CN201485105U

CN201485105U - 塑料带冲切自动送料装置

Info

Publication number: CN201485105U
Application number: CN2009200345336U
Authority: CN
Inventors: 葛正浩; 蒋萌; 杨芙莲; 梁金生
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-15

Abstract

本实用新型涉及洗衣机中使用实现传动作用的一种塑料带冲切的自动送料装置，包括整体式机架、及连接在机架上的电机、辊轴，其特征是：在整体式机架(1)的一侧外连接有步进电机(14)，步进电机(14)与PLC编程器电连接；整体式机架(1)上下分别连接有两个相互传动连接的辊轴，在两个辊轴之间对接有导料槽，导料槽通过整体式机架(1)上的支撑杆(17)固定连接。它可实现间歇送料；并且可改变PLC程序中脉冲输出频率，从而调节送料长度；同时报警机构可以提醒操作人员及时、准确的进行冲切操作，其安全性好；导料槽可保证料条不跑偏，从而实现高效、高精度冲切，减少工人的劳动强度以及增加工作安全可靠性，降低生产成本。

Description

塑料带冲切自动送料装置

技术领域

本实用新型涉及洗衣机中使用实现传动作用一种塑料带冲切的自动送料装置，特别是一种利用PLC控制的可实现精密、自动化送料的塑料带冲切自动送料装置。

背景技术

冲切生产的自动送料是一门不断发展进步的制造的相关技术，20世纪60年代初国际上出现的新技术，引发了制造技术思维方式和生产效率的变革。21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代，制造业面临信息社会中瞬息万变的市场对小批量多种产品要求的严峻挑战。在制造业日趋国际化的状况下，缩短产品开发周期和减少开发新产品投资风险，成为企业赖以生存的关键。直接从计算机控制的快速成型技术，是由现代设计和现代制造技术迅速发展的需求应运而生的，它大大缩短了制造产品的时间和降低了生产成本。制造出的零件可以被用于分析其主要性能和理论功能，或者作为功能原件直接应用于制造过程，涉及机械工程、自动控制、激光、计算机、材料等多个学科。此外，应用于自动送料的材料种类也日益增多，从而提高了产品的精度和功能特性。近年来，该技术迅速在工业领域得到良好的应用。自动送料技术为企业提高竞争力提供了一种先进的手段。

近几十年来，自动送料技术以自动控制技术、微计算机技术为基础得到了长足的发展，该技术几乎渗透到国民经济的每个部门。在许多发达国家从作为支柱产业之一的汽车制造业到农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗机械、日用五金等等，直到航天航空、军事兵器各个门类，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求仅已研究开发的自动送料工艺主要有以下种，新的工艺还在不断地出现。其中最成熟且已商品化的成型工艺有：

(a)机械式送料

机械式送料是通过与压力机传动系统的直接联接完成冲压件从一个工位移动到另一个工位。压力机横梁上的动力输出装置把能量从压力机的顶部输送到地面，由随动器驱动的大型机械凸轮安装在送料机构上，旋转凸轮带动机械送料动作。其主要缺点：机构磨损及能量积累易影响送料精度、速度和产量；机械传送设计规格参数一旦确定，不能更改；随着加工零件尺寸增大，传送机构也将增大，机构零件的预期寿命就会缩短。

(b)电子伺服送料

电子伺服送料是用单独伺服电动机驱动，借助齿轮箱和传动轴，伺服电机与送料系统相联并在计算机的控制下工作。与压力机的动作协调是由压力机和控制器之间所交换的电子信号完成的。其运动轨迹由计算机程序完成，柔性较好，根据工件的需要可以提供任意的送料距离、夹紧行程、闭合行程和抬起行程。与机械送料相比较具有无需使用压力机的动力输出装置；各轴(包括行程长度和时间曲线)可以实现行程轨迹编程；在无需调整滑块的情况下，可以对送料装置进行微动调整，加减速度快；机械部件数目少，故障率降低等优点。日本DIMAC公司生产的NC伺服辊轮送料机，生产性能高，能实现连续高速送料，最高速度可以达到1000/min，送料步距和送料厚度调节方便，最高精度在0.01mm左右。而且可以设定夹紧和松开时间，动作方式为辊柱作圆周运动，不会有咬死现象。

(c)组合式送料

组合式送料装置的某些动作由机械系统完成，而另一些动作则由电子系统完成，其结构随厂家的不同而异，这种送料方式在生产中应用有限。根据工件的传送方式又有：三座标式和真空吸盘式(即横杆式“crossbar”)。近年来，由于在多工位压力机上“一次多件”冲压工艺的发展以及人们个性化需求的突出，真空吸盘式传送装置得到越来越多的应用。例如日本小松公司的新型多工位压力机就较多的采用了真空吸盘式传送装置。

