CN112872087B - 一种可自动定型记忆合金丝的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体是一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，解决了现有记忆合金丝材产品的生产方法操作繁琐，效率低下，人工成本高的问题。一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，S1：记忆合金丝的穿模，穿模工位设置有放丝机构、送丝机构、导向切断机构、多轴机器人、PLC和定型模具；S2：记忆合金丝的热处理，热处理工位设置有热处理隧道炉；S3：记忆合金丝的冷却，冷却工位设置有冷却槽；S4：记忆合金丝的传送，传送工位设置有水平传送带和提升机构；S4：定型模具的抓取；S5：记忆合金丝的脱模，脱模工位设置有物料槽和气动夹头。本发明实现了记忆合金丝的自动定型，生产过程无需人工操作，有效提高了生产效率，大幅度降低了生产中的人工成本。

Description

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法

技术领域

本发明涉及材料工程用生产方法，具体是一种可自动定型记忆合金丝的生产方法。

背景技术

记忆合金具有高达6%~8%的可恢复弹性应变，远高于常规金属材料0.5%的弹性应变值，且记忆合金具有高达10⁷次的疲劳寿命，阻尼特性优良，并具备形状记忆特性，在众多领域有广泛的应用，其中占比最大的是镍钛记忆合金丝材经过热处理定型后的各种产品，其常见应用如镍钛口腔正畸丝、头戴式耳机头箍丝、挂颈式耳机支撑丝、高端胸罩支撑丝、温控驱动丝等。

记忆合金需要外加约束并经过特定温度热处理后才能将形状固定，因此，常见冷加工方式无法满足其定型生产要求。目前，记忆合金丝材产品的生产通常是先根据其形状设计相应的金属模具，通过人工将丝材固定在模具上并放入热处理炉中加热，然后经过冷却固定形状，再由人工将丝材从模具上拆除。

专利CN106929779A公开了一种记忆金属丝定型治具及其加工记忆金属丝的方法，其过程涉及丝材长度修剪、将丝材放置在治具线槽内、固定锁件将丝材端部紧固在治具上、固定压板将丝材的中段固定在治具上、将治具放入高温炉中热处理8~16分钟后取出冷却、拆除治具得到定型的记忆金属丝，整个定型过程涉及六个工序。

然而实践表明，现有记忆合金丝材产品生产方法存在以下问题：整个定型过程涉及的六个工序全部依靠操作人员手工作业，对人员依赖度极大，生产过程操作繁琐，生产效率低下，人工成本较高。

发明内容

本发明为了解决现有记忆合金丝材产品的生产方法操作繁琐，效率低下，人工成本高的问题，提供了一种可自动定型记忆合金丝的生产方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，该方法是采用如下步骤实现的：

S1：记忆合金丝的穿模：所述穿模工位设置有放丝机构、送丝机构、导向切断机构、多轴机器人、PLC和定型模具，其中，放丝机构、送丝机构、导向切断机构从左至右依次布置；PLC位于放丝机构的前方；多轴机器人位于导向切断机构的右前方；多轴机器人的机械臂端部设置有定型模具夹手和视觉识别装置；导向切断机构设置于多轴机器人的机械臂的工作范围内；所述定型模具是由不锈钢管制成的，且其内径与形状分别与记忆合金产品的丝径与形状相匹配；

所述放丝机构包括两个前后平行分布的放丝架，每个放丝架的顶端部均通过轴承设置有与其转动连接且纵向放置的放丝转轴，位于前侧的轴承的内圈设置有内螺纹；位于前侧的放丝转轴的侧壁中部设置有与轴承的内圈螺纹配合的外螺纹、侧壁前部固定套设有位于放丝架前方的横向直立的锁紧手轮；两个放丝转轴呈前后正对设置，且两者之间夹设有一个位于两个放丝架之间的横向直立的绕丝轮，绕丝轮的外侧绕设有记忆合金丝；位于后侧的放丝架与绕丝轮之间设置有开口向下的C形的张力调节带，张力调节带的下表面中部紧密贴合于放丝转轴的上侧壁；位于后方的放丝架的前表面下部固定有纵向布置且位于放丝转轴两侧的左耳板和右耳板；张力调节带的右端固定穿设于右耳板；张力调节带的左端设置有首低尾高倾斜放置的张力调节螺栓，张力调节螺栓的尾端与张力调节带（706）固定连接、首端与左耳板螺纹连接；

所述送丝机构包括位于绕丝轮右上方的动力箱，动力箱的内腔设置有输出轴朝前的伺服电机、前侧壁下部通过轴承I转动穿设有若干个与伺服电机传动连接且左右平行分布的送丝辊筒；动力箱的前侧壁上部设置有若干个压丝滑轮，且压丝滑轮与送丝辊筒之间沿上下方向留设有送丝间隙，记忆合金丝的端部夹设于送丝间隙；

所述导向切断机构包括一体设置于动力箱的右侧壁前侧的纵向直立的固定板，固定板的右表面固定连接有横向放置的导向柱，固定板与导向柱上共同开设有与送丝间隙左右正对且与记忆合金丝尺寸匹配的导向孔；动力箱的右外侧壁设置有纵向放置且活塞杆朝前的气缸，气缸的活塞杆的前端部设置有刃部朝前的切刀；

