CN105691708B - 一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，由控制系统、真空泵和抽真空部分、压紧旋拧部分组成；抽真空部分实现装料过程中及最终圆柱形腔体内具有真空度；压紧旋拧部分对放入圆柱形腔体内的装料进行压紧，且在装料完成后实现旋拧末端的堵盖并密封，完成装料过程。控制系统采用PMAC+工控机控制，对抽真空和压紧旋拧两部分进行操控，并根据需要实现不同机构的独立工作。真空泵位于装置的外部，从真空泵引出两支气路，分别通过第一电磁阀接入末端执行器和通过第二电磁阀接入真空密封盖。当第一电磁阀接通后，执行器末端产生负压吸附待装物料。旋拧销通过伸缩气缸实现伸缩，通过丝杠配合实现旋拧功能。

Description

一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置

技术领域

本发明涉及火工品工艺装备应用技术领域，具体地说,涉及一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置。

背景技术

在工业火工品及食品装料技术领域，装料工序自动化程度越来越得以重视和发展。采用自动化装料不但能提高劳动生产效率，稳定和提高生产产品质量，改善操作人员劳动条件,而且可缩短产品生产周期、保证生产的均衡性。尤其是将工序具有多功能的自动化设备和机构，在缩短产品生产周期方面，效率及效果更加显著。

目前，对真空度要求较高的圆柱形腔体的火工品装料主要还停留在手动操作装料的阶段，手动操作装料工艺设备效率低，而且工艺设备精度难以保证。随着自动化程度的不断提高，虽然科研单位、企业研发出能够实现压紧、抽真空、旋拧及密封中单一功能的自动化工艺设备，生产效率有所提高，但是效果并不明显。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服手动操作装料精度低，重复性差且工艺设备精度难以保证的问题，本发明提出一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，该装置通过控制系统操控，实现各项工序的有序进行，且工艺设备精度高，生产效率及效果显著。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括控制系统、真空泵、工作台,其中还包括抽真空部分、压紧旋拧部分、第一防尘罩、第二防尘罩,所述抽真空部分包括安装座、第一导轨、丝杠、丝杠螺母、丝杠螺母侧皮带轮、第二电机、电机侧皮带轮、安装座转接法兰、真空密封盖、第一滑块、传动带,所述安装座位于工作台上，第一导轨、第二电机分别固定在安装座上，电机侧皮带轮与第二电机输出轴固连，丝杠与丝杠螺母配合,丝杠螺母与丝杠螺母侧皮带轮固连，丝杠末端与安装座转接法兰连接，安装座转接法兰与真空密封盖连接，所述真空密封盖侧面分布有四个第一滑块，第二电机与丝杠通过传动带传动，实现丝杠上下运动，并带动真空密封盖上下运动；

所述真空泵安装在装置的外部，从真空泵引出两支气路，分别通过第一电磁阀接入末端执行器和通过第二电磁阀接入真空密封盖，末端执行器下盖开有多个小孔，第一电磁阀导通时，末端执行器下盖端产生负压吸附待装物料或带螺纹上盖；

所述压紧旋拧部分包括旋拧销、末端执行器外壳、花键螺母安装板、花键螺母、第一电机、导向块、丝杠花键联接轴、转接法兰、联轴器、末端执行器上盖、伸缩气缸、连接法兰、末端执行器下盖、旋拧销连接板、第二滑块、第二导轨，导向块通过第二滑块与第二导轨配合，丝杠花键联接轴上端与导向块连接，丝杠花键联接轴下端与转接法兰连接，且通过联轴器与末端执行器上盖相连，第一电机通过电机安装板安装在真空密封盖上，花键螺母通过花键螺母安装板与真空密封盖连接，第一电机通过传动带将动力传至丝杠花键联接轴，第一电机与第二电机配合，实现丝杠花键联接轴的伸缩与旋转运动，末端执行器上盖、末端执行器下盖分别与末端执行器外壳连接，伸缩气缸安装在末端执行器內，伸缩气缸通过联接法兰与旋拧销连接板连接，旋拧销通过伸缩气缸实现伸缩、通过丝杠配合实现旋拧功能。

所述控制系统采用PMAC+工控机控制，对抽真空部分、压紧旋拧部分进行操控，并根据需要实现不同机构部分的独立工作。

旋拧销与旋拧销连接板为过盈配合，旋拧销与末端执行器下盖为间隙配合。

第一防尘罩、第二防尘罩分别固定在安装座上。

有益效果

本发明公开了一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，由控制系统、真空泵、工作台和抽真空部分、压紧旋拧部分组成；抽真空部分实现装料过程中及最终圆柱形腔体内具有真空度；压紧旋拧部分对已放入的零件进行压紧，并且在装料完成后旋拧末端的堵盖并密封，完成整个装料过程。控制系统采用PMAC+工控机控制，对抽真空部分和压紧旋拧部分进行操控，并根据需要实现不同机构部分的独立工作。真空泵安装在装置的外部，从真空泵引出两支气路，分别通过第一电磁阀接入末端执行器和通过第二电磁阀接入真空密封盖。当第一电磁阀导通时，末端执行器产生负压，吸附待装物料或者螺纹型堵盖。电机通过传动带将动力传到丝杠，实现丝杠的上下伸缩运动，然后带动真空密封盖上下运动。旋拧销通过伸缩气缸实现伸缩，通过丝杠配合实现旋拧功能。

