CN113120681A - 工字轮收线机自动换盘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工字轮收线机自动换盘系统，包括按次序横向排列的多组工字轮换盘机构、横向跨设在多组工字轮换盘机构上方的桁架和设置在桁架上沿桁架滑动的机械手，每组工字轮换盘机构包括工字轮收线机、位于工字轮收线机左侧的满轮定位台和位于工字轮收线机右侧的空轮定位台，所述的工字轮收线机包括机架、设置在机架上的收线旋转机构和钢丝弹簧卡自动收尾机构；本发明一套桁架和机械手可以配多台工字轮换盘机构，空轮满轮的换盘都可以由一套桁架和机械手完成，自动化程度高，不容易受到场合空间的限制且成本很低。
Description
技术领域
本发明涉及一种工字轮换盘装置，具体为一种工字轮收线机自动换盘系统。
背景技术
工字轮是金属拉丝行业常用的一种工装，许多工厂的拉丝机收线工字轮采用工字轮立式安装的方式，当收线完成后，收满线材的工字轮装卸一直是工业现场一项比较繁重的工作，工作效率低，还有安全隐患。
现有立式工字轮起吊技术，要么如规模较大的工厂采用复杂的机械设备，而复杂的吊装机械设备适用于场地较大的空间，对于一些场地狭窄的空间，仍然不适用，而一些规模较小的工厂因为成本考虑，也不会去采购复杂的吊装机械设备，多采用人工操作，人工操作就是是在工字轮上开2到3个孔，起吊时，先由工人爬到工字轮上将挂钩穿在孔里，然后行车起吊。释放时，需要人工再次爬到工字轮上将挂钩取下，而每个工字轮如此操作，需要耗费大量的时间，生产效率极低，工人劳动强度也很大，而因为起吊前和起吊后均需要人工操作，工人一直停留吊装工作现场，极易受到人身伤害。
发明内容
为了解决传统工字轮满线后换盘效率低，操作人员安全性得不到保障的问题，本发明提供一种工字轮收线机自动换盘系统来解决上述问题。
本发明工字轮收线机自动换盘系统，包括按次序横向排列的多组工字轮换盘机构、横向跨设在多组工字轮换盘机构上方的桁架和设置在桁架上沿桁架滑动的机械手，每组工字轮换盘机构包括工字轮收线机、位于工字轮收线机左侧的满轮定位台和位于工字轮收线机右侧的空轮定位台，所述的工字轮收线机包括机架、设置在机架上的收线旋转机构和钢丝弹簧卡自动收尾机构。
进一步，具体的说，所述的收线旋转机构包括排线机构、旋转电机、传动部件、固定轴承座和设置在固定轴承座内的旋转轴，所述的固定轴承座安装在机架的平台上，所述的旋转轴与机架的平台垂直设置，所述的旋转电机通过传动部件与旋转轴的一端连接，所述旋转轴的另一端垂直固定有旋转托板，所述的旋转托板上设有与工字轮轴向空心部位相匹配的芯轴，所述排线机构安装在机架上且设置在芯轴旁。
具体的说，所述的旋转托板上周向设有至少一个与工字轮的底面孔相配合的弹簧牵引销，所述的旋转托板上与工字轮底面接触的一侧设有橡胶垫。
具体的说，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构设置在固定轴承座的外围也安装在机架的平台上，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构位于旋转托板和所述机架的平台之间，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构包括执行电机、小齿轮、带内齿的回转支承和夹丝熔丝装置，所述的执行电机的输出端与小齿轮连接，所述的小齿轮与回转支承的内齿啮合，所述的回转支承的外周设置夹丝熔丝装置。
具体的说，所述的夹丝熔丝装置包括固定架、安装在固定架上的总升降执行机构、设置在所述总升降执行机构的活动端侧面的T形架、感应开关、熔丝部和夹丝部，所述的熔丝部和夹丝部设置在T形架的两侧，所述的感应开关也设置在所述总升降执行机构的活动端的侧面。
