CN104942760A - 用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机 - Google Patents

Abstract

一种用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机，包括喂簧机构、送簧机构、取簧机构、旋切机构、移框机构、靠山机构及工作台；通过喂簧、送簧和取簧，然后通过旋切机构中旋转臂的旋转，带动其上安装的夹紧弹簧的插簧头作圆周运动，使弹簧底部最后一圈的扩大圈沿圆周的切线方向挤压变窄通过绷膜框卡槽的瓶颈处，进入绷膜框卡槽底部的扩口内，扩大圈弹性恢复变宽而卡紧定位在扩口内。取簧机构的旋转头通过作360度的旋转使进入送簧机构的弹簧底部断口保持同一个方向，并使绷膜框内所有插好后的弹簧底圈的断口保持相同的角度。本发明减少了弹簧插入对绷膜框型材的破坏，使绷膜框内固定后的所有弹簧保持一定的方向和角度，呈现很好的直线排列。

Description

用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机

技术领域

本发明涉及绿色节能建筑领域，具体为一种制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机。

背景技术

绿色节能建筑对外围护用到的中空玻璃的光学及热工性能要求越来越高，中间悬有阻断紫外线的塑料薄膜组成的两个或三个中空层的隔热玻璃，具有更好的U值。

国外技术人员发明用弹簧作为绷膜元件，通过超声波焊接技术将薄膜固定在玻璃四周边框上的内悬膜中空玻璃(美国专利号5237787)，并在上世纪九十年代实现了产品的工业化生产和商业应用，而且被证明是绿色节能建筑外围护的一种理想的选择。

利用弹簧作为绷膜元件的悬膜中空玻璃(详见2013104899426号《中空玻璃内悬膜绷膜方法及绷膜框组件》专利)的制作，其中关键的工序是需要将弹簧插入悬膜用的边框以制备绷膜框，而且需要绷膜框卡槽内的弹簧保持相同的方向和角度，使所有插入的弹簧呈现符合直线度标准的排列是悬膜质量控制的主要目标。

拉伸缠绕弹簧作为绷膜用的弹性元件，有着非常好的性能，可以使悬膜后的塑料薄膜形成均匀的拉应力而保持表面的平整度，同时，又可以通过自身全方位的弹性形变保持塑料薄膜在使用中始终处于均匀的张紧状态，抵消热应力、系统结构应力变化带来的冲击。

拉伸缠绕弹簧的头部加装有焊接固定薄膜用的焊帽，弹簧底部的最后一圈需要向外扩大，通过最后一圈的扩大使弹簧卡在边框型材的专有的卡槽扩口内(参见图16、图17)，保持插入后的弹簧施力及使用中的稳定和牢固。弹簧底部的扩大圈有一个断口，断口的位置对于插入卡槽内的弹簧的倾斜角度和方向有很大的影响，如果断口的方向杂乱无序就会使插入卡槽的弹簧头部的焊帽排布不在同一水平线上，通过超声波焊接固定在焊帽上的塑料薄膜边缘形成的拉应力就会不均匀，从而影响悬膜质量。

为了使弹簧底部扩大圈的断口保持一致，需要对插入前的弹簧底圈的断口方向进行调整。由于弹簧多采用琴钢丝或不锈钢作材料，绷膜框多选用铝合金，也有采用工程塑料等特殊材质，底部扩大圈在插入绷膜框卡槽时，很容易对型材造成破坏，同时，也会对弹簧的底部扩大圈产生破坏，导致变形。原有的插簧方法，基本上采用冲打的加工方法，尤其对弹簧底部扩大圈的破坏严重，且加剧了对型材破坏的隐患。通过人工及专用工具进行压簧操作，虽然有效地避免了对型材的破坏，也可以使底部扩大圈断口通过手工调整，但劳动强度过大，生产效率过低。也有采用将底部扩大圈穿进卡槽的方法，或模仿人工压簧的机械手，但动作过于复杂，生产节拍过慢，从而制约着整个悬膜中空玻璃的生产节拍和效率。

发明内容

本发明的目的是解决现有插簧工艺和设备存在的上述不足，提供一种用于制备悬膜中空玻璃的自动旋切插簧工艺及设备。

本发明提供的用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机，包括：喂簧机构、送簧机构、取簧机构、旋切机构、移框机构、靠山机构以及工作台；工作台的前方安装有靠山机构，靠山机构的上面用于固定绷膜框，紧邻靠山机构内侧的工作台上安装有移框机构；喂簧机构和取簧机构通过固定架安装在工作台的上方，送簧机构安装在取簧机构的下方，旋切机构安装在送簧机构与靠山机构之间。所述的旋切机构，包括升降气缸、摆动气缸、旋转臂，旋转臂的一端安装插簧头和气爪，旋转臂所对应的另一端安装传感器，旋转臂作180度的往复半圆周运动，插簧头分为两半，分别固定在气爪的手指端内侧，合拢起来的插簧头顶部设有与弹簧相同尺寸的凹陷，插簧头的宽度比弹簧的腰宽略窄，弹簧的腰宽与卡槽瓶颈处的最短距离相当，夹紧弹簧的插簧头能够无触碰的通过卡槽的瓶颈处，同时又能保证弹簧底部扩大圈的变形要求：所述的取簧机构，包括旋转电机、取簧头、磁钢棒芯，取簧头的顶端为螺旋凸台，螺旋凸台高点处的凸缘用来寻找并转动弹簧底部扩大圈的断口到固定位置，取簧头顶端的中心安装有磁钢棒芯，以保证弹簧在抓取、移动、放置过程中始终保持稳定并保持相同的位置和角度，既与送簧机构配合保证弹簧底圈断口的方向，又与旋切机构配合保证弹簧旋切进入卡槽的位置及方向，取簧机构头部安装有每次只转动一圈的360度旋转电机，并在伸缩气缸和升降气缸的驱动下，完成取簧头从送簧机构的弹簧孔中取出弹簧，伸展到旋切机构的插簧头处放置弹簧，在弹簧被插簧头夹紧后上升脱开弹簧，以及收缩回到再次取簧的操作位置。

