CN111392511A - 用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其包括第一导轨、移动座、机器人、绕线盘装卸工装、钢丝剪断装置，移动座滑动设置在第一导轨上，在移动座上设有控制移动座沿着第一导轨滑动的第一驱动装置，机器人固定设置在移动座上，绕线盘装卸工装与机器人的自由端固定连接，在移动座上设有第二导轨，第二导轨与第一导轨的设置方向垂直，钢丝剪断装置设置在第二导轨上，在钢丝剪断装置中设有控制钢丝剪断装置沿着第二导轨滑动的第二驱动组件，所述的绕线盘装卸工装上设有绕线盘的抓取装配组件和线头定位打结组件。本发明的绕线盘自动装卸系统，能自动完成绕线盘的装卸，不需要人工参与，提高了工作效率和安全性，并降低了生产成本。

Description

用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统
技术领域
本发明涉及汽车轮胎内部钢丝的生产技术领域，特别是涉及一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统。
背景技术
轮胎钢丝是指镶嵌在橡胶轮胎边缘的钢丝，为了增强轮胎的强度，通常在汽车、摩托车、拖拉机、飞机等轮胎外胎边缘都设有钢丝，钢丝的直径又有多种不同的型号。因而，在钢丝生产过程中，要根据需要将钢丝拉制成不同的直径。钢丝拉制完成后，需要在绕线机上，将钢丝绕在绕线盘上，传统的绕线流程，是操作人员手动将绕线盘装到绕线机上，然后将钢丝线头在绕线盘上打结，防止线头松散，再启动机器绕线，工字轮绕线绕满后，操作人员要手动剪断钢丝线头，再在绕线盘上将钢丝线头打结，防止线头松散，再将绕线盘搬至预定的位置。
传统的绕线操作的缺点在于，1）工作效率低，人工消耗大，一个工人最多只能负责几台绕线机的作业；2）因为空的绕线盘的重量在20-30kg，绕线绕满后绕线盘的重量在50-60kg，所以人工搬运而且劳动强度非常大；3）因为卷绕的钢丝非常细，直径为0.2mm\0.18mm等不同型号的尺寸，剪断的时候由于钢丝处于绷紧状态，钢丝容易反弹，使操作者受伤，而打结时，如果手部直接与钢丝接触，也容易将手部皮肤割伤，所以手动剪断和打结都存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，实现绕线盘的自动装卸以及线头的打结等操作。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其包括第一导轨、移动座、机器人、绕线盘装卸工装、钢丝剪断装置，移动座滑动设置在第一导轨上，在移动座上设有控制移动座沿着第一导轨滑动的第一驱动装置，机器人固定设置在移动座上，绕线盘装卸工装与机器人的自由端固定连接，在移动座上设有第二导轨，第二导轨与第一导轨的设置方向垂直，钢丝剪断装置设置在第二导轨上，在钢丝剪断装置中设有控制钢丝剪断装置沿着第二导轨滑动的第二驱动组件，所述的绕线盘装卸工装上设有绕线盘的抓取装配组件和线头定位打结组件。
进一步的方案是，所述的移动座上设有两组钢丝剪断装置，在移动座上设有两组与钢丝剪断装置对应的第二导轨，两组钢丝剪断装置向着第一导轨两侧相反的方向设置。
进一步的方案是，所述的移动座上还设有视觉检测器，视觉检测器用于辅助机器人精准定位空绕线盘的抓取和绕满线的绕线盘的码放。
进一步的方案是，所述的绕线盘装卸工装包括抓手本体、抓取装配组件和线头定位打结组件，抓取装配组件和线头定位打结组件设置在抓手本体上，抓手本体与机器人固定连接，抓取装配组件为气动卡爪，线头打结定位组件包括气缸和头部可伸缩的挑线杆，挑线杆包括杆体和夹紧头，通过气缸控制挑线杆夹紧头的伸缩，当气缸带动夹紧头收缩时，在夹紧头与杆体的前侧端面之间形成夹线槽，能将钢丝夹紧。
进一步的方案是，所述的绕线盘装卸工装还包括为气胀轴充气的充气组件，充气组件包括气嘴和气源接头，从气源接头输入的压缩气体通过气嘴输送至装配绕线盘的气胀轴内，使绕线盘固定在气胀轴上。
