CN107252857B - 一种无银焊丝全自动数控折弯设备 - Google Patents

Abstract

一种无银焊丝全自动数控折弯设备，包括机架和进料架，所述机架上按照焊丝进料方向依次设有用于平整来自进料架的焊丝的调直部、用于牵引焊丝进料或退料的进料部、用于闸断焊丝的闸断部和用于对焊丝进行弯折的折弯部；所述调直部、进料部、闸断部和折弯部上分别设有供焊丝水平通过的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道对准并贯通，且第四通道可与第一通道、第二通道和第三通道水平贯通，以允许所述焊丝自进料架依次经过调直部、进料部和闸断部向折弯部水平延伸；还包括控制器，且所述控制器分别与进料部、闸断部和折弯部相连。

Description

一种无银焊丝全自动数控折弯设备

技术领域

本发明属于加工技术领域，具体涉及一种无银焊丝全自动数控折弯设备。

背景技术

冷却器位于熔炉的下面，以冷却由在熔炉中熔融的玻璃介质拉出的玻璃纤维，是对玻璃纤维进行拉丝成型中起到冷却作用的装置，无银焊丝为冷却器加工中的重要焊接材料，具有强度高的特性。

冷却器为铜材质，铜在高温和带有化学性质的环境下，其使用寿命有一定的局限性，更换频率较高；且冷却器消耗量大，焊接用无银焊丝的需求量大。

目前冷却器焊接用无银焊丝需折弯成U形，焊接时直接将U形焊丝夹在冷却片的外围，利用高频焊机实现焊接。因此在焊丝的加工制作过程中需要寻找高效、优质、便捷的加工设备与工艺，而对无银焊丝的折弯是冷却器焊接制作中的重要一步。

目前对无银焊丝U形弯曲成型主要靠人工制作，分两步实现：第一步，将长段的无银焊丝用剪板机剪至U形焊丝所需长度的无银焊丝段；第二步，用制作的弯曲模具将无银焊丝段手工弯曲至U形，即采用杠杆原理弯曲。

此种弯曲方法存在劳动强度大、效率较低、折弯程度规范性差，易导致原材料浪费等缺点，具体如下：

劳动强度大：冷却器需求量大，焊丝需求量大，单凭人工杠杆弯曲，工作时间长，强度较大；

效率不高：依靠人工实现，一根U形焊丝需要分剪断和折弯两步工序；

折弯程度规范性差：手工折弯焊丝剪断与折弯的规范性差、精确控制程度低，剪断和折弯虽然有设备和模具，但人为操作控制，焊丝长度与折弯程度的精确控制性差。易出现焊丝长短偏差、U形折弯过头、焊丝折弯不到位或过头等问题，且易出现焊丝焊接时涂抹不均或过头，从而需要对U形角重新纠正，不仅U形无银焊丝效果差还费时费力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种折弯全自动、折弯精准化控制、效率高且适用于标准化生产的无银焊丝全自动数控折弯设备。

本发明的技术方案是：

一种无银焊丝全自动数控折弯设备，包括机架和进料架，所述机架上按照焊丝进料方向依次设有用于平整来自进料架的焊丝的调直部、用于牵引焊丝进料或退料的进料部、用于闸断焊丝的闸断部和用于对焊丝进行弯折的折弯部；

所述调直部、进料部、闸断部和折弯部上分别设有供焊丝水平通过的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道对准并贯通，且第四通道可与第一通道、第二通道和第三通道水平贯通，以允许所述焊丝自进料架依次经过调直部、进料部和闸断部向折弯部水平延伸；

还包括控制器，且所述控制器分别与进料部、闸断部和折弯部相连。

进一步，所述调直部包括若干对压紧轮副，每对压紧轮副均包括用于从上下两侧压紧焊丝的上压紧轮和下压紧轮，上压紧轮和下压紧轮之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第一通道；所述上压紧轮和下压紧轮均可转动地设置在机架上，且上压紧轮和下压紧轮均在进料部的牵引下转动。

