CN110239127B - 一种塑性圈成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑性圈成型装置及方法，所述装置包括架体、线盘、扯线单元、拉线单元及成型单元；线盘设于架体一端，线盘下方设扯线单元，扯线单元包括扯线夹爪及升降剪刀一；架体的另一端设成型单元，成型单元包括多组夹线翻转机构、多个升降剪刀二及多个升降烙铁；拉线单元设于扯线单元与成型单元之间，拉线单元中设有拉线夹爪一和拉线夹爪二，拉线夹爪一、拉线夹爪二能够分别由对应的走行驱动装置驱动在扯线单元与成型单元之间往返移动。本发明所述装置结构简单，使用方便，生产维护成本低，可靠性高，通用性强的优点；能够有效降低工人的劳动强度，且产品质量稳定。

Description

一种塑性圈成型装置及方法

技术领域

本发明涉及密封圈加工技术领域，尤其涉及一种塑性圈成型装置及方法。

背景技术

塑性圈作为一种密封圈应用在各种密封场合中，对产品的使用效果及使用稳定性具有很大影响；目前塑性圈的生产主要以人工操作、模具成型为主，因塑性圈的需求量大，产量多，采用人工操作工作强度比较大，而且成品率不高。为保证产品的成品率，降低工作强度，寻求一种新型粘塑性环的方式势在必行。

发明内容

本发明提供了一种塑性圈成型装置及方法，所述装置结构简单，使用方便，生产维护成本低，可靠性高，通用性强的优点；能够有效降低工人的劳动强度，且产品质量稳定。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种塑性圈成型装置，包括架体及设于架体上的线盘、扯线单元、拉线单元及成型单元；所述线盘可转动地设于架体一端，线盘下方设扯线单元，扯线单元包括扯线夹爪及升降剪刀一；架体的另一端设成型单元，成型单元包括多组夹线翻转机构、多个升降剪刀二及多个升降烙铁，每组夹线翻转机构中水平交错设置有2个夹线夹爪，每组夹线翻转机构的2个夹线夹爪之间一上一下地设有1个升降烙铁及1个升降剪刀二；拉线单元设于扯线单元与成型单元之间，拉线单元中设有拉线夹爪一和拉线夹爪二，且拉线夹爪一靠近扯线夹爪一端，拉线夹爪一、拉线夹爪二能够分别由对应的走行驱动装置驱动在扯线单元与成型单元之间往返移动。

所述架体由侧支架一、水平板、侧支架二、中间支架、上支撑板及下支撑板组成；侧支架一、侧支架二与水平板共同组成架体的主体结构，侧支架一的2个立柱之间设横轴，线盘套设在横轴上并能够绕横轴转动；线盘的下方，沿架体纵向平行设置2条纵向滑轨，拉线夹爪一、拉线夹爪二均沿纵向滑轨移动；中间支架设于水平板的中部，中间支架与侧支架二之间的水平板上开设长形槽口，长形槽口设于2条纵向滑轨之间；长形槽口两侧的水平板上分别设1排夹线夹爪；升降烙铁通过上支撑板与架体固定连接，升降剪刀二通过下支撑板与架体固定连接。

所述扯线夹爪由2个相对设置的倒L形杆及2个电动夹爪组成，倒L形杆的立杆底端固定在纵向滑轨的端部，横杆向纵向滑轨的中心延伸，横杆端部设电动夹爪；拉线夹爪一、拉线夹爪二的结构与扯线夹爪相同，但拉线夹爪一、拉线夹爪二中的倒L形杆能够沿纵向滑轨移动。

所述夹线夹爪通过底座固定在水平板上，夹线夹爪由伺服电机、拐臂及电动夹爪组成，底座顶部设横向导轨，伺服电机能够在直线驱动机构的驱动下沿横向导轨移动；伺服电机动力输出轴的出轴方向朝向纵向滑轨中心，拐臂与动力输出轴垂直设置，拐臂的一端连接动力输出轴，另一端设电动夹爪；拐臂的初始设置方向为水平方向，在伺服电机的带动下，拐臂能够绕动力输出轴转动180°。