所述的喂簧机构，包括振动盘(1.1)、振动上料机、喂料管(1.2)、夹紧卡(1.3)、喂料嘴(1.4)、底盘(1.5)、调节钮(1.6)、螺旋轨道(1.7)、调向桥架(1.8)和进料口(1.9)，振动盘通过振动上料机安装在底盘上，振动盘与底盘之间安装有调节钮，振动盘内设置有螺旋轨道，螺旋轨道的上端通过调向桥架(1.8)与喂料管上端的进料口(1.9)连接，弹簧放置于振动盘中，通过振动使盘中的弹簧沿振动盘内的螺旋轨道上升，通过调向桥架使弹簧在进入喂料管前保持焊帽朝前的同一方向，喂料管的另一头的喂料嘴通过夹紧卡固定，喂料嘴(1.4)的下端沿口与送簧机构中的送簧模块(3.2)的上端面紧密接触，不影响送簧模块的移动。

所述的送簧机构，包括滑块驱动器(3.1)、送簧模块(3.2)、缓冲托(3.3)、取簧孔(3.4)、斜坡底托(3.5)以及型材架(3.6)，滑块驱动器安装在斜坡底托上，斜坡底托通过型材架安装在工作台上的固定架上，送簧模块安装在滑块驱动器上，送簧模块的上部端面与固定的喂料嘴下端沿口紧密接触，送簧模块位于滑块驱动器顶端一侧与喂料嘴下端沿口对应位置上铣有与弹簧形状相同的取簧孔(3.4)，便于弹簧以焊帽向下的方式进入，取簧孔的底部安装有缓冲托(3.3)，在取簧头对弹簧底圈断口的定位作360度旋转时，便于弹簧底圈的断口处在任何角度时能够使取簧头下压及旋转。送簧模块(3.2)有两个移动停留位置，一是滑块驱动器收缩时，取簧孔对正喂料嘴下端沿口，弹簧进入取簧孔；二是滑块驱动器伸展时，取簧孔对正取簧位置时的取簧头(2.5)，当取簧头下降时，取簧头顶端的磁钢棒进入弹簧内腔，取簧头的螺旋凸台(2.8)压住弹簧底圈并做360度旋转，同时，送簧模块的另一端与喂料管的下端口贴紧，挡住管中的弹簧。

所述的取簧机构，包括导杆气缸(2.1)、紧凑型气缸(2.2)、旋转电机(2.3)、编码器(2.4)、取簧头(2.5)、磁钢棒(2.6)、卡箍(2.7)、螺旋凸台(2.8)和凸缘(2.9)。导杆气缸(2.1)安装在工作台上的固定架上并负责取簧头(2.5)在送簧机构中的取簧孔(3.4)及旋切机构中的插簧头(4.2)之间的移动，紧凑型气缸(2.2)安装在导杆气缸的前端并负责取簧头在所述的取簧孔及插簧头两个位置上的升降，旋转电机(2.3)安装在紧凑型气缸的前端，编码器安装在旋转电机与紧凑型气缸之间，取簧头安装在旋转电机轴上，旋转电机使取簧头做360度的单圈旋转。取簧头(2.5)的顶端中心通过卡箍安装有磁钢棒(2.6)，磁钢棒负责吸住弹簧并使弹簧在转移及升降过程中保持稳定。取簧头顶端的端面为螺旋凸台(2.8)，其高点端面为定位弹簧底圈断口的凸缘(2.9)，取簧头带动螺旋凸台旋转，负责沿弹簧底圈转动找到其上的断口(8.2)，并推动弹簧底圈(8.1)断口带动弹簧转动至螺旋凸台的凸缘的初始位置。无论弹簧底圈的断口进入取簧孔(3.4)后在何种角度，随着取簧头(2.5)的旋转，螺旋凸台(2.8)上的凸缘(2.9)都会撞到弹簧底圈的断口然后一起旋转，直到凸缘旋转一圈后停留在最初的位置，而弹簧底圈的断口也随之停留在该位置。

