CN110238237B - 焊丝自动缠绕设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊丝自动缠绕设备，包括作业平台以及安装在作业平台上的动模和定模、层绕起头总成、层绕固定总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、第一排线总成和第二排线总成；其中，所述动模和定模的轴线方向沿X轴方向分布；第一排线总成、层绕起头总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、层绕固定总成、第二排线总成则沿Y轴方向自进线侧至缠绕侧依次分布；本发明结构设计合理，通过各单独活动的作业机构可以自动完成焊丝盘的焊丝缠绕作业，降低人工成本，提高人工及机械效率。

Description

焊丝自动缠绕设备

技术领域

本发明涉及焊丝包装技术领域，尤其涉及一种焊丝自动缠绕设备。

背景技术

现有技术中，向焊丝盘上缠绕焊丝时多为人工操作，自动化程度低，随着人工成本的增加，其在企业生产成本的比例逐年增加，故如何实现焊丝自动缠绕成为了焊丝生产中提高效率的瓶颈问题。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种焊丝自动缠绕设备，用于实现焊丝的自动化缠绕，降低人工成本，提高人工及机械效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种焊丝自动缠绕设备，其特征在于：包括作业平台以及安装在作业平台上的动模和定模、层绕起头总成、层绕固定总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、第一排线总成和第二排线总成；

其中，所述动模和定模的轴线方向沿X轴方向分布；

第一排线总成、层绕起头总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、层绕固定总成、第二排线总成则沿Y轴方向自进线侧至缠绕侧依次分布。

还包括了第一送料机构、第二送料机构、以及单独设置的料架总成，所述料架总成则位于作业平台外侧，且所述第一送料机构和第二送料机构位于动模和定模与料架总成之间，用于将焊丝盘自料架总成自动输送至动模和定模上。

还包括了下料总成，所述下料总成安装在动模和定模底部，所述下料总成包括第一底座及转动安装在其上部的U型托具、以及用于驱动所述U型托具移动的第五驱动总成；

所述U型托具外侧一端下部与一下料驱动机构的输出杆转动连接，U型托具底部中间位置和下料驱动机构底部与第一底座转动连接；

所述第五驱动总成包括第五X轴滑动总成以及驱动第五X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第五Y轴滑动总成以及驱动第五Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第五Y轴滑动总成背侧安装在第五X轴滑动总成的滑块上，第五Y轴滑动总成的滑块上安装有所述第一底座。

所述定模内侧设有绕线模具，绕线模具表面为与焊丝盘通孔内壁形状匹配，定模外侧与一传动轴连接且传动轴固定在所述作业平台上，传动轴外侧设有一与其连接的输入轮，输入轮通过传动带与一定模驱动电机的输出轮连接，定模驱动电机位于作业平台内部并与作业平台安装固定。

所述传动轴外侧表面还设有一与其连接固定的刹车轮，刹车轮底部还设有一与其外壁对应设置的抱闸，抱闸一端下部与作业平台转动连接，抱闸另一端下部与一制动驱动机构的输出杆转动连接，制动驱动机构底端转动安装在所述作业平台上。

所述动模外侧与一伸缩轴连接且伸缩轴固定在所述作业平台上，伸缩轴外侧端部设有与其连接的伸缩驱动电机。

所述第一排线总成包括调直平台以及安装在调直平台上的导向轮、水平调直机构和纵向调直机构，导向轮每两个一组并设有两组，其中第一导向轮位于调直平台前端，第二导向轮位于调直平台后端，水平调直机构和纵向调直机构安装在两组导向轮之间，调直平台的底面中部转动安装在第二底座上，且调直平台的前端和后端可以通过转动位置进行高度调整，第二底座底部安装在一调直X轴滑动总成的滑块上，调直X轴滑动总成底部安装在作业平台的焊丝输入侧。

所述第二底座上还设有一与其连接固定的挑线驱动机构，挑线驱动机构倾斜设置且其内端高于外端设置，挑线驱动机构前端设有驱动杆并朝向绕线模具设置，驱动杆端部设有一与其位于同一直线上的挑线器，挑线器后端与驱动杆连接固定，挑线器前端为L型结构且其端部设有一V型开口。

所述层绕起头总成包括第一夹具以及用于控制所述第一夹具动作的第一驱动总成，第一驱动总成包括第一Z轴滑动总成以及第一驱动Z轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第一Y轴滑动总成以及驱动第一Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第一旋转气缸、第一夹具气缸，第一Z轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第一Y轴滑动总成安装在第一Z轴滑动总成的滑块上，第一旋转气缸安装在第一Y轴滑动总成的滑块顶端，第一夹具气缸安装在第一旋转气缸的输出端，第一夹具安装在第一旋转气缸的输出端，第一夹具纵向设置且其夹口朝下设置。

所述折弯切断总成包括折弯模具以及驱动折弯模具旋转的折弯驱动机构、切断模具以及驱动切断模具旋转的切断驱动机构，折弯模具和切断模具均转动安装在一安装座上并沿X轴方向分布，折弯模具位于焊丝输入侧，折弯模具前端具有一V型开口，焊丝穿过该V型开口设置，切断模具位于焊丝输出侧，切断模具包括定刀和动刀，定刀固定设置，而动刀则转动设置，定刀和动刀之间具有一用于焊丝穿过的开口，所述折弯驱动机构安装在安装座后侧，且其输出端与折弯模具同轴分布并相互连接，切断驱动机构转动安装在安装座后侧，切断驱动机构以切断模具轴向为中心径向分布，且其输出端通过一传动杆与切断模具的动刀连接。