所述升降烙铁由支座一、升降滑轨一及电烙铁组成，支座一固定在上支撑板上，支座一的一侧设升降滑轨一，电烙铁能够在直线驱动机构的驱动下沿升降滑轨一上、下移动。

所述升降剪刀二由支座二、升降滑轨二及剪刀二组成，支座二固定在下支撑板上，支座二的一侧设升降滑轨二，剪刀二能够沿升降滑轨二上、下移动，剪刀二的顶部设剪刃。

所述扯线夹爪下方的水平板上开设槽口，升降剪刀一由支座、升降滑轨及剪刀一组成，支座固定在槽口一侧的水平板下方，支座的内侧设升降滑轨，剪刀一对应槽口位置设置，并且剪刀一能够沿升降滑轨上、下移动，剪刀一的顶部设剪刃。

一种塑性圈成型装置，还包括传送带；传送带设于成型单元下方。

一种塑性圈成型装置，还包括控制台或控制系统；设置控制台时，控制台上设有多个操作按钮，各个操作按钮分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置；设置控制系统时，控制系统分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置。

一种塑性圈成型方法，基于所述的一种塑性圈成型装置实现；具体包括如下步骤：

1)将缠绕有塑性线的线盘安装到架体一端的横轴上，人工将线头扯出，启动扯线夹爪上的2个电动夹爪，由其配合将塑性线夹紧，夹紧处距离线头端部一段距离；

2)启动拉线夹爪一、拉线夹爪二上的走行驱动装置，将拉线夹爪一、拉线夹爪二移动至靠近扯线夹爪一端；首先由拉线夹爪二上的2个电动夹爪配合将线头夹紧，然后拉线夹爪二沿纵向滑轨向成型单元方向移动一段距离，然后由拉线夹爪一的2个电动夹爪配合将塑性线拉出部分的后端夹紧；启动升降剪刀一，剪刀一沿升降滑轨上移后将塑性线自拉线夹爪一后剪断；然后升降剪刀一回归原位；

3)由拉线夹爪一、拉线夹爪二配合将剪断后的塑性线移送到成型单元中，拉线夹爪一、拉线夹爪二停止移动后分别位于成型单元的两端，塑性线呈直线状态水平绷紧在纵向滑轨两侧的夹线翻转机构之间；

4)启动夹线夹爪中的直线驱动装置，伺服电机沿横向导轨向内侧移动，移动到位后停止，由夹线夹爪中的各个电动夹爪分别在对应位置将塑性线夹紧，夹紧时每组夹线翻转机构中的2个拐臂分别向外侧水平伸出；

5)启动升降剪刀二中的直线驱动机构，剪刀二沿升降滑轨二升起后将塑性线在各组夹线翻转机构之间剪断，即将塑性线均匀剪为多段；然后升降剪刀二回归原位；

6)启动伺服电机，将拐臂转动180°，转动后每组夹线翻转机构中的2个拐臂分别向内侧水平伸出；此时每段塑性线的两端均靠在一起；

7)启动升降烙铁中的直线驱动机构，电烙铁沿升降滑轨一降下后将各段塑性线的接头部位加热3～5秒，然后升降烙铁回归原位；伺服电机移动使接头部位对接5秒钟以上，即制成塑性圈；

8)夹线翻转机构中的电动夹爪松开，成型后的塑性圈下落到下方的传送带上运出；伺服电机回归原位；等待进行下一次塑性圈成型过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)塑性圈成型装置的结构简单，使用方便，与传统模具生产方法相比，其生产效率明显提高，并且降低了工人的劳动强度；

2)采用本发明所述装置，与传统模具生产方法相比，可大大降低生产成本；

3)与传统铸塑生产方法相比，本发明采用塑性线直接加工成塑性圈，省去了铸塑后冷却的时间，大大的提高了生产效率；

4)本发明可用于多种截面形状(如圆形、方形、三角形等)的塑性圈，生产不同类型产品时可直接切换，与传统模具生产时一种模具只能加工一种固定形状、固定尺寸的塑性圈的做法相比，其适用性大大提高；

