CN103771188B - 一种自动盘软管机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动盘软管机，用于软管在自动生产线成品后进行收料，包括：送管单元、切管单元、收管单元和控制系统；送管单元，用于将生产线上的成品的软管传输至切管单元；切管单元，用于将软管裁切成预定的长度；收管单元，用于接收具有预定长度的软管，并将软管有序地盘绕成卷；控制系统，用于控制送管单元将所述软管沿直线方向往复移动，且用于控制切管单元将软管裁切成预定的长度，以及用于控制收管单元依靠自身旋转以将软管盘绕成卷。这样，在盘管的时候，软管的盘绕直径可以自动的、有序的变化，软管可以成层的、平整的堆叠。

Description

一种自动盘软管机

技术领域

本发明涉及一种塑料材质的软管在自动生产线中的收料部分，即一种自动盘软管机。

背景技术

塑料软管广泛应用于日常生活工作中，其中，涉及医疗领域或者食品领域的塑料软管，必须确保在生产工程中没有受到任何污染，这就要求塑料软管在生产过程中尽量减少人工操作工序。

现有技术中，盘管的工作往往是人工进行，效率低且容易污染软管；为此，如何将挤出成型的塑料软管有序的、自动的进行盘卷收料，成为业界人士研发的热点。

发明内容

本发明提供一种塑料软管有序的、自动的进行盘卷收料的机器，尽量避免人工操作以减少污染，提高效率。

本发明的一种自动盘软管机，用于软管在自动生产线成品后进行收料，包括：送管单元、切管单元、收管单元和控制系统；送管单元，用于将生产线上的成品的软管传输至切管单元；切管单元，用于将软管裁切成预定的长度；收管单元，用于接收具有预定长度的软管，并将软管有序地盘绕成卷；控制系统，用于控制送管单元将所述软管沿直线方向往复移动，且用于控制切管单元将软管裁切成预定的长度，以及用于控制收管单元依靠自身旋转以将软管盘绕成卷；送管单元之后依次设置切管单元以及收管单元，控制系统安装在设置于设备外部的控制柜内。

优选地，一种自动盘软管机还包括报警装置，用于检测送管单元、切管单元和收管单元的工作状况，当三者之中任何之一出现故障，报警装置将信号传递给控制系统以进行报警。优选地，所述送管单元包括送管支架、变径电机、变径丝杆、导轨滑块、变径滑台、送管臂、第一导轮、第二导轮、张紧轮、送料电机、送料同步带轮、送料同步带、送料轮、压紧轮、调节块和挡块；变径电机安装于送管支架上，变径电机与变径丝杆驱动连接，变径滑台与变径丝杆连接，同时变径滑台通过导轨滑块与送管支架导向连接，送管臂安装在变径滑台上，第一导轮可转动安装于送管支架上，第二导轮可转动安装于送管臂上，张紧轮安装于第一导轮与第二导轮之间，送管臂端部安装有送料轮与压紧轮，送料轮与压紧轮平行布置，送料轮与压紧轮之间的安装间距可调节安装，送料电机安装在送管臂上，送料同步带轮与送料轮同轴刚性连接，送料同步带轮与送料电机通过送料同步带传动连接，调节块与压紧轮同轴连接，挡块档设于调节块外部；所述送管单元还包括测速机构，所述测速机构包括测速臂、测速压轮、测速同步带轮、测速同步带、压轮弹簧和编码器；测速臂设有活动端与铰接端，测速臂的铰接端与送管支架铰接，测速臂的活动端可转动安装有测速压轮，测速臂的活动端与送管支架之间安装有压轮弹簧，编码器安装于测速臂中部，编码器与测速压轮分别同轴连接一个测速同步带轮，两个测速同步带轮之间通过测速同步带传动连接。

优选地，所述切管单元固定安装于所述送料轮以及压紧轮的下方，所述切管单元包括切断刀座和切断气缸，切断刀座安装于送料轮以及压紧轮的下方，切断气缸安装于切断刀座的侧方。

