CN105058959A - 一种炮弹标志自动印刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炮弹标志自动印刷装置，其包括机架、送弹机构、卡弹机构、网印机构、同步机构；机架包括底板、左支架、右支架、吊杆；左支架的下端与右支架的下端分别设置在底板的左右两侧，左支架的上端与右支架的上端通过吊杆连接；送弹机构设置在底板上；卡弹机构设置在左支架上；同步机构设置在右支架上；网印机构设置在吊杆上。本发明的有益效果是：操作简便、自动化程度高、体积小、资源利用率高，印刷的标志清晰耐磨，符合弹药修理作业技术标准，提高了弹药标志印刷效率，整体技术居国内同领域先进水平。

Description

一种炮弹标志自动印刷装置

技术领域

本发明涉及弹药维修工程及自动化涂装工程领域，具体是指一种炮弹标志自动印刷装置，适用于76mm至155mm口径的各种后装炮弹。

背景技术

弹药维修工作是我军军械装备技术保障活动的重要组成部分，这项工作是保证弹药质量、延长弹药储存寿命，确保弹药储存和使用安全的重要手段。在充分利用弹药资源方面发挥着重要的作用。做好弹药维修工作不仅具有重要的军事效益，而且具有重大的经济效益和社会效益。

弹药的识别和使用主要依据弹药标志，弹药经修理后必须经过标志印刷工序。目前炮弹标志的印刷方式有喷涂和滚印两种，喷涂方式主要应用于基层级修理，滚印方式主要应用于工厂级修理和炮弹生产工艺，这两种方式均是手工操作，存在前期准备复杂、作业环境差，作业强度大，作业质量不高、作业效率低等缺点，至今尚没有一套实用的弹药标志印刷设备，影响了弹药修理的效率，制约了弹药修理技术的发展。

基于上述存在问题，根据我军装备实现由机械化向自动化、信息化跨越的方针，结合现代科学应用技术，有必要研制一套技术先进、设备小巧、机电一体化及自动化水平较高的适合于部队弹药修理机构使用的弹药标志自动印刷设备，提高生产效率，降低劳动强度，促进弹药修理技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种炮弹标志自动印刷装置，解决现有技术的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种炮弹标志自动印刷装置，其包括机架、送弹机构、卡弹机构、网印机构、同步机构；机架包括底板、左支架、右支架、吊杆；左支架的下端与右支架的下端分别设置在底板的左右两侧，左支架的上端与右支架的上端通过吊杆连接；送弹机构设置在底板上；卡弹机构设置在左支架上；同步机构设置在右支架上；网印机构设置在吊杆上。

本发明的有益效果是：操作简便、自动化程度高、体积小、资源利用率高，印刷的标志清晰耐磨，符合弹药修理作业技术标准，提高了弹药标志印刷效率，整体技术居国内同领域先进水平。

进一步：送弹机构由活动板、多个推升气缸、放弹板、托轮组成；活动板设置在底板的上方，且活动板与底板之间通过滑轨活动连接；滑轨包括导杆和滑轮，导杆设置在底板上，滑轮设置在活动板上，滑轮沿导杆所在的方向上滑动；活动板与底板之间还设有用于推动活动板在底板上来回移动的送弹气缸；多个推升气缸的下端设置在活动板的上端，上端与放弹板固定连接；托轮设置在放弹板上。

进一步：送弹气缸采用无杆气缸。

进一步：送弹气缸的连接部位上设有制动缸。

进一步：卡弹机构由夹紧气缸、夹紧装置和滑槽组成；夹紧气缸与左支架固定连接；滑槽与左支架固定连接；夹紧装置的一端设置在夹紧气缸的活塞杆上，夹紧装置的另一端与炮弹抵触连接；夹紧装置的两侧嵌入滑槽内，且与滑槽活动连接。