所述收尾机械手总成包括夹紧摆动夹具以及用于驱动夹紧摆动夹具动作的第三驱动总成，第三驱动总成包括用于驱动夹紧摆动夹具夹紧动作的夹紧气缸、用于驱动夹紧摆动夹具摆动动作的摆动气缸和第三X轴滑动总成以及驱动第三X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第三X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，夹紧摆动夹具水平分布且其中部与第三X轴滑动总成的滑块转动连接，夹紧气缸安装在夹紧摆动夹具后侧，摆动气缸安装在第三X轴滑动总成的滑块上，摆动气缸的输出杆与夹紧摆动夹具后侧连接。

所述夹紧摆动夹具的夹口一侧端部设有一凸起部。

所述层绕固定总成包括第二夹具以及用于控制所述第二夹具动作的第二驱动总成，第二驱动总成包括第二X轴滑动总成以及驱动第二X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第二Y轴滑动总成以及驱动第二Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第二旋转气缸、第二夹具气缸；所述第二X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第二Y轴滑动总成安装在第二X轴滑动总成的滑块上，第二旋转气缸安装在第二Y轴滑动总成的滑块上，第二夹具气缸安装在第二旋转气缸下部的输出端，第二夹具安装在第二夹具气缸下部的输出端，第二夹具纵向设置且其夹口朝下设置。

所述第二排线总成包括位于绕线模具外侧的排线刀片以及用于驱动所述排线刀片动作的第四驱动总成，排线刀片固定在一排线刀座内，第四驱动总成包括第四X轴滑动总成以及驱动第四X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第四旋转气缸，所述第四X轴滑动总成采用配合连接的直线模组及电机，第四X轴滑动总成安装在作业平台上，第四旋转气缸安装在第四X轴滑动总成的滑块上，第四旋转气缸的输出端安装有所述排线刀座。

所述料架总成包括纵向支撑架、料架底座及安装在其上部的若干料杆和上料输送总成，料杆底端固定在一转盘上且料杆与转盘中心的距离设置相同，转盘中心底端与所述料架底座转动连接，转盘一侧还设有用于驱动其转动的旋转驱动机构，旋转驱动机构也安装在料架底座上，所述料杆外侧设有与其滑动连接的托盘，所述上料输送总成包括Y轴上料输送总成、驱动Y轴上料输送总成的滑块活动的驱动机构和安装在其滑块上的升降夹具，Y轴上料输送总成背侧通过纵向支撑架固定在料架底座上，升降夹具用于夹紧所述托盘设置。

所述升降夹具包括夹具安装板、夹板以及驱动所述夹板动作的夹料气缸，所述夹具安装板固定在Y轴上料输送总成的滑块上，所述夹板后端与夹具安装板转动连接，夹板前侧设有一用于夹取所述托盘的夹料口，所述夹料气缸一端与夹板转动连接，夹料气缸另一端与夹具安装板转动连接；所述升降夹具通过夹料口夹紧所述托盘的夹紧部。

所述第一送料机构包括横移夹具以及用于驱动所述横移夹具移动的第六驱动总成，所述第六驱动总成包括第六Y轴滑动总成以及驱动第六Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第六Z轴滑动总成以及驱动第六Z轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第六Z轴滑动总成设有两组，第六Z轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第六Y轴滑动总成背侧安装在第六Z轴滑动总成的滑块上，横移夹具安装在第六Y轴滑动总成的滑块上。

所述横移夹具包括了横移夹具座体、夹具本体及驱动所述夹具本体夹紧动作的第六驱动机构，横移夹具座体安装在第六Y轴滑动总成的滑块上，第六驱动机构采用气缸并安装在横移夹具座体上部，夹具本体安装在横移夹具座体下部，夹具本体与第六驱动机构连接，其中夹具本体及第六驱动机构设有两组并对称分布，夹具本体内侧设有夹口。

所述第二送料机构包括纵移夹具以及用于驱动所述纵移夹具移动的第七滑动总成，所述第七滑动总成包括第七X轴滑动总成以及驱动第七X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、及第七Y轴滑动总成以及驱动第七Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第七X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第七Y轴滑动总成及其驱动机构安装在第七X轴滑动总成的滑块上，所述纵移夹具朝向横移夹具设置，纵移夹具安装在第七夹具气缸的输出端上，第七夹具气缸安装在第七旋转气缸的输出端，第七旋转气缸安装在Y轴滑动总成的滑块上。

本发明的有益效果是：结构设计合理，通过各单独活动的作业机构可以自动完成焊丝盘的焊丝缠绕作业，降低人工成本，提高人工及机械效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为上料作业各机构分布位置的俯视结构示意图。

