CN114476856A - 一种焊丝自动层绕机械手臂总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊丝自动层绕机械手臂总成，机械手臂总成包括上盘装置、缠绕装置以及主体，料盘设置于上盘装置，上盘装置能够将料盘移动至缠绕机处；缠绕装置包括扎勾组件、剪丝组件以及弯折组件，扎勾组件能够将焊丝定位至料盘处；剪丝组件包括用于夹持焊丝的夹持件以及剪切焊丝的剪切件，缠绕完成的焊丝由夹持件夹持后，由剪切件剪断，剪断后的焊丝形成焊丝的末端；弯折组件能够将焊丝的末端进行弯折，料盘设有供焊丝的末端伸入的定位孔；主体用于支撑上盘装置及缠绕装置。通过本申请中的机械手臂总成，将料盘的放置以及焊丝的输送集成为一体，从而只需通过机械手臂总成便能够完成上盘、扎勾、剪丝以及折勾的全部动作。

Description

一种焊丝自动层绕机械手臂总成

技术领域

本发明属于焊丝处理设备领域，具体涉及一种焊丝自动层绕机械手臂总成。

背景技术

层绕是指将焊丝一层层地并且有规律地缠绕至料盘上，从而方便焊丝的运输，而用于将焊丝进行层绕的则为层绕机，对于现有的焊丝层绕机通常为组合式，焊丝在层绕时各个步骤之间不连贯，且自动化程度较低。

而随着不断发展，层绕机也逐渐朝着自动化方向发展，但是整体机构较为复杂，导致成本高，且耗材量大，无论是生产还是后续的维修都较为困难，无法实现批量应用。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种焊丝自动层绕机械手臂总成，结构简单，且整体灵活，实现焊丝的自动层绕。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种焊丝自动层绕机械手臂总成，用于将焊丝缠绕至料盘处，料盘放置于缠绕机处，上料装置用于向缠绕机处的料盘输送焊丝，缠绕机转动以将焊丝缠绕至料盘，机械手臂总成包括上盘装置、缠绕装置以及主体，料盘设置于上盘装置，上盘装置能够将料盘移动至缠绕机处；缠绕装置包括扎勾组件、剪丝组件以及弯折组件，扎勾组件能够将焊丝定位至料盘处，料盘设有供焊丝的首端伸入的安装部；剪丝组件包括用于夹持焊丝的夹持件以及剪切焊丝的剪切件，缠绕完成的焊丝由夹持件夹持后，由剪切件剪断，剪断后的焊丝形成焊丝的末端；弯折组件能够将焊丝的末端进行弯折，料盘设有供焊丝的末端伸入的定位孔，弯折后的焊丝的末端伸入定位孔；主体用于支撑上盘装置及缠绕装置。通过本申请中的机械手臂总成，将料盘的放置以及焊丝的输送集成为一体，从而只需通过机械手臂总成便能够完成上盘、扎勾、剪丝以及折勾的全部动作，不仅降低了人工成本，同时整体效率也得到了显著提升，其中，对于本申请而言，对于每个元件而言，均对应安装有电磁开关，从而提供给各气动元件动作信号，动作信号通过PLC控制程序处理，与电磁阀组配合，完成多个气动元件的连续动作，即上盘、扎勾、剪丝以及折勾，同时机械手臂总成与支撑连杆配合完成位置不断转换，实现无人运转的自动化处理。

进一步地，缠绕装置还包括扶丝组件，扶丝组件设置于剪丝组件前端，焊丝的首端经扎勾组件弯折后经过扶丝组件，扶丝组件能够限制焊丝的首端与料盘脱离。扶丝组件位于剪切组件前端，焊丝在经过剪切组件后到达扶丝组件处，由于焊丝在缠绕过程中，夹持件与焊丝之间并不接触，因此通过扶丝组件对焊丝进行限位，从而使焊丝能够稳定地移动至料盘处，避免焊丝在竖直方向上发生窜动。

进一步地，扶丝组件包括固定至主体的扶丝支架以及连接至扶丝支架的扶丝挡板，焊丝的首端移动至料盘的状态下，焊丝与扶丝挡板的底端抵接。通过扶丝挡板对焊丝进行限位，从而使焊丝在朝向料盘移动时，焊丝在竖直方向的位置能够保持相对稳定，增强焊丝在缠绕时的稳定性。