采用圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置自动装料，不但能提高劳动生产效率，稳定和提高生产产品质量、改善操作人员劳动条件,而且可缩短产品周期、保证生产均衡性,具有显著的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置作进一步详细说明。

图1为本发明圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置示意图。

图2为图1的Ⅰ局部放大图。

图3为图1的Ⅱ局部放大图。

图4为本发明圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置侧视图。

图5为图4的Ⅲ局部放大图。

图6为本发明圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置俯视图。

图中:

1.旋拧销 2.末端执行器外壳 3.气垫 4.真空密封盖 5.转接法兰 6.传动带 7.花键螺母安装板 8.花键螺母 9.第一电机 10.第一导轨 11.第一防尘罩 12.安装座 13.第二防尘罩 14.导向块 15.丝杠花键联接轴 16.第二电机 17.电机侧皮带轮 18.丝杠螺母 19.丝杠螺母侧皮带轮 20.安装座转接法兰 21.联轴器 22.末端执行器上盖 23.伸缩气缸 24.联接法兰 25.末端执行器下盖 26.旋拧销连接板 27.第一滑块 28.丝杠 29.第二滑块 30.第二导轨

具体实施方式

本实施例是一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置。

参阅图1～6，本实施例中，圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置由控制系统、真空泵、工作台和抽真空部分、压紧旋拧部分、第一防尘罩、第二防尘罩组成；工作台为各部件提供支撑；控制系统采用PMAC+工控机控制，对抽真空部分和压紧旋拧部分进行操控，并根据需要实现不同机构部分的独立工作。电机通过传动带将动力传到丝杠，实现丝杠的上下伸缩运动，与丝杠花键联接轴配合带动真空密封盖上下运动。旋拧销通过伸缩气缸实现伸缩，通过丝杠配合实现旋拧功能。

本实施例中，抽真空部分实现装料过程中及最终圆柱形腔体内具有真空度；安装座12通过螺栓安装在工作台上，第一防尘罩11和第二防尘罩13通过螺栓分别固定在安装座12上。第一导轨10和第二电机16分别固定在安装座12上，电机侧皮带轮17与第二电机16输出轴固定连接，丝杠28与丝杠螺母18配合,丝杠螺母18与丝杠螺母侧皮带轮19固定连接。丝杠末端与安装座转接法兰20连接，安装座转接法兰20与真空密封盖4通过螺栓连接。真空密封盖4侧面分布有四个第一滑块27，第二电机16与丝杠通过传动带传动，实现丝杠28上下运动，并带动真空密封盖4上下运动。

真空泵安装在装置的外部，从真空泵引出两支气路，一路通过第一电磁阀接入末端执行器，另一路通过第二电磁阀接入真空密封盖4。真空泵引出的一路气管通过第一电磁阀后，接入末端执行器，末端执行器下盖25开有多个小孔，当第一电磁阀导通时，末端执行器下盖25端产生负压吸附待装物料或者螺纹型堵盖。

压紧旋拧部分对已放入的零件进行压紧，并且在装料完成后旋拧末端的堵盖并密封，完成整个装料过程。导向块14与第二滑块29连接，导向块14通过第二滑块29与第二导轨30配合。丝杠花键联接轴15上端与导向块14连接，丝杠花键联接轴15下端与转接法兰5连接，丝杠花键联接轴15通过联轴器21与末端执行器上盖22相连接，第一电机9通过电机安装板安装在真空密封盖4上，花键螺母8安装花键螺母安装板7上，并通过花键螺母安装板7与真空密封盖4连接；第一电机9通过传动带6将动力传至丝杠花键联接轴15，第一电机9与第二电机16配合，实现丝杠花键联接轴15的伸缩与旋转运动。末端执行器上盖22、末端执行器下盖25分别与末端执行器外壳2通过螺纹连接，伸缩气缸23安装在末端执行器內，伸缩气缸23通过联接法兰24与旋拧销连接板26连接，旋拧销1通过伸缩气缸23实现伸缩、通过丝杠28配合实现旋拧功能。旋拧销1与旋拧销连接板26为过盈配合，旋拧销1与末端执行器下盖25为间隙配合。

实施过程

步骤一、人工预处理，由操作人员将圆柱形腔体放置在装料机构的正下方，并进行固定。并将饼状物料准确放置在末端执行器下盖25末端，第一电磁阀导通，依靠压力差将物料吸附于末端执行器下盖25。