图3为缠绕作业各机构分布位置的俯视结构示意图。

图4为层绕起头总成的结构示意图。

图5为层绕固定总成的结构示意图。

图6为折弯切断总成的结构示意图。

图7为收尾机械手总成的结构示意图。

图8为夹紧摆动夹具的结构示意图。

图9为第一排线总成的结构示意图。

图10为第二排线总成的结构示意图。

图11为下料总成的结构示意图。

图12为料架总成的结构示意图。

图13为升降夹具的结构示意图。

图14为夹板的结构示意图。

图15为第一送料机构的结构示意图。

图16为第二送料机构的结构示意图。

图17为焊丝盘的结构示意图。

图中：1第一排线总成、2层绕起头总成、3折弯切断总成、4定模、5层绕固定总成、6第二排线总成、7绕线模具、8收尾机械手总成、9动模、10料架总成、11第一送料机构、12作业平台、13第二送料机构、14第四旋转气缸、15排线刀片、16第四X轴滑动总成、17传动轴、18皮带轮、19皮带、20定模驱动电机、21刹车轮、22抱闸、23制动驱动机构、24 U型托具、25下料驱动机构、26第一底座、27第五Y轴滑动总成、28第五X轴滑动总成、29纵移夹具、30伸缩轴、31伸缩驱动电机、32第二X轴滑动总成、33第二Y轴滑动总成、34第二夹具、35第二夹具气缸、36第二旋转气缸、37第七旋转气缸、38第七Y轴滑动总成、39第七X轴滑动总成、40第七夹具气缸、41调直X轴滑动总成、42挑线驱动机构、43第二底座、44调直平台、45第一导向轮、46纵向调直机构、47水平调直机构、48第二导向轮、49挑线器、50第三X轴滑动总成、51摆动气缸、52夹紧气缸、53夹紧摆动夹具、54凸起部、55第一Z轴滑动总成、56第一Y轴滑动总成、57第一旋转气缸、58第一夹具气缸、59第一夹具、60切断模具、61折弯模具、62安装座、63切断驱动机构、64传动杆、65折弯驱动机构、66第六Z轴滑动总成、67横移夹具座体、68第六Y轴滑动总成、69第六驱动机构、70夹具本体、71纵向支撑架、72 Y轴上料输送总成、73托盘、74升降夹具、75料杆、76转盘、77料架底座、78旋转驱动机构、79夹具安装板、80夹料气缸、81夹板、82夹料口、83外环杆、84径向杆、85轴向杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

根据图1至17所示：本实施例提供了一种焊丝自动缠绕设备，包括作业平台12以及安装在作业平台12上的动模9和定模4、层绕起头总成2、层绕固定总成5、折弯切断总成3、收尾机械手总成8、第一排线总成1、第二排线总成6、下料总成、第一送料机构11和第二送料机构13，以及单独设置的料架总成10；

其中动模9和定模4的轴线方向沿X轴方向分布，并相互配合通过转动实现焊丝的缠绕作业；

第一排线总成1、层绕起头总成2、折弯切断总成3、收尾机械手总成8、层绕固定总成5、第二排线总成6则沿Y轴方向自进线侧至缠绕侧依次分布，可以在焊丝的输送方向上对其进行相关操作；

下料总成安装在动模9和定模4底部，用于对完成绕线的焊丝盘自动下料使用；

料架总成10则位于作业平台12后侧并用于放置焊丝盘使用，而且第一送料机构11和第二送料机构13位于动模9和定模4与料架总成10之间，第一送料机构11用于焊丝盘Z轴方向的输送，第二送料机构13用于焊丝盘X轴方向的输送，使得焊丝盘自料架总成10自动输送至动模9和定模4上；上述各组件的具体结构描述如下。

所述动模9和定模4的具体结构为：所述定模4内侧设有绕线模具7，绕线模具7表面为与焊丝盘通孔内壁形状匹配，且绕线模具7表面设有轴向分布的通孔，用于焊丝首端端部插入后固定使用；定模4外侧与一传动轴17连接且传动轴17固定在所述作业平台12上，传动轴17外侧设有一与其连接的输入轮，输入轮通过传动带与一定模驱动电机20的输出轮连接，其中输入轮和输出轮均采用皮带轮18，且传动带采用与皮带轮18形状匹配的皮带19，定模驱动电机20位于作业平台12内部并与作业平台12安装固定，皮带19穿过作业平台12台面上预留的开口设置，用于在传动轴17和定模驱动电机20之间的传动使用；

所述传动轴17外侧表面还设有一与其连接固定的刹车轮21，刹车轮21底部还设有一与其外壁对应设置的抱闸22，抱闸22一端下部与作业平台12转动连接，抱闸22另一端下部与一制动驱动机构23的输出杆转动连接，制动驱动机构23采用气缸，且制动驱动机构23底端转动安装在所述作业平台12上，通过制动驱动机构23的输出杆做伸出动作，此时抱闸22向刹车轮21一侧移动并与刹车轮21外壁接触，从而实现制动效果，用于对定模4和绕线模具7进行制动使用；

所述动模9外侧与一伸缩轴30连接且伸缩轴30固定在所述作业平台12上，伸缩轴30外侧端部设有与其连接的伸缩驱动电机31，通过伸缩驱动电机31动作，使动模9靠近或远离绕线模具7设置，从而可以配合定模4对绕线模具7外侧的焊丝盘进行夹紧固定，保障在绕线过程中，焊丝盘不会移动。

所述第一排线总成1包括调直平台44以及安装在调直平台44上的导向轮、水平调直机构47和纵向调直机构46，导向轮每两个一组并设有两组，其中第一导向轮45位于调直平台44前端，第二导向轮48位于调直平台44后端，水平调直机构47和纵向调直机构46安装在两组导向轮之间，水平调直机构47和纵向调直机构46分别用于焊丝的纵向与横向调直使用，调直平台44的底面中部转动安装在第二底座43上，且调直平台44的前端和后端可以通过转动位置进行高度调整，用于根据焊丝的走向自动调整自身的输送角度，第二底座43底部安装在一调直X轴滑动总成11的滑块上，调直X轴滑动总成11采用直线导轨，其驱动机构采用电机，调直X轴滑动总成11底部安装在作业平台12的焊丝输入侧，调直X轴滑动可以通过左右移动控制焊丝的进线位置，与焊丝盘的宽度方向配合实现绕丝作业；

