CN107235382A - 一种气胀轴接换辊装置及其接换辊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气胀轴接换辊装置及其接换辊方法，所述气胀轴接换辊装置包括机架，所述机架为框架结构，所述机架一侧上方设有气胀轴导轨，所述气胀轴导轨下方设有卸料小车轨道，所述卸料小车轨道内设有与卷套有料卷的气胀轴配合使用且可移除的卸料小车，所述机架另一侧内表面设有移动装置，所述移动装置上设有可上下移动的垂直移动机构，所述垂直移动机构上设有可在水平方向来回移动的水平移动机构，所述水平移动机构上设有气胀轴夹紧机构，所述气胀轴夹紧机构用于夹紧卸料小车轨道内卸料小车上的气胀轴的一端并通过移动装置将气胀轴输送到气胀轴导轨。本发明的有益效果是降低了劳动强度，提高了生产效率，解决了单纯人力操作存在的安全隐患。

Description

一种气胀轴接换辊装置及其接换辊方法

技术领域

本发明涉及机械自动化加工技术领域，具体的说是一种气胀轴接换辊装置及其接换辊方法。

背景技术

气胀轴在各行业生产中广泛被应用，但是卸料换辊的环节需要人工卸料，气胀轴一端着地，操作人员提升气胀轴另一端放置新的芯辊，再人工将气胀轴搬运到生产设备前，抬高到一米六的高度，将气胀轴送到设备轨道上。气胀轴自身质量可达几十公斤，这个环节对操作人员体力要求很高，甚至需要两个人协作才可以完成此工序，同时也限制了整个生产线的速度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供了一种气胀轴接换辊装置及其接换辊方法，能够降低劳动强度且解决了单纯人力操作存在的安全隐患。

本发明的技术方案是：

一种气胀轴接换辊装置，其特征在于：包括机架，所述机架为框架结构，所述机架一侧上方设有气胀轴导轨，所述气胀轴导轨下方设有卸料小车轨道，所述气胀轴导轨和卸料小车轨道相平行，所述卸料小车轨道一端设有卸料小车出口，所述卸料小车轨道的另一端上方对应机架位置设有供卷套有料卷的气胀轴通过的通道，所述卸料小车轨道内设有与卷套有料卷的的气胀轴配合使用且可移除的卸料小车，所述机架另一侧的内侧表面设有与气胀轴配合使用的移动装置，所述移动装置上设有可上下移动的垂直移动机构，所述垂直移动机构上设有可在水平方向来回移动的水平移动机构，所述水平移动机构上设有气胀轴夹紧机构，所述气胀轴夹紧机构用于夹紧卸料小车轨道内卸料小车上的气胀轴的一端，所述气胀轴夹紧机构通过垂直移动机构和水平移动机构将气胀轴输送到气胀轴导轨上。

所述气胀轴垂直移动机构设有至少一个垂直基板，所述垂直基板与机架相连，所述垂直基板的垂直方向设有垂直滚珠丝杠，所述垂直滚珠丝杠两端通过垂直轴承座与垂直基板相连，所述垂直滚珠丝杠上套设有垂直螺母块和垂直连接块，所述垂直滚珠丝杠动力端通过联轴器与垂直伺服电机相连，所述垂直螺母块与垂直连接块相连，所述垂直基板上滚珠丝杠两侧设有两个相平行的垂直直线导轨，所述每个垂直直线导轨上设有至少一个垂直滑块。

所述垂直滑块和垂直螺母块远离垂直基板的端面设有水平移动机构的水平基板，所述水平基板相对垂直滑块和垂直螺母块的端面设有两个相平行的水平直线导轨，所述水平直线导轨与垂直直线导轨相垂直，所述水平直线导轨之间设有水平滚珠丝杠，所述水平滚珠丝杠与水平直线导轨相平行，所述水平滚珠丝杠两端通过水平轴承座与水平基板相连，所述水平滚珠丝杠上套设有水平螺母块和水平连接块，所述水平滚珠丝杠动力端设在机架远离卸料小车轨道的一端，所述水平滚珠丝杠动力端通过水平联轴器与水平伺服电机相连，所述水平螺母块与水平连接块相连，所述每个水平直线导轨上设有至少一个水平滑块。

所述水平螺母块和水平滑块远离水平基板的表面设有夹紧机构的夹紧基板，所述夹紧基板远离水平螺母块的表面设有相对设置的上夹紧件和下夹紧件，所述上夹紧件和下夹紧件分别与夹紧基板的表面垂直相连且与水平滚珠丝杠相平行，所述上夹紧件上方设有与上夹紧件相连的夹紧气缸，所述上夹紧件和下夹紧件通过光轴导轨相连，所述夹紧气缸带动上夹紧件可在光轴导轨上上下移动，所述夹紧气缸设有伸到位磁性开关和缩到位磁性开关，所述伸到位磁性开关和缩到位磁性开关用于检测夹紧气缸的工作位置。