优选地，把送管单元将软管送至切管单元的速度定义为第一速度，所述控制系统包括第一测速器，用于检测第一速度以供控制系统根据生产线的出品速度来对第一速度进行调整。

优选地，把收管单元的盘卷速度定义为第二速度，所述控制系统包括第二测速器，用于检测第二速度以供控制系统根据第一速度来对第二速度进行调整。

优选地，所述软管沿直线方向往复移动的最小距离为软管的直径。

优选地，所述收管单元包括：第一收容装置；衔接构件，可拆卸地安装于第一收容装置的下方；第一驱动装置，用于借由衔接构件驱动第一收容装置的旋转；一抬升装置，用于借由衔接构件驱动第一收容装置与第一驱动装置分离。

优选地，所述收管单元还包括：第二收容装置和第二驱动装置；所述第二驱动装置用于驱动第一收容装置和第二收容装置进行水平方向的换位；其中，当第一收容装置与第一驱动装置分离时，第一收容装置离开原始位置，第二收容装置进入第一收容装置的原始位置；以及所述抬升装置用于借由衔接构件驱动使第二收容装置与第一驱动装置接合。

优选地，所述第一收容装置包括固定连接的第一收容器和第一固定构件，衔接构件可拆卸地安装于第一固定构件的下方。

本发明的一种自动盘软管机，送料单元在传送软管的同时，使得软管沿直线方向做往复移动，而收管单元依靠自身旋转以将软管盘绕成卷，这样，在盘管的时候，软管的盘绕直径可以自动的、有序的变化，软管可以成层的、平整的堆叠，当堆叠到预定长度时，控制系统指令切管单元自动将其切断，在收卷阶段最大限度地避免了现有技术中的人工操作，在提高生产效率的同时，减少了在生产过程中的收料阶段对软管的人工污染。

附图说明

图1为本发明的一种自动盘软管机的立体图；

图2为图1所示的送管单元和切管单元的立体图；

图3为图1所示的收管单元的局部示意图；

图4为图1所示的收管单元的局部分解图；

图5为图1所示的收管单元的局部的剖视图，表示第一收容装置、衔接构件、第一驱动装置和抬升装置在盘管过程中的配合状态；

图6为图1所示的收管单元的局部的剖视图，表示第一收容装置、衔接构件、第一驱动装置和抬升装置在盘管结束后的工作料盘即将换位的状态。

附图标号说明

机架1送管单元2送管支架2a

变径滑台2b送管臂2c第一导轮2d

第二导轮2e张紧轮2f切管单元3

切断刀座3a切断气缸3b送料电机4a

送料同步带轮4b送料轮4c压紧轮4d

调节块4e挡块4f测速机构5

测速臂5a测速压轮5b测速同步带轮5c

压轮弹簧5d编码器5e导轨滑块7

变径电机8a变径丝杆8b工作料盘9a

预备料盘9b第一固定构件10滑台11

衔接构件12滑套12a滚动轴承12b

回转件13回转台13a回转轴13b

轴承座15a圆锥滚子轴承15b推力球轴承15c

锁紧螺母16导杆17滑块18

导杆支承座19驱动分离装置26抬升气缸26a

拨叉26b回转电机27输出轴27a

导向键27b工位气缸30

具体实施方式

（一）整体

请参照图1所示，为本发明的一种自动盘软管机的具体实施例，用于软管在自动生产线成品后进行收料，包括：机架1，安装于机架1上的送管单元2、切管单元3、收管单元、报警装置和控制系统（未图示）；送管单元2，用于将生产线上的成品的软管传送至切管单元3；切管单元2，用于将软管裁切成预定的长度；收管单元，用于将软管有序地盘绕成卷；送管单元2之后依次设置切管单元3以及收管单元，控制系统安装在设置于设备外部的控制柜内。报警装置，用于检测送管单元2、切管单元3、收管单元的工作状况，当送管单元2、切管单元3和收管单元之中的任何之一出现故障，报警装置将信号传递给控制系统以进行报警。

