CN104607945B - 一种自动绕圆系统 - Google Patents

Abstract

一种自动绕圆系统。提供了一种生产效率高，自动化程度高，产品一次成型且一致性好的自动绕圆系统。包括机架，还包括移动机构、绕圆机构、至少一组定位焊接机构和一对升降机构，所述工作台上设有定位槽，所述移动机构包括一对固定架、移动电机、传动轮和传动带，所述一对固定架分别设于所述一对升降机构上，所述绕圆机构包括绕圆驱动电机、电机固定座、绕圆座和平移固定装置，所述平移固定装置设于所述一对固定架之间，所述绕圆座包括夹持体和绕圆杆，绕圆面上设有防滑导向槽，所述定位焊接机构包括夹紧装置、剪切装置、滑动装置、后定位装置、左焊接定位装置和右焊接定位装置。本发明整体连续性好，加工效率高，产品一致性好、自动化程度高。

Description

一种自动绕圆系统

技术领域

本发明涉及一种绕圆系统，尤其涉及对棒状物料的尾部进行绕圆并焊接固定的系统。

背景技术

在生产试管刷、顶针等产品时，通常在棒体上进行植毛或将棒体成型即制得产品，但在使用时，只能将其放置在平台上，易沾染细菌，特别是试管刷，影响试管的清洁效果。目前市场上也有通过手工操作或半自动设备将棒状物料进行绕圆的生产模式，手工操作存在效率低、工作量大的问题，而半自动设备在工作效率上虽有所提升，但是仍需按照切断、绕圆、固定分步操作，自动化程度低；同时由于多次定位导致绕圆尺寸一致性差。

国家局于2014年12月3日公开了一件申请号为“201420270105. 4”，名称为“一种绕圆机构”的实用新型专利，用于将金属线材绕圆整形为弹簧这类连续绕圆的产品，该绕圆机构包括机械臂一、机械臂二和装夹轴，通过改变装夹轴的设置方向，并增加用于辅助支撑装夹轴上产品用的机械臂三，达到绕圆、稳定生产的目的。但是，在实际使用时，仍存在以下问题：一、单位时间内，只能逐一加工，工作效率低；二、装夹轴带动工件旋转，再由机械臂一、二绕圆，而机械臂三兼具支点、切割作用，虽增加工件的位置稳定性，却也划伤工件表面，影响机械性能，设备整体安全性低。

国家局于2012年8月15日公开了一件申请号为“201120538042. 2”，名称为“H 型衬环绕圆装置”的实用新型专利，通过绕圆杆转动带动钢带向内进料，在绕圆杆、压轮I、压轮II和压轮III相互挤压下，制得等曲率半径的钢带。但仍存在以下缺陷：一、钢带变绕圆、边行走，使得绕圆后的钢带稳定性差；二、不能实现自动切断，造成使用不便，降低工作效率。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种生产效率高，自动化程度高，产品一次成型且一致性好的自动绕圆系统。

本发明的技术方案是：包括机架，还包括移动机构、绕圆机构、至少一组定位焊接机构和一对升降机构，所述定位焊接机构设于所述机架上，所述机架包括平行于XY面的工作台，所述一对升降机构设于所述机架上，所述绕圆机构设于所述移动机构上、且位于所述定位焊接机构的上方；

所述工作台上设有与所述定位焊接机构一一对应的定位槽；

所述移动机构包括一对固定架、移动电机、传动轮和沿X向运动的传动带，所述一对固定架分别设于所述一对升降机构上、且沿着Z轴做上升、下降运动，所述移动电机和传动轮分别设于所述一对固定架上，所述传动带设于所述移动电机和传动轮之间；

所述绕圆机构包括绕圆驱动电机、电机固定座、绕圆座和平移固定装置，所述平移固定装置设于所述一对固定架之间，所述电机固定座设于所述平移固定装置上，所述绕圆驱动电机设于所述电机固定座上；