具体的说，所述的熔丝部包括熔丝升降执行机构、活动绝缘板、活动板、固定绝缘板和电极，所述的熔丝升降执行机构的伸出端通过活动绝缘板连接活动板，所述的固定绝缘板与活动板相对设置且所述的固定绝缘板安装在总升降执行机构的活动端的顶部，所述的活动板与固定绝缘板相对的一侧上设置电极，所述的夹丝部包括夹丝升降执行机构、活动夹板和固定夹板，所述的夹丝升降执行机构的伸出端连接活动夹板，所述的固定夹板与活动夹板相对设置且所述的固定夹板安装在总升降执行机构的活动端的顶部。
具体的说，所述的桁架上设有直线导轨组和移动架，所述的移动架安装在直线导轨组的导轨上，所述的移动架上垂直安装有机械手升降机构，所述的机械手升降机构的伸出端与机械手的顶部连接。
具体的说，所述的机械手包括固定座、位于固定座下方的活动座、电动缸和三个爪板，所述爪板沿固定座周向均布，所述固定座上对应每个爪板处设有两块导向板，两块导向板上均对称设有腰子孔，所述腰子孔均沿固定座呈坡形设置，所述的爪板的一端设置在两块导向板之间通过销轴安装在腰子孔内沿腰子孔滑动，每个销轴上设有防止销轴滑动时磨损的轴承，所述电动缸的一端与固定座相连，另一端与活动座中心固定连接，所述固定座顶部与机械手升降机构的伸出端固定连接，所述爪板的中部沿活动座的周向与活动座铰接，所述活动座上设有具有信号收发功能的控制器。
具体的说，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构还包括装有至少两个弹簧卡的工字轮，弹簧卡均布在所述工字轮的底面外圆的周边。
本发明的有益效果是：(1)一套桁架和机械手可以配多台工字轮换盘机构，空轮满轮的换盘都可以由一套桁架和机械手完成，自动化程度高，不容易受到场合空间的限制且成本很低；(2)钢丝弹簧卡自动收尾机构，利用熔丝夹丝装置，将钢丝夹住后下拉到工字轮上的弹簧卡内，在利用熔丝部将钢丝切断，保证了满线工字轮的钢丝断头卡在弹簧卡内，满线工字轮上的钢丝不会出现松散的问题，提高了产品的合格率，也减少了人工的参与，节省了人工成本，提高了工作效率；(3)机械手设计精巧，无需工人爬上爬下进行吊装，降低了工人的劳动强度，节约了人工成本，可远程操作，保障了工人的人身安全。
附图说明
图1为本发明工字轮收线机自动换盘系统的主视图；
图2为本发明工字轮收线机自动换盘系统的俯视图；
图3为本发明工字轮收线机自动换盘系统的左视图；
图4为本发明工字轮收线机自动换盘系统的工字轮换盘机构的立体图；
图5为本发明工字轮收线机自动换盘系统的工字轮换盘机构的主视图；
图6为本发明工字轮收线机自动换盘系统的工字轮换盘机构的左视图；
图7为本发明工字轮收线机自动换盘系统的工字轮换盘机构的俯视图；
图8为本发明工字轮收线机自动换盘系统的收线旋转机构的主视图；
图9为本发明工字轮收线机自动换盘系统的钢丝弹簧卡自动收尾机构的主视图；
图10为本发明工字轮收线机自动换盘系统的钢丝弹簧卡自动收尾机构的俯视图；
图11为本发明工字轮收线机自动换盘系统的钢丝弹簧卡自动收尾机构的左视图；
图12为本发明工字轮收线机自动换盘系统的夹丝熔丝装置的俯视图；
图13为本发明工字轮收线机自动换盘系统的夹丝熔丝装置的主视图；
图14为本发明工字轮收线机自动换盘系统的夹丝部的结构示意图；
图15为本发明工字轮收线机自动换盘系统的熔丝部的结构示意图；
图16为本发明工字轮收线机自动换盘系统的机械手的结构示意图；
图17为本发明工字轮收线机自动换盘系统的机械手抓取工字轮时的状态图。
图中：1-工字轮换盘机构；2-桁架；3-机械手；4-工字轮收线机；5-满轮定位台；6-空轮定位台；7-机架；8-收线旋转机构；9-钢丝弹簧卡自动收尾机构；10-排线机构；11-旋转电机；12-传动部件；13-固定轴承座；14-旋转轴；15-旋转托板；16-芯轴；17-弹簧牵引销；18-橡胶垫；19-执行电机；20-小齿轮；21-回转支承；22-夹丝熔丝装置；23-固定架；24-总升降执行机构；25-T形架；26-感应开关；27-熔丝部；28-夹丝部；29-熔丝升降执行机构；30-活动绝缘板；31-活动板；32-固定绝缘板；33-电极；34-夹丝升降执行机构；35-活动夹板；36-固定夹板；37-移动架；38-导轨；39-机械手升降机构；40-固定座；41-活动座；42-电动缸；43-爪板，44-导向板；45-腰子孔；46-控制器；47-弹簧卡；48-工字轮。
