CN111392512A - 用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，抓手本体、抓取组件、挑线杆组件和充气组件；抓手本体包括第一连接盘、第二连接盘和连接柱，所述第二连接盘用于连接外部机械手，第二连接盘与连接柱一端固定连接，连接柱另一端与第一连接盘固定连接，第一连接盘的端面上设有夹具连接盘；抓取组件下端面与夹具连接盘可拆卸连接，挑线杆组件可拆卸的连接在第一连接盘侧壁上，挑线杆组件包括顺次连接的挑线杆头、导向轴、连接组件和薄型气缸，挑线杆体套接在导向轴上，充气组件设置在第一连接盘侧壁上，其后端外接气源，用以向气胀轴充放气；本设备解决了与钢丝绕线机配套的工字轮全自动上下料的问题。

Description

用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘

技术领域

本发明属于轮胎钢丝制造技术领域，具体设计一种用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘。

背景技术

在轮胎钢丝制造行业中使用的工字轮，一般是通过人工搬运方式对空盘工字轮进行上料和对绕满钢丝的工字轮进行下料，但是由于空盘的工字轮重量在20-30kg，满盘的工字轮重量在50-60kg，如果使用人工方式进行搬运，工作劳动强度很大，工作效率很低且容易发生安全事故，因此使用机械手代理人工搬运是比较理想的方式。

工字轮安装在绕线机的主轴上，传统的固定方式是螺旋锁紧方式，这种方式需要将工字轮一圈一圈的旋转压紧在绕线机主轴上，操作繁琐，效率低下，因此现在改用气胀轴代替传统轴作为绕线机的主轴；在整个绕线过程中，气胀主轴需要充放气，工字轮绕线前后均需要打结、切断，因此若要实现工字轮的全自动上下料，机械手夹具还要配合打结装置和充放气装置，实现一体化操作；在申请号为201810307669.3的发明专利中公开了一种工字轮自动夹具，包括依次连接的第一驱动单元、固定架单元和吸附单元，夹紧单元设置于固定架单元上，通过吸附单元将工字轮吸附起来，通过夹紧单元将吸附起的工字轮进一步夹紧，防止工字轮在吸附过程中掉落，提高了搬运的稳定性和工作效率；申请号为201822192784.9的实用新型专利改进了夹爪结构，包括对应设置的上下安装板，上安装板下表面设置驱动转盘，下安装板上表面设置夹具，搬运工字轮时将旋转运动转化为夹爪的抓取动作，使抓取动作更加平稳可靠，该设备主要用于辅助搬运移动工字轮至合适的位置，减少工人的劳动强度；上述专利均未解决机械手夹具与切断装置、打结装置等必要装置的配合问题，也未针对气胀轴等特殊的绕线机主轴设置充放气装置，因此无法满足工字轮的全自动上下料要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，用于解决卷绕轮胎钢丝的工字轮的全自动上下料的问题。

本发明的技术方案如下：用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，包括：抓手本体、抓取组件、挑线杆组件和充气组件；抓取组件固定连接在抓手本体一端，抓取组件上设有抓取工字轮的夹爪；挑线杆组件和充气组件可拆卸的连接在抓手本体侧壁上，挑线杆组件包括薄型气缸、连接组件、导向轴、挑线杆头和挑线杆体，所述挑线杆头为自由端，挑线杆头、导向轴、连接组件和薄型气缸自前向后顺次连接，挑线杆体套接在导向轴上，导向轴能带动挑线杆头向前或向后伸缩移动，导向轴向后移动时，挑线杆头与挑线杆体端部夹紧形成一个能夹住细丝状工件的夹头；所述充气组件包括充气嘴、充气手柄和直通接头，充气手柄内部中空，充气手柄前端连接充气嘴，充气嘴中设有孔用卡簧，未通入气源时孔用卡簧与充气手柄连接处密封相抵，充气手柄后端密封连接直通接头，直通接头用以连接外部气源。

进一步的，抓手本体包括第一连接盘、第二连接盘和连接柱，所述第二连接盘用于连接外部机械手，第二连接盘与连接柱一端固定连接，连接柱另一端与第一连接盘固定连接，所述第一连接盘近似于环状，其内环为圆形，外壁上沿圆周均布有至少两个安装座，第一连接盘的端面上设有夹具连接盘。