进一步地，所述第二底座43上还设有一与其连接固定的挑线驱动机构42，挑线驱动机构42采用气缸，挑线驱动机构42倾斜设置且其内端高于外端设置，挑线驱动机构42前端设有驱动杆并朝向绕线模具7设置，驱动杆端部设有一与其位于同一直线上的挑线器49，挑线器49后端与驱动杆连接固定，挑线器49前端为L型结构且其端部设有一V型开口，焊丝穿过该V型开口设置，通过挑线器49可以对焊丝进线位置的高度进行调整，使其与焊丝盘的高度方向配合实现绕丝作业。

所述层绕起头总成2包括第一夹具59以及用于控制所述第一夹具59动作的第一驱动总成，第一驱动总成包括第一Z轴滑动总成55以及第一驱动Z轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第一Y轴滑动总成56以及驱动第一Y轴滑动总成56的滑块活动的驱动机构、第一旋转气缸57、第一夹具气缸58；

其中，所述第一Z轴滑动总成55采用直线导轨，其驱动机构采用气缸，第一Z轴滑动总成55及其驱动机构安装在作业平台12上，第一Y轴滑动总成56采用齿轮齿条传动组合，齿条作为滑块使用，其驱动机构采用电机，电机通过齿轮与齿条啮合连接，第一Y轴滑动总成56安装在第一Z轴滑动总成55的滑块上，第一旋转气缸57安装在第一Y轴滑动总成56的滑块顶端，第一夹具气缸58安装在第一旋转气缸57的输出端，第一夹具59安装在第一旋转气缸57的输出端，第一夹具59纵向设置且其夹口朝下设置。

所述折弯切断总成3包括折弯模具61以及驱动折弯模具61旋转的折弯驱动机构65、切断模具60以及驱动切断模具60旋转的切断驱动机构63，折弯模具61和切断模具60均转动安装在一安装座62上并沿X轴方向分布，折弯模具61位于焊丝输入侧，折弯模具61前端具有一V型开口，焊丝穿过该V型开口设置，当折弯模具61旋转时，可以对焊丝进行折弯作业，切断模具60位于焊丝输出侧，切断模具60包括定刀和动刀，定刀固定设置，而动刀则转动设置，定刀和动刀之间具有一用于焊丝穿过的开口，当动刀旋转时，会与定刀配合将焊丝切断；

所述折弯驱动机构65安装在安装座62后侧，折弯驱动机构65采用旋转气缸，且其输出端与折弯模具61同轴分布并相互连接，用于直接驱动折弯模具61旋转，切断驱动机构63转动安装在安装座62后侧，切断驱动机构63采用气缸，切断驱动机构63以切断模具60轴向为中心径向分布，且其输出端通过一传动杆64与切断模具60的动刀连接，通过控制传动杆64偏摆带动所述切断模具60旋转进行切断作业。

所述收尾机械手总成8包括夹紧摆动夹具53以及用于驱动夹紧摆动夹具53动作的第三驱动总成，第三驱动总成包括用于驱动夹紧摆动夹具53夹紧动作的夹紧气缸52、用于驱动夹紧摆动夹具53摆动动作的摆动气缸51和第三X轴滑动总成50以及驱动第三X轴滑动总成50的滑块活动的驱动机构，第三X轴滑动总成50采用直线导轨，其导轨部分作为滑块使用，驱动机构采用丝杆电机，丝杆电机的螺母固定设置，丝杆电机的丝杆与第三X轴滑动总成50的导轨部分连接，第三X轴滑动总成50及其驱动机构安装在作业平台12上，夹紧摆动夹具53水平分布且其中部与第三X轴滑动总成50的滑块转动连接，夹紧气缸52安装在夹紧摆动夹具53后侧，摆动气缸51安装在第三X轴滑动总成50的滑块上，摆动气缸51的输出杆与夹紧摆动夹具53后侧连接；

进一步地，所述夹紧摆动夹具53的夹口一侧端部设有一凸起部54，该凸起部54在夹紧焊丝时，会将焊丝折弯，从而保障了焊丝端部的固定效果。

所述层绕固定总成5包括第二夹具34以及用于控制所述第二夹具34动作的第二驱动总成，第二驱动总成包括第二X轴滑动总成32以及驱动第二X轴滑动总成32的滑块活动的驱动机构、第二Y轴滑动总成33以及驱动第二Y轴滑动总成33的滑块活动的驱动机构、第二旋转气缸36、第二夹具气缸35；

所述第二X轴滑动总成32采用直线导轨，其导轨部分作为滑块使用，驱动机构采用丝杆电机，丝杆电机的螺母固定设置，丝杆电机的丝杆与第二X轴滑动总成32的导轨部分连接，第二X轴滑动总成32及其驱动机构安装在作业平台12上，第二Y轴滑动总成33采用齿轮齿条传动组合，齿条作为滑块使用，其驱动机构采用电机，电机通过齿轮与齿条啮合连接，第二Y轴滑动总成33安装在第二X轴滑动总成32的滑块上，第二旋转气缸36安装在第二Y轴滑动总成33的滑块上，第二夹具气缸35安装在第二旋转气缸36下部的输出端，第二夹具34安装在第二夹具气缸35下部的输出端，第二夹具34纵向设置且其夹口朝下设置。