进一步的方案是，所述的钢丝剪断装置包括滑动座、钢丝导向轮组件和钢丝剪断夹紧组件，滑动座上设有驱动滑动座沿着第二导轨滑动的驱动机构，钢丝导向轮组件和钢丝剪断夹紧组件设置在滑动座上，钢丝导向轮组件包括气缸、装配板和设置在装配板上的上导向轮和下导向轮，气缸的推杆与装配板固定连接，气缸的推杆伸缩带动装配板水平移动，上导向轮设置在下导向轮的正上方，上导向轮和下导向轮通过转轴固定在装配板上，使其能自由转动，钢丝剪断夹紧组件包括剪断器件和夹紧器件，剪断器件为熔断器或自动剪，夹紧器件为气动的两个夹紧块之间距离可变的夹紧件，夹紧件设置在剪断器件的上方。
进一步的方案是，所述的钢丝剪断装置还包括压辊组件，压辊组件包括驱动件、顶杆、压辊架和压辊，顶杆与压辊架固定连接，压辊与压辊架转动配合，驱动件通过顶杆带动压辊架沿着第二导轨的轨道移动，使压辊顶在绕线盘的圆周面上，将钢丝顶紧并能随着绕线盘同步转动。
进一步的方案是，所述的钢丝剪断装置还包括辅助夹紧组件，辅助夹紧组件包括支架、气缸和两个夹紧臂，支架设置在滑动座上，并位于钢丝剪断夹紧组件的下方，两个夹紧臂与支架活动连接，通过气缸控制两个夹紧臂的转动，使其张开或闭合实现对钢丝的辅助夹紧。
进一步的方案是，所述的移动座上还设有物料平台，物料平台用于存放空的绕线盘和绕满钢丝的绕线盘，机器人在物料平台上自动抓取空的绕线盘分别放置在各个绕线机旁的预定位置，绕满钢丝后机器人将绕线盘抓取下来码放在物料平台上，再将绕线机旁的空的绕线盘装配在绕线机上。
进一步的方案是，所述的第一导轨的一侧端部设有上料装置和下料装置，上料装置用于将空的绕线盘码垛后输送至物料平台上，下料装置用于将物料平台上绕满钢丝的绕线盘输送至预定的位置，以便于上料装置向物料平台输送空的绕线盘。
本发明的有益效果是：1）本发明的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，采用机器人自动完成绕线盘的装卸的全部操作，不需要人工参与，一个机器人能够同时对应60台绕线机上的绕线盘的装卸工作，能够节约大量的人力，大幅度的降低生产成本；2）本发明的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，工作效率更高，可以快速将绕满钢丝的绕线盘取下，并快速将空绕线盘装在绕线机上，整个装卸过程仅需要1-2分钟即可完成，效率是人工作业的3倍以上；3）本发明的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，因为整个过程都不需要人工参与，所以安全性更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2为绕线盘装卸工装的结构示意图。
图3为钢丝剪断装置的结构示意图。
图4为钢丝剪断装置的俯视图。
图5为钢丝剪断装置的侧视图。
图6为钢丝剪断夹紧组件的结构示意图。
图7为压辊组件的结构示意图。
图中：1为第一导轨，2为移动座，21为物料平台，22为视觉检测器，3为机器人，4为绕线盘装卸工装，41为抓手本体，42为抓取装配组件，421为卡爪，43为线头定位打结组件，431为杆体，432为夹紧头，433为气缸，44为充气组件，441为气嘴，442为气源接头，5为钢丝剪断装置，51为滑动座，52为钢丝导向轮组件，521为气缸，522为装配板，523为上导向轮，524为下导向轮，53为钢丝剪断夹紧组件，531为剪断器件，532为夹紧器件，54为辅助夹紧组件，541为支架，542为气缸，543为夹紧臂，55为压辊组件，551为驱动件，552为顶杆，553为压辊架，554为压辊，56为辅助定位件，57为第二导轨，6为上料装置，7为下料装置，8为绕线机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等) 可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