进一步：夹紧气缸采用无杆气缸。

进一步：网印机构包括两个丝网印刷板；两个丝网印刷板并排设置在吊杆的下方，且分别通过定位板与吊杆固定连接；两个丝网印刷板之间通过连接块连接；每个丝网印刷板上设有刮墨气缸、回墨气缸、进退气缸；进退气缸与定位板固定连接；刮墨气缸、回墨气缸分别设置进退气缸的活塞杆上；刮墨气缸的活塞杆上设有刮墨板，回墨气缸的活塞杆上设有回墨板。

进一步：刮墨板与回墨板之间距离为1mm至3mm。

进一步：两个丝网印刷板离药筒、弹丸的距离为3mm至5mm。

进一步：同步机构由大齿轮、小齿轮、两个连接齿条、套筒组成；两个连接齿条的一端均与丝网印刷板固定连接，另一端分别与大齿轮、小齿轮啮合；大齿轮与小齿轮单向耦合；大齿轮和小齿轮与炮弹之间通过套筒连接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的送弹机构的结构示意图；

图3为送弹气缸与制动缸连接关系示意图；

图4为本发明的卡弹机构的结构示意图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为本发明的网印机构的结构示意图；

图7为图6的侧视图

图8为本发明的同步机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种炮弹标志自动印刷装置。该设备由电器控制系统、气动系统及机械执行系统组成，具有手动、定装自动、分装自动及复位等四种工作模式，操作简便、自动化程度高、体积小、资源利用率高，印刷的标志清晰耐磨，符合弹药修理作业技术标准，提高了弹药标志印刷效率，整体技术居国内同领域先进水平。

本发明的目的通过以下技术途径来实现：

一种炮弹标志自动印刷装置由电器控制系统、气动系统及机械执行系统组成。

(一)电器控制系统

电器控制系统主要由一台PLC可编程控制器、13个霍耳接近开关、24个执行继电器、一组输入按钮及供电电源组成。

PLC可编程控制器具有四种工作模式，分别是手动调整、复位模式、定装式自动、分装式分步自动。手动调整时，PLC可编程控制器接收到电气控制面板上的开关按钮信号，按程序控制输出，通过继电器开关控制相应的气路系统，对机械执行系统进行控制；复位模式时，由霍尔开关对各机械部件位置进行判断，对没有在初始位置的机械部件进行控制使其回到初始位置；自动工作下，由霍尔开关输入信号，PLC可编程控制器执行自动程序，按照相应的程序进行自动印刷，分步自动执行方法一样。

(二)气动系统

系统的气动系统主要是由9个执行气缸、一组气动控制阀气泵及气路管道组成。

在9个执行气缸中，其中输送气缸、卡紧气缸为无杆气缸，节约了整个系统的空间，利于设备的小型化设计，其余为有杆气缸。各个气缸通过活塞进行传动，通过气缸管路连接到相应的气动控制阀上，通过气缸活塞两侧的压强差实现气缸活塞的运动，从而带动相应的机械部件实现动作的目的。当电路控制系统给相应的继电开关指令时，相应的气动开关打开进行通气，并从相对的气动管路进行出气，来控制相应的气缸活塞运动，进而控制机械执行机构运动。

(三)机械执行系统

如图1所示，机械执行系统主要由机架1、送弹机构2、卡弹机构3、网印机构4、同步机构5、电气控制柜6等。送弹机构2设置在底板11上；卡弹机构3设置在左支架12上；同步机构5设置在右支架13上；网印机构4设置在吊杆14上。炮弹01卡在卡弹机构3与同步机构5之间,网印机构4设置在炮弹01的上方,送弹机构2设置在炮弹01的下方。

1、机架1

机架1包括底板11、左支架12、右支架13、吊杆14；

左支架12的下端与右支架13的下端分别设置在底板11的左右两侧，左支架12的上端与右支架13的上端通过吊杆14连接。

底板11、左支架12、右支架13、吊杆14组成整个机械执行系统的安装和固定机构，主要起到连接和安装各机械部件的作用。

2、送弹机构2

如图2所示，送弹机构2主要由活动板21、两个推升气缸22、放弹板23、托轮24等组成。

活动板21设置在底板11的上方，活动板21与底板11之间通过滑轨25连接，该滑轨25包括导杆和滑轮，导杆设置在底板11上，滑轮设置在活动板21上，滑轮沿导杆所在的方向上滑动。活动板21与底板11之间还设有送弹气缸26，送弹气缸26主要用于推动活动板21在底板11上水平来回移动。

