CN109678003B - 一种金属丝缠绕自动打结装置及其打结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属丝缠绕自动打结装置及其打结方法，该装置包括导向组件、夹紧组件、缠绕组件和夹持件，所述导向组件用于引导所述金属丝缠绕至所述工字轮上，所述夹紧组件其用于抵持于所述工字轮的一端，所述缠绕组件包括转动轴和套设于所述转动轴一端的绕线件，处于第一状态时，所述转动轴和绕线件等角速度转动，处于第二状态时，所述转动轴转动，所述绕线件停止转动，所述转动轴用于套设于所述工字轮的一端，并带动所述工字轮转动，所述夹持件设于所述绕线件上，并用于在打结时夹紧所述金属丝。本发明的目的在于提供金属丝缠绕自动打结装置，取代金属丝缠绕工艺中的手工工序，实现全自动金属丝缠绕，提高生产效率，降低企业生产成本。

Description

一种金属丝缠绕自动打结装置及其打结方法

技术领域

本发明涉及包装机械技术领域，具体涉及一种金属丝缠绕自动打结装置及其打结方法。

背景技术

金属丝在生产、运输和销售时，需要缠绕在工字轮的线轴上，在缠绕时，第一个工序和最后一个工序都是将金属丝头固定在工字轮上。目前，大部分的金属丝生产企业都是让操作人员手工采用打结的方式将金属丝绕在工字轮上来实现固定。为了完成这两项手工工序，企业需要大量的人力，而随着劳动力成本的增加，造成企业的财务负担越来越大，极大的影响了企业的经济效益，且这种手工固定的方法工作效率较低，已不能满足目前对自动智能化生产的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种金属丝缠绕自动打结装置，取代金属丝缠绕工艺中的手工工序，实现全自动金属丝缠绕，提高生产效率，降低企业生产成本。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

导向组件，其用于引导所述金属丝缠绕至所述工字轮上；

夹紧组件，其用于抵持于所述工字轮的一端；

缠绕组件，其包括转动轴和套设于所述转动轴一端的绕线件，所述绕线件上设有绕线辊，所述转动轴和绕线件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述转动轴和绕线件等角速度转动，处于第二状态时，所述转动轴转动，所述绕线件停止转动，所述转动轴用于套设于所述工字轮远离所述夹紧组件的一端，并用于带动所述工字轮转动；

夹持件，其设于所述绕线件上，所述夹持件用于在打结时夹紧所述金属丝。

在上述技术方案的基础上，所述夹紧组件包括：

夹紧顶锥，其用于抵持于所述工字轮的一端；

伸缩气缸，其与所述夹紧顶锥的一端相连，并用于控制所述夹紧顶锥沿水平方向往返移动。

在上述技术方案的基础上，所述夹持件为剪刀叉结构。

在上述技术方案的基础上，所述金属丝缠绕自动打结装置还包括输送组件，所述输送组件包括：

固定台，其顶部沿其长度方向设有滑台；

滑动板，其滑设于所述滑台上；

第一升降气缸，其设于所述滑台的下方，所述第一升降气缸用于驱动所述滑动板上下移动；

输送架，其固定于所述滑动板的一端，且所述输送架上设有限位槽，所述限位槽用于放置所述工字轮。

在上述技术方案的基础上，所述金属丝缠绕自动打结装置还包括剪切组件，所述剪切组件包括旋转臂，所述旋转臂的一端转动连接于所述固定台上，另一端连接有气动剪刀。

在上述技术方案的基础上，所述金属丝缠绕自动打结装置还包括固定组件，所述固定组件包括移动臂，所述移动臂的一端活动连接于所述固定台上，另一端连接有夹持头，所述夹持头用于所述气动剪刀在剪断所述金属丝时夹持固定所述金属丝。

