CN105538886B - 一种细长形状物品印标机缓冲制动结构及完整印刷控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种细长形状物品印标机的缓冲制动结构，包括机架和箱体，在箱体一侧设有相互摩擦配合的所述橡胶轮(2)、字条卡紧轮(7)、油性颜料附着轮(8)，印标机箱体(1)还设有制动缓冲机构，所述制动缓冲机构在印标机箱体(1)升起时制动所述制动轮(11)，从而定位所述橡胶轮(2)的下次印刷；所述制动缓冲机构包括安装座(14)、制动臂(12)、缓冲制动楔、所述安装座(14)固定在所述印标机箱体(1)的第二侧，所述制动臂(12)一端通过销轴水平固接于所述安装座(14)上，所述制动臂(12)的另一端连接缓冲制动楔。所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构能控制在细长形状物品上重复印刷遍数同时实现精确制动，并经得起耐用性考验。

Description

一种细长形状物品印标机缓冲制动结构及完整印刷控制方法
技术领域
本发明涉及印标机技术领域，具体涉及一种钢管用印标机缓冲制动结构。
背景技术
根据生产要求，钢管表面要印有生产厂家、生产班组、钢管规格等信息，传统的生产方式是通过人工完成这个工序，这样操作不仅需要1名操作工人，而且该名工人每天得负责260吨左右钢管的手工印标，一方面劳动强度大，另一方面标记的质量也不高，位置也不统一。
通过需求分析，需要一种印标机，需要完整而清晰地整组字符印刷，并能控制重复印刷的次数。举例：多根钢管次第行走在滚轮线上，第一根细长钢管上需完整印刷字符“中国制造业500强，君诚，GB/T3091-2008DN150建筑工程通用151222”三组，紧接着过来的第二根钢管也需要重新开始完整印刷以上字符三组。
现有技术中JP昭61-14352A公开了一种三轮印标机，三个摩擦轮分别为沾墨轮、字模轮和印刷轮，沾墨轮从墨盒中均匀沾墨，字模轮从沾墨轮取墨，印刷轮从字模轮上复制带墨的字并将墨字印刷到细长形状物品上。但是上述印标机不能控制在细长形状物品上能重复印刷所需字符的遍数，同时实现精确制动的精确重复印刷，并经得起耐用性考验。
天津友诚钢管有限公司的CN201169121Y公开了一种镀锌钢管用打字机，也采用三轮印标方式，其制动系统采用油缸驱动铰接在轴上的制动臂11，刚性制动臂11在每天260吨左右的印标工作量的使用下，由于制动轮14的频繁振动和上提冲击，制动臂11很容易损坏，需要停机维修，延误生产。
因此，研制耐用的制动机构是印标机制动结构的前提考虑。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题提供一种细长形状物品印标机缓冲制动结构及完整印刷控制方法。
本发明是这样实现的，一种细长形状物品印标机的缓冲制动结构，包括机架，所述机架包括上框架板和下框架板，2根导向杆固设在上框架板和下框架板之间构成固定框架，印标机箱体滑动设置在所述导向杆上，提升气缸固定于上框架板上，提升气缸通过提升臂与印标机箱体相连，所述印标机箱体水平平行设置有第一轴、第二轴和第三轴；印标机箱体具有第一侧和第二侧；第一轴在第一侧的一端设有橡胶轮，第一轴在第二侧的另一端设有制动轮，第二轴在第一侧的一端设有字条卡紧轮，第三轴在第一侧的一端设有油性颜料附着轮，在油性颜料附着轮正下方印标机箱体的第一侧设有油性颜料储存盒，所述橡胶轮、字条卡紧轮、油性颜料附着轮摩擦配合，
印标机箱体还设有制动缓冲机构，所述制动缓冲机构在印标机箱体升起时制动所述制动轮，从而定位所述橡胶轮的下次印刷；
所述制动缓冲机构包括安装座、制动臂、缓冲制动楔、所述安装座固定在所述印标机箱体的第二侧，所述制动臂一端通过销轴水平固接于所述安装座上，所述制动臂的另一端连接缓冲制动楔；
