CN113085209B - 管夹全自动生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于管夹加工技术领域，具体涉及一种管夹全自动生产装置，包括机架、软胶管切割单元、穿管单元、弯扭单元和PLC；软胶管切割单元包括安装盘、第一输送部、第一驱动件和裁剪部；穿管单元包括送管机构和铁芯片输送机构，送管机构包括夹持件和第一动力件；铁芯片输送机构包括第二输送部、取料件、第二动力件和料筒；第二输送部包括传送皮带，传送皮带上开有能与料筒下端开口相对的凹槽；弯扭单元包括位于取料件下方的第三输送部和用于对穿管后铁芯片进行弯扭的弯扭机构，第三输送部用于将套管后的铁芯片送至弯扭机构。使用本方案能够自动生产加工管夹，有效解决现有加工管夹的方式人工成本高的问题。

Description

管夹全自动生产装置

技术领域

本发明属于管夹加工技术领域，具体涉及一种管夹全自动生产装置。

背景技术

管夹是一种用于汽车上的固定元件，包括铁芯片和套设在铁芯片外表面的软胶管。管夹的生产加工包括穿管和弯曲铁芯片两个步骤，其中，穿管是指将铁芯片插入切割好的软胶管内，使软胶管包裹铁芯片；而弯曲铁芯片是指对套好软胶管的铁芯片进行弯曲加工，最后使得铁芯片的两端相对而铁芯片的中部呈弧形，成为管夹。

现目前，管夹的生产全程都需要工人参与。穿管时，需要的软胶管都是定长的，而购买的软胶管都是成卷的，因此在生产管夹前，工人需要先将软胶管剪切成定长的管段，然后一只手拿取切割后的定长软胶管，另一只手拿取铁芯片，将软胶管套在铁芯片的固定位置上，利用软胶管包裹铁芯片。弯曲铁芯片时，工人借助简易的工装手动对铁芯片进行弯曲。采用上述的生产方法加工管夹存在以下缺陷：1）管夹的生产加工需要工人的全程参与，工人的劳动强度大，而且企业的用工成本也较高；2）工人手动弯曲加工铁芯片容易存在误差，加工得到的管夹质量得不到有效的保证。

发明内容

本发明意在提供一种管夹全自动生产装置，以解决现有加工管夹的方式人工成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：管夹全自动生产装置，包括机架、软胶管切割单元、穿管单元、弯扭单元和安装在机架上的PLC；软胶管切割单元包括安装盘、第一输送部、驱动安装盘转动的第一驱动件和用于裁剪软胶管的裁剪部，安装盘位于第一输送部的一侧，裁剪部位于第一输送部的另一侧；穿管单元包括送管机构和铁芯片输送机构，送管机构包括用于夹持切割后软胶管的夹持件和驱动夹持件直线运动的第一动力件；铁芯片输送机构包括第二输送部、用于吸取铁芯片的取料件、驱动取料件直线运动的第二动力件和下端开口并设在机架上的料筒，料筒用于存放铁芯片；第二输送部包括传送皮带，料筒位于传送皮带一侧上方，取料件位于传送皮带另一侧的上方；传送皮带上开有能与料筒下端开口相对的凹槽，凹槽的厚度不大于铁芯片的厚度；当凹槽运动到料筒下方时，料筒中最下方铁芯片的一侧能够进入凹槽中，铁芯片的另一侧伸出凹槽中；弯扭单元包括位于取料件下方的第三输送部和用于对穿管后铁芯片进行弯扭的弯扭机构，第三输送部用于将套管后的铁芯片送至弯扭机构；PLC均与第一输送部、裁剪部、夹持件、第一动力件、第二动力件、取料件和弯扭单元电连接。

本方案的工作原理及有益效果在于：

需要生产管夹时，第一驱动件带动安装盘转动，安装盘上的软胶管逐渐放卷。启动PLC，PLC控制第一输送部的运动，第一输送部驱使软胶管向裁剪部一侧运动，第一输送部工作固定时间后停止，此时软胶管向第一输送部伸出固定长度，PLC先控制夹持件将伸出的软胶管夹持然后控制裁剪部对软胶管进行剪切，剪切完成后PLC控制第一动力件运动，使软胶管向取料件一侧运动。