所述的旋切机构，包括：摆动气缸(4.1)、插簧头(4.2)、手指(4.3)、气爪(4.4)旋转臂(4.5)、旋紧帽(4.6)、传感器(4.7)、传感器座(4.8)、升降气缸(4.9)和斜坡底座(4.10)。摆动气缸(4.1)通过升降气缸安装在斜坡底座(4.10)上，斜坡底座紧邻靠山机构固定在工作台上，斜坡底座的上端面为一斜坡，斜坡角度与靠山机构上固定的绷膜框(7)内的卡槽(7.4)中弹簧轴线角度成90度，以保证插簧头(4.2)旋转形成的端面与绷膜框(7)的卡槽(7.4)中弹簧的端面平行。摆动气缸驱动轴端固定的旋转臂旋转摆动，旋转臂的两端各设置有一个弯折的固定沿，使整体呈“]”型的铝合金，一端固定沿通过气爪(4.4)和手指(4.3)安装插簧头(4.2)，所对应的另一端固定沿安装传感器(4.7)，气爪的手指(4.3)端内侧安装旋切插簧用的插簧头；旋转臂(4.5)作180度的往复半圆周运动，旋转带动夹紧弹簧的插簧头沿旋转臂的外圆作圆周运动，使弹簧底部最后一圈的扩大圈沿圆周的切线方向挤压变窄通过绷膜框卡槽的瓶颈处，进入固定弹簧的绷膜框卡槽底部的扩口内，扩大圈弹性恢复变宽而卡紧定位在扩口内。

所述的插簧头分为两半，分别固定在气爪的两个手指端内侧，合拢起来的插簧头顶部设置有与弹簧相同尺寸的凹陷，插簧头的宽度比弹簧的腰宽略窄，弹簧的腰宽与卡槽瓶颈处的最短距离相当，夹紧弹簧的插簧头能够无触碰的通过卡槽的瓶颈处，同时又能保证弹簧底部扩大圈的变形要求。

所述的旋转臂(4.5)上安装的传感器(4.7)，负责检测绷膜框卡槽内弹簧插入前后的状态，以及取簧头的位置检测，并将信号传输给控制器进行逻辑控制。

所述的移框机构(6)，包括：T型气爪(6.1)、左右平移爪(6.2a、6.2b)、真空吸嘴(6.3)、O型圈(6.4)、接头(6.5)和斜坡底板(6.6)。斜坡底板固定在工作台上，斜坡底板(6.6)上安装T型气爪(6.1)，斜坡的角度与绷膜框(7)的装饰板(7.7)成90度，以保证安装在T型气爪上两个左右平移爪的端面与绷膜框的装饰板端面平行而且形成紧密接触。左右平移爪为不锈钢制成的带有真空吸嘴的两个块状体，分别装在T型气爪的两端，随着T型气爪从闭合、打开再到闭合的操作，完成绷膜框(7)由移框机构(6)向旋切机构(4)方向的一次向前移动，插入后的弹簧(8)向右移动(即图1中的右移)，腾出准备要插入的位置。平移右爪(6.2a)与平移左爪(6.2b)随着T型气爪(6.1)的闭合与打开的状态交替变化，其上的真空吸嘴(6.3)的吸气与放气也随之变化。T型气爪闭合到位后，左右平移爪的真空吸嘴同时吸气，抓住绷膜框使其固定。T型气爪打开时，向前打开移动的平移右爪(6.2a)的真空吸嘴作吸气动作，抓住绷膜框(7)向前移动，向后侧打开移动的平移左爪(6.2b)的真空吸嘴放气，放开绷膜框。T型气爪闭合时，向后闭合移动的平移右爪(6.2a)的真空吸嘴作放气动作，放开绷膜框，向前侧闭合移动的平移左爪(6.2b)的真空吸嘴吸气，抓住绷膜框向前移动。再次闭合后，左右平移爪上的真空吸嘴同时吸气，抓牢绷膜框配合靠山机构(5)的靠山模块(5.2)上的底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)共同使其牢固定位，能够抵消旋切插簧的旋转冲量。

所述的靠山机构(5)，包括型材底座(5.1)、靠山模块(5.2)、三套导向压轮(5.3a、5.3b、5.3c)和轮架(5.4a、5.4b、5.4c)。靠山模块安装在型材底座上，型材底座安装在工作台上，靠山模块(5.2)为中间加工成有凹槽的铝合金板，凹槽的形状与绷膜框外轮廓的形状匹配，凹槽的表面喷涂耐磨硬塑涂层，防止对绷膜框(7)外表面的刮伤，同时减少与绷膜框表面的摩擦力。靠山模块在旋切机构(4)的插簧头(4.2)插入弹簧的位置处的凹槽底部和斜面端上，分别各设置有一排真空吸孔组，每组各有5个真空吸孔，称为底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)，用以抓牢固定绷膜框，使其在旋切插簧时不发生位移。在靠山模块的斜坡端面的移框机构(6)位置，设置平移抓手移动空间的缺口，便于T型气爪上的两对左右平移爪(6.2a、6.2b)抓取绷膜框的装饰板。在绷膜框(7)通过移框机构(6)向前移动时，靠山模块上的底部吸嘴和斜面吸嘴同时放气，以减少绷膜框与靠山模块凹槽表面的摩擦力。三套导向压轮通过轮架安装在工作台上，三套导向压轮5.3a、5.3b、5.3c)将绷膜框紧密地压在靠山模块的凹槽内，并与移框机构以及靠山模块的底部吸嘴、斜面吸嘴的动作相配合，使绷膜框在靠山模块的凹槽内的定位和移动更加稳定。

