CN104925293A - 全自动机械手钢筋打捆机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动机械手钢筋打捆机，其包括下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪，所述下穿丝矫直工作台由底座、乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管组成；所述旋转夹紧机械爪由旋转机构和夹紧机构组成。本发明通过下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪的配合使用可以实现对钢筋束的打捆。其中下穿丝矫直工作台可以对打包用的钢丝进行自动矫直穿丝，同时对钢丝进行定长剪断，同时通过乱线框可以捋顺钢丝，防止钢丝打卷；旋转夹紧机械爪通过左、右夹紧工作面的通孔和卡块结构的设计，很好的解决了打包钢丝的抓紧力不够的问题，从而提升了打捆拧紧力度，避免了造成打捆拖爪和松懈。

Description

全自动机械手钢筋打捆机
技术领域
本发明属于打包机设备领域，具体来说涉及一种全自动机械手钢筋打捆机。
背景技术
传统工业中，对钢筋进行包装打捆往往是通过人工利用简单的工具进行打捆，人工劳动情况下，由于工作强度大易造成员工工作疲劳，还很有可能发生工伤，对安全生产不利，同时也使得打捆效率低下，打捆质量不高。因此，需要一种自动化程度高、操作简单有效的钢筋包装打捆设备。
目前，市场上也有一些自动化的钢筋打捆设备，但这些设备存在一些问题：1、由于对打包钢丝的抓紧力不够，使得打捆拧紧力度不够，造成打捆松懈。2、打捆用的钢丝在进丝时容易缠绕打卷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全自动机械手钢筋打捆机。该设备可以对打包用的钢丝进行自动矫直穿丝并可以捋顺钢丝，防止钢丝打卷；同时解决了对打包钢丝抓紧力不够的问题，提升了打捆拧紧力度，避免了造成打捆拖爪和松懈。本发明自动化程度高，设计合理，有效提高了打捆效率和质量，减轻了工人的劳动量。
本发明解决技术问题是通过以下技术方案来实现：
全自动机械手钢筋打捆机，包括下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪，所述旋转夹紧机械爪设置在下穿丝矫直工作台上；旋转夹紧机械爪由旋转机构和夹紧机构组成；旋转夹紧机械爪的爪端设置有左夹紧工作面和右夹紧工作面，左夹紧工作面设置有左夹紧工作面通孔和左夹紧工作面卡块，右夹紧工作面设置有右夹紧工作面通孔和右夹紧工作面卡块，左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面通孔相配合，右夹紧工作面卡块和左夹紧工作面通孔相配合。
而且，所述下穿丝矫直工作台由底座、乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管和立柱组成，所述乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管从右至左依次固定在底座上，所述立柱竖直固定在底座上；旋转夹紧机械爪通过托架可上下移动地设置在立柱上。
而且，所述旋转机构由旋转臂、旋转环、空心轴、传动齿轮和马达组成，所述旋转臂包括左旋转臂和右旋转臂，左旋转臂和右旋转臂对称设置，左旋转臂的顶端和右旋转臂的顶端铰接在旋转环上，旋转环与空心轴相连，空心轴通过传动齿轮与马达相连。
而且，所述夹紧机构由夹紧臂、夹紧液压缸和连杆组成，所述夹紧臂包括左夹紧臂和右夹紧臂，左夹紧臂的底端与左旋转臂相连，右夹紧臂的底端与右旋转臂相连，左夹紧臂的顶端和右夹紧臂的顶端通过连杆与夹紧液压缸相连，连杆穿过空心轴和旋转环。
而且，所述左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块均为下底面长、上顶面短且端面为斜面的块状结构；左夹紧工作面和右夹紧工作面相互夹紧配合时，左夹紧工作面卡块卡入右夹紧工作面通孔中，右夹紧工作面卡块卡入左夹紧工作面通孔中，且左夹紧工作面卡块的底面高于右夹紧工作面通孔的底面，右夹紧工作面卡块的底面高于左夹紧工作面通孔的底面。
而且，所述锟式矫直机上水平设置有两排滚轮，锟式矫直机上还设置有增量编码器。
而且，所述开合导管由顶紧液压缸、四连杆机构和导向管组成；所述开合导管包括从右至左依次设置的结构相同的第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管和第四开合导管。
而且，所述第一开合导管的右侧设置有第一导向轮，第四开合导管的左侧设置有第二导向轮。
而且，所述第二开合导管和第三开合导管之间的底座上设置有顶起缸。
而且，所述第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮沿斜线设置，第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮所沿斜线与水平方向的夹角为3-30度。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明中的旋转夹紧机械爪通过旋转机构和夹紧机构可以实现旋转和夹紧动作，其结构简单，设计合理可有效，实现对打捆用钢丝的拧紧功能。