进一步的，抓取组件包括壳体、夹爪、滑块机构和气缸，所述壳体下端面与夹具连接盘可拆卸连接，气缸设在壳体内底部，壳体侧壁连接有与气缸贯通的进气口和排气口，所述滑块机构包括三个嵌合在壳体上端面的滑块，滑块在壳体内的部分与气缸贯通，所述每个滑块在壳体上端面的部分连接一个夹爪。

进一步的，所述连接柱数量为N，N≥3，多个连接柱沿轴心等角度分布，所述连接柱柱身上设有多个安装孔。

进一步的，所述夹具连接盘为第一连接盘端面上的环形内凹面，夹具连接盘外缘位于第一连接盘内环和外缘之间，夹具连接盘上设有多个安装孔位。

进一步的，所述三个滑块沿轴心等角度设置，三个同样的夹爪对应连接在三个滑块上，所述夹爪呈L形，包括抓取臂与安装臂，二者呈90度夹角，抓取臂的端部内侧设有用以固定工件的夹爪槽。

进一步的，所述挑线杆体上沿圆周设有一个用来绕线的V形线槽。

进一步的，所述挑线杆组件还包括带座轴承、支撑座和连接块，挑线杆体后端套接在带座轴承上，支撑座前后端分别垂直向上伸出，带座轴承与支撑座前端向上伸出部分固定连接，气缸与支撑座后端伸出部分固定连接；所述支撑座下方与连接块固定连接，所述连接块将本装置固定连接在第一连接盘的安装座上。

进一步的，所述导向轴与挑线杆体之间设有至少两个无油衬套，分别位于导向轴前后两端，用于支持导向轴的往复运动。

进一步的，所述抓取组件上还设有识别部，识别部包括至少三根立柱和卡接在立柱之间的圆盘，圆盘上设有感应开关，所述立柱前端设有弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本装置为使用气胀轴作为绕线主轴的钢丝绕线机及其配套的卷绕工字轮提供了一体化设备以解决工字轮全自动上下料的问题，本装置中抓取组件通过抓手本体与机械手连接，挑线杆组件和充气组件分别设置在抓取组件的边缘，在机械手的作用下，本装置能够自由移动旋转，灵活性很高；

（2）充气组件用于气胀轴的充气或放气，挑线杆组件承担为空盘的工字轮和满盘的工字轮提供线头打结切断的功能，抓取组件中三个夹爪在气缸配合下夹紧工字轮，将其搬上或搬下生产线；上述几个组件承担不同的功能，使工字轮上下料不需要其他设备的配合，真正做到了全自动上下料；

（3）使用本设备生产轮胎钢丝不仅生产效率高，人工成本降低，具有很大的经济效益，而且能有力保证产线上工人的安全，降低安全事故发生率。

附图说明

图1为用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘的装配结构图；

图2为本装置中抓手本体结构图；

图3为本装置中抓取组件的结构示意图；

图4为本装置中抓取组件的剖面结构示意图；

图5为本装置中挑线杆组件的剖面结构示意图；

图6为本装置中充气组件剖面结构图；

图中标记为：抓手本体1、第一连接盘11、第二连接盘12、连接柱13、安装板14、安装座111、夹具连接盘112、抓取组件2、夹爪21、夹爪槽211、抓取臂212、安装臂213、壳体22、滑块机构23、滑块231、气缸24、进气口251、出气口252、挑线杆组件3、挑线杆头31、夹头311、导向轴32、无油衬套321、挑线杆体33、V型线槽331、连接组件34、薄型气缸35、活塞351、支撑架36、连接块37、带座轴承38、充气组件4、充气嘴41、充气手柄42、直通接头43、孔用卡簧44，识别部5、立柱51、感应圆盘52。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

如图1所示为用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘的装配结构图，包括抓手本体1、抓取组件2、挑线杆组件3和充气组件4，所述抓手本体1后端连接外部机械手，前端连接抓取组件2，挑线杆组件3和充气组件4分别设置在抓取组件2的侧壁上。

