CN114074139A - 金属棒材成形设备 - Google Patents
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Abstract
一种金属棒材自动成形设备,属于自动成形设备技术领域,包括成形机架,两个成形导轨对称设置在成形机架的两侧,成形机构能够滑动地设置在成形导轨上,两个夹持机构分别设置在成形机构的两侧,两个夹持机构均能够滑动地设置在成形导轨上,一侧夹持机构用于夹持金属棒材的一端送入成形机构中,成形机构对金属棒材进行压制,另一侧的夹持机构用于对金属棒材已压制端进行牵引。该设备能够对金属棒材进行多次压制成形、成形质量稳定,效率高。
Description
技术领域
本发明属于自动成形设备技术领域,具体涉及一种金属棒材成形设备。
背景技术
金属棒材经过拉拔过程,长度增加,直径减少,外形为细长圆柱形,为了适应应用需求,需要将对金属棒材进行压制成形,通常将圆柱形金属棒材压制成表面为凹槽状。对于直径较小的金属棒材,当需要压制的凹槽深度与金属直径的比值大于0.3时。为避免压制过程中单次变形较大,需要分多次逐步进行压制。采用人工将待压制的金属件的一端送入成形设备上,因金属棒材的直径较小,硬度较低,极易悬垂,一般需要两个工人协同作业。传统的金属棒材成形设备,辅助人工半自动化作业,生产效率低。
发明内容
本发明针对上述技术问题,提出一种金属棒材自动成形设备,该设备能够对金属棒材进行多次压制成形、成形质量稳定,效率高。
本发明采用的技术方案:一种金属棒材成形设备,成形设备包括成形机架,两个成形导轨对称设置在成形机架的两侧,成形机构能够滑动地设置在成形导轨上,两个夹持机构分别设置在成形机构的两侧,两个夹持机构均能够滑动地设置在成形导轨上,一侧夹持机构用于夹持金属棒材的一端送入成形机构中,成形机构对金属棒材进行压制,另一侧的夹持机构用于对金属棒材已压制端进行牵引。
进一步的,夹持机构通过齿轮齿条机构沿成形导轨滑动设置。
进一步的,还包括顶升机构,顶升机构设置在两侧成形导轨之间,顶升机构包括多个相互独立的顶升模块,顶升模块沿成形导轨延伸的方向排列。
进一步的,夹持机构包括夹持滑动底板、力控机构和夹持部,力控滑轨设置在夹持滑动底板的上端面,夹持部的底部通过滑块嵌套在力控滑轨上,力控机构设置在夹持机部与夹持滑动底板之间。
进一步的,力控机构包括双向相离设置的力控部,力控部包括压力传感器和压力弹簧,压力传感器通过连接板固定在夹持部上,压力弹簧的一端固定在夹持滑动底板上,压力弹簧的另一端正对压力传感器,气缸固定在夹持滑动底板上,顶杆与气缸的缸杆相连,顶杆朝向压力传感器设置。
进一步的,成形机构包括成形滑动底板、上成形夹具、下成形夹具和两侧的支撑架,下成形夹具的两端分别可转动地安装在两侧支撑架之间,上成形夹具设置在两侧支撑架之间且位于下成形夹具的上方,上成形夹具的凸起正对下成形夹具的凹槽。
进一步的,上成形夹具与下成形夹具之间高度能够调节。
进一步的,上成形夹具能够转动地设置在两侧支撑架之间,上成形夹具与下成形夹具的外侧面相接触。
进一步的,还包括机器人滑道,机器人滑道与成形导轨平行设置,两个六轴协作机器人能够滑动地设置在机器人滑道上。
进一步的,还包括成品放置平台,成品放置平台位于成形机架的一侧且与其平行设置。
本发明具有的有益效果如下:(1)夹持机构和成形机构能够实现金属棒材的自动压制成形;两个夹持机构交替夹持金属棒材和交替进行牵引已压制的金属棒材端,能够对金属棒材进行多次压制,直到满足成品要求;(2)夹持机构包括力控机构,力控机构能够检测压制过程中金属棒材的受力,当受力大于预设值时,夹持机构将金属棒材暂时松开,重新调整夹持力;(3)配合六轴协作机器人,能够实现金属棒材成形过程中自动上下料以及自动压制等工艺过程,提高压制成形过程的自动化程度,从而提高产品质量。
附图说明
图1 为本发明装置整体结构示意图。
图2 为本发明装置中成形机构的结构示意图。
图3 为本发明装置中成形机构另一视角的局部结构示意图。
图4 为本发明装置中夹持机构的结构示意图。
图中:1.成形机架;101.成形导轨;2.齿轮齿条机构;201.齿轮;202.齿条;203.驱动电机;3.成形机构;301.支撑架;302.压制电机;303.调整电机;304.上成形夹具;305.下成形夹具;306.轴承;307.丝杆;308.轴承支座;309.成形滑动底板;4.夹持机构;401.夹持电机;402.支撑座;403.双向丝杆;404.连接座;405.夹持块;406.力控滑轨;407.压力弹簧;408.气缸;409.压力传感器;410.夹持滑动底板;411.夹持底板;5.顶升机构;501.顶升板。
具体实施方式