进一步地，扶丝挡板为朝向剪丝组件弯曲的弧形板。焊丝在移动时为由剪丝组件朝向扶丝挡板移动，且扶丝挡板与焊丝抵接，因此，扶丝挡板朝向剪丝组件弯曲，从而使焊丝在移动时，焊丝的移动方向与扶丝挡板的弯曲方向相反，避免焊丝在移动时带动扶丝挡板移动，从而使扶丝挡板与焊丝接触时更加稳定。

进一步地，扎勾组件包括用于弯折焊丝的折弯件以及驱动折弯件的电磁开关。折弯件在对焊丝进行折弯时，首先夹持住焊丝并进行旋转，从而改变焊丝的延伸方向，以使焊丝的首端与剩余部分形成夹角，且能够挂靠在料盘处，电磁开关则控制折弯件的动作。

进一步地，焊丝的首端经折弯件完成后的形状为Z型。从而使焊丝的首端经过两次弯折后形成两个供卡接的区域，在将焊丝的首端限位至料盘处的安装部时，使焊丝能够与安装部相对的两个侧壁进行卡接，焊丝的卡接效果更好。

进一步地，剪丝组件包括用于夹持焊丝的夹持件和用于剪切焊丝的剪切件，焊丝经夹持件夹持后，剪切件剪切焊丝以形成焊丝的末端。夹持件夹持焊丝，防止焊丝移动，使得剪切件在将焊丝剪断时，焊丝的位置不会发生移动，从而使焊丝的剪切更加准确，剪切出形成的剪切口也更加平齐，便于后续焊丝的使用。

进一步地，剪丝组件还包括气动组件以及支撑剪切件的支撑架，支撑架连接至主体，气动组件包括固定至主体的气缸以及与支撑架的底端连接的气缸杆，气缸杆能够沿气缸滑动以带动支撑架相对于焊丝沿竖直方向移动。气动组件采用气缸结构，结构简单，且方便加工与安装，气缸杆与支撑架移动，通过气缸杆在气缸内移动带动支撑架上下移动，从而实现剪切件的上下移动，从而使剪切件在焊丝移动时与焊丝之间形成间隙，避免误触焊丝对焊丝造成损坏。

进一步地，剪切件的底端高于夹持件的底端。在夹持件将焊丝进行夹持后，由于剪切件的底端高于夹持件的底端，能够为剪切件留有一定的移动间隙，从而使夹持件在将焊丝夹持稳定后，再通过剪切件对焊丝进行剪切，剪切效果更好。

进一步地，焊丝的末端经弯折组件完成后的形状为L型。方便将焊丝的末端插接至定位孔处，且L型的末端也相应的形成与定位孔卡接的结构，定位效果更好。

附图说明

图1用以说明本发明中机械手臂总成的一种示意性实施方式的结构示意图；

图2用以说明本发明中剪丝组件的一种示意性实施方式的结构示意图；

图3用以说明本发明中扶丝组件的一种示意性实施方式的结构示意图；

图4用以说明本发明中料盘的一种示意性实施方式的结构示意图；

图5用以说明本发明料盘中定位孔的一种示意性实施方式的结构示意图。

附图标记：

1、上盘装置，2、剪丝组件，21、夹持件，22、剪切件，23、气动组件，24、支撑架，3、扶丝组件，31、扶丝支架，32、扶丝挡板，4、主体，5、料盘，51、安装部，52、定位孔，6、焊丝。

具体实施方式

下面将接合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

另外，还需要说明的是，本发明实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。

最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

如图1至图5所示的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，用于将焊丝6缠绕至料盘5处，料盘5放置于缠绕机处，上料装置用于向缠绕机处的料盘5输送焊丝6，缠绕机转动以将焊丝6缠绕至料盘5，机械手臂总成包括上盘装置1、缠绕装置以及主体4，料盘5设置于上盘装置1，上盘装置1能够将料盘5移动至缠绕机处；缠绕装置包括扎勾组件、剪丝组件2以及弯折组件，扎勾组件能够将焊丝6定位至料盘5处，料盘5设有供焊丝6的首端伸入的安装部51；剪丝组件2包括用于夹持焊丝6的夹持件21以及剪切焊丝6的剪切件22，缠绕完成的焊丝6由夹持件21夹持后，由剪切件22剪断，剪断后的焊丝6形成焊丝6的末端；弯折组件能够将焊丝6的末端进行弯折，料盘5设有供焊丝6的末端伸入的定位孔52，弯折后的焊丝6的末端伸入定位孔52；主体4用于支撑上盘装置1及缠绕装置；机械手臂总成在安装时固定在支撑架24处，支撑架24由固定在地面的底座以及多个支撑连杆组成，其中一个支撑连杆铰接至底座处，且各支撑连杆依次铰接，机械手臂总成通过主体4连接至远离底座的支撑连杆处，以通过支撑连杆带动机械手臂总成实现位置的改变，机械手臂常态下处于归零位置，即机械手臂总成距离底座的位置最近，从而使机械手臂总成不会占用较多的空间，其中，机械手臂的移动以及定位缠绕机的位置可以参见现有技术，例如采用PLC编程联通机械手臂总成，完成机械手臂总成的动作，并通过光电开关确定位置以及动作完成情况。