所述缓冲制动楔包括弹簧、制动轮楔和滑动部，所述弹簧一端连接所述制动臂，另一端与所述滑动部连接，所述制动轮楔穿设在所述弹簧上；所述制动轮楔的制动头部与所述制动轮上的凹槽间隙配合；
所述制动缓冲机构还包括传感器，所述传感器位于印标机箱体上制动轮的前方。
进一步地，所述上框架板设有制动导向杆，所述滑动部滑动设置在所述制动导向杆上。
进一步地，所述制动轮楔包括制动部、左体部、右体部，所述左体部、右体部和制动部一体成型，所述左体部、右体部和制动部构成为中心对称旋转体，在所述左体部中心位置设有左连接部，在所述右体部中心位置设有右连接部，所述弹簧的左弹簧一端连接制动臂，另一端连接左体部，所述弹簧的右弹簧一端连接右体部，另一端连接滑动部。
进一步地，所述导向杆通过导向杆固定座与上框架板相连。
进一步地，所述油性颜料储存盒内壁设有液面刻度线，所述油性颜料附着轮(8)的最下端伸入油性颜料储存盒的液面刻度线下。
进一步地，所述油性颜料储存盒连接供料系统，所述供料系统包括液位传感器、颜料输送管、开关阀、输送泵和颜料储罐，所述油性颜料储存盒内设有液位传感器，所述油性颜料储存盒的入口通过颜料输送管依次连接开关阀、输送泵和颜料储罐。
进一步地，所述制动轮楔的硬度比所述制动轮低一个等级。
进一步地，所述弹簧在-50℃～50℃的工作温度下剪切弹性模量值G剪≥75000MPa，拉伸弹性模量E≥185000MPa。
一种采用上述细长形状物品印标机的缓冲制动结构的细长形状物品完整印刷n次的控制方法，
1)设定细长形状物品在滚轮线上的滚轮转速v转/秒和滚轮半径r毫米，计算细长形状物品的直线行进速度V管＝2πr*v；V管单位为毫米/秒；
设定传感器位置与印刷轮最低点水平距离为L0，设定打印初始位置距离管端部的长度L，计算细长形状物品打印初始位置到达最低点位置所需时间为
根据字条卡紧轮的半径r印，计算出旋转n圈所需时间tn；
2)监测细长形状物品端部是否到达打印初始位置，到达则开始计时，开始时刻为t空；同时气缸动作放下印标机箱体，随印标机箱体下落的橡胶轮接触钢管，随钢管前进而旋转，将字条卡紧轮7上的字印刷到钢管上；
3)监控印刷时间，当印刷时间超过tn，气缸动作提起印标机箱体；
4)在印标机箱体上升过程中，所述制动缓冲机构的制动楔接触到橡胶轮，并在橡胶轮表面摩擦，直到制动楔进入到制动轮的凹槽内，完成制动。
在印标机领域，面对“不能控制在细长形状物品上能重复印刷所需字符的遍数同时实现精确制动，并经得起耐用性考验。”的技术问题时，本发明的技术实质在于：
(1)设计适合的缓冲制动结构，制动轮楔16穿设在横置的弹簧15上实现了与制动轮11的柔性制动配合，一方面当印标机箱体1上升时，制动轮楔16会碰撞到制动轮11，横置弹簧15会纵向上缓冲制动轮11的碰撞，另一方面，当制动轮楔16进入到制动凹槽中时，由于与橡胶轮2同轴一起转动中的制动轮11会继续惯性转动，横置弹簧15在制动轮楔16的左部分和右部分分别对该惯性转动进行横向缓冲，以使得制动轮楔16完成精确制动的同时，在纵向上、横向上保护制动轮楔与制动轮之间的碰撞，同时尽快静止回到印刷轮的制动位置，大大提高使用寿命。
(2)采用合适材料，采用合理范围弹性模量的弹簧，合适的制动截面和合适的硬度的制动部。
适合的缓冲制动结构和合适材料选择结合使得在上下左右同时缓冲的缓冲机制，使得制动轮的制动凹槽在长时间使用后损伤最小，耐磨耐用的同时保证制动精确度；
(3)将上述缓冲制动结构应用在细长形状物品印标机完整印刷n次的控制方法中，在上述方法中，利用所述缓冲制动结构实现打印时间的控制和打印长度的精确控制，此处的精确控制一定是经过1年以上的高强度使用后的精确控制。
也就是说，本申请一方面采用缓冲制动结构，一方面采用合适弹簧和制动部的材料，二者需要一个结合点，既要满足制动凹槽的材料强度安全足够耐用，又要满足最大限度地为制动进行纵向、横向缓冲，二者结合后的形成了一种特有的印标机的制动缓冲结构，将其应用在在细长形状物品印表机完整印刷n次的控制方法中实现打印时间的控制和打印长度的精确控制。