所述绕圆座包括连成一体的夹持体和绕圆杆，所述绕圆杆设于所述夹持体的侧面，所述夹持体连接在所述绕圆驱动电机的电机轴上，所述绕圆杆朝向所述夹持体的一面为绕圆面，所述绕圆面上设有防滑导向槽，所述防滑导向槽截面呈三角形或圆弧形；

所述定位焊接机构包括夹紧装置、剪切装置、滑动装置、后定位装置、左焊接定位装置和右焊接定位装置；

所述夹紧装置包括夹紧固定架、夹紧气缸、支撑板和一对平行于XY面的夹紧臂，所述夹紧固定架设于所述工作台的底面，所述夹紧气缸设于所述夹紧固定架上，所述一对夹紧臂位于所述定位槽的上方、包括固定夹紧臂和活动夹紧臂，所述固定夹紧臂固定设于所述工作台上，所述支撑板竖向活动设于所述夹紧固定架上且所述支撑板的上端穿设过所述工作台、下端连接在所述夹紧气缸上，所述活动夹紧臂设于所述支撑板的上端且与所述固定夹紧臂处于同一平面；

所述滑动装置包括沿X向滑动的滑板和内定位成形靠模，所述滑板活动设于所述工作台上，所述内定位成形靠模设于所述滑板上；

所述后定位装置位于所述夹紧装置的后斜方、包括后定位杆、后定位固定架、后定位气缸和后定位气缸固定座，所述后定位气缸固定座设于所述机架上，所述后定位气缸设于所述后定位气缸固定座上，所述后定位固定架连接在所述后定位气缸的活塞杆上，所述后定位杆设于所述后定位固定架上、且所述后定位杆位于所述工作台的顶面；

所述左焊接定位装置和右焊接定位装置分别位于所述夹紧装置的两侧；

所述左焊接定位装置包括左固定架、左定位气缸、左定位杆和连接杆一，所述左固定架设于所述工作台上，所述左定位气缸设于所述左固定架上，所述连接杆一活动设于所述左固定架上、且上端连接所述左定位气缸的活塞杆，所述左定位杆前端呈内凹的圆弧面、通过左夹紧体连接在所述连接杆一上；

所述右焊接定位装置包括右固定架、右定位气缸、右定位杆和连接杆二，所述右固定架设于所述工作台的底面，所述右定位气缸设于所述右固定架的下部，所述连接杆二竖向设于所述右固定架上，所述连接杆二的上端穿设过所述工作台、下端连接所述右定位气缸的活塞杆上，所述右定位杆的前端面呈内凹式的圆弧面、通过右夹紧体连接在所述连接杆二的上端。

所述内定位成形靠模下部连接运动气缸。

所述绕圆机构中平移固定装置包括两组相互平行且沿X向设置的滑动导向装置，所述滑动导向装置包括沿X向设置的滑动导轨和一对与滑动导轨相适配的滑块，所述滑块下部设于所述电机固定座上、上部活动卡设所述滑动导轨上。

所述定位焊接机构还包括后定位导向板，所述后定位导向板设于所述工作台上、且位于所述后定位杆一侧，所述后定位导向板设有与所述后定位杆相适配的导向面。

所述剪切装置包括剪切固定架、剪切气缸、一对切刀、切刀固定板和沿Z向设置的连接臂，所述剪切固定架设于所述机架上且位于所述工作台的下部，所述剪切气缸设于所述剪切固定架上，所述一对切刀包括固定切刀和活动切刀，所述固定切刀和活动切刀对称设于所述切刀固定板上，所述连接臂上部连接所述活动切刀、下部连接所述剪切气缸。