在第一输送部工作的同时，第二输送部的传送皮带以固定的速度向取料件一侧运动。当传送皮带上的凹槽运动到料筒的下方时，料筒中最下方铁芯片的一侧落入凹槽中，铁芯片的另一侧伸出凹槽中，传送皮带上的铁芯片向取料件一侧运动。当铁芯片伸出传送皮带的一侧运动到与取料件相对时，PLC控制取料件使铁芯片的一侧伸入限位槽中。取料件抓取了铁芯片后，PLC控制第二动力件向远离输送皮带一侧运动。第二动力件停止运动时，第一动力件带动软胶管向铁芯片一侧运动，最终将软胶管套在铁芯片上。当第一动力件使软胶管套在铁芯片上后（也相当于第一动力件运动到固定位置后），PLC控制夹持件松开并使取料件将铁芯片放下，套上软胶管的铁芯片落在第三输送部上，第三输送部将套管后的铁芯片送至弯扭机构，PLC控制弯扭机构对铁芯片进行弯扭加工。套上软胶管的铁芯片落在第三输送部上后，PLC控制第一动力件和第二动力件复位，并使第一输送部继续工作，使得软胶管能被继续输送。

在本方案中，软胶管的切割、铁芯片的输送、穿管、弯扭铁芯片等工序都是由机械自动完成，这个过程中不需工人的参与，大大提高了生产效率，并有效节省人工成本。

可选地，取料件包括安装块、触碰传感器和设在安装块上的电磁铁；安装块上开有凹腔和位于凹腔下方的限位槽，电磁铁位于凹腔内；铁芯片伸出凹槽的一侧能卡合在限位槽中；触碰传感器设在安装块上并与限位槽相对；PLC均与取料件上的电磁铁和触碰传感器电连接。

可选地，夹持件为气动夹指，第一动力件和第二动力件均为气缸或液压缸。

可选地，安装盘上同轴固定有供软胶管缠绕的安装杆；第一输送部包括两组重叠设置的传送带和驱动传送带运动的第二驱动件，传送带包括主动轮、从动轮以及套设在主动轮和从动轮上的输送皮带；两条输送皮带的运动方向相反；两条输送皮带之间存在用于夹持并使软胶管向前输送的距离；PLC与第一输送部上的第二驱动件电连接。这样设置，第一输送部输送软胶管时，使软胶管的一端伸入两条输送皮带之间，在两条输送皮带的作用下软胶管能顺利的向裁剪部一侧运动。

可选地，两个主动轮上均同轴固定有齿轮，两个齿轮啮合；第二驱动件包括同轴固定在其中一个齿轮上的传送轮和固定在机架上的第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴上同轴固定有驱动轮，传送轮和驱动轮之间套设有皮带；PLC与第二驱动件的第一伺服电机电连接。

可选地，裁剪部为气动剪刀。

可选地，弯扭机构包括推料机构、弯扭部和安装在机架上的第三驱动件，弯扭部包括转盘、夹紧件、固定在机架上的安装座、可拆卸的安装在安装座上的成型圆柱和设在安装座上的光电传感器；夹紧件包括固定在安装座上的固定块、与固定块相对的移动块和驱动移动块直线运动的移动气缸；第三驱动件用于驱动转盘转动，转盘的转动中心与成型圆柱的圆心同轴；转盘上设有连接杆，连接杆上设有用于将铁芯片贴合在成型圆柱表面的压辊；推料机构设在安装座上，推料机构用于将弯曲成型的管夹推出；当铁芯片靠近第三输送部的一侧伸入固定块和移动块之间时，光电传感器能够感应到铁芯片；PLC与弯扭单元的移动气缸、第三驱动件、推料机构、光电传感器电连接。在第三输送部的作用下，铁芯片伸入固定块和移动块之间，当铁芯片运动到固定块和移动块对铁芯片的夹紧位置时，光电传感器发出的光恰好能照在铁芯片的一侧上，光电传感器将信号反馈给PLC，PLC先控制移动气缸动作，移动气缸带动移动块向固定块一侧运动，直到固定块和移动块共同将铁芯片夹紧。PLC再控制第三驱动件工作，最终驱使转盘运动，转盘转动时通过连接杆带动压辊沿成型圆柱转动，压辊能使铁芯片贴合在成型圆柱的表面，第三驱动件带动转盘转动到固定位置时，PLC通过控制第三驱动件的运动使转盘复位。转盘复位后，PLC先控制移动气缸复位，再控制推料机构将加工成型的管夹推出安装座，实现自动卸料。