进一步，所述上压紧轮的外圆周面和下压紧轮的外圆周面上均开设有可容纳焊丝且允许焊丝移动的环槽，所述环槽构成所述第一通道。

进一步，所述进料部包括用于从上下两侧夹紧焊丝并带动焊丝移动的主动轮和从动轮，上下相对的从动轮和主动轮之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第二通道，所述主动轮和从动轮均可转动地设置在机架上，且所述主动轮连接有第一动力源(即进料电机)，所述第一动力源与控制器相连。

进一步，所述闸断部包括闸刀和支撑焊丝以辅助闸刀切断焊丝的支撑柱，所述闸刀和所述支撑柱之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第三通道，闸刀的刀口面向所述第三通道，且所述支撑柱面向所述第三通道的一面为平面；闸刀连接有可驱动闸刀上下移动以远离或靠近第三通道的第二动力源(气缸)，且所述第二动力源与控制器相连。

进一步，所述折弯部设置在可驱动折弯部沿着折弯定位轴的轴向往复移动的移动装置上；所述折弯部包括可转动地折弯压轮和固定的折弯定位轴，折弯定位轴垂直贯穿折弯压轮的圆心，且折弯定位轴与第三通道相垂直；折弯压轮的前端面上可转动地设有折弯轴承，所述折弯轴承的外圆周面和折弯定位轴的外圆周面之间的间隙构成供焊丝贯穿的所述第四通道；折弯压轮连接有第三动力源(即工作电机)，且第三动力源与控制器相连。

进一步，所述移动装置包括固定在机架上的直线导轨，所述直线导轨与折弯定位轴相平行，直线导轨上可滑动地设有滑块，折弯压轮、折弯定位轴和第三动力源均设置在滑块上，且滑块与可驱动滑块沿着直线导轨往复移动的第四动力源固定连接，第四动力源与控制器相连。

进一步，第三动力源固定在滑块上，且所述折弯压轮的后端面上设有圆心角小于360度的驱动槽，第三动力源的输出轴插设在所述驱动槽内，以驱动所述折弯压轮转动。在第三动力源的牵引下实现折弯压轮的圆弧运动，但此时折弯定位轴不作运动。

进一步，所述第一动力源和第三动力源均为步进电机、第二动力源为气缸、第四动力源为电动推杆，且电动推杆的推杆与滑块固定连接(电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置)。

进一步，所述调直部和进料部之间设有第一保持架，所述闸断部和折弯部之间设有第二保持架，所述第一保持架和第二保持架上均开设有供焊丝水平通过的通槽，以向上支撑焊丝。

控制器包括可编程PLC控制器和控制接触器。

进料部包括主动轮、从动轮和进料电机，以进料主从动轮副和进料电机，实现焊丝的向前(本发明中定义靠近折弯部的一端为左，靠近调直部的一端为右)进料与退料。

移动装置带动工作电机(第三动力源)在直线导轨上做往复运动，实现弯曲总成的后退及复位功能。

所述的控制器(PLC控制器)可实现对进料电机(第一动力源)及其速度、工作电机(第三动力源)行程及其速度、闸断进料行程和闸断退料进程的设定。

所述的调直部由由多对压紧轮副组成，且优选为6对；压紧轮副在进料主从动轮的牵引下实现转动。

机架上分别设有机械控制系统与电气控制系统。电气控制系统包括工作电机、进料电机、移动装置以及可编程序PLC控制器、接触器等电气元器件。机械控制系统包括无银焊丝的进料部、调直部、折弯部、闸断部和成品料盒。工作电机与进料电机均为步进电机，以实现工作行程的精确化控制。

机架左侧为无银焊丝的涨力送丝盘，从涨力送丝盘落下的无银焊丝通过焊丝调直部，原先弯曲而不平整的焊丝变得平整，从而进入进料部。

机架后方(定义图1中垂直于纸面向上的方向为前方，垂直于纸面向下的方向为后方)设有进料电机(第一动力源)，进料电机可带动主动轮正、反转，实现进料正转、进料反转、闸断进料、闸断退料4个行程。

机架最右侧为折弯部，后方设有工作电机(第三动力源)和移动装置，工作电机可带动折弯部完成折弯正转和折弯反转2个工程行程。移动装置可带动工作电机在直线导轨上向前向后运动完成折弯部缩进与折弯部复位的2个工作行程。

