CN107512619B - 一种全自动高速成卷收线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动高速成卷收线机，包括机架，在所述的机架上设置有电线传输机构、张力机构、计米器、排位装置、快速夹线装置、切线装置机械夹手、以及成卷装置。在整个生产工作中不需要人工干预，全由PLC程序控制自动操作，具有工人劳动强度轻、自动化程度高的特点，由于成卷装置、夹线装置、剪线装置结构改进，大大缩短了动作时间,从而节省了时间。

Description

一种全自动高速成卷收线机

技术领域

本发明涉及一种电线电缆生产设备，特别涉及一种全自动高速成卷收线机。

背景技术

在电缆生产过程中需要用到成卷机将电缆绕圈进行包装，但是现有的成卷机的工作效率低下，不能满足生产的需求，其主要表现在以下几个方便：1、在上一电线卷卷绕完成后，要夹持住电线，在电线杯切断后将电线移动至卷绕机构内进行下一电线卷的卷绕。目前传统做法是通过夹线装置夹持住电线并由排线导杆向成卷头移送电线以进行下一电线卷的卷绕，受到电线电缆的线径，成卷末端电线电缆的位置影响，往往需要在夹线前增加捕线装置，将电线电缆的位置限制住，以便夹线装置夹持，该方法在夹线过程中影响了设备的工作效率；2、在夹线气路控制中，采用传统中位封闭式三位五通的电磁阀，虽然可以使气缸在运动中停止，但是气缸到电磁阀中间管路内气体并未隔断，控制回路较长，由于空气具有压缩性，导致控制并不稳定；3、现有成卷设备采用的剪线装置，单纯采用气缸驱动，由于气体具有压缩收缩的特性，气缸动作响应时间较长。且现有剪线装置只有一件刀片动作，另一片为固定刀片，剪线行程较长，同样影响剪线效率，不能满足快速成卷的要求；4、目前市场上的成卷头与与压盘通常是固定在一起的，压盘同成卷头一起上升下降，这样的弊端是成卷头上升后压盘不能再压着线卷，影响了成卷效果的美观，更重要的是有可能会导致下道工序的操作失败。

发明内容

本发明的目的为解决上述问题，公开了一种全自动高速成卷收线机。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种全自动高速成卷收线机，包括机架，在所述的机架上设置有电线传输机构、张力机构、计米器、排位装置、快速夹线装置、切线装置机械夹手、以及成卷装置所述的成卷装置包括成卷旋转底座、旋转托盘、成卷头、压盘以及固定架，所述的压盘设置在所述的固定架上，所述的固定架通过同步轮以及同步带与电机相连接，所述的压盘与所述的成卷头同心设置，在所述的固定架内设置有滑轨，在所述的成卷头上设置有导轨，在所述的成卷头上还设置有导杆，所述的成卷头可通过其上设置的导轨在所述的滑轨内上下移动，所述的旋转托盘设置在所述的成卷旋转底座上，旋转托盘设置在所述的成卷头的下端，且与成卷头同心设置。

作为本发明的一种改进，所述的快速夹线装置包括旋转底座，其中所述旋转底座固定在所述电缆成卷机本体上；其中旋转主体通过转动轴承与所述旋转底座的连接固定；所述旋转主体的从上到下依分别设置上夹爪控制气缸和下夹爪控制气缸；其中所述上夹爪控制气缸和下夹爪控制气缸均通过杆端关节轴承分别于上夹爪和下夹爪连接固定；所述上夹爪和下夹爪分别与上捕线块和下捕线块；所述旋转主体在所述上夹爪的上方安装有接近开关，所述旋转主体上设有位于所述下夹爪下方的限位装置；其中所述旋转主体底部的轴端通过连杆与转钳气缸连接，所述转钳气缸通过气缸尾座与气缸固定座连接；其中所述气缸固定座固定在电缆成卷机器本体上。