具体实施方式
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。
本发明一种工字轮收线机自动换盘系统，包括按次序横向排列的多组工字轮换盘机构1、横向跨设在多组工字轮换盘机构1上方的桁架2和设置在桁架2上沿桁架2滑动的机械手3，每组工字轮换盘机构1包括工字轮收线机4、位于工字轮收线机4左侧的满轮定位台5和位于工字轮收线机4右侧的空轮定位台6，工字轮收线机4包括机架7、设置在机架7上的收线旋转机构8和钢丝弹簧卡自动收尾机构9。
收线旋转机构8包括排线机构10、旋转电机11、传动部件12、固定轴承座13和设置在固定轴承座13内的旋转轴14，固定轴承座13安装在机架7的平台上，旋转轴14与机架7的平台垂直设置，旋转电机11通过传动部件12与旋转轴14的一端连接，旋转轴14的另一端垂直固定有旋转托板15，旋转托板15上设有与工字轮轴向空心部位相匹配的芯轴16，排线机构10安装在机架7上且设置在芯轴16旁。
旋转托板15上周向设有至少一个与工字轮的底面孔相配合的弹簧牵引销17，弹簧牵引销17与工字轮下端面的孔是对应的，工字轮旋转时，自动弹入工字轮的孔内，带着工字轮旋转收线，旋转托板15上与工字轮底面接触的一侧设有橡胶垫18。
钢丝弹簧卡自动收尾机构9设置在固定轴承座13的外围也安装在机架7的平台上，钢丝弹簧卡自动收尾机构9位于旋转托板15和机架7的平台之间，钢丝弹簧卡自动收尾机构9包括执行电机19、小齿轮20、带内齿的回转支承21和夹丝熔丝装置22，执行电机19的输出端与小齿轮20连接，小齿轮20与回转支承21的内齿啮合，回转支承21的外周设置夹丝熔丝装置22。
夹丝熔丝装置22包括固定架23、安装在固定架23上的总升降执行机构24、设置在总升降执行机构24的活动端侧面的T形架25、感应开关26、熔丝部27和夹丝部28，熔丝部27和夹丝部28设置在T形架25的两侧，感应开关26也设置在总升降执行机构24的活动端的侧面。
熔丝部27包括熔丝升降执行机构29、活动绝缘板30、活动板31、固定绝缘板32和电极33，熔丝升降执行机构29的伸出端通过活动绝缘板30连接活动板31，固定绝缘板32与活动板31相对设置且固定绝缘板32安装在总升降执行机构24的活动端的顶部，活动板31与固定绝缘板32相对的一侧上设置电极33，夹丝部28包括夹丝升降执行机构34、活动夹板35和固定夹板36，夹丝升降执行机构34的伸出端连接活动夹板35，固定夹板36与活动夹板35相对设置且固定夹板36安装在总升降执行机构24的活动端的顶部。
桁架2上设有直线导轨组和移动架37，移动架37安装在直线导轨组的导轨38上，移动架37上垂直安装有机械手升降机构39，机械手升降机构39的伸出端与机械手3的顶部连接。
机械手3包括固定座40、位于固定座40下方的活动座41、电动缸42和三个爪板43，爪板43沿固定座40周向均布，固定座40上对应每个爪板43处设有两块导向板44，两块导向板44上均对称设有腰子孔45，腰子孔45均沿固定座40呈坡形设置，爪板43的一端设置在两块导向板44之间通过销轴安装在腰子孔45内沿腰子孔45滑动，每个销轴上设有防止销轴滑动时磨损的轴承，电动缸42的一端与固定座40相连，另一端与活动座41中心固定连接，固定座40顶部与机械手升降机构39的伸出端固定连接，爪板43的中部沿活动座41的周向与活动座41铰接，活动座41上设有具有信号收发功能的控制器46。
钢丝弹簧卡自动收尾机构9还包括装有至少两个弹簧卡47的工字轮48，弹簧卡47均布在工字轮48的底面外圆的周边。
