CN105583999A - 一种带铁芯钢管螺纹套的制作工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带铁芯钢管螺纹套制作的工艺流程,包括以下步骤:铁芯上料;铁芯抓取:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,铁芯抓手抓取铁芯,沿Z轴移动轨道向上移动,等待脱模;成品脱模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至成品脱模工位,脱模抓手的旋拧卡爪卡住产品,R轴旋转机构动作,旋拧卡爪转动,同时沿Y轴移动轨道移动,使产品脱离模具;铁芯入模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,铁芯抓手沿Z轴移动轨道向下移动,放入模具,润滑油喷雾器自动启动,喷头将油雾喷入模具中;成品下料:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,脱模抓手将脱模后的产品放入接料块的V形槽内,翻转装置翻转,使产品直立,推料装置将产向前推动到输送带上。
Description
技术领域
本发明涉及一种带铁芯钢管螺纹套的制作工艺,属于钢管螺纹套制备技术领域。
背景技术
钢管螺纹套用于套在钢管两端,起到在钢管仓储、运输的过程中对钢管进行保护的作用。
钢管螺纹套有全塑、钢塑等结构,钢塑的钢管螺纹套将圆筒状铁芯作为芯模注塑在钢管螺纹套的内部,起到提高产品物理机械强度的作用。
现有技术中注塑制备这种带铁芯钢管螺纹套时,采用每台机器配置一名操作工,人工将螺纹套旋转取出产品,并手动加入铁芯以及手工加入脱模剂的方式进行生产。
这种制作方式具有以下缺点:1.产量低、质量稳定性差,作业需要人来完成,而人员的能力不同存在差异。2安全系数低,注塑作业脱模需要操作人员进入设备移动部分,虽然设备有安全装置,但该行业每年仍由于安全装置失灵造成生产事故。3.劳动强度高,某工厂目前内环螺纹结构注塑产品最重的约7公斤,班产量为290个,平均148秒有两个作业动作,对作业人员的体能要求高,目前采用减产来解决体能问题。4.制造成本高,由于近几年人工成本的逐年上涨,产品的制造成本增加较快,产品的赢利能力降低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是:现有技术制作带铁芯钢管螺纹套的工作效率较低,自动化程度低下,成本较高,劳动强度较高,而且还具有较高安全隐患。
本发明采取以下技术方案:
一种带铁芯钢管螺纹套制作的工艺流程,所述带铁芯钢管螺纹套的制作设备包括四轴联动轨道机构,成品输送机构;所述四轴联动轨道机构,所述四轴联动轨道机构包括X轴轨道1,Y轴移动轨道2,Z轴移动轨道3,R轴旋转机构4;所述X轴轨道1移动时带动Y轴移动轨道2、Z轴移动轨道3一起运动;所述Y轴移动轨道2为脱模移动方向,移动时带动Z轴移动轨道3一起移动;所述R轴旋转机构4设置在Z轴移动轨道3的底部,并与脱模抓手7连接,位于脱模抓手7上方的Z轴移动轨道3上固定设有铁芯抓手8;所述R轴旋转机构4包括驱动伺服电机4a与传动机构4b,所述脱模抓手7包括旋拧卡爪7a与气动卡爪7b,所述R轴旋转机构4用于带动旋拧卡爪7a转动使产品脱模,脱模后,所述气动卡爪7b将产品夹紧;所述成品输送机构包括输送带12,所述输送带12的起始部位设有接料块9,接料块具有V形接料口,并由翻转装置11带动可翻转90度,使产品直立,接料块9上还设有推料装置10,接料块9翻转后推料装置10将产品推出至输送带12上;所述工艺流程包括以下步骤:
铁芯上料:操作工或自动上料机构进行铁芯上料;
铁芯抓取:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至铁芯抓取工位,铁芯抓手8抓取铁芯,沿Z轴移动轨道3向上移动,等待脱模;
