CN215158969U - 一种热卷弹簧自动化传输装置 - Google Patents

Abstract

一种热卷弹簧自动化传输装置属于热卷弹簧加工技术领域，目的在于解决人工传递弹簧钢生产效率低、产品一致性差、工人工作量大、人工成本高以及存在一定安全隐患的问题。本实用新型包括：基座、设置在基座上表面的滚动支撑单元、运动驱动及导向机构以及抓取装置；通过运动驱动及导向机构带动抓取装置相对基座沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；抓取装置包括：通过摆缸连接板连接在运动驱动及导向机构上的摆缸；一端通过连杆法兰和摆缸的输出端固定连接的连杆；和连杆的另一端通过手指法兰固定连接的气动手指；以及两个相对设置的手指夹板，两个手指夹板的一端分别和气动手指的两个输出端固定连接，两个手指夹板的另一端为夹持端。

Description

一种热卷弹簧自动化传输装置

技术领域

本实用新型属于热卷弹簧加工技术领域，具体涉及一种热卷弹簧自动化传输装置。

背景技术

弹簧产品是很多工业产品不可或缺的零部件，在整个工业发展中的作用举足轻重。弹簧产品质量和数量将对中国经济发展起着重要作用。由于我国汽车行业以及自动化行业的快速发展，市场需求迅速扩大，这要求弹簧生产厂家迅速扩大产能，生产出更多、更好的弹簧产品。热卷弹簧又名大型弹簧，因为这种弹簧一般线径很大，热卷弹簧线径达到16-200mm，生产过程采用热卷工艺。巨型弹簧在加热后容易扭曲成形，回弹性较小，成型后需淬火后回火处理。热卷弹簧应用于国防、海洋、航天、铁路、核电、风电、火电、工程机械、矿山机械、建筑机械、电梯等。

加工热卷弹簧时，需要将热处理好的弹簧钢传递到卷簧机上，现有技术中操作方式一直是专人人工操作，人工操作频繁且定位准确性难以保证，对工作的连续性和产品一致性都有影响，难以适应今后产量、质量要求的不断提升，以及减少人员、提高劳动效率的要求。此外，操作者必须配合协调，否则，容易造成废品甚至出现工伤事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种热卷弹簧自动化传输装置，解决现有技术存在的人工传递弹簧钢生产效率低、产品一致性差、工人工作量大、人工成本高以及存在一定安全隐患的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置包括：基座、设置在所述基座上表面的滚动支撑单元、运动驱动及导向机构以及抓取装置；通过所述运动驱动及导向机构带动所述抓取装置相对基座沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

所述抓取装置包括：

通过摆缸连接板连接在运动驱动及导向机构上的摆缸，通过运动驱动及导向机构带动摆缸沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

一端通过连杆法兰和所述摆缸的输出端固定连接的连杆；

和所述连杆的另一端通过手指法兰固定连接的气动手指；

以及两个相对设置的手指夹板，两个所述手指夹板的一端分别和气动手指的两个输出端固定连接，两个所述手指夹板的另一端为夹持端。

所述基座包括：

沿Y轴方向平行设置的两个主梁；

以及两个沿X轴方向设置的两个横梁，一个所述横梁和两个所述主梁的一端连接，另一个所述横梁和两个所述主梁的另一端连接。

所述滚动支撑单元包括多个均匀分布在所述基座上的多个滚动支撑体，每个所述滚动支撑体包括一个托滚，所述托滚的中心轴的两端通过轴承座连接在两个所述主梁的上表面。

所述运动驱动及导向机构包括：

相对设置在所述基座两侧的两个竖梁；

Y向驱动及导向机构，通过Y向驱动及导向机构带动两个所述竖梁沿Y轴同步运动；

连接在两个所述竖梁之间的X向驱动及导向机构；

以及设置在所述X向驱动及导向机构上的Z向驱动及导向机构，所述Z向驱动及导向机构和所述抓取装置的摆缸固定连接；Y向驱动及导向机构带动X向驱动及导向机构和Z向驱动及导向机构整体沿Y轴方向运动，X向驱动及导向机构带动Z向驱动及导向机构沿X轴方向运动，Z向驱动及导向机构带动抓取装置沿Z轴方向运动。

