CN104475553B - 一种返卷弹簧全自动成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种返卷弹簧全自动成型机。包括依次设置的盘式送料架、重力缓冲装置、自动高频退火装置、长度调节装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置、成品收集装置和电控箱，电控箱中装设自动控制器，自动控制器分别与自动高频退火装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置和卷取装置连接，并进行数码控制。将原来分散的加工设备有效合理的合并在一条生产线上，并将原先单工位、单人工、手工操作的工序自动化，从而实现返卷弹簧的自动化生产，提高了生产效率和产品成材率，降低了生产成本，降低了劳动强度，提高了生产的安全性，并且减少了生产场地。

Description

一种返卷弹簧全自动成型机

技术领域

本发明涉及一种钢卷尺用的返卷弹簧自动成型设备，特别涉及一种可以将弹簧钢带定长切断、自动退火、卷曲成型的返卷弹簧全自动成型机。

背景技术

钢卷尺用返卷弹簧是钢卷尺上的重要零件，由于返卷弹簧的作用，使钢卷尺有恒向内的拉力，钢卷尺的尺带总是卷在盒内；返卷弹簧是由弹簧钢钢带（带宽9-30mm；带厚0.09-0.15mm）经过热处理，再由机器定型，冲裁，头部尾部退火而成。

现有返卷弹簧加工一般步骤为：首先将整盘钢带按长度要求进行切断，切断后由人工将其按一定数量捆绑，接着工人将切断的钢带搬至液化气退火区域，将整捆料平放工作台上，通过人工将钢带的两头分别进行退火处理，退火时间和料材退火长度由操作工人的经验决定；退火处理完毕后工人再将其搬至冲床加工区域，通过人工，调试好专用模具和冲床，由人工一根根将料头送入模具，送到限位踩踏冲床开关进行加工。完成后工人将钢带搬至卷曲加工区域，将捆扎物取掉，平铺钢带，每根手工将料钩送入卷曲轴内，人工控制开关进行卷曲，人工卸料。上述返卷弹簧制造过程中，退火长度的一致性、退火硬度的稳定性、长度一致性、卷曲成型稳定性和工序间的连接较为重要。退火工序由人工经验控制退火长度和时间，远远达不到退火的一致性和稳定性：手工冲切，单靠人工定位和手工操作来决定长度达不到产品的一致性，而且存在一定的安全隐患；人工操作卷曲，劳动强度高，也存在安全隐患，同时，工序间流转时场地铺开较大，单靠人工搬运，劳动强度高。由此可见整个返卷弹簧制造过程基本由手工进行，而且一部分工序完全由人工经验控制，产品工序繁多，操作十分不便，且操作者的劳动强度大，存在一定的安全隐患，设备和搬运占地面积大，而且制得的返卷弹簧一致性差，很难满足精度要求高的使用要求，并且每道工序都需要配备一名操作者来操作加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足而提供一种返卷弹簧全自动成型机，使其能将整卷钢带一次性自动成型生产返卷弹簧，从而达到不需人工搬运、一人管多台、产品质量好的目的。

本发明，包括依次设置的盘式送料架、重力缓冲装置、自动高频退火装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置、成品收集装置和电控箱，电控箱中装设自动控制器，自动控制器分别与自动高频退火装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置和卷取装置连接，并进行数码控制。

本发明，所述钢带重力缓冲装置由多组导轮组和4条缓冲弹簧组成，钢带重力缓冲装置使钢带保持恒定的拉力，不会因拉力突变把钢带拉扯变形。

本发明，所述自动高频退火装置由自动控制感应加热器和与其连接的高频线圈组成，其中，自动控制感应加热器与自动控制器连接。根据设定，当线圈内的前根钢带的未端段和后根钢带首端段停顿时，高频退火装置开始工作，高压线圈通电发热对钢带进行退火处理，设定时间到后，高频退火装置停止工作，钢带继续前行。