成品脱模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至成品脱模工位,脱模抓手7的旋拧卡爪7a卡住产品,R轴旋转机构动作,旋拧卡爪7a转动,同时沿Y轴移动轨道2移动,使产品脱离模具;
铁芯入模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,铁芯抓手8沿Z轴移动轨道3向下移动,放入模具14,润滑油喷雾器12自动启动,喷头13将油雾喷入模具14中,便于下次脱模;
成品下料:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,脱模抓手7将脱模后的产品放入接料块9的V形槽内,翻转装置11翻转,使产品直立,推料装置10将产向前推动到输送带12上。
进一步的,所述输送带12的起始端还设有光电传感器,光电传感器感应到新进入产品后输送带12启动向前输送设定的距离,保证产品在输送带上的等距离间隔,同时使产品在输送带12上进行冷却。
进一步的,所述喷油雾系统包括油箱、气源、润滑油喷雾器12,力传感器,所述力传感器设置在脱模抓手7上,所述润滑油喷雾器12油管的前端设有喷头13,所述喷头13固定设置在铁芯抓手8上,当脱模抓手7的脱模受力大于设定值时,则下一个当铁芯抓手8将铁芯放入模具14内时,润滑油喷雾器12自动启动,喷头13将油雾喷入模具14中,便于脱模。
进一步的,所述旋拧卡爪7a具有相隔180°的一对爪头,用于卡入产品上对应的孔内。
本发明的有益效果在于:
1)带铁芯钢管螺纹套制作及脱模的效率大大提高。
2)自动化程度提高,劳动强度降低。
3)较之现有技术的脱模方式,安全保障更好。
4)产品年产量大大提高。
5)每台设备预计可降低成本23万元/年,其中人工成本可降低20万元/年,制造成本可降低3万元/年。
6)产品质量及合格率大幅提升。
7)减少劳动力,提高企业生产的自动化。
8)铁芯抓手与脱模抓手同在Z轴上上下设置,实施过程脱模、铁芯入模可一气呵成,设计巧妙。
9)在铁芯抓手上设置喷油雾的喷头,铁芯入模时自动向模具内喷油,便于脱模,设计巧妙,节奏紧凑。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
图1是四轴联动轨道机构的立体示意图。
图2是四轴联动轨道机构另一视角的立体示意图。
图3是本发明带铁芯钢管螺纹套的制作设备的主视图。
图4是本发明带铁芯钢管螺纹套的制作设备的左视图。
图5是脱模抓手及铁芯抓手的立体结构图。
图6是脱模抓手的放大结构图。
图7是铁芯抓手的放大结构图。
图8是成品输送机构的结构示意图。
图9是喷油雾系统的示意图。
图10是图9喷油雾系统的放大图。
图11是图10的进一步放大图。
图12是本发明工艺流程的流程框图。
图13是铁芯的照片,用作示意。
图14是成品产品的照片,用作示意。
图中,1.X轴轨道,2.Y轴移动轨道,3.Z轴移动轨道,4.R轴旋转机构,5.铁芯上料装置,6.产品接料装置,7.脱模抓手,8.铁芯抓手,9.接料块,10.推料装置,11.翻转装置,12.输送带,13.喷头,14.模具,4a.驱动伺服电机,4b.传动机构,7a.旋拧卡爪,7b.气动卡爪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
此机器设计用于注塑机螺纹保护器系列,主要的功能是对螺纹保护器的放料和抓取。其中来料采用震动盘送料形式,安装铁心采用夹抓安装形式,取料采用夹抓和旋转拧料。机器的控制核心部件包括PLC、伺服电机和台达触摸屏,用户可以通过人机界面来对机器的各个部位进行单独操作,并可在人机界面对所产品的相关参数进行直观化的调整。
参见图1-图4,整机由X轴、Y轴、Z轴、R轴、脱模抓手7、铁芯抓手8、产品接料装置6、铁芯上料装置5、成品冷却输送机构等部件构成。
为完成产品自动旋拧脱模及铁芯自动入模等动作过程,机械手需要在铁芯抓取位、等待位、脱模位、铁芯入模位、下料位等位置间循环移动及精确定位,所有这些移动及定位均依靠机械手的XYZ三轴移动定位功能实现。