作为本发明的一种改进，所述的切线装置包括剪线机构以及升降机构，所述的剪线机构设置在所述的升降机构上；所述的剪线机构包括剪刀、剪线气缸，所述的剪刀的两个手柄分别连接到剪线气缸的缸体和活塞杆上，所述的剪线气缸通过管路以及电磁阀与气源相连接，在所述的剪线气缸，在所述的剪线气缸的无杆腔的接头与管路之间设置有一个快速排气阀。

作为本发明的一种改进，所述的快速夹线装置的控制气路包括上夹爪控制气缸、下夹 爪气缸以及转钳气缸，所述的上夹爪控制气缸、下夹爪控制气缸以及转钳气缸分别通过上夹爪控制气缸 控制电磁阀、下夹爪控制气缸控制电磁阀、转钳气缸控制电磁阀以及管路与气源相连接，所述的 控制气路还包括与门逻辑原件、非门逻辑原件以及两个双向封闭阀，所述的与门逻辑原件 的两个进气端分别连接到上夹爪控制气缸的有杆腔管路和无杆腔管路上，与门逻辑原件的出气 端连接到非门逻辑原件的旁路，非门逻辑原件的主路与气源相连，非门逻辑原件的出气端 分别与两个双向封闭阀的旁路相连，所述的两个双向封闭阀还分别连接到上夹爪控制气缸的有 杆腔接头与管路之间以及无杆腔的接头与管路之间。

作为本发明的一种改进，所述的张力机构为磁粉张力装置。

作为本发明的一种改进，在所述的张力机构与计米器之间还设置有缓冲装置。

作为本发明的一种改进，在所述的上夹爪控制气缸的有杆腔管路和无杆腔管路上分别 连接有单向节流阀。

作为本发明的一种改进，所述的下夹爪控制气缸控制电磁阀为五口两位双电控电磁阀。

作为本发明的一种改进，所述的转钳气缸控制电磁阀为五口两位双电控电磁阀。

作为本发明的一种改进，所述的升降气缸的活塞杆通过线性滑轨与所述的剪线机构相连接。

有益效果

1、快速夹线装置设计合理，能够节省空间，适应不同线径的线卷，捕线空间大，缩短送 线行程，且结构简单。

2、在快速夹线装置上夹爪的气路控制中，采用五位三口双电控中控压力型电磁阀，以满足逻辑元件的送气要求，采用了与门逻辑元件与非门逻辑元件的配合，在气缸接口装有双向封闭阀，由于阀体直接装在气缸接头处，因此在控制过程中可以直接隔断气缸的气路，从而提高气缸停止的稳定性。在下夹爪及送线机构的气路控制中，采用五位两口双电控型电磁阀，当由于突发情况停电时下夹爪及送线机构均会保持停电前动作，不会出现复位的情况，从而保证了操作机器的安全性。

3、通过在剪线气缸的无杆腔的接头处设置快速排气阀，能够将剪线气缸内的气体 通过快速排气阀排出，不经电磁阀，使得气缸动作更快。另外采用该剪刀结构，使得剪刀能 够对气缸拉力进行放大，提高了剪力，确保剪线成功率。

4、将成卷头与压盘分离设置，在成卷头卷线完成上升后，压盘还能压着线卷，线就不会散，保证了线卷成卷效果。

5、由于成卷装置、夹线装置、剪线机构的结构改进，大大缩短了动作时间,从而节省 了时间，可以达到4卷/分钟的成卷速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的成卷装置的结构示意图；

图3为本发明成卷装置成卷头的结构示意图；

图4为本发明成卷装置成卷头的俯视图；

图5为本发明快速夹线装置的结构示意图；

图6为本发明快速夹线装置的俯视图；

图7为本发明快速夹线装置的气路控制图；

图8为本发明切线装置的结构示意图；

图9为本发明的切线装置的气路控制图。

实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施 方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示的一种全自动高速成卷收线机，包括机架9，在所述的机架9上设置有电 线传输机构、张力机构1、计米器3、排位装置4、快速夹线装置5、切线装置6、机械夹手8以及 成卷装置7。其中张力机构1采用磁粉张力装置，并且在张力机构1与计米器3之间设置有缓冲装置2。