本发明与现有技术相比，该设备能低能耗地、自动化地完成钢管的印标工作，极大降低了工人的劳动强度，可提高工作效率6.5倍，满足了钢管生产线的速度要求，可降低人员成本65％；这种设备其正面包括印标机箱体、上框架板、提升气缸、提升臂、导向杆、位于印标机箱体上的部件、位于印标机箱体后的部件及下框架板，其背面自左向右依次是制动缓冲机构、制动轮、传感器，所述制动缓冲机构左部与印标机箱体相连，制动缓冲机构右部与上框架板相连，所述制动轮位于印标机箱体上，所述传感器位于印标机箱体上，因此具有结构简单、价格低廉、安装使用维修方便的特点。
附图说明
图1为本发明钢管用印标机的主剖视图。
图2为本发明钢管用印标机的左视图。
图3为本发明钢管用印标机的侧视图。
图4为本发明钢管用印标机的下移印标状态图。
上述图中的附图标记：
1印标机箱体，2橡胶轮，3上框架板，4提升气缸，5提升臂，6导向杆，7字条卡紧轮，8油性颜料附着轮，9油性颜料储存盒，10下框架板，11制动轮，12制动臂，13传感器，14安装座，15弹簧，16制动轮楔，17滑动部，18导向杆固定座，19制动导向杆，21液位传感器，22颜料输送管，23输送泵，24颜料储罐，25复位弹簧，26固定板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
如图所示，一种细长形状物品印标机，包括印标机箱体1、上框架板3、提升气缸4、提升臂5、导向杆6及下框架板10，2根所述导向杆6左右对称设置于上框架板3和下框架板10之间构成固定框架，所述提升气缸4固定于上框架板3上，所述提升臂5一端与提升气缸4活塞相连，所述提升臂5与印标机箱体1通过凸耳与销轴配合相连，印标机箱体1具有导向孔，所述导向孔在导向杆6中导向。
印标机箱体1具有第一侧和第二侧；印标机箱体1中水平平行设置有第一轴1.1、第二轴1.2和第三轴1.3；第一轴1.1在第一侧的一端设有橡胶轮2，第一轴1.1在第二侧的另一端设有制动轮11，第二轴1.2在第一侧的一端设有字条卡紧轮7，第三轴在第一侧的一端设有油性颜料附着轮8，在油性颜料附着轮8正下方箱体1壁的外侧设有油性颜料储存盒9，油性颜料储存盒9内壁设有液面刻度线，所述油性颜料附着轮8的最下端伸入油性颜料储存盒9的液面刻度线下。所述橡胶轮2、字条卡紧轮7、油性颜料附着轮8紧密接触，摩擦配合。
所述油性颜料储存盒9连接供料系统，所述供料系统包括液位传感器21、颜料输送管22、开关阀、输送泵23和颜料储罐24，所述油性颜料储存盒9内设有液位传感器21，所述油性颜料储存盒9的入口通过颜料输送管22依次连接开关阀、输送泵23和颜料储罐24。
印标机箱体1第二侧还设有制动缓冲机构，所述制动缓冲机构包括安装座14、制动臂12、弹簧15、传感器13，所述安装座14固定在所述印标机箱体1的第二侧，所述制动臂12一端通过销轴固定于所述安装座14上，所述制动臂12的另一端连接缓冲制动轮楔，所述缓冲制动轮楔包括弹簧15、制动轮楔16和滑动部17，所述弹簧15一端连接所述制动臂12，另一端与所述滑动部17连接，所述制动轮楔16穿设在所述弹簧15上，所述制动轮楔16的制动头部与所述制动轮11上的凹槽间隙配合，所述上框架板3设有制动导向杆19，制动导向杆19下端部设有限位孔，所述滑动部17配合在所述制动导向杆19的限位孔内；滑动部17端部连接复位弹簧25，所述复位弹簧25另一端固定在固定板26上，所述固定板固定在所述印标机箱体1上。所述制动导向杆19通过导向杆固定座18与上框架板3相连，所述传感器13位于印标机箱体1上。