所述下夹紧件包括夹紧底板，所述上夹紧件包括夹紧顶板，所述夹紧底板和夹紧顶板分别与夹紧基板远离水平螺母块的表面垂直相连且与水平滚珠丝杠相平行，所述夹紧底板上表面远离卸料小车轨道的一侧设有第一下夹持块，所述夹紧底板上表面接近卸料小车轨道的一侧设有第二下夹持块，所述夹紧顶板下表面对应第一下夹持块的位置设有第一上夹持块，所述夹紧顶板下表面对应第二下夹持块的位置设有第二上夹持块，所述第一上夹持块设有向夹紧顶板方向凹陷的第一弧形槽，所述第二上夹持块设有向夹紧顶板方向凹陷的第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽水平方向通透。

所述第一弧形槽和第二弧形槽为同一中心轴线。

所述气胀轴导轨通过气胀轴导轨托架设在机架上方，所述气胀轴导轨包括两个相平行的输送直线导轨，所述输送直线导轨的上表面设有凸出的平面，所述输送直线导轨远离横边的端部设有与输送直线导轨配合使用的坡度板，所述坡度板的低端与直线导轨的一端相连且与凸出的平面处于同一水平面。

所述气胀轴接换辊装置还包括控制系统，所述控制系统包括可编程控制器、垂直伺服电机驱动器、水平伺服电机驱动器、夹紧按钮和启动按钮，所述卸料小车轨道接近出口的内侧面设有小车位置接近开关，所述夹紧气缸上设有伸到位磁性开关和缩到位磁性开关，所述第一弧形槽远离卸料小车轨道的一端设有气胀轴拉到位接近开关，所述输送直线导轨远离坡度板的一端设有输送到位接近开关，所述夹紧按钮、启动按钮、小车位置接近开关、伸到位磁性开关、缩到位磁性开关、气胀轴拉到位接近开关和输送到位接近开关分别通过导线与可编程控制器的输入端对应相连，所述垂直伺服电机和水平伺服电机通过对应的伺服电机驱动器与可编程控制器的对应输出端子相连，所述夹紧气缸通过电磁阀与可编程控制器的对应输出端子相连。

所述坡度板的高端侧设有U推杆，所述推杆设有推杆底边，所述推杆底边两端设有同向与推杆底边两端垂直相连的推杆侧边，所述两个推杆侧边之间距离小于两个输送直线导轨之间的距离，所述推杆底边接近坡度板的一个侧面与推杆气缸相连，所述推杆气缸通过推杆气缸支架与坡度板的低端侧的机架相连。

所述的气胀轴接换辊方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)当应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴的料卷送出后，推动卸料小车进入卸料小车轨道，应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴的料卷卸载到卸料小车上；

2)操作人员通过拉动卸料小车使气胀轴接近移动装置的一端进入到夹紧装置内，此时气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关发出信号；

3)响应于气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关持续信号，同时操作人员按下按钮盒上的夹紧按钮，所述夹紧气缸带动上夹紧件在光轴导轨上向接近下夹紧件833方向移动，所述上夹紧件和下夹紧件配合使用夹紧气胀轴；

4)操作人员通过气胀轴上的阀门将气胀轴内气体释放，操作人员按下启动按钮，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨822上向远离侧边框的方向移动，从而将气胀轴从料卷内抽出；

5)所述气胀轴从料卷内抽出后，操作人员将卸料小车从卸料小车轨道拉出，从而触发小车位置接近开关发出信号给可编程控制器，响应于小车位置接近开关拉出后发出的信号，所述垂直伺服电机和水平伺服电机工作，将气胀轴向卸料小车轨道方向移动到适合操作人员安装芯辊的特定位置；

6)操作人员将塑料芯辊套装在气胀轴的工作段，然后给气胀轴充气涨紧，充气完毕后操作人员退出小车轨道出口侧的设备操作区；

7)操作人员通过操作启动按钮使设备开始自动工作状态，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨上向远离小车轨道的方向移动，移动第一设定位置后，所述垂直伺服电机带动水平移动机构和夹紧机构在垂直直线导轨上向上移动，移动到第二设定位置后，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨上向接近侧边框的方向移动，移动到第三设定位置后，所述垂直伺服电机带动水平移动机构和夹紧机构在垂直直线导轨上向下移动，移动到气胀轴导轨上方第四设定位置时，所述夹紧气缸带动上夹紧件在光轴导轨上向远离下夹紧件方向移动，从而松开气胀轴3；

8)所述气胀轴在坡度板和/或推杆作用下，向远离卸料小车轨道出口方向移动，所述气胀轴在输送直线导轨上滚动进入应用气胀轴的生产线设备相应工位，所述输送到位接近开关发送信号给可编程控制器，从而确认气胀轴3已经进入应用气胀轴的生产线设备相应工位；

9)所述移动装置的垂直移动机构、水平移动机构和夹紧机构回到卸料小车拉到位时气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关发出信号的对应位置；