所述的喂簧机构(1)、取簧机构(2)、送簧机构(3)、旋切机构(4)、靠山机构(5)和移框机构(6)，通过旋转臂(4.5)上的传感器(4.7)以及各个气缸上的行程开关等检测每个动作完成的状态和位置，按照编辑好的控制程序，实现喂簧、转簧、取簧、送簧、装簧、夹簧、旋切插簧、定距移框的连续化自动操作。

本发明提供的自动旋切插簧机具有如下特点：

第一、充分利用弹簧自身特点，采用圆周运动的切线方向挤入绷膜框的卡槽的扩口内，弹簧底圈的扩大圈在通过卡槽瓶颈处时受压变窄，而旋切进绷膜框卡槽底部时，弹簧与绷膜框呈垂直角度，弹簧底圈的扩大圈在卡槽扩口处弹性恢复变宽，卡紧在扩口内；

第二、利用弹簧底圈的形状和断口特征，采用头部具有螺旋凸台形状的(旋转)取簧头沿弹簧底圈进行360度旋转，对弹簧底部扩大圈的断口进行定位；

第三、取簧头的头部安装磁钢棒，保证弹簧底圈断口定位后，在取簧、移动、夹紧过程中保持稳定。

本发明的优点和积极效果：

1、通过沿圆周运动的切线方向进行旋切插簧，避免了对弹簧底部扩大圈的破坏，同时也极大地降低了对绷膜框型材的破坏。

2、通过对弹簧底部扩大圈的断口进行360度旋转定位，使插入绷膜框卡槽内的所有弹簧保持了相同的方向和角度，获得了符合直线度标准的弹簧排列。

3、通过螺旋振动喂料、弹簧底部扩大圈断口旋转定位、气动抓手的夹紧定位、旋切挤入卡槽、卡槽扩口内弹性卡紧、平行抓手定距移动绷膜框，简化了操作动作，降低了操作难度，自动化连续操作更加简单。

附图说明

图1是自动旋切插簧机的总装示意图，

图2是自动旋切插簧机左侧示意图，

图3是自动旋切插簧机右侧示意图；

图中，1、喂簧机构；2、取簧机构；3、送簧机构；4、旋切机构；5、靠山机构；6、移框机构；7、绷膜框；8、弹簧；

图4是喂簧机构的侧视图，图中，1.1、振动盘；1.2、喂料管；1.3、夹紧卡；1.4、喂料嘴；1.5、底盘；1.6、调节钮；

图5是喂簧机构调向示意图，图中1.7、螺旋轨道；1.8、调向桥架；1.9、进料口；

图6是取簧机构的侧视图，图中，2.1、导杆气缸；2.2、紧凑型气缸；2.3、旋转电机；2.4、编码器；2.5、取簧头；

图7是取簧头的组装图，图中，2.5、取簧头；2.6、磁钢棒；2.7、卡箍；2.8、螺旋凸台；2.9、凸缘；

图8是取簧头对弹簧底圈断口定位的示意图；

图9是送簧机构的侧视图，图中，3.1、滑块驱动器；3.2、送簧模块；3.5、斜坡底托；3.6、型材架；

图10和图11是送簧机构的局部剖面图，图中，1.3、夹紧卡；2.5、取簧头；3.1、滑块驱动器；3.2、送簧模块；3.3、缓冲托；3.4、取簧孔；

图12和图13是旋切机构的侧视图，图中，4.1摆动气缸、4.2插簧头、4.3手指；4.4、气爪；4.5、旋转臂；4.6、旋紧帽；4.7、传感器；4.8传感器座、4.9升降气缸、4.10斜坡底座；

图14和图15，是旋切机构的插簧头的局部示意图，图中，4.2、插簧头；4.3、手指；4.4、气爪；7.5a、瓶颈右凸；7.5b、瓶颈左凸；7.6a、扩口(右)；7.6b、扩口(左)；8、弹簧；8.1、底圈；8.2、断口；8.3、焊帽；

图16是绷膜框的剖面图，图中，7.1、绷膜沿；7.2、连接凸缘；7.3、连接外槽；7.4、卡槽；7.5a、瓶颈右凸；7.5b、瓶颈左凸；7.6a、扩口(右)；7.6b、扩口(左)；7.7、装饰板；

图17是弹簧旋切入槽卡紧的示意图，图中，8、弹簧；8.1、底圈；8.2、断口；

图18是靠山机构的侧视图，图中，5.1、型材底座；5.2、靠山模块；5.3、导向压轮；5.4、轮架；

图19是靠山机构的局部剖面图，图中，5.5、底部吸嘴；5.6、斜面吸嘴；5.7、O型圈；5.8、接头；

图20和图21是移框机构中T型气爪开闭状态的正视图，图中，6.1、T型气爪；6.2a、平移右爪；6.2b、平移左爪；6.3、真空吸嘴；6.4、O型圈；6.5、接头；