X、Y、Z三轴用于机械手在三个方向的移动定位,三轴移动均采用伺服电机控制,定位精度准确。三轴的定位点包括铁芯抓取位置、脱模位置、铁芯入模位置、成品下料位置及基准零点等,控制系统会根据不同的产品规格自动调整相应的定位点位置参数,实现多规格产品的系统自适应功能。
Y轴的移动功能还用于成品脱模时旋转-位移同步功能,控制脱模抓手在旋转脱模自动同步向后移动,用以实现旋拧脱模功能,其同步移动速度会根据不同产品规格及旋转速度自动调整,确保移动速度匹配产品螺距及旋拧转速,实现可靠脱模过程。
X、Y、Z三轴结构形式如图1、2所示,由X轴移动轨道1、X轴移动座1a、Y轴座2a、Y轴移动轨道2、Z轴座3a、Z轴移动梁3以及三轴各自的驱动等部分构成。
X轴移动座1a在X轴驱动控制下可沿X轴移动轨道1精确定位移动,Y轴和Z轴均依附在X轴移动座1a上,通过X轴移动座1a移动可控制。
参见图5,R轴为脱模抓手旋拧产品提供旋转动力,R轴固定在Z轴移动梁3上,旋转驱动采用伺服电机控制,可精确控制旋转扭矩、旋转速度及旋转角度。根据不同产品规格,R轴可自动调整旋转扭矩、旋转速度及旋转角度等相关脱模参数。
R轴主要由驱动伺服电机4a及传动机构4b组成,驱动伺服电机4a提供旋转动力,通过传动机构将旋转动力传递至脱模抓手7,带动脱模抓手7旋转,实现产品旋拧脱模。
脱模抓手7用于在产品脱模过程中对产品进行旋拧及抓取。在产品的脱模过程中,脱模抓手抓紧产品并在R轴带动下进行旋转,推到产品在模具内旋转,同时在Y轴带动下向后同步移动,使产品脱出模具。
脱模抓手主要由旋拧卡爪7a和气动夹爪7b两部分构成,旋拧卡爪7a用于旋转产品,气动夹爪7b用于抓紧产品。旋拧卡爪7a卡入产品的卡槽内,在R轴带动下旋转,从而带动产品旋转。气动夹爪7b伸入到产品内孔中涨开,从产品内部夹紧产品。
参见图5、7,铁芯抓手8用于铁芯的抓取,铁芯抓手8固定在Z轴移动梁上,在R轴上部,其在XYZ三轴带动下可沿三个方向移动。铁芯抓手采用气动涨缩方式抓取铁芯,抓手伸入铁芯内部,夹爪涨开,即可抓紧铁芯。
当产品下料完成后,通过机械手移动将铁芯抓手移动到铁芯抓取位,由铁芯抓手8抓取铁芯。当脱模完成后,通过机械手移动将铁芯抓手8上的铁芯送入模具内。
参见图3、8,当脱模抓手7脱模完成后,将产品放入产品接料装置6,产品接料装置6对产品进行90°翻转,使产品姿态由水平状变为竖直状,并将产品推到冷却输送带12上,产品在冷却输送带12上进行适当冷却后,被送入到收集料框中。
参见图8,产品接料装置6由接料块9、翻转装置10及推料装置11等部分构成,脱模抓手7将产品放入接料块9上,由于放料时产品姿态为水平状,故接料块9采用V型面结构,可保证接料稳定。接料块9在翻转装置11推动下旋转90°,带动产品翻转使其呈竖直状,再由推料装置将产品推到冷却输送带上进行冷却及输送。
参见图3,铁芯上料装置5用于存储待用铁芯,人工将铁芯横卧放入铁芯上料装置5后,铁芯抓手8将自动抓取铁芯送入模具内。
图13是铁芯的照片,14是产品的照片,仅作参考。
具体实施工艺流程参见图12:
铁芯上料:操作工或自动上料机构进行铁芯上料;
铁芯抓取:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至铁芯抓取工位,铁芯抓手8抓取铁芯,沿Z轴移动轨道3向上移动,等待脱模;
成品脱模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至成品脱模工位,脱模抓手7的旋拧卡爪7a卡住产品,R轴旋转机构动作,旋拧卡爪7a转动,同时沿Y轴移动轨道2移动,使产品脱离模具,力传感器检测脱模受到的阻力。
铁芯入模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,铁芯抓手8沿Z轴移动轨道3向下移动,放入模具14,如果上一个产品的脱模阻力大于设定值,则此时润滑油喷雾器12自动启动,喷头13将油雾喷入模具14中,便于下次脱模;