所述第二排线总成6包括位于绕线模具7外侧的排线刀片15以及用于驱动所述排线刀片15动作的第四驱动总成，排线刀片15固定在一排线刀座内，第四驱动总成包括第四X轴滑动总成16以及驱动第四X轴滑动总成16的滑块活动的驱动机构、第四旋转气缸14，所述第四X轴滑动总成16采用配合连接的直线模组及电机，第四X轴滑动总成16安装在作业平台12上，第四旋转气缸14安装在第四X轴滑动总成16的滑块上，第四旋转气缸14的输出端安装有所述排线刀座，第四旋转气缸14用于控制排线刀片15靠近或远离绕线模具7，靠近绕线模具7时则进行排线作业，在排线过程中，则由第四X轴滑动总成16控制其沿X轴滑动，使其在焊丝盘的宽度方向上移动，与绕丝位置同步移动。

所述下料总成包括第一底座26及转动安装在其上部的U型托具24、以及用于驱动所述U型托具24移动的第五驱动总成；

所述U型托具24外侧一端下部与一下料驱动机构25的输出杆转动连接，下料驱动机构25采用气缸，U型托具24底部中间位置和下料驱动机构25底部与第一底座26转动连接，通过下料驱动机构25动作，可以驱动U型托具24以与第一底座26连接位置为中心，向前侧偏摆，从而将焊丝盘转动移出U型托具24内部，实现下料；

所述第五驱动总成包括第五X轴滑动总成28以及驱动第五X轴滑动总成28的滑块活动的驱动机构、第五Y轴滑动总成27以及驱动第五Y轴滑动总成27的滑块活动的驱动机构，第五X轴滑动总成28采用直线导轨，其导轨部分作为滑块使用，驱动机构采用气缸，第五X轴滑动总成28及其驱动机构安装在作业平台12上，第五Y轴滑动总成27采用直线丝杠导轨滑台，其驱动机构采用电机，第五Y轴滑动总成27背侧安装在第五X轴滑动总成28的滑块上，第五Y轴滑动总成27的驱动机构与其连接固定，第五Y轴滑动总成27的滑块上安装有所述第一底座26，其中第五X轴滑动总成28用于控制U型托具24向绕线模具7下部移动或远离绕线模具7移动，第五Y轴滑动总成27则用于控制U型托具24的升降，当U型托具24在绕线模具7底部上升时，U型托具24会卡入焊丝盘的两个侧面之间，此时沿Y轴远离绕线模具7移动，使得焊丝盘与绕线模具7脱离，然后下降至U型托具24的初始位置，通过下料驱动机构25动作，使U型托具24向前侧旋转，焊丝盘在重力效果下向前侧转动实现下料。

所述料架总成10包括纵向支撑架71、料架底座77及安装在其上部的四个料杆75和上料输送总成，料杆75底端固定在一转盘76上且料杆75与转盘76中心的距离设置相同，转盘76中心底端与所述料架底座77转动连接，转盘76一侧还设有用于驱动其转动的旋转驱动机构78，旋转驱动机构78采用电机并通过齿轮与转盘76啮合连接，旋转驱动机构78也安装在料架底座77上，所述料杆75外侧设有与其滑动连接的托盘73，焊丝盘通过其中部的轴孔穿放在料杆75外侧，焊丝盘之间自下至上依次叠加设置，且位于底部的焊丝盘下部支撑在托盘73上部，托盘73下部设有以直径略小的夹紧部；

所述上料输送总成包括Y轴上料输送总成72、驱动Y轴上料输送总成72的滑块活动的驱动机构和安装在其滑块上的升降夹具74，Y轴上料输送总成72采用直线模组，其驱动机构采用电机，由于Y轴上料输送总成72的高度较高，为了保障其稳定的安装效果，Y轴上料输送总成72背侧通过纵向支撑架71固定在料架底座77上，升降夹具74用于夹紧所述托盘73设置，Y轴上料输送总成72的高度设置满足料杆75上焊丝盘的取料工作；

所述升降夹具74包括夹具安装板79、夹板81以及驱动所述夹板81动作的夹料气缸80，所述夹具安装板79固定在Y轴上料输送总成72的滑块上，所述夹板81后端与夹具安装板79转动连接，夹板81前侧设有一用于夹取所述托盘73的夹料口82，所述夹料气缸80一端与夹板81转动连接，夹料气缸80另一端与夹具安装板79转动连接；所述升降夹具74通过夹料口82夹紧所述托盘73的夹紧部，在升降夹具74的移动过程中，可以将位于上部的焊丝盘举升至料杆75顶端，便于第一送料机构11夹取所述焊丝盘，同时通过转盘76转动，升降夹具74可以对不同料杆75外侧的托盘73配合进行升降，从而实现了不同料杆75外侧的焊丝盘的升降控制。

所述第一送料机构11和第二送料机构13为相互配合的整体机构，用于焊丝盘沿Z轴、X轴、Z轴进行移动，并在移动过程中实现旋转，对焊丝盘的角度进行调整，与绕线模具7配合满足焊丝盘的自动上料工作。