两个推升气缸22的下端设置在活动板21的上端，两个推升气缸22的上端与放弹板23固定连接。

托轮24设置在放弹板23上，主要用于托住炮弹01。

该机构在工作时，首先送弹气缸26管路通气，推动活动板21送弹前进，当前进到中位时，制动管路通气主动制动，推升气缸22管路通气后，推动放弹板23推弹上升，当炮弹01卡紧到位后落下，完成了进弹动作。当要退弹时，推升气缸22升起接下炮弹01，落下后退弹管路通气，通过送弹气缸26退回到反方向位置，完成了退弹动作。送弹机构2在设计时，送弹气缸26选择了无杆气缸，节约了空间。如图3所示，但是如果送弹气缸26不能准确定位，就有可能导致进弹位置不准，不能完成印刷任务，所以在送弹气缸26的连接部位设计了制动缸27。当制动管路接通后，送弹气缸26紧急制动，确保推升气缸22位置的正确性。

3、卡弹机构3

如图4、图5所示，卡弹机构3主要由夹紧气缸31、夹紧装置32和滑槽33组成。

夹紧气缸31与左支架12固定连接；滑槽33与左支架12固定连接，滑槽33沿吊杆14所在的方向设置，这样可以保证夹紧装置32沿吊杆14所在的方向左右移动。夹紧装置32的一端设置在夹紧气缸31的活塞杆上，夹紧装置32的另一端可与炮弹01抵触连接，借助活塞杆伸缩实现在滑槽33上左右移动。夹紧装置32的两侧嵌入滑槽33内，且与滑槽33活动连接。

主要是在夹紧气缸31接到左行、右行的控制程序时，对夹紧气缸31进行相应供气，对炮弹01头部进行夹紧。

卡弹机构3右行管路通气时，驱动夹紧气缸31的活塞带动夹紧装置32沿着滑槽33运动，夹紧炮弹01头部，使炮弹01定位。对夹紧装置32的头部，要和炮弹01头部相吻合，以方便夹紧各种炮弹01头部，在弹种更换时，更换相应的适合该弹种的套筒54。卡弹机构3左行管路通气时，驱动夹紧气缸31的活塞带动夹紧装置32沿着滑槽33反向运动，松开炮弹01头部。

4、网印机构4

如图6、图7所示，网印机构4主要由两个丝网印刷板41、油墨；每个丝网印刷板41设有1个刮墨气缸44、1个回墨气缸45、进退气缸46、多个定位板42，丝网印刷板41通过定位板42安装在吊杆14上。进退气缸46与定位板42固定连接；刮墨气缸44、回墨气缸45分别设置进退气缸46的活塞杆上；刮墨气缸44的活塞杆上设有刮墨板，回墨气缸45的活塞杆上设有回墨板。

网印机构4是标志印刷系统的核心部分，针对炮弹01形状、口径不一、表面圆弧等特点，普通的印刷技术很难实现印刷的目的，为了克服上述问题，所以选择了当今先进的丝网印刷技术作为印刷介质，在设计的时候采用两个印刷版进行印刷，分别印刷弹丸和药筒。

连接块43是在定装式炮弹01时使用，分装式炮弹01不用，主要是把版Ι和版Π(两个印刷版中一个印刷版简称为版Ι，另一个印刷版简称为版Π)连接起来，定装式炮弹01自动印刷时分两个来回进行印刷和回墨，第一次印刷药筒、弹丸，第二次进行回墨；分装式炮弹01不使用连接块43，分别放置药筒和弹丸，2次印刷。