2、本发明的旋转夹紧机械爪的爪端设置有左夹紧工作面和右夹紧工作面，左夹紧工作面设置有左夹紧工作面通孔和左夹紧工作面卡块，右夹紧工作面设置有右夹紧工作面通孔和右夹紧工作面卡块，左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面通孔相配合，右夹紧工作面卡块和左夹紧工作面通孔相配合。通过以上左、右夹紧工作面的通孔和卡块结构的设计可以对打捆用钢丝进行夹紧，提高夹紧力度，避免了造成打捆拖爪和松懈。具体来讲：由于左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块均为下底面长、上顶面短且端面为斜面的块状结构，又由于左夹紧工作面卡块的底面高于右夹紧工作面通孔的底面，右夹紧工作面卡块的底面高于左夹紧工作面通孔的底面，同时左夹紧工作面卡块的下底面长度和右夹紧工作面卡块的下底面长度均大于钢丝的直径，所以左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块的下底面会分别卡入右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔中，从而通过卡块下底面和通孔下底面的夹紧作用夹紧钢丝。同时通过左夹紧工作面和右夹紧工作面的夹紧作用夹紧钢丝。
3、本发明中，锟式矫直机上的滚轮带动钢丝穿过乱线框进入锟式矫直机，乱线框可以捋顺钢丝，防止钢丝打卷，同时在两排滚轮的滚压作用下矫直钢丝；锟式矫直机上增量编码器用于测量穿入钢丝的长度；以便矫直钢丝后对钢丝进行定长剪断。
4、本发明中，由于开合导管由顶紧液压缸、四连杆机构和导向管组成，所以顶紧液压缸通过四连杆机构可以控制导向管的开合状态，当穿丝时开合导管闭合，当机械爪上拉钢丝时开合导管打开。
5、本发明中的第一导向轮和第二导向轮使钢丝准确穿入开合导管中，并配合开合导管对钢丝进行导向。
6、本发明底座上设置的顶起缸可以顶起钢丝，使钢丝贴紧打包钢筋的底部，从而增加打捆钢丝与钢筋束的贴合度，提高打捆质量。
7、由于旋转夹紧机械爪的右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔是岔开的，所以第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮沿斜线设置是为了使钢丝经过开合导管后准确穿过右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔。
本发明通过下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪的配合使用可以实现对钢筋束的打捆。其中下穿丝矫直工作台可以对打包用的钢丝进行自动矫直穿丝，同时对钢丝进行定长剪断，同时通过乱线框可以捋顺钢丝，防止钢丝打卷；旋转夹紧机械爪通过左、右夹紧工作面的通孔和卡块结构的设计，很好的解决了打包钢丝的抓紧力不够的问题，从而提升了打捆拧紧力度，避免了造成打捆拖爪和松懈。本发明自动化程度高，设计合理，有效提高了打捆效率和质量，减轻了工人的劳动量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明中的锟式矫直机的结构示意图，
图3是图2所示锟式矫直机的俯视图，
图4是本发明中的下穿丝矫直工作台的结构示意图，
图5是本发明中的下穿丝矫直工作台的开合导管的结构示意图，
图6是本发明中的左夹紧工作面和右夹紧工作面配合时的结构示意图，
图7是图6的A向剖视图，
图8是图6的B向剖视图，
图9是图6的C向剖视图。
其中：1-1为底座，1-2为乱线框，1-3为锟式矫直机，1-31为滚轮，1-32为液压马达，1-33为增量编码器，1-4为液压剪，1-5为开合导管，1-5a为顶紧液压缸、1-5b为四连杆机构，1-5c为导向管，1-51为第一开合导管，1-52为第二开合导管，1-53为第三开合导管，1-54为第四开合导管，1-61为第一导向轮，1-62为第一导向轮，1-7为顶起缸，1-8为钢丝，2-1为旋转臂，2-2为夹紧臂，2-3为旋旋环，2-4为空心轴，2-5为轴承座，2-6为传动齿轮，2-7为夹紧液压缸，2-8为马达，2-9为托架，2-10a为左夹紧工作面，2-10b为右夹紧工作面，a-1为左夹紧工作面卡块，a-2为左夹紧工作面通孔，b-1为右夹紧工作面卡块，b-2为右夹紧工作面通孔，3为立柱，3-1为提升液压缸，m为夹角。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
