CN103252424B - 一种自动弯丝机 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种自动弯丝机，包括以下各个机构：用于输送金属线材的送料机构；可绕输送金属线材轴线360度转动的旋转机构；安装于旋转机构上、位于送料机构前端的剪切机构；安装于旋转机构上，位于剪切机构前端的换模机构；安装于旋转机构上，位于换模机构前端的折弯机构。本发明可用于数控弯丝设备的全自动弯丝装置，拥有线材输送、弯曲成形和切断的功能，并能够实现多个模位自动转换的线材一次成形功能。同时具有折弯和推弯两种线材成形方式，能够实现二维和三维数控弯丝功能的机械结构。

Description

一种自动弯丝机

技术领域

本发明涉及金属线材弯曲成形技术领域，尤其涉及一种自动弯丝机。

背景技术

随着金属线材制品在建筑、家饰及汽车领域中的广泛应用，目前，我国已成为一个金属线材制品的生产大国。然而通过市场调研发现，目前我国在金属线材的生产方式上还处于劳动密集型阶段，与现代设计制造所倡导的“高效、高精度、高智能化”的理念相背离。市场上虽然出现了专门用于金属线材自动化生产的数控制造装备，但相关核心技术仍由国外少数知名企业所掌握。目前国内同类产品生产的工艺方法大多采用人工或专用的设备辅以相应的靠模来完成，要完成较为复杂的弯丝加工，往往需要多台设备、多道工序、多副模具。目前技术存在效率低、耗能多，制件的品质差、柔性低等诸多问题。

总之，目前我国在数控弯丝机领域的技术水平远落后于国外，缺乏自主研发的核心技术和相关知识产权，在此领域的研究基本上还处于初级阶段。国内五金行业的弯丝机器人市场基本上都被上述国外企业所垄断。因此从国家长远发展考虑，在根本上改变这一落后局面，有必要对金属线材的数控加工技术进行深入研究，从而开发具有自主知识产权的三维线材成型数控设备，以弥补国内同类产品的一项空白。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动弯丝机，拥有线材输送、弯曲成形和切断的功能，并能够实现多个模位自动转换的线材一次成形功能。

本发明另一目的在于设计同时具有折弯和推弯两种线材成形方式，能够实现二维和三维数控弯丝功能的机械结构。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种自动弯丝机，包括以下各个机构：用于输送金属线材的送料机构；可绕输送金属线材轴线360度转动的旋转机构；安装于旋转机构上、位于送料机构前端的剪切机构；安装于旋转机构上，位于剪切机构前端的换模机构；安装于旋转机构上，位于换模机构前端的折弯机构。

所述的旋转机构包括大转盘、驱动大转盘转动的转臂电机、与大转盘连接并作为承载支架的旋转架。

所述的换模机构包括换模电机、传动组件、定位组件、多工位模头；换模电机通过传动组件驱动多工位模头转换，传动组件上安装用于模头定位的定位组件。

所述的传动组件包括与换模电机连接的换模齿轮一、与换模齿轮一啮合的换模齿轮二、安装在换模齿轮二上的换模轴，所述的多工位模头安装在换模轴上。

所述的多工位换模头包括模头盘，在模头盘上形成供金属线材穿过的的过道，过道将模头盘表面分成多个区域，每个区域设置至少两个形状规格不同的模头。

所述的过道为两条，且经过模头盘转动点相互垂直。

所述的定位组件包括用于驱动换模齿轮二的汽缸、安装在换模齿轮二上的四方块、在换模齿轮二上方且下表面对应四方块开设四方槽的模位定位板。

所述的折弯机构包括折弯电机、连接在折弯电机上的折弯齿轮一、与折弯齿轮一啮合的折弯齿轮二、安装在折弯齿轮二上的折弯组件。

所述的剪切机构包括剪切电机、受剪切电机驱动的偏心轮、与偏心轮连接带动的剪切组件；输送的金属线材经过送料机构送入到剪切组件中。

所述的剪切组件包括受偏心轮驱动、可绕支点转动的动刀，动刀上方具有与机架固定的首固件和尾固件，动刀前端形成凸起的台阶，首固件与台阶的阶面相贴，且首固件相贴处为弧形面；供金属线材穿过的长管通过首固件和尾固件固定，台阶开设有供金属线材穿过且与长管在同一轴线的内孔。