如图1-图4所示,金属棒材成形设备包括成形机架1,两个成形导轨101对称设置在成形机架1的两侧,成形机构3能够滑动地设置在成形导轨101上,两个夹持机构4分别设置在成形机构3的两侧,两个夹持机构4均能够滑动地设置在成形导轨101上,一侧夹持机构4用于夹持金属棒材的一端送入成形机构3中,成形机构3对金属棒材进行压制,另一侧的夹持机构4用于对金属棒材已压制端进行牵引。
夹持机构4通过齿轮齿条机构2沿成形导轨101滑动,夹持机构4包括夹持滑动底板410,齿轮齿条机构2包括驱动电机203,驱动电机203竖直朝下安装在夹持滑动底板410上,驱动电机203的输出端贯穿夹持滑动底板410设置,齿轮201安装在驱动电机203的输出端,齿条202与成形导轨101平行设置且固定在成形机架1上,驱动电机203带动齿轮201转动,齿轮201与齿条202啮合,从而将驱动电机203转动转化成直线运动,夹持滑动底板410的下端与嵌套在成形导轨101上的滑块固定连接,齿轮201与齿条202啮合带动夹持滑动底板410及其上部件沿成形导轨101移动。
采用齿轮齿条机构带动夹持沿成形导轨101滑动,能够减少滑动驱动机构占用的空间,优选的,成形机构3亦通过齿轮齿条机构来实现沿成形导轨101滑动,多个齿轮齿条机构共用一个齿条202,采用齿轮齿条机构带动夹持机构4、成形机构3沿成形导轨101滑动能够实现长距离滑动。
为了减少压制过程中,金属棒材端部的甩动,顶升机构5设置在两侧成形导轨101之间,顶升机构5包括多个相互独立的顶升模块,顶升模块沿成形导轨101延伸的方向排列,顶升模块包括顶升气缸408和顶升板501,顶升板501靠近成形导轨101的两侧折弯成向上的凸起,从而减小压制过程中金属棒材的甩动。多个顶升模块相互独立运动,夹持机构4、成形机构3所到处的顶升模块不动作。
夹持机构4包括夹持滑动底板410、力控机构和夹持部,力控滑轨406的下端面与夹持滑动底板410固连,夹持部底部通过滑块以嵌套在力控滑轨406上,力控机构的一端安装在夹持滑动底板410上,力控机构的另一端安装在夹持部上。
力控机构包括双向相离设置的力控部,力控部包括压力传感器409和压力弹簧407,压力传感器409通过连接板固定在夹持部上,压力弹簧407的一端固定在夹持滑动底板410上,压力弹簧407的另一端正对压力传感器409,气缸408固定在夹持滑动底板410上,顶杆与气缸408的缸杆相连,顶杆朝向压力传感器409设置,气缸408带动顶杆伸出,顶杆的一端顶住连接板,控制压力弹簧407与压力传感器409的之间不接触,使得力控部不发挥作用。
如图4所示,夹持部包括夹持底板411,夹持底板411的下端通过滑块嵌套在力控滑轨406上,两个支座的下端固定安装在夹持底板411上,双向丝杆403的两端通过滚动轴承以安装在两个支座中,夹持电机401的输出端带动双向丝杆403的一端转动,从而夹持电机401带动双向丝杆403转动,两个连接座404分别通过丝杆螺母以安装在双向丝杆403旋向不同的两段,两个夹持块405分别固定在两个连接座404相对内侧的上部,两个夹持块405相对的端面开有凹槽,夹持电机401带动两个夹持块405相互靠近或者远离。随着拉拔压制次数的增加,金属棒材的宽度逐渐增加,夹持电机401调整两个夹持块405之间的距离以适应夹持不同直径的金属棒材。
如图2、图3所示,成形机构3包括成形滑动底板309、上成形夹具304、下成形夹具305和两侧的支撑架301,两侧的支撑架301沿垂直于成形导轨101的方向相对安装在成形滑动底板309的上端面。下成形夹具305的两端分别能够转动地安装在两侧支撑架301之间,压制电机302设置在两侧支撑架301的外侧,压制电机302的输出端与下成形夹具305的一端相连,压制电机302带动下成形夹具305转动,上成形夹具304设置在两侧支撑架301之间且位于下成形夹具305的上方,上成形夹具304的凸起正对下成形夹具305的凹槽。
上成形夹具304沿外侧圆周方向设有轮状凸起,下成形夹具305位于上成形夹具304凸起的正下方设置有仿形设计的凹槽,凸起正对凹槽位置。
如图3所示,成形机构3还包括高度调节机构,高度调节机构用于调节上成形夹具304与下成形夹具305之间的高度,高度调节机构包括调整电机303,调整电机303竖直向下安装在支撑架301的上端,调整电机303通过丝杆307螺母组件将旋转运动转化为直线运动,上成形夹具304的两端分别与两侧丝杆307螺母组件中丝杆307螺母相连,从而上成形夹具304能够沿竖直方向运动,随着压制次数的增加,依次减少上成形夹具304和下成形夹具305之间的高度差。
优选的,轴承支座308与丝杆螺母固连,轴承306安装在轴承支座308中,上成形夹具304的两端分别通过轴承306以安装在轴承支座308中,从而上成形夹具304能够转动地设置在两侧支撑架301之间,从而能够减少对上成形夹具304局部的磨损。