由于电力电子技术及其相关技术的发展进步，交流伺服技术越来越多应用到生产领域尤其是冲压生产中，从而大大提高了冲压生产的自动化、智能化、柔性化水平。送料机构作为实现冲压生产自动化的关键，只有其自动化程度与冲压设备相匹配甚至高于冲压设备，才能够实现冲压生产的完全自动化。因此，在发展冲压成形设备的同时，给予送料机构足够的重视是十分必要。在我国，较先进的自动送料装置是深圳力豪公司的NCHF系列三合一伺服系统送料机，它适合于各种五金、电子、电器、玩具及汽车零件之连续冲压加工，送料矫正，准确耐用；可任意设定送料长度，操作容易，安全及稳定性高。但是，在该送料机中所用的伺服马达、电器箱电子元件和控制器等都是从日本引进的，国内在这方面的技术还比较落后，因此，我们必须给予这方面技术充分的重视，加快研究开发，以较快的速度追赶发达国家的研究步伐。

上述这些设备，虽然可以用于冲切生产自动送料，但由于不同的生产条件，资金等问题，需要有针对性的设备与之相适应，目前仍然未有专门应用于洗衣机用塑料带的自动送料设备，而且这些设备造价偏高，需要专门设计一套性价比较高的设备。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种塑料带冲切自动送料装置，该装置作为冲床冲压作业程序的前道工序，可以提高冲床冲压作业的精度和加工速度，改善了冲制加工的柔性，为步进送料的高速自动化这一冲床加工的共性问题提供一种可行的解决方案；使之适合洗衣机用塑料带的自动输送，达到成本低廉、材料来源广泛和方便、准确控制精度的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，塑料带冲切自动送料装置，包括整体式机架、及连接在机架上的电机、辊轴，其特征是：在整体式机架的一侧外连接有步进电机，步进电机与PLC编程器电连接；整体式机架上下分别连接有两个相互传动连接的辊轴，在两个辊轴之间对接有导料槽，导料槽通过整体式机架上的支撑杆固定连接。

所述两个辊轴是主动辊轴与压紧辊轴，主动辊轴与压紧辊轴一下一上连接在整体式机架上，主动辊轴通过设置在整体式机架的深沟球轴承连接，压紧辊轴通过压缩弹簧限定在整体式机架上方，主动辊轴与压紧辊轴摩擦传动连接。

所述步进电机的输出轴通过其轴键与主动辊轴相连。

所述导料槽包括内导料槽，内导料槽一端搭接在主动辊轴与压紧辊轴之间，并沿压紧辊轴下端水平切线方向一侧延伸，内导料槽另一端通过穿过其上螺栓孔的固定支撑杆水平固定。

所述导料槽包括内导料槽、外导料槽，两段导料槽之间的连接段有滑动插接孔，两段导料槽通过螺栓、连接片插接并滑动连接。

所述支撑杆通过螺母连接在整体式机架上，支撑杆穿过导料槽螺栓孔外壁上固定有轴用钢丝挡圈。

所述深沟球轴承对应整体式机架外侧两端设置有轴承端盖，并通过螺钉固定在整体式机架上。

所述压缩弹簧外侧设置有弹簧套。

所述压紧辊轴外侧套接有滚针轴承，轴用弹性挡圈套套接在压紧辊轴上滚针轴承的两侧，弹性橡胶套套在滚针轴承的外周上。

所述PLC编程器电连接有指示报警机构。

本设计利用摩擦传动的利用摩擦传动原理，通过一对辊轴的对辊实现料条前进，通过调节压紧装置中压缩弹簧使滚筒压紧料带。其控制部分是利用PLC编程控制步进电机的转动，电机带动辊轮转动实现间歇送料。因为要实现输送塑料带的长度可调，所以运用程序控制脉冲的输送来控制步进电机的转动与停止时间，当脉冲输出时间t₁定时时间到时PLC停止脉冲输出电机停止，指示灯亮，操作人员进行冲切动作，冲切动作限时为t₂(t₁+t₂＝8s为一个周期)，定时时间到后电机重新启动再进行下一周期的送料及冲切，如此循环。这样我们可以通过改变PLC程序的参数调节塑料带的输送长度。送料的过程需要操作人员辅助送料，工作前，手工将塑料带拉进滚筒和辊轮之间，进入导槽，通过调节弹簧的拉力将其压紧，直到料带可以顺利输出。然后启动电机进行送料冲切。

本实用新型的有益效果是，本装置针对目前在洗衣机用塑料冲切生产过程，提出一种配用于小型冲床的快速步进送料的送料系统，提高冲床冲压作业的精度和加工速度，改善了冲制加工的柔性，为步进送料的高速自动化这一冲床加工的共性问题提供一种可行的解决方案。基于冲床步进供料方案，描述这种送料系统的控制原理、硬软件设计以及其具体实现，可满足设备成本低廉、成型件质量、精度好的要求。要求输送塑料带的厚度为1mm.料宽为10mm，每次输送长度在300～500mm可调，实现连续送料，每次周期大约为8s。