在本申请中，当需要通过缠绕机将焊丝6缠绕至料盘5处时，首先使用上盘装置1拿取空的料盘5，此时料盘5与缠绕装置之间互不影响，随后通过支撑连杆的移动带动料盘5移动至缠绕机处，并将料盘5固定在缠绕机后，上盘装置1与料盘5分离，随后上料装置将需要缠绕至位于缠绕机处的料盘5的焊丝6输送至缠绕装置处，通过缠绕装置带动焊丝6定位在料盘5处，其中，在焊丝6定位前首先通过扎勾组件将焊丝6的首端定位在料盘5处，防止焊丝6自料盘5处脱落，同时焊丝6被夹持件21夹持，其中，夹持件21能够限制夹持件21沿竖直方向窜动，并不会影响焊丝6朝向料盘5处移动，焊丝6定位完成后启动缠绕机带动料盘5转动，并带动焊丝6缠绕在料盘5处，此时剪丝组件2沿远离焊丝6的方向移动，防止对焊丝6的移动产生影响，当料盘5缠绕满焊丝6后，缠绕机停止转动，随后剪丝组件2再次移动至焊丝6处，通过剪丝组件2将焊丝6剪断，并形成焊丝6的末端，随后通过弯折组件的动作将焊丝6的末端弯折后伸入定位孔52处，防止缠绕好的焊丝6自料盘5处脱落，当完成一个料盘5的缠绕后，缠绕装置同样远离料盘5，并再次通过上盘装置1再次拿取空的料盘5放置于缠绕机处，实现料盘5缠绕的流程化处理，可以理解的，对于本申请而言，判断料盘5上是否缠绕满焊丝6，也可以通过PLC编程控制缠绕机的缠绕时间来实现，此处不再赘述。

通过本申请中的机械手臂总成，将料盘5的放置以及焊丝6的输送集成为一体，从而只需通过机械手臂总成便能够完成上盘、扎勾、剪丝以及折勾的全部动作，不仅降低了人工成本，同时整体效率也得到了显著提升，其中，对于本申请而言，对于每个元件而言，均对应安装有电磁开关，从而提供给各气动元件动作信号，动作信号通过PLC控制程序处理，与电磁阀组配合，完成多个气动元件的连续动作，即上盘、扎勾、剪丝以及折勾，同时机械手臂总成与支撑连杆配合完成位置不断转换，实现无人运转的自动化处理。

扎勾组件包括用于弯折焊丝6的折弯件以及驱动折弯件的电磁开关；对于扎勾组件而言，其对焊丝6的首端进行折弯处理，从而使焊丝6能够限位至料盘5处，因此，对于扎勾组件而言，其可以设置在主体4处，随着机械手臂总成的运动而同步移动，或者，扎勾组件也可以单独成型，焊丝6在被夹持件21夹持状态下，焊丝6的首端露出夹持件21外侧，当夹持件21带动焊丝6的首端移动至扎勾组件处时，便能够通过到扎勾组件将焊丝6的首端进行弯折，并在夹持件21的带动下继续移动至料盘5处。

其中，折弯件是用于将焊丝6的首端进行弯折的部分，电磁开关则控制折弯件的动作，动作信号则由PCL控制程序处理，折弯件在对焊丝6进行折弯时，首先夹持住焊丝6并进行旋转，从而改变焊丝6的延伸方向，以使焊丝6的首端与剩余部分形成夹角，且能够挂靠在料盘5处。

在本申请中，扎勾组件是通过折弯件夹持焊丝6的首端，从而实现对焊丝6进行弯折，而剪丝组件2中的夹持件21同样能够夹持焊丝6，因此，对于扎勾组件而言，其可以由夹持件21替代，即焊丝6在夹持件21的限制下朝向料盘5处移动时，焊丝6的首端则首先由夹持件21进行弯折处理后，夹持件21后移夹持焊丝6未弯折的部分，焊丝6随后移动至料盘5处，并继续进行后续处理，其中，夹持件21对焊丝6的弯折可以参见折弯件的处理；而通过夹持件21替代扎勾组件，不仅减少了所需的零件，从而节省了成本，同时也能够使机械手臂总成整体结构更加紧凑，减少了对焊丝6进行处理时机械手臂总成的旋转幅度，从而提高焊丝6缠绕至料盘5处效率；下面，以夹持件21对焊丝6进行弯折为例，详细进行说明。

