料盘810安装在合模气爪的右边，利用模具进退气缸把接盘送进接料并退出，完成自动下料。上料机械手由支架701、角撑支架702、过渡板703、双轴气缸704构成机械手上下动作和齿轮式开闭型气爪706、夹爪707夹持玻管，可以把玻管从送料槽615送到两夹头之间的玻管导向架310上，同时把成形后的泡壳从玻管导向架310送到下料接料盘810上。

上料机械手的双轴气缸704的输出端固定连接有连接块705，连接块705固定连接在齿轮式开闭型气爪706上，在齿轮式开闭型气爪706的末端设有一对用于夹持玻管的夹爪707，所述的双轴气缸704连接在角撑支架702上，且角撑支架702与双轴气缸704之间设有过渡板703，角撑支架702设置在上料机械手支架701上，上述角撑支架702、过渡板703、上料机械手支架701形成了上料机械手的支撑装置。

火头移动机构4包括预热火头、强烧火头、堆料火头、缩颈火头和长明点火火头，所有的火头移动安装一滚动导轨副上，由伺服电机通过柔性联轴节、滚珠丝杠副，移动气缸等构成，预热火头与强烧火头由一套火头体、火头盖板和二套火头控制组成，其它火头由单孔火嘴构成；每个火头分别有球阀、回火防止器、减压阀、流量计、二位二通电磁阀、组合式握把、混合器等构成，火头的大小可以调节流量计，也可以调节组合式握把。压缩空气的供给通过球阀、气源处理元件、二位五通电磁集装阀、隔板接头、调速管接头、气缸等构成。

其工作过程是：按下启动按钮，自动循环开始，隔料器摆动气缸动作，玻管从料仓中通过隔料器下来一根玻管到送料槽板上，由双轴气缸把玻管送入到动、静夹头之间，开闭型气爪合拢夹持玻管，送料槽板退出，机械手双轴气缸下降并打开气爪，把玻管放置到动、静夹头之间的玻管导向架上，动夹头体进给到位，玻管置于动、静夹头体内的迷宫密封之间，弹簧夹头合闭夹持玻管，完成自动上料；预热火头点火预热玻管后，堆料火头移到玻管堆料起始端并点火，堆料火头进给，同时动夹头反向进给堆料，火头进给和动夹头进给数控联动，堆料完成后，关闭堆料火，强加热火移到加热区并点火，强加热玻管的堆料区，合模气缸打开，进给气缸把模具送进并合拢模具，在玻管内吹入一定压力的氮气，使堆料区鼓泡成形，模具打开并退出；两缩颈火头移至泡壳两端面，并点火，烧熔缩颈区，缩颈滚轮快速进给后，滚轮自转，其转速与玻管自转速度相匹配，两者接触点线速相等，滚轮慢速进给对泡壳两端进行缩颈，缩颈完成后滚轮快速退出；静夹头松开，动夹头夹持玻管并退出，合模机构进给，利用模具撑板侧面的弹性片夹住泡壳，动夹头体的弹簧夹头松开，并退出，使泡壳停在动、静夹头泡壳导向架上，合模机构退出，机械手双轴气缸下降，关闭气爪夹持泡壳，双轴气缸上升，下料接料盘进给，打开气爪把泡壳放在接料盘内，接料盘退出，完成一个循环。

控制柜上有旋钮分挡，不同功率的泡壳成形用不同的程序，设备调试时每一个动作都有单独的拨钮来控制，也可以使用单个循环；正式生产时可以使用连续循环。

Claims (7)

1.一种金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于该金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机包括机架(1)、夹头与进退机构(2)、模具进退和合模成形机构(3)、火头移动机构(4)、上料机械手(5)、自动上料机构(6)、缩颈滚轮进退机构(7)和火头供气机构(8)，其中夹头与进退机构(2)、模具进退和合模成形机构(3)、缩颈滚轮进退机构(7)均固定连接在机架(1)的台面板上，且合模成形机构(3)和缩颈滚轮进退机构(7)分别位于夹头与进退机构(2)的两侧，自动上料机构(6)设置在缩颈滚轮进退机构(7)的上方，火头移动机构(4)设置在夹头与进退机构(2)与自动上料机构(6)之间，上料机械手(5)设在模具进退和合模成形机构(3)的上方，火头供气机构(8)设在机架(1)的台面板的下面，且与火头移动机构(4)连接。