采用上述技术方案后，本发明集线材输送、弯曲成形和切断的功能与一体，且通过旋转机构，实现360度全方位工作。本发明中多个模位自动转换的线材一次成形，应用面广，适用于各种弹簧的成型。

同时本发明中的换模机构换模方便，定位可靠精准，切断方式不同于传统的切刀切断方式，可完全避免切刀切断时形成的毛丝，断面整洁。

附图说明

图1为本发明较佳实施例整体侧面示意图；

图2为本发明较佳实施例换模机构中的定位装置示意图；

图3为本发明较佳实施例模头的平面示意图；

图4为本发明较佳实施例剪切机构平面示意图。

具体实施方式

结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。

一种自动弯丝机，主要包括的几大机构有送料机构1、旋转机构2、剪切机构3、换模机构4、折弯机构5。

送料机构1主要用于输送用于制造弹簧的金属线材10，送料机构主要包括送料电机11、送料装置12，送料装置12上带有送线轮13，送料电机11驱动送线轮13转动，金属线材10放置在送线轮13之间，通过送线轮13的转动，带动金属线材10往前输送。

旋转机构2是一个旋转部件，承载换模机构3、折弯机构4和剪切机构5绕着输送金属线材10的轴线位置360度旋转，因此可以实现360度全方位作业，弹簧制作带来多角度变化。主要是包括大转盘21、转臂电机22、旋转架23。大转盘21轴线与输送金属线材10的轴线平行，大转盘21与转臂电机22连接，转臂电机22驱动大转盘21转动，上述的换模机构3、折弯机构4和剪切机构5安装在与大转盘21连接旋转架23上。当大转盘21转动时，带动旋转架23连同各个机构一起转动。

剪切机构3用于将输送过程中的金属线材切断，传统的切断都是采用切刀切断，而本发明中剪切机构3切断原理完全不同，主要包括的部件有剪切电机31、偏心轮32、动刀33、首固件34、尾固件35、长管39。剪切电机31安装在旋转架23上，剪切电机31连接偏心轮32，驱动其转动。动刀33安装在旋转架23上，固定于一个支点36，可绕支点36转动。动刀33一侧开设套置偏心轮32的腔体，偏心轮32转动时，拨动动刀33绕支点36转动一定角度。

动刀33的前端表面突起，形成一个台阶37。在动刀33上方靠近台阶37的一侧，设置有首固件34，而在另一侧设置有尾固件35。且首固件34与台阶37的阶面相贴，此处形成金属线材10的剪切处。为了保证动刀转动自由，首固件34与台阶相贴的面为弧形面。首固件34、尾固件35是固定在机架上，相对动刀33而言是固定不动的。为了方便金属线材10的输送，首固件34和尾固件35固定有一个长管39，在动刀33的台阶37内开设有内孔，与长管39在同一轴线上，被输送的金属线材10依次穿过长管39、以及动刀33台阶37上的内孔。

为了确保长管39的平直度和输送稳定性，在首固件34、尾固件35之间，偏向首固件34的一侧安装副首固件38。当需要切断时，动刀33借助偏心轮32的转动，被迫拨动，绕支点36转过一个角度，台阶37和首固件34位置错开，此时在剪切处的金属线材被迫扭断。本发明中的切断方式不采用任何切刀装置，因此不会产生切断的毛边，且降低噪音。