如图7或图10所示，夹丝熔丝装置5在底部的状态开始算，顺时针方向分别为夹丝熔丝装置5的工作点、原点和压丝点。
工作原理：机械手3随移动架37在行走执行机构驱动下沿桁架2行走至相应一组工位的空轮定位台6的正上方，机械手升降机构39伸出端伸出带动整个机械手3下降，电动缸42缩回，三个爪板43松开，升降执行机构下降到位后，电动缸42伸出，三个爪板43夹紧待取的空工字轮后机械手升降机构39缩回带动机械手3至最上方，行走执行机构带动整个机械手3行走至相应工位的收线位置后，机械手升降机构39伸出带动整个机械手3下降，工字轮48在收线上装到位后，机械手升降机构39停止伸出，此时电动缸42缩回，三个爪板43松开，机械手升降机构39缩回带动机械手3到最上方后，行走执行机构带动整个机械手3行走至原点待命；空工字轮装好后，收线旋转机构8开始收线，同时排线机构10开始上下移动排线。
工字轮48在收线过程中，夹丝熔丝装置22在原点待命，此时，总升降执行机构8、夹丝升降执行机构34和熔丝升降执行机构29处于缩回状态。当工字轮48接近绕满，慢速待停时(大约一圈左右)排线机构10下移到工字轮48最低排线点，同时，总升降执行机构24伸出，夹丝升降执行机构34和熔丝升降执行机构29也伸出；此时夹丝熔丝装置22上的感应开关26感应工字轮48上装弹簧卡47的部位正好停止在夹丝熔丝装置22的工作点处，工字轮48停止旋转。此时全部伸出的夹丝熔丝装置22在执行电机19的驱动下，顺时针旋转到工作点，正好把钢丝卡在固定夹板36和活动夹板35之间，当然钢丝同时也在固定绝缘板32和活动板31之间，然后熔丝升降执行机构29带动活动绝缘板30、电极33缩回，夹丝升降执行机构34带动活动夹板35缩回，将钢丝夹紧。钢丝夹紧后，总升降执行机构24缩回，将夹紧的钢丝往下拉，此时，正好将钢丝卡在工字轮48下边缘的弹簧卡47里面，钢丝卡紧收尾后，电极33通电，将钢丝熔断，熔断后，熔丝升降执行机构29伸出。此时桁架2上的机械手3过来将收尾后满线的工字轮48取出并放在相应的满轮定位台5，放好后待转入下道工序，桁架2上的机械手3再回到相应的空轮定位台6，抓取空工字轮，同时满轮取走后总升降执行机构24伸出并且在执行电机19的驱动下将夹着的钢丝绕收线旋转机构8上的芯轴16逆时针旋转大半圈至压丝点。此时，桁架2上的机械手3将抓取的空工字轮放在收线机上，将钢丝压在工字轮48的下面(因为收线旋转机构8的旋转托板15上面装有橡胶垫18，能保证工字轮48将钢丝压紧并放平稳)，将工字轮48放稳后机械手3松开后上升移到相应位置待命；同时收线旋转机构8和排线机构10开始工作，钢丝绕工字轮48两三圈后，夹丝熔丝装置22的夹丝升降执行机构34伸出，将夹着的钢丝松开。然后总升降执行机构24缩回后，夹丝升降执行机构34和熔丝升降执行机构29也缩回，此时夹丝熔丝装置22在执行电机19驱动下回到时原点待命，等待下次工作。
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，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性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 (9)
1.一种工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：包括按次序横向排列的多组工字轮换盘机构、横向跨设在多组工字轮换盘机构上方的桁架和设置在桁架上沿桁架滑动的机械手，每组工字轮换盘机构包括工字轮收线机、位于工字轮收线机左侧的满轮定位台和位于工字轮收线机右侧的空轮定位台，所述的工字轮收线机包括机架、设置在机架上的收线旋转机构和钢丝弹簧卡自动收尾机构。