机架上部(定义图1中焊丝以上为上部，焊丝以下为下部)设有气缸，闸刀通过连杆轴与气缸相连，气缸输出的垂直作用力带动闸断刀头将成形后的焊丝折弯成品与焊丝闸断。

进料电机行程、工作电机行程、闸断进料、闸断退料行程均可由PLC(控制器内)参数设定，通过调节进料电机、工作电机的参数可以精准控制焊丝折弯成品的长度和焊丝折弯成品弯曲角度，从而实现焊丝折弯过程的全自动控制。

本发明的有益效果体现在：

本发明采用机器代替人工劳动，降低了劳动强度、提高了工作效率、达到了全自动弯曲的要求，本发明实现了无银焊丝全自动标准化折弯生产的目的，完成了折弯成品的标准化生产。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A-A向剖视图。

图3是图1中B-B向剖视图。

图4是开始折弯时折弯部与焊丝的配合示意图，其中的箭头曲线表示折弯压轮的转动方向。

图5是折弯过程中折弯部与焊丝的配合示意图，其中的箭头曲线表示折弯压轮的转动方向。

图6是折弯完成时折弯部与焊丝的配合示意图，其中的箭头曲线表示折弯压轮的转动方向。

图7是闸断即将开始时闸断部与焊丝的配合示意图，其中的箭头G表示闸刀的运动方向。

图8是闸断时闸断部与焊丝的配合示意图，其中的箭头G表示闸刀的运动方向。

图9是焊丝折弯成品的结构示意图。

图10是折弯部缩进的结构示意图，其中的箭头H表示折弯部的后退方向。

具体实施方式

参照附图，一种无银焊丝全自动数控折弯设备，包括机架和进料架，所述机架上按照焊丝进料方向依次设有用于平整来自进料架的焊丝18的调直部5、用于牵引焊丝18进料或退料并带动调直部工作的进料部11、用于闸断焊丝18的闸断部7和用于对焊丝18进行弯折的折弯部6(指的是仅考虑调直部5、进料部11、闸断部7和折弯部6四个部件时，该四个部件之间的相对位置关系)；

所述调直部5、进料部11、闸断部7和折弯部6上分别设有供焊丝18水平通过的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道对准并贯通，且第四通道可与第一通道、第二通道和第三通道水平贯通，以允许所述焊丝18自进料架依次经过调直部5、进料部11和闸断部7向折弯部6水平延伸；

还包括控制器，且所述控制器分别与进料部11、闸断部7和折弯部6相连。

所述调直部5包括若干对压紧轮副，每对压紧轮副均包括用于从上下两侧压紧焊丝18的上压紧轮51和下压紧轮52，上压紧轮51和下压紧轮52之间的间隙构成允许焊丝通过的第一通道；所述上压紧轮51和下压紧轮52均可转动地设置在机架上，且上压紧轮51和下压紧轮52分别在进料部11的牵引下转动。

所述上压紧轮51的外圆周面和下压紧轮52的外圆周面上均开设有可容纳焊丝18且允许焊丝18移动的环槽，所述环槽构成所述的第一通道。

所述进料部11包括用于从上下两侧夹紧焊丝18并带动焊丝18移动的主动轮111和从动轮112，上下相对的从动轮112和主动轮111之间的间隙构成允许焊丝18通过的所述第二通道，所述主动轮111和从动轮112均可转动地设置在机架上，且所述主动轮111连接有第一动力源(即进料电机)，所述第一动力源与控制器相连。

所述闸断部7包括闸刀71和支撑焊丝18以辅助闸刀71切断焊丝18的支撑柱72，所述闸刀71和所述支撑柱72之间的间隙构成允许焊丝18通过的所述第三通道，闸刀71的刀口面向所述第三通道，且所述支撑柱72面向所述第三通道的一面为平面；闸刀71连接有可驱动闸刀71上下移动以远离或靠近第三通道的第二动力源(气缸)，且所述第二动力源与控制器相连。