所述固定切刀和活动切刀的的刃口的底面低于所述固定夹紧臂的底面、刃口的顶面高于所述固定夹紧臂的顶面。

所述左定位杆与Y轴成40°-50°的夹角。

所述右定位杆与Y轴呈40°-50°的夹角。

所述左定位杆和右定位杆均为焊极，采用铜制成。

本发明一个绕圆机构对应多个定位焊接机构，实现物料放置、绕圆、定位焊接同步进行，即一个定位焊接机构完成物料的装夹、剪切、内定位后进行绕圆，完成左、右、后定位，绕圆机构移至下一工位，其整体连续性好，加工效率高。同时，本发明采用一次定位，按照夹紧、剪切、内定位、绕圆、定位焊接工序一次成形、固定，确保产品一致性好、自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的仰视图，

图3是图1中I处局部放大示意图，

图4是本发明的立体示意图一，

图5是本发明的立体示意图二，

图6是本发明的移动机构的立体示意图一，

图7是本发明的移动机构的立体示意图二，

图8是本发明的绕圆机构的立体示意图一，

图9是本发明的绕圆机构的立体示意图二，

图10是本发明的绕圆座的结构示意图，

图11是图10的俯视图，

图12是本发明的绕圆座的立体示意图，

图13是本发明的夹紧装置的结构示意图，

图14是图13的俯视图，

图15是本发明的夹紧装置的立体示意图一，

图16是本发明的夹紧装置的立体示意图二，

图17是本发明的后定位装置的结构示意图，

图18是图17的俯视图，

图19是本发明的后定位装置的立体示意图，

图20是本发明的左焊接定位装置的结构示意图，

图21是图20中A-A剖视图，

图22是本发明的左焊接定位装置的立体示意图，

图23是本发明的右焊接定位装置的结构示意图，

图24是23的仰视图，

图25是本发明的右焊接定位装置的立体示意图，

图26是本发明的剪切装置的立体示意图；

图中1是机架，11是工作台，111是定位槽；

2是移动机构，21是固定架，22是移动电机，23是传动轮，24是传动带；

3是绕圆机构，31是绕圆驱动电机，32是电机固定座，33是绕圆座，331是夹持体，332是绕圆杆，3321是绕圆面，3322是防滑导向槽，34是平移固定装置，341是滑动导向装置，3411是滑动导轨，3412是滑块；

4是定位焊接机构，41是夹紧装置，411是夹紧固定架，412是夹紧气缸，413是支撑板，414是固定夹紧臂，415是活动夹紧臂，42是剪切装置，421是剪切固定架，422是剪切气缸，423是固定切刀，424是活动切刀，425是切刀固定板，426是连接臂，43是滑动装置，431是滑板，432是内定位成形靠模，44是后定位装置，441是后定位杆，442是后定位固定架，443是后定位气缸，444是后定位气缸固定座，45是左焊接定位装置，451是左固定架，452是左定位气缸，453是左定位杆，454是连接杆一，455是左夹紧体，46是右焊接定位装置，461是右固定架，462是右定位气缸，463是右定位杆，464是连接杆二，465是右夹紧体，47是后定位导向板，471是导向面；

5是升降机构。

具体实施方式

本发明如图1-26所示，包括机架1，还包括移动机构2、绕圆机构3、至少一组定位焊接机构4和一对升降机构5，所述定位焊接机构4设于所述机架1上，所述机架1包括平行于XY面的工作台11，所述一对升降机构5设于所述机架1上，所述绕圆机构2设于所述移动机构2上、且位于所述定位焊接机构4的上方；

所述工作台11上设有与所述定位焊接机构4一一对应的定位槽111；

所述移动机构2包括一对固定架21、移动电机22、传动轮23和沿X向运动的传动带24，所述一对固定架21分别设于所述一对升降机构5上、且沿着Z轴做上升、下降运动，所述移动电机22和传动轮23分别设于所述一对固定架21上，所述传动带24设于所述移动电机22和传动轮23之间；

所述绕圆机构3包括绕圆驱动电机31、电机固定座32、绕圆座33和平移固定装置34，所述平移固定装置34设于所述一对固定架21之间，所述电机固定座32设于所述平移固定装置34上，所述绕圆驱动电机31设于所述电机固定座32上；