在上述技术方案的基础上，所述金属丝缠绕自动打结装置还包括卸轮组件，所述卸轮组件包括：

卸轮架，其滑设于所述转动轴与夹紧顶锥的间隔区域的下方，所述卸轮架上设有用于放置所述工字轮的卸轮槽；

第二升降气缸，其设于所述卸轮架的下方，并用于驱动所述卸轮架的升降。

另一方面，本发明的目的在于提供一种金属丝缠绕自动打结的方法，取代金属丝缠绕工艺中的手工工序，实现全自动金属丝缠绕，提高生产效率，降低企业生产成本。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

用夹紧组件和转动轴夹紧工字轮，完成上轮；

通过导向组件引导金属丝，并将所述金属丝夹设于所述绕线件与绕线辊之间，使所述转动轴和绕线件进入第一状态，当所述金属丝在所述工字轮上绕满预设圈数后，将所述绕线辊与工字轮之间的金属丝剪断，完成初绕；

使所述转动轴和绕线件进入第二状态，将所述金属丝继续缠绕在所述工字轮上，当所述工字轮缠满所述金属线时，完成绕线；

将所述导向组件朝所述夹紧组件的方向移动，使所述转动轴和绕线件进入第一状态，并朝与绕线相反的方向转动，使金属丝缠绕在所述夹持件的外侧面上以形成一打结圈，再将所述导向组件朝所述绕线件的方向移动，利用所述夹持件夹紧所述金属丝，停止转动所述绕线件，朝绕线的方向继续转动所述工字轮，且使所述夹持件夹持的所述金属丝穿过所述打结圈，完成打结。

在上述技术方案的基础上，在所述转动轴和绕线件之间设置气动离合，当所述转动轴和绕线件进入第一状态时，气动离合关闭，所述转动轴带动所述绕线件等角速度转动，当所述转动轴和绕线件进入第二状态时，气动离合开启，所述转动轴转动，所述绕线件停止转动。

在上述技术方案的基础上，所述金属丝在缠绕至所述工字轮上时，同时驱动所述导向组件沿所述工字轮的轴向方向来回移动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的一种金属丝缠绕自动打结装置，依次完成工字轮的上轮、初绕、绕线、打结和卸轮，其中，工字轮转动固定于夹紧组件和转动轴之间，导向组件将金属丝引导至绕线辊上，转动轴和绕线件进入第一状态，使工字轮和绕线件等角速度转动，完成初绕，随后转动轴和绕线件进入第二状态，完成绕线，最后转动轴和绕线件再次进入第二状态，且往与绕线相反的方向转动，在此过程中，金属丝在夹持件上形成打结圈，夹持件夹紧金属丝的一端，工字轮继续转动的过程中将打结圈从夹持件上拉脱，从而使其夹紧的金属丝穿过打结圈，完成打结。此装置实现了全自动打结，相比于以往依靠人工打结，省时省力，且标准统一，打结效果较好，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例中的金属丝缠绕自动打结装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中的金属丝缠绕自动打结装置的缠绕组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中的金属丝缠绕自动打结装置的夹紧组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中的金属丝缠绕自动打结装置的输送组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中的金属丝缠绕自动打结装置的卸轮组件的结构示意图。

图中：1-导向组件，2-夹紧组件，20-夹紧顶锥，21-伸缩气缸，3-缠绕组件，30-转动轴，31-绕线件，32-绕线辊，33-分离辊，4-夹持件，5-输送组件，50-固定台，51-滑台，52-滑动板，53-输送架，54-限位槽，60-旋转臂，61-气动剪刀，70-移动臂，71-夹持头，8-卸轮组件，80-卸轮架，81-第二升降气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种金属丝缠绕自动打结装置，其包括导向组件1、夹紧组件2、缠绕组件3和夹持件4，依次完成工字轮的上轮、初绕、绕线、打结和卸轮。其中，导向组件1用于引导金属丝缠绕至工字轮上，夹紧组件2则在工字轮缠绕金属丝时,用于抵持于工字轮的一端,缠绕组件3包括转动轴30和套设于转动轴30一端的绕线件31，绕线件31上设有绕线辊32。在实际运转过程中，转动轴30和绕线件31具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，转动轴30和绕线件31等角速度同步转动，处于第二状态时，转动轴30转动，而绕线件31停止转动。转动轴30用于套设于工字轮远离夹紧组件2的一端，并用于带动工字轮转动，在转动的过程中将金属丝缠绕至工字轮上，夹持件4设于绕线件31上，夹持件4用于在打结时夹紧金属丝，与导向组件1和缠绕组件3共同完成打结。