可选地，推料机构包括推料气缸和设在推料气缸活塞杆上的推料板；安装座上开有安装槽和容纳槽，气缸设在安装槽上，推料板设在容纳槽中；PLC与推料机构中的推料气缸的电连接。管夹弯扭成型后，PLC控制推料气缸，使得推料气缸的活塞杆带动推料板向管夹一侧伸出，利用推料板将管夹推出安装座，实现自动卸料。

可选地，第三驱动件包括主动皮带轮、从动皮带轮、传动皮带、连接轴和用于驱动主动皮带轮转动的第二伺服电机，传动皮带套在主动皮带轮和从动皮带轮上，连接轴的一端连接在转盘上，连接轴的另一端连接在从动皮带轮上；PLC与第三驱动件中的第二伺服电机电连接。

可选地，第三输送部为位于固定块一侧传输皮带；第一驱动件为驱动电机。

附图说明

图1为本发明管夹全自动生产装置俯视方向的结构示意图（第一动力件处于收缩状态）；

图2为本发明管夹全自动生产装置俯视方向的结构示意图（第一动力件处于伸出状态）；

图3为本发明安装盘和第一输送部主视方向的剖视图；

图4为本发明安装座主视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：安装盘10、安装杆11、软胶管12、第一输送部20、输送皮带21、从动轮22、主动轮23、皮带24、第二驱动件25、驱动轮26、气动剪刀30、第一动力件40、气动夹指41、传送皮带50、凹槽51、料筒52、铁芯片53、第二动力件60、取料件61、第三输送部62、转盘70、安装座71、安装槽711、连接杆72、成型圆柱73、压辊74、移动气缸75、漫反射式光电传感器76、移动块77、固定块78、推料气缸79、推料板791、第二伺服电机80、主动皮带轮81、从动皮带轮82、传动皮带83、连接轴84。

本实施例基本如图1-图4所示：管夹全自动生产装置，包括机架、软胶管切割单元、穿管单元、弯扭单元和安装在机架上的PLC。

软胶管12切割单元包括安装盘10、第一驱动件、第一输送部20和裁剪部，安装盘10上同轴焊接有安装杆11，成卷的软胶管12缠绕安装杆11分布。第一驱动件为安装在机架上的驱动电机，驱动电机的输出轴焊接在安装盘10的转动中心处。第一输送部20包括第二驱动件25和两组重叠设置的传送带，第二驱动件25包括传送轮和固定在机架上的第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴上同轴焊接有驱动轮26，传送轮和驱动轮26之间套设有皮带24。传送带包括主动轮23、从动轮22以及套设在主动轮23和从动轮22上的输送皮带21，主动轮23和从动轮22上均同轴焊接有转轴，转轴转动连接在机架上。主动轮23位于从动轮22的右侧，右侧的两根转轴上均同轴固定有齿轮，两个齿轮啮合；传送轮同轴焊接在右侧下方的转轴上。两条输送皮带21之间存在能使软胶管12通过的距离，软胶管12伸入两条输送皮带21之间时，软胶管12的上下两侧分别与上下两个输送皮带21接触。裁剪部为安装在机架上的气动剪刀30，安装盘10位于输送皮带21的左侧，气动剪刀30位于输送皮带21的右侧，气动剪刀30用于裁剪由第一输送部20输送过来的软胶管12。

穿管单元包括送管机构和铁芯片53输送机构，送胶管机构包括夹持件和固定安装在机架上的第一动力件40，夹持件为气动夹指41，第一动力件40可为气缸或液压缸，在本实施例中，第一动力件40为气缸，气动夹指41固定安装在第一动力件40（气缸）的活塞杆上，第一动力件40工作时带动气动夹指41直线移动。