所述第一送料机构11包括横移夹具以及用于驱动所述横移夹具移动的第六驱动总成，所述第六驱动总成包括第六Y轴滑动总成68以及驱动第六Y轴滑动总成68的滑块活动的驱动机构、第六Z轴滑动总成66以及驱动第六Z轴滑动总成66的滑块活动的驱动机构，第六Z轴滑动总成66设有两组，其中一组采用直线模组，其驱动机构采用电机，另一组采用直线导轨，两组第六Z轴滑动总成66的滑块与同一滑块面板连接，保障滑块面板稳定的滑动效果，第六Z轴滑动总成66及其驱动机构安装在作业平台12上，第六Y轴滑动总成68背侧安装在第六Z轴滑动总成66的滑块上，第六Y轴滑动总成68采用以气缸，其输出杆作为滑块使用，横移夹具安装在第六Y轴滑动总成68的滑块上；

所述横移夹具包括了横移夹具座体67、夹具本体70及驱动所述夹具本体70夹紧动作的第六驱动机构69，横移夹具座体67安装在第六Y轴滑动总成68的滑块上，第六驱动机构69采用气缸并安装在横移夹具座体67上部，夹具本体70安装在横移夹具座体67下部，夹具本体70与第六驱动机构69连接，其中夹具本体70及第六驱动机构69设有两组并对称分布，夹具本体70内侧设有夹口，且第六驱动机构69可以控制夹具本体70向内侧摆动，从而控制两个夹具本体70之间的间距发生变化，焊丝盘水平设置在料杆75外侧，使两个夹具本体70可以对焊丝盘侧面的两侧进行夹紧，从而实现取料及送料作业；

所述第二送料机构13包括纵移夹具29以及用于驱动所述纵移夹具29移动的第七滑动总成，所述第七滑动总成包括第七X轴滑动总成39以及驱动第七X轴滑动总成39的滑块活动的驱动机构、及第七Y轴滑动总成38以及驱动第七Y轴滑动总成38的滑块活动的驱动机构，其中第七X轴滑动总成39采用直线导轨，其导轨部分作为滑块使用，驱动机构采用丝杆电机，丝杆电机的螺母固定设置，丝杆电机的丝杆与第七X轴滑动总成39的导轨部分连接，第七X轴滑动总成39及其驱动机构安装在作业平台12上，第七Y轴滑动总成38采用齿轮齿条传动组合，齿条作为滑块使用，其驱动机构采用电机，电机通过齿轮与齿条啮合连接，第七Y轴滑动总成38及其驱动机构安装在第七X轴滑动总成39的滑块上，所述纵移夹具29朝向横移夹具设置，纵移夹具29安装在第七夹具气缸40的输出端上，第七夹具气缸40安装在第七旋转气缸37的输出端，第七旋转气缸37安装在Y轴滑动总成的滑块上，通过上述结构满足纵移夹具29的升降、横移及旋转动作，纵移夹具29的夹口夹住焊丝盘的中部的轴向杆85，并将焊丝盘放在绕线模具7上。

在焊丝自动缠绕设备作业过程中，主要分为上料作业、缠绕作业和下料作业三个部分，整个过程通过控制柜分别控制各电动及气动元件，现就上述动作的工作原理描述如下：

上料作业的工作步骤为：

动模9处于打开状态；

由人工预先将焊丝盘放在料杆75上，由料架总成10托盘73对焊丝盘底部进行支撑，上料输送总成负责托盘73和焊丝盘的整体上移，保持位于料杆75顶端始终有焊丝盘，当其中一个料杆75的焊丝盘全部用完后，则通过转盘76更换其它的料杆75与上料输送总成配合作业；

第一送料机构11通过其横移夹具夹取料杆75顶端的焊丝盘侧面的外环杆83，然后沿Y轴上升至一定高度后，再沿Z轴向前侧移动，此过程中焊丝盘水平分布；

第二送料机构13通过其纵移夹具29在第一送料机构11夹住焊丝盘的轴向杆85，然后沿Y轴下降至一定高度后，再沿X轴向绕线模具7一侧移动，此移动过程中，焊丝盘通过第七旋转气缸37旋转90度，使其纵向分布，然后放在绕线模具7外侧，此时，第二送料机构13复位，动模9向绕线模具7一侧移动与绕线模具7闭合。

缠绕作业的工作步骤为：

首先，焊丝通过第一排线总成1喂入，向绕线模具7一侧延伸，同时可以控制焊丝沿X轴方向和Y轴方向移动，使得焊丝的喂入方向与绕线模具7外侧的焊丝盘位置对应设置；

在焊丝喂入后，需要先将焊丝端部折弯并插入绕线模具7表面的通孔内进行固定，具体操作为，先由层绕固定总成5的第二夹具34夹紧焊丝，使焊丝端部得到固定，固定的焊丝部分穿过折弯切断总成3的切断模具60和折弯模具61设置，然后由切断模具60将焊丝切断，折弯模具61动作将焊丝端部折弯90度，此时第二夹具34分别松开并开始复位，由层绕起头总成2的第一夹具59夹紧焊丝并将焊丝端部喂入至绕线模具7表面的通孔内，使其端部得到固定；