所述制动轮楔16包括制动部、左体部、右体部，所述左体部、右体部和制动部一体成型，所述左体部、右体部和制动部构成为中心对称旋转体，在所述左体部中心位置设有左连接部，在所述右体部中心位置设有右连接部，所述弹簧15的左弹簧15.1一端连接制动臂12，另一端连接左体部，所述弹簧15的右弹簧15.2一端连接右体部，另一端连接滑动部17；所述左弹簧、右弹簧在-50℃～50℃的工作温度下剪切弹性模量值G剪≥75000MPa，拉伸弹性模量E≥185000MPa。所述制动部的横截面与制动凹槽横截面适配，其横截面为圆弧形、倒梯形等。所述制动轮楔16的硬度比所述制动轮低一个等级。
工作时，当有钢管从辊道上经过，直到接近传感器13时，气缸动作印标机下落至下降位置，印标机的橡胶轮2和钢管接触，钢管带动橡胶轮2转动，计数开关得到信号，开始计数，当计到比我们需要的印标组数少一组的时候，延时1.5秒后电磁阀失电提升气缸4抬起到上升位置，或者计算好钢管开始印刷的时间，气缸下落印刷在钢管上。在上升位置，制动缓冲机构的制动轮楔16在制动轮11表面滑行，这时钢管已经打了我们需要的组数，同时制动轮楔16伸到制动轮11的制动凹槽内，完成制动，一根钢管印标完成。
上述工作过程总结为如下完整印刷控制方法，
一种细长形状物品印表机完整印刷n次的控制方法，
1)设定细长形状物品在滚轮线上的滚轮转速v转/秒和滚轮半径r毫米，计算细长形状物品的直线行进速度V管＝2πr*v；V管单位为毫米/秒，mm/t；
设定传感器位置与印刷轮最低点水平距离为L0，设定打印初始位置距离管端部的长度L，计算细长形状物品打印初始位置到达最低点位置所需时间为
根据字条卡紧轮7的半径r印，计算出旋转n圈所需时间tn；
2)监测细长形状物品端部是否到达打印初始位置，到达则开始计时，开始时刻为t空；同时气缸动作放下印标机箱体，随印标机箱体1下落的橡胶轮2接触钢管，随钢管前进而旋转，将字条卡紧轮7上的字印刷到钢管上；
3)监控印刷时间，当印刷时间超过tn，气缸动作提起印标机箱体1；
4)在印标机箱体1上升过程中，所述制动缓冲机构的制动轮楔接触到橡胶轮2，并在橡胶轮2表面摩擦，直到制动轮楔16进入到制动轮11的制动凹槽内，完成制动；
本发明相比现有技术，本申请一方面采用缓冲制动结构，一方面采用合适弹簧和制动部的材料，二者需要一个结合点，既要满足制动凹槽的材料强度安全足够耐用，又要满足最大限度地为制动进行纵向、横向缓冲，二者结合后的形成了一种特有的印标机的制动缓冲结构，将其应用在在细长形状物品印表机完整印刷n次的控制方法中实现长时间使用后仍然能够实现打印时间和打印长度的精确控制。

Claims (9)

1.一种细长形状物品印标机的缓冲制动结构，包括机架，其特征在于，所述机架包括上框架板(3)和下框架板(10)，2根导向杆(6)固设在上框架板(3)和下框架板(10)之间构成固定框架，印标机箱体(1)滑动设置在所述导向杆(6)上，提升气缸(4)固定于上框架板(3)上，提升气缸(4)通过提升臂(5)与印标机箱体(1)相连，所述印标机箱体(1)水平平行设置有第一轴(1.1)、第二轴(1.2)和第三轴(1.3)；印标机箱体(1)具有第一侧和第二侧；第一轴在第一侧的一端设有橡胶轮(2)，第一轴在第二侧的另一端设有制动轮(11)，第二轴在第一侧的一端设有字条卡紧轮(7)，第三轴在第一侧的一端设有油性颜料附着轮(8)，在油性颜料附着轮(8)正下方印标机箱体(1)的第一侧设有油性颜料储存盒(9)，所述橡胶轮(2)、字条卡紧轮(7)、油性颜料附着轮(8)摩擦配合，
印标机箱体(1)还设有制动缓冲机构，所述制动缓冲机构在印标机箱体(1)升起时制动所述制动轮(11)，从而定位所述橡胶轮(2)的下次印刷；
所述制动缓冲机构包括安装座(14)、制动臂(12)、缓冲制动楔、所述安装座(14)固定在所述印标机箱体(1)的第二侧，所述制动臂(12)一端通过销轴水平固接于所述安装座(14)上，所述制动臂(12)的另一端连接缓冲制动楔；