铁芯片53输送机构包括第二输送部、取料件61、第二动力件60和固定安装在机架上的料筒52，料筒52下端开口，料筒52用于存放铁芯片53，料筒52内的铁芯片53一片一片的堆叠在一起。取料件61包括安装块、触碰传感器和电磁铁，安装块上开有凹腔和位于凹腔下方的限位槽，限位槽中的宽度比铁芯片53的宽度大1-3mm；电磁铁安装在凹腔内，铁芯片53的一侧能位于卡合在限位槽中。触碰传感器固定安装在安装块上并与限位槽相对。第二动力件60可为气缸或液压缸，在本实施例中，第二动力件60为气缸，安装块焊接在第二动力件60（气缸）的活塞杆上，第二动力件60工作时能带动安装块直线移动。

第二输送部包括固定安装在机架上的动力电机、两个传动轮和套在两个传动轮上方的传送皮带50，其中一个传动轮通过转动轴转动连接在机架上，另一个传动轮焊接在动力电机的输出轴上。料筒52位于传送皮带50的一侧上方，取料件61位于传送皮带50另一侧的上方。料筒52下端开口距离传送皮带50表面小于一个铁芯片53的厚度（在本实施例中，料筒52下端开口距离传送皮带50表面0.4个铁芯片53的厚度）。传送皮带50上开有能与料筒52下端开口相对的凹槽51，凹槽51的宽度比铁芯片53的宽度大1-3mm，凹槽51的厚度不大于铁芯片53的厚度（在本实施例中，凹槽51的厚度为0.8个铁芯片53的厚度）；当凹槽51运动到料筒52下方时，料筒52中最下方铁芯片53的一侧能够进入凹槽51中，铁芯片53的另一侧伸出凹槽51中，该伸出凹槽51的一侧能卡合在限位槽中。

弯扭单元包括第三输送部62和用于对穿管后铁芯片53进行弯扭的弯扭机构，第三输送部62为位于取料件61下方的传输皮带。结合图4所示，弯扭机构包括推料机构、弯扭部和第三驱动件，弯扭部包括转盘70、夹紧件、固定在机架上的安装座71和可拆卸的安装在安装座71上的成型圆柱73，转盘70的转动中心与成型圆柱73的圆心同轴。安装座71上开有螺纹孔，成型圆柱73上焊接有螺纹连接在螺纹孔内的螺杆，成型圆柱73通过螺杆可拆卸安装在安装座71上。第三驱动件用于驱动转盘70转动，第三驱动件包括主动皮带轮81、从动皮带轮82、传动皮带83、连接轴84和固定安装在机架上的第二伺服电机80，从动皮带轮82通过转杆转动连接在机架上，传动皮带83套在主动皮带轮81和从动皮带轮82上。第二伺服电机80的输出轴焊接在主动皮带轮81的转动中心上，第二伺服电机80工作驱动主动皮带轮81转动；连接轴84的一端连接在转盘70的转动中心上，连接轴84的另一端连接在从动皮带轮82的转动中心上。

夹紧件包括固定块78、与固定块78相对的移动块77和固定安装在安装座71上的移动气缸75，固定块78焊接在安装座71上，移动块77焊接在移动气缸75的活塞杆上。传输皮带位于固定块78的一侧，传输皮带能将套管后的铁芯片53传送到固定块78和移动块77之间。转盘70上设有L形的连接杆72，连接杆72的一端焊接在转盘70上，连接杆72的一端上焊接有压辊74，转盘70转动时通过连接杆72能带动压辊74沿成型圆柱73转动，压辊74沿成型圆柱73转动时，压辊74能使铁芯片53贴合在成型圆柱73的表面。安装座71上还安装有漫反射式光电传感器76（这里使用的是阿童木型号为CL3-N3E1I的漫反射光电传感器），当铁芯片53伸入固定块78和移动块77之间并运动到固定块78和移动块77对铁芯片53的夹紧位置时，漫反射式光电传感器76发出的光恰好能照在铁芯片53的一侧上。