如图5和图6所示为快速夹线装置5的结构示意图，包括旋转底座511，其中所述旋转底座511固定在电缆成卷机本体上；其中旋转主体53通过转动轴承与所述旋转底座511的连接固定且的轴端设有用于锁紧的防松螺母513。

所述旋转主体53的从上到下依分别设置上夹爪控制气缸51和下夹爪控制气缸52；其中所述上夹爪控制气缸51和下夹爪控制气缸52均通过杆端关节轴承56分别于上夹爪57和下夹爪58连接固定；所述上夹爪57和下夹爪58分别与上捕线块59和下捕线块510；所述旋转主体53在所述上夹爪57的上方安装有接近开关安装座55，所述接近开关安装座55上设有接近开关54。所述旋转主体53上设有位于下夹爪58下方的限位装置515；其中旋转主体53底部的轴端通过连杆516与转钳气缸517连接，转钳气缸517通过气缸尾座518与气缸固定座519连接；其中气缸尾座518采用关节轴承。气缸固定座519固定在电缆成卷机器本体上。

其中所述上夹爪57与下夹爪58均通过转动轴固定在旋转主体53上，并配有转动轴承 20从而使夹爪张闭灵活。

当成卷装置正在成卷时，快速夹线装置5上的上夹爪控制气缸51与下夹爪控制气缸52处于 缩回状态，上夹爪57与下夹爪58张开，转钳气缸517处于缩回状态，快速夹线装置位于成卷 机本体的外部。当成卷结束后，上夹爪控制气缸51与下夹爪控制气缸52伸出，上夹爪57与下夹爪58闭 合，将电线电缆夹住，等待电线剪断后送线。

在送线过程中，上夹爪57与下夹爪58保持不动，转钳气缸517伸出，将电线电缆送到要求位置，当送线完成后，上夹爪控制气缸51缩回一部分，上夹爪57张开一定幅度，该幅度由 接近开关54安装位置决定，从而松开电线电缆，但不会碰到成卷装置，通过接近开关54感应 上夹爪57的位置来控制气路的通断，从而可以控制上夹爪57停留在任意位置，通过限位装 置515，可以限制下夹爪58闭合后的位置。当上夹爪57到达指定位置后，转钳气缸517缩回， 快速夹线装置回到原位，此时上夹爪控制气缸51与下夹爪控制气缸52气缸缩回，上夹爪57与下夹爪 58完全张开，等待下一次动作。

如图7所示为快速夹线装置的控制气路，包括上夹爪控制气缸51、下夹爪控制气缸52以及转 钳气缸517，所述的上夹爪控制气缸51、下夹爪控制气缸52以及转钳气缸517分别通过上夹爪控制气缸控制电磁阀5011、下夹爪控制气缸控制电磁阀5010、转钳气缸控制电磁阀509以及管路与气源（储 气罐）相连接。

所述的控制气路还包括与门逻辑原件506、非门逻辑原件505以及两个双向封闭阀503、 504，所述的与门逻辑原件505的两个进气端分别连接到上夹爪控制气缸51的有杆腔管路和无杆 腔管路上，与门逻辑原件505的出气端连接到非门逻辑原件505的旁路，非门逻辑原件505的 主路与气源相连，非门逻辑原件505的出气端分别与两个双向封闭阀的旁路相连，所述的两 个双向封闭阀503、504还分别连接到上夹爪控制气缸51的有杆腔的接头与管路之间以及无杆腔 的接头与管路之间。在所述的上夹爪控制气缸51的有杆腔管路和无杆腔管路上分别连接有单向 节流阀501。