5)能够方便地对生产过程进行自动控制，实现自动生产。

附图说明

图1是本发明所述一种塑性圈成型装置的立体结构示意图。

图2是本发明所述成型单元的局部结构示意图。

图3是本发明所述塑性圈对接成型时的示意图。

图中：1.架体 101.侧支架一 102.侧支架二 103.中间支架 104.横轴 105.水平板 106.长条槽口 107.上支撑板 108.下支撑板 2.线盘 3.扯线夹爪 4.升降剪刀一 5.升降剪刀二 501.支座二 502.升降滑轨二 503.剪刀二 6.拉线夹爪一 7.拉线夹爪二 8.夹线夹爪 801.底座 802.横向导轨 803.伺服电机 804.拐臂 805.电动夹爪 9.升降烙铁901.支座一 902.升降滑轨一 903.电烙铁 10.纵向滑轨 11.传送带

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种塑性圈成型装置，包括架体1及设于架体1上的线盘2、扯线单元、拉线单元及成型单元；所述线盘2可转动地设于架体1一端，线盘2下方设扯线单元，扯线单元包括扯线夹爪3及升降剪刀一4；架体1的另一端设成型单元，成型单元包括多组夹线翻转机构、多个升降剪刀二5及多个升降烙铁9，每组夹线翻转机构中水平交错设置有2个夹线夹爪8，每组夹线翻转机构的2个夹线夹爪8之间一上一下地设有1个升降烙铁9及1个升降剪刀二5；拉线单元设于扯线单元与成型单元之间，拉线单元中设有拉线夹爪一6和拉线夹爪二7，且拉线夹爪一6靠近扯线夹爪3一端，拉线夹爪一6、拉线夹爪二7能够分别由对应的走行驱动装置驱动在扯线单元与成型单元之间往返移动。

所述架体1由侧支架一101、水平板105、侧支架二102、中间支架103、上支撑板107及下支撑板108组成；侧支架一101、侧支架二102与水平板105共同组成架体1的主体结构，侧支架一101的2个立柱之间设横轴104，线盘2套设在横轴104上并能够绕横轴104转动；线盘2的下方，沿架体1纵向平行设置2条纵向滑轨10，拉线夹爪一6、拉线夹爪二7均沿纵向滑轨10移动；中间支架103设于水平板105的中部，中间支架103与侧支架二102之间的水平板105上开设长形槽口106，长形槽口106设于2条纵向滑轨10之间；长形槽口106两侧的水平板105上分别设1排夹线夹爪8；升降烙铁9通过上支撑板107与架体1固定连接，升降剪刀二5通过下支撑板108与架体1固定连接。

所述扯线夹爪3由2个相对设置的倒L形杆及2个电动夹爪组成，倒L形杆的立杆底端固定在纵向滑轨10的端部，横杆向纵向滑轨10的中心延伸，横杆端部设电动夹爪；拉线夹爪一6、拉线夹爪二7的结构与扯线夹爪3相同，但拉线夹爪一6、拉线夹爪二7中的倒L形杆能够沿纵向滑轨10移动。

如图2所示，所述夹线夹爪8通过底座801固定在水平板105上，夹线夹爪8由伺服电机803、拐臂804及电动夹爪805组成，底座801顶部设横向导轨802，伺服电机803能够在直线驱动机构的驱动下沿横向导轨802移动；伺服电机803动力输出轴的出轴方向朝向纵向滑轨10中心，拐臂804与动力输出轴垂直设置，拐臂804的一端连接动力输出轴，另一端设电动夹爪805；拐臂804的初始设置方向为水平方向，在伺服电机803的带动下，拐臂804能够绕动力输出轴转动180°。

所述升降烙铁9由支座一901、升降滑轨一902及电烙铁903组成，支座一901固定在上支撑板107上，支座一901的一侧设升降滑轨一902，电烙铁903能够在直线驱动机构的驱动下沿升降滑轨一902上、下移动。