2.根据权利要求1所述的金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于，在所述的夹头与进退机构(2)的台面板(300)的一端固定连接有静夹头体(312)，静夹头体(312)的上端转动连接有静夹头组件(315)，在台面板(300)上固定连接有滚动导轨副(311)，在滚动导轨副(311)上设置有能沿着滚动导轨副(311)滑动的动夹头体(305)，在动夹头体(305)的上端转动连接有动夹头组件(307)，在静夹头体(312)与动夹头体(305)之间设置有同步转动驱动装置，在台面板(300)上固定连接有控制动夹头体进退的控制装置。

3.根据权利要求1所述的金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于，在所述的模具进退和合模成形机构(3)的合模机构底座(801)上设有十字拖板(805)，且十字拖板(805)能沿着合模机构底座(801)顶部的导轨移动，在十字拖板(805)上固定连接有用于控制模具进退的控制装置，在该控制装置上固定连接有过渡板(808)，在过渡板(808)上活动连接有用于模具开合的合模机构。

4.根据权利要求1所述的金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于，在所述的上料机械手(5)的的双轴气缸(704)的输出端固定连接有连接块(705)，连接块(705)固定连接在齿轮式开闭型气爪(706)上，在齿轮式开闭型气爪(706)的末端设有一对用于夹持玻管的夹爪(707)。

5.根据权利要求1所述的金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于，在所述的自动上料机构(6)的料仓支架(601)上固定连接有料仓底板(602)，在料仓底板(602)上固定连接有料仓板支座(607)，在料仓板支座(607)上转动连接有料仓板(608)，在料仓板(608)与料仓底板(602)之间设置有料仓摆动装置，在料仓板(608)的前端与料仓底板(602)之间设有送料装置。

6.根据权利要求1所述的金属卤化物灯电弧管缩颈泡壳联动机，其特征在于，在所述的缩颈滚轮进退机构(7)的缩颈机构底座(901)上固定连接有滚动导轨(902)，在滚动导轨(902)上滑动连接有滑块(903)，在滑块(903)上固定连接有托架(907)，在托架(907)上安装有缩颈滚轮(905)，并且在滑块(903)上固定连接有用于调节缩颈滚轮(905)左右位置的调节装置(904)，在缩颈机构底座(901)上固定连接有用于驱动缩颈滚轮(905)进给运动的驱动装置。

7.一种使用权利要求1所述的金属卤化物灯缩颈泡壳联动机的成形和缩颈方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

71)玻管自动上料：将料仓中的玻管由自动上料机构中分出一根到送料槽上，并送到动夹头与静夹头之间，由机械手上夹爪夹持送到动、静夹头之间的玻管导向架上，动夹头体进给，实现玻管上料；

72)玻管预热：宽火头开弱火，预热玻管的泡壳成形处；

73)堆料：堆料火头打开，从泡壳成形的一端作起始点，烧熔玻管，火头作慢速进给，同时动夹头组件带着玻管作慢速堆料进给，火头进给轴和动夹头组件进给轴数控联动，使玻管堆料后成腰鼓形；

74)强烧：宽火头开强火，强加热玻管堆料处；

75)合模泡壳成形：进退气缸带着模具进入玻管堆料处，模具平行开闭气爪合闭模具，并在玻管内通入一定压力的氮气，使泡壳鼓泡成形；

76)缩颈加热：两缩颈火头进入到泡壳两端的缩颈处，烧熔泡壳两端的缩颈处；

77)缩颈：缩颈滚轮进给，同时由滚轮带动伺服电机带动缩颈滚轮旋转，转速与玻管自转的速度相匹配，进行泡壳缩颈；

78)自动下料：静夹头组件打开，动夹头组件带着泡壳退出，由机械手夹爪夹持泡壳，动夹头组件打开并退出，机械手夹持泡壳退出并把泡壳放到下料接料盘内，完成一根缩颈泡壳成形的循环。

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