参见图1所示，具体的，导向组件1为圆盘形，位于金属丝缠绕自动打结装置的上方，导向组件1的侧面沿其圆周方向设有导向槽，在初绕时，金属丝首先进入至导向槽内，在导向槽的引导下，进入至绕线件31上，并夹持于绕线件31和绕线辊32之间，使金属丝有序缠绕至工字轮上，实现初绕。进一步的，为了保证金属丝均匀的缠绕在工字轮上，这里导向组件1可以沿其轴向方向来回运动，当在绕线时，金属丝在导向组件1的引导下，均匀缠绕至工字轮上。

参见图2所示，缠绕组件3具体包括底座、转动轴30和绕线件31，绕线件31上设有绕线辊32，且绕线辊32可以朝靠近或远离绕线件31的方向移动，以夹紧或放松金属丝。其中底座固定于金属丝缠绕自动打结装置上，转动轴30设于底座顶部，绕线件31套设于转动轴30的一端，且转动轴30和绕线件31之间设有气动离合。在实际运转过程中，转动轴30和绕线件31具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，气动离合关闭，转动轴30和绕线件31等角速度同步转动，根据角速度相同，而线速度不同的原理，金属丝缠绕至固定于转动轴30和夹紧组件2之间的工字轮上，完成初绕的过程；处于第二状态时，气动离合开启，转动轴30转动，而绕线件31停止转动，此时转动轴30转动驱动工字轮转动，金属丝经过导向组件1的引导直接缠绕在工字轮上，完成绕线的过程。

进一步的，绕线件31为扇形结构，绕线辊32设置在绕线件31上靠近弧形边的位置。绕线件31的顶角与转动轴30连接，转动时，绕线件31做的运动为圆周运动，绕线辊32与转动轴30的线速度不同，角速度相同，因此金属丝可以缠绕至工字轮上，当绕满5-8圈的预定圈数后，剪断绕线辊32与工字轮之间的金属丝，完成初绕。

参见图2所示，夹持件4设置于绕线件31上，且为剪刀叉结构，夹持件4可闭合或打开，以用于夹紧进入其内的金属丝，完成打结。具体的，当工字轮上绕满金属丝，完成绕线，夹持件4处于打开的状态，使转动轴30和绕线件31进入第一状态，气动离合关闭，转动轴30和绕线件31等角速度同步朝与绕线方向相反的方向转动，金属丝在转动的过程中由于夹持件4的线速度大于工字轮，金属丝将会缠绕至夹持件4的外侧面形成打结圈，当夹持件4的外侧面上缠绕至少一圈打结圈，使夹持件4位于接近12点的方向，将导向组件1朝夹紧组件2的方向移动，再继续转动绕线件31使夹持件4正好位于12点的方向，再将导向组件1朝绕线件31的方向移动，使金属丝刚好进入至夹持件4的夹持范围内，最后闭合夹持件4，夹紧金属丝。在夹持件4和绕线辊32之间还设有分离辊33，当夹持件4夹紧金属丝后，将转动轴30和绕线件31等角速度同步朝与绕线方向相同的方向转动90度，使金属丝经过分离辊33后位于绕线辊32和绕线件31之间，夹紧金属丝。最后使转动轴30和绕线件31进入第二状态，气动离合打开，工字轮转动的过程中，转动的拉力将绕在夹持件4外侧面的打结圈从夹持件4上拉下，而夹持在夹持件4内的金属丝自然穿过了打结圈，工字轮继续转动1-2圈，将结进一步的拉紧，完成打结。