如图1至图7所示，本发明的一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其包括第一导轨1、移动座2、机器人3、绕线盘装卸工装4、钢丝剪断装置5。
在车间里分布有60台绕线机8，分左右两组，并按一定的间距设置，第一导轨1设置在左右两组绕线机的中间，机器人3通过第一导轨1能够快速到达各个绕线机8所在的位置附近。
移动座2为可沿着第一导轨1移动的工作平台，在移动座2上设有第一驱动装置，带动移动座2沿着第一导轨1移动，第一驱动装置为伺服电机带动的滚轮组。
机器人3为高精度多自由度的机械手臂，机器人3设置在移动座2上。
绕线盘装卸工装4包括抓手本体41、抓取装配组件42和线头定位打结组件43，抓取装配组件42和线头定位打结组件43设置在抓手本体41上，抓手本体41与机器人3固定连接，抓取装配组件42为气动卡爪，气动卡爪包括气缸和至少三个卡爪421，通过气缸带动卡爪421活动来调节卡爪之间的间距，以实现将绕线盘夹紧和松开。线头打结定位组件43包括气缸433和头部可伸缩的挑线杆，挑线杆包括杆体431和夹紧头432，通过气缸433控制挑线杆夹紧头432的伸缩，当气缸433带动夹紧头432收缩时，在夹紧头432与杆体431的前侧端面之间形成夹线槽，能将钢丝夹紧；绕线盘装卸工装4还包括为气胀轴充气的充气组件44，充气组件44包括气嘴441和气源接头442，从气源接头442输入的压缩气体通过气嘴441输送至装配绕线盘的气胀轴内，使绕线盘固定在气胀轴上。
在移动座2上还设有两组第二导轨57，第二导轨57与第一导轨1的设置方向垂直，并向着第一导轨1两侧相反的方向设置，钢丝剪断装置5也包括两组，分别向着对应侧的绕线机8设置在对应的第二导轨57上，在钢丝剪断装置5中设有控制钢丝剪断装置5沿着第二导轨57滑动的第二驱动组件。
钢丝剪断装置5包括滑动座51、钢丝导向轮组件52和钢丝剪断夹紧组件53，滑动座51上设有驱动滑动座51沿着第二导轨57滑动的驱动机构，钢丝导向轮组件52和钢丝剪断夹紧组件53设置在滑动座51上，钢丝导向轮组件52包括气缸521、装配板522和设置在装配板522上的上导向轮523和下导向轮524，气缸521的推杆与装配板522固定连接，气缸521的推杆伸缩带动装配板522水平移动，上导向轮523设置在下导向轮234的正上方，上导向轮523和下导向轮524通过转轴固定在装配板522上，使其能自由转动，钢丝剪断夹紧组件包括剪断器件531和夹紧器件532，剪断器件531为熔断器或自动剪，夹紧器件532为气动的两个夹紧块之间距离可变的夹紧件，夹紧件532设置在剪断器531件的上方；钢丝剪断装置5还包括压辊组件55，压辊组件55包括驱动件551、顶杆552、压辊架553和压辊554，顶杆552与压辊架553固定连接，压辊554与压辊架553转动配合，驱动件551通过顶杆552带动压辊架553沿着第二导轨57的轨道移动，使压辊554顶在绕线盘的圆周面上，将钢丝顶紧并能随着绕线盘同步转动；钢丝剪断装置还包括辅助夹紧组件54，辅助夹紧组件54包括支架541、气缸542和两个夹紧臂543，支架541设置在滑动座51上，并位于钢丝剪断夹紧组件53的下方，两个夹紧臂543与支架541活动连接，通过气缸542控制两个夹紧臂543的转动，使其张开或闭合实现对钢丝的辅助夹紧。钢丝剪断装置还包括辅助定位件56，该辅助定位件56包括两个斜板，在两个斜板之间形成了线槽，钢丝从线槽中穿过时，辅助定位件56对钢丝定位，以便于钢丝与剪断器件和夹紧器件正对。
移动座2上还设有视觉检测器22，视觉检测器22用于辅助机器人精准定位空绕线盘的抓取和绕满线的绕线盘的码放。视觉检测器22通过图像对比的方式，判断绕线盘所在的位置与标准位置是否重合。