推料机构用于将弯曲成型的管夹推出，推料机构包括推料气缸79和推料板791，安装座71上开有安装槽711和容纳槽，推料气缸79固定安装在安装槽711上，推料板791位于容纳槽中并能与弯曲成型的管夹相对。

PLC均与第一伺服电机、第一动力件40、气动剪刀30、气动夹指41、电磁铁、触碰传感器、第二动力件60、动力电机、漫反射式光电传感器76、第二伺服电机80、移动气缸75、推料气缸79电连接，提前对PLC进行编程控制，可使第一动力件40、气动剪刀30、气动夹指41、电磁铁、触碰传感器、第二动力件60、动力电机、漫反射式光电传感器76、第二伺服电机80、移动气缸75、推料气缸79等元件的运动符合实际要求。本实施例中使用的PLC为三菱的型号为FX1N-14MT-001的PLC。

工作过程：

需要生产管夹时，驱动电机带动安装盘10转动，安装盘10上的软胶管12逐渐放卷，使软胶管12伸入两条输送皮带21之间。启动PLC，PLC控制第一伺服电机、动力电机的运动。第一伺服电机启动，在第一伺服电机的作用下，两条输送皮带21反向运动，两条输送皮带21使软胶管12向气动剪刀30一侧运动，第一伺服电机转动固定时间后停止，此时软胶管12向输送皮带21伸出固定长度，PLC控制先控制气动夹指41将伸出的软胶管12夹持然后控制气动剪刀30对软胶管12进行剪切，剪切完成后PLC控制第一动力件40的活塞杆伸出，使软胶管12向取料件61一侧运动。

在第一伺服电机工作的同时，动力电机以固定的速度运动，在动力电机的带动下传送皮带50不断向取料件61一侧运动。当传送皮带50上的凹槽51运动到料筒52的下方时，料筒52中最下方铁芯片53的一侧落入凹槽51中，铁芯片53的另一侧伸出凹槽51中，传送皮带50上的铁芯片53向取料件61一侧运动。当铁芯片53伸出传送皮带50的一侧运动到与取料件61相对时，在电磁铁的吸引作用下，铁芯片53的一侧伸入限位槽中，此时触碰传感器与铁芯片53接触，触碰传感器将信号反馈给PLC，PLC控制第二动力件60向远离输送皮带21一侧运动。第二动力件60停止运动时，第一动力件40带动软胶管12向铁芯片53一侧运动，最终将软胶管12套在铁芯片53上。当第一动力件40使软胶管12套在铁芯片53上后（也相当于第一动力件40运动到固定位置后）。PLC控制气动夹指41松开并使电磁铁短暂断电，使套上软胶管12的铁芯片53落在传输皮带上。套上软胶管12的铁芯片53落在传输皮带上后，PLC控制第一动力件40和第二动力件60复位，并使第一伺服电机继续工作，使得软胶管12能被继续输送。

在传输皮带的作用下，铁芯片53伸入固定块78和移动块77之间，当铁芯片53运动到固定块78和移动块77对铁芯片53的夹紧位置时，漫反射式光电传感器76发出的光恰好能照在铁芯片53的一侧上，漫反射式光电传感器76将信号反馈给PLC，PLC先控制移动气缸75动作，移动气缸75带动移动块77向固定块78一侧运动，直到固定块78和移动块77共同将铁芯片53夹紧。PLC再控制第二伺服电机80运动，第二伺服电机80最终驱使转盘70运动，转盘70转动时通过连接杆72带动压辊74沿成型圆柱73转动，压辊74能使铁芯片53贴合在成型圆柱73的表面，第二伺服电机80带动转盘70转动到固定位置时，PLC通过控制第二伺服电机80的运动使转盘70复位。转盘70复位后，PLC先控制移动气缸75复位，再控制推料气缸79往复运动一次，推料气缸79通过推料板791将加工成型的管夹推出安装座71，实现自动卸料。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.管夹全自动生产装置，其特征在于：包括机架、软胶管切割单元、穿管单元、弯扭单元和安装在机架上的PLC；软胶管切割单元包括安装盘、第一输送部、驱动安装盘转动的第一驱动件和用于裁剪软胶管的裁剪部，安装盘位于第一输送部的一侧，裁剪部位于第一输送部的另一侧；穿管单元包括送管机构和铁芯片输送机构，送管机构包括用于夹持切割后软胶管的夹持件和驱动夹持件直线运动的第一动力件；铁芯片输送机构包括第二输送部、用于吸取铁芯片的取料件、驱动取料件直线运动的第二动力件和下端开口并设在机架上的料筒，料筒用于存放铁芯片；第二输送部包括传送皮带，料筒位于传送皮带一侧上方，取料件位于传送皮带另一侧的上方；传送皮带上开有能与料筒下端开口相对的凹槽，凹槽的厚度不大于铁芯片的厚度；当凹槽运动到料筒下方时，料筒中最下方铁芯片的一侧能够进入凹槽中，铁芯片的另一侧伸出凹槽中；弯扭单元包括位于取料件下方的第三输送部和用于对穿管后铁芯片进行弯扭的弯扭机构，第三输送部用于将套管后的铁芯片送至弯扭机构；PLC均与第一输送部、裁剪部、夹持件、第一动力件、第二动力件、取料件和弯扭单元电连接；