步骤二、点击启动按钮，第二电机16启动，通过传动带传动、丝杠28传动，带动真空密封盖4向下运动；采用伺服控制，到达指定位置后减速，在真空密封盖4下面的气垫3与圆柱形腔体的外壳接触后，第二电机16扭矩达到一定值后，第二电机16停止运转。此时圆柱形腔体内保持密闭，第二电磁阀导通。

步骤三、第一电机9启动，通过传动带6传动、丝杠28传动，带动末端执行器向下运动；采用伺服控制，到达指定位置后减速，在末端执行器下盖25吸附的饼状物料碰到底部后，第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，对真空密封盖与圆柱形腔体构成的密闭空腔抽真空；然后继续下降，当第一电机9转矩达到设定之后，第一电机9停止运动，停顿3秒后，第一电机9反转，末端执行器上升，回到指定位置；第二电磁阀关闭，第二电机16反转，真空密封盖4回到初始位置。

步骤四、由操作人员将饼状物料准确放置在末端执行器下盖25端部，第一电磁阀导通，依靠压力差将物料吸附于末端执行器下盖25，并在启动之前在控制系统内进行设定该饼状物料为第几块零件；然后，继续执行步骤二、步骤三过程。

步骤五、继续执行步骤四过程，直到放置的饼状物料的数量达到圆柱形腔体内所需数量为止。然后伸缩气缸23动作，四个旋拧销1伸出，由操作人员将螺纹型堵盖上的四个销孔对合，堵盖贴近末端执行器下盖末端，真空泵动作，吸附堵盖。然后,重复步骤二的过程。

步骤六、在空腔与真空密封盖密封的情况下，第一电机9启动，通过传动带6传动、丝杠28传动，带动末端执行器向下运动；采用伺服控制，到达指定位置后减速，当与圆柱形腔体末端接触时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀导通，停顿3秒后，第二电机16与花键螺母处的第一电机9同时启动，相互配合，实现末端执行器顺时针旋转，进而实现对圆柱形腔体堵盖的旋拧；当两个电机的扭矩达到设定值时，两个电机停止运转。停顿3秒，第一电机9反转，使末端执行器回到相对真空密封盖4的初始位置。然后第二电磁阀关闭，第二电机16反转，使真空密封盖回到初始位置，装料完成。

Claims (4)

1.一种圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，包括控制系统、真空泵、工作台,其特征在于:还包括抽真空部分、压紧旋拧部分、第一防尘罩、第二防尘罩，所述抽真空部分包括安装座、第一导轨、丝杠、丝杠螺母、丝杠螺母侧皮带轮、第二电机、电机侧皮带轮、安装座转接法兰、真空密封盖、第一滑块、传动带，所述安装座位于工作台上，第一导轨、第二电机分别固定在安装座上，电机侧皮带轮与第二电机输出轴固连，丝杠与丝杠螺母配合，丝杠螺母与丝杠螺母侧皮带轮固连，丝杠末端与安装座转接法兰连接，安装座转接法兰与真空密封盖连接，所述真空密封盖侧面分布有四个第一滑块，第二电机与丝杠通过传动带传动，实现丝杠上下运动，并带动真空密封盖上下运动；

所述真空泵安装在装置的外部，从真空泵引出两支气路，分别通过第一电磁阀接入末端执行器和通过第二电磁阀接入真空密封盖，末端执行器下盖开有多个小孔，第一电磁阀导通时，末端执行器下盖端产生负压吸附待装物料或螺纹型堵盖；

所述压紧旋拧部分包括旋拧销、末端执行器外壳、花键螺母安装板、花键螺母、第一电机、导向块、丝杠花键联接轴、转接法兰、联轴器、末端执行器上盖、伸缩气缸、连接法兰、末端执行器下盖、旋拧销连接板、第二滑块、第二导轨，导向块通过第二滑块与第二导轨配合，丝杠花键联接轴上端与导向块连接，丝杠花键联接轴下端与转接法兰连接，且通过联轴器与末端执行器上盖相连，第一电机通过电机安装板安装在真空密封盖上，花键螺母通过花键螺母安装板与真空密封盖连接，第一电机通过传动带将动力传至丝杠花键联接轴，第一电机与第二电机配合，实现丝杠花键联接轴的伸缩与旋转运动，末端执行器上盖、末端执行器下盖分别与末端执行器外壳连接，伸缩气缸安装在末端执行器內，伸缩气缸通过联接法兰与旋拧销连接板连接，旋拧销通过伸缩气缸实现伸缩、通过丝杠配合实现旋拧功能。

2.根据权利要求1所述的圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，其特征在于:所述控制系统采用PMAC+工控机控制，对抽真空部分、压紧旋拧部分进行操控，并根据需要实现不同机构部分的独立工作。

3.根据权利要求1所述的圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，其特征在于:旋拧销与旋拧销连接板为过盈配合，旋拧销与末端执行器下盖为间隙配合。

4.根据权利要求1所述的圆柱形腔体装料压紧、抽真空、旋拧密封一体化装置，其特征在于:第一防尘罩、第二防尘罩分别固定在安装座上。