CN108788757B - 模内高速精密全自动攻丝模具结构及其攻丝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了模内高速精密全自动攻丝模具结构，其使得攻丝工位集成于多工位模具线上，使得攻丝在模具线上即可进行操作完成，确保五金件生产的高效，节约了场地成本和人力成本。其包括多工位冲压产线，其特征在于：所述多工位冲压产线包括有入料工位、至少一个前部冲压工位、攻丝工位、攻丝孔检测工位，所有的工位的底座均布置于冲床台面，每个所述工位对应布置有机械手臂，所有的机械手臂分别外接至一根驱动轴，所述驱动轴连接有驱动总成的输出端，所述驱动总成连接有第一PLC控制电箱，所述攻丝工位包括有定位结构、攻丝机，所述攻丝机的输入端连接有伺服电机，所述伺服电机、攻丝机连接有第二PLC控制电箱。
Description
技术领域
本发明涉及攻丝结构的技术领域，具体为模内高速精密全自动攻丝模具结构，本发明还提供了使用该模具结构的攻丝方法。
背景技术
五金冲压件需要大量的螺纹紧固件，在金属件生产过程中，有大量的产品需要攻丝加工，常规生产过程中往往产品冲压完成后，单独进行攻丝工序，或者甚至需要半成品攻丝加工。在现有产品生产追求机械化、自动化、智能化、便捷化的大环境下，二次加工将产品完成周期大大延长，对于公司的现场生产场地，人力成本等都是极大的浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了模内高速精密全自动攻丝模具结构，其使得攻丝工位集成于多工位模具线上，使得攻丝在模具线上即可进行操作完成，确保五金件生产的高效，节约了场地成本和人力成本。
模内高速精密全自动攻丝模具结构，其技术方案是这样的：其包括多工位冲压产线，其特征在于：所述多工位冲压产线包括有入料工位、至少一个前部冲压工位、攻丝工位、攻丝孔检测工位，除去入料工位外的所有的工位的底座均布置于冲床台面，每个所述工位对应布置有机械手臂，所有的机械手臂分别外接至一根驱动轴，所述驱动轴连接有驱动总成的输出端，所述驱动总成连接有第一PLC控制电箱，所述攻丝工位包括有定位结构、攻丝机，所述攻丝机的输入端连接有伺服电机，所述伺服电机、攻丝机连接有第二PLC控制电箱，所述冲床台面的末端工位的后方布置有滑板，所述滑板外接至外部的周转箱。
其进一步特征在于：
所述入料工位具体为旋转台入料工位，所述旋转台入料工位包括旋转台，所述旋转台的外环位置均布有若干个入料位，每个入料位的位置处设置有镂空区域，所述旋转台的至少一部分位于所述冲床台面的前部位置，所述冲床台面的前部位置布置有一涡轮升降台，所述涡轮升降台的上部输出端朝向对应位置的所述入料位的镂空区域布置，伺服电机驱动所述旋转台步进转动；
所述伺服电机的输出端连接谐波减速器，所述谐波减速器的输出端连接所述旋转台的下凸中心轴，确保驱动精准可靠；
优选的，所述旋转台上均布有五个入料位，每次旋转台转动后、最靠近第一个冲压工位的入料位为冲压预备工位，涡轮升降台的驱动电机转动驱动位于冲压预备工位位置的材料上升，进而被对应位置的机械手臂夹持住；
所述驱动轴沿着所述冲床台面的长度方向布置，所述驱动总成布置于所述冲床台面的其中一侧的外部位置，所述驱动总成驱动驱动轴动作，所述驱动轴驱动每个除去末端工位以外的工位所对应的机械手臂用于转运对应工位的工件至下一工位，末端工位所对应的机械手臂转运工件至滑板上；