所述Y向驱动及导向机构包括两组，两组分别设置在两个竖梁和对应的主梁之间；

每组包括：

沿Y轴方向设置在所述主梁上的齿条；

沿Y轴方向设置在所述主梁上的滑轨；

和所述齿条配合的齿轮；

和所述滑轨滑动配合的滑块，所述滑块固定在所述竖梁上；

以及固定在所述竖梁上的步进电机，所述齿轮同轴固定在所述步进电机的输出轴上。

所述X向驱动及导向机构为X向丝杠螺母副，所述X向丝杠螺母副两端分别通过X轴方向背板和角码与竖梁固定连接；

所述Z向驱动及导向机构为Z向丝杠螺母副，所述Z向丝杠螺母副连接在所述X向丝杠螺母副上。

所述手指夹板的材料为高温合金。

所述手指夹板的夹持端为半圆筒状结构，两个手指夹板的半圆筒状结构的内圆柱面相对设置。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置的步进电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合并带动滑块在滑轨上滑动，机构可以在沿y轴运动；X向驱动及导向机构与Z向驱动及导向机构组合在一起，能够实现机构沿X轴和Z轴运动。本实用新型所述的气动手指带动手指夹板夹取弹簧钢，摆缸绕Y轴方向转动一定角度后再转回初始摆动可以使粘连起来的弹簧钢分离开。本实用新型所述的夹取装置夹住弹簧钢后，沿滑轨在Y方向移动，在到达设定位置时松开弹簧钢，弹簧钢依靠惯性在拖滚上滑动，由基座的一端滑动至另一端，并达到卷簧机处。本实用新型为一体化设计，安装简单、方便，可适用于不同情况。本实用新型自动化程度高，成本低，结构简单、耐用、可靠，可以提高生产效率，产品一致性好，减少操作人员、降低人工成本，提高安全性。

附图说明

图1为本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置中抓取装置结构示意图；

图3为本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置中气动手指和手指夹板连接关系示意图；

图4为本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置中竖梁与Y向驱动及导向机构部分结构连接关系示意图；

其中：1、基座，101、主梁，102、横梁，2、滚动支撑单元，201、托滚，202、轴承座，3、运动驱动及导向机构，301、竖梁，302、Y向驱动及导向机构，303、X向驱动及导向机构，304、Z向驱动及导向机构，305、齿条，306、滑轨，307、齿轮，308、滑块，309、步进电机，310、X轴方向背板，311、角码，4、抓取装置，401、摆缸连接板，402、摆缸，403、连杆法兰，404、连杆，405、手指法兰，406、气动手指，407、手指夹板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

参见附图1-附图4，本实用新型的一种热卷弹簧自动化传输装置包括：基座1、设置在所述基座1上表面的滚动支撑单元2、运动驱动及导向机构3以及抓取装置4；通过所述运动驱动及导向机构3带动所述抓取装置4相对基座1沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

所述抓取装置4包括：

通过摆缸连接板401连接在运动驱动及导向机构3上的摆缸402，通过运动驱动及导向机构3带动摆缸402沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

一端通过连杆法兰403和所述摆缸402的输出端固定连接的连杆404；

和所述连杆404的另一端通过手指法兰405固定连接的气动手指406；

以及两个相对设置的手指夹板407，两个所述手指夹板407的一端分别和气动手指406的两个输出端固定连接，两个所述手指夹板407的另一端为夹持端。

所述基座1包括：

沿Y轴方向平行设置的两个主梁101；

以及两个沿X轴方向设置的两个横梁102，一个所述横梁102和两个所述主梁101的一端连接，另一个所述横梁102和两个所述主梁101的另一端连接。横梁102和主梁101通过螺栓和螺母固定在一起。

所述滚动支撑单元2包括多个均匀分布在所述基座1上的多个滚动支撑体，每个所述滚动支撑体包括一个托滚201，所述托滚201的中心轴的两端通过轴承座202连接在两个所述主梁101的上表面。

