CN113798861B - 铁路动车组滤材压扣生产自动流水线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，解决现有的没有一体化生产设备的技术缺陷。该设备包括开卷机构、定长切割机构、全自动打扣机构、码垛机构、电气控制系统和工作台，裁布机位于皮带输送组件和开卷机构之间；所述全自动打扣机构由四台全自动打扣机组成，其中两台用于横向打扣，两台用于纵向打扣，且：两台纵向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；两台横向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；所述码垛机构由升降机和安装在该升降机顶部的托盘组成，且位于工作台后端的皮带输送组件正下方。本铁路动车组滤材压扣生产自动流水线可以实现开卷、裁剪、打扣、码垛功能，且各个部分协调进行。

Description

铁路动车组滤材压扣生产自动流水线

技术领域

该发明涉及铁路动车组滤材压扣生产自动流水线技术领域。

背景技术

CN208624716U公开了一种全自动打扣机，包括机架，所述机架上固定有供料机构、于所述供料机构之后对原料进行推送的推料机构、于所述推料机构之后对推送的原料进行压合的打扣机构、以及将滤材带送经所述打扣机构下方以进行打扣的送带机构。该设备属于半自动设备，仅仅具有自动打扣的功能。

目前的滤材加工设备都不具有连续、自动作业能力，本申请人单位针对的是滤材的打扣，具体指标要求具有自动裁切滤材、自动打扣、码垛的功能，基于此研发本设备。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，解决现有的没有一体化生产设备的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，包括开卷机、定长切割机构、全自动打扣机构、码垛机构、电气控制系统、工作台和落料机构，其特征在于，

所述开卷机安装滤材料卷，位于工作台的前端；

在开卷机和定长切割机构之间的工作台上安装有压料轮组件，

所述定长切割机构包括安装在工作台上的裁布机和皮带输送组件，其中，裁布机位于皮带输送组件和开卷机之间；

所述滤材卷料开卷后向后依次进入压料轮组件、定长切割机构；

所述全自动打扣机构由四台全自动打扣机组成，其中两台用于横向打扣，两台用于纵向打扣，且：

两台纵向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；

两台横向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；

经过滤材材料裁切后被横向和纵向压扣，然后进入码垛机构；

所述码垛机构由升降机和安装在该升降机顶部的托盘组成，且位于工作台后端的皮带输送组件正下方，以及在升降机正上方的工作台处设置落料口，落料口处安装落料结构。

进一步地，所述落料机构包括承接平台、竖向运动组件和水平运动组件，所述承接平台在竖向运动组件驱动下上下动作，所述承接平台在水平运动组件作用下水平动作。

进一步地，所述竖向运动组件包括四根竖向导柱、过渡板和一个气缸，四根竖向导柱上端固定的为承接平台，过渡板中具有与上述的竖向导柱配合的导向套筒，气缸的两端分别连接过渡板和承接平台，所述过渡板通过一对水平状态的直线滑轨组件和一个水平状态的气缸与设备机架之间进行水平方向可滑动的安装。

进一步地，还包括辅助夹具，该所述承接平台开始下降时，该辅助夹具延时数秒通电产生磁力并夹住滤材的一边边沿，配合落料机构中的承接平台的侧向水平移动，该辅助夹具加持过程保持数秒，辅助夹具断电后松开对滤材的加持。

进一步地，两台纵向全自动打扣机中的一台固定安装在工作台上，另一台通过横向滑板安装在工作台上，并在滑板和工作台之间安装气缸Ⅰ。

进一步地，两台横向全自动打扣机固定在吊板上，所述吊板通过横向导轨和气缸活动安装在龙门架上，所述龙门架固定安装在工作台上。

进一步地，所述开卷机包括开卷轴固定架、伺服电机、顶升气缸和竖向升降导轨(14)，其中，所述开卷轴固定架通过竖向设置的竖向升降导轨可升降的安装在工作台上，并在所述开卷轴固定架下方安装顶升气缸，伺服电机安装在开卷轴固定架上，控制滤料卷轴的给料速度。

进一步地，所述裁布机裁刀部位加装除尘罩。

进一步地，压料轮组件由两组压料轮和皮带组成，其中一个压料轮为主动轮，一个为被动轮，皮带安装在主动轮和被动轮上。

进一步地，所述工作台为全钢焊接结构的工作台。其中工作台为全钢焊接结构的工作台。

本发明的有益效果是：

本铁路动车组滤材压扣生产自动流水线可以实现开卷、裁剪、打扣、码垛功能，且各个部分协调进行，下面结合具体实施例来各个组成部分是如何协调工作的，以及带来的生产效率上的提升。