移动座2上还设有物料平台21，物料平台21用于存放空的绕线盘和绕满钢丝的绕线盘，机器人在物料平台21上自动抓取空的绕线盘分别放置在各个绕线机旁的预定位置，绕满钢丝后机器人将绕线盘抓取下来码放在物料平台21上，再将绕线机旁的空的绕线盘装配在绕线机上。
第一导轨1的一侧端部设有上料装置6和下料装置7，上料装置6用于将空的绕线盘码垛后输送至物料平台上，下料装置7用于将物料平台上绕满钢丝的绕线盘输送至预定的位置，以便于上料装置6向物料平台输送空的绕线盘。
本发明的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，首先通过上料装置向物料平台输送空绕线盘，然后机器人将空绕线盘分别对应装在各个绕线机上使各个绕线机开始绕线，然后移动座回到上料装置的位置，再次有空的绕线盘输送至物料平台，机器人将空的绕线盘依次送至各个绕线机旁的预备位置，以便于绕线结束后更换；等到有绕线机绕线结束时，移动平台移动至绕线机的位置附近，机器人带动绕线盘装卸工装到达绕线盘附近，先通过线头定位打结组件的挑线杆穿在绕线机与绕线盘之间的钢丝的下方，挑线杆带动钢丝逆着绕线盘上钢丝的绕线方向转动半圈，然后再上升将钢丝挑起；同时，钢丝剪断装置的钢丝导向轮组件和钢丝剪断夹紧组件向着绕线机移动至绕线盘的附近，挑线杆将钢丝挑起后挂到钢丝导向轮组件的上导向轮上，使钢丝依次经过上导向轮、钢丝剪断夹紧组件的夹紧器件、剪断器件和下导向轮，然后机器人带动挑线杆离开钢丝，挑线杆再从下导向轮与绕线盘之间的间隙位置挑线，带动钢丝沿着卷绕方向转动一周，再将钢丝带到辅助夹紧组件的剪断器件的上方，挑线杆的夹紧头将下导向轮与绕线盘之间的钢丝夹紧，夹紧器件将钢丝上部夹紧，辅助夹紧组件将钢丝下部夹紧，然后剪断器件将钢丝上部剪断，辅助夹紧组件松开，挑线杆带动下导向轮与绕线盘之间的钢丝线头和缠绕在其上的钢丝线圈沿着钢丝绕线方向转动半圈，然后后退，使钢丝线头穿过钢丝线圈，然后挑线杆拉动钢丝线头后退拉紧，完成打结；打结完成后，挑线杆的夹线头顶在气胀轴的充气口处，使气胀轴放气，然后机器人带动气动卡爪将绕线盘夹紧，从气胀轴上取下，然后移动至视觉检测器，确定气动卡爪对绕线盘的抓取位置准确后，将绕线盘码放在物料平台上，然后机器人抓取该绕线机的预备位置的空绕线盘，并将空绕线盘装在气胀轴上，通过充气组件给气胀轴充气，使气胀轴与绕线盘固定连接；然后机器人带动挑线杆转动至绕线机与夹紧器件之间的位置，因为在前面剪断和打结时，夹紧器件一直将钢丝夹紧，因而钢丝线头固定在夹紧器件上，将挑线杆压在钢丝上，并带动钢丝从上导向轮和下导向轮之间穿过，使钢丝经过下导向轮，然后将挑线杆移动至绕线机与空的绕线盘之间，使挑线杆压在钢丝上，带动钢丝逆着绕线盘的绕线方向转动一周在挑线杆上形成钢丝线圈，挑线杆的夹紧头将下导向轮与绕线盘之间的钢丝夹紧，然后挑线杆后退，使夹紧头处的钢丝从钢丝线圈中穿过并拉紧，完成打结，然后夹紧器件松开，压辊组件移动至绕线盘旁，使压辊压在绕线盘的周面上，防止绕线盘上打结的钢丝松开，启动绕线机，使钢丝在绕线盘上绕线几周，压辊组件后退至移动平台上初始位置，完成一个绕线机的绕线盘的装卸。本发明的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，采用机器人自动完成绕线盘的装卸的全部操作，不需要人工参与，一个机器人能够同时对应60台绕线机上的绕线盘的装卸工作，能够节约大量的人力，大幅度的降低生产成本；工作效率更高，可以快速将绕满钢丝的绕线盘取下，并快速将空绕线盘装在绕线机上，整个装卸过程仅需要1-2分钟即可完成，效率是人工作业的3倍以上；因为整个过程都不需要人工参与，所以安全性更高。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：其包括第一导轨、移动座、机器人、绕线盘装卸工装、钢丝剪断装置，移动座滑动设置在第一导轨上，在移动座上设有控制移动座沿着第一导轨滑动的第一驱动装置，机器人固定设置在移动座上，绕线盘装卸工装与机器人的自由端固定连接，在移动座上设有第二导轨，第二导轨与第一导轨的设置方向垂直，钢丝剪断装置设置在第二导轨上，在钢丝剪断装置中设有控制钢丝剪断装置沿着第二导轨滑动的第二驱动组件，所述的绕线盘装卸工装上设有绕线盘的抓取装配组件和线头定位打结组件。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的移动座上设有两组钢丝剪断装置，在移动座上设有两组与钢丝剪断装置对应的第二导轨，两组钢丝剪断装置向着第一导轨两侧相反的方向设置。