图22、图23是移框机构的T型气爪的工作示意图，图中，6.6斜坡底板；

图24至图30是自动旋切插簧机的分步操作示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2和3所示用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机，由钢板制成的平整的方形工作台面上，前端边部安装靠山机构(5)，紧贴靠山机构(5)的后面的右端安装旋切机构(4)，左端安装移框机构(6)，旋切机构(4)后面的上方安装取簧机构(2)，移框机构(6)的后面，安装喂簧机构(1)，在喂簧机构(1)和取簧机构(2)的中间(取簧机构(2)的下方)安装送簧机构(3)。喂簧机构(1)、取簧机构(2)以及送簧机构(3)均安装在工作台上的固定架上。

(注：除特别说明外，该自动旋切插簧机中涉及的部件均为市场上的标准件或组件)。

如图6以及图7所示，取簧机构包括：导杆气缸(2.1)、紧凑型气缸(2.2)、旋转电机(2.3)、编码器(2.4)、取簧头(2.5)、磁钢棒(2.6)、卡箍(2.7)、螺旋凸台(2.8)和凸缘(2.9)。导杆气缸(2.1)安装在工作台上的固定架上并驱动取簧头(2.5)在送簧机构中的取簧孔(3.4)及旋切机构中的插簧头(4.2)之间的移动，紧凑型气缸(2.2)安装在导杆气缸的前端并负责取簧头(2.5)在取簧孔(3.4)及插簧头(4.2)两个位置上的升降，旋转电机(2.3)安装在紧凑型气缸的前端，编码器安装在旋转电机与紧凑型气缸之间，取簧头安装在旋转电机轴上，旋转电机使取簧头(2.5)做360度的单圈旋转。取簧头(2.5)的顶端中心通过卡箍(2.7)安装有磁钢棒(2.6)，磁钢棒负责吸住弹簧(8)并使弹簧在转移及升降过程中保持稳定避免脱落。参见图7和8，取簧头(2.5)顶端的端面为螺旋凸台(2.8)，其高点端面为驱动弹簧底圈断口的凸缘(2.9)。参见图8，取簧头(2.5)负责沿弹簧(8)底圈(8.1)转动找到断口(8.2)，并推动底圈(8.1)的断口(8.2)带动弹簧(8)转动至螺旋凸台凸缘(2.9)的端面的初始位置。无论弹簧底圈的断口(8.2)进入取簧孔(3.4)后在何种角度，随着取簧头(2.5)的旋转，螺旋凸台(2.8)上的凸缘(2.9)的端面都会撞到弹簧底圈的断口(8.2)然后一起旋转，直到凸缘(2.9)旋转一圈后停留在最初的位置，而弹簧底圈的断口(8.2)也随之停留在该位置。

如图12和图13所示，旋切机构包括：摆动气缸(4.1)、插簧头(4.2)、手指(4.3)、气爪(4.4)、旋转臂(4.5)、旋紧帽(4.6)、传感器(4.7)、传感器座(4.8)、升降气缸(4.9)和斜坡底座(4.10)。摆动气缸(4.1)通过升降气缸安装在斜坡底座(4.10)上，斜坡底座端面为一斜坡，其角度与靠山机构上固定的绷膜框(7)内的卡槽(7.4)(参见图16)中弹簧轴线角度成90度，以保证插簧头(4.2)旋转形成的端面与绷膜框(7)的卡槽(7.4)中弹簧的端面平行。摆动气缸(4.1)驱动轴端固定的旋转臂(4.5)旋转摆动，旋转臂的两端各设置有一个弯折的固定沿，使整体为]型的铝合金，一端安装气抓(4.4)和手指(4.3)，所对应的另一端安装传感器(4.7)，气抓(4.4)的手指(4.3)端内侧安装旋切插簧用的插簧头(4.2)，旋转臂(4.5)作180度的往复半圆周运动，旋转带动夹紧弹簧(8)的插簧头(4.2)沿旋转臂(4.5)的外圆作圆周运动，参见图15和图17，使弹簧底部最后一圈的扩大圈(8.1)沿圆周的切线方向挤压变窄通过绷膜框(7)卡槽(7.4)的瓶颈处的左右凸(7.5a、7.5b)，进入固定弹簧的绷膜框卡槽底部的左右扩口(7.6a、7.6b)内，底圈(8.1)弹性恢复变宽而卡紧定位在扩口内。

如图14所示，插簧头(4.2)分为两半，分别固定在气爪(4.4)的手指(4.3)端内侧，合拢起来的插簧头(4.2)顶部设置有与弹簧(8)相同尺寸的凹陷，插簧头4.2的宽度比弹簧(8)的腰宽略窄，弹簧的腰宽与卡槽瓶颈左右凸处(7.5a、7.5b)的最短距离相当，夹紧弹簧的插簧头(4.2)可以无触碰的通过卡槽的瓶颈左右凸处(7.5a、7.5b)，同时又能保证弹簧底圈(8.1)的变形要求。旋转臂上安装的传感器，负责检测绷膜框卡槽内弹簧插入前后的状态，以及取簧头的位置检测，并将信号传输给控制器进行逻辑控制。