参见图3所示，夹紧组件2设于金属丝缠绕自动打结装置端部的一侧，夹紧组件2具体包括夹紧顶锥20和伸缩气缸21，伸缩气缸21与夹紧顶锥20的一端相连，并用于控制夹紧顶锥20沿水平方向往返移动以靠近或远离工字轮，夹紧顶锥20在移动的过程中则用于抵持于工字轮的一端，使工字轮固定在转动轴30和夹紧顶锥20之间转动。

参见图4所示，金属丝缠绕自动打结装置还包括输送组件5，输送组件5包括固定台50、滑动板52、第一升降气缸和输送架53。具体的，固定台50的顶部沿其长度方向设有滑台51，滑台51上滑设有滑动板52，输送架53固定于滑动板52的一端，且输送架53上设有限位槽54，限位槽54用于放置工字轮，第一升降气缸设于滑台51的下方，第一升降气缸用于驱动滑动板52上下移动来控制输送架53的位置。输送组件5主要用于完成上轮，首先将工字轮放置于限位槽54上，通过第一升降气缸调整工字轮的高度，使其中心与转动轴30和夹紧顶锥20的高度一致，再往前滑动滑动板52，将工字轮送入至转动轴30和夹紧顶锥20之间，工字轮被固定后，输送架53先往下移动，再随着滑动板52往后移动，完成上轮。

参见图1所示，金属丝缠绕自动打结装置还包括剪切组件和固定组件。具体的，剪切组件包括旋转臂60，旋转臂60的一端转动连接于固定台50上，另一端连接有气动剪刀61，当初绕完成后，旋转臂60转动到适合的位置，启动气动剪刀61，剪断绕线辊32与工字轮之间的金属丝，再退回至初始位置，使工字轮完成后面的绕线。固定组件包括移动臂70，移动臂70的一端活动连接于固定台50上，另一端连接有夹持头71，夹持头71用于气动剪刀61在剪断金属丝前先夹持固定金属丝，辅助气动剪刀61更好的将金属丝剪断。

参见图5所示，金属丝缠绕自动打结装置还包括卸轮组件8，卸轮组件8包括卸轮架80和第二升降气缸81，其中，卸轮架80滑设于转动轴30与夹紧顶锥20的间隔区域的下方，卸轮架80上设有用于放置工字轮的卸轮槽，第二升降气缸81设于卸轮架80的下方，并用于驱动卸轮架80的升降。当完成打结后，第二升降气缸81驱动卸轮架80上升，其槽口与工字轮契合，夹紧顶锥20后退，松开工字轮后工字轮置于卸轮架80上，下降卸轮架80，并整体滑动第二升降气缸81和卸轮架80，将完成打结的工字轮移出。

另一方面，本发明还提供了一种金属丝缠绕自动打结装置的打结方法，其包括首先用夹紧组件2和转动轴30夹紧工字轮，使工字轮固定在夹紧组件2和转动轴30之间且可以转动，完成上轮；随后通过导向组件1引导金属丝，并将金属丝夹设于绕线件31与绕线辊32之间，使转动轴30和绕线件31进入第一状态，当金属丝在工字轮上绕满预设圈数5-8圈后，将绕线辊32与工字轮之间的金属丝剪断，完成初绕；再使转动轴30和绕线件31进入第二状态，将金属丝继续缠绕在工字轮上，当工字轮缠满金属线时，完成绕线；最后将导向组件1朝夹紧组件2的方向移动，使转动轴30和绕线件31进入第一状态，并朝与绕线相反的方向转动，使金属丝缠绕在夹持件4的外侧面上以形成一打结圈，再将导向组件1朝绕线件31的方向移动，使金属丝进入至夹持件4内，利用夹持件4夹紧金属丝，再将转动轴30和绕线件31同步朝绕线方向转动90度，使金属线经过分离辊33后进入绕线件31和绕线辊32之间，停止转动绕线件31，朝绕线的方向继续转动工字轮，打结圈在工字轮转动的拉力下从夹持件4的外侧面脱落，夹持件4夹持的金属丝穿过打结圈，工字轮在转动的过程中进一步的拉紧所打的结，完成打结。