3.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的移动座上还设有视觉检测器，视觉检测器用于辅助机器人精准定位空绕线盘的抓取和绕满线的绕线盘的码放。
4.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的绕线盘装卸工装包括抓手本体、抓取装配组件和线头定位打结组件，抓取装配组件和线头定位打结组件设置在抓手本体上，抓手本体与机器人固定连接，抓取装配组件为气动卡爪，线头打结定位组件包括气缸和头部可伸缩的挑线杆，挑线杆包括杆体和夹紧头，通过气缸控制挑线杆夹紧头的伸缩，当气缸带动夹紧头收缩时，在夹紧头与杆体的前侧端面之间形成夹线槽，能将钢丝夹紧。
5.根据权利要求4所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的绕线盘装卸工装还包括为气胀轴充气的充气组件，充气组件包括气嘴和气源接头，从气源接头输入的压缩气体通过气嘴输送至装配绕线盘的气胀轴内，使绕线盘固定在气胀轴上。
6.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的钢丝剪断装置包括滑动座、钢丝导向轮组件和钢丝剪断夹紧组件，滑动座上设有驱动滑动座沿着第二导轨滑动的驱动机构，钢丝导向轮组件和钢丝剪断夹紧组件设置在滑动座上，钢丝导向轮组件包括气缸、装配板和设置在装配板上的上导向轮和下导向轮，气缸的推杆与装配板固定连接，气缸的推杆伸缩带动装配板水平移动，上导向轮设置在下导向轮的正上方，上导向轮和下导向轮通过转轴固定在装配板上，使其能自由转动，钢丝剪断夹紧组件包括剪断器件和夹紧器件，剪断器件为熔断器或自动剪，夹紧器件为气动的两个夹紧块之间距离可变的夹紧件，夹紧件设置在剪断器件的上方。
7.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的钢丝剪断装置还包括压辊组件，压辊组件包括驱动件、顶杆、压辊架和压辊，顶杆与压辊架固定连接，压辊与压辊架转动配合，驱动件通过顶杆带动压辊架沿着第二导轨的轨道移动，使压辊顶在绕线盘的圆周面上，将钢丝顶紧并能随着绕线盘同步转动。
8.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的钢丝剪断装置还包括辅助夹紧组件，辅助夹紧组件包括支架、气缸和两个夹紧臂，支架设置在滑动座上，并位于钢丝剪断夹紧组件的下方，两个夹紧臂与支架活动连接，通过气缸控制两个夹紧臂的转动，使其张开或闭合实现对钢丝的辅助夹紧。
9.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的移动座上还设有物料平台，物料平台用于存放空的绕线盘和绕满钢丝的绕线盘，机器人在物料平台上自动抓取空的绕线盘分别放置在各个绕线机旁的预定位置，绕满钢丝后机器人将绕线盘抓取下来码放在物料平台上，再将绕线机旁的空的绕线盘装配在绕线机上。
10.根据权利要求9所述的用于轮胎钢丝绕线装置的绕线盘自动装卸系统，其特征在于：所述的第一导轨的一侧端部设有上料装置和下料装置，上料装置用于将空的绕线盘码垛后输送至物料平台上，下料装置用于将物料平台上绕满钢丝的绕线盘输送至预定的位置，以便于上料装置向物料平台输送空的绕线盘。
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