如附图1所示，本发明所涉及的全自动机械手钢筋打捆机包括下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪，所述旋转夹紧机械爪设置在下穿丝矫直工作台上；旋转夹紧机械爪由旋转机构和夹紧机构组成；旋转夹紧机械爪的爪端设置有左夹紧工作面2-10a和右夹紧工作面2-10b，左夹紧工作面设置有左夹紧工作面通孔a-2和左夹紧工作面卡块a-1，右夹紧工作面设置有右夹紧工作面通孔b-2和右夹紧工作面卡块b-1，左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面通孔相配合，右夹紧工作面卡块和左夹紧工作面通孔相配合。下穿丝矫直工作台将打捆用的钢丝进行矫直并将矫直的后的钢丝穿入旋转夹紧机械爪的左夹紧工作面通孔和右夹紧工作面通孔中，然后旋转夹紧机械爪上拉钢丝，上拉到一定高度后旋转夹紧机械爪闭合夹紧并利用通孔和卡块相配合卡紧钢丝，同时旋转夹紧机械爪带动钢丝旋转，从而拧紧钢丝。
所述旋转机构由旋转臂2-1、旋旋环2-3、空心轴2-4、传动齿轮2-6和马达2-8组成，所述旋转臂2-1包括左旋转臂和右旋转臂，左旋转臂和右旋转臂对称设置，左旋转臂和右旋转臂的顶端铰接在旋旋环2-3上，旋旋环2-3与空心轴2-4相连，空心轴通过传动齿轮2-6与马达2-8相连，马达通过传动齿轮带动空心轴转动，空心轴带动旋旋环和旋旋环上的旋转臂旋转，所述空心轴同轴设置在轴承座2-5内部；
所述夹紧机构由夹紧臂2-2、夹紧液压缸2-7和连杆组成，所述夹紧臂2-2包括左夹紧臂和右夹紧臂，左夹紧臂的底端与左旋转臂相连，右夹紧臂的底端与右旋转臂相连，左夹紧臂和右夹紧臂的顶端通过连杆与夹紧液压缸2-7的活塞杆相连，连杆穿过空心轴2-4和旋转环2-3，夹紧液压缸驱动连杆在空心轴内竖直动作，连杆带动夹紧臂开合动作，同时夹紧臂带动旋转臂做开合动作。
参见附图6-9，所述左夹紧工作面2-10a和右夹紧工作面2-10b结构相同且成中心对称设置，其中左夹紧工作面设置在左旋转臂的底端，右夹紧工作面设置在右旋转臂的底端；所述左夹紧工作面卡块a-1和右夹紧工作面卡块b-1均为下底面长、上顶面短且端面为斜面的块状结构；工作时将打捆用的钢丝1-8依次穿入右夹紧工作面和左夹紧工作面的通孔中，然后左夹紧工作面和右夹紧工作面相互夹紧配合，左夹紧工作面卡块卡a-1入右夹紧工作面通孔b-2中，右夹紧工作面卡块b-1卡入左夹紧工作面通孔a-2中，且左夹紧工作面卡块的底面高于右夹紧工作面通孔的底面，右夹紧工作面卡块的底面高于左夹紧工作面通孔的底面，以使钢丝1-8被夹紧在左夹紧工作面卡块底面和右夹紧工作面通孔底面之间，以及使钢丝被夹紧在右夹紧工作面卡块底面和左夹紧工作面通孔底面之间。由于左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块均为下底面长、上顶面短且端面为斜面的块状结构，且左夹紧工作面卡块的下底面长度和右夹紧工作面卡块的下底面长度均大于钢丝的直径，所以左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块的下底面会分别卡入右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔中，从而通过卡块下底面和通孔下底面的夹紧作用夹紧钢丝。
所述下穿丝矫直工作台由底座1-1、乱线框1-2、锟式矫直机1-3、液压剪1-4、开合导管1-5和立柱3组成，所述乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管从右至左依次固定在底座上；所述立柱竖直固定在底座上；所述旋转夹紧机械爪通过托架2-9可上下移动地设置在立柱3上，托架还与提升液压缸3-1相连，提升液压缸控制托架在立柱上的位置。
如图2-3所示，所述锟式矫直机上水平设置有两排滚轮1-31，滚轮由液压马达1-32带动，滚轮带动钢丝1-8穿过乱线框1-2进入锟式矫直机，乱线框可以捋顺钢丝，防止钢丝打卷，同时在两排滚轮的滚压作用下矫直钢丝；锟式矫直机上还设置有增量编码器1-33，增量编码器用于测量穿入钢丝的长度；
如附图4-5所示，所述开合导管1-5包括四个结构相同的开合导管，从右至左分别为第一开合导管1-51、第二开合导管1-52、第三开合导管1-53和第四开合导管1-54，每个开合导管都由顶紧液压缸1-5a、四连杆机构1-5b和导向管1-5c组成，顶紧液压缸通过四连杆机构控制导向管的开合状态；第一开合导管的右侧设置有第一导向轮1-61，第四开合导管的左侧设置有第二导向轮1-62；第二开合导管和第三开合导管之间的底座上设置有顶起缸1-7，所述顶起缸由液压缸控制，可以上下动作，顶起缸可以将打捆用的钢丝顶起使之与钢筋束的底面相贴合；所述第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮沿斜线设置，由于旋转夹紧机械爪的右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔是岔开的，所以第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮沿斜线设置是为了使钢丝经过开合导管后准确穿过右夹紧工作面通孔和左夹紧工作面通孔，第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮所沿斜线与水平方向的夹角m为3-30度。