所述攻丝机具体包括底部垫板组件、安装垫板、齿轮密封箱、治具定位板，所述治具定位板的上端面设置有上凸产品定位、光电传感器、冷却喷油装置、电磁铁，所述齿轮密封箱内设置有若干组传动轴、传动齿轮、攻丝轴，所述攻丝轴上套装有输出齿轮，所述攻丝轴的内腔螺纹连接有传动螺杆，所述传动螺杆的顶部固装有攻丝件，所述伺服电机的输出轴通过万向节连接杆连接所述齿轮密封箱的输入连杆，所述输入连杆位于所述齿轮密封箱的内部设置有第一伞齿轮，第一传动轴对应于第一伞齿轮的位置设置有第二伞齿轮，所述第一伞齿轮、第二伞齿轮啮合连接，使得水平向转动转换为垂直向转动，第一传动轴通过若干传动齿轮、传动轴间接连接所述输出齿轮；
所述攻丝件根据不同需求可进行快速更换；
所述电磁铁连接所述第二PLC控制电箱，所述第二PLC控制电箱控制电磁铁是否通电；
所述安装垫板对应于所述传动螺杆的下部位置设置有避让腔，其确保传动螺杆可以垂直向动作；
所述冷却喷油装置通过油管外接冷却油，所述垫板组件上还设置有回收油路，确保冷却油的回收、且不会污染环境。
使用模内高速精密全自动攻丝模具结构的攻丝方法，其特征在于：由工人把来料放入入料工位的入料位，旋转台步进转动，位于冲压预备工位位置的入料位的内部近接开关感应产品到位，冲床工作冲压一次，其中在攻丝工位第二PLC控制器控制伺服电机、电磁工作完成攻丝作业，之后由机械手臂依次把产品放入下一工位；在机械手臂将工件转运过程中，机械手臂装有的感应开关在移动中产品脱落系统即刻停止整套系统工作。
其进一步特征在于：
所述攻丝作业具体操作流程如下，由机械手臂把冲压预备工位位置的来料放入攻丝机工作台，机器人放下产品后给第二PLC控制器电信号，攻丝机光电传感器检测到工作台是否有产品，检测到无产品则系统停止工作，检索完成后重启；检测到有产品后、反馈电信号于第二PLC控制器，第二PLC控制器控制伺服电机工作、同时第二PLC控制器控制电磁铁加磁工作吸持工件，之后伺服电机带动攻丝机工作驱动完成攻丝，完成攻丝后由第二PLC控制器，发送定时脉冲信号给冷却喷油装置，使得冷却喷油装置进行工作，完成攻丝后，第二PLC控制器控制电磁铁停止工作，之后由机械手臂把完成攻丝的工件放入攻丝孔检测工位进行检测，检测合格后，由机械手臂把工件放入下一工位；
攻丝孔检测工位检测到产品部合格时，排查是否漏攻丝或者攻丝深度不足，或者由于产品没有完全放入定位等造成不良的原因，排查出问题后再进行连续生产作业；
所述攻丝作业进行时伺服电机按照第二PLC控制器编程设定参数旋转固定圈数后反转同样圈数复位完成攻丝，完成攻丝后由第二PLC控制发送1次脉冲信号，接受5次后，冷却喷油装置工作一次。
采用本发明的结构后，其将攻丝工位集成于多工位模具线上，使得攻丝在模具线上即可进行操作完成，确保五金件生产的高效，节约了场地成本和人力成本。
附图说明
图1为本发明的俯视图结构示意图；
图2为攻丝工位的局部放大结构示意图；
图3为入料工位的主视图结构示意图；
图4为本发明的攻丝方法流程图；
图5为本发明的具体攻丝流程图；
图中序号所对应的名称如下：
机械手臂1、驱动轴2、驱动总成3、第一PLC控制电箱4
攻丝机5、底部垫板组件51、安装垫板52、齿轮密封箱53、传动轴531、传动齿轮532、攻丝轴533、传动螺杆534、攻丝件535、第一伞齿轮536、第一传动轴537、第二伞齿轮538、输出齿轮539、治具定位板54、上凸产品定位55、光电传感器56、冷却喷油装置57、电磁铁58