如图4和图5所示，喂簧机构包括：振动盘(1.1)、振动上料机、喂料管(1.2)、夹紧卡(1.3)、喂料嘴(1.4)、底盘(1.5)、调节钮(1.6)、螺旋轨道(1.7)、调向桥架(1.8)和进料口(1.9)，弹簧放置于振动盘(1.1)中，通过振动上料机的振动使振动盘中的弹簧(8)在螺旋轨道内上升，在进料口(1.9)前，通过调向桥架(1.8)将弹簧底端最后一圈的扩大圈先行架在桥臂上(如人体两臂架在双杠上一样)，使焊帽端朝下滑向进料口，使弹簧保持焊帽朝前(即在喂料嘴处为焊帽端朝下)的同一方向，喂料管(1.2)的喂料嘴通过夹紧卡固定，喂料嘴的下端沿与送簧模块(3.2)的上端面紧密接触，不影响送簧模块的移动。

如图9、图10和图11所示，送簧机构，包括滑块驱动器(3.1)、送簧模块(3.2)、斜坡底托(3.5)、取簧孔(3.4)、缓冲托(3.3)。送簧模块(3.2)安装在滑块驱动器(3.1)上，滑块驱动器安装在斜坡底托上，斜坡底托通过型材架安装在工作台上的固定架上，送簧模块的上部端面与喂料嘴下端沿口紧密接触，送簧模块(3.2)位于滑块驱动器顶端一侧与喂料嘴下端沿口对应位置上铣有与弹簧形状相同的取簧孔(3.4)，便于弹簧(8)以焊帽(8.3)向下的方式进入，取簧孔(3.4)的底部安装有缓冲托(3.3)(参见图11)，参见图7和图8，在取簧头(2.5)对弹簧(8)底圈(8.1)的断口(8.2)的定位作360度旋转时，有利于螺旋凸台(2.8)的高点处的凸缘(2.9)对处在任何角度的弹簧底部圈(8.1)的下压和旋转。送簧模块(3.2)有两个移动停留位置，一是滑块驱动器(3.1)收缩时(参见图11)，取簧孔(3.4)对正喂料嘴下端沿口，弹簧(焊帽端朝下)进入取簧孔；二是滑块驱动器伸展时(参见图10)，取簧孔对正取簧机构处在收缩时的取簧头(2.5)，当取簧头下降时，取簧头顶端的磁钢棒(2.6)进入弹簧内腔，取簧头的螺旋凸台(2.8)压住弹簧底圈并做360度旋转，同时，送簧模块(3.2)的另一端与喂料嘴的下端沿口贴紧，挡住管中的弹簧。

如图20、图21和图22、图23所示，移框机构(6)包括：T型气爪(6.1)、平移右爪(6.2a)、平移左爪6.2b)、真空吸嘴(6.3)、O型圈(6.4)、接头(6.5)和斜坡底板6.6。斜坡底板上安装T型气爪(6.1)，斜坡的角度与绷膜框(7)的装饰板(7.7)成90度，以保证安装在T型气爪(6.1)上两个左右平移爪的端面与绷膜框的装饰板端面平行而且形成紧密接触。一对平移右爪(6.2a)和平移左爪(6.2b)均为不锈钢制成的带有真空吸嘴(6.3)的两个方块，分别装在T型气爪(6.1)的两端，随着T型气爪从闭合、打开再到闭合的操作，完成绷膜框(7)由移框机构(6)向旋切机构(4)方向的一次向前移动，插入后的弹簧(8)向右移动(即图1中的右移)，腾出准备要插入的位置。参见图22和图23，平移右爪(6.2a)与平移左爪(6.2b)随着T型气爪(6.1)的闭合与打开的状态交替变化，其上的真空吸嘴(6.3)的吸气与放气也随之变化。T型气爪闭合到位后，左右平移爪的真空吸嘴同时吸气，抓住绷膜框使其固定。T型气爪打开时，向前打开移动的平移右爪(6.2a)的真空吸嘴作吸气动作，抓住绷膜框(7)向前移动，向后侧打开移动的平移左爪(6.2b)的真空吸嘴放气，放开绷膜框。T型气爪闭合时，向后闭合移动的平移右爪(6.2a)的真空吸嘴作放气动作，放开绷膜框，向前侧闭合移动的平移左爪(6.2b)的真空吸嘴吸气，抓住绷膜框向前移动。再次闭合后，左右平移爪上的真空吸嘴同时吸气，抓牢绷膜框配合靠山机构(5)的靠山模块(5.2)上的底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)共同使其牢固定位，能够抵消旋切插簧的旋转冲量。

如图18和图19所示，靠山机构(5)包括：型材底座(5.1)、靠山模块(5.2)、三套导向压轮(5.3a、5.3b、5.3c)和轮架(5.4a、5.4b、5.4c)。靠山模块(5.2)安装在型材底座(5.1)上，型材底座安装在工作台上，靠山模块(5.2)为中间加工成有凹槽的铝合金板，凹槽的形状与绷膜框外轮廓的形状匹配，凹槽的表面喷涂耐磨硬塑涂层，防止对绷膜框(7)表面的刮伤，同时减少与绷膜框表面的摩擦力。靠山模块(5.2)在旋切机构(4)插簧头(4.2)插入弹簧的位置处的凹槽底部和斜面上，分别各设置有一排真空吸孔组，每组各有(5)个真空吸孔，称为底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)，用以抓牢固定绷膜框，使其在旋切插簧时不发生位移。在移框机构(6)位置空间处，靠山模块(5.2)的后端面开设有T型气爪(6.1)移动操作的缺口，便于抓取绷膜框的装饰板(7.7)以及移动绷膜框(7)。在绷膜框(7)通过移框机构(6)向前移动时，靠山模块(5.2)上的底部吸嘴和斜面吸嘴同时放气，以减少绷膜框与模块凹槽表面的摩擦力。三套导向压轮(5.3a、5.3b、5.3c)将绷膜框(7)紧密地压在靠山模块(5.2)的凹槽内，并与移框机构的左右平移爪(6.2a、6.2b)和靠山模块的底部吸嘴和斜面吸嘴的动作相配合，使绷膜框在靠山模块的凹槽内的定位和移动更加稳定。