当金属线材10从剪切机构3中输出尚未切断时，需要进行金属线材折弯步骤，弯折步骤折弯机构5来实现，而由于现有弹簧的规格形状各异，折弯需要有依靠这种尺寸规格的模头。因此本发明中通过借助位于剪切机构3前端的换模机构实现各个模头之间的切换。

换模机构4涉及到的部件包括换模电机41、换模齿轮一42、换模齿轮二43、换模轴44、多工位模头45。换模电机41安装在旋转架23上，换模齿轮一42、换模齿轮二43、换模轴44形成传动组件。换模齿轮一42连接换模电机41，而换模齿轮二43与换模齿轮一42相互啮合，换模齿轮二43和多工位模头45都安装在换模轴44上，当换模电机41启动时，通过传动组件带动多工位模头45转动。

多工位换模头45中包括模头盘451，在本实施例中，模头盘451为圆盘结构。模头盘45的盘面上具有两条过圆心且相互垂直的过道452，这两条过道452将盘面划分成四个区域，每个区域上设置不同规格尺寸的模头453。

多工位模头45转动时，将所需的模头453转至金属线材10的一侧，作为折弯的模具。

由于本发明中的模头453之间需要切换，因此需要附加一个定位组件将换模后的角度定位。因此本实施例中在换模齿轮二43上设置四个等角度分布的四方块46，而在换模齿轮二43的上方，设置有相对于旋转架23相对不动的模位定位板47，模位定位板47对应四方块46开设有四方槽48，而换模齿轮二43与汽缸49连接，受汽缸49推动实现在换模轴44上的轴向移动。

当多工位模头45转动至所需要的角度，汽缸49启动，推动换模齿轮二43上移，四方块46插入至四方槽48中，实现换模齿轮二43与模位定位板47的结合。也就是确保了换模轴44不再转动，模头453位置的定位。

折弯机构5位于换模机构4的前方，主要包括折弯电机51、连接在折弯电机51上的折弯齿轮一52、与折弯齿轮一52啮合的折弯齿轮二53、安装在折弯齿轮二53上的折弯组件54。折弯电机51也安装在旋转架23上，当折弯操作时，折弯电机51驱动折弯齿轮一52转动，与折弯齿轮一52啮合的折弯齿轮二53转动，带动折弯齿轮二53上折弯组件54转动至一定角度，位于适合模头453附近折弯的位置。而折弯组件54本身采用市面上卷簧机中的现有部件，其主要功能就是将金属线材10进行折弯，其工作原理这里不做赘述。

本发明工作时，送料电机11和送料装置12将金属线材10送到多工位模头45和折弯机构5上方，此时金属线材10并未接触。然后换模电机41旋转预先设定的换模角度，使得与其紧密配合的换模齿轮一41转动，换模齿轮一41通过齿轮啮合将动力传送到换模齿轮二42上，换模齿轮二42利用定位销和夹紧装置固定在换模轴44上，从而带动换模轴44的旋转，将多工位模头45旋转到工作模位。此时汽缸49作动，将换模轴44和多工位模头45向上推，使得金属线材10位于过道452中，进入预先设定的模位上，同时折弯组件54中的电动伸缩杆作动将折弯头向上顶。然后折弯电机51将动力传送给折弯齿轮一51，折弯齿轮一51再将动作传送到折弯齿轮二52，从而折弯齿轮二52带动折弯组件54上的折弯头进行旋转，对金属线材10进行弯曲成形。在折弯过程中，可通过控制汽缸49和电动伸缩杆的收回，使多工位模头和折弯组件54上的折弯头下降，金属线材脱离模头盘451，离开线材加工平面，然后进行模位的转换，再进入金属线材10加工面，进行金属线材10的弯曲成形，同时可通过控制转臂电机22，对大转盘21进行旋转，带动旋转架23的空间旋转，实现线材的三维成形。