所述PLC的输入端与视觉识别装置的输出端连接，PLC的输出端分别与伺服电机的输入端、气缸的输入端、多轴机器人的输入端、定型模具夹手的输入端连接；

在穿模工位，定型模具夹手夹持定型模具，使得定型模具的穿丝口与导向孔的出口的间距为1mm-5mm；送丝机构驱动记忆合金丝经导向孔后穿入定型模具的内腔；穿丝长度达到要求后，PLC生成控制指令，并将控制指令发送至气缸，气缸驱动切刀伸出切断记忆合金丝；切断后，PLC控制定型模具夹手，定型模具夹手松开穿有记忆合金丝的定型模具，使穿有记忆合金丝的定型模具进入热处理工位；

S2：记忆合金丝的热处理：所述热处理工位位于导向切断机构的右侧，且该工位设置有热处理隧道炉，热处理隧道炉的进料端位于其左端、出料端位于其右端，且其左端部设置于多轴机器人的机械臂的工作范围内；PLC的输出端与热处理隧道炉的输入端连接；所述热处理隧道炉为卧式隧道炉，且包括沿左右方向传送的水平传送带I和架设于水平传送带I中部上方的热处理炉体；在热处理工位，水平传送带I驱动穿有记忆合金丝的定型模具向右移动进入热处理炉体进行热处理，并在热处理后进入冷却工位；

S3：记忆合金丝的冷却：所述冷却工位位于热处理隧道炉的右侧，且该工位设置有槽口朝上的冷却槽，热处理隧道炉的出料端与冷却槽的槽口相接；冷却槽的内腔设置有冷却介质；在冷却工位，穿有记忆合金丝的定型模具在冷却槽中的冷却介质的作用下冷却，并在冷却后进入传送工位；

S4：记忆合金丝的传送：所述传送工位设置有位于热处理隧道炉与冷却槽前方且沿左右方向传送的水平传送带和位于冷却槽与水平传送带的右端部之间的提升机构；多轴机器人位于热处理隧道炉与水平传送带之间；

所述提升机构包括设置于冷却槽与水平传送带之间的支架，支架的顶端部与冷却槽的内槽底之间设置有前高后低且沿前后方向传送的提升传送带；提升传送带的皮带上固定有若干个垂直于皮带且等距离分布的推板，位于前侧的推板与水平传送带的右端部呈上下对应；PLC的输出端分别与提升传送带的输入端、水平传送带的输入端连接；

在传送工位，提升传送带驱动穿有记忆合金丝的定型模具上升并落在水平传送带的右端部；水平传送带驱动穿有记忆合金丝的定型模具向左移动进入抓取工位；

S4：定型模具的抓取：所述抓取工位位于水平传送带的左端部，且该抓取工位设置于多轴机器人的机械臂的工作范围内；在抓取工位，定型模具夹手抓取穿有记忆合金丝的定型模具，并将定型模具传送至脱膜工位；

S5：记忆合金丝的脱模：所述脱模工位位于水平传送带与PLC之间，该工位设置有槽口朝上的物料槽和气动夹头安装架，且物料槽位于气动夹头安装架的右侧；气动夹头安装架的顶端部设置有方向朝右且位于物料槽正上方的气动夹头；气动夹头设置于多轴机器人的机械臂的工作范围内；气动夹头的输入端与PLC的输出端连接；

在脱膜工位，定型模具夹手夹持穿有记忆合金丝的定型模具，气动夹头夹持记忆合金丝在定型模具上的外露端部；而后PLC控制定型模具夹手拽动定型模具使得定型模具与记忆合金丝分离，得到记忆合金产品；分离后，PLC控制气动夹头松开记忆合金产品，记忆合金产品落入物料槽，由此完成记忆合金产品的生产。

本发明利用放丝机构、送丝机构与导向切断机构实现了记忆合金丝的自动穿模；利用热处理隧道炉实现了记忆合金丝热处理的自动化操作；利用冷却槽对记忆合金丝进行冷却；利用提升机构与水平传送带将经过热处理与冷却处理的记忆合金丝自动传送至多轴机器人的工作范围；利用多轴机器人实现记忆合金产品的脱模及定型模具在脱模工位与穿模工位的自动传送；利用PLC对生产过程与参数进行控制。

本发明中，锁紧手轮的结构设计方便绕丝轮的安装；张力调节带与张力调节螺栓的组合结构设计能够对放丝转轴的张力进行调节，防止放丝转轴自由转动而造成记忆合金丝回弹乱丝；伺服电机、送丝辊筒与压丝滑轮的组合结构设计保证了记忆合金丝的可靠、连续输送；导向柱的结构设计能够将记忆合金丝可靠导引并穿入定型模具，实现记忆合金丝的自动穿模；推板的结构设计能够保证穿有记忆合金丝的定型模具从冷却介质中提升脱离；气动夹头能够辅助多轴机器人，夹持记忆合金丝的外露端部，实现记忆合金产品的脱模；视觉识别装置能够对定型模具进行识别定位，避免抓取操作失败。

生产前，采用如下步骤进行生产前的准备：a. 根据待生产的记忆合金产品的规格型号，在PLC上选择能够满足记忆合金产品定型参数的生产程序；b.根据伺服电机的转速，通过调节张力调节螺栓，对放丝转轴的转动张力进行调节，调节量以足以阻止绕丝轮自由转动为宜；c.在水平传送带上等距离地平放若干个定型模具；d. 对生产设备的运行进行调试，使得定型模具夹手的抓取节拍与伺服电机的转速、气缸的工作节拍、水平传送带I的传送速度、提升传送带的传送速度、水平传送带的传送速度均相适应。