附图说明

图1为本发明的立体效果图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为滤料加工示意图。

图5为横向全自动打扣机安装示意图。

图6为落料机构的局部立面图。

图中：

10开卷机，11开卷轴固定架，12伺服电机，13顶升气缸，14竖向升降导轨，

20定长切割机构，21裁布机，22皮带输送组件，

30全自动打扣机构，30’全自动打扣机，30”全自动打扣机，31安装气缸Ⅰ，32吊板，33龙门架，

40码垛机构，

50工作台，

60压料轮组件，

70落料机构，71承接平台，72竖向运动组件，721过渡板，73水平运动组件，74辅助夹具，

00滤材卷，01滤材。

具体实施方式

本实施例介绍了一种滤材压扣生产自动流水线，具备自动裁切滤材、自动打扣、码垛的三大功能，能完全满足滤材自动化生产的要求。

本生产线采用平卧结构方式，外形美观，结构简单、工作效率高；具有其性能稳定可靠、操作简单、动作灵敏、使用维护方便等特点。

本流水线智能控制部分之控制器采用台达DVP-EH3系列高性能PLC控制器，10寸触摸屏。通过触摸屏设置加工参数，可手动或者自动控制生产线加工生产。

裁切滤材采用高速裁布机，并加装除尘装置，粉尘少、效率高；使用精密伺服电机带动输送带进给滤材，可以精确控制滤材的运动位置和速度，实现高精度的裁切、打扣定位。

生产完成后控制器通过传感器可自行进行生产计数；生产物料需要人工放置到料架上，为了便于操作，装有料架升降机构。

设备所用的控制器、伺服电机、气缸、传感器、电磁阀等均采用台达、欧姆龙等知名品牌,性能稳定,可靠性高。

结合说明书附图1至附图5，详细介绍本生产线的组成机构和工作流程。

本流水线主要有开卷机、定长切割机构、全自动打扣机构、码垛机构、电气控制系统、工作台等组成。

设备机械简图参考图1，主要由开卷机10、定长切割机构20、全自动打扣机构30、码垛机构40、电气控制系统(图1中未示出)、工作台50、落料机构70等组成，其中工作台为全钢焊接结构的工作台，设备外形尺寸：6400×1300×700(mm)。

1、开卷机

开卷机10是放置滤材原材料卷的机构，开卷机带有升降功能，便于人工操作。该开卷机安装在工作台的一端，按照生产流程标记为前端，即开卷机位于工作台的前端，为起始端。该开卷机10包括开卷轴固定架11、伺服电机12、顶升气缸13和竖向升降导轨14，其中，本实施所述的开卷轴固定架11通过竖向设置的竖向升降导轨可升降的安装在工作台上。并在上述的开卷轴固定架下方安装顶升气缸13，就是说顶升气缸两端分别铰接连接开卷轴固定架和工作台底部，作用是对开卷轴固定架进行有效的顶升，用于辅助的更换滤材卷，有效降低更换的劳动强度。更换滤材卷完成后顶升至高点进行开卷工作。

上述的伺服电机12安装在开卷轴固定架11上，用于控制滤料卷轴的给料速度，并配合定长切割机构的输送速度进行联动，张弛有度，进行合理的开卷并供应滤材物料。

在开卷机和定长切割机构之间的工作台上安装有压料轮组件60，该压料轮组件由两组压料轮和皮带组成，其中一个压料轮为主动轮，一个为被动轮，其中主动轮由伺服电机驱动，速度可控，该主动轮的转速与开卷机中的开卷速度是联动的，由电气控制系统统一控制。皮带安装在上述的主动轮和被动轮之间，上述的压料轮组件中的皮带与输送带之间保持合理的间隙，用于抓取并输送滤布。

该压料轮组件位置对应的下方的设备工作台上设置不锈钢平板，作为工作台使用。

2、定长切割机构20，该机构包括裁布机21和皮带输送组件22组成，其中，裁切滤材采用自走式高速裁布机，该裁布机沿着垂直于滤材前进方向，进行横向的切断。该裁布机安装在一个横向(垂直于滤材前进方向)的直线滑轨上，该直线滑轨安装在滤材输送台面以下位置，且在设备机架和裁布机之间安装同步带驱动装置，通过该同步带驱动装置带动裁布机在横向上做往复运动，其中，裁布机在进给时高速旋转，并用裁布机上的圆盘形裁刀将滤材裁断，该过程配合皮带输送组件22中的用于测量滤材定长的传感器进行，即，当传感器检测到滤材满足设定长度后，停止输送，同时进行裁切。

并在裁布机裁刀部位加装除尘罩，该除尘罩采用玻璃材质，具有透视性，可以观察滤布的平铺状态，同时具有粉尘少、效率高的特点；输送采用皮带输送，其中，皮带输送有两组皮带输送组件组成，皮带输送组件的动力使用精密伺服电机带动输送带进给滤材，精确控制滤材的运动位置和速度，实现高精度的裁切、打扣定位。