其次，定模4、绕线模具7和焊丝盘开始转动，第二排线总成6的排线刀片15与焊丝盘的中部表面相抵，然后对着焊丝的缠绕作业自一侧至另一侧移动，直至第一层焊丝缠绕完毕，然后排线刀片15向外侧旋转离开焊丝盘，焊丝继续缠绕，并由第一排线总成1控制焊丝的喂入位置，达到理想的排线效果；

在焊丝缠绕完毕后，层绕固定总成5的第二夹具34夹紧焊丝，然后由切断模具60将焊丝切断，折弯模具61动作将焊丝端部折弯90度，此时第二夹具34旋转，将该焊丝端部朝向焊丝盘的侧面设置，然后由第二夹具34将该焊丝端部自焊丝盘的侧面送出，使焊丝端部穿过焊丝盘的侧面设置，此时夹紧摆动夹具53移动至焊丝端部位置，通过与焊丝外侧相抵使焊丝连续进行两侧折弯构成U型，并抱在焊丝盘侧面的其中一侧径向杆84外侧，最后焊丝的折弯处进入夹紧摆动夹具53的夹口内，通过夹紧摆动夹具53的凸起部54压紧焊丝端部，使焊丝端部抱紧径向杆84并构成限位效果。

下料作业的工作步骤为：

动模9处于打开状态；

U型托具24沿X轴移动至绕线模具7下部，然后U型托具24上升至焊丝盘内部，U型托具24会卡入至焊丝盘的两个侧面之间，此时沿X轴远离绕线模具7移动，使得焊丝盘与绕线模具7脱离，然后沿Y轴下降至初始位置，通过下料驱动机构25动作，使U型托具24向前侧旋转，焊丝盘在重力效果下向前侧转动实现下料。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明的目的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种焊丝自动缠绕设备，其特征在于：包括作业平台以及安装在作业平台上的动模和定模、层绕起头总成、层绕固定总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、第一排线总成和第二排线总成；

其中，所述动模和定模的轴线方向沿X轴方向分布；

第一排线总成、层绕起头总成、折弯切断总成、收尾机械手总成、层绕固定总成、第二排线总成则沿Y轴方向自进线侧至缠绕侧依次分布；

还包括了第一送料机构、第二送料机构、以及单独设置的料架总成，所述料架总成则位于作业平台外侧，且所述第一送料机构和第二送料机构位于动模和定模与料架总成之间，用于将焊丝盘自料架总成自动输送至动模和定模上；

还包括了下料总成，所述下料总成安装在动模和定模底部，所述下料总成包括第一底座及转动安装在其上部的U型托具、以及用于驱动所述U型托具移动的第五驱动总成；

所述U型托具外侧一端下部与一下料驱动机构的输出杆转动连接，U型托具底部中间位置和下料驱动机构底部与第一底座转动连接；

所述第五驱动总成包括第五X轴滑动总成以及驱动第五X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第五Y轴滑动总成以及驱动第五Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第五Y轴滑动总成背侧安装在第五X轴滑动总成的滑块上，第五Y轴滑动总成的滑块上安装有所述第一底座；

所述料架总成包括纵向支撑架、料架底座及安装在其上部的若干料杆和上料输送总成，料杆底端固定在一转盘上且料杆与转盘中心的距离设置相同，转盘中心底端与所述料架底座转动连接，转盘一侧还设有用于驱动其转动的旋转驱动机构，旋转驱动机构也安装在料架底座上，所述料杆外侧设有与其滑动连接的托盘，所述上料输送总成包括Y轴上料输送总成、驱动Y轴上料输送总成的滑块活动的驱动机构和安装在其滑块上的升降夹具，Y轴上料输送总成背侧通过纵向支撑架固定在料架底座上，升降夹具用于夹紧所述托盘设置；

所述第一送料机构包括横移夹具以及用于驱动所述横移夹具移动的第六驱动总成，所述第六驱动总成包括第六Y轴滑动总成以及驱动第六Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第六Z轴滑动总成以及驱动第六Z轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第六Z轴滑动总成设有两组，第六Z轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第六Y轴滑动总成背侧安装在第六Z轴滑动总成的滑块上，横移夹具安装在第六Y轴滑动总成的滑块上；

所述第二送料机构包括纵移夹具以及用于驱动所述纵移夹具移动的第七滑动总成，所述第七滑动总成包括第七X轴滑动总成以及驱动第七X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、及第七Y轴滑动总成以及驱动第七Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第七X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第七Y轴滑动总成及其驱动机构安装在第七X轴滑动总成的滑块上，所述纵移夹具朝向横移夹具设置，纵移夹具安装在第七夹具气缸的输出端上，第七夹具气缸安装在第七旋转气缸的输出端，第七旋转气缸安装在Y轴滑动总成的滑块上。

2.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述定模内侧设有绕线模具，绕线模具表面为与焊丝盘通孔内壁形状匹配，定模外侧与一传动轴连接且传动轴固定在所述作业平台上，传动轴外侧设有一与其连接的输入轮，输入轮通过传动带与一定模驱动电机的输出轮连接，定模驱动电机位于作业平台内部并与作业平台安装固定。

3.根据权利要求2所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述传动轴外侧表面还设有一与其连接固定的刹车轮，刹车轮底部还设有一与其外壁对应设置的抱闸，抱闸一端下部与作业平台转动连接，抱闸另一端下部与一制动驱动机构的输出杆转动连接，制动驱动机构底端转动安装在所述作业平台上。

4.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述动模外侧与一伸缩轴连接且伸缩轴固定在所述作业平台上，伸缩轴外侧端部设有与其连接的伸缩驱动电机。