生产前的调试工作能够对定型模具夹手的抓取节拍进行调整，使得批量产品生产时各工序能够有效衔接，进而保证了生产过程的有序进行。

所述伺服电机位于送丝辊筒的左侧，且其输出轴上固定装配有主动齿轮，所述送丝辊筒的数量为四个，且每个送丝辊筒的后端部均固定装配有从动齿轮，主动齿轮、四个从动齿轮从左至右依次啮合；所述压丝滑轮的数量为三个；动力箱的前侧壁上部开设有三个左右分布且竖向布置的条形孔，压丝滑轮的轮轴一一对应地穿于条形孔，压丝滑轮的轮轴的后端部共同固定有位于动力箱内腔的倒T形连接杆，倒T形连接杆的竖直段的顶端部穿出动力箱的顶壁，且倒T形连接杆的竖直段的顶端部套设有与其螺纹连接且底端面紧密贴合于动力箱外顶壁的调节套筒。

该结构设计能够对送丝间隙的尺寸进行调节，使本生产方法能够适应不同丝径的记忆合金产品的生产，适用性能进一步提升。

所述张力调节带是由人造皮革制成的；绕丝轮的中部开设有前后贯通的通孔I，两个放丝转轴的相对端均为锥形尖端，且两个锥形尖端分别卡接于通孔I的前端、后端；位于前侧的轴承的内圈固定有纵向放置的内耳板，位于前侧的放丝架的后表面固定有与内耳板内外正对的外耳板，外耳板上设置有可拆卸地穿设于内耳板的挡销。

挡销的结构设计能够在安装绕丝轮时将轴承内圈固定，防止轴承转动影响安装；安装时，推动插入挡销后旋动锁紧手轮即可将绕丝轮夹紧在放丝转轴上，安装完毕后拔开挡销可实现绕丝轮随放丝转轴旋转。人造皮革具有耐磨、弹性适中的优点，保证了送丝转轴的转动张力调节操作的可靠性；锥形尖端的结构设计一是能够对绕丝轮进行定位锁紧，二是方便绕丝轮的更换。

所述视觉识别装置为带有图像识别功能的摄像头。

固定板的右表面设置有与其固定连接的纵向直立的法兰盘，法兰盘的中部开设有与导向孔连通的通孔、右表面一体设置有同轴放置且套接于导向柱左部的外螺纹套筒，导向柱的外侧壁中部一体设置左表面紧密贴合于外螺纹套筒右端面的压环；导向柱的外部套设有右端面带有挡环且旋拧于外螺纹套筒的锁紧螺帽，锁紧螺帽的挡环与压环的右表面紧密贴合。

该结构设计便于导向柱的装卸，进而方便对导向柱进行更换，使本生产方法能够适应不同丝径的记忆合金产品的生产，适用性能进一步提升。

位于左侧的第一个送丝辊筒与第二个送丝辊筒的间距与第二个送丝辊筒与第三个送丝辊筒的间距一致，且两间距均大于第三个送丝辊筒与第四个送丝辊筒的间距；位于左侧的第一个压丝滑轮位于第一个送丝辊筒与第二个送丝辊筒之间；第二个压丝滑轮位于第二个送丝辊筒与第三个送丝辊筒之间；第三个压丝滑轮位于第四个送丝辊筒的正上方。

该结构设计能够提高送丝机构传送记忆合金丝的准确性，进而保证记忆合金丝能够准确进行导向孔，提升了送丝机构与导向切断工序衔接的可靠性。

启动生产设备后，定型模具夹手抓取水平传送带上的定型模具，并将定型模具传送至穿模工位，所述定型模具依次经过穿模工位、热处理工位、冷却工位、传送工位、抓取工位、脱模工位，然后又回到穿模工位，进行下一轮的循环。

多个定型模具同步生产，大幅度提高了生产效率。

在抓取工位，视觉识别装置采集穿有记忆合金丝的定型模具的图像信号并发送至PLC，PLC控制定型模具夹手进行抓取。

步骤S3中所述的冷却介质为水；步骤S4中水平传送带上平放的定型模具的数量与PLC程序计算得到的可处理的定型模具的数量相一致。

水具有比热容大、成本低、对环境污染小的优点，并且对记忆合金产品及定型模具均无不良影响。

本发明开发了一种全新的记忆合金丝材产品的生产方法，实现了记忆合金丝的自动定型，有效解决了现有记忆合金丝材产品的生产方法操作繁琐，效率低下，人工成本高的问题，而且生产过程无需人工操作，有效提高了生产效率，大幅度降低了生产中的人工成本，同时可适用于不同丝径、成分、形状的记忆合金产品的生产，适用性能进一步提升。

附图说明

图1是本发明所用生产设备的结构示意图；

图2是图1中放丝机构的结构示意图；

图3是图1中挡销处的局部放大示意图；

图4是图1中送丝机构与导向切断机构的结构示意图；

图5是本发明中实施例1中的定型模具的结构示意图。

图中，1-冷却槽，2-水平传送带，3-物料槽，401-气动夹头安装架，402-气动夹头，5-PLC，6-多轴机器人，601-定型模具夹手，602-视觉识别装置，701-放丝架，702-放丝转轴，703-锁紧手轮，704-绕丝轮，705-记忆合金丝，706-张力调节带，707-左耳板，708-右耳板，709-张力调节螺栓，710-轴承，711-内耳板，712-外耳板，713-挡销，801-动力箱，802-送丝辊筒，803-压丝滑轮，804-送丝间隙，805-调节套筒，901-固定板，902-导向柱，903-导向孔，904-气缸，905-切刀，906-法兰盘，907-外螺纹套筒，908-压环，909-锁紧螺帽，1001-支架，1002-提升传送带，1003-推板，1101-水平传送带I，1102-热处理炉体，12-定型模具。