其特点是：

a)该设备结合了机械传动和PLC控制设备的特点，针对目前大型自动送料造价昂贵的现状，其造价相对低廉，可普及；

b)该设备针对洗衣机用塑料带这种较软材料的特性和输送长度较大且要求可调的特点，利用摩擦原理输料，应用PLC控制步进电机实现长度可调；

c)设备的机械部分结构简单，便于装配和维修，且造价低廉；

d)该设备成型精度较高，成型件可获得良好的质量和性能；

e)设备构造简单，易于维护和修理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型送料装置实施例结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1的左视结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该塑料带冲切自动送料装置包括整体式机架1及连接在整体式机架1上的步进电机14、两个辊轴，步进电机14通过螺钉13连接在整体式机架1的一侧外端，步进电机14的输出轴通过其轴键12与主动辊轴5相连，步进电机14并与PLC编程器电连接；整体式机架1上下分别连接有两个相互传动连接的辊轴，在两个辊轴之间对接有导料槽，导料槽通过整体式机架1上的支撑杆17固定连接。

两个辊轴是主动辊轴5与压紧辊轴8，主动辊轴5与压紧辊轴8一下一上连接在整体式机架1上，主动辊轴5通过设置在整体式机架1的深沟球轴承4连接，深沟球轴承4对应整体式机架1外侧两端设置有轴承端盖2、15，并通过螺钉3固定在整体式机架1上。

压紧辊轴8通过压缩弹簧6限定在整体式机架1上方，主动辊轴5与压紧辊轴8为摩擦传动连接方式。

压缩弹簧6外侧设置有弹簧套7。压紧辊轴8外侧套接有滚针轴承10，轴用弹性挡圈9套接在压紧辊轴8上的滚针轴承10的两侧上，对滚针轴承10进行轴向定位，用于限定滚针轴承10的轴向移动，其数量为2个。

弹性橡胶套11套在滚针轴承10的外圈。

此处滚针轴承10与压紧辊轴8形成配合，送料过程中压紧辊轴8不随主动辊轴5一起转动，这样有可能出现的问题是，当料受到交大压紧力和拉力时出现打滑甚至卡死与损坏现象。有了滚针轴承10后，其内圈与轴配合不旋转，而外圈可以随主动辊轴5及料条一起转动，可以避免上述问题的发生。选择滚针轴承10是因为在同等条件下其外形尺寸较小，可以节省空间。滚针轴承10规格为：NA4900GB/T5801-1994，尺寸为d×D×B＝10mm×22mm×13mm，数量为2个。

弹性橡胶套11紧套在滚针轴承10的外圈，用于增加送料摩擦力，防止打滑现象。其了良好的弹性可以比较好的适应料条厚度的变化，当料条厚度不均匀时依靠其弹性自动调节两辊轴之间的间隙。

弹性橡胶套11的材料为天然橡胶，其优点是弹性极大，有非常好的机械强度，抗折、耐磨、耐挠曲，有较好的耐透气性，可塑性和工艺加工性能良好。

如图2所示，导料槽包括内导料槽19、外导料槽23，内导料槽19的一端位置在主动辊轴5与压紧辊轴8之间搭接，并沿压紧辊轴8下方水平切线方向一侧延伸，见图3所示，内导料槽19的另一端固定连接在整体式机架1上固定的支撑杆17上，固定支撑杆17穿过内导料槽19上的螺栓孔将其水平固定。在两段内导料槽19与外导料槽23插接段槽侧壁之间开有椭圆形的可滑动连接孔，螺栓20穿过该孔并通过连接片21将两段导料槽相连接，螺栓20与连接片21之间垫有垫片22。内导料槽19为固定结构连接在压紧轴8下方，外导料槽23与内导料槽19为滑动连接方式，并且外导料槽23可以沿螺栓20径向作上下角度转动，以适应送料带在实施冲切的工位位置的要求。

在整体式机架1上通过螺母16固定连接有支撑杆17，支撑杆17穿过导料槽19螺栓孔将其固定，轴用钢丝挡圈18固定在内导料槽19螺栓孔外壁，防止内导料槽19左右移动。

图3所示，内导料槽19、外导料槽23固定连接在主动辊轴5与压紧辊轴8之间，并沿压紧辊轴8下端的水平切线方向一侧延伸，在压紧辊轴8的外侧有用于固定套接其外周的滚针轴承10的螺钉24。