10)重复步骤1)-9)。

本发明的有益效果是：降低了劳动强度，提高了生产效率，能够降低劳动强度且解决了单纯人力操作存在的安全隐患，能够精确定位，而且结构巧妙，实现方便。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是图1局部A放大示意图；

图3是图2局部A放大示意图；

图4是图1局部B装上气胀轴的放大示意图；

图5是图4局部A放大示意图；

图6是本发明的反面结构示意图；

图7是图6局部A放大示意图；

图8是图7局部A放大示意图；

图9是移动装置从图6上拆除的结构示意图；

图10是图9拆除水平移动机构和夹紧机构的结构示意图；

图11是图10局部A放大示意图；

图12是图9拆除垂直移动机构和夹紧机构的结构示意图；

图13是图12局部A放大示意图；

图14是图9垂直移动机构和水平移动机构的结构示意图；

图15是图14局部A放大示意图。

图中标记：1.机架，2.气胀轴导轨，3.气胀轴，4.卸料小车轨道，5.卸料小车，6.按钮箱，7.控制柜，8.移动装置，11.第一框架，12.第二框架，21.输送直线导轨，22.坡度板，23.推杆，24.推杆气缸，25.输送到位接近开关，26.防护架，31.第一轴承，32.第二轴承，33.第三轴承，34.芯辊，41.卸料小车轨道架体，42.小车轨道导轨，43.引导板，44.小车位置接近开关，51.料卷凹槽，81.垂直移动机构，82.水平移动机构，83.夹紧机构，111.横框架,112.侧框架，211.凸出的平面,261.防护侧板,262.防护底板,263.防护顶板,411.U形框架，412.第一加强筋，413.第二加强筋，431.第一引导板，432.第二引导板，811.垂直基板，812.垂直直线导轨，813.垂直滚珠丝杠，814.垂直螺母块，815.垂直连接块，816.垂直伺服电机，817.垂直滑块，818.垂直上限位开关，819.垂直下限位开关，821.水平基板，822.水平直线导轨，823.水平滚珠丝杠，824.水平螺母块，825.水平连接块，826.水平伺服电机，827.水平滑块，828.水平第一限位开关，829.水平第二限位开关，831.夹紧基板，832.上夹紧件，833.下夹紧件，834.夹紧气缸，835.光轴导轨基座，836.光轴导轨，837.气胀轴拉到位接近开关，1111.纵边，1112.横边，1121.安全关电，8321.夹紧底板，8322.下垫板，8323.第一下夹持块，8324.第二下夹持块，8331.夹紧顶板，8332.上垫板，8333.第一上夹持块，8334.第二上夹持块，8335.第一弧形槽，8336.第二弧形槽，8341.伸到位磁性开关，8342.缩到位磁性开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1-15所示,所述气胀轴接换辊装置包括机架1，所述机架1优先采用铝型材结构，所述机架1包括第一框架11和第二框架12，所述第一框架11为铝型材组成的倒U形框架结构，所述第二框架12为铝型材组成的立方体框架结构，所述第一框架11和第二框架12相连，所述第一框架11和第二框架12相连的侧面相通，所述第一框架11的U形底部侧设有应用气胀轴的设备生产线。

所述第一框架11包括横框架111和侧框架112，所述横框架111包括纵边1111和横边1112，所述两个纵边1111和两个横边1112分别垂直相连形成矩形的横框架111，所述侧框架112分别设在横框架111两侧且与横框架111的纵边1111垂直相连。

所述侧框架112接近卸料小车轨道5出口的一端侧面设有至少一组安全关电1121和按钮箱6，所述安全关电1121用于防止人员在设备工作过程中进入机架1内，所述按钮箱6上设有夹紧按钮、点动上移按钮、点动下移按钮和第一急停按钮。

所述第二框架12远离应用气胀轴的设备生产线侧设有控制柜7，所述控制柜内设有配电盘，所述配电盘上设有可编程控制器、配电回路，所述控制柜7面板上设有触摸屏、暂停按钮、复位按钮和启动按钮，所述夹紧按钮、点动上移按钮、点动下移按钮、第一急停按钮、暂停按钮、复位按钮、启动按钮和安全关电1121分别通过导线与可编程控制器的输入端对应相连。

所述横框架111上方横边1112上方设有气胀轴导轨2，所述气胀轴导轨2正下方对应的第一框架11内设有卸料小车轨道4，所述卸料小车轨道4为两个相平行的轨道，所述卸料小车轨道4的宽度与卸料小车5的宽度相配合使用，所述卸料小车5上设有料卷凹槽51，所述料卷凹槽51左右通透，所述料卷凹槽51的形状与装上物料的气胀轴3相配合使用。

所述卸料小车轨道4包括卸料小车轨道架体41、小车轨道导轨42和引导板43，所述卸料小车轨道架体41为两个相平行的U形框架411，所述U形框架411的下方的一端与横框架111下方的横边1112垂直相连，所述小车轨道导轨42设在U形框架411之间上方铝型材的内侧面，所述U形框架411端部设有第一加强筋412，所述第一加强筋412一端与U形框架411的下方一端对应位置的横边上表面相连，所述第一加强筋412另一端与U形框架411的另一端相连，所述U形框架411之间设有第二加强筋413，所述第二加强筋413两端分别与U形框架411垂直相连。

