CN101530889A - 一种全自动生产床芯的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动生产床芯的方法，第一步，钢丝卷绕成弹簧，且等间距输出；第二步，弹簧调整为直立传送，然后定位排列成组，再自动推送至串簧位置；第三步，串簧钢丝将弹簧串簧成床芯。本发明还公开了一种全自动生产床芯的设备，包括自动卷簧机、自动串簧组装机、自动送料机和整机控制装置。自动卷簧机具有步进式输出机构。自动送料机具有翻转机构、传送机构和定位推送机构。翻转机构一边与步进式输出机构相接，另一边与传送机构相接。定位推送机构包括位置传感器、复数个定位板和复数个推送板。自动串簧组装机平行放置在自动送料机的传送机构边上。整机控制装置与位置传感器相连。本发明实现了从钢丝到床芯的全自动化生产，效率高。

Description

一种全自动生产床芯的方法及设备

技术领域

本发明涉及生产床芯的方法和设备，特别是把钢丝直接生产出床芯的一种全自动生产床芯的方法及设备。

背景技术

床芯生产一般分成二个阶段，首先通过自动卷绕机将钢丝通过卷绕、打结或座圈成形、热处理、整列输出等工序制造床垫弹簧，然后人工上料到自动串簧组装机上串制成床芯。

这种方法仍需较多的工人用于生产中，效率不高。发达国家的床芯制造业中也有通过自动送料机将卷绕机和组装机相连构成全自动生产线，但自动送料机结构复杂成本较高，技术要求高，不易掌握。

在国内现有技术的自动卷绕机和自动组装机的基础上研究开发适合实用的自动送料机构和自动控制器，使之形成全自动生产线，可以有效地提高生产率，减少制造生产成本，提高床芯的自动化水平。

因此，本发明人针对现有床芯制造的情况，发明出一种全自动生产床芯的方法及设备，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动生产床芯的方法及设备，采用简单易行的自动送料机把自动卷绕机和自动组装机整体衔接，并配备整机控制装置，使三台机器动作同步协调，实现从钢丝到制成床芯的全自动生产线。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种全自动生产床芯的方法，第一步，钢丝卷绕成弹簧，且等间距输出；第二步，弹簧调整为直立传送，然后定位排列成组，再自动推送至串簧位置；第三步，串簧钢丝将弹簧串簧成床芯，最后推出。

所述的第一步中，钢丝首先卷绕成弹簧初样，再将弹簧初样上、下座圈打结，接着热处理定形，最后输出。

所述的第二步中，在弹簧定位前，经过座圈导轨导向，使得弹簧座圈结头的位置与输送方向一致。

所述的第二步中，位于每组的第一只弹簧转向180°定位。

所述的第三步中，待串簧的弹簧上、下座圈分别叠搭在前一组弹簧上，同时弹簧上、下座圈位置分别自动串簧。

一种全自动生产床芯的设备，包括自动卷簧机、自动串簧组装机、自动送料机和整机控制装置；自动卷簧机包括步进式输出机构，步进式输出机构上具有若干块等间距布设的推动板；自动送料机具有使弹簧直立的翻转机构、输送弹簧的传送机构和定位推送机构；翻转机构一边与步进式输出机构相接，另一边与传送机构相接；定位推送机构布设在传送机构上方，包括位置传感器、使弹簧定位排列的复数个定位板和推送弹簧至自动串簧组装机的复数个推送板；自动串簧组装机平行放置在自动送料机的传送机构边上，且自动串簧组装机上的串簧位置与推送板位置对齐；整机控制装置与位置传感器相连，接受位置传感器的位置信号，并控制定位板定位和推送板推送动作。

所述自动卷簧机还包括卷簧机构、机械手、打结机构和热处理机构；机械手作为自动卷簧机的传送装置进行步进转动，机械手转动的位置对准卷簧机构、打结机构和热处理机构。

所述的步进式输出机构的传动为链轮配合链条转动，推动板安装在链条上，同时在链条的两侧还具有供弹簧座圈放置的导向槽。

所述的自动送料机的翻转机构为内附磁性元件的多棱柱状转轮，通过磁力作用吸附弹簧，将水平放置的弹簧变为竖直放置。

所述的自动送料机的传送机构包括输送皮带、皮带导轨；输送皮带安置在皮带导轨上，在皮带导轨和输送皮带之间具有使得弹簧平稳传送的磁性阻尼器。

所述的自动送料机的传送机构还包括座圈导轨，座圈导轨为进口大、出口小的燕尾状开槽，弹簧通过座圈导轨后，弹簧的结头受座圈导轨限制，自动朝向输送方向。

所述的整机控制装置还包括安装在座圈导轨边上的监控传感器，当在设定的时间内未检测到弹簧通过，产生报警提示。

所述的自动送料机的定位推送机构包括转向器，转向器安装在第一只弹簧的位置；转向器具有旋转执行器、直线执行器、可动盘，磁铁；装有磁铁的可动盘位于第一只弹簧的上方，连接直线执行器和旋转执行器。