本发明，所述弯曲成型装置包括定位导轮、成型压轮、成型压刀和气缸A，成型压刀通过刀座安装在机架上，定位导轮和成型压轮设置在滑动座上，滑动座设置在机架的导轨上，滑动座与气缸A的活塞杆连接。在气缸A的作用下，设置在滑动座上的定位导轮和成型压轮按设定的长度距离往前推，钢带经成型压轮与成型压刀所施加的压力成型；钢带通过定位导轮和成型压轮与固定的成型压刀形成平行的“之”形压力,提供一种平稳的成型工艺,同时通过调整滑动座的行程和成型压刀的刀头半径大小,可任意调整钢带所加工成的返卷弹簧的弹力大小。

本发明，在所述卷曲成型装置中，在气缸A活塞杆与滑动座之间，设置微调气缸B；所述气缸A和微调气缸B的输入控制端与自动控制器连接。

本发明，所述计量送料装置包括送料电机、上送料轮、下送料轮和伸缩气缸C，其中，下送料轮为主动轮，由送料电机带动，上送料轮设置在伸缩气缸C的活塞杆上，送料电机和伸缩气缸C的输入控制端与自动控制器连接。通过伸缩气缸的控制，可精确调节上送料轮和下送料轮之间的夹紧程度，送料电机选用伺服电机，可精确计量所输送钢带的长度。

本发明，在所述计量送料装置的前端，设有光电感应器，光电感应器与自动控制器连接。当有钢带经过时，整个返卷弹簧自动成型设备正常运行，当无钢带经过时，则光电感应器输出信号，信号经控制装置处理后，停止整个设备的运行，同时，通过报警器提醒操作人员。

本发明，所述冲剪成型装置包括驱动电机、冲压机和冲剪模具，冲压机和驱动电机与自动控制器连接，当达到设定长度后，把返卷弹簧的头尾冲断并成型；

本发明，所述卷取装置包括上拉料轮、下拉料轮、拉料电机、卷取块和气缸D；拉料电机和气缸D的输入控制端与自动控制器连接，下拉料轮与拉料电机传动连接，在上拉料轮上设有调节手轮，卷取块设置在气缸D的活塞杆上；通过冲剪成型装置的钢带经卷取装置的上拉料轮和下拉料轮拉动后继续向前移动，初始状态时，在气缸D的作用下，活塞杆向左移动带动卷取块向左移动，带圆弧的卷取块与卷取装置机座上的圆弧结构构成圆形腔，返卷弹簧首端在所述圆形腔的引导下，弯曲卷取，当卷曲有2-3圈以后，气缸D的活塞杆带动卷取块向右移动，由于钢带经过卷曲成型装置卷曲成型后，钢带弹簧可自动卷曲，整条钢带弹簧卷曲后为成品，成品返卷弹簧便从落料槽26降落，完成整个返卷弹簧的制作过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1、将原来分散的加工设备有效合理的合并在一条生产线上，并将原先单工位、单人工、手工操作的工序自动化，从而实现返卷弹簧的自动化生产，提高了生产效率和产品成材率，降低了生产成本，降低了劳动强度，提高了生产的安全性，并且减少了生产场地；2、自动生产出的成型返卷弹簧质量稳定、一致性好、精度高，能完全满足要求高的使用条件；3、选用伺服电机带动送料轮送料，由脉冲控制送料长度，提高了长度精度和退火时间精度，产品一致性更好；4、选用高频、定制感应线圈与控制系统配合，控制退火时间，使退火硬度更加均匀，产品一致性稳定；5、料盘断料或无料状态时自动停机报警提示，更加人性化和安全性。

附图说明

图1-图6为本实用新型实施例的结构原理图，其中：图1为主视图，图2为俯视图，图3为实施例之弯曲成型装置初始状态的结构原理图，图4为实施例之弯曲成型装置工作状态的结构原理图，图5为实施例之计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置和成品收集落料槽的结构原理主视图，图6为实施例之计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置和成品收集落料槽的结构原理俯视图；