成品下料:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,脱模抓手7将脱模后的产品放入接料块9的V形槽内,翻转装置11翻转,使产品直立,推料装置10将产向前推动到输送带12上,光电传感器感应到产品,输送带自动向前移动设定距离,保证产品在输送带上的等距离间隔,同时使产品在输送带12上进行冷却。
使用自动脱模装置解决了工作全部人工操作的问题,实现了全流程自动化操作。
Claims (4)
1.一种带铁芯钢管螺纹套制作的工艺流程,其特征在于:
所述带铁芯钢管螺纹套的制作设备包括四轴联动轨道机构,成品输送机构;所述四轴联动轨道机构,所述四轴联动轨道机构包括X轴轨道(1),Y轴移动轨道(2),Z轴移动轨道(3),R轴旋转机构(4);所述X轴轨道(1)移动时带动Y轴移动轨道(2)、Z轴移动轨道(3)一起运动;所述Y轴移动轨道(2)为脱模移动方向,移动时带动Z轴移动轨道(3)一起移动;所述R轴旋转机构(4)设置在Z轴移动轨道(3)的底部,并与脱模抓手(7)连接,位于脱模抓手(7)上方的Z轴移动轨道(3)上固定设有铁芯抓手(8);所述R轴旋转机构(4)包括驱动伺服电机(4a)与传动机构(4b),所述脱模抓手(7)包括旋拧卡爪(7a)与气动卡爪(7b),所述R轴旋转机构(4)用于带动旋拧卡爪(7a)转动使产品脱模,脱模后,所述气动卡爪(7b)将产品夹紧;所述成品输送机构包括输送带(12),所述输送带(12)的起始部位设有接料块(9),接料块具有V形接料口,并由翻转装置(11)带动可翻转90度,使产品直立,接料块(9)上还设有推料装置(10),接料块(9)翻转后推料装置(10)将产品推出至输送带(12)上;
所述工艺流程包括以下步骤:
铁芯上料:操作工或自动上料机构进行铁芯上料;
铁芯抓取:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至铁芯抓取工位,铁芯抓手(8)抓取铁芯,沿Z轴移动轨道(3)向上移动,等待脱模;
成品脱模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,至成品脱模工位,脱模抓手(7)的旋拧卡爪(7a)卡住产品,R轴旋转机构动作,旋拧卡爪(7a)转动,同时沿Y轴移动轨道(2)移动,使产品脱离模具;
铁芯入模:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,铁芯抓手(8)沿Z轴移动轨道(3)向下移动,放入模具(14),润滑油喷雾器(12)自动启动,喷头(13)将油雾喷入模具(14)中,便于下次脱模;
成品下料:四轴联动轨道机构进行三坐标移动,脱模抓手(7)将脱模后的产品放入接料块(9)的V形槽内,翻转装置(11)翻转,使产品直立,推料装置(10)将产向前推动到输送带(12)上。
2.如权利要求1所述的工艺流程,其特征在于:所述输送带(12)的起始端还设有光电传感器,光电传感器感应到新进入产品后输送带(12)启动向前输送设定的距离,保证产品在输送带上的等距离间隔,同时使产品在输送带(12)上进行冷却。
3.如权利要求1所述的工艺流程,其特征在于:所述喷油雾系统包括油箱、气源、润滑油喷雾器(12),力传感器,所述力传感器设置在脱模抓手(7)上,所述润滑油喷雾器(12)油管的前端设有喷头(13),所述喷头(13)固定设置在铁芯抓手(8)上,当脱模抓手(7)的脱模受力大于设定值时,则下一个当铁芯抓手(8)将铁芯放入模具(14)内时,润滑油喷雾器(12)自动启动,喷头(13)将油雾喷入模具(14)中,便于脱模。
4.如权利要求1所述的工艺流程,其特征在于:所述旋拧卡爪(7a)具有相隔180°的一对爪头,用于卡入产品上对应的孔内。
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PB01 | Publication | ||
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Granted publication date: 20170905 Termination date: 20210107 |