所述卸料小车轨道4接近控制柜7的端部为卸料小车轨道4的出口，所述卸料小车轨道4的另一端上方对应横框架111位置设有可供卷套有料卷的气胀轴3通过的通道，所述卸料小车轨道4内设有与卷套有料卷的的气胀轴3配合使用且可移除的卸料小车5。

所述引导板43包括第一引导板431和第二引导板432，所述第一引导板431为矩形，所述第二引导板432为直角梯形，所述第二引导板432的下底与第一引导板431的宽度一致，所述第二引导板432的下底的宽度等于U形框架411之间上方铝型材的宽度与小车轨道导轨42的宽度之和，所述第二引导板432的上底与U形框架411接近卸料小车轨道4的端部的端部处于齐平位置，所述第一引导板431位于第二引导板432斜腰侧的边与第一加强筋412接近卸料小车轨道4中心的边处于齐平位置。

所述小车轨道导轨42的长度小于U形框架411的长度，所述小车轨道导轨42远离应用气胀轴的设备生产线的端部与第一引导板431接近卸料小车轨道4的端部处于同一水平位置，所述引导板43和小车轨道导轨42优先采用四氟材质。

所述小车轨道导轨42接近卸料小车5出口的侧面设有小车位置接近开关44。

所述卸料小车5的长度小于接近开关44与横边1112之间的距离。

所述横框架111上方的横边1112设有两个相平行的气胀轴导轨托架113，所述气胀轴导轨托架113与横框架111上方的横边1112远离卸料小车轨道4出口的侧面垂直相连，所述气胀轴导轨托架113为长条形，优先采用铝型材。

所述气胀轴导轨2设在气胀轴导轨托架113上方且与气胀轴导轨托架113相连。

所述气胀轴导轨托架113上方设有防护架26，所述防护架26包括防护侧板261和防护底板262，所述防护侧板261和防护底板262分别为矩形板，所述防护底板262设在气胀轴导轨托架113上表面，所述防护侧板261设在防护底板262远离两个气胀轴导轨托架113中心线的一端且与防护底板262垂直相连，远离第二框架12的防护架26设有防护顶板263，所述防护顶板263设在防护底板262远离横边1112的一端且与防护底板262垂直相连。

所述气胀轴导轨2包括两个相平行的输送直线导轨21，所述输送直线导轨21设在防护底板262上表面，所述输送直线导轨21与卸料小车轨道4相平行，所述输送直线导轨21的上表面设有凸出的平面211，优先的输送直线导轨21的横截面为L形，所述输送直线导轨21远离横边1112的端部设有与输送直线导轨21配合使用的坡度板22，所述坡度板22的低端与直线导轨21的一端相连且与凸出的平面211处于同一水平面，所述坡度板22的高端的高度加上气胀轴3的最大直径之和小于防护顶板263和防护侧板261的高度。

所述坡度板22的高端侧可设有推杆23，所述推杆23与推杆气缸24相连,所述推杆气缸24通过推杆气缸支架24与横框架111上方的横边1112相连。

所述推杆23优先采用U形，所述推杆23可推动气胀轴导轨2上方的气胀轴3向应用气胀轴的设备生产线的相配合部位移动，所述推杆23的宽度小于两个输送直线导轨21之间的距离，所述两个防护侧板261之间的距离大于气胀轴3的长度。

所述气胀轴3两端设有轴承，优先的，所述气胀轴3上由两个端部向中心方向间断依次设有第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33，所述两个第三轴承33中心位置可套设芯辊34，所述第二轴承32与第三轴承33之间距离大于凸出的平面211的宽度，所述第二轴承32内侧与凸出的平面211配合使用。

所述输送直线导轨21接近横边1112的端设有输送到位接近开关25，所述输送到位接近开关25通过导线与可编程控制器的输入端对应端子相连。

所述第一框架11远离卸料小车轨道4的出口的端部设有应用气胀轴的设备生产线，所述应用气胀轴的设备生产线与卸料小车轨道4之间是相通的，即所述应用气胀轴的设备生产线上装上料卷的气胀轴3通过横框架111的纵边1111和横边1112形成的通道输送到卸料小车5上。

所述第二框架12接近控制柜7的一侧内设有移动装置8，所述移动装置8包括垂直移动机构81、水平移动机构82和夹紧机构83。

所述垂直移动机构81设有至少1个垂直基板811，优先采用四块间隔设置的垂直基板811，所述四块间隔设置的垂直基板811正表面设有两个相平行的垂直直线导轨812，所述垂直直线导轨812之间设有垂直滚珠丝杠813，所述垂直滚珠丝杠813与垂直直线导轨812相平行，所述垂直滚珠丝杠813两端通过垂直轴承座与垂直基板811相连，所述垂直滚珠丝杠813上套设有垂直螺母块814和垂直连接块815，所述垂直滚珠丝杠813动力端通过垂直联轴器与垂直伺服电机816相连，所述垂直螺母块814与垂直连接块815相连，所述每个垂直直线导轨812上设有至少一个垂直滑块817，优先的，所述每个垂直直线导轨812上设有两个垂直滑块817。