所述绕圆座33包括连成一体的夹持体331和绕圆杆332，所述绕圆杆332设于所述夹持体331的侧面，所述夹持体331连接在所述绕圆驱动电机31的电机轴上，所述绕圆杆332朝向所述夹持体331的一面为绕圆面3321，所述绕圆面3321上设有防滑导向槽3322，所述防滑导向槽3322截面呈三角形或圆弧形，其中以三角形为佳，使得棒状物料能沿着所述防滑导向槽3322运动的轨迹绕成圆环时，在确保准确导向、定位的基础上，尽可能减少与物料的接触面积，从而减小摩擦，避免划伤绕圆物料的表面层；

所述定位焊接机构4包括夹紧装置41、剪切装置42、滑动装置43、后定位装置44、左焊接定位装置45和右焊接定位装置46；

所述夹紧装置41包括夹紧固定架411、夹紧气缸412、支撑板413和一对平行于XY面的夹紧臂，所述夹紧固定架411设于所述工作台11的底面，所述夹紧气缸412设于所述夹紧固定架411上，所述一对夹紧臂位于所述定位槽111的上方、包括固定夹紧臂414和活动夹紧臂415，所述固定夹紧臂414固定设于所述工作台11上，所述支撑板413竖向活动设于所述夹紧固定架411上且所述支撑板413的上端穿设过所述工作台11、下端连接在所述夹紧气缸412上，所述活动夹紧臂415设于所述支撑板413的上端且与所述固定夹紧臂414处于同一平面，通过所述夹紧气缸412带动所述支撑板413，进而带动所述活动夹紧臂415做X向上的往复运动，从而实现夹紧-松开运动；

所述滑动装置43包括沿X向滑动的滑板431和内定位成形靠模432，所述滑板431活动设于所述工作台11上，所述内定位成形靠模432设于所述滑板431上；

所述后定位装置44位于所述夹紧装置41的后斜方（其中以第一象限，即+X、+Y象限内为佳）、包括后定位杆441、后定位固定架442、后定位气缸443和后定位气缸固定座444，所述后定位气缸固定座444设于所述机架1上，所述后定位气缸443设于所述后定位气缸固定座444上，所述后定位固定架442连接在所述后定位气缸443的活塞杆上，所述后定位杆441设于所述后定位固定架442上、且所述后定位杆441位于所述工作台11的顶面；

所述左焊接定位装置45和右焊接定位装置46分别位于所述夹紧装置41的两侧；

所述左焊接定位装置45包括左固定架451、左定位气缸452、左定位杆453和连接杆一454，所述左固定架451设于所述工作台11上，所述左定位气缸452设于所述左固定架451上，所述连接杆一454活动设于所述左固定架451上、且上端连接所述左定位气缸452的活塞杆，所述左定位杆453前端呈内凹的圆弧面、通过左夹紧体455连接在所述连接杆一454上，所述左定位杆453与Y轴成40°-50°的夹角；

所述右焊接定位装置46包括右固定架461、右定位气缸462、右定位杆463和连接杆二464，所述右固定架461设于所述工作台11的底面，所述右定位气缸462设于所述右固定架461的下部，所述连接杆二464竖向设于所述右固定架461上，所述连接杆二464的上端穿设过所述工作台11、下端连接所述右定位气缸462的活塞杆上，所述右定位杆463的前端面呈内凹式的圆弧面、通过右夹紧体465连接在所述连接杆二464的上端，所述右定位杆463与Y轴呈40°-50°的夹角。

所述内定位成形靠模432下部连接运动气缸，通过所述运动气缸带动所述内定位成形靠模432做Z向的上下运动，便于取料，防止所述内定位成形靠模432与其他物件发生干涉。