伺服电机6、第二PLC控制电箱7、滑板8、周转箱9、冲床台面10、入料工位11、旋转台111、入料位112、涡轮升降台113、伺服电机114、谐波减速器115、冲压预备工位116、驱动电机117、第一冲压工位12、第二冲压工位13、攻丝工位14、攻丝孔检测工位15、末端工位16、万向节连接杆17、输入连杆18、避让腔19、油管20、回收油路21。
具体实施方式
模内高速精密全自动攻丝模具结构，见图1-图3：其包括多工位冲压产线，多工位冲压产线包括有入料工位、至少一个前部冲压工位、攻丝工位、攻丝孔检测工位，所有的工位的底座均布置于冲床台面，每个工位对应布置有机械手臂1，所有的机械手臂1分别外接至一根驱动轴2，驱动轴2连接有驱动总成3的输出端，驱动总成3连接有第一PLC控制电箱4，攻丝工位包括有定位结构、攻丝机，攻丝机5的输入端连接有伺服电机6，伺服电机6、攻丝机5连接有第二PLC控制电箱7，冲床台面的末端工位的后方布置有滑板8，滑板8外接至外部的周转箱9。
具体实施例中，多工位冲压产线包括线上六工位、滑板，线上六工位包括入料工位11、第一冲压工位12、第二冲压工位13、攻丝工位14、攻丝孔检测工位15、末端工位16，入料工位11、第一冲压工位12、第二冲压工位13、攻丝工位14、攻丝孔检测工位15、末端工位16的一侧分别布置有对应的机械手臂1；
入料工位11具体为旋转台入料工位，所述旋转台入料工位包括旋转台111，所述旋转台111的外环位置均布有若干个入料位112，每个入料位112的位置处设置有镂空区域，所述旋转台111的至少一部分位于所述冲床台面10的前部位置，所述冲床台面10的前部位置布置有一涡轮升降台113，所述涡轮升降台113的上部输出端朝向对应位置的所述入料位112的镂空区域布置，伺服电机114驱动所述旋转台111步进转动；
所述伺服电机114的输出端连接谐波减速器115，所述谐波减速器115的输出端连接所述旋转台111的下凸中心轴，确保驱动精准可靠；所述旋转台111上均布有五个入料位112，每次旋转台111转动后、最靠近第一冲压工位12的入料位为冲压预备工位116，涡轮升降台113的驱动电机117转动驱动位于冲压预备工位116位置的材料上升，进而被对应位置的机械手臂夹持住。
驱动轴2沿着冲床台面的长度方向布置，驱动总成3布置于冲床台面10的其中一侧的外部位置，驱动总成3驱动驱动轴2动作，驱动轴2驱动每个除去末端工位16以外的工位所对应的机械手臂1用于转运对应工位的工件至下一工位，末端工位16所对应的机械手臂转运工件至滑板8上；
攻丝机5具体包括底部垫板组件51、安装垫板52、齿轮密封箱53、治具定位板54，治具定位板54的上端面设置有上凸产品定位55、光电传感器56、冷却喷油装置57、电磁铁58，齿轮密封箱53内设置有若干组传动轴531、传动齿轮532、攻丝轴533，攻丝轴533上套装有输出齿轮539，攻丝轴533的内腔螺纹连接有传动螺杆534，传动螺杆534的顶部固装有攻丝件535，伺服电机6的输出轴通过万向节连接杆17连接齿轮密封箱53的输入连杆18，输入连杆18位于齿轮密封箱53的内部设置有第一伞齿轮536，第一传动轴537对应于第一伞齿轮536的位置设置有第二伞齿轮538，第一伞齿轮536、第二伞齿轮538啮合连接，使得水平向转动转换为垂直向转动，第一传动轴537通过若干传动齿轮532、传动轴531间接连接输出齿轮539；伺服电机6转动最终驱动攻丝件535垂直向升降同时旋转、完成攻丝；