所述升降剪刀二5由支座二501、升降滑轨二502及剪刀二503组成，支座二501固定在下支撑板108上，支座二501的一侧设升降滑轨二502，剪刀二503能够沿升降滑轨二502上、下移动，剪刀二503的顶部设剪刃。

所述扯线夹爪3下方的水平板105上开设槽口，升降剪刀一4由支座、升降滑轨及剪刀一组成，支座固定在槽口一侧的水平板105下方，支座的内侧设升降滑轨，剪刀一对应槽口位置设置，并且剪刀一能够沿升降滑轨上、下移动，剪刀一的顶部设剪刃。

一种塑性圈成型装置，还包括传送带11；传送带11设于成型单元下方。

一种塑性圈成型装置，还包括控制台或控制系统；设置控制台时，控制台上设有多个操作按钮，各个操作按钮分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置；设置控制系统时，控制系统分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置。

一种塑性圈成型方法，基于所述的一种塑性圈成型装置实现；具体包括如下步骤：

1)将缠绕有塑性线的线盘2安装到架体1一端的横轴104上，人工将线头扯出，启动扯线夹爪3上的2个电动夹爪，由其配合将塑性线夹紧，夹紧处距离线头端部一段距离；

2)启动拉线夹爪一6、拉线夹爪二7上的走行驱动装置，将拉线夹爪一6、拉线夹爪二7移动至靠近扯线夹爪3一端；首先由拉线夹爪二7上的2个电动夹爪配合将线头夹紧，然后拉线夹爪二7沿纵向滑轨10向成型单元方向移动一段距离，然后由拉线夹爪一6的2个电动夹爪配合将塑性线拉出部分的后端夹紧；启动升降剪刀一4，剪刀一沿升降滑轨上移后将塑性线自拉线夹爪一6后剪断；然后升降剪刀一4回归原位；

3)由拉线夹爪一6、拉线夹爪二7配合将剪断后的塑性线移送到成型单元中，拉线夹爪一6、拉线夹爪二7停止移动后分别位于成型单元的两端，塑性线呈直线状态水平绷紧在纵向滑轨10两侧的夹线翻转机构之间；

4)启动夹线夹爪8中的直线驱动装置，伺服电机803沿横向导轨802向内侧移动，移动到位后停止，由夹线夹爪8中的各个电动夹爪805分别在对应位置将塑性线夹紧，夹紧时每组夹线翻转机构中的2个拐臂804分别向外侧水平伸出；

5)启动升降剪刀二5中的直线驱动机构，剪刀二503沿升降滑轨二502升起后将塑性线在各组夹线翻转机构之间剪断，即将塑性线均匀剪为多段；然后升降剪刀二5回归原位；

6)启动伺服电机803，将拐臂804转动180°，转动后每组夹线翻转机构中的2个拐臂804分别向内侧水平伸出；此时每段塑性线的两端均靠在一起(如图3所示)；

7)启动升降烙铁9中的直线驱动机构，电烙铁903沿升降滑轨一902降下后将各段塑性线的接头部位加热3～5秒，然后升降烙铁9回归原位；伺服电机803移动使接头部位对接5秒钟以上，即制成塑性圈；

8)夹线翻转机构中的电动夹爪805松开，成型后的塑性圈下落到下方的传送带11上运出；伺服电机805回归原位；等待进行下一次塑性圈成型过程。

本发明中，所述走行驱动机构及直线驱动机构均为常规技术，如拉线夹爪一、拉线夹爪二的L形杆底部通过齿轮与纵向滑道上设置的齿条啮合，走行驱动机构为电机，电机带动齿轮转动同时使拉线夹爪一、拉线夹爪二沿纵向滑轨移动。所述直线驱动机构为电动推杆、电液动推杆或液压缸。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例中，采用一种塑性圈成型装置对圆形截面(截面直径5mm)的塑性圈进行成型操作。