具体实施方式

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，该生产方法是基于如下生产设备实现的，所述生产设备包括从左至右依次布置的放丝机构、送丝机构、导向切断机构、热处理隧道炉和槽口朝上的冷却槽1；热处理隧道炉的进料端位于其左端、出料端位于其右端，且其出料端与冷却槽1的槽口相接；热处理隧道炉与冷却槽1的前方共同设置有沿左右方向传送的水平传送带2，冷却槽1与水平传送带2的右端部之间设置有提升机构；水平传送带2的左侧从右至左依次设置有槽口朝上的物料槽3、气动夹头安装架401和PLC5；气动夹头安装架401的顶端部设置有方向朝右且位于物料槽3正上方的气动夹头402；热处理隧道炉与水平传送带2之间设置有多轴机器人6，多轴机器人6的机械臂端部设置有定型模具夹手601和视觉识别装置602；水平传送带2的左端部、气动夹头402、导向切断机构、热处理隧道炉的左端部均设置于多轴机器人6的机械臂的工作范围内；

所述放丝机构包括两个前后平行分布的放丝架701，每个放丝架701的顶端部均通过轴承710设置有与其转动连接且纵向放置的放丝转轴702，位于前侧的轴承710的内圈设置有内螺纹；位于前侧的放丝转轴702的侧壁中部设置有与轴承710的内圈螺纹配合的外螺纹、侧壁前部固定套设有位于放丝架701前方的横向直立的锁紧手轮703；两个放丝转轴702呈前后正对设置，且两者之间夹设有一个位于两个放丝架701之间的横向直立的绕丝轮704，绕丝轮704的外侧绕设有记忆合金丝705；位于后侧的放丝架701与绕丝轮704之间设置有开口向下的C形的张力调节带706，张力调节带706的下表面中部紧密贴合于放丝转轴702的上侧壁；位于后方的放丝架701的前表面下部固定有纵向布置且位于放丝转轴702两侧的左耳板707和右耳板708；张力调节带706的右端固定穿设于右耳板708；张力调节带706的左端设置有首低尾高倾斜放置的张力调节螺栓709，张力调节螺栓709的尾端与张力调节带706固定连接、首端与左耳板707螺纹连接；

所述送丝机构包括位于绕丝轮704右上方的动力箱801，动力箱801的内腔设置有输出轴朝前的伺服电机、前侧壁下部通过轴承I转动穿设有若干个与伺服电机传动连接且左右平行分布的送丝辊筒802；动力箱801的前侧壁上部设置有若干个压丝滑轮803，且压丝滑轮803与送丝辊筒802之间沿上下方向留设有送丝间隙804，记忆合金丝705的端部夹设于送丝间隙804；

所述导向切断机构包括一体设置于动力箱801的右侧壁前侧的纵向直立的固定板901，固定板901的右表面固定连接有横向放置的导向柱902，固定板901与导向柱902上共同开设有与送丝间隙804左右正对且与记忆合金丝705尺寸匹配的导向孔903；动力箱801的右外侧壁设置有纵向放置且活塞杆朝前的气缸904，气缸904的活塞杆的前端部设置有刃部朝前的切刀905；

所述提升机构包括设置于冷却槽1与水平传送带2之间的支架1001，支架1001的顶端部与冷却槽1的内槽底之间设置有前高后低且沿前后方向传送的提升传送带1002；提升传送带1002的皮带上固定有若干个垂直于皮带且等距离分布的推板1003，位于前侧的推板1003与水平传送带2的右端部呈上下对应；

所述PLC5的输入端与视觉识别装置602的输出端连接，PLC5的输出端分别与伺服电机的输入端、气缸904的输入端、热处理隧道炉的输入端、提升传送带1002的输入端、水平传送带2的输入端、气动夹头402的输入端、多轴机器人6的输入端、定型模具夹手601的输入端连接。

所述热处理隧道炉为卧式隧道炉，且包括沿左右方向传送的水平传送带I1101和架设于水平传送带I1101中部上方的热处理炉体1102。所述伺服电机位于送丝辊筒802的左侧，且其输出轴上固定装配有主动齿轮，所述送丝辊筒802的数量为四个，且每个送丝辊筒802的后端部均固定装配有从动齿轮，主动齿轮、四个从动齿轮从左至右依次啮合；所述压丝滑轮803的数量为三个；动力箱801的前侧壁上部开设有三个左右分布且竖向布置的条形孔，压丝滑轮803的轮轴一一对应地穿于条形孔，压丝滑轮803的轮轴的后端部共同固定有位于动力箱801内腔的倒T形连接杆，倒T形连接杆的竖直段的顶端部穿出动力箱801的顶壁，且倒T形连接杆的竖直段的顶端部套设有与其螺纹连接且底端面紧密贴合于动力箱801外顶壁的调节套筒805。所述张力调节带706是由人造皮革制成的；绕丝轮704的中部开设有前后贯通的通孔I，两个放丝转轴702的相对端均为锥形尖端，且两个锥形尖端分别卡接于通孔I的前端、后端；位于前侧的轴承710的内圈固定有纵向放置的内耳板711，位于前侧的放丝架701的后表面固定有与内耳板711内外正对的外耳板712，外耳板712上设置有可拆卸地穿设于内耳板711的挡销713。所述视觉识别装置602为带有图像识别功能的摄像头。固定板901的右表面设置有与其固定连接的纵向直立的法兰盘906，法兰盘906的中部开设有与导向孔903连通的通孔、右表面一体设置有同轴放置且套接于导向柱902左部的外螺纹套筒907，导向柱902的外侧壁中部一体设置左表面紧密贴合于外螺纹套筒907右端面的压环908；导向柱902的外部套设有右端面带有挡环且旋拧于外螺纹套筒907的锁紧螺帽909，锁紧螺帽909的挡环与压环908的右表面紧密贴合。位于左侧的第一个送丝辊筒802与第二个送丝辊筒802的间距与第二个送丝辊筒802与第三个送丝辊筒802的间距一致，且两间距均大于第三个送丝辊筒802与第四个送丝辊筒802的间距；位于左侧的第一个压丝滑轮803位于第一个送丝辊筒802与第二个送丝辊筒802之间；第二个压丝滑轮803位于第二个送丝辊筒802与第三个送丝辊筒802之间；第三个压丝滑轮803位于第四个送丝辊筒802的正上方。