所述垂直基板811与第二框架12设有控制柜7一侧的内侧表面相连，所述垂直直线导轨812两端侧面分别设有垂直上限位开关818和垂直下限位开关819,所述垂直上限位开关818和垂直下限位开关819分别通过导线与可编程控制器的输入端对应相连。

所述垂直螺母块814和垂直滑块817远离垂直基板811的表面设有水平移动机构82的水平基板821，所述水平基板821为矩形板，所述水平基板821的反表面分别与垂直螺母块814和垂直滑块817的远离垂直基板811的一个表面相连，所述水平基板821的正表面设有两个相平行的水平直线导轨822，所述水平直线导轨822与垂直直线导轨812相垂直，所述水平直线导轨822之间设有水平滚珠丝杠823，所述水平滚珠丝杠823与水平直线导轨822相平行，所述水平滚珠丝杠823两端通过水平轴承座与水平基板821相连，所述水平滚珠丝杠823上套设有水平螺母块824和水平连接块825，所述水平滚珠丝杠813动力端设在第二框架12远离远离第一框架11的一端，所述水平滚珠丝杠813动力端通过水平联轴器与水平伺服电机826相连，所述水平螺母块824与水平连接块825相连，所述每个水平直线导轨822上设有至少一个水平滑块827，优先的，所述每个水平直线导轨822上设有两个水平滑块827。

所述水平直线导轨822两端侧面分别设有水平第一限位开关828和水平第二限位开关829,所述水平第一限位开关828和水平第二限位开关829分别通过导线与可编程控制器的输入端对应相连。

所述水平螺母块824和水平滑块827远离水平基板821的表面设有夹紧机构83的夹紧基板831，所述夹紧基板831为矩形板，所述夹紧基板831的反表面分别与水平螺母块824和水平滑块827的远离水平基板821的一个表面相连，所述夹紧基板831的正表面设有下夹紧件832和上夹紧件833。

所述下夹紧件832包括夹紧底板8321，所述上夹紧件833包括夹紧顶板8331，所述夹紧底板8321和夹紧顶板8331分别与夹紧基板831的正表面垂直相连且与水平滚珠丝杠813相平行，即所述夹紧底板8321和夹紧顶板8331相平行，所述夹紧底板8321上表面远离卸料小车轨道4的一侧设有下垫板8322，所述下垫板8322上表面设有第一下夹持块8323，所述夹紧底板8321上表面接近卸料小车轨道4的一侧设有第二下夹持块8324，所述第一下夹持块8323和第二下夹持块8324优先采用非金属材质；所述夹紧顶板8331下表面对应第一下夹持块8323的位置设有第一上垫板8332，所述上垫板8332下表面设有第一上夹持块8333，所述夹紧顶板8331下表面对应第二下夹持块8334的位置设有第二上夹持块8334，所述第一上夹持块8333设有向夹紧顶板8331方向凹陷的第一弧形槽8335，所述第二上夹持块8334设有向夹紧顶板8331方向凹陷的第二弧形槽8336，所述第一弧形槽8335和第二弧形槽8336水平方向通透便于盛放气胀轴3。

所述夹紧顶板8331上表面设有夹紧气缸834，所述夹紧顶板8331上方的夹紧基板831上设有光轴导轨基座835，所述光轴导轨836一端与光轴导轨基座835相连，所述光轴导轨836另一端与夹紧底板8321相连，所述夹紧气缸834带动上夹紧件833可在光轴导轨836上上下移动，所述夹紧机构83用于夹紧气胀轴3。

所述夹紧气缸834上设有伸到位磁性开关8341和缩到位磁性开关8342，所述第一弧形槽8335远离卸料小车轨道4的一端设有气胀轴拉到位接近开关837，所述气胀轴拉到位接近开关837通过支架与夹紧基板831相连，所述气胀轴拉到位接近开关837通过导线与可编程控制器的输入端对应相连。

所述第一上夹持块8333、第二上夹持块8334、第一下夹持块8323和第二上夹持块8334优先采用四氟乙烯材质，防止损伤气胀轴3的夹持部位。

所述第一弧形槽8335横切面为半圆形，所述第二弧形槽8336横切面为劣弧，所述第一弧形槽8335和第二弧形槽8336为同一中心轴线。

所述第一上夹持块8333的第一弧形槽8335和第一下夹持块8323用于夹持气胀轴3的接近第二支架12侧第一轴承31和第二轴承32之间的位置，所述第二上夹持块8334的第二弧形槽8336和第二下夹持块8323用于夹持气胀轴3的接近第二支架12侧第三轴承33内侧未套芯辊位置。