所述缓冲制动楔包括弹簧(15)、制动轮楔(16)和滑动部(17)，所述弹簧(15)一端连接所述制动臂(12)，另一端与所述滑动部(17)连接，所述制动轮楔(16)穿设在所述弹簧(15)上；所述制动轮楔(16)的制动头部与所述制动轮(11)上的凹槽间隙配合；
所述制动缓冲机构还包括传感器(13)，所述传感器(13)位于印标机箱体(1)上制动轮(11)的前方。
2.一种如权利要求1所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述上框架板(3)设有制动导向杆(19)，所述滑动部(17)滑动设置在所述制动导向杆(19)上。
3.一种如权利要求2所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述制动轮楔(16)包括制动部、左体部、右体部，所述左体部、右体部和制动部一体成型，所述左体部、右体部和制动部构成为中心对称旋转体，在所述左体部中心位置设有左连接部，在所述右体部中心位置设有右连接部，所述弹簧的左弹簧(15.1)一端连接制动臂(12)，另一端连接左体部，所述弹簧的右弹簧(15.2)一端连接右体部，另一端连接滑动部(17)。
4.一种如权利要求3所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述制动导向杆(19)通过导向杆固定座(18)与上框架板(3)相连。
5.一种如权利要求1-4任一所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述油性颜料储存盒(9)内壁设有液面刻度线，所述油性颜料附着轮(8)的最下端伸入油性颜料储存盒(9)的液面刻度线下。
6.一种如权利要求1-4任一所述一种细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述油性颜料储存盒(9)连接供料系统，所述供料系统包括液位传感器(21)、颜料输送管(22)、开关阀、输送泵(23)和颜料储罐(24)，所述油性颜料储存盒(9)内设有液位传感器(21)，所述油性颜料储存盒(9)的入口通过颜料输送管(22)依次连接开关阀、输送泵(23)和颜料储罐(24)。
7.一种如权利要求1-4任一所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述制动轮楔(16)的硬度比所述制动轮低一个等级。
8.一种如权利要求1-4任一所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构，其特征在于，所述弹簧(15)在-50℃～50℃的工作温度下剪切弹性模量值G剪≥75000MPa，拉伸弹性模量E≥185000MPa。
9.一种采用权利要求1-8任一所述细长形状物品印标机的缓冲制动结构的细长形状物品完整印刷n次的控制方法，
1)设定细长形状物品在滚轮线上的滚轮转速v转/秒和滚轮半径r毫米，计算细长形状物品的直线行进速度V管＝2πr*v；V管单位为毫米/秒；
设定传感器位置与橡胶轮(2)最低点水平距离为L0，设定打印初始位置距离管端部的长度L，计算细长形状物品打印初始位置到达最低点位置所需时间为
根据字条卡紧轮(7)的半径r印，计算出旋转n圈所需时间tn；
2)监测细长形状物品端部是否到达打印初始位置，到达则开始计时，开始时刻为t空；同时气缸动作放下印标机箱体，随印标机箱体(1)下落的橡胶轮(2)接触钢管，随钢管前进而旋转，将字条卡紧轮(7)上的字印刷到钢管上；
3)监控印刷时间，当印刷时间超过tn，气缸动作提起印标机箱体(1)；
4)在印标机箱体(1)上升过程中，所述制动缓冲机构的制动轮楔接触到橡胶轮(2)，并在橡胶轮(2)表面摩擦，直到制动轮楔(16)进入到制动轮(11)的制动凹槽内，完成制动。
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