实施例1

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，该方法用于生产记忆合金口腔正畸丝，该记忆合金口腔正畸丝的丝材直径为0.46mm，选用如图4所示的定型模具12，所述定型模具12是由不锈钢管制成的，且其内径为0.47mm，形状与记忆合金口腔正畸丝的形状相匹配；选用导向孔903直径为0.465mm导向柱902，并将该导向柱902通过锁紧螺帽909与法兰盘906安装在固定板901上；该记忆合金口腔正畸丝的生产批量为5000支；本发明所述的生产方法是采用如下步骤实现的：

S1：生产程序的选择：根据待生产的记忆合金产品的规格型号，在PLC5上选择能够满足记忆合金口腔正畸丝定型参数的生产程序；

S2：生产前的准备：首先根据伺服电机的转速，通过调节张力调节螺栓709，对放丝转轴702的转动张力进行调节，调节量以足以阻止绕丝轮704自由转动为宜；接着在冷却槽1的内腔加入水；然后在水平传送带2上等距离地平放PLC5显示数量的定型模具12；

S3：生产前的调试：启动生产设备，对生产设备的运行进行调试，使得定型模具夹手601的抓取节拍与伺服电机的转速、气缸904的工作节拍、水平传送带I1101的传送速度、提升传送带1002的传送速度、水平传送带2的传送速度均相适应；

S4：记忆合金口腔正畸丝的生产：定型模具夹手601抓取水平传送带2上的定型模具12，并将定型模具12传送至穿模工位，所述定型模具12依次经过穿模工位、热处理工位、冷却工位、传送工位、抓取工位、脱模工位，然后又回到穿模工位，进行下一轮的循环；

在穿模工位，定型模具夹手601夹持定型模具12，使得定型模具12的穿丝口与导向孔903的出口的间距为1mm；送丝机构驱动记忆合金丝705经导向孔903后穿入定型模具12的内腔；穿丝长度达到要求后，气缸904驱动切刀905伸出切断记忆合金丝705；切断后，定型模具夹手601松开穿有记忆合金丝705的定型模具12使其进入热处理工位；

在热处理工位，水平传送带I1101驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向右移动进入热处理炉体1102进行热处理，并在热处理后进入冷却工位；

在冷却工位，穿有记忆合金丝705的定型模具12在冷却槽1中的水的作用下冷却，并在冷却后进入传送工位；

在传送工位，提升传送带1002驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12上升并落在水平传送带2的右端部；水平传送带2驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向左移动进入抓取工位，所述抓取工位位于多轴机器人6的机械臂的工作范围内；

在抓取工位，视觉识别装置602采集穿有记忆合金丝705的定型模具12的图像信号并发送至PLC5，PLC5控制定型模具夹手601抓取穿有记忆合金丝705的定型模具12，并将穿有记忆合金丝705的定型模具12传送至脱膜工位；

在脱膜工位，定型模具夹手601夹持穿有记忆合金丝705的定型模具12，气动夹头402夹持记忆合金丝705在定型模具12上的外露端部；而后定型模具夹手601拽动定型模具12使得定型模具12与记忆合金丝705分离，得到记忆合金口腔正畸丝；气动夹头402松开记忆合金口腔正畸丝，记忆合金口腔正畸丝落入物料槽3，由此完成记忆合金口腔正畸丝的生产。

实施例2

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，该方法用于生产记忆合金口腔正畸丝，该记忆合金口腔正畸丝的丝材直径为0.51mm，选用的定型模具12是由不锈钢管制成的，且其内径为0.52mm，形状与记忆合金口腔正畸丝的形状相匹配；选用导向孔903直径为0.515mm导向柱902，并将该导向柱902通过锁紧螺帽909与法兰盘906安装在固定板901上；该记忆合金口腔正畸丝的生产批量为3000支；本发明所述的生产方法是采用如下步骤实现的：

S1：生产程序的选择：根据待生产的记忆合金产品的规格型号，在PLC5上选择能够满足记忆合金口腔正畸丝定型参数的生产程序；

S2：生产前的准备：首先根据伺服电机的转速，通过调节张力调节螺栓709，对放丝转轴702的转动张力进行调节，调节量以足以阻止绕丝轮704自由转动为宜；接着在冷却槽1的内腔加入水；然后在水平传送带2上等距离地平放PLC5显示数量的定型模具12；

S3：生产前的调试：启动生产设备，对生产设备的运行进行调试，使得定型模具夹手601的抓取节拍与伺服电机的转速、气缸904的工作节拍、水平传送带I1101的传送速度、提升传送带1002的传送速度、水平传送带2的传送速度均相适应；