所述后定位杆441的前端面呈内凹圆弧状，以增大与绕圆物料的接触面积，最大限度的将绕圆后的物料顶住，便于焊接固定。

所述绕圆机构3中平移固定装置34包括两组相互平行且沿X向设置的滑动导向装置341，所述滑动导向装置341包括沿X向设置的滑动导轨3411和一对与滑动导轨3411相适配的滑块3412，所述滑块3412下部设于所述电机固定座32上、上部活动卡设所述滑动导轨3411上，提高所述绕圆机构的稳定性。

所述定位焊接机构4还包括后定位导向板47，所述后定位导向板47设于所述工作台11上、且位于所述后定位杆441一侧，所述后定位导向板47设有与所述后定位杆441相适配的导向面，从而提高后定位杆定位的精准度。

所述剪切装置42包括剪切固定架421、剪切气缸422、一对切刀、切刀固定板425和沿Z向设置的连接臂426，所述剪切固定架421设于所述机架1上且位于所述工作台11的下部，所述剪切气缸422设于所述剪切固定架421上，所述一对切刀包括固定切刀423和活动切刀424，所述固定切刀423和活动切刀424对称设于所述切刀固定板425上，所述连接臂426上部连接所述活动切刀424、下部连接所述剪切气缸422，所述固定切刀423和活动切刀424的的刃口的底面低于所述固定夹紧臂414的底面、刃口的顶面高于所述固定夹紧臂414的顶面，确保棒料的尾部始终在一对切刀之间，提高剪切准确性和工作效率。

所述左定位杆453和右定位杆463均为焊极，采用铜制成。

本发明的动作过程为：

1）、装夹定位：将棒状物料放置于定位槽内，活动夹紧臂向固定夹紧臂合拢，夹紧物料；

2）、剪切：剪切装置运动，将物料尾部多余部分切除，确保夹紧臂的外端面与剪切装置的刃口之间的距离一致，从而提高绕圆的一致性及稳定性；

3）、内定位：滑板向-X方向运动，内定位成形靠模紧贴棒状物料并将棒状物料顶弯；

4）、绕圆：升降装置带动绕圆座下行，绕圆座上的防滑导向槽紧贴待绕圆物料的外侧壁上，在绕圆驱动电机作用下，绕圆座做旋转运动，将物料绕成圆环形、且棒状物料的尾部与棒体相接触；

5）、定位、焊接：后定位杆、左定位杆和右定位杆在气缸作用下伸出形成三点支撑，将绕圆后的物料顶住，绕圆座上移，左焊接定位装置和右焊接定位装置通电，在绕圆物料的尾部形成焊接点，从而实现最终固定；

6）、取下物料：焊接固定后，后定位杆、左定位杆和右定位杆后撤，内定位成形靠模向下移动，活动夹紧臂朝向+X方向运动，松开物料，取下物料，滑板向+X方向运动，完成复位；完毕。

Claims (9)

1.一种自动绕圆系统，包括机架，其特征在于，还包括移动机构、绕圆机构、至少一组定位焊接机构和一对升降机构，所述定位焊接机构设于所述机架上，所述机架包括平行于XY面的工作台，所述一对升降机构设于所述机架上，所述绕圆机构设于所述移动机构上、且位于所述定位焊接机构的上方；

所述工作台上设有与所述定位焊接机构一一对应的定位槽；

所述移动机构包括一对固定架、移动电机、传动轮和沿X向运动的传动带，所述一对固定架分别设于所述一对升降机构上、且沿着Z轴做上升、下降运动，所述移动电机和传动轮分别设于所述一对固定架上，所述传动带设于所述移动电机和传动轮之间；

所述绕圆机构包括绕圆驱动电机、电机固定座、绕圆座和平移固定装置，所述平移固定装置设于所述一对固定架之间，所述电机固定座设于所述平移固定装置上，所述绕圆驱动电机设于所述电机固定座上；

所述绕圆座包括连成一体的夹持体和绕圆杆，所述绕圆杆设于所述夹持体的侧面，所述夹持体连接在所述绕圆驱动电机的电机轴上，所述绕圆杆朝向所述夹持体的一面为绕圆面，所述绕圆面上设有防滑导向槽，所述防滑导向槽截面呈三角形或圆弧形；