所述的自动串簧组装机包括上串簧钢丝成形器、下串簧钢丝成型器、推料机构；上串簧钢丝成形器、下串簧钢丝成型器的分别对准设置于弹簧上、下座圈处；推料机构包括固定弹簧串簧位置的夹具和推动床芯外移的推料板。

本发明实现了由自动卷簧机、自动串簧组装机和自动送料机形成一道全自动化生产线，把钢丝自动卷绕成床垫弹簧，然后自动送料机自动排列上料，最后到自动串簧组装机上串制成床芯。

本发明中的自动送料机安装磁性转轮，将弹簧水平放置变为竖直放置，有利于弹簧的传送和排列。在自动送料机的传送结构上具有导向槽，把弹簧的结头统一朝前传送。另配有转向器，把每组的第一只弹簧的结头转向后，这样，所有弹簧的结头都处于床垫的内部，从而不会刮伤人体。又，传送机构上的导向槽处安装有检测传感器，用来检测弹簧的传送状况，当在设定的时间内为检测到弹簧通过，立即产生报警提示。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的总体示意图；

图2是自动卷簧机示意图；

图3是自动送料机传送机构局部示意图；

图4是自动卷簧机的步进输出机构示意图；

图5是自动送料机的六角轮局部放大图；

图6是转向器示意图；

图7是自动送料机推送机构局部放大图；

图8是自动串簧组装机局部示意图；

图9是自动串簧组装机局部放大图；

图10是自动送料机的座圈导轨结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的较佳实施例，包括自动卷绕机1，自动串簧组装机2，自动送料机3和整机控制装置4。

自动卷绕机1包括弹簧卷绕机构20、上、下打结机24和25、热处理机构36，机械手32，步进式输出机构37，参见图2。本实施例中上、下打结机24和25共同构成一个打结机构。

钢丝从线架引出(为熟知技术，图中未示出)，由送线轮21进行钢丝送料，进入卷绕机构20，经过校直后通过卷绕控制器28和节距控制器29，卷绕控制器28用来控制弹簧的卷绕弧度，节距控制器29用来控制弹簧每个圈的高度。节距控制器29的导柱31推出被卷弹簧，卷制完成后钢丝切刀30切断，弹簧与钢丝分离，形成一只弹簧初样。压料器27将弹簧初样压入机械手32的抓手33内。本实施例中机械手32一共有六只，在同一平面上等角度间隔分布，在动力带动下绕同一个转轴进行步进转动。转动一个节拍后弹簧初样被机械手转动至上打结机24。同时手臂34往里靠，将弹簧初样的座圈放入上打结机24的中心靠模35上，上打结机24对弹簧初样的上座圈进行打结。机械手32转过再转过一个节拍，与弹簧初样下打结机25对准，机械手臂33向外转动，同样方式将弹簧初样的下座圈打结。机械手32转到热处理机构36位置，弹簧进行热处理定形，再转过一个节拍，弹簧完成整个卷绕过程，到达步进输出机构37的入口，步进输出机构37将成形的弹簧一个个的输出。

结合图4，步进式输出机构37包括导向槽38、链式推板机构39和刮板48。刮板48把弹簧脱离机械手32的抓手33，使得弹簧进入导向槽38。导向槽38由支架41、底板42、立板43和立柱44构成的一个基座，上导轨49、下导轨50安置在立板43内侧。上导轨49和下导轨50的配合形成刚好适合弹簧座圈嵌置的卡槽75。链式推板机构39主要由链轮一55和链条一51配合传动，在链条一51上等间距固定了推动板52，在链条51一转动的同时，推动板52一起移动，推动导向槽38中的弹簧水平输出。

自动卷绕机1中的弹簧卷绕机构20、上、下打结机24和25、热处理机构36、机械手32、步进式输出机构37的工作频率都相同，以完成一个弹簧的处理为一个节拍，整体形成一道连续的流水线。

又结合图3、图5、图6和图7，自动送料机3包括六角轮80、输送皮带81、皮带导轨82、磁性阻尼器83、转向器90和定位推送机构100。本实施例中采用多棱柱状的六角轮80，作为翻转机构，当然也可以采用其他形状的部件，比如八角轮、十角轮，只要能将弹簧从水平放置变为竖直放置都可以采用。