（二）送管单元和切管单元

如图1和图2所示，所述送管单元2包括送管支架2a、变径电机8a、变径丝杆8b、导轨滑块7、变径滑台2b、送管臂2c、第一导轮2d、第一导轮2e、张紧轮2f、送料电机4a、送料同步带轮4b、送料同步带、送料轮4c、压紧轮4d、调节块4e和挡块4f；变径电机8a安装于送管支架2a上，变径电机8a与变径丝杆8b驱动连接，变径滑台2b与变径丝杆8b连接，同时变径滑台2b通过导轨滑块7与送管支架2a导向连接，送管臂2c安装在变径滑台2b上，第一导轮2d可转动安装于送管支架2a上，第一导轮2e可转动安装于送管臂2c上，张紧轮2f安装于第一导轮2d与第一导轮2e之间，送管臂2c端部安装有送料轮4c与压紧轮4d，送料轮4c与压紧轮4d平行布置，送料轮4c与压紧轮4d之间的安装间距可调节安装，送料电机4a安装在送管臂2c上，送料同步带轮4b与送料轮4c同轴刚性连接，送料同步带轮4b与送料电机4a通过送料同步带传动连接，调节块4e与压紧轮4d同轴连接，挡块4f档设于调节块4e外部。

需要盘绕的软管依次绕接在第一导轮2d、张紧轮2f和第一导轮2e上，通过张紧轮2f对软管进行张紧，防止软管在送管的过程中脱离第一导轮2d或第一导轮2e。随后软管绕接于送料轮4c上，并通过压紧轮4d将软管压紧在送料轮4c上，保证送料轮4c与软管接触紧密。压紧轮4d与送料轮4c之间的间距可调节安装，以适应不同软管的管径，送料轮4c与压紧轮4d之间的间距调节完成后，调整好挡块4f的位置，使挡块4f档设于调节块4e的外部对调节块4e进行限位。送料轮4c在送料电机4a的驱动下旋转，依靠送料轮4c与软管之间的摩擦力使软管在送料轮4c的转动下不断送料。送管臂2c安装于变径滑台2b上，可随变径滑台2b一起滑动。通过变径电机8a驱动变径丝杆8b旋转，带动变径滑台2b在导轨滑块7的导向作用下移动，从而实现软管送料位置的平行移动，进行软管盘绕过程中的盘绕半径变化。

如图2所示，所述送管单元2还包括测速机构5，所述测速机构5包括测速臂5a、测速压轮5b、测速同步带轮5c、测速同步带、压轮弹簧5d和编码器5e；测速臂5a设有活动端与铰接端，测速臂5a的铰接端与送管支架2a铰接，测速臂5a的活动端可转动安装有测速压轮5b，测速臂5a的活动端与送管支架2a之间安装有压轮弹簧5d，编码器5e安装于测速臂5a中部，编码器5e与测速压轮5b分别同轴连接一个测速同步带轮5c，两个测速同步带轮5c之间通过测速同步带传动连接。

在整个盘卷过程中，通过所述测速机构5来测算胶管的送料速度。通过测速同步带实现编码器5e与测速压轮5b的连接，从而编码器5e可以计算压轮的回转线速度，进而可以通过编码器5e的脉冲计算来计算软管的送料速度。

所述切管单元3固定安装于所述送料轮4c以及压紧轮4d的下方，所述切管单元3包括切断刀座3a和切断气缸3b，切断刀座3a安装于送料轮4c以及压紧轮4d的下方，切断气缸3b安装于切断刀座3a的侧方。

当软管盘绕完成，不需要再对软管进行送料时，切管单元3工作，通过切断气缸3b带动刀具在切断刀座3a上运动，切断软管。

（三）收管单元

如图3和图6所示，所述收管单元包括结构相同的第一收容装置和第二收容装置，还包括衔接构件12、抬升装置26、第一驱动装置和第二驱动装置。

所述第一收容装置包括固定连接的第一收容器（第一收容器为工作料盘9a）和第一固定构件10。所述第二收容装置包括固定连接的第二收容器（第二收容器为预备料盘9b）和第二固定构件。第一收容器和第二收容器的结构相同，第一固定构件10和第二固定构件结构相同。工作料盘9a放置于切管单元3的下方，预备料盘9b放置工作料盘9a的一侧，暂时闲置。