为了改善压制过程中夹具受力,下成形夹具305位于上成形夹具304的外侧面相接触,从而下成形夹具305位于上成形夹具304通过非压制部位之间的摩擦力带动上成形夹具304有规律地绕轴转动。
为了提高成形设备的自动化程度,在成形设备的一侧设置机器人滑道,机器人滑道与成形导轨101平行设置,两个六轴协作机器人能够滑动地设置在机器人滑道上。当棒材长度大于5m,为了减少搬运过程中棒材悬垂,需要两个六轴协作机器人协同作业将棒材放置到夹持机构4上,一侧夹持机构4夹持棒材从成形机构3的一端送入上成形夹具304和下成形夹具305的压制凹槽之间,另一侧的夹持机构4沿成形导轨101朝向成形机构3运动,另一侧夹持机构4夹持从成形机构3压制棒材的另一端。力控机构检测压制过程中的作用力,当作用力超过预设压力后,夹持机构4暂时松开金属棒材,尔后重新夹持。
为了成形设备的自动化程度,还包括成品放置平台,成品放置平台位于成形机架1的一侧且与其平行设置。压制完成后,六轴协作机器人从夹持机构4取下金软棒材压放置到成品放置平台上。
传统的索类火工品的中间成品的长度在20m,棒材的最大横向宽度小于4mm,索类材料经过拉伸后,需要改将拉伸后的横截面为圆形的细长圆柱棒材沿径向进行压制出凹槽,该设备尤其适应于索类产品。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属软棒成形设备,其特征在于,成形设备包括成形机架(1),两个成形导轨(101)对称设置在成形机架(1)的两侧,成形机构(3)能够滑动地设置在成形导轨(101)上,两个夹持机构(4)分别设置在成形机构(3)的两侧,两个夹持机构(4)均能够滑动地设置在成形导轨(101)上,一侧夹持机构(4)用于夹持金属软棒的一端送入成形机构(3)中,成形机构(3)对金属软棒进行压制,另一侧的夹持机构(4)用于对金属软棒已压制端进行牵引。
2.根据权利要求1所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述夹持机构(4)包括夹持滑动底板(410)、力控机构和夹持部,力控滑轨(406)设置在夹持滑动底板(410)的上端面,夹持部的底部通过滑块嵌套在力控滑轨(406)上,力控机构设置在夹持机部与夹持滑动底板(410)之间。
3.根据权利要求2所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述力控机构包括双向相离设置的力控部,力控部包括压力传感器(409)和压力弹簧(407),压力传感器(409)通过连接板固定在夹持部上,压力弹簧(407)的一端固定在夹持滑动底板(410)上,压力弹簧(407)的另一端正对压力传感器(409),气缸(408)固定在夹持滑动底板(410)上,顶杆与气缸(408)的缸杆相连,顶杆朝向压力传感器(409)设置。
4.根据权利要求1所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述成形机构(3)包括成形滑动底板(309)、上成形夹具(304)、下成形夹具(305)和两侧的支撑架(301),下成形夹具(305)的两端分别可转动地安装在两侧支撑架(301)之间,上成形夹具(304)设置在两侧支撑架(301)之间且位于下成形夹具(305)的上方,上成形夹具(304)的凸起正对下成形夹具(305)的凹槽。
5.根据权利要求4所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述上成形夹具(304)与下成形夹具(305)之间高度能够调节。
6.根据权利要求4或者5任意之一所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述上成形夹具(304)能够转动地设置在两侧支撑架(301)之间,上成形夹具(304)与下成形夹具(305)的外侧面相接触。
7.根据权利要求1所述的金属软棒成形设备,其特征在于,还包括机器人滑道,所述机器人滑道与成形导轨(101)平行设置,两个六轴协作机器人能够滑动地设置在机器人滑道上。
8.根据权利要求1所述的金属软帮成形设备,其特征在于,还包括成品放置平台,所述成品放置平台位于成形机架(1)的一侧且与其平行设置。
9.根据权利要求1所述的金属软棒成形设备,其特征在于,所述夹持机构(4)通过齿轮齿条机构沿成形导轨(101)滑动设置。
10.根据权利要求1所述的金属软棒成形设备,其特征在于,还包括顶升机构(5),顶升机构(5)设置在两侧成形导轨(101)之间,顶升机构(5)包括多个相互独立的顶升模块,顶升模块沿成形导轨(101)延伸的方向排列。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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