进一步的，在转动轴30和绕线件31之间设置了气动离合，当转动轴30和绕线件31进入第一状态时，气动离合关闭，转动轴30带动绕线件31等角速度转动，当转动轴30和绕线件31进入第二状态时，气动离合开启，转动轴30转动，绕线件31停止转动。

参见图4所示，输送组件5主要用于完成上轮，在第一步上轮时，首先将工字轮放置于限位槽54上，通过第一升降气缸调整工字轮的高度，使其中心与转动轴30和夹紧顶锥20的高度一致，再往前滑动滑动板52，将工字轮送入至转动轴30和夹紧顶锥20之间，工字轮被固定后，往下移动输送架53，再随着滑动板52往后移动，完成上轮。

参见图1所示，导向组件1为圆盘形，且设于金属丝缠绕自动打结装置的上方，在导向组件1的侧面沿其圆周方向设有导向槽，在初绕时，使金属丝首先进入至导向槽内，在导向槽的引导下，进入至绕线件31上，并夹持于绕线件31和绕线辊32之间，使金属丝有序缠绕至工字轮上，绕满5-8圈后，转动移动臂70，使夹持头71夹持固定位于绕线辊32和工字轮之间的金属丝，再转动旋转臂60，利用气动剪刀61剪断金属丝，实现初绕。

参见图1-图2所示，在绕线时，使转动轴30和绕线件31进入第二状态，开启气动离合，转动转动轴30带动工字轮转动，停止转动绕线件31，金属丝经过导向组件1的引导直接缠绕在工字轮上，完成绕线的过程。进一步的，为了保证金属丝均匀的缠绕在工字轮上，这里使导向组件1在缠绕时沿其轴向方向来回运动，当在绕线时，保证金属丝在导向组件1的引导下，均匀缠绕至工字轮上。

参见图1-图2所示，在打结时，首先将夹持件4打开，随后使转动轴30和绕线件31进入第一状态，关闭气动离合，将转动轴30和绕线件31等角速度同步朝与绕线方向相反的方向转动，金属丝缠绕至夹持件4的外侧面形成打结圈，当夹持件4的外侧面上缠绕至少一圈打结圈，使夹持件4位于接近12点的方向，将导向组件1朝夹紧组件2的方向移动，再继续转动绕线件31使夹持件4正好位于12点的方向，再将导向组件1朝绕线件31的方向移动，使金属丝刚好进入至夹持件4的夹持范围内，最后闭合夹持件4，夹紧金属丝。随后再将转动轴30和绕线件31等角速度同步朝与绕线方向相同的方向转动90度，使金属丝经过分离辊33后位于绕线辊32和绕线件31之间，夹紧金属丝。最后使转动轴30和绕线件31进入第二状态，气动离合打开，在工字轮转动的过程中，转动的拉力将绕在夹持件4外侧面的打结圈从夹持件4上拉下，而夹持在夹持件4内的金属丝自然穿过了打结圈，工字轮继续转动1-2圈，将结进一步的拉紧，完成打结。

参见图5所示，在完成打结后，进行卸轮，启动第二升降气缸81驱动卸轮架80上升，其槽口与工字轮契合，夹紧顶锥20后退，松开工字轮后工字轮搁置于卸轮架80上，下降卸轮架80，并整体滑动第二升降气缸81和卸轮架80，将完成打结的工字轮移出，完成卸轮。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (5)

1.一种金属丝缠绕自动打结装置，其用于金属丝在缠绕至工字轮上时的打结，其特征在于，其包括：

导向组件(1)，其用于引导所述金属丝缠绕至所述工字轮上；

夹紧组件(2)，其用于抵持于所述工字轮的一端；

缠绕组件(3)，其包括转动轴(30)和套设于所述转动轴(30)一端的绕线件(31)，所述绕线件(31)上设有绕线辊(32)，所述转动轴(30)和绕线件(31)具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述转动轴(30)和绕线件(31)等角速度转动，处于第二状态时，所述转动轴(30)转动，所述绕线件(31)停止转动，所述转动轴(30)用于套设于所述工字轮远离所述夹紧组件(2)的一端，并用于带动所述工字轮转动；