如图6所示，工作料盘9a固定安装于第一固定构件10，第一固定构件10可拆卸地安装于第一衔接构件12。

如图4和图5所示，第一固定构件10包括滑台11、穿过滑台11的回转件13和固定安装于滑台11的轴承组件，回转件13的上部分为回转台13a，回转件13a的下部分为回转轴13b，工作料盘9a固定安装于回转台13a上，回转轴13b穿设于轴承组件。所述轴承组件包括轴承座15a和安装于轴承座的圆锥滚子轴承15b和推力球轴承15c，轴承座15a通过机械连接方式固定安装于所述滑台11上。轴承座15a下方具有一锁紧螺母16，锁紧螺母16套设于回转轴13b的下端，用于将推力球轴承15c固定于轴承座15a上。

应当理解的是，圆锥滚子轴承15b主要承受以径向为主的径、轴向联合载荷，而推力球轴承15c这种轴承可承受轴向载荷，但不能承受径向载荷。这里，轴承座15a主要承受的是轴向载荷，因此理论上只用推力球轴承15c就可以，但是为了防止第一驱动装置径向的跳动误差，所以要再装一个圆锥滚子轴承15b。

如图3所示，所述收管单元还包括一对平行的导杆17和安装于导杆17上的多个滑块18，所述滑台11固定安装于所述滑块18上，每一导杆17的两端通过导杆支承座19固定安装在机架1上。在本实施例中，工作料盘9a和预备料盘9b在同一滑台11上。如图4和图6所示，衔接构件12包括位于回转件13下方的一滑套12a，滑套12a的上端的侧面为圆锥面，中间和下端为侧面为圆柱面，且中间部分的直径大于下端的直径。滑套12a的上端进入回转轴13b下端的轴孔内，回转轴13b下端的轴孔的末端亦为圆锥面，以配合滑套12a上端的圆锥面，这样，滑套12a依靠圆锥面向上抵持回转轴13b。当滑套12a与回转件13组装时，圆锥面具有导引作用，有利于滑套12a和回转件13的对中。

衔接构件12还包括滚动轴承12b，滑套12a的下端套设于滚动轴承12b之中。

抬升装置26包括一抬升气缸26a和受抬升气缸驱动的拨叉26b，拨叉26b用于将推动滑套12a和滚动轴承12b在竖直方向的移动。拨叉26b插入滚动轴承12b上，拨叉26b的U形开口只能水平方向插入滚动轴承12b上；当插入滚动轴承12b，拨叉26b于竖直方向的移动带动滚动轴承12b和滑套12a一起上下移动。

第一驱动装置为回转电机27，回转电机27具有输出轴27a，输出轴27a上设有一导向键27b，滑套12a的内表面凹设有一定位槽（未图示）以配合导向键27b，使得输出轴27a的转动传递给滑套12a，滑套12a与拨叉26b之间因为设有滚动轴承12b，这样，滑套12a与滚动轴承12b承形成滚动摩擦，将摩擦带来的机械损伤降低了最少。因为滑套12a依靠圆锥面向上抵持回转轴13b，滑套12a于回转轴13b通过滑动摩擦，传动动力，工作料盘9a围绕中心轴进行转动，如图5所示。而滑套12a从回转轴13b下方分离，也很容易，如图6所示。如图3所示，第二驱动装置为用于水平推移滑台的工位气缸30，工位气缸30与滑台11固定安装，工位气缸30推动滑台11沿着导杆17在水平方向上移动。