2.如权利要求1所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的收线旋转机构包括排线机构、旋转电机、传动部件、固定轴承座和设置在固定轴承座内的旋转轴，所述的固定轴承座安装在机架的平台上，所述的旋转轴与机架的平台垂直设置，所述的旋转电机通过传动部件与旋转轴的一端连接，所述旋转轴的另一端垂直固定有旋转托板，所述的旋转托板上设有与工字轮轴向空心部位相匹配的芯轴，所述排线机构安装在机架上且设置在芯轴旁。
3.如权利要求2所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的旋转托板上周向设有至少一个与工字轮的底面孔相配合的弹簧牵引销，所述的旋转托板上与工字轮底面接触的一侧设有橡胶垫。
4.如权利要求2所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构设置在固定轴承座的外围也安装在机架的平台上，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构位于旋转托板和所述机架的平台之间，所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构包括执行电机、小齿轮、带内齿的回转支承和夹丝熔丝装置，所述的执行电机的输出端与小齿轮连接，所述的小齿轮与回转支承的内齿啮合，所述的回转支承的外周设置夹丝熔丝装置。
5.如权利要求4所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的夹丝熔丝装置包括固定架、安装在固定架上的总升降执行机构、设置在所述总升降执行机构的活动端侧面的T形架、感应开关、熔丝部和夹丝部，所述的熔丝部和夹丝部设置在T形架的两侧，所述的感应开关也设置在所述总升降执行机构的活动端的侧面。
6.如权利要求5所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的熔丝部包括熔丝升降执行机构、活动绝缘板、活动板、固定绝缘板和电极，所述的熔丝升降执行机构的伸出端通过活动绝缘板连接活动板，所述的固定绝缘板与活动板相对设置且所述的固定绝缘板安装在总升降执行机构的活动端的顶部，所述的活动板与固定绝缘板相对的一侧上设置电极，所述的夹丝部包括夹丝升降执行机构、活动夹板和固定夹板，所述的夹丝升降执行机构的伸出端连接活动夹板，所述的固定夹板与活动夹板相对设置且所述的固定夹板安装在总升降执行机构的活动端的顶部。
7.如权利要求1所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的桁架上设有直线导轨组和移动架，所述的移动架安装在直线导轨组的导轨上，所述的移动架上垂直安装有机械手升降机构，所述的机械手升降机构的伸出端与机械手的顶部连接。
8.如权利要求7所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的机械手包括固定座、位于固定座下方的活动座、电动缸和三个爪板，所述爪板沿固定座周向均布，所述固定座上对应每个爪板处设有两块导向板，两块导向板上均对称设有腰子孔，所述腰子孔均沿固定座呈坡形设置，所述的爪板的一端设置在两块导向板之间通过销轴安装在腰子孔内沿腰子孔滑动，每个销轴上设有防止销轴滑动时磨损的轴承，所述电动缸的一端与固定座相连，另一端与活动座中心固定连接，所述固定座顶部与机械手升降机构的伸出端固定连接，所述爪板的中部沿活动座的周向与活动座铰接，所述活动座上设有具有信号收发功能的控制器。
9.如权利要求4所述的工字轮收线机自动换盘系统，其特征在于：所述的钢丝弹簧卡自动收尾机构还包括装有至少两个弹簧卡的工字轮，弹簧卡均布在所述工字轮的底面外圆的周边。
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