S4：记忆合金口腔正畸丝的生产：定型模具夹手601抓取水平传送带2上的定型模具12，并将定型模具12传送至穿模工位，所述定型模具12依次经过穿模工位、热处理工位、冷却工位、传送工位、抓取工位、脱模工位，然后又回到穿模工位，进行下一轮的循环；

在穿模工位，定型模具夹手601夹持定型模具12，使得定型模具12的穿丝口与导向孔903的出口的间距为5mm；送丝机构驱动记忆合金丝705经导向孔903后穿入定型模具12的内腔；穿丝长度达到要求后，气缸904驱动切刀905伸出切断记忆合金丝705；切断后，定型模具夹手601松开穿有记忆合金丝705的定型模具12使其进入热处理工位；

在热处理工位，水平传送带I1101驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向右移动进入热处理炉体1102进行热处理，并在热处理后进入冷却工位；

在冷却工位，穿有记忆合金丝705的定型模具12在冷却槽1中的水的作用下冷却，并在冷却后进入传送工位；

在传送工位，提升传送带1002驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12上升并落在水平传送带2的右端部；水平传送带2驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向左移动进入抓取工位，所述抓取工位位于多轴机器人6的机械臂的工作范围内；

在抓取工位，视觉识别装置602采集穿有记忆合金丝705的定型模具12的图像信号并发送至PLC5，PLC5控制定型模具夹手601抓取穿有记忆合金丝705的定型模具12，并将穿有记忆合金丝705的定型模具12传送至脱膜工位；

在脱膜工位，定型模具夹手601夹持穿有记忆合金丝705的定型模具12，气动夹头402夹持记忆合金丝705在定型模具12上的外露端部；而后定型模具夹手601拽动定型模具12使得定型模具12与记忆合金丝705分离，得到记忆合金口腔正畸丝；气动夹头402松开记忆合金口腔正畸丝，记忆合金口腔正畸丝落入物料槽3，由此完成记忆合金口腔正畸丝的生产。

实施例3

一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，该方法用于生产记忆合金口腔正畸丝，该记忆合金口腔正畸丝的丝材直径为0.31mm，选用的定型模具12是由不锈钢管制成的，且其内径为0.32mm，形状与记忆合金口腔正畸丝的形状相匹配；选用导向孔903直径为0.315mm导向柱902，并将该导向柱902通过锁紧螺帽909与法兰盘906安装在固定板901上；该记忆合金口腔正畸丝的生产批量为6000支；本发明所述的生产方法是采用如下步骤实现的：

S1：生产程序的选择：根据待生产的记忆合金产品的规格型号，在PLC5上选择能够满足记忆合金口腔正畸丝定型参数的生产程序；

S2：生产前的准备：首先根据伺服电机的转速，通过调节张力调节螺栓709，对放丝转轴702的转动张力进行调节，调节量以足以阻止绕丝轮704自由转动为宜；接着在冷却槽1的内腔加入水；然后在水平传送带2上等距离地平放PLC5显示数量的定型模具12；

S3：生产前的调试：启动生产设备，对生产设备的运行进行调试，使得定型模具夹手601的抓取节拍与伺服电机的转速、气缸904的工作节拍、水平传送带I1101的传送速度、提升传送带1002的传送速度、水平传送带2的传送速度均相适应；

S4：记忆合金口腔正畸丝的生产：定型模具夹手601抓取水平传送带2上的定型模具12，并将定型模具12传送至穿模工位，所述定型模具12依次经过穿模工位、热处理工位、冷却工位、传送工位、抓取工位、脱模工位，然后又回到穿模工位，进行下一轮的循环；

在穿模工位，定型模具夹手601夹持定型模具12，使得定型模具12的穿丝口与导向孔903的出口的间距为3mm；送丝机构驱动记忆合金丝705经导向孔903后穿入定型模具12的内腔；穿丝长度达到要求后，气缸904驱动切刀905伸出切断记忆合金丝705；切断后，定型模具夹手601松开穿有记忆合金丝705的定型模具12使其进入热处理工位；

在热处理工位，水平传送带I1101驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向右移动进入热处理炉体1102进行热处理，并在热处理后进入冷却工位；

在冷却工位，穿有记忆合金丝705的定型模具12在冷却槽1中的水的作用下冷却，并在冷却后进入传送工位；

在传送工位，提升传送带1002驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12上升并落在水平传送带2的右端部；水平传送带2驱动穿有记忆合金丝705的定型模具12向左移动进入抓取工位，所述抓取工位位于多轴机器人6的机械臂的工作范围内；

在抓取工位，视觉识别装置602采集穿有记忆合金丝705的定型模具12的图像信号并发送至PLC5，PLC5控制定型模具夹手601抓取穿有记忆合金丝705的定型模具12，并将穿有记忆合金丝705的定型模具12传送至脱膜工位；

在脱膜工位，定型模具夹手601夹持穿有记忆合金丝705的定型模具12，气动夹头402夹持记忆合金丝705在定型模具12上的外露端部；而后定型模具夹手601拽动定型模具12使得定型模具12与记忆合金丝705分离，得到记忆合金口腔正畸丝；气动夹头402松开记忆合金口腔正畸丝，记忆合金口腔正畸丝落入物料槽3，由此完成记忆合金口腔正畸丝的生产。