本发明提供的自动旋切插簧工艺如下：

如图1，自动旋切插簧机包括：喂簧机构(1)、送簧机构(2)、取簧机构(3)、旋切机构(4)、靠山机构(5)和移框机构(6)，绷膜框(7)通过人工上料定位后，由自动旋切插簧机按照编辑好的控制程序，实现喂簧、转簧、取簧、送簧、装簧、加簧、旋切插簧、定距移框的连续化自动操作，将弹簧(8)连续自动地旋切插入由程序计算后的排列位置内。参见图12和图13，由旋转臂(4.5)上的传感器(4.7)、各个气缸上的行程开关等检测每个动作完成的状态和位置。

如图24所示，参见,9、图10和图11，送簧机构(3)的送簧模块(3.2)在滑块驱动器(3.1)的驱动下缩回至取簧孔(3.4)与喂料机构(1)的喂料嘴(1.4)对正，滑块驱动器(3.1)上的位置开关给出缩回位置的确认信号，弹簧(8)进入取簧孔(3.4)。取簧机构(2)的取簧头(2.5)在导杆气缸(2.1)的驱动下已经伸展至旋切机构(4)的插簧头(4.2)对正位置，导杆气缸(2.1)的位置开关给出伸展位置的确认信号。旋切机构(4)在摆动气缸的驱动下，反向做180度旋转，使旋转臂(4.5)上的插簧头(4.2)复位至由取簧头(2.5)装簧的位置，参见图29，此时，气爪(4.4)驱动手指(4.3)带动插簧头(4.2)已经打开，摆动气缸(4.1)的位置开关给出插簧头(4.2)在上的复位零度角信号。旋转臂(4.5)另一端的传感器(4.7)对准绷膜框(7)的卡槽(7.4)，如有弹簧(8)则发出常开信号，如未检测到弹簧，则给出常闭信号。移框机构(6)，参见图22和图23，在完成T型气爪(6.1)打开动作后，参见图18和图19，靠山机构(5)的底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)处于放气状态，参见图20和图21，T型气爪(6.1)开始闭合，向前闭合的平移左爪(6.2b)上的真空吸嘴(6.3)变为吸气，向后闭合的平移右爪(6.2a)上的真空吸嘴(6.3)变为放气，闭合到位后，T型气爪(6.1)上的位置开关发出闭合位置信号，两个平移爪(6.2a、6.2b)上的两组真空吸嘴(6.3)同时转换为吸气，抓住绷膜框(7)的装饰板(7.7)，靠山机构(5)的底部吸嘴(5.5)及斜面吸嘴(5.6)变为吸气，固定抓牢绷膜框(7)。其它机构保持图30中的动作状态。

如图25所示，送簧机构(3)保持缩回位置，参见图11，弹簧(8)已经进入取簧孔(3.5)。取簧机构(2)在伸展位置，取簧头(2.4)在紧凑型气缸(2.2)的驱动下降至旋切机构(4)的插簧头(4.2)的打开的凹陷中间位置，紧凑型气缸(2.2)的位置开关给出降低的确认信号。旋切机构(4)上的插簧头(4.2)闭合夹紧取簧头(2.4)上的弹簧(8)，气爪(4.3)上的位置开关给出闭合确认信号。其它机构保持图24中的动作状态。

如图,26所示，送簧机构(3)的滑块驱动器(3.1)伸展，驱动送簧模块(3.2)移动，使取簧孔(3.4)停留在取簧机构(4)下次取簧时与取簧头(2.5)对准的位置，滑块驱动器(3.1)的位置开关发出伸展到位的确认信号，取簧孔(3.4)中确认有弹簧(8)。取簧机构(2)在伸展位置，取簧头(2.5)在紧凑型气缸(2.2)的驱动下上升，确保取簧头(2.5)脱开弹簧(8)，同时，确认弹簧被旋切机构(4)的插簧头(4.2)夹紧在凹陷中间位置，紧凑型气缸(2.2)的位置开关给出上升到位的确认信号。其它机构保持图25中的动作状态。

如图27所示，取簧机构(2)开始回缩至取簧位置，导杆气缸上的位置开关给出回缩到位确认信号，之后，取簧头(2.5)在紧凑型气缸(2.2)的驱动下下降至取簧孔(3.4)内的弹簧(8)上方，确保取簧头(2.5)的磁钢棒(2.6)进入弹簧内腔，紧凑型气缸(2.2)的位置开关给出下降到位确认信号。同时，旋切机构(4)在升降气缸(4.9)的驱动下开始下降，升降气缸(4.9)上的位置开关给出下降到位的确认信号。其它机构保持图26中的动作状态。