优选的，焊丝6的首端经折弯件完成后的形状为Z型；从而使焊丝6的首端经过两次弯折后形成两个供卡接的区域，在将焊丝6的首端限位至料盘5处的安装部51时，使焊丝6能够与安装部51相对的两个侧壁进行卡接，焊丝6的卡接效果更好；其中，在通过夹持件21对焊丝6进行弯折时，首先将焊丝6朝向一侧进行弯曲，随后将夹持件21移动至第一次弯折的弯折点处，再次将焊丝6朝与上述弯曲方向相反的方向上弯折，从而使折弯后的形状形成Z型。

缠绕装置还包括扶丝组件3，扶丝组件3设置于剪丝组件2前端，焊丝6的首端经扎勾组件弯折后经过扶丝组件3，扶丝组件3能够限制焊丝6的首端与料盘5脱离；扶丝组件3位于剪切组件前端，焊丝6在经过剪切组件后到达扶丝组件3处，由于焊丝6在缠绕过程中，夹持件21与焊丝6之间并不接触，因此通过扶丝组件3对焊丝6进行限位，从而使焊丝6能够稳定地移动至料盘5处，避免焊丝6在竖直方向上发生窜动。

扶丝组件3包括固定至主体4的扶丝支架31以及连接至扶丝支架31的扶丝挡板32，焊丝6的首端移动至料盘5的状态下，焊丝6与扶丝挡板32的底端抵接；扶丝支架31用于固定扶丝挡板32，而扶丝挡板32通过其底端与焊丝6抵接，由于焊丝6在缠绕至料盘5处时，随着焊丝6的缠绕量逐渐增多，因此，焊丝6形成的缠绕区域的内径也逐渐增大，便会带动未缠绕至料盘5处的焊丝6向外移动，通过扶丝挡板32对焊丝6进行限位，从而使焊丝6在朝向料盘5移动时，焊丝6在竖直方向的位置能够保持相对稳定，增强焊丝6在缠绕时的稳定性。

在本申请中，扶丝支架31用于支撑扶丝挡板32，而扶丝挡板32则用于限位焊丝6，当焊丝6逐渐缠绕至料盘5处时，焊丝6会朝向扶丝挡板32处移动，优选的，扶丝支架31包括连接至主体4的气缸主体4以及沿气缸主体4移动的气缸杆，气缸杆与扶丝挡板32连接，因此当焊丝6逐渐缠绕时，可以通过气缸杆的移动带动扶丝挡板32移动，从而使焊丝6的移动方向与焊丝6在料盘5处形成的缠绕区域的切线一致，便于焊丝6的缠绕。

优选的，扶丝挡板32为朝向剪丝组件2弯曲的弧形板；焊丝6在移动时为由剪丝组件2朝向扶丝挡板32移动，且扶丝挡板32与焊丝6抵接，因此，扶丝挡板32朝向剪丝组件2弯曲，从而使焊丝6在移动时，焊丝6的移动方向与扶丝挡板32的弯曲方向相反，避免焊丝6在移动时带动扶丝挡板32移动，从而使扶丝挡板32与焊丝6接触时更加稳定。

剪丝组件2包括用于夹持焊丝6的夹持件21和用于剪切焊丝6的剪切件22，焊丝6经夹持件21夹持后，剪切件22剪切焊丝6以形成焊丝6的末端；夹持件21夹持焊丝6，防止焊丝6移动，使得剪切件22在将焊丝6剪断时，焊丝6的位置不会发生移动，从而使焊丝6的剪切更加准确，剪切出形成的剪切口也更加平齐，便于后续焊丝6的使用。

剪丝组件2还包括气动组件23以及支撑剪切件22的支撑架24，支撑架24连接至主体4，气动组件23包括固定至主体4的气缸以及与支撑架24的底端连接的气缸杆，气缸杆能够沿气缸滑动以带动支撑架24相对于焊丝6沿竖直方向移动；气动组件23同样采用气缸结构，结构简单，且方便加工与安装，气缸杆与支撑架24移动，通过气缸杆在气缸内移动带动支撑架24上下移动，从而实现剪切件22的上下移动，从而使剪切件22在焊丝6移动时与焊丝6之间形成间隙，避免误触焊丝6对焊丝6造成损坏。