塑性圈成型装置中设置5组夹线翻转机构、5个升降剪刀二及5个升降烙铁，传送带的长度为600mm，宽度为300mm。

电动夹爪采用SMC型的电动夹爪，剪刀一、剪刀二均采用MS-5型气动剪刀。电烙铁采用30W可调温电烙铁，伺服电机采用转角180°的松下200W增量伺服电机。

本实施例中，拉线夹爪一、拉线夹爪二配合将剪断后的塑性线移送到成型单元，夹线翻转机构中的各个电动夹爪分别在对应位置将塑性线夹紧后，5个升降剪刀二升起把塑性线剪成相同长度的5段，然后利用夹线翻转机构把各段塑性线分别弯成一个圈型，通过电烙加热使接头部位的塑料融化，再将其粘接成一个圈，最后通过传送带把成品送出。

经产品检验，所生产的塑性圈符合产品质量要求。

【实施例2】

本实施例中，采用一种塑性圈成型装置对方形截面(截面边长6mm)的塑性圈进行成型操作。

塑性圈成型装置中设置10组夹线翻转机构、10个升降剪刀二及10个升降烙铁，传送带的长度为5000mm，宽度为300mm。

电动夹爪采用SMC型的电动夹爪，剪刀一、剪刀二均采用BASTEA牌HS-10P型气动剪刀。电烙铁采用60W可调温电烙铁，伺服电机采用转角180°的松下200W增量伺服电机。

本实施例中，拉线夹爪一、拉线夹爪二配合将剪断后的塑性线移送到成型单元，夹线翻转机构中的各个电动夹爪分别在对应位置将塑性线夹紧后，10个升降剪刀二升起把塑性线剪成相同长度的10段，然后利用夹线翻转机构把各段塑性线分别弯成一个圈型，通过电烙加热使接头部位的塑料融化，再将其粘接成一个圈，最后通过传送带把成品送出。

经产品检验，所生产的塑性圈符合产品质量要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种塑性圈成型装置，其特征在于，包括架体及设于架体上的线盘、扯线单元、拉线单元及成型单元；所述线盘可转动地设于架体一端，线盘下方设扯线单元，扯线单元包括扯线夹爪及升降剪刀一；架体的另一端设成型单元，成型单元包括多组夹线翻转机构、多个升降剪刀二及多个升降烙铁，每组夹线翻转机构中水平交错设置有2个夹线夹爪，每组夹线翻转机构的2个夹线夹爪之间一上一下地设有1个升降烙铁及1个升降剪刀二；拉线单元设于扯线单元与成型单元之间，拉线单元中设有拉线夹爪一和拉线夹爪二，且拉线夹爪一靠近扯线夹爪一端，拉线夹爪一、拉线夹爪二能够分别由对应的走行驱动装置驱动在扯线单元与成型单元之间往返移动；

所述塑性圈成型装置还包括传送带；传送带设于成型单元下方；

所述塑性圈成型装置还包括控制台或控制系统；设置控制台时，控制台上设有多个操作按钮，各个操作按钮分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置；设置控制系统时，控制系统分别通过控制线一一对应地连接各个电动夹爪、走行驱动装置、伺服电机、直线驱动装置及传送带的驱动装置；

所述架体由侧支架一、水平板、侧支架二、中间支架、上支撑板及下支撑板组成；侧支架一、侧支架二与水平板共同组成架体的主体结构，侧支架一的2个立柱之间设横轴，线盘套设在横轴上并能够绕横轴转动；线盘的下方，沿架体纵向平行设置2条纵向滑轨，拉线夹爪一、拉线夹爪二均沿纵向滑轨移动；中间支架设于水平板的中部，中间支架与侧支架二之间的水平板上开设长形槽口，长形槽口设于2条纵向滑轨之间；长形槽口两侧的水平板上分别设1排夹线夹爪；升降烙铁通过上支撑板与架体固定连接，升降剪刀二通过下支撑板与架体固定连接；