（四）整机工作原理

（A）关于工序

如图1和图3所示，送管单元2将软管送至工作料盘9a，工作料盘9a在回转电机27的作用下不停的旋转，移动导架5则在第一主动机构的驱动下做往复的直线移动。

如图1和图2所示，第一常见的情况是，变径滑台2b的初始位置位于距离工作料盘9a的中心最远的位置（称之为边缘位置），然后往靠近工作料盘a中心的方向移动，即软管从外至里逐渐绕圈；然后再从中心位置往边缘位置移动，即软管依照外—>里—>外顺序逐渐绕圈，这样周而复始，直到达到预定的长度。第二种常见的情况是，变径滑台2b的初始位置位于工作料盘9a中心的方向，再朝向边缘位置，接着再由边缘位置向工作料盘9a的中心进行盘绕，即软管依照里—>外—>里顺序进行盘绕。这样，保证了逐层盘绕，形成有序的形状，不容易打结。

应当理解的是，工作料盘9a只是围绕回转电机27的轴线进行旋转，而变径滑台2b的每次移动的步进距离（即变径滑台2b的每次移动的最小单元）应当与软管的直径大体相当，这样，每层的软管之间的排布才密实，不过于松散。

如图2所示，应当理解的是，变径滑台2b的每次移动的步进距离是可以根据不同规格的软管进行调整的，通过人工设置合理的参数于控制系统中。

如图5和图6所示，当工作料盘9a装满符合要求的长度的软管后，控制系统指令切管单元将软管裁剪。同时，控制系统指令抬升气缸26a向下移动；当抬升气缸26a驱使拨叉26b向下运动时，滑套12a和滚动轴承12b往下移动，且滑套12a沿着输出轴27a移动，这样，滑套12a从下方脱离回转轴13b。衔接构件12与第一固定构件10分离。

此时，控制系统指令第二驱动装置推动滑台11沿着导杆17移动，如图1的图面方向所示，滑台11向左水平移动，固定于轴承座15a的工作料盘9a向左移动以等待人员将成卷的软管取出，预备料盘9b向工作料盘9a的方向移动，即预备料盘9b变成了工作料盘。

应当理解的是，工作料盘9a下方设有第一固定构件10、衔接构件12和第一驱动装置等等，而预备料盘9b下方只设有与第一固定构件10结构相同的第二固定构件，并无上下活动的衔接件和第一驱动装置。处于使用状态时，只能是一个料盘，而不是两个料盘，当工作料盘9a的软管盘卷足够长度后，被移开，等待人工收走软管以变成一个空的料盘用于备用，同时预备料盘9b进入切管单元3下方，变成工作料盘。

（B）关于速度控制

所述控制系统包括第一测速器（未图示）和第二测速器（未图示），在本实施例中，第一测速器和第二测速器均优选为传感器。把送管单元2将软管送至切管单元3的速度定义为第一速度，所述第一测速器用于检测第一速度，控制系统根据生产线的出品速度来对第一速度进行调整，如果生产线的出品速度变快，则加快送料轮4c的旋转，使得盘管的速度也加快；如果生产线的出品速度变慢，则降低送料轮4c的旋转，使得盘管的速度也变慢，这样，根据生产线的出品速度与盘软管的速度保持一致，不会造成软管的堆叠。

把收管单元之中的工作料盘的盘卷速度定义为第二速度，所述第二测速器用于检测第二速度，控制系统根据第一速度来对第二速度进行调整，如果送管的速度变快，则加快工作料盘9a的旋转，使得盘管的速度也加快；如果送管的速度变慢，则降低工作料盘9a的旋转速度，使得盘管的速度也变慢，这样，根据送管的速度与盘软管的速度保持一致，不会造成软管的堆叠。同时，在切管时会产生短暂的停顿，当控制系统接收到软管已经达到预定的长度需要剪切的信号后，也将主动降低工作料盘9a的旋转速度。

当正常工作中，由于切管和调换工作料盘9a与预备料盘9b时，有时间上的停顿，此段距离有助于缓冲软管的送管，此时，软管在第一导轮、张紧轮和第二导轮的夹紧作用下始终保持顺直状态，一旦切管完成并完成工作料盘9a与预备料盘9b的对调，此时，送料电机4a驱动送料轮4c运转，使得第一速度和第二速度保持匹配。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动盘软管机，用于软管在自动生产线成品后进行收料，包括：送管单元、切管单元、收管单元和控制系统；