炮弹01通过夹紧装置32夹紧后，刮墨气缸44Ι(版Ι上设置的刮墨气缸44)伸出管路通气，使刮墨气缸44Ι伸出，进退气缸46Ι的进气管路通气，版Ι前进，丝网版经过刮墨板Ι进行印刷，印刷完毕后，刮墨板Ι退回，回墨气缸45Ι伸出管路通气，回墨板Ι伸出，当版Ι第二次前进时进行回墨，如此进行版Π的印刷动作。刮墨板伸出的距离要求恰好贴着炮弹01表面，丝网离药筒、弹丸的距离在3mm至5mm，回墨板伸出的距离恰好贴着丝网的表面，并且刮墨板、回墨板之间要求比较贴近，可以选择刮墨板与回墨板之间距离为1mm至3mm，使得印刷使用的墨尽量通过回墨均匀，便于下一次印刷。

5、同步机构5

如图8所示，同步机构5主要由两个齿轮、两个连接齿条53、药筒或弹丸底部套筒54等部件组成。为了克服炮弹01药筒和弹丸口径不同而设计的一种装置。由于药筒、弹丸口径不同，印刷的长度、面积也不同，需要各自的传动装置，带动炮弹01具有相应的转速，使药筒、弹丸印刷清晰、印刷速度合理。

当印刷版在进退气缸46的作用下，推动印刷版前进或者后退，通过连接板、连接齿条53带动两个齿轮运动，从而带动套筒54和炮弹01运动，完成标志印刷。为了实现印刷药筒和弹丸运动速度和他们的口径相吻合，采用了“双向棘轮串联”的方式，达到了两个不同圆上点旋转的线性距离与直行版同步。齿条与网框相连，大小齿轮52棘轮与整装弹，利用棘轮的单向旋转性，需要印制H大圆时，网框带动齿条，推动齿轮，大齿轮51带动炮弹01旋转，小齿轮52滑动，对炮弹01药筒施印，反之对h小圆炮弹01弹丸进行施印。

大齿轮51和小齿轮52单向耦合，运动互不影响。版Ι、版Π前进时，带动大齿轮51运动，小齿轮52不受力空转，印刷药筒；版Ι、版Π后退时，带动小齿轮52运动，大齿轮51不受力空转，印刷弹丸；这样就解决了药筒、弹丸的口径不同带来印刷困难的难题。

(四)系统工作方式

全自动炮弹标志印刷系统是由气动系统为动力源及动力组件，通过可编程控制器及软件控制、机械系统完成炮弹01标志印刷。工作过程共有四种模式：

1、手动模式

各个动作点动，即按面板上按钮产生对应的动作，松开停止。按“停止”按钮所有动作停止并锁住，按“启动”解锁。

2、复位模式

在此模式下按“启动”，各缸按一定顺序复位，即刮墨ⅠⅡ、回墨ⅠⅡ收回，版ⅠⅡ回位；推升气缸22落下，进料缸回至初始位(上料位)。

夹紧缸为单独控制，操作时注意是否有夹紧工件，以免推升气缸22不在位，工件直接坠落。

在复位动作不进行时，各个动作可以单步运行。单步运行是指按动对应按钮，动作至传感器位置停止。

3、全弹自动模式

初始条件为：

进料缸在初始位(X24)

推升气缸低位(X27)

夹紧缸左位(X32)

版Ⅰ缸原位(X35)

刮墨Ⅰ(版Ⅰ上)原位(X37)

回墨Ⅰ(版Ⅰ上)原位(X41)

刮墨Ⅱ(版Ⅱ上)原位(X51)

回墨Ⅱ(版Ⅱ上)原位(X53)

此模式印版Ⅰ、Ⅱ连接在一起(通过连接板刚性连接)，同时动作。

动作过程：

人工放好工件，按动启动按钮(X0)

夹紧缸左行(Y6)至左位(X32)

进料缸进(Y1)至进料缸中位(X25)

驱动进料缸主动制动(Y2)、推升气缸上(Y4)至推升气缸高位(X31)、夹紧缸右行(Y7)夹紧工件至夹紧缸中位(X33)

推升气缸下(Y5)至低位(X27)

刮墨Ⅰ进(Y12)至伸出位(X40)

版ⅠⅡ进(Y10、Y16)至版Ⅰ缸伸出位(X36)

