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汽车拉索钢丝绳自动加工一体机

2021-02-07 01:11:