图7为实施例之冲剪模具结构原理图；

图8为返卷弹簧伸展状态结构俯视图；

图9为成品返卷弹簧的结构立体图。

1、送料盘；2、导轮组；3、缓冲弹簧；4、自动控制感应加热器；5、高频线圈；6、气缸A；61、气缸B；7、电控箱；8、导轨；9、滑动座；10、定位导轮；11、成型压轮；12、刀座；13、成型压刀；14、导向槽A；15、光电感应器；16、气缸C；17、上送料轮；18、下送料轮；19、导向槽B；20、自动冲床；21、调节手轮；22、上拉料轮；23、下拉料轮；24、卷取块；25、气缸D；26、落料槽；27、导轮；28、重力缓冲装置；29、长度调节装置；30、钢带；30A、返卷弹簧首端；30B、返卷弹簧尾端；31、机架；32、送料电机；33、驱动电机；34、拉料电机；35、冲剪模具；40、成品返卷弹簧。

具体实施方式

参照图1-图9，一种返卷弹簧全自动成型机，包括依次设置的盘式送料架1、重力缓冲装置28、自动高频退火装置、长度调节装置29、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置、成品收集装置和电控箱7，电控箱7中装设自动控制器（图中未画出），自动控制器分别与自动高频退火装置、气缸A6、气缸B61、气缸C16、气缸D25、送料电机32、驱动电机33、拉料电机34连接，并进行数码控制。

重力缓冲装置由3组导轮组2和4条缓冲弹簧3组成，重力缓冲装置使钢带30保持恒定的拉力，不会因拉力突变把钢带拉扯变形。

自动高频退火装置由自动控制感应加热器4和高频线圈5组成，根据设定，当线圈内的前根钢带的未端段和后根钢带首端段停顿时，高频退火装置开始工作，高压线圈通电发热对钢带进行退火处理，设定时间到后，高频退火装置停止工作，钢带30继续前行。

长度调节装置29由复数个导轮构成。

弯曲成型装置包括定位导轮10、成型压轮11、成型压刀13和气缸A6，成型压刀13通过刀座12安装在机架31上，定位导轮10和成型压轮11设置在滑动座9上，滑动座9设置在机架的导轨8上，滑动座9与气缸的活塞杆连接，所述气缸由气缸A6和微调气缸B61组成；在气缸的作用下，设置在滑动座9上的定位导轮10和成型压轮11按设定的长度距离往前推，钢带经成型压轮11与成型压刀13所施加的压力成型；钢带30通过定位导轮10和成型压轮11与固定的成型压刀13形成平行的“之”形压力,提供一种平稳的成型工艺,同时通过调整滑动座9的行程和成型压刀13的刀头半径大小,可任意调整钢带所加工成的返卷弹簧的弹力大小。

计量送料装置包括送料电机32、上送料轮17、下送料轮18和伸缩气缸C16，其中，下送料轮18为主动轮，由送料电机32带动，上送料轮17设置在伸缩气缸C16的活塞杆上，通过伸缩气缸的控制，可精确调节上送料轮17和下送料轮18之间的夹紧程度，送料电机32选用伺服电机，可精确计量所输送钢带的长度。

在所述计量送料装置的前端，设有光电感应器15，光电感应器与自动控制器相连；当有钢带经过时，整个返卷弹簧自动成型设备正常运行，当无钢带经过时，则光电感应器输出信号，信号经自动控制器处理后，停止整个设备的运行，同时，通过报警器（图中未画出）提醒操作人员。

冲剪成型装置包括驱动电机33、冲压机20和冲剪模具35，冲压机20与自动控制器连接，当达到设定长度后，把返卷弹簧的首端30A和尾端30B冲断并成型。

成品收集装置主要由落料槽26构成。

卷取装置包括上拉料轮22、下拉料轮23、拉料电机34、卷取块24和气缸D25；下拉料轮23与拉料电机34传动连接，在上拉料轮22上设有调节手轮21，卷取块24设置在气缸D25的活塞杆上；通过冲剪成型装置的钢带经卷取装置的上拉料轮22和下拉料轮23拉动后继续向前移动，初始状态时，在气缸D的作用下，活塞杆向左移动，带动卷取块24向左移动，带圆弧的卷取块24与卷取装置机座上的圆弧结构构成圆形腔，返卷弹簧首端30A在所述圆形腔的引导下，弯曲卷取，当卷曲有2-3圈以后，气缸D25的活塞杆可带动卷取块24向右移动，由于钢带经过弯曲成型装置弯曲成型后，钢带弹簧可自动卷曲，将经冲剪成型后的整条返卷弹簧卷曲成圆圈状，成品返卷弹簧40便从落料槽26降落，完成整个返卷弹簧的制作过程。