所述运动驱动及导向机构3包括：

相对设置在所述基座1两侧的两个竖梁301；

Y向驱动及导向机构302，通过Y向驱动及导向机构302带动两个所述竖梁301沿Y轴同步运动；

连接在两个所述竖梁301之间的X向驱动及导向机构303；

以及设置在所述X向驱动及导向机构303上的Z向驱动及导向机构304，所述Z向驱动及导向机构304和所述抓取装置4的摆缸402固定连接；Y向驱动及导向机构302带动X向驱动及导向机构303和Z向驱动及导向机构304整体沿Y轴方向运动，X向驱动及导向机构303带动Z向驱动及导向机构304沿X轴方向运动，Z向驱动及导向机构304带动抓取装置4沿Z轴方向运动。

所述Y向驱动及导向机构302包括两组，两组分别设置在两个竖梁301和对应的主梁101之间；

每组包括：

沿Y轴方向设置在所述主梁101上的齿条305；

沿Y轴方向设置在所述主梁101上的滑轨306；所述齿条305和所述滑轨306通过螺钉固定在所述主梁101上；

和所述齿条305配合的齿轮307；

和所述滑轨306滑动配合的滑块308，所述滑块308固定在所述竖梁301上；

以及固定在所述竖梁301上的步进电机309，所述齿轮307同轴固定在所述步进电机309的输出轴上。

所述X向驱动及导向机构303为X向丝杠螺母副，所述X向丝杠螺母副两端分别通过X轴方向背板310和角码311与竖梁301固定连接；

所述Z向驱动及导向机构304为Z向丝杠螺母副，所述Z向丝杠螺母副连接在所述X向丝杠螺母副上。

所述手指夹板407的材料为高温合金。

所述手指夹板407的夹持端为半圆筒状结构，两个手指夹板407的半圆筒状结构的内圆柱面相对设置。

本实用新型的安装连接及操作过程为：

将横梁102和主梁101用螺栓和螺母固定起来，形成整个装置的基座1，将齿条305与滑轨306用螺钉固定在主梁101上。轴承座202通过螺钉固定在主梁101上，拖滚安装在承托座上。

用螺钉将步进电机309固定在竖梁301外侧并与内侧的齿轮307连接起来，用螺栓将滑块308固定在竖梁301的内侧，竖梁301与X轴背板通过角码311、螺栓、螺母以及螺钉固定在一起，并将X向驱动及导向机构303与X轴方向背板310用螺钉连接，X向驱动及导向机构303与Z向驱动及导向机构304连接起来，共同构成了移动装置的整体框架。用螺栓将Z向驱动及导向机构304、摆缸连接板401以及摆缸402固定在一起。用连杆404将摆缸402、连杆法兰403、气动手指406固定在一起，并用螺钉将手指夹板407固定在气动手指406上，共同构成了夹取装置。

本实施方式中所述的夹取装置机构，通过气动手指406带动手指夹板407紧紧夹住热处理后的弹簧钢，之后摆缸402开始带动连杆404进行一定角度的摆动，达到使热处理后粘连在一起的弹簧钢分离开，不影响拖拽。

本实施方式中，步进电机309带动齿轮307转动，齿轮307与齿条305啮合，带动滑块308在滑轨306沿着Y轴方向带动抓取装置4移动。夹取装置在X向驱动及导向机构303和Z向驱动及导向机构304上沿着X轴方向、Z轴方向运动找准弹簧钢所在位置，当夹住弹簧钢后，步进电机309驱动移动装置带动弹簧钢沿着Y轴快速移动，到达设定位置后，气动手指406松开弹簧钢，弹簧钢落在拖滚上，依靠惯性继续向前滑动到卷簧机处。

采用本实施方式所述的热卷弹簧自动化传输装置进行弹簧钢运送的方法为：工人操控控制面板，让夹取装置在X向驱动及导向机构303和Z向驱动及导向机构304上进行X方向和Z方向的运动，达到合适的夹取位置。然后，步进电机309带动齿轮307转动并与齿条305啮合，进而带动滑块308在滑轨306上沿着Y轴向热处理炉内进给。气动手指406张开，夹取装置探伸进热处理炉中，手指闭合夹住弹簧钢的一端，摆缸402在0-120°的角度范围内进行转动，带动弹簧钢随着扭转，再转回初始位置，使粘连一起的弹簧钢分离开。步进电机309转动，带动装置快速向卷簧机移动，当移动到设定的位置时，气动手指406、手指夹板407快速松开弹簧钢，弹簧钢落在拖滚上，依靠惯性，弹簧钢在拖滚上继续向前滑动，到卷簧机处刚好停下。整个过程由PLC程序控制，工人只需操作控制平台使夹取装置准确抓取弹簧钢即可，之后的运动过程全部自动化完成。