送管单元，用于将生产线上的成品的软管传输至切管单元；

切管单元，用于将软管裁切成预定的长度；

收管单元，用于接收具有预定长度的软管，并将软管有序地盘绕成卷；

控制系统，用于控制送管单元将所述软管沿直线方向往复移动，且用于控制切管单元将软管裁切成预定的长度，以及用于控制收管单元依靠自身旋转以将软管盘绕成卷；

送管单元之后依次设置切管单元以及收管单元，控制系统安装在设置于设备外部的控制柜内；

所述送管单元包括送管支架、变径电机、变径丝杆、导轨滑块、变径滑台、送管臂、第一导轮、第二导轮、张紧轮、送料电机、送料同步带轮、送料同步带、送料轮、压紧轮、调节块和挡块；变径电机安装于送管支架上，变径电机与变径丝杆驱动连接，变径滑台与变径丝杆连接，同时变径滑台通过导轨滑块与送管支架导向连接，送管臂安装在变径滑台上，第一导轮可转动安装于送管支架上，第二导轮可转动安装于送管臂上，张紧轮安装于第一导轮与第二导轮之间，送管臂端部安装有送料轮与压紧轮，送料轮与压紧轮平行布置，送料轮与压紧轮之间的安装间距可调节安装，送料电机安装在送管臂上，送料同步带轮与送料轮同轴刚性连接，送料同步带轮与送料电机通过送料同步带传动连接，调节块与压紧轮同轴连接，挡块挡设于调节块外部。

2.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于：还包括报警装置，用于检测送管单元、切管单元和收管单元的工作状况，当三者之中任何之一出现故障，报警装置将信号传递给控制系统以进行报警。

3.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于：所述送管单元还包括测速机构，所述测速机构包括测速臂、测速压轮、测速同步带轮、测速同步带、压轮弹簧和编码器；测速臂设有活动端与铰接端，测速臂的铰接端与送管支架铰接，测速臂的活动端可转动安装有测速压轮，测速臂的活动端与送管支架之间安装有压轮弹簧，编码器安装于测速臂中部，编码器与测速压轮分别同轴连接一个测速同步带轮，两个测速同步带轮之间通过测速同步带传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于：所述切管单元固定安装于所述送料轮以及压紧轮的下方，所述切管单元包括切断刀座和切断气缸，切断刀座安装于送料轮以及压紧轮的下方，切断气缸安装于切断刀座的侧方。

5.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于：把送管单元将软管送至切管单元的速度定义为第一速度，所述控制系统包括第一测速器，用于检测第一速度以供控制系统根据生产线的出品速度来对第一速度进行调整。

6.根据权利要求5所述的一种自动盘软管机，其特征在于：把收管单元的盘卷速度定义为第二速度，所述控制系统包括第二测速器，用于检测第二速度以供控制系统根据第一速度来对第二速度进行调整。

7.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于：所述软管沿直线方向往复移动的最小距离为软管的直径。

8.根据权利要求1所述的一种自动盘软管机，其特征在于，所述收管单元包括：

第一收容装置；衔接构件，可拆卸地安装于第一收容装置的下方；

第一驱动装置，用于借由衔接构件驱动第一收容装置的旋转；以及

一抬升装置，用于借由衔接构件驱动第一收容装置与第一驱动装置分离。

9.根据权利要求8所述的一种自动盘软管机，其特征在于，所述收管单元还包括：第二收容装置和第二驱动装置；所述第二驱动装置用于驱动第一收容装置和第二收容装置进行水平方向的换位；其中，当第一收容装置与第一驱动装置分离时，第一收容装置离开原始位置，第二收容装置进入第一收容装置的原始位置；所述抬升装置用于借由衔接构件驱动使第二收容装置与第一驱动装置接合。

10.根据权利要求8所述的一种自动盘软管机，其特征在于，所述第一收容装置包括固定连接的第一收容器和第一固定构件，衔接构件可拆卸地安装于第一固定构件的下方。