钢带30从送料盘1被拉出之后，依次经过重力缓冲装置28、高频线圈5、长度调节装置29、弯曲成型装置的定位导轮10、成型压轮11、成型压刀13、导向槽A14、光电感应器15、计量送料装置的上送料轮17及下送料轮18、导向槽B19、自动冲床20、卷取装置的上拉料轮22、下拉料轮23及卷取块24，成品返卷弹簧从成品收集装置的落料槽26降落，完成整个返卷弹簧的制作过程。

返卷弹簧的设计长度为：从高频线圈5（加热长度的中间）至自动冲床20的冲剪模具35的返卷弹簧的头尾冲断位置之间的距离，在自动控制器的控制下，自动冲床20在实施返卷弹簧的头尾冲断并成型的过程中，钢带30输送运行需要停顿，此时，计量送料装置暂停运行，系统设置在停顿的时间间隔刚好是高频线圈5加热退火的时间，由于每种返卷弹簧的长度不同，可通过长度调节装置中导轮的个数改变和相邻导轮之间的距离进行调节。当返卷弹簧的宽度改变时，可通过调节导向槽A14和导向槽B19的宽度，以适应各种返卷弹簧40的加工生产。

Claims (6)

1.一种返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：包括依次设置的盘式送料架（1）、重力缓冲装置（28）、自动高频退火装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置、卷取装置、成品收集装置和电控箱（7），电控箱（7）中装设自动控制器，自动控制器分别与自动高频退火装置、弯曲成型装置、计量送料装置、冲剪成型装置和卷取装置连接，并进行数码控制，其中，自动高频退火装置由自动控制感应加热器（4）和与其连接的高频线圈（5）组成，其中，自动控制感应加热器（4）与自动控制器连接；所述弯曲成型装置包括定位导轮（10）、成型压轮（11）、成型压刀（13）和气缸A（6），成型压刀（13）通过刀座（12）安装在机架（31）上，定位导轮（10）和成型压轮（11）设置在滑动座（9）上，滑动座（9）设置在机架的导轨（8）上，滑动座（9）与气缸A（6）的活塞杆连接；在所述弯曲成型装置中，在气缸A（6）活塞杆与滑动座（9）之间，设置微调气缸B（61）；所述气缸A（6）和微调气缸B（61）的输入控制端与自动控制器连接。

2.根据权利要求1所述的返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：所述计量送料装置包括送料电机（32）、上送料轮（17）、下送料轮（18）和伸缩气缸C（16），其中，下送料轮（18）为主动轮，由送料电机（32）带动，上送料轮（17）设置在伸缩气缸C（16）的活塞杆上，送料电机（32）和伸缩气缸C（16）的输入控制端与自动控制器连接。

3.根据权利要求2所述的返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：在所述计量送料装置的前端，设有光电感应器（15），光电感应器与自动控制器连接。

4.根据权利要求1所述的返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：所述冲剪成型装置包括驱动电机（33）、冲压机（20）和冲剪模具（35），冲压机（20）和驱动电机（33）与自动控制器连接，当达到设定长度后，把返卷弹簧的头尾冲断并成型。

5.根据权利要求1所述的返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：所述卷取装置包括上拉料轮（22）、下拉料轮（23）、拉料电机（34）、卷取块（24）和气缸D（25）；拉料电机（34）和气缸D（25）的输入控制端与自动控制器连接，下拉料轮（23）与拉料电机（34）传动连接，在上拉料轮（22）上设有调节手轮(21)，卷取块(24)设置在气缸D（25）的活塞杆上。

6.根据权利要求1所述的返卷弹簧全自动成型机，其特征在于：在自动高频退火装置和弯曲成型装置之间，设置长度调节装置（29），长度调节装置（29）由复数个导轮构成。