优选的，剪切件22的底端高于夹持件21的底端；由于夹持件21在对焊丝6进行夹持时，需要使焊丝6位于夹持件21内部，因此，在夹持件21将焊丝6进行夹持后，由于剪切件22的底端高于夹持件21的底端，能够为剪切件22留有一定的移动间隙，从而使夹持件21在将焊丝6夹持稳定后，再通过剪切件22对焊丝6进行剪切，剪切效果更好。

优选的，焊丝6的末端经弯折组件完成后的形状为L型；方便将焊丝6的末端插接至定位孔52处，且L型的末端也相应的形成与定位孔52卡接的结构，定位效果更好。

其中，弯折组件是通过折弯件夹持焊丝6的末端，从而实现对焊丝6进行弯折，而剪丝组件2中的夹持件21同样能够夹持焊丝6，因此，对于弯折组件而言，其同样可以由夹持件21替代，即焊丝6在缠绕至料盘5后，通过夹持件21的夹持防止焊丝6晃动，并通过剪切件22将焊丝6剪断形成焊丝6的末端，此时通过夹持件21的转动便能够将夹持件21以及剪切件22之间的焊丝6进行弯折，从而实现焊丝6的末端的折弯；而通过夹持件21替代弯折组件，不仅减少了所需的零件，从而节省了成本，同时也能够使机械手臂总成整体结构更加紧凑，减少了对焊丝6进行处理时机械手臂总成的旋转幅度，从而提高焊丝6缠绕至料盘5处效率。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种焊丝自动层绕机械手臂总成，用于将焊丝缠绕至料盘处，料盘放置于缠绕机处，其特征在于，上料装置用于向所述缠绕机处的所述料盘输送焊丝，所述缠绕机转动以将所述焊丝缠绕至所述料盘，所述机械手臂总成包括：

上盘装置，所述料盘设置于所述上盘装置，所述上盘装置能够将所述料盘移动至所述缠绕机处；

缠绕装置，其包括：

扎勾组件，所述扎勾组件能够将焊丝定位至所述料盘处，所述料盘设有供焊丝的首端伸入的安装部；

剪丝组件，其包括用于夹持所述焊丝的夹持件以及剪切所述焊丝的剪切件，缠绕完成的所述焊丝由所述夹持件夹持后，由所述剪切件剪断，剪断后的焊丝形成焊丝的末端；

弯折组件，所述弯折组件能够将所述焊丝的末端进行弯折，所述料盘设有供所述焊丝的末端伸入的定位孔，弯折后的所述焊丝的末端伸入所述定位孔；

主体，所述主体用于支撑所述上盘装置及所述缠绕装置。

2.根据权利要求1所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述缠绕装置还包括扶丝组件，所述扶丝组件设置于所述剪丝组件前端，焊丝的首端经所述扎勾组件弯折后经过所述扶丝组件，所述扶丝组件能够限制焊丝的首端与所述料盘脱离。

3.根据权利要求2所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述扶丝组件包括固定至所述主体的扶丝支架以及连接至所述扶丝支架的扶丝挡板，焊丝的首端移动至所述料盘的状态下，焊丝与所述扶丝挡板的底端抵接。

4.根据权利要求3所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述扶丝挡板为朝向所述剪丝组件弯曲的弧形板。

5.根据权利要求1所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述扎勾组件包括用于弯折所述焊丝的折弯件以及驱动所述折弯件的电磁开关。

6.根据权利要求5所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，焊丝的首端经所述折弯件完成后的形状为Z型。

7.根据权利要求1所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述剪丝组件包括用于夹持焊丝的夹持件和用于剪切焊丝的剪切件，所述焊丝经所述夹持件夹持后，所述剪切件剪切焊丝以形成焊丝的末端。

8.根据权利要求7所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述剪丝组件还包括气动组件以及支撑所述剪切件的支撑架，所述支撑架连接至所述主体，所述气动组件包括固定至所述主体的气缸以及与所述支撑架的底端连接的气缸杆，所述气缸杆能够沿所述气缸滑动以带动所述支撑架相对于焊丝沿竖直方向移动。

9.根据权利要求7所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，所述剪切件的底端高于所述夹持件的底端。

10.根据权利要求1所述的一种焊丝自动层绕机械手臂总成，其特征在于，焊丝的末端经所述弯折组件完成后的形状为L型。

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