折弯工序结束后，剪切电机31工作，带动偏心轮32旋转，偏心轮32再通过杠杆原理对金属线材10进行切断，完成线材零件的加工。

折弯过程中，需要保持模头453固定不动，但模头453所受扭力很大，而换模电机41因功率较小而抱闸力小，无法保持换模轴44的静止，会造成换模轴44旋转问题。由此采用四方块46和四方槽48定位夹紧。当转换模位后，汽缸49将换模轴44和换模齿轮二42向上推，换模齿轮二42上的四个四方块46进入模位定位板47上对应的四个四方槽48内，因模位定位板47固定于旋转架23上，使得换模齿轮二42和换模轴44无法旋转，夹紧模头453，避免折弯过程中模头转动问题。

由于本实施例中的多工位模头45的换模只需四个位置，故而使用四个点进行固定夹紧，即可旋转四个角度进行换模动作。此方法结构简单，加工成本低廉，但配合紧密，可保证折弯过程中的无间隙影响。

又，多工位模头45的每个模头453都可以拆卸，可根据不同的加工产品安装不同形状和大小的模头模头453，以满足加工产品的折弯角度要求。本实施例中最多可实现金属线材零件8种角度的弯曲成形。此设计结构简单，可以避免因成形角度多而造成的加工工序繁琐问题，加工时间快，效率高，节省加工成本。

当折弯工序结束后，剪切电机31带动偏心轮32进行偏心旋转，将扭力传给动刀33，动刀33绕着支点36进行旋转，与首固件34接触处形成相对运动，实现剪切作用，将成形线材剪断。该方法用杠杆原理传动偏心旋转形成的扭力，用于切断线材。结构简单，输出力矩小，速度快，无毛刺，无噪音，相比用液压剪切，成本低，且不污染环境。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动弯丝机，其特征在于：包括以下各个机构：用于输送金属线材的送料机构；可绕输送金属线材轴线360度转动的旋转机构；安装于旋转机构上、位于送料机构前端的剪切机构；安装于旋转机构上，位于剪切机构前端的换模机构；安装于旋转机构上，位于换模机构前端的折弯机构；所述的换模机构包括换模电机、传动组件、定位组件、多工位模头；换模电机通过传动组件驱动多工位模头转换，传动组件上安装用于模头定位的定位组件；所述的定位组件包括用于驱动换模齿轮二的汽缸、安装在换模齿轮二上的四方块、在换模齿轮二上方且下表面对应四方块开设四方槽的模位定位板。

2.如权利要求1所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的旋转机构包括大转盘、驱动大转盘转动的转臂电机、与大转盘连接并作为承载支架的旋转架。

3.如权利要求1所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的传动组件包括与换模电机连接的换模齿轮一、与换模齿轮一啮合的换模齿轮二、安装在换模齿轮二上的换模轴，所述的多工位模头安装在换模轴上。

4.如权利要求1所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的多工位换模头包括模头盘，在模头盘上形成供金属线材穿过的的过道，过道将模头盘表面分成多个区域，每个区域设置至少两个形状规格不同的模头。

5.如权利要求4所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的过道为两条，且经过模头盘转动点相互垂直。

6.如权利要求1所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的折弯机构包括折弯电机、连接在折弯电机上的折弯齿轮一、与折弯齿轮一啮合的折弯齿轮二、安装在折弯齿轮二上的折弯组件。

7.如权利要求1所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的剪切机构包括剪切电机、受剪切电机驱动的偏心轮、与偏心轮连接带动的剪切组件；输送的金属线材经过送料机构送入到剪切组件中。

8.如权利要求7所述的一种自动弯丝机，其特征在于：所述的剪切组件包括受偏心轮驱动、可绕支点转动的动刀，动刀上方具有与机架固定的首固件和尾固件，动刀前端形成凸起的台阶，首固件与台阶的阶面相贴，且首固件相贴处为弧形面；供金属线材穿过的长管通过首固件和尾固件固定，台阶开设有供金属线材穿过且与长管在同一轴线的内孔。