夹持件(4)，其设于所述绕线件(31)上，所述夹持件(4)用于在打结时夹紧所述金属丝；

所述夹紧组件(2)包括：

夹紧顶锥(20)，其用于抵持于所述工字轮的一端；

伸缩气缸(21)，其与所述夹紧顶锥(20)的一端相连，并用于控制所述夹紧顶锥(20)沿水平方向往返移动；

所述金属丝缠绕自动打结装置还包括输送组件(5)，所述输送组件(5)包括：

固定台(50)，其顶部沿其长度方向设有滑台(51)；

滑动板(52)，其滑设于所述滑台(51)上；

第一升降气缸，其设于所述滑台(51)的下方，所述第一升降气缸用于驱动所述滑动板(52)上下移动；

输送架(53)，其固定于所述滑动板(52)的一端，且所述输送架(53)上设有限位槽(54)，所述限位槽(54)用于放置所述工字轮；

所述金属丝缠绕自动打结装置还包括卸轮组件(8)，所述卸轮组件(8)包括：

卸轮架(80)，其滑设于所述转动轴(30)与夹紧顶锥(20)的间隔区域的下方，所述卸轮架(80)上设有用于放置所述工字轮的卸轮槽；

第二升降气缸(81)，其设于所述卸轮架(80)的下方，并用于驱动所述卸轮架(80)的升降；

所述金属丝缠绕自动打结装置还包括剪切组件，所述剪切组件包括旋转臂(60)，所述旋转臂(60)的一端转动连接于所述固定台(50)上，另一端连接有气动剪刀(61)；

所述金属丝缠绕自动打结装置还包括固定组件，所述固定组件包括移动臂(70)，所述移动臂(70)的一端活动连接于所述固定台(50)上，另一端连接有夹持头(71)，所述夹持头(71)用于所述气动剪刀(61)在剪断所述金属丝时夹持固定所述金属丝；

所述转动轴(30)和绕线件(31)之间设置气动离合，当所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第一状态时，气动离合关闭，所述转动轴(30)带动所述绕线件(31)等角速度转动，当所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第二状态时，气动离合开启，所述转动轴(30)转动，所述绕线件(31)停止转动。

2.如权利要求1所述的一种金属丝缠绕自动打结装置，其特征在于：所述夹持件(4)为剪刀叉结构。

3.一种如权利要求1所述的金属丝缠绕自动打结装置的打结方法，其特征在于：

用夹紧组件(2)和转动轴(30)夹紧工字轮，完成上轮；

通过导向组件(1)引导金属丝，并将所述金属丝夹设于所述绕线件(31)与绕线辊(32)之间，使所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第一状态，当所述金属丝在所述工字轮上绕满预设圈数后，将所述绕线辊(32)与工字轮之间的金属丝剪断，完成初绕；

使所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第二状态，将所述金属丝继续缠绕在所述工字轮上，当所述工字轮缠满所述金属线时，完成绕线；

将所述导向组件(1)朝所述夹紧组件(2)的方向移动，使所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第一状态，并朝与绕线相反的方向转动，使金属丝缠绕在所述夹持件(4)的外侧面上以形成一打结圈，再将所述导向组件(1)朝所述绕线件(31)的方向移动，利用所述夹持件(4)夹紧所述金属丝，停止转动所述绕线件(31)，朝绕线的方向继续转动所述工字轮，且使所述夹持件(4)夹持的所述金属丝穿过所述打结圈，完成打结。

4.如权利要求3所述的打结方法，其特征在于：在所述转动轴(30)和绕线件(31)之间设置气动离合，当所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第一状态时，气动离合关闭，所述转动轴(30)带动所述绕线件(31)等角速度转动，当所述转动轴(30)和绕线件(31)进入第二状态时，气动离合开启，所述转动轴(30)转动，所述绕线件(31)停止转动。

5.如权利要求4所述的打结方法，其特征在于：所述金属丝在缠绕至所述工字轮上时，同时驱动所述导向组件(1)沿所述工字轮的轴向方向来回移动。

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