所述折弯部6设置在可驱动折弯部6沿着折弯定位轴14的轴向往复移动的移动装置上；所述折弯部6包括可转动地的折弯压轮13和固定的折弯定位轴14，折弯定位轴14垂直贯穿折弯压轮13的圆心，且折弯定位轴14与第三通道相垂直；折弯压轮13的前端面上可转动地设有折弯轴承19(折弯轴承19可转动地设置在转轴上，所述转轴垂直固定在所述折弯压轮13上)；所述折弯轴承19的外圆周面和折弯定位轴14的外圆周面之间的间隙构成供焊丝18贯穿的所述第四通道；折弯压轮13连接有第三动力源(即工作电机)，且第三动力源与控制器相连；

所述移动装置包括固定在机架上的直线导轨，所述直线导轨与折弯定位轴14相平行，直线导轨上可滑动地设有滑块，折弯压轮13、折弯定位轴14和第三动力源均设置在滑块上，且滑块与可驱动滑块沿着直线导轨往复移动的第四动力源固定连接，从而带动折弯部6移动个，第四动力源与控制器相连。

第三动力源固定在滑块上，且所述折弯压轮13的后端面上设有圆心角小于360度的驱动槽(驱动槽的圆心角等于360°时，则第四动力源无法驱动折弯压轮13转动)，第三动力源的输出轴插设在所述驱动槽内，以驱动所述折弯压轮13转动。在第三动力源的牵引下实现折弯压轮的圆弧运动，但此时折弯定位轴不作运动。

所述第一动力源和第三动力源均为步进电机、第二动力源为气缸、第四动力源为电动推杆，且电动推杆的推杆与滑块固定连接(电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置)。

所述调直部5和进料部11之间设有第一保持架121，所述闸断部7和折弯部6之间设有第二保持架122，所述第一保持架121和第二保持架122上均开设有供焊丝18水平通过的通槽，以向上支撑焊丝18；且所述通槽均与第一通道、第二通道和第三通道对准并贯通。

所述进料架为涨力送丝盘。

折弯部6的下方设有成品料盒，以承接闸断的焊丝折弯成品。

闸刀71通过连杆轴与气缸的活塞杆相连。

利用本发明实施的无银焊丝全自动折弯工作过程包括：进料调直、折弯正转、折弯反转、闸断进料正转、折弯部缩进、闸断退料反转、焊丝闸断，折弯部复位，以此完成一个循环；具体如下：

1、进料

1.1、进料调直：将焊丝18从涨力送丝盘中手动引出，并依次穿过调直部5的第一通道、第一保持架121的通槽和进料部11的第二通道；

根据待制取焊丝折弯成品所需的长度和弯曲角度设定第一动力源的转速和第二动力源的转速；

启动，控制器驱动第一动力源正转；进料部11的主动轮111和从动轮112正转，并通过焊丝18带动上压紧轮51和下压紧轮52随之正转，以通过上压紧轮51和下压紧轮52捋直位于两者之间的焊丝18，使得焊丝18变平整。进料部11夹紧并牵引位于中间的焊丝18向右移动，且穿过第三通道和第二保持架122并向折弯部6精准进料；焊丝18最终穿过折弯压轮13上的折弯轴承19和折弯定位轴14之间的第四通道，到达折弯初始位置，完成焊丝18的进料调直进程。

2、弯曲

2.1、折弯正转：控制器驱动第三动力源正转，第三动力源带动折弯压轮13正转，焊丝18在折弯轴承19作用下绕折弯定位轴14进行折弯；

2.2、折弯反转：控制器驱动第三动力源反转，第三动力源带动折弯压轮13反转，折弯轴承19退回到折弯初始位置，焊丝头端形成一个焊丝折弯，完成焊丝折弯进程。

3、闸断

3.1、闸断进料正转：控制器驱动第二动力源正转，焊丝折弯向折弯部方向继续移动到闸断进料位置，以方便焊丝头端的焊丝折弯与折弯部脱离；

3.2、折弯部缩进：控制器驱动移动装置正向动作，使折弯部向后退，且最终，焊丝头端的焊丝折弯与第四通道相分离；

3.3、闸断进料反转：控制器驱动第二动力源反转，焊丝头端的焊丝折弯向进料部方向退回到闸断位置，等待闸断；

3.3、焊丝闸断：控制器驱动第三动力源正向动作，闸刀71向下运动，并在支撑柱72的配合下焊丝头端的焊丝折弯与焊丝；成形的焊丝折弯成品落入下方的成品料盒内；控制器驱动第三动力源反向动作，闸刀71向上运动并回到初始位置；