所述夹紧气缸834具有自锁功能，保证在断电断气情况下依然保证操作人员和气胀轴3的安全。

所述的气胀轴接换辊方法，包括以下步骤：

1)当应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴3的料卷送出后，推动卸料小车5进入卸料小车轨道4，应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴3的料卷卸载到卸料小车5上的料卷凹槽51内；

2)操作人员通过拉动卸料小车5使气胀轴3接近第二支架12的端进入到移动装置8的夹紧装置83内，此时气胀轴拉到位接近开关837和小车位置接近开关44发出信号；

3)响应于气胀轴拉到位接近开关837和小车位置接近开关44持续信号，同时操作人员按下按钮盒6上的夹紧按钮，所述夹紧气缸834带动上夹紧件832在光轴导轨836上向接近下夹紧件833方向移动，所述上夹紧件832和下夹紧件833配合使用夹紧气胀轴3；

4)操作人员通过气胀轴3上的阀门将气胀轴3内气体释放，操作人员按下控制柜7上的启动按钮，所述水平伺服电机826带动夹紧机构83在水平直线导轨822上向远离侧边框112的方向移动，从而将气胀轴3从料卷内抽出；

5)所述气胀轴3从料卷内抽出后，操作人员将卸料小车5从卸料小车轨道4拉出，从而触发小车位置接近开关44发出信号给可编程控制器，响应于小车位置接近开关44拉出后发出的信号，所述垂直伺服电机816和水平伺服电机826工作，将气胀轴3向卸料小车轨道4方向移动到适合操作人员安装芯辊的特定位置；

6)操作人员将塑料芯辊套装在气胀轴3的两个第三轴承33之间的工作段，然后通过气枪给气胀轴3充气涨紧，充气完毕后操作人员退出两个侧边框112之间卸料小车轨道4出口侧的的设备操作区；

7)操作人员通过操作控制柜7面板上的启动按钮使设备开始自动工作状态，所述水平伺服电机826带动夹紧机构83在水平直线导轨822上向远离侧边框112的方向移动，移动第一设定位置后，所述垂直伺服电机816带动水平移动机构82和夹紧机构83在垂直直线导轨812上向上移动，移动到第二设定位置后，所述水平伺服电机826带动夹紧机构83在水平直线导轨822上向接近侧边框112的方向移动，移动到第三设定位置后，所述垂直伺服电机816带动水平移动机构82和夹紧机构83在垂直直线导轨812上向下移动，移动到气胀轴导轨2上方第四设定位置时，所述夹紧气缸834带动上夹紧件832在光轴导轨836上向远离下夹紧件833方向移动，从而松开气胀轴3；

8)所述气胀轴3在坡度板22和/或推杆23作用下，向远离卸料小车轨道4出口方向移动，所述气胀轴3在输送直线导轨21上滚动进入应用气胀轴3的生产线设备相应工位，所述输送到位接近开关25发送信号给可编程控制器，从而确认气胀轴3已经进入应用气胀轴3的生产线设备相应工位；

9)所述移动装置8的垂直移动机构82、水平移动机构82和夹紧机构83回到原始位；

10)重复步骤1)-9)。

所述原始位为夹紧机构83位于卸料小车5拉到位时气胀轴拉到位接近开关837和小车位置接近开关44发出信号的对应位置。

若有人员通过侧框架112之间位置进入框架1内，安全关电1121将会发出信号给可编程控制器从而使气胀轴接换辊装置停止工作；在移动装置8自动工作过程中，人员若进入气胀轴接换辊装置内，气胀轴接换辊装置将暂停工作，触摸屏上显示暂停指示，此时如按下复位按钮系统将继续运行，若在工作过程中，按下紧急急停按钮，需要操作人员按下触摸屏上设置的夹紧气缸按键后，另一名工作人员配合将气涨轴3从移动装置8的夹紧机构83上取下，所述夹紧机构83的夹紧气缸834松开到位后，所述夹紧气缸834上的缩到位磁性开关8342发信号给可编程控制器，操作人员按下复位按钮，将设备的故障状态复位，然后按下回工作位按钮，移动装置8回原始位。

可通过可编程控制器与应用气胀轴3的生产线设备的控制系统通讯获取气胀轴接换辊装置原始位，也可通过操作箱6上点动上移按钮和点动下移按钮微调设置气胀轴接换辊装置原始位。

所述垂直上限位开关818和垂直下限位开关819用于限制垂直移动机构81带动水平移动机构82和夹紧机构83在垂直直线导轨812上最大移动范围；所述水平第一限位开关828和水平第二限位开关829用于限制水平移动机构82带动夹紧机构83在水平直线导轨822上最大移动范围。