步进式输出机构37出口的弹簧与六角轮80相邻。六角轮80安装在底板89上的支架88之间，且六角轮80内部装有若干磁性元件实现弹簧的定位和翻转，使从步进式输出机构37输出水平放置的弹簧翻转，直立于输送皮带81上，输送皮带81将弹簧由右向左连续输送。六角轮80转动的动力来自于步进输出机构37，且由链轮链条配合传动(此为机械常见技术，不做赘述)。

输送皮带81在安装皮带导轨82内。在输送皮带81和皮带导轨82之间还装有磁性阻尼器83。磁性阻尼器83保证弹簧在输送过程中平稳，不至跌倒或滑出。输送皮带81左侧设有涨紧轮87以保证输送皮带81的水平传送。

再结合图10，在输送皮带81的右侧，弹簧定位排列前，具有一个座圈导轨70，座圈导轨70为进口大、出口小的燕尾状开槽，座圈导轨70与输送皮带81平行，且中间留有供弹簧座圈移动的缝隙71。弹簧通过座圈导轨70时，弹簧的结头受座圈导轨70形状的限制，被迫朝向输送方向，也就保证弹簧的结头不会朝向两侧，避免刮伤人体。

由于所有弹簧的结头都朝输送方向，则每组的第一只弹簧的结头需要再一次转向，因此本实施例中设置了一个转向器90。

转向器90位于输送皮带81左侧，第一只弹簧的上方，具体结构参见图6。转向器90包括安装板91、旋转执行器92、直线执行器93、可动盘94、磁铁96、固定盘95、导柱97和传感器98。安装板91主要用于将转向器90固定安装在机架上。旋转执行器92固定在安装板91上，直线执行器93连接在旋转执行器92的下方，可伸缩调节。可动盘94和固定盘95通过导柱97连接，之间固设磁铁96。

当第一只弹簧到达输送皮带81左侧转向器90处时，其下方由固定挡板101挡住第一只弹簧。固定盘95刚好对准在弹簧上座圈。直线执行器93将可动盘94下降，吸住弹簧，旋转执行器92使弹簧转动一定的角度，之后直线执行器93上升将磁铁96与弹簧脱开，这样，第一只弹簧的可以实现180°转向。

为了保证输送过程中的工作质量，在座圈导轨70一侧安装一个监测传感器72，参见图3。监测传感器72用来监测弹簧通过情况。当在设定时间内未感应到弹簧通过，则发送一个报警信号给整机控制装置4，整机控制装置4发出报警提示。

图7为定位推送机构100，定位推送机构100完成定位和推送两个动作。定位动作由定位挡板101、执行器102和位置传感器103联合完成。位置传感器103安装在输送皮带81下方的间隙中，正好弹簧需要定位的位置，用以检测弹簧的到位情况。在每个位置传感器103之后，下一只弹簧的位置前，设有一个定位挡板101。本实施例中的定位挡板101为

形，不需要定位时，定位挡板101翻上，离开输送皮带81，保持弹簧输送顺畅；定位时，定位挡板101翻下后刚好可以横挡在输送皮带81上，使下一只弹簧停止在该位置上，从而实现定位。

当位置传感器103定位挡板101翻转的动作通过执行器102实现。(这里所说的执行器102可以是气缸、电机或其他能产生所需动作的机电元件，为常见技术，不做进一步阐述)。位置传感器103感应到弹簧到位后，发送定位信号给整机控制装置4，由整机控制装置4控制执行器102，再由执行器102控制定位挡板101翻转定位。

一组弹簧全部定位完成时(每组的个数根据实际需要而定)，进入下一个推送动作。推送两个动作由推送电机104、安装在电机104轴伸上的曲柄盘105、连杆106、杠杆107和108、连杆114、轴109、滑块110、推料横杆111，推料杆112和连接在推料杆112上的推料板113配合完成。

推料杆112和推送板113固结，通过螺钉固结在推料横杆111的长槽中，间距可以根据实际需要加以调整。推送板113为一块两侧凹起的竖板，参见图7，方便推送时弹簧不移位。推料横杆111又固定在二侧滑块110上，滑块110中间通过直线轴承可以在轴109上作直线往复动作。二侧滑块110与杠杆108连接，杠杆108受与同轴的杠杆107带动，杠杆107通过连杆106连接在电机104上的曲柄盘105。

工作时，电机104转动，带动曲柄盘105转动，与曲柄盘105偏心铰接的连杆106带动杠杆107作摆动动作，因此杠杆108也同时摆动，使推料横杆沿着轴109方向往复移动，从而实现推板113的推送动作。

曲柄盘105为了适应不同弹簧推料行程不同的要求，可以设置多个不同偏心距的连接孔115，也可以设置偏心距调整机构。电机104可采用普通电机或伺服电机。采用普通电机时，要加传感器以确保电机转动角度。