安装盘上同轴固定有供软胶管缠绕的安装杆；第一输送部包括两组重叠设置的传送带和驱动传送带运动的第二驱动件，传送带包括主动轮、从动轮以及套设在主动轮和从动轮上的输送皮带；两条输送皮带的运动方向相反；两条输送皮带之间存在用于夹持并使软胶管向前输送的距离；PLC与第一输送部上的第二驱动件电连接；

弯扭机构包括推料机构、弯扭部和安装在机架上的第三驱动件，弯扭部包括转盘、夹紧件、固定在机架上的安装座、可拆卸的安装在安装座上的成型圆柱和设在安装座上的光电传感器；夹紧件包括固定在安装座上的固定块、与固定块相对的移动块和驱动移动块直线运动的移动气缸；第三驱动件用于驱动转盘转动，转盘的转动中心与成型圆柱的圆心同轴；转盘上设有连接杆，连接杆上设有用于将铁芯片贴合在成型圆柱表面的压辊；推料机构设在安装座上，推料机构用于将弯曲成型的管夹推出；当铁芯片靠近第三输送部的一侧伸入固定块和移动块之间时，光电传感器能够感应到铁芯片；PLC与弯扭单元的移动气缸、第三驱动件、推料机构、光电传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：取料件包括安装块、触碰传感器和设在安装块上的电磁铁；安装块上开有凹腔和位于凹腔下方的限位槽，电磁铁位于凹腔内；铁芯片伸出凹槽的一侧能卡合在限位槽中；触碰传感器设在安装块上并与限位槽相对；PLC均与取料件上的电磁铁和触碰传感器电连接。

3.根据权利要求2所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：夹持件为气动夹指，第一动力件和第二动力件均为气缸或液压缸。

4.根据权利要求1所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：两个主动轮上均同轴固定有齿轮，两个齿轮啮合；第二驱动件包括同轴固定在其中一个齿轮上的传送轮和固定在机架上的第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴上同轴固定有驱动轮，传送轮和驱动轮之间套设有皮带；PLC与第二驱动件的第一伺服电机电连接。

5.根据权利要求4所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：裁剪部为气动剪刀。

6.根据权利要求1所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：推料机构包括推料气缸和设在推料气缸活塞杆上的推料板；安装座上开有安装槽和容纳槽，气缸设在安装槽上，推料板设在容纳槽中；PLC与推料机构中的推料气缸的电连接。

7.根据权利要求6所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：第三驱动件包括主动皮带轮、从动皮带轮、传动皮带、连接轴和用于驱动主动皮带轮转动的第二伺服电机，传动皮带套在主动皮带轮和从动皮带轮上，连接轴的一端连接在转盘上，连接轴的另一端连接在从动皮带轮上；PLC与第三驱动件中的第二伺服电机电连接。

8.根据权利要求7所述的管夹全自动生产装置，其特征在于：第三输送部为位于固定块一侧传输皮带；第一驱动件为驱动电机。

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