攻丝件535根据不同需求可进行快速更换；
电磁铁58连接第二PLC控制电箱7，第二PLC控制电箱7控制电磁铁58是否通电；
安装垫板52对应于传动螺杆的下部位置设置有避让腔19，其确保传动螺杆534可以垂直向动作；
冷却喷油装置57通过油管20外接冷却油，垫板组件51上还设置有回收油路21，确保冷却油的回收、且不会污染环境。
使用模内高速精密全自动攻丝模具结构的攻丝方法，见图4、图5：由工人把来料放入旋转台入料工位的对应入料位上，入料位内部近接开关感应产品到位，旋转台驱动装有产品的入料位步进到冲压预备工位，冲床工作冲压一次，其中在攻丝工位第二PLC控制器控制伺服电机、电磁工作完成攻丝作业，之后由机械手臂依次把产品放入下一工位；在机械手臂将工件转运过程中，机械手臂装有的感应开关在移动中产品脱落系统即刻停止整套系统工作。
攻丝作业具体操作流程如下，由机械手臂把来料放入攻丝机工作台，机器人放下产品后给第二PLC控制器电信号，攻丝机光电传感器检测到工作台是否有产品，检测到无产品则系统停止工作，检索完成后重启；检测到有产品后、反馈电信号于第二PLC控制器，第二PLC控制器控制伺服电机工作、同时第二PLC控制器控制电磁铁加磁工作吸持工件，之后伺服电机带动攻丝机工作驱动完成攻丝，完成攻丝后由第二PLC控制器发送定时脉冲信号给冷却喷油装置，使得冷却喷油装置进行工作，完成攻丝后，第二PLC控制器控制电磁铁停止工作，之后由机械手臂把完成攻丝的工件放入攻丝孔检测工位进行检测，检测合格后，由机械手臂把工件放入下一工位；
攻丝孔检测工位检测到产品部合格时，排查是否漏攻丝或者攻丝深度不足，或者由于产品没有完全放入定位等造成不良的原因，排查出问题后再进行连续生产作业；
攻丝作业进行时伺服电机按照第二PLC控制器编程设定参数旋转固定圈数后反转同样圈数复位完成攻丝，完成攻丝后由第二PLC控制器发送1次脉冲信号，接受5次后，冷却喷油装置工作一次。
该模具结构是一种高速精密的冲压及攻丝模具，由伺服电机驱动模具攻丝部分，PLC控制器，同时控制多个光电传感器及伺服电机，实现高速连续循环运动，来料自动化，多方向多轴同时工作，不同螺纹牙距可任意调整攻丝深度，同时设备配有丝锥断裂检测系统，丝锥冷却系统，攻丝加工后螺纹检测系统，设备过载保护等辅助装置，最大化杜绝不良品的发生以及流出，此模具具有生产速度快，生产精度高，攻丝孔垂直度稳定，无烂牙发生等优点，可配合工业机器人，实现流水线自动生产。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.模内高速精密全自动攻丝模具结构，其包括多工位冲压产线，其特征在于：所述多工位冲压产线包括有入料工位、至少一个前部冲压工位、攻丝工位、攻丝孔检测工位，所有的工位的底座均布置于冲床台面，每个所述工位对应布置有机械手臂，所有的机械手臂分别外接至一根驱动轴，所述驱动轴连接有驱动总成的输出端，所述驱动总成连接有第一PLC控制电箱，所述攻丝工位包括有定位结构、攻丝机，所述攻丝机的输入端连接有伺服电机，所述伺服电机、攻丝机连接有第二PLC控制电箱，所述冲床台面的末端工位的后方布置有滑板，所述滑板外接至外部的周转箱；