作为本实用新型的另外一种实施方式，本实用新型还可以采用将与内导料槽19的插接段上连接的外导料槽23去掉，可根据具体实施操作需要选取两种不同的实施方式。

本实用新型利用摩擦传动原理，通过一对辊轴的对滚实现料条前进，通过调节送料执行机构上的压紧辊轴8上的压缩弹簧6使滚筒压紧料带。其控制部分是利用PLC编程控制步进电机14的转动，电机带动辊轮转动实现间歇送料。并且可改变PLC程序中脉冲输出频率，从而调节送料长度。同时还设计了报警系统可以提醒操作人员及时、准确的进行冲切操作，指示报警机构与PLC编程器电连接，报警机构通过PLC控制。它的安全性好，此外，导向系统可保证料条不跑偏，实现顺利送料。

本装置通过以下几个部分来完成送料过程：

(1)辊轮机构

包括送料主动辊轴5、压紧辊轴8、整体式机架1、深沟球轴承4及其端盖2、15等部分，由步进电机14直接带动主动辊轴5实现机构运动。本设计的原理是利用一对辊轴的摩擦传动实现料条前进。每次送料长度较大，所以此处采用机电一体化实现预期的送料功能，这样可以简化结构，节省空间，同时可以提高效率，降低操作强度。

(2)导料装置

在整体式机架1上设置一段内导料槽19、外导料槽23，其宽度与料条宽度相同，内导料槽19一端与送料主动辊轴5在料条前进方向水平相切，送料时料条进入内导料槽19并沿着内导料槽19限定的方向前行。导料装置由两个(也可以有多个)导料槽构成，可根据工作要求加长，两个导料槽之间通过连接片21及螺栓20紧固连接，松动螺栓20可以调节导料装置的长度和垂直方向的角度，以适应工作台的变化。

(3)驱动控制机构

包括PLC编程器和步进电机驱动器。通过简单可行的PLC程序控制步进电机驱动器从而控制步进电机14的运动，带动送料主动辊轴5与压紧辊轴8的相对滚动，完成送料，同时可以通过改变程序的参数调节每次的送料长度。

(4)指示警报机构

考虑到此装置要与冲切模具配合切料而且操作者在车间会受外界干扰造成冲切不及时，专门设置了一指示灯，起到提示警报作用。指示部分也由PLC程序来控制，当送料达到需要的长度电机在PLC程序控制下停止转动时，指示灯在PLC控制下马上亮或发出警报声提示操作人员进行必要的动作。

因此，整个装置靠以上四部分的配合按要求完成整个送料过程。送料的长度可以通过改变程序的参数设置来调节，送料的厚度也可在一定范围内变化。

本实用新型所选电机的静态转矩应不小于1.35N·m。

Claims

1.塑料带冲切自动送料装置，包括整体式机架、及连接在机架上的电机、辊轴，其特征是：在整体式机架(1)的一侧外连接有步进电机(14)，步进电机(14)与PLC编程器电连接；整体式机架(1)上下分别连接有两个相互传动连接的辊轴，在两个辊轴之间对接有导料槽，导料槽通过整体式机架(1)上的支撑杆(17)固定连接。

2.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述两个辊轴是主动辊轴(5)与压紧辊轴(8)，主动辊轴(5)与压紧辊轴(8)一下一上连接在整体式机架(1)上，主动辊轴(5)通过设置在整体式机架(1)的深沟球轴承(4)连接，压紧辊轴(8)通过压缩弹簧(6)限定在整体式机架(1)上方，主动辊轴(5)与压紧辊轴(8)摩擦传动连接。

3.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述步进电机(14)的输出轴通过其轴键(12)与主动辊轴(5)相连。

4.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述导料槽包括内导料槽(19)，内导料槽(19)一端搭接在主动辊轴(5)与压紧辊轴(8)之间，并沿压紧辊轴(8)下端水平切线方向一侧延伸，内导料槽(19)另一端通过穿过其上螺栓孔的固定支撑杆(17)水平固定。

5.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述导料槽包括内导料槽(19)、外导料槽(23)，两段导料槽之间的连接段有滑动插接孔，两段导料槽通过螺栓(20)、连接片(21)插接并滑动连接。

6.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述支撑杆(17)通过螺母(16)连接在整体式机架(1)上，支撑杆(17)穿过导料槽(19)螺栓孔外壁上固定有轴用钢丝挡圈(18)。

7.根据权利要求2所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述深沟球轴承(4)对应整体式机架(1)外侧两端设置有轴承端盖(2、15)，并通过螺钉(3)固定在整体式机架(1)上。

8.根据权利要求2所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述压缩弹簧(6)外侧设置有弹簧套(7)。

9.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述压紧辊轴(8)外侧套接有滚针轴承(10)，轴用弹性挡圈套(9)套接在压紧辊轴(8)上滚针轴承(10)的两侧，弹性橡胶套(11)套在滚针轴承(10)的外周上。

10.根据权利要求1所述的塑料带冲切自动送料装置，其特征是：所述PLC编程器电连接有指示报警机构。