所述定位焊接机构包括夹紧装置、剪切装置、滑动装置、后定位装置、左焊接定位装置和右焊接定位装置；

所述夹紧装置包括夹紧固定架、夹紧气缸、支撑板和一对平行于XY面的夹紧臂，所述夹紧固定架设于所述工作台的底面，所述夹紧气缸设于所述夹紧固定架上，所述一对夹紧臂位于所述定位槽的上方、包括固定夹紧臂和活动夹紧臂，所述固定夹紧臂固定设于所述工作台上，所述支撑板竖向活动设于所述夹紧固定架上且所述支撑板的上端穿设过所述工作台、下端连接在所述夹紧气缸上，所述活动夹紧臂设于所述支撑板的上端且与所述固定夹紧臂处于同一平面；

所述滑动装置包括沿X向滑动的滑板和内定位成形靠模，所述滑板活动设于所述工作台上，所述内定位成形靠模设于所述滑板上；

所述后定位装置位于所述夹紧装置的后斜方、包括后定位杆、后定位固定架、后定位气缸和后定位气缸固定座，所述后定位气缸固定座设于所述机架上，所述后定位气缸设于所述后定位气缸固定座上，所述后定位固定架连接在所述后定位气缸的活塞杆上，所述后定位杆设于所述后定位固定架上、且所述后定位杆位于所述工作台的顶面；

所述左焊接定位装置和右焊接定位装置分别位于所述夹紧装置的两侧；

所述左焊接定位装置包括左固定架、左定位气缸、左定位杆和连接杆一，所述左固定架设于所述工作台上，所述左定位气缸设于所述左固定架上，所述连接杆一活动设于所述左固定架上、且上端连接所述左定位气缸的活塞杆，所述左定位杆前端呈内凹的圆弧面、通过左夹紧体连接在所述连接杆一上；

所述右焊接定位装置包括右固定架、右定位气缸、右定位杆和连接杆二，所述右固定架设于所述工作台的底面，所述右定位气缸设于所述右固定架的下部，所述连接杆二竖向设于所述右固定架上，所述连接杆二的上端穿设过所述工作台、下端连接所述右定位气缸的活塞杆上，所述右定位杆的前端面呈内凹式的圆弧面、通过右夹紧体连接在所述连接杆二的上端。

2.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述内定位成形靠模下部连接运动气缸。

3.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述绕圆机构中平移固定装置包括两组相互平行且沿X向设置的滑动导向装置，所述滑动导向装置包括沿X向设置的滑动导轨和一对与滑动导轨相适配的滑块，所述滑块下部设于所述电机固定座上、上部活动卡设所述滑动导轨上。

4.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述定位焊接机构还包括后定位导向板，所述后定位导向板设于所述工作台上、且位于所述后定位杆一侧，所述后定位导向板设有与所述后定位杆相适配的导向面。

5.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述剪切装置包括剪切固定架、剪切气缸、一对切刀、切刀固定板和沿Z向设置的连接臂，所述剪切固定架设于所述机架上且位于所述工作台的下部，所述剪切气缸设于所述剪切固定架上，所述一对切刀包括固定切刀和活动切刀，所述固定切刀和活动切刀对称设于所述切刀固定板上，所述连接臂上部连接所述活动切刀、下部连接所述剪切气缸。

6.根据权利要求5所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述固定切刀和活动切刀的的刃口的底面低于所述固定夹紧臂的底面、刃口的顶面高于所述固定夹紧臂的顶面。

7.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述左定位杆与Y轴成40°-50°的夹角。

8.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述右定位杆与Y轴呈40°-50°的夹角。

9.根据权利要求1所述的一种自动绕圆系统，其特征在于，所述左定位杆和右定位杆均为焊极，采用铜制成。