所述控制系统还包括垂直伺服电机驱动器和水平伺服电机驱动器，所述垂直伺服电机驱动器包括垂直驱动器电压输入端、垂直驱动器电压输出端、垂直脉冲输入端、垂直方向输入端和垂直编码器信号端，所述垂直驱动器电压输入端与控制系统电源相连，所述垂直驱动器电压输出端与垂直伺服电机的端子对应相连，所述垂直编码器信号端与垂直伺服电机的编码器相连，所述水平伺服电机驱动器包括水平驱动器电压输入端、水平驱动器电压输出端、水平脉冲输入端、水平方向输入端和水平编码器信号端，所述水平驱动器电压输入端与控制系统电源相连，所述水平驱动器电压输出端与水平直伺服电机的端子对应相连，所述水平编码器信号端与垂直水平伺服电机的编码器相连，所述垂直脉冲输入端、垂直方向输入端、水平脉冲输入端和水平方向输入端分别与可编程控制器的输出端子对应相连。

所述控制系统还包括夹紧继电器，所述夹紧继电器线圈两端分别与可编程控制器的对应输出端子和控制电源的对应端子对应相连，所述夹紧继电器的常开触点一端与控制电源相连，所述夹紧继电器的常开触点另一端与夹紧气缸的电磁阀相连。

所述小车位置接近开关44、气胀轴拉到位接近开关837、输送到位接近开关25、垂直上限位开关818、垂直下限位开关819、水平第一限位开关828和水平第二限位开关829优先采用数字量接近开关。

所述气胀轴导轨2的坡度板22的位置与移动装置8上夹持的气胀轴3的水平位置配合使用，所述坡度板22的斜坡角度小于10°大于3°。

所述移动装置8在机架1的内部能够上下左右移动。

需要说明的是，上面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (10)

1.一种气胀轴接换辊装置，其特征在于：包括机架，所述机架为框架结构，所述机架一侧上方设有气胀轴导轨，所述气胀轴导轨下方设有卸料小车轨道，所述气胀轴导轨和卸料小车轨道相平行，所述卸料小车轨道一端设有卸料小车出口，所述卸料小车轨道的另一端上方对应机架位置设有供卷套有料卷的气胀轴通过的通道，所述卸料小车轨道内设有与卷套有料卷的的气胀轴配合使用且可移除的卸料小车，所述机架另一侧的内侧表面设有与气胀轴配合使用的移动装置，所述移动装置上设有可上下移动的垂直移动机构，所述垂直移动机构上设有可在水平方向来回移动的水平移动机构，所述水平移动机构上设有气胀轴夹紧机构，所述气胀轴夹紧机构用于夹紧卸料小车轨道内卸料小车上的气胀轴的一端，所述气胀轴夹紧机构通过垂直移动机构和水平移动机构将气胀轴输送到气胀轴导轨上。

2.根据权利要求1所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述气胀轴垂直移动机构设有至少一个垂直基板，所述垂直基板与机架相连，所述垂直基板的垂直方向设有垂直滚珠丝杠，所述垂直滚珠丝杠两端通过垂直轴承座与垂直基板相连，所述垂直滚珠丝杠上套设有垂直螺母块和垂直连接块，所述垂直滚珠丝杠动力端通过联轴器与垂直伺服电机相连，所述垂直螺母块与垂直连接块相连，所述垂直基板上滚珠丝杠两侧设有两个相平行的垂直直线导轨，所述每个垂直直线导轨上设有至少一个垂直滑块。

3.根据权利要求2所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述垂直滑块和垂直螺母块远离垂直基板的端面设有水平移动机构的水平基板，所述水平基板相对垂直滑块和垂直螺母块的端面设有两个相平行的水平直线导轨，所述水平直线导轨与垂直直线导轨相垂直，所述水平直线导轨之间设有水平滚珠丝杠，所述水平滚珠丝杠与水平直线导轨相平行，所述水平滚珠丝杠两端通过水平轴承座与水平基板相连，所述水平滚珠丝杠上套设有水平螺母块和水平连接块，所述水平滚珠丝杠动力端设在机架远离卸料小车轨道的一端，所述水平滚珠丝杠动力端通过水平联轴器与水平伺服电机相连，所述水平螺母块与水平连接块相连，所述每个水平直线导轨上设有至少一个水平滑块。

4.根据权利要求3所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述水平螺母块和水平滑块远离水平基板的表面设有夹紧机构的夹紧基板，所述夹紧基板远离水平螺母块的表面设有相对设置的上夹紧件和下夹紧件，所述上夹紧件和下夹紧件分别与夹紧基板的表面垂直相连且与水平滚珠丝杠相平行，所述上夹紧件上方设有与上夹紧件相连的夹紧气缸，所述上夹紧件和下夹紧件通过光轴导轨相连，所述夹紧气缸带动上夹紧件可在光轴导轨上上下移动，所述夹紧气缸设有伸到位磁性开关和缩到位磁性开关，所述伸到位磁性开关和缩到位磁性开关用于检测夹紧气缸的工作位置。