所述的下夹爪控制气缸控制电磁阀5010为五口两位双电控电磁阀。所述的转钳气缸控制电磁阀509为五口两位双电控电磁阀。在所述的管路上还设置有消音器5012。

本发明的快速夹线装置的控制气路工作过程具体如下：

（a）当快速夹线装置位于等待工作位时，转钳气缸控制电磁阀509位于右侧工作位，转钳气缸517位于缩回状态，下夹爪控制气缸控制电磁阀5010位于左侧工作位，下夹爪控制气缸52位于 缩回状态，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011位于中间工作位，与门逻辑元件506两侧均 通气，因此与门逻辑元件506处于通气状态，即非门逻辑元件505旁路通气，则非门逻辑元件 505工作位为左位，非门逻辑元件505气路不通，则双向封闭阀503、504均位于封闭工作位， 上夹爪控制气缸51不通气，由于原始状态为缩回状态，因此上夹爪控制气缸51处于缩回状态。

（b）当快速夹线装置夹线时，转钳气缸控制电磁阀509不得电，电磁阀保持右侧工作位，转钳气缸517保持缩回状态，下夹爪控制气缸控制电磁阀5010右侧得电，工作位变更为右侧， 下夹爪控制气缸52无杆腔通气，阀杆伸出，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011右侧得电，工作 位变更为右侧，与门逻辑元件506右侧通气，左侧不通气，因此与门逻辑元件506处于封闭状 态，即非门逻辑元件505旁路封闭，则非门逻辑元件505工作位为左位，非门逻辑元件505通 气，则双向封闭阀503、504均位于通气工作位，上夹爪控制气缸51无杆腔通气，阀杆伸出。上下夹 爪配合，从而夹住电线电缆。

（c）当快速夹线装置送线时，转钳气缸控制电磁阀509左侧得电，电磁阀工作位变更为左侧，转钳气缸517无杆腔通气，阀杆伸出，快速夹线装置送线，下夹爪控制气缸控制电磁阀5010保持右侧得电，工作位为右侧，下夹爪控制气缸52阀杆保持伸出状态，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011保持右侧得电，工作位为右侧，与门逻辑元件506右侧通气，左侧不通气，因 此与门逻辑元件506处于封闭状态，即非门逻辑元件505旁路封闭，则非门逻辑元件505工作 位为右位，非门逻辑元件505通气，则双向封闭阀503、504均位于通气工作位，上夹爪控制气缸 51无杆腔通气，阀杆保持伸出状态。

（d）当快速夹线装置夹线部分需松开时，此时由于快速夹线装置位于成卷头下方，因此上夹爪只能张开一部分，不可以碰到成卷头，而下夹爪则需保持原位不动，转钳气缸控制电磁阀509电磁阀工作位保持为左侧，转钳气缸517保持阀杆伸出，快速夹线装置送线，下夹爪控制气缸控制电磁阀5010保持右侧得电，工作位为右侧，下夹爪控制气缸52阀杆保持伸出状态，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011变更为左侧得电，工作位为左侧，与门逻辑元件506左侧 通气，右侧不通气，因此与门逻辑元件506处于封闭状态，即非门逻辑元件505旁路封闭，则非门逻辑元件505工作位为右位，非门逻辑元件505通气，则双向封闭阀503、504均位于通气 工作位，上夹爪控制气缸51有杆腔通气，阀杆开始缩回，当阀杆带动上夹爪缩回至上夹爪上端光 电开关得电时，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011左侧立刻失电，电磁阀工作位变更为 中位，与门逻辑元件506两侧通气，即非门逻辑元件505旁路通气，则非门逻辑元件505工作 位变更为左位，即双向封闭阀503、504均变更为封闭工作位，即上夹爪控制气缸51两端接头处立 刻封闭，阀杆不再缩回，保持不动。