如图8和图9所示，自动串簧组装机2包括机架120、上串簧钢丝成型器121、下串簧钢丝成形器122、一排下夹具124、一排上夹具125、推料机构127。机架120上布设的上、下串簧钢丝成形器121、122的位置分别对准弹簧上下座圈，便于串簧钢丝做串簧动作。推料机构127上具有推料板126，推料板126统一受拨动连杆128带动可做前后移动，从而把串簧后的床芯推出串簧位置。

当从自动送料机3上推入的待串簧弹簧组首先位于下夹具124和上夹具125之间，待串簧的弹簧上、下座圈分别叠搭在前一组弹簧的上、下座圈上，等待串簧。钢丝从线架引入上串簧钢丝成型器121和下串簧钢丝成形器122中，产生用于串簧装配的上下螺旋串簧钢丝。上串簧钢丝成型器121和下串簧钢丝成形器122出还配有自动切断串簧钢丝的装置。

Claims (14)

1、一种全自动生产床芯的方法，其特征在于：第一步，钢丝卷绕成弹簧，且等间距输出；第二步，弹簧调整为直立传送，然后定位排列成组，再自动推送至串簧位置；第三步，串簧钢丝将弹簧串簧成床芯，最后推出。

2、如权利要求1所述的一种全自动生产床芯的方法，其特征在于：所述的第一步中，钢丝首先卷绕成弹簧初样，再将弹簧初样上、下座圈打结，接着热处理定形，最后输出。

3、如权利要求1所述的一种全自动生产床芯的方法，其特征在于：所述的第二步中，在弹簧定位前，经过座圈导轨导向，使得弹簧座圈结头的位置与输送方向一致。

4、如权利要求1或3所述的一种全自动生产床芯的方法，其特征在于：所述的第二步中，位于每组的第一只弹簧转向180°定位。

5、如权利要求1所述的一种全自动生产床芯的方法，其特征在于：所述的第三步中，待串簧的弹簧上、下座圈分别叠搭在前一组弹簧上，同时弹簧上、下座圈位置分别自动串簧。

6、一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：包括自动卷簧机、自动串簧组装机、自动送料机和整机控制装置；自动卷簧机包括步进式输出机构，步进式输出机构上具有若干块等间距布设的推动板；自动送料机具有使弹簧直立的翻转机构、输送弹簧的传送机构和定位推送机构；翻转机构一边与步进式输出机构相接，另一边与传送机构相接；定位推送机构布设在传送机构上方，包括位置传感器、使弹簧定位排列的复数个定位板和推送弹簧至自动串簧组装机的复数个推送板；自动串簧组装机平行放置在自动送料机的传送机构边上，且自动串簧组装机上的串簧位置与推送板位置对齐；整机控制装置与位置传感器相连，接受位置传感器的位置信号，并控制定位板定位和推送板推送动作。

7、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述自动卷簧机还包括卷簧机构、机械手、打结机构和热处理机构；机械手作为自动卷簧机的传送装置进行步进转动，机械手转动的位置对准卷簧机构、打结机构和热处理机构。

8、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的步进式输出机构的传动为链轮配合链条转动，推动板安装在链条上，同时在链条的两侧还具有供弹簧座圈放置的导向槽。

9、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的自动送料机的翻转机构为内附磁性元件的多棱柱状转轮，通过磁力作用吸附弹簧，将水平放置的弹簧变为竖直放置。

10、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的自动送料机的传送机构包括输送皮带、皮带导轨；输送皮带安置在皮带导轨上，在皮带导轨和输送皮带之间具有使得弹簧平稳传送的磁性阻尼器。

11、如权利要求6或10所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的自动送料机的传送机构还包括座圈导轨，座圈导轨为进口大、出口小的燕尾状开槽，弹簧通过座圈导轨后，弹簧的结头受座圈导轨限制，自动朝向输送方向。

12、如权利要求11所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的整机控制装置还包括安装在座圈导轨边上的监控传感器，当在设定的时间内未检测到弹簧通过，产生报警提示。

13、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的自动送料机的定位推送机构包括转向器，转向器安装在第一只弹簧的位置；转向器具有旋转执行器、直线执行器、可动盘，磁铁；装有磁铁的可动盘位于第一只弹簧的上方，连接直线执行器和旋转执行器。

14、如权利要求6所述的一种全自动生产床芯的设备，其特征在于：所述的自动串簧组装机包括上串簧钢丝成形器、下串簧钢丝成型器、推料机构；上串簧钢丝成形器、下串簧钢丝成型器的分别对准设置于弹簧上、下座圈处；推料机构包括固定弹簧串簧位置的夹具和推动床芯外移的推料板。

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