3.4、折弯部复位：控制器驱动移动装置反向动作，使折弯部向前进并复位，第四通道重新与第三通道对准并贯通，以等待焊丝18的到来。

重复上述进料、弯曲、闸断动作，即可进入下一个循环，以此，进行循环生产作业。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.一种无银焊丝全自动数控折弯设备，其特征在于：包括机架和进料架，所述机架上按照焊丝进料方向依次设有用于平整来自进料架的焊丝的调直部、用于牵引焊丝进料或退料的进料部、用于闸断焊丝的闸断部和用于对焊丝进行弯折的折弯部；

所述调直部、进料部、闸断部和折弯部上分别设有供焊丝水平通过的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道对准并贯通，且第四通道可与第一通道、第二通道和第三通道水平贯通，以允许所述焊丝自进料架依次经过调直部、进料部和闸断部向折弯部水平延伸；

还包括控制器，且所述控制器分别与进料部、闸断部和折弯部相连；

所述调直部包括若干对压紧轮副，每对压紧轮副均包括用于从上下两侧压紧焊丝的上压紧轮和下压紧轮，上压紧轮和下压紧轮之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第一通道；所述上压紧轮和下压紧轮均可转动地设置在机架上，且上压紧轮和下压紧轮均在进料部的牵引下转动；

所述上压紧轮的外圆周面和下压紧轮的外圆周面上均开设有可容纳焊丝且允许焊丝移动的环槽，所述环槽构成所述第一通道；

所述进料部包括用于从上下两侧夹紧焊丝并带动焊丝移动的主动轮和从动轮，上下相对的从动轮和主动轮之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第二通道，所述主动轮和从动轮均可转动地设置在机架上，且所述主动轮连接有第一动力源，所述第一动力源与控制器相连；

所述闸断部包括闸刀和支撑焊丝以辅助闸刀切断焊丝的支撑柱，所述闸刀和所述支撑柱之间的间隙构成允许焊丝通过的所述第三通道，闸刀的刀口面向所述第三通道，且所述支撑柱面向所述第三通道的一面为平面；闸刀连接有可驱动闸刀上下移动以远离或靠近第三通道的第二动力源，且所述第二动力源与控制器相连；

所述折弯部设置在可驱动折弯部沿着折弯定位轴的轴向往复移动的移动装置上；所述折弯部包括可转动地折弯压轮和固定的折弯定位轴，折弯定位轴垂直贯穿折弯压轮的圆心，且折弯定位轴与第三通道相垂直；折弯压轮的前端面上可转动地设有折弯轴承，所述折弯轴承的外圆周面和折弯定位轴的外圆周面之间的间隙构成供焊丝贯穿的所述第四通道；折弯压轮连接有第三动力源，且第三动力源与控制器相连；

所述移动装置包括固定在机架上的直线导轨，所述直线导轨与折弯定位轴相平行，直线导轨上可滑动地设有滑块，折弯压轮、折弯定位轴和第三动力源均设置在滑块上，且滑块与可驱动滑块沿着直线导轨往复移动的第四动力源固定连接，第四动力源与控制器相连；

第三动力源固定在滑块上，且所述折弯压轮的后端面上设有圆心角小于360度的驱动槽，第三动力源的输出轴插设在所述驱动槽内，以驱动所述折弯压轮转动。

2.如权利要求1所述的一种无银焊丝全自动数控折弯设备，其特征在于：所述第一动力源和第三动力源均为步进电机、第二动力源为气缸、第四动力源为电动推杆，且电动推杆的推杆与滑块固定连接。

3.如权利要求2所述的一种无银焊丝全自动数控折弯设备，其特征在于：所述调直部和进料部之间设有第一保持架，所述闸断部和折弯部之间设有第二保持架，所述第一保持架和第二保持架上均开设有供焊丝水平通过的通槽，以向上支撑焊丝。