5.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述第一排线总成包括调直平台以及安装在调直平台上的导向轮、水平调直机构和纵向调直机构，导向轮每两个一组并设有两组，其中第一导向轮位于调直平台前端，第二导向轮位于调直平台后端，水平调直机构和纵向调直机构安装在两组导向轮之间，调直平台的底面中部转动安装在第二底座上，且调直平台的前端和后端可以通过转动位置进行高度调整，第二底座底部安装在一调直X轴滑动总成的滑块上，调直X轴滑动总成底部安装在作业平台的焊丝输入侧。

6.根据权利要求5所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述第二底座上还设有一与其连接固定的挑线驱动机构，挑线驱动机构倾斜设置且其内端高于外端设置，挑线驱动机构前端设有驱动杆并朝向绕线模具设置，驱动杆端部设有一与其位于同一直线上的挑线器，挑线器后端与驱动杆连接固定，挑线器前端为L型结构且其端部设有一V型开口。

7.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述层绕起头总成包括第一夹具以及用于控制所述第一夹具动作的第一驱动总成，第一驱动总成包括第一Z轴滑动总成以及第一驱动Z轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第一Y轴滑动总成以及驱动第一Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第一旋转气缸、第一夹具气缸，第一Z轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第一Y轴滑动总成安装在第一Z轴滑动总成的滑块上，第一旋转气缸安装在第一Y轴滑动总成的滑块顶端，第一夹具气缸安装在第一旋转气缸的输出端，第一夹具安装在第一旋转气缸的输出端，第一夹具纵向设置且其夹口朝下设置。

8.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述折弯切断总成包括折弯模具以及驱动折弯模具旋转的折弯驱动机构、切断模具以及驱动切断模具旋转的切断驱动机构，折弯模具和切断模具均转动安装在一安装座上并沿X轴方向分布，折弯模具位于焊丝输入侧，折弯模具前端具有一V型开口，焊丝穿过该V型开口设置，切断模具位于焊丝输出侧，切断模具包括定刀和动刀，定刀固定设置，而动刀则转动设置，定刀和动刀之间具有一用于焊丝穿过的开口，所述折弯驱动机构安装在安装座后侧，且其输出端与折弯模具同轴分布并相互连接，切断驱动机构转动安装在安装座后侧，切断驱动机构以切断模具轴向为中心径向分布，且其输出端通过一传动杆与切断模具的动刀连接。

9.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述收尾机械手总成包括夹紧摆动夹具以及用于驱动夹紧摆动夹具动作的第三驱动总成，第三驱动总成包括用于驱动夹紧摆动夹具夹紧动作的夹紧气缸、用于驱动夹紧摆动夹具摆动动作的摆动气缸和第三X轴滑动总成以及驱动第三X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构，第三X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，夹紧摆动夹具水平分布且其中部与第三X轴滑动总成的滑块转动连接，夹紧气缸安装在夹紧摆动夹具后侧，摆动气缸安装在第三X轴滑动总成的滑块上，摆动气缸的输出杆与夹紧摆动夹具后侧连接。

10.根据权利要求9所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述夹紧摆动夹具的夹口一侧端部设有一凸起部。

11.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述层绕固定总成包括第二夹具以及用于控制所述第二夹具动作的第二驱动总成，第二驱动总成包括第二X轴滑动总成以及驱动第二X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第二Y轴滑动总成以及驱动第二Y轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第二旋转气缸、第二夹具气缸；所述第二X轴滑动总成及其驱动机构安装在作业平台上，第二Y轴滑动总成安装在第二X轴滑动总成的滑块上，第二旋转气缸安装在第二Y轴滑动总成的滑块上，第二夹具气缸安装在第二旋转气缸下部的输出端，第二夹具安装在第二夹具气缸下部的输出端，第二夹具纵向设置且其夹口朝下设置。

12.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述第二排线总成包括位于绕线模具外侧的排线刀片以及用于驱动所述排线刀片动作的第四驱动总成，排线刀片固定在一排线刀座内，第四驱动总成包括第四X轴滑动总成以及驱动第四X轴滑动总成的滑块活动的驱动机构、第四旋转气缸，所述第四X轴滑动总成采用配合连接的直线模组及电机，第四X轴滑动总成安装在作业平台上，第四旋转气缸安装在第四X轴滑动总成的滑块上，第四旋转气缸的输出端安装有所述排线刀座。

13.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述升降夹具包括夹具安装板、夹板以及驱动所述夹板动作的夹料气缸，所述夹具安装板固定在Y轴上料输送总成的滑块上，所述夹板后端与夹具安装板转动连接，夹板前侧设有一用于夹取所述托盘的夹料口，所述夹料气缸一端与夹板转动连接，夹料气缸另一端与夹具安装板转动连接；所述升降夹具通过夹料口夹紧所述托盘的夹紧部。

14.根据权利要求1所述的焊丝自动缠绕设备，其特征在于：所述横移夹具包括了横移夹具座体、夹具本体及驱动所述夹具本体夹紧动作的第六驱动机构，横移夹具座体安装在第六Y轴滑动总成的滑块上，第六驱动机构采用气缸并安装在横移夹具座体上部，夹具本体安装在横移夹具座体下部，夹具本体与第六驱动机构连接，其中夹具本体及第六驱动机构设有两组并对称分布，夹具本体内侧设有夹口。