如图28所示，取簧机构(2)的取簧头(2.5)已经下降至取簧孔(3.4)内的弹簧(8)上方，开启旋转电机(2.3)驱动取簧头(2.5)做一圈整的360度旋转，电机上的编码器(2.4)给出转动角度的信号。同时，旋切机构(4)在摆动气缸(4.1)的驱动下开始作180度的旋转，带动插簧头(4.2)夹紧的弹簧(8)旋切挤入绷膜框(7)的卡槽(7.4)底部的扩口内定位，摆动气缸(4.1)上的位置开关给出180度到位的信号，旋转臂(4.5)另一端的传感器(4.7)旋转至上端的取簧头(2.5)给插簧头(4.2)装簧的位置，如取簧头(2.5)在此位置，传感器发出常开信号，若取簧头(2.5)未到达此位置，传感器给出常闭信号。其它机构保持图27中的动作状态。

如图29所示，取簧机构(2)的取簧头(2.5)在紧凑型气缸(2.2)的驱动下上升至取簧孔(3.4)的上方，紧凑型气缸(2.2)的位置开关给出上升到位的确认信号。同时，旋切机构(4)的插簧头(4.2)处于绷膜框的卡槽中，插簧头(4.2)在气爪(4.4)的驱动下开始打开，使插簧头(4.2)与插入卡槽(7.4)的弹簧不再接触，气爪(4.4)上的位置开关给出打开的确认信号。其它机构保持图28中的动作状态。

如图30所示，取簧机构(2)的取簧头(2.5)在导杆气缸(2.1)的驱动下伸展至给旋切机构(4)插簧头(4.2)装簧的位置，导杆气缸上的位置开关给出伸展到位的确认信号。同时，旋切机构(4)在升降气缸(4.9)的驱动下升高，使插簧头(4.2)在不接触插好后的弹簧(8)情况下，离开绷膜框7的卡槽7.4升高至弹簧的正上方，升降气缸(4.9)上的位置开关给出升高到位的确认信号。之后，移框机构(6)的T型气爪(6.1)打开，靠山机构(5)的底部吸嘴(5.5)和斜面吸嘴(5.6)放气，T型气爪(6.1)上的向后打开的平移左爪(6.2b)上的真空吸嘴(6.3)放气，向前打开的平移右爪(6.2a)上的真空吸嘴(6.3)吸气，抓住绷膜框(7)向前移动，打开动作到位后，T型气爪(6.1)上的位置开关发出确认信号。其它机构保持图29中的动作状态。

在逻辑控制器按照编制好的程序控制下，自动旋切插簧机再次进入图24的工作模式，循环连续地完成喂簧、转簧、取簧、送簧、装簧、加簧、旋切插簧、定距移框等动作。

Claims (2)

1.一种用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机，其特征在于该自动旋切插簧机包括：喂簧机构(1)、送簧机构(3)、取簧机构(2)、旋切机构(4)、移框机构(6)、靠山机构(5)以及工作台；工作台的前方安装有靠山机构，靠山机构的上面用于固定绷膜框，紧邻靠山机构内侧的工作台上安装有移框机构；喂簧机构和取簧机构通过固定架安装在工作台的上方，送簧机构安装在取簧机构的下方，旋切机构安装在送簧机构与靠山机构之间；所述的旋切机构，包括升降气缸、摆动气缸、旋转臂，旋转臂的一端安装插簧头和气爪，旋转臂所对应的另一端安装传感器，旋转臂作180度的往复半圆周运动，插簧头分为两半，分别固定在气爪的手指端内侧，合拢起来的插簧头顶部设有与弹簧相同尺寸的凹陷，插簧头的宽度比弹簧的腰宽略窄，弹簧的腰宽与卡槽瓶颈处的最短距离相当，夹紧弹簧的插簧头能够无触碰的通过卡槽的瓶颈处，同时又能保证弹簧底部扩大圈的变形要求：所述的取簧机构，包括旋转电机、取簧头、磁钢棒芯，取簧头的顶端为螺旋凸台，螺旋凸台高点处的凸缘用来寻找并转动弹簧底部扩大圈的断口到固定位置，取簧头顶端的中心安装有磁钢棒芯，以保证弹簧在抓取、移动、放置过程中始终保持稳定并保持相同的位置和角度，既与送簧机构配合保证弹簧底圈断口的方向，又与旋切机构配合保证弹簧旋切进入卡槽的位置及方向，取簧机构头部安装有每次只转动一圈的360度旋转电机，并在伸缩气缸和升降气缸的驱动下，完成取簧头从送簧机构的弹簧孔中取出弹簧，伸展到旋切机构的插簧头处放置弹簧，在弹簧被插簧头夹紧后上升脱开弹簧，以及收缩回到再次取簧的操作位置。

2.根据权利要求1所述的用于制备悬膜中空玻璃绷膜框的自动旋切插簧机，其特征在于所述的喂簧机构、送簧机构、取簧机构、旋切机构、移框机构和靠山机构，实现喂簧、转簧、取簧、送簧、装簧、加簧、旋切插簧、定距移框的连续化自动操作。