裁布机参数如下：电源220V、150W，额定转速：16000r/min。

切割(裁布机)走行速度：12m/min。

伺服电机：电源220V、200W和400W。

滤材输送速度20m/min(可调)。

进一步地改进措施，在上述裁布机两侧的平台上，设置有微孔，该微孔是指孔径不大于1毫米的或者更小尺寸的微孔，该微孔连接负压腔，通过负压设备提供负压吸附的方式，配合裁布机进行动作，具体来说，当裁刀需要进行裁切时，负压设备启动，对裁布机两侧的滤布进行负压吸附，吸附有利于滤布贴合在工作台面之上，避免裁切刀具对滤布产生扰动，这种设计有利于提高裁切的精度。

进一步地，还可以设计一套正压设备，通过三通气路电磁阀将正压设备和负压设备进行交替的方式控制微孔气流，当输送滤布时，正压设备向微孔提供吹风，使得滤布产生上浮的效果，当裁切滤布时，负压设备向微孔提供负压吸附力，使得滤布位置临时被固定，提高裁切的精准度。

3、全自动打扣机构，

全自动打扣机构30用于完成内径10mm翻边金属扣在滤材上的动上扣和打扣，冲压效果好，不卡扣。

本全自动打扣机构是由四台安装在不同位置的全自动打扣机联合组成的，两台用于横向打扣，两台用于纵向打扣。

本实施例中的全自动打扣机为外购商品模块，即装即用，例如邢台久捷机械制造厂制造的全自动打扣机。

本实施例中的全自动打扣机采用电磁阀和PLC编程全自动控制。

打扣机规格型号：PM-2型全自动打扣机，气源：0.7MPa。

打扣机额定打扣速度：20个/min。

纵向全自动打扣机的安装方式，沿滤材进给的方向我们称之为纵向，即长边方向。该方向的打扣尺寸取决于滤材宽度尺寸，滤材宽度有两种，因此设计为一边全自动打扣机固定不动，另外一边的全自动打扣机可以由气缸带动做两个点的定位运动，以此实现两种尺寸滤材的纵向打扣。具体来说，该全自动打扣机30’通过横向滑板安装在工作台上，并在滑板和工作台之间安装气缸Ⅰ31，通过气缸调节滑板的位置，进而调节了全自动打扣机30’在横向上的位置。

通过触摸屏设置的滤材宽度参数，输送带组件拉动纵向打扣机运动到指定位置待机，当滤材完成定位运动后，打扣机完成纵向打扣。

横向全自动打扣机，垂直于滤材进给的方向我们称之为横向，即短边方向，短边方向的两个扣眼之间的距离是相同的，都是300mm，但是中心位置差10mm。

如图1和图5所示，为了便于滤材输送进给，两台全自动打扣机30”固定在同一吊板32上，两打扣中心距离固定为300mm。吊板32通过横向导轨和气缸活动安装在龙门架33上，龙门架33固定安装在工作台上，通过气缸拉动吊板在横向导轨运动，实现两打扣机中心位置偏移10mm(吊板模具同步运动)。

4、码垛机构，该码垛机构40由剪刀叉式升降机和安装在该升降机顶部的托盘组成，滤材加工完成后继续输送到码垛位置，码垛位置正下方设置托盘，滤材落入底部的托盘，升降托盘下降一定高度(一层滤材的厚度)，码垛完成，控制器进行生产计数。

5、落料机构70，该落料机构的作用是辅助码垛机构的实施，具体来说，剪刀叉式升降机正上方的工作台上有一个落料口，该落料口为长方形结构，在该落料口位置设置有落料机构。

该落料机构具有上下和左右方向的运动能力，以及辅助夹具，下面详细的描述该落料机构的机械原理和工作过程：

参考图6，落料机构包括承接平台71、竖向运动组件72和水平运动组件73，具体来说，竖向运动组件包括四根竖向导柱、过渡板721和一个气缸，四根竖向导柱上端固定的为承接平台，过渡板中具有与上述的竖向导柱配合的导向套筒，气缸的两端分别连接过渡板和承接平台，在气缸的作用下，上述的承接平台具有上下运动的动作。

上述的过渡板通过一对水平状态的直线滑轨组件和一个水平状态的气缸与设备机架之间进行水平方向可滑动的安装。上述的过渡板水平位移的过程中，带动上方的承接平台一并水平运动。