如图2所示为抓手本体结构图，包括第一连接盘11、第二连接盘12和连接柱13，所述第二连接盘12用于连接外部机械手，第二连接盘12与连接柱13一端固定连接，连接柱13另一端与第一连接盘11固定连接，所述第一连接盘11近似于环状，其内环为圆形，外壁上沿圆周均布有至少两个安装座111，第一连接盘11的端面上设有夹具连接盘112；所述连接柱13具体有三个，三个连接柱13沿轴心等角度分布，连接柱柱身上设有多个安装孔，两个安装板14分别位于不同的连接柱13之间，与连接柱13通过柱身安装孔固定连接，所述两个安装板14上也设有多个安装孔，用于安装外部配套零部件；所述夹具连接盘112为第一连接盘11端面上的环形内凹面，夹具连接盘112外缘位于第一连接盘11的内环和外缘之间，夹具连接盘112上设有多个安装孔位。

如图3-4所示，抓取组件2包括壳体22、夹爪21、滑块机构23和气缸24，所述壳体22下端面与夹具连接盘112可拆卸连接，气缸24设在壳体22内底部，壳体22侧壁连接有与气缸24贯通的进气口251和排气口252，所述滑块机构23包括三个嵌合在壳体上端面的滑块231，滑块231在壳体内的部分与气缸24贯通，所述每个滑块231在壳体22上端面的部分连接一个夹爪21；所述三个滑块沿轴心等角度设置，三个同样的夹爪21对应连接在三个滑块上，所述夹爪21呈L形，包括抓取臂212与安装臂213，二者呈90度夹角，抓取臂212的端部内侧设有用以固定工件的夹爪槽211，在气缸24作用下，三个夹爪21同时开合夹取工件。

如图5所示，挑线杆组件3可拆卸的连接在第一连接盘11侧壁的一个安装座111上，挑线杆组件3包括薄型气缸35、连接组件34、导向轴32、挑线杆头31和挑线杆体33，所述挑线杆头31为自由端，挑线杆头31、导向轴32、连接组件34和薄型气缸35自前向后顺次连接，挑线杆体33套接在导向轴32上，所述导向轴32与挑线杆体33之间设有至少两个无油衬套321，分别位于导向轴32前后两端，使导向轴32能在挑线杆体33内带动挑线杆头31向前或向后伸缩移动，导向轴32向后移动时，挑线杆头31与挑线杆体33端部夹紧形成一个能夹住细丝状工件的夹头311；所述挑线杆体33上沿圆周设有一个用来绕线的V形线槽331，钢丝在V形线槽331上绕至少一圈以上，V形线槽331中形成一个钢丝圈时，导向轴32后退，夹头311夹紧线头，整个杆体后缩将线头穿过钢丝圈拉紧，完成钢丝打结过程；所述挑线杆组件3还包括带座轴承38、支撑座36和连接块37，挑线杆体33后端套接在带座轴承38上，支撑座36前后端分别垂直向上伸出，带座轴承38与支撑座36前端向上伸出部分固定连接，气缸24与支撑座36后端伸出部分固定连接；所述支撑座36下方与连接块37固定连接，所述连接块37将本装置固定连接在第一连接盘11的安装座111上。

如图6所示，充气组件4可拆卸的连接在第一连接盘11侧壁的另一个安装座111上，包括充气嘴41、充气手柄42和直通接头43，充气手柄42内部中空，用以连接安装座，充气手柄42前端连接充气嘴41，充气嘴41中设有孔用卡簧44，未通入气源时孔用卡簧44与充气手柄连接处密封相抵，充气手柄42后端密封连接直通接头43，直通接头43用以连接外部气源。

所述抓取组件2的三个夹爪之间固定设有一个识别部5，所述识别部5包括三个立柱51和卡接在立柱之间的感应圆盘52，立柱51前端设有弹簧，当立柱51触碰到所要抓取的工字轮时，弹簧使抓取组件2缓速向前接近工字轮盘面，当抓取组件2充分接近工字轮时，感应圆盘上的接近开关被触发，夹爪21向内抓取工字轮。