（e）当快速夹线装置夹线返回时，转钳气缸控制电磁阀509电磁阀右侧得电，电磁阀工作位变更为为右侧，转钳气缸517有杆腔通气，阀杆缩回，快速夹线装置回到原位后，下夹爪控制气缸控制电磁阀5010左侧得电，工作位变更为左侧，下夹爪控制气缸52有杆腔通气，阀杆缩 回，上夹爪控制气缸控制电磁阀5011变更为左侧得电，工作位变为左侧，与门逻辑元件 506右侧通气，左侧不通气，因此与门逻辑元件506处于封闭状态，即非门逻辑元件505旁路 封闭，则非门逻辑元件505工作位为右位，非门逻辑元件505通气，则双向封闭阀503、504均 位于通气工作位，上夹爪控制气缸51有杆腔通气，阀杆继续缩回至底部。上下夹爪完全张开。此 时，一次夹线动作结束。

如图2到图4所示，为成卷装置7的结构示意图，所述的成卷装置7包括成卷旋转底座711、旋转托盘710、成卷头71、压盘79以及固定架72，所述的压盘79设置在所述的固定架72上，所述的固定架72通过同步轮以及同步带77与电机76相连接，具体为在固定架72上固定有从同步轮73，在电机76上连接有主同步轮78，主同步轮78与从同步轮73之间通过同步带77相连接。

所述的压盘79与所述的成卷头71同心设置，在所述的固定架72内设置有滑轨713，在所述的成卷头71上设置有导轨714，在所述的成卷头71上还设置有导杆712，导杆712与设置在成卷头上部机架上的气缸的活塞杆通过接头相连接。所述的成卷头71可通过其上设置的导轨714在所述的滑轨713内上下移动，所述的旋转托盘710设置在所述的成卷旋转底座711上，旋转托盘710设置在所述的成卷头71的下端，且与成卷头71同心设置。

0037. 成卷装置的工作过程如下：首先气缸驱动导杆712下降，带动成卷头71下降到旋转 托盘710上，然后电机76通过同步带轮带动固定架72旋转，因为固定架72旋转，带动固定架 72上的滑轨713转动，滑轨713转动从而带动成卷头71转动，从而进行绕卷。当绕卷完成时， 电机76停止转动，机械夹手8过来将线卷夹持住，此时气缸75驱动导杆712上升与线卷脱离， 此时压盘79因为与固定架72连接的，因此压盘79不跟随着成卷头71上升，压盘79依然压 着线卷，保证线不会散。

本发明的全自动高速成卷收线机的整个系统的工作流程如下：由磁粉张力装置提供线的张力，成卷装置转动进行成卷生产，排位装置4对线进行排位，当计米器3计的线卷长度达到设定长度时，成卷装置7自动停下来,成卷头71上升，机械夹手8抱住线卷移动出去。当成卷装置7自动停下来的同时，快速夹线装置5夹住线，由切线装置6从快速夹线装置5与成卷装置7中间剪断线，机械夹手8抱住线卷移动出去后，快速夹线装置5夹着线头转动到成卷头71的下部，转动时需要缓冲装置提供线的长度, 成卷头下压压住线头进行第二卷的成卷工作，在整个生产工作中不需要人工干预，全由PLC程序控制自动操作，具有工人劳动强度轻、自动化程度高的特点，由于成卷装置、夹线装置、剪线机构结构改进，大大缩短了动作时间,从而节省了时间，可以达到4卷/分钟的成卷速度（现有的最高只能达到2卷/分钟）。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (7)