所述扯线夹爪由2个相对设置的倒L形杆及2个电动夹爪组成，倒L形杆的立杆底端固定在纵向滑轨的端部，横杆向纵向滑轨的中心延伸，横杆端部设电动夹爪；拉线夹爪一、拉线夹爪二的结构与扯线夹爪相同，但拉线夹爪一、拉线夹爪二中的倒L形杆能够沿纵向滑轨移动；

所述夹线夹爪通过底座固定在水平板上，夹线夹爪由伺服电机、拐臂及电动夹爪组成，底座顶部设横向导轨，伺服电机能够在直线驱动机构的驱动下沿横向导轨移动；伺服电机动力输出轴的出轴方向朝向纵向滑轨中心，拐臂与动力输出轴垂直设置，拐臂的一端连接动力输出轴，另一端设电动夹爪；拐臂的初始设置方向为水平方向，在伺服电机的带动下，拐臂能够绕动力输出轴转动180º；

所述升降剪刀二由支座二、升降滑轨二及剪刀二组成，支座二固定在下支撑板上，支座二的一侧设升降滑轨二，剪刀二能够沿升降滑轨二上、下移动，剪刀二的顶部设剪刃；

所述扯线夹爪下方的水平板上开设槽口，升降剪刀一由支座、升降滑轨及剪刀一组成，支座固定在槽口一侧的水平板下方，支座的内侧设升降滑轨，剪刀一对应槽口位置设置，并且剪刀一能够沿升降滑轨上、下移动，剪刀一的顶部设剪刃。

2.根据权利要求1所述的一种塑性圈成型装置，其特征在于，所述升降烙铁由支座一、升降滑轨一及电烙铁组成，支座一固定在上支撑板上，支座一的一侧设升降滑轨一，电烙铁能够在直线驱动机构的驱动下沿升降滑轨一上、下移动。

3.一种根据权利要求1或2所述的塑性圈成型装置实现的塑性圈成型方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）将缠绕有塑性线的线盘安装到架体一端的横轴上，人工将线头扯出，启动扯线夹爪上的2个电动夹爪，由其配合将塑性线夹紧，夹紧处距离线头端部一段距离；

2）启动拉线夹爪一、拉线夹爪二上的走行驱动装置，将拉线夹爪一、拉线夹爪二移动至靠近扯线夹爪一端；首先由拉线夹爪二上的2个电动夹爪配合将线头夹紧，然后拉线夹爪二沿纵向滑轨向成型单元方向移动一段距离，然后由拉线夹爪一的2个电动夹爪配合将塑性线拉出部分的后端夹紧；启动升降剪刀一，剪刀一沿升降滑轨上移后将塑性线自拉线夹爪一后剪断；然后升降剪刀一回归原位；

3）由拉线夹爪一、拉线夹爪二配合将剪断后的塑性线移送到成型单元中，拉线夹爪一、拉线夹爪二停止移动后分别位于成型单元的两端，塑性线呈直线状态水平绷紧在纵向滑轨两侧的夹线翻转机构之间；

4）启动夹线夹爪中的直线驱动装置，伺服电机沿横向导轨向内侧移动，移动到位后停止，由夹线夹爪中的各个电动夹爪分别在对应位置将塑性线夹紧，夹紧时每组夹线翻转机构中的2个拐臂分别向外侧水平伸出；

5）启动升降剪刀二中的直线驱动机构，剪刀二沿升降滑轨二升起后将塑性线在各组夹线翻转机构之间剪断，即将塑性线均匀剪为多段；然后升降剪刀二回归原位；

6）启动伺服电机，将拐臂转动180º，转动后每组夹线翻转机构中的2个拐臂分别向内侧水平伸出；此时每段塑性线的两端均靠在一起；

7）启动升降烙铁中的直线驱动机构，电烙铁沿升降滑轨一降下后将各段塑性线的接头部位加热3～5秒，然后升降烙铁回归原位；伺服电机移动使接头部位对接5秒钟以上，即制成塑性圈；

8）夹线翻转机构中的电动夹爪松开，成型后的塑性圈下落到下方的传送带上运出；伺服电机回归原位；等待进行下一次塑性圈成型过程。