辅助夹具74为电磁吸合原理，包括底座和舌片，具体来说，底座固定安装在落料口下方的工作台面一侧，数量为两个，底座内集成有电磁线圈，通过通电的方式使得底座产生磁性，舌片通过扭簧和铰接的方式安装在底座上，且舌片和底座之间处于开启状态，当落料机构中的承接平台开始下降时，该辅助夹具延时1秒通电，产生磁力，并夹住滤材的一边边沿，然后，配合落料机构中的承接平台的侧向水平移动，该辅助夹具加持过程保持2秒，此过程中，承接平台已经避让开落料口位置，辅助夹具断电后松开对滤材的加持，滤材自动飘落至下方的升降机顶部托盘中，完成一次码垛。

6、电气控制系统

PLC控制器采用台达DVP-EH3系列高性能PLC控制器，10寸触摸屏。能通过触摸屏设置加工参数，可手动或者自动控制生产线加工生产。

本套设备的主要工作流程是：将滤材卷00采用人工作业的方式装入开卷轴固定架上并由卷轴定位，人工将滤材头部拉出一段，手动穿过压料轮到达滤材01裁切机位置，且滤材穿过两个压料轮，并超过裁切机一部分后齐头整齐；检查各自动打扣机料盒内有扣眼并进入待机状态后，即可启动自动运行。

首先，定长切割机构将滤材01进给，到达纵向自动打扣装置后，运动停止并打扣，再进给，再停止打扣，直到纵向打扣完成；在纵向打扣的同时，如果滤材到达了横向打扣位置，则进行横向打扣。达到滤材尺寸后进行自动裁切，最后进行另外一个横边自动打扣。滤材加工完成后继续输送到码垛位置，滤材底部的托盘收回，滤材落入底部的托盘，托盘下降一定高度(一层滤材的厚度)，码垛完成控制进行生产计数。进入下一片滤材生产，周而复始。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，包括开卷机（10）、定长切割机构（20）、全自动打扣机构（30）、码垛机构（40）、电气控制系统、工作台（50）和落料机构（70），其特征在于，

所述开卷机（10）安装滤材料卷，位于工作台的前端；

在开卷机和定长切割机构之间的工作台上安装有压料轮组件（60），

所述定长切割机构（20）包括安装在工作台上的裁布机（21）和皮带输送组件（22），其中，裁布机（21）位于皮带输送组件（22）和开卷机（10）之间；

所述滤材卷料开卷后向后依次进入压料轮组件、定长切割机构；

所述全自动打扣机构（30）由四台全自动打扣机组成，其中两台用于横向打扣，两台用于纵向打扣，且：

两台纵向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；

两台横向全自动打扣机之间的横向工作间距可调节；

经过滤材材料裁切后被横向和纵向压扣，然后进入码垛机构；

所述码垛机构（40）由升降机和安装在该升降机顶部的托盘组成，且位于工作台后端的皮带输送组件正下方，以及在升降机正上方的工作台（50）处设置落料口，落料口处安装落料机构；

所述落料机构包括承接平台（71）、竖向运动组件（72）和水平运动组件（73），所述承接平台（71）在竖向运动组件（72）驱动下上下动作，所述承接平台（71）在水平运动组件（73）作用下水平动作；

还包括辅助夹具（74），该所述承接平台开始下降时，该辅助夹具延时数秒通电产生磁力并夹住滤材的一边边沿，配合落料机构中的承接平台的侧向水平移动，该辅助夹具加持过程保持数秒，辅助夹具断电后松开对滤材的加持。

2.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，所述竖向运动组件包括四根竖向导柱、过渡板（721）和一个气缸，四根竖向导柱上端固定的为承接平台，过渡板中具有与上述的竖向导柱配合的导向套筒，气缸的两端分别连接过渡板和承接平台，所述过渡板通过一对水平状态的直线滑轨组件和一个水平状态的气缸与设备机架之间进行水平方向可滑动的安装。

3.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，两台纵向全自动打扣机中的一台固定安装在工作台上，另一台通过横向滑板安装在工作台上，并在滑板和工作台之间安装气缸Ⅰ（31）。

4.根据权利要求3所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，两台横向全自动打扣机固定在吊板（32）上，所述吊板（32）通过横向导轨和气缸活动安装在龙门架（33）上，所述龙门架（33）固定安装在工作台上。

5.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，所述开卷机（10）包括开卷轴固定架（11）、伺服电机（12）、顶升气缸（13）和竖向升降导轨（14），其中，所述开卷轴固定架（11）通过竖向设置的竖向升降导轨可升降的安装在工作台上，并在所述开卷轴固定架下方安装顶升气缸（13），伺服电机（12）安装在开卷轴固定架（11）上，控制滤料卷轴的给料速度。

6.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，所述裁布机裁刀部位加装除尘罩。

7.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，压料轮组件由两组压料轮和皮带组成，其中一个压料轮为主动轮，一个为被动轮，皮带安装在主动轮和被动轮上。

8.根据权利要求1所述的铁路动车组滤材压扣生产自动流水线，其特征在于，所述工作台为全钢焊接结构的工作台。

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