1. 一种全自动高速成卷收线机，包括机架（9），在所述的机架（9）上设置有电线传输机构、张力机构（1）、计米器（3）、排位装置（4）、快速夹线装置（5）、切线装置（6）、机械夹手（8）、以及成卷装置（7），其特征在于：所述的成卷装置（7）包括成卷旋转底座（711）、旋转托盘（710）、成卷头（71）、压盘（79）以及固定架（72），所述的压盘（79）设置在所述的固定架（72）上，所述的固定架（72）通过同步轮以及同步带（77）与电机（76）相连接，所述的压盘（79）与所述的成卷头（71）同心设置，在所述的固定架（72）内设置有滑轨，在所述的成卷头（71）上设置有导轨，在所述的成卷头（71）上还设置有导杆（712），所述的成卷头（71）可通过其上设置的导轨在所述的滑轨内上下移动，所述的旋转托盘（710）设置在所述的成卷旋转底座（711）上，旋转托盘（710）设置在所述的成卷头（71）的下端，且与成卷头（71）同心设置；所述的快速夹线装 置包括旋转底座（511），其中所述旋转底座（511）固定在电缆成卷机本体上；其中旋转 主体（53）通过转动轴承与所述旋转底座（511）的连接固定；所述旋转主体（53）的从上到下依分别设置上夹爪控制气缸（51）和下夹爪控制气缸（52）；其中所述上夹爪控制气缸（51）和下夹爪控制气缸（52）均通过杆端关节轴承（56）分别于上夹爪（57）和下夹爪（58）连接固定；所述上夹爪（57）和下夹爪（58）分别与上捕线块（59）和下捕线块（510）；所述旋转主体（53） 在所述上夹爪（57）的上方安装有接近开关（54），所述旋转主体（53）上设有位于所述下夹爪（58）下方的限位装置（515）；其中所述旋转主体（53）底部的轴端通过连杆（516）与转钳气缸 （517）连接，所述转钳气缸（517）通过气缸尾座（518）与气缸固定座（519）连接；其中所述气 缸固定座（519）固定在电缆成卷机器本体上；所述的切线装置（6）包括剪线机构以及升降机构，所述的剪线机构设置在所述的升降机构上；所述的剪线机构包 括剪刀、剪线气缸，所述的剪刀的两个手柄分别连接到剪线气缸的缸体和活塞杆上，所述的 剪线气缸通过管路以及电磁阀与气源相连接，在所述的剪线气缸，在所述的剪线气缸的无 杆腔的接头与管路之间设置有一个快速排气阀；在所述的张力机构 （1）与计米器（3）之间还设置有缓冲装置（2）。

2. 根据权利要求1所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：所述的快速夹线装 置的控制气路包括上夹爪控制气缸（51）、下夹爪控制气缸（52）以及转钳气缸（517），所述的上夹爪控制气缸（51）、下夹爪控制气缸（52）以及转钳气缸（517）分别通过上夹爪控制气缸控制电磁阀（5011）、 下夹爪控制气缸控制电磁阀（5010）、转钳气缸控制电磁阀（509）以及管路与气源相连接，所述的 控制气路还包括与门逻辑原件（506）、非门逻辑原件（505）以及两个双向封闭阀，所述的与 门逻辑原件（506）的两个进气端分别连接到上夹爪控制气缸（51）的有杆腔管路和无杆腔管路 上，与门逻辑原件（506）的出气端连接到非门逻辑原件（505）的旁路，非门逻辑原件（505）的 主路与气源相连，非门逻辑原件（505）的出气端分别与两个双向封闭阀的旁路相连，所述的两个双向封闭阀还分别连接到上夹爪控制气缸（51）的有杆腔接头与管路之间以及无杆腔的接头与管路之间。

3. 根据权利要求1所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：所述的张力机构（1）为磁粉张力装置。

4.根据权利要求2所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：在所述的上夹爪控制气缸（51）的有杆腔管路和无杆腔管路上分别连接有单向节流阀（501）。

5. 根据权利要求2所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：所述的下夹爪控制气缸 控制电磁阀（5010）为五口两位双电控电磁阀。

6. 根据权利要求2所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：所述的转钳气缸控 制电磁阀（509）为五口两位双电控电磁阀。

7.根据权利要求1所述的一种全自动高速成卷收线机，其特征在于：所述的升降机构的活塞杆通过线性滑轨与所述的剪线机构相连接。

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