Claims (7)

1.一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，包括：基座(1)、设置在所述基座(1)上表面的滚动支撑单元(2)、运动驱动及导向机构(3)以及抓取装置(4)；通过所述运动驱动及导向机构(3)带动所述抓取装置(4)相对基座(1)沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

所述抓取装置(4)包括：

通过摆缸连接板(401)连接在运动驱动及导向机构(3)上的摆缸(402)，通过运动驱动及导向机构(3)带动摆缸(402)沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的运动；

一端通过连杆法兰(403)和所述摆缸(402)的输出端固定连接的连杆(404)；

和所述连杆(404)的另一端通过手指法兰(405)固定连接的气动手指(406)；

以及两个相对设置的手指夹板(407)，两个所述手指夹板(407)的一端分别和气动手指(406)的两个输出端固定连接，两个所述手指夹板(407)的另一端为夹持端。

2.根据权利要求1所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述基座(1)包括：

沿Y轴方向平行设置的两个主梁(101)；

以及两个沿X轴方向设置的两个横梁(102)，一个所述横梁(102)和两个所述主梁(101)的一端连接，另一个所述横梁(102)和两个所述主梁(101)的另一端连接；

所述滚动支撑单元(2)包括多个均匀分布在所述基座(1)上的多个滚动支撑体，每个所述滚动支撑体包括一个托滚(201)，所述托滚(201)的中心轴的两端通过轴承座(202)连接在两个所述主梁(101)的上表面。

3.根据权利要求2所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述运动驱动及导向机构(3)包括：

相对设置在所述基座(1)两侧的两个竖梁(301)；

Y向驱动及导向机构(302)，通过Y向驱动及导向机构(302)带动两个所述竖梁(301)沿Y轴同步运动；

连接在两个所述竖梁(301)之间的X向驱动及导向机构(303)；

以及设置在所述X向驱动及导向机构(303)上的Z向驱动及导向机构(304)，所述Z向驱动及导向机构(304)和所述抓取装置(4)的摆缸(402)固定连接；Y向驱动及导向机构(302)带动X向驱动及导向机构(303)和Z向驱动及导向机构(304)整体沿Y轴方向运动，X向驱动及导向机构(303)带动Z向驱动及导向机构(304)沿X轴方向运动，Z向驱动及导向机构(304)带动抓取装置(4)沿Z轴方向运动。

4.根据权利要求3所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述Y向驱动及导向机构(302)包括两组，两组分别设置在两个竖梁(301)和对应的主梁(101)之间；

每组包括：

沿Y轴方向设置在所述主梁(101)上的齿条(305)；

沿Y轴方向设置在所述主梁(101)上的滑轨(306)；

和所述齿条(305)配合的齿轮(307)；

和所述滑轨(306)滑动配合的滑块(308)，所述滑块(308)固定在所述竖梁(301)上；

以及固定在所述竖梁(301)上的步进电机(309)，所述齿轮(307)同轴固定在所述步进电机(309)的输出轴上。

5.根据权利要求3或4所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述X向驱动及导向机构(303)为X向丝杠螺母副，所述X向丝杠螺母副两端分别通过X轴方向背板(310)和角码(311)与竖梁(301)固定连接；

所述Z向驱动及导向机构(304)为Z向丝杠螺母副，所述Z向丝杠螺母副连接在所述X向丝杠螺母副上。

6.根据权利要求1所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述手指夹板(407)的材料为高温合金。

7.根据权利要求1或6所述的一种热卷弹簧自动化传输装置，其特征在于，所述手指夹板(407)的夹持端为半圆筒状结构，两个手指夹板(407)的半圆筒状结构的内圆柱面相对设置。

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