刮墨Ⅰ退(Y13)至刮墨Ⅰ原位(X37)

刮墨Ⅱ进(Y20)至伸出位(X52)

版ⅠⅡ退(Y11、Y17)至版Ⅰ缸原位(X35)

刮墨Ⅱ退(Y21)至刮墨Ⅱ原位(X51)

推升气缸上(Y4)至推升气缸高位(X31)

夹紧缸左行(Y6)至夹紧缸左位(X32)

解除进料缸停(Y2)推升气缸下(Y5)至推升气缸低位(X27)

进料缸进(Y1)进料缸后位(X26)

卸下工件后)按启动按钮(X0)

进料缸退(Y3)至进料缸初始位(X24)

回墨Ⅱ进(Y22)至回墨Ⅱ伸出位(X54)

版ⅠⅡ进(Y10、Y16)至版Ⅰ缸伸出位(X36)

回墨Ⅱ退(Y23)至回墨Ⅱ原位(X53)

回墨Ⅰ进(Y14)至回墨Ⅰ伸出位(X42)

版ⅠⅡ退(Y11、Y17)至版Ⅰ缸原位(X35)

回墨Ⅰ退(Y15)至回墨Ⅰ原位(X41)

一个工作循环结束，

夹紧缸中位(X33)设置为夹紧工件位置。

4、分装自动模式

初始条件为：

进料缸在初始位(X24)

推升气缸低位(X27)

版Ⅰ缸原位(X35)

刮墨Ⅰ(版Ⅰ上)原位(X37)

回墨Ⅰ(版Ⅰ上)原位(X41)

版Ⅱ缸原位(X43)

刮墨Ⅱ(版Ⅱ上)原位(X51)

回墨Ⅱ(版Ⅱ上)原位(X53)

与全弹自动相比增加了版Ⅱ缸原位(X43)，减少了夹紧缸左位(X32)限制。

若正常启动机器交替进行药筒、弹丸印刷，第一次放置药筒，注意一定要放到规定的位置，药筒口朝左，第二次放弹丸至规定位置。按启动和版Ⅰ进(X10)直接进行药筒印刷，下次按启动印刷弹丸；每次启动时特别小心印刷方式是否与放置工件相同。

药筒印刷动作过程：人工放好工件，按动启动按钮(X0、X10)→夹紧缸左行(Y6)→至夹紧缸左位(X32)进料缸进(Y1)→至进料缸中位(X25)停止，驱动进料缸主动制动(Y2)→推升气缸上(Y4)→至推升气缸高位(X31)夹紧缸右行(Y7)夹紧工件→至夹紧缸中位(X33)推升气缸下(Y5)至低位(X27)→刮墨Ⅰ进(Y12)至伸出位(X40)→版Ⅰ进(Y10)至版Ⅰ缸伸出位(X36)→刮墨Ⅰ退(Y13)至刮墨Ⅰ原位(X37)→推升气缸上(Y4)→至推升气缸高位(X31)夹紧缸左行(Y6)→至夹紧缸左位(X32)推升气缸下(Y5)解除进料缸停(Y2)→至推升气缸低位(X27)进料缸进(Y1)→至进料缸后位(X26)(卸下工件后)按动启动按钮进料缸退(Y3)、进料缸初始位(X24)→回墨Ⅰ进(Y14)→至回墨Ⅰ伸出位(X42)→版Ⅰ退(Y11)至版Ⅰ缸原位(X35)→回墨Ⅰ退(Y15)至回墨Ⅰ原位(X41)完成药筒印刷过程，弹丸印刷过程相同。

(五)本发明的有益效果为：

(1)综合应用丝网印刷、PLC控制、传感器和气动等技术，首次研制了炮弹01标志自动化印刷系统，解决了传统手工作业的标志质量不高、作业环境差和效率低等问题，有力的促进了弹药生产和修理技术的发展，创立了弹药修理新的作业方式。