所述入料工位具体为旋转台入料工位，所述旋转台入料工位包括旋转台，所述旋转台的外环位置均布有若干个入料位，每个入料位的位置处设置有镂空区域，所述旋转台的至少一部分位于所述冲床台面的前部位置，所述冲床台面的前部位置布置有一涡轮升降台，所述涡轮升降台的上部输出端朝向对应位置的所述入料位的镂空区域布置，伺服电机驱动所述旋转台步进转动；所述伺服电机的输出端连接谐波减速器，所述谐波减速器的输出端连接所述旋转台的下凸中心轴；
所述攻丝机具体包括底部垫板组件、安装垫板、齿轮密封箱、治具定位板，所述治具定位板的上端面设置有上凸产品定位、光电传感器、冷却喷油装置、电磁铁，所述齿轮密封箱内设置有若干组传动轴、传动齿轮、攻丝轴，所述攻丝轴上套装有输出齿轮，所述攻丝轴的内腔螺纹连接有传动螺杆，所述传动螺杆的顶部固装有攻丝件，所述伺服电机的输出轴通过万向节连接杆连接所述齿轮密封箱的输入连杆，所述输入连杆位于所述齿轮密封箱的内部设置有第一伞齿轮，第一传动轴对应于第一伞齿轮的位置设置有第二伞齿轮，所述第一伞齿轮、第二伞齿轮啮合连接，使得水平向转动转换为垂直向转动，第一传动轴通过若干传动齿轮、传动轴间接连接所述输出齿轮；
所述电磁铁连接所述第二PLC控制电箱，所述第二PLC控制电箱控制电磁铁是否通电；
所述安装垫板对应于所述传动螺杆的下部位置设置有避让腔；所述冷却喷油装置通过油管外接冷却油，所述垫板组件上还设置有回收油路。
2.如权利要求1所述的模内高速精密全自动攻丝模具结构，其特征在于：所述旋转台上均布有五个入料位，每次旋转台转动后、最靠近第一个冲压工位的入料位为冲压预备工位。
3.如权利要求1所述的模内高速精密全自动攻丝模具结构，其特征在于：所述驱动轴沿着所述冲床台面的长度方向布置，所述驱动总成布置于所述冲床台面的其中一侧的外部位置，所述驱动总成驱动驱动轴动作，所述驱动轴驱动每个除去末端工位以外的工位所对应的机械手臂用于转运对应工位的工件至下一工位，末端工位所对应的机械手臂转运工件至滑板上。
4.使用模内高速精密全自动攻丝模具结构的攻丝方法，其特征在于：由工业机器人把来料放入入料工位，入料工位内部近接开关感应产品到位，冲床工作冲压一次，其中在攻丝工位第二PLC控制器控制伺服电机、电磁工作完成攻丝作业，之后由机械手臂依次把产品放入下一工位；在机械手臂将工件转运过程中，机械手臂装有的感应开关在移动中产品脱落系统即刻停止整套系统工作；
所述攻丝作业具体操作流程如下，由机械手臂把来料放入攻丝机工作台，机器人放下产品后给第二PLC控制器电信号，攻丝机光电传感器检测到工作台是否有产品，检测到无产品则系统停止工作，检索完成后重启；检测到有产品后、反馈电信号于第二PLC控制器，第二PLC控制器控制伺服电机工作、同时第二PLC控制器控制电磁铁加磁工作吸持工件，之后伺服电机带动攻丝机工作驱动完成攻丝，完成攻丝后由第二PLC控制器，发送定时脉冲信号给冷却喷油装置，使得冷却喷油装置进行工作，完成攻丝后，第二PLC控制器控制电磁铁停止工作，之后由机械手臂把完成攻丝的工件放入攻丝孔检测工位进行检测，检测合格后，由机械手臂把工件放入下一工位。
5.如权利要求4所述的使用模内高速精密全自动攻丝模具结构的攻丝方法，其特征在于：攻丝孔检测工位检测到产品部合格时，排查是否漏攻丝或者攻丝深度不足，或者由于产品没有完全放入定位等造成不良的原因，排查出问题后再进行连续生产作业。
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