具体实施过程中，本发明中热处理工序的温度为400℃-600℃，且在该温度下保温0.5min-10min；在冷却工位，冷却时间以足以记忆合金产品冷却至室温为宜；所述导向柱902的左部呈锥形；位于后侧的放丝转轴702的侧壁前部固定套设有固定环，张力调节带706的下表面中部与固定环的上部紧密贴合；所述放丝架701为三角架，且两个放丝架701之间通过两个位于底部且左右平行分布的连接杆固定连接；所述动力箱801的底部设置有支撑架；可选的，所述多轴机器人6是由浙江佶福智能科技有限公司生产的六轴机器人；所述热处理隧道炉是由广东红泰清洗烘干设备有限公司生产的高温隧道炉；所述气动夹头402是由倍得福机械科技（常州）股份有限公司生产的气动夹头；在设定记忆合金产品的生产程序时，需要根据待生产的记忆合金产品的丝长、热处理时间、热处理温度、冷却时间和生产批量，分别设置伺服电机的转速、气缸904的工作节拍、水平传送带I1101的传送速度、热处理炉体1102的加热温度、提升传送带1002的传送速度、水平传送带2的传送速度、定型模具夹手601的抓取节拍、生产批量。

Claims (8)

1.一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

S1：记忆合金丝（705）的穿模：穿模工位设置有放丝机构、送丝机构、导向切断机构、多轴机器人（6）、PLC（5）和定型模具（12），其中，放丝机构、送丝机构、导向切断机构从左至右依次布置；PLC（5）位于放丝机构的前方；多轴机器人（6）位于导向切断机构的右前方；多轴机器人（6）的机械臂端部设置有定型模具夹手（601）和视觉识别装置（602）；导向切断机构设置于多轴机器人（6）的机械臂的工作范围内；所述定型模具（12）是由不锈钢管制成的，且其内径与形状分别与记忆合金产品的丝径与形状相匹配；

所述放丝机构包括两个前后平行分布的放丝架（701），每个放丝架（701）的顶端部均通过轴承（710）设置有与其转动连接且纵向放置的放丝转轴（702），位于前侧的轴承（710）的内圈设置有内螺纹；位于前侧的放丝转轴（702）的侧壁中部设置有与轴承（710）的内圈螺纹配合的外螺纹、侧壁前部固定套设有位于放丝架（701）前方的横向直立的锁紧手轮（703）；两个放丝转轴（702）呈前后正对设置，且两者之间夹设有一个位于两个放丝架（701）之间的横向直立的绕丝轮（704），绕丝轮（704）的外侧绕设有记忆合金丝（705）；位于后侧的放丝架（701）与绕丝轮（704）之间设置有开口向下的C形的张力调节带（706），张力调节带（706）的下表面中部紧密贴合于放丝转轴（702）的上侧壁；位于后方的放丝架（701）的前表面下部固定有纵向布置且位于放丝转轴（702）两侧的左耳板（707）和右耳板（708）；张力调节带（706）的右端固定穿设于右耳板（708）；张力调节带（706）的左端设置有首低尾高倾斜放置的张力调节螺栓（709），张力调节螺栓（709）的尾端与张力调节带（706）固定连接、首端与左耳板（707）螺纹连接；

所述送丝机构包括位于绕丝轮（704）右上方的动力箱（801），动力箱（801）的内腔设置有输出轴朝前的伺服电机、前侧壁下部通过轴承I转动穿设有若干个与伺服电机传动连接且左右平行分布的送丝辊筒（802）；动力箱（801）的前侧壁上部设置有若干个压丝滑轮（803），且压丝滑轮（803）与送丝辊筒（802）之间沿上下方向留设有送丝间隙（804），记忆合金丝（705）的端部夹设于送丝间隙（804）中；

所述导向切断机构包括一体设置于动力箱（801）的右侧壁前侧的纵向直立的固定板（901），固定板（901）的右表面固定连接有横向放置的导向柱（902），固定板（901）与导向柱（902）上共同开设有与送丝间隙（804）左右正对且与记忆合金丝（705）尺寸匹配的导向孔（903）；动力箱（801）的右外侧壁设置有纵向放置且活塞杆朝前的气缸（904），气缸（904）的活塞杆的前端部设置有刃部朝前的切刀（905）；

所述PLC（5）的输入端与视觉识别装置（602）的输出端连接，PLC（5）的输出端分别与伺服电机的输入端、气缸（904）的输入端、多轴机器人（6）的输入端、定型模具夹手（601）的输入端连接；

在穿模工位，定型模具夹手（601）夹持定型模具（12），使得定型模具（12）的穿丝口与导向孔（903）的出口的间距为1mm-5mm；送丝机构驱动记忆合金丝（705）经导向孔（903）后穿入定型模具（12）的内腔；穿丝长度达到要求后，PLC（5）生成控制指令，并将控制指令发送至气缸（904），气缸（904）驱动切刀（905）伸出切断记忆合金丝（705）；切断后，PLC（5）控制定型模具夹手（601），定型模具夹手（601）松开穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12），使穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）进入热处理工位；

S2：记忆合金丝（705）的热处理：所述热处理工位位于导向切断机构的右侧，且该工位设置有热处理隧道炉，热处理隧道炉的进料端位于其左端部、出料端位于其右端，且其左端部设置于多轴机器人（6）的机械臂的工作范围内；PLC（5）的输出端与热处理隧道炉的输入端连接；所述热处理隧道炉为卧式隧道炉，且包括沿左右方向传送的水平传送带I（1101）和架设于水平传送带I（1101）中部上方的热处理炉体（1102）；在热处理工位，水平传送带I（1101）驱动穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）向右移动进入热处理炉体（1102）进行热处理，并在热处理后进入冷却工位；