使用本装置进行工字轮上料时，抓取组件2夹住空盘的工字轮套入绕线机气胀轴中，机械手将充气组件4对准气胀轴嘴部进行充气，充气完毕工字轮被固定，机械手带动挑线杆组件3围绕工字轮旋转一周，将两股钢丝线绕在挑线杆体33上的V型线槽331中，形成一个钢丝圈，此时导向轴32后移，与挑线杆体33之间夹紧钢丝线头，挑线杆组件3靠近外部切断装置，切断装置切断钢丝线头，挑线杆组件3整体后移，使线头穿过钢丝圈抽紧，打结完毕，夹头311依然夹紧线头，挑线杆组件3移动至贴近工字轮表面，松开夹头，打结好的线头被释放到工字轮上，气胀轴旋转，工字轮开始绕线。

工字轮绕满钢丝需要下料时，绕线机停止，先使用挑线杆组件3对钢丝线进行打结切断，过程与上料过程一致，钢丝线打结切断后使用充气组件4对气胀轴放气，然后使用抓取组件2夹取满载的工字轮，移下生产线。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述，仅为本发明较佳的几个实施方式，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，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于，包括：抓手本体、抓取组件、挑线杆组件和充气组件；抓取组件固定连接在抓手本体一端，抓取组件上设有抓取工字轮的夹爪；挑线杆组件和充气组件可拆卸的连接在抓手本体侧壁上，挑线杆组件包括薄型气缸、连接组件、导向轴、挑线杆头和挑线杆体，所述挑线杆头为自由端，挑线杆头、导向轴、连接组件和薄型气缸自前向后顺次连接，挑线杆体套接在导向轴上，导向轴能带动挑线杆头向前或向后伸缩移动，导向轴向后移动时，挑线杆头与挑线杆体端部夹紧形成一个能夹住细丝状工件的夹头；所述充气组件包括充气嘴、充气手柄和直通接头，充气手柄内部中空，充气手柄前端连接充气嘴，充气嘴中设有孔用卡簧，未通入气源时孔用卡簧与充气手柄连接处密封相抵，充气手柄后端密封连接直通接头，直通接头用以连接外部气源。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：抓手本体包括第一连接盘、第二连接盘和连接柱，所述第二连接盘用于连接外部机械手，第二连接盘与连接柱一端固定连接，连接柱另一端与第一连接盘固定连接，所述第一连接盘近似于环状，其内环为圆形，外壁上沿圆周均布有至少两个安装座，第一连接盘的端面上设有夹具连接盘。

3.根据权利要求2所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：抓取组件包括壳体、夹爪、滑块机构和气缸，所述壳体下端面与夹具连接盘可拆卸连接，气缸设在壳体内底部，壳体侧壁连接有与气缸贯通的进气口和排气口，所述滑块机构包括三个嵌合在壳体上端面的滑块，滑块在壳体内的部分与气缸贯通，所述每个滑块在壳体上端面的部分连接一个夹爪。

4.根据权利要求2所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述连接柱数量为N，N≥3，多个连接柱沿轴心等角度分布，所述连接柱柱身上设有多个安装孔。

5.根据权利要求2所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述夹具连接盘为第一连接盘端面上的环形内凹面，夹具连接盘外缘位于第一连接盘内环和外缘之间，夹具连接盘上设有多个安装孔位。

6.根据权利要求3所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述三个滑块沿轴心等角度设置，三个同样的夹爪对应连接在三个滑块上，所述夹爪呈L形，包括抓取臂与安装臂，二者呈90度夹角，抓取臂的端部内侧设有用以固定工件的夹爪槽。

7.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述挑线杆体上沿圆周设有一个用来绕线的V形线槽。

8.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述挑线杆组件还包括带座轴承、支撑座和连接块，挑线杆体后端套接在带座轴承上，支撑座前后端分别垂直向上伸出，带座轴承与支撑座前端向上伸出部分固定连接，气缸与支撑座后端伸出部分固定连接；所述支撑座下方与连接块固定连接，所述连接块将本装置固定连接在第一连接盘的安装座上。

9.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述导向轴与挑线杆体之间设有至少两个无油衬套，分别位于导向轴前后两端，用于支持导向轴的往复运动。

10.根据权利要求1所述的用于轮胎钢丝卷绕工字轮的自动装卸夹盘，其特征在于：所述抓取组件上还设有识别部，识别部包括至少三根立柱和卡接在立柱之间的圆盘，圆盘上设有感应开关，所述立柱前端设有弹簧。

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