5.根据权利要求4所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述下夹紧件包括夹紧底板，所述上夹紧件包括夹紧顶板，所述夹紧底板和夹紧顶板分别与夹紧基板远离水平螺母块的表面垂直相连且与水平滚珠丝杠相平行，所述夹紧底板上表面远离卸料小车轨道的一侧设有第一下夹持块，所述夹紧底板上表面接近卸料小车轨道的一侧设有第二下夹持块，所述夹紧顶板下表面对应第一下夹持块的位置设有第一上夹持块，所述夹紧顶板下表面对应第二下夹持块的位置设有第二上夹持块，所述第一上夹持块设有向夹紧顶板方向凹陷的第一弧形槽，所述第二上夹持块设有向夹紧顶板方向凹陷的第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽水平方向通透。

6.根据权利要求5所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述第一弧形槽和第二弧形槽为同一中心轴线。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述气胀轴导轨通过气胀轴导轨托架设在机架上方，所述气胀轴导轨包括两个相平行的输送直线导轨，所述输送直线导轨的上表面设有凸出的平面，所述输送直线导轨远离横边的端部设有与输送直线导轨配合使用的坡度板，所述坡度板的低端与直线导轨的一端相连且与凸出的平面处于同一水平面。

8.根据权利要求7所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述气胀轴接换辊装置还包括控制系统，所述控制系统包括可编程控制器、垂直伺服电机驱动器、水平伺服电机驱动器、夹紧按钮和启动按钮，所述卸料小车轨道接近出口的内侧面设有小车位置接近开关，所述夹紧气缸上设有伸到位磁性开关和缩到位磁性开关，所述第一弧形槽远离卸料小车轨道的一端设有气胀轴拉到位接近开关，所述输送直线导轨远离坡度板的一端设有输送到位接近开关，所述夹紧按钮、启动按钮、小车位置接近开关、伸到位磁性开关、缩到位磁性开关、气胀轴拉到位接近开关和输送到位接近开关分别通过导线与可编程控制器的输入端对应相连，所述垂直伺服电机和水平伺服电机通过对应的伺服电机驱动器与可编程控制器的对应输出端子相连，所述夹紧气缸通过电磁阀与可编程控制器的对应输出端子相连。

9.根据权利要求7所述的气胀轴接换辊装置，其特征在于：所述坡度板的高端侧设有U推杆，所述推杆设有推杆底边，所述推杆底边两端设有同向与推杆底边两端垂直相连的推杆侧边，所述两个推杆侧边之间距离小于两个输送直线导轨之间的距离，所述推杆底边接近坡度板的一个侧面与推杆气缸相连，所述推杆气缸通过推杆气缸支架与坡度板的低端侧的机架相连。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的气胀轴接换辊方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)当应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴的料卷送出后，推动卸料小车进入卸料小车轨道，应用气胀轴的生产线设备将设有气胀轴的料卷卸载到卸料小车上；

2)操作人员通过拉动卸料小车使气胀轴接近移动装置的一端进入到夹紧装置内，此时气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关发出信号；

3)响应于气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关持续信号，同时操作人员按下按钮盒上的夹紧按钮，所述夹紧气缸带动上夹紧件在光轴导轨上向接近下夹紧件833方向移动，所述上夹紧件和下夹紧件配合使用夹紧气胀轴；

4)操作人员通过气胀轴上的阀门将气胀轴内气体释放，操作人员按下启动按钮，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨822上向远离侧边框的方向移动，从而将气胀轴从料卷内抽出；

5)所述气胀轴从料卷内抽出后，操作人员将卸料小车从卸料小车轨道拉出，从而触发小车位置接近开关发出信号给可编程控制器，响应于小车位置接近开关拉出后发出的信号，所述垂直伺服电机和水平伺服电机工作，将气胀轴向卸料小车轨道方向移动到适合操作人员安装芯辊的特定位置；

6)操作人员将塑料芯辊套装在气胀轴的工作段，然后给气胀轴充气涨紧，充气完毕后操作人员退出小车轨道出口侧的设备操作区；

7)操作人员通过操作启动按钮使设备开始自动工作状态，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨上向远离小车轨道的方向移动，移动第一设定位置后，所述垂直伺服电机带动水平移动机构和夹紧机构在垂直直线导轨上向上移动，移动到第二设定位置后，所述水平伺服电机带动夹紧机构在水平直线导轨上向接近侧边框的方向移动，移动到第三设定位置后，所述垂直伺服电机带动水平移动机构和夹紧机构在垂直直线导轨上向下移动，移动到气胀轴导轨上方第四设定位置时，所述夹紧气缸带动上夹紧件在光轴导轨上向远离下夹紧件方向移动，从而松开气胀轴3；

8)所述气胀轴在坡度板和/或推杆作用下，向远离卸料小车轨道出口方向移动，所述气胀轴在输送直线导轨上滚动进入应用气胀轴的生产线设备相应工位，所述输送到位接近开关发送信号给可编程控制器，从而确认气胀轴3已经进入应用气胀轴的生产线设备相应工位；

9)所述移动装置的垂直移动机构、水平移动机构和夹紧机构回到卸料小车拉到位时气胀轴拉到位接近开关和小车位置接近开关发出信号的对应位置；

10)重复步骤1)-9)。