S3：记忆合金丝（705）的冷却：所述冷却工位位于热处理隧道炉的右侧，且该工位设置有槽口朝上的冷却槽（1），热处理隧道炉的出料端与冷却槽（1）的槽口相接；冷却槽（1）的内腔设置有冷却介质；在冷却工位，穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）在冷却槽（1）中的冷却介质的作用下冷却，并在冷却后进入传送工位；

S4：记忆合金丝（705）的传送：所述传送工位设置有位于热处理隧道炉与冷却槽（1）前方且沿左右方向传送的水平传送带（2）和位于冷却槽（1）与水平传送带（2）的右端部之间的提升机构；多轴机器人（6）位于热处理隧道炉与水平传送带（2）之间；

所述提升机构包括设置于冷却槽（1）与水平传送带（2）之间的支架（1001），支架（1001）的顶端部与冷却槽（1）的内槽底之间设置有前高后低且沿前后方向传送的提升传送带（1002）；提升传送带（1002）的皮带上固定有若干个垂直于皮带且等距离分布的推板（1003），位于前侧的推板（1003）与水平传送带（2）的右端部呈上下对应设置；PLC（5）的输出端分别与提升传送带（1002）的输入端、水平传送带（2）的输入端连接；

在传送工位，提升传送带（1002）驱动穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）上升并落在水平传送带（2）的右端部；水平传送带（2）驱动穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）向左移动进入抓取工位；

S5：定型模具（12）的抓取：所述抓取工位位于水平传送带（2）的左端部，且该抓取工位设置于多轴机器人（6）的机械臂的工作范围内；在抓取工位，定型模具夹手（601）抓取穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12），并将定型模具（12）传送至脱模工位；

S6：记忆合金丝（705）的脱模：所述脱模工位位于水平传送带（2）与PLC（5）之间，该工位设置有槽口朝上的物料槽（3）和气动夹头安装架（401），且物料槽（3）位于气动夹头安装架（401）的右侧；气动夹头安装架（401）的顶端部设置有方向朝右且位于物料槽（3）正上方的气动夹头（402）；气动夹头（402）设置于多轴机器人（6）的机械臂的工作范围内；气动夹头（402）的输入端与PLC（5）的输出端连接；

在脱模工位，定型模具夹手（601）夹持穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12），气动夹头（402）夹持记忆合金丝（705）在定型模具（12）上的外露端部；而后PLC（5）控制定型模具夹手（601）拽动定型模具（12）使得定型模具（12）与记忆合金丝（705）分离，得到记忆合金产品；分离后，PLC（5）控制气动夹头（402）松开记忆合金产品，记忆合金产品落入物料槽（3），由此完成记忆合金产品的生产。

2.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：生产前，采用如下步骤进行生产前的准备：a. 根据待生产的记忆合金产品的规格型号，在PLC（5）上选择能够满足记忆合金产品定型参数的生产程序；b.根据伺服电机的转速，通过调节张力调节螺栓（709），对放丝转轴（702）的转动张力进行调节，调节量以足以阻止绕丝轮（704）自由转动为宜；c.在水平传送带（2）上等距离地平放若干个定型模具（12）；d. 对生产设备的运行进行调试，使得定型模具夹手（601）的抓取节拍与伺服电机的转速、气缸（904）的工作节拍、水平传送带I（1101）的传送速度、提升传送带（1002）的传送速度、水平传送带（2）的传送速度均相适应。

3.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：所述张力调节带（706）是由人造皮革制成的；绕丝轮（704）的中部开设有前后贯通的通孔I，两个放丝转轴（702）的相对端均为锥形尖端，且两个锥形尖端分别卡接于通孔I的前端、后端；位于前侧的轴承（710）的内圈固定有纵向放置的内耳板（711），位于前侧的放丝架（701）的后表面固定有与内耳板（711）内外正对的外耳板（712），外耳板（712）上设置有可拆卸地穿设于内耳板（711）的挡销（713）。

4.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：所述视觉识别装置（602）为带有图像识别功能的摄像头。

5.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：固定板（901）的右表面设置有与其固定连接的纵向直立的法兰盘（906），法兰盘（906）的中部开设有与导向孔（903）连通的通孔、右表面一体设置有同轴放置且套接于导向柱（902）左部的外螺纹套筒（907），导向柱（902）的外侧壁中部一体设置左表面紧密贴合于外螺纹套筒（907）右端面的压环（908）；导向柱（902）的外部套设有右端面带有挡环且旋拧于外螺纹套筒（907）的锁紧螺帽（909），锁紧螺帽（909）的挡环与压环（908）的右表面紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：启动生产设备后，定型模具夹手（601）抓取水平传送带（2）上的定型模具（12），并将定型模具（12）传送至穿模工位，所述定型模具（12）依次经过穿模工位、热处理工位、冷却工位、传送工位、抓取工位、脱模工位，然后又回到穿模工位，进行下一轮的循环。

7.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：在抓取工位，视觉识别装置（602）采集穿有记忆合金丝（705）的定型模具（12）的图像信号并发送至PLC（5），PLC（5）控制定型模具夹手（601）进行抓取。

8.根据权利要求1所述的一种可自动定型记忆合金丝的生产方法，其特征在于：步骤S3中所述的冷却介质为水；步骤S4中水平传送带（2）上平放的定型模具（12）的数量与PLC（5）程序计算得到的可处理的定型模具（12）的数量相一致。

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