(2)首次将丝网印刷技术引入到弹药生产领域，通过丝网框架与专用气缸间的巧妙机械设计，解决了曲面体印刷的技术难题，实现了对弧形弹体标志的高质量印刷。

(3)通过PLC对网印机构的时序控制和同步机构的双向棘轮驱动技术，解决了定装式炮弹药筒、弹丸口径不同所带来的同步印刷难题，实现了定装式炮弹的分步一次性自动印刷和分装式炮弹的分步自动印刷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：包括机架(1)、送弹机构(2)、卡弹机构(3)、网印机构(4)、同步机构(5)；

所述机架(1)包括底板(11)、左支架(12)、右支架(13)、吊杆(14)；

所述左支架(12)的下端与右支架(13)的下端分别设置在所述底板(11)的左右两侧，左支架(12)的上端与右支架(13)的上端通过吊杆(14)连接；

所述送弹机构(2)设置在所述底板(11)上；

所述卡弹机构(3)设置在所述左支架(12)上；

所述同步机构(5)设置在所述右支架(13)上；

所述网印机构(4)设置在所述吊杆(14)上。

2.根据权利要求1所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述送弹机构(2)由活动板(21)、多个推升气缸(22)、放弹板(23)、托轮(24)组成；

所述活动板(21)设置在所述底板(11)的上方，且所述活动板(21)与所述底板(11)之间通过滑轨(25)活动连接；所述滑轨(25)包括导杆和滑轮，所述导杆设置在所述底板(11)上，所述滑轮设置在所述活动板(21)上，所述滑轮沿所述导杆所在的方向上滑动；

所述活动板(21)与所述底板(11)之间还设有用于推动所述活动板(21)在所述底板(11)上来回移动的送弹气缸(26)；

多个所述推升气缸(22)的下端设置在所述活动板(21)的上端，多个所述推升气缸(22)的上端与所述放弹板(23)固定连接；

所述托轮(24)设置在所述放弹板(23)上。

3.根据权利要求2所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述送弹气缸(26)采用无杆气缸。

4.根据权利要求2所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述送弹气缸(26)的连接部位上设有制动缸(27)。

5.根据权利要求1所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述卡弹机构(3)由夹紧气缸(31)、夹紧装置(32)和滑槽(33)组成；

所述夹紧气缸(31)与所述左支架(12)固定连接；所述滑槽(33)与所述左支架(12)固定连接；所述夹紧装置(32)的一端设置在所述夹紧气缸(31)的活塞杆上，所述夹紧装置(32)的另一端与炮弹(01)抵触连接；所述夹紧装置(32)的两侧嵌入所述滑槽(33)内，且与所述滑槽(33)活动连接。

6.根据权利要求5所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述夹紧气缸(31)采用无杆气缸。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述网印机构(4)包括两个丝网印刷板(41)；两个所述丝网印刷板(41)并排设置在所述吊杆(14)的下方，且分别通过定位板(42)与所述吊杆(14)固定连接；两个所述丝网印刷板(41)之间通过连接块(43)连接；

每个所述丝网印刷板(41)上设有刮墨气缸(44)、回墨气缸(45)、进退气缸(46)；所述进退气缸(46)与所述定位板(42)固定连接；所述刮墨气缸(44)、回墨气缸(45)分别设置所述进退气缸(46)的活塞杆上；所述刮墨气缸(44)的活塞杆上设有刮墨板，所述回墨气缸(45)的活塞杆上设有回墨板。

8.根据权利要求7所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述刮墨板与所述回墨板之间距离为1mm至3mm。

9.根据权利要求7所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：两个所述丝网印刷板(41)离药筒、弹丸的距离为3mm至5mm。

10.根据权利要求7所述一种炮弹标志自动印刷装置，其特征在于：所述同步机构(5)由大齿轮(51)、小齿轮(52)、两个连接齿条(53)、套筒(54)组成；

两个所述连接齿条(53)的一端均与所述丝网印刷板(41)固定连接，另一端分别与所述大齿轮(51)、所述小齿轮(52)啮合；

所述大齿轮(51)与所述小齿轮(52)单向耦合；

所述大齿轮(51)和小齿轮(52)与炮弹(01)之间通过所述套筒(54)连接。