在旋转夹紧机械爪的正下方还设置有钢筋放置架(图中未标出)，钢筋放置架固定在底座上，钢筋放置架用于放置钢筋束。
本发明由PLC控制，所有控制参数由触摸屏输入PLC并显示各种动作及打包机运行状态。打包机收到自动打包指令后旋转夹紧机械爪的旋转臂反向旋转至穿丝起始位，旋转到位后旋转夹紧机械爪沿立柱下降，使旋转夹紧机械爪降至底端穿丝位置，此时左、右夹紧工作面的通孔正好与开合导管的导向孔正对，然后锟式矫直机的液压马达正转开始穿丝，使钢丝穿过开合导管和左、右夹紧工作面的通孔，同时利用增量编码器对穿丝长度进行测长，当送丝长度达到设定的送丝长度后停止液压马达，之后液压剪动作将钢丝切断；然后开合导管打开，顶起缸顶起钢丝，使钢丝贴紧打包钢筋的底部；然后提升液压缸控制旋转夹紧机械爪上升到达设定的高度后停止上升，之后夹紧液压缸驱动夹紧臂动作，夹紧臂带动旋转臂夹紧闭合，从而左夹紧工作面和右夹紧工作面相互夹紧配合将钢丝夹紧，然后旋转臂开始正转旋转拧紧钢丝，达到设定的拧紧圈数后夹紧液压缸动作使夹紧臂和旋转臂打开，同时旋转夹紧机械爪开始上升至起始高度然后停止上升，同时开合导管关闭、送丝顶起缸落下，这时打包机恢复到起始状态，等待下次打包命令。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于，包括下穿丝矫直工作台和旋转夹紧机械爪，
所述旋转夹紧机械爪设置在下穿丝矫直工作台上；旋转夹紧机械爪由旋转机构和夹紧机构组成；旋转夹紧机械爪的爪端设置有左夹紧工作面和右夹紧工作面，左夹紧工作面设置有左夹紧工作面通孔和左夹紧工作面卡块，右夹紧工作面设置有右夹紧工作面通孔和右夹紧工作面卡块，左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面通孔相配合，右夹紧工作面卡块和左夹紧工作面通孔相配合。
2.根据权利要求1所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述下穿丝矫直工作台由底座、乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管和立柱组成，所述乱线框、锟式矫直机、液压剪、开合导管从右至左依次固定在底座上，所述立柱竖直固定在底座上；旋转夹紧机械爪通过托架可上下移动地设置在立柱上。
3.根据权利要求1所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述旋转机构由旋转臂、旋转环、空心轴、传动齿轮和马达组成，所述旋转臂包括左旋转臂和右旋转臂，左旋转臂和右旋转臂对称设置，左旋转臂的顶端和右旋转臂的顶端铰接在旋转环上，旋转环与空心轴相连，空心轴通过传动齿轮与马达相连。
4.根据权利要求3所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述夹紧机构由夹紧臂、夹紧液压缸和连杆组成，所述夹紧臂包括左夹紧臂和右夹紧臂，左夹紧臂的底端与左旋转臂相连，右夹紧臂的底端与右旋转臂相连，左夹紧臂的顶端和右夹紧臂的顶端通过连杆与夹紧液压缸相连，连杆穿过空心轴和旋转环。
5.根据权利要求1所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述左夹紧工作面卡块和右夹紧工作面卡块均为下底面长、上顶面短且端面为斜面的块状结构；左夹紧工作面和右夹紧工作面相互夹紧配合时，左夹紧工作面卡块卡入右夹紧工作面通孔中，右夹紧工作面卡块卡入左夹紧工作面通孔中，且左夹紧工作面卡块的底面高于右夹紧工作面通孔的底面，右夹紧工作面卡块的底面高于左夹紧工作面通孔的底面。
6.根据权利要求2所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述锟式矫直机上水平设置有两排滚轮，锟式矫直机上还设置有增量编码器。
7.根据权利要求2所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述开合导管由顶紧液压缸、四连杆机构和导向管组成；所述开合导管包括从右至左依次设置的结构相同的第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管和第四开合导管。
8.根据权利要求7所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：第一开合导管的右侧设置有第一导向轮，第四开合导管的左侧设置有第二导向轮。
9.根据权利要求7所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：第二开合导管和第三开合导管之间的底座上设置有顶起缸。
10.根据权利要求8所述的全自动机械手钢筋打捆机，其特征在于：所述第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮沿斜线设置，第一导向轮、第一开合导管、第二开合导管、第三开合导管、第四开合导管和第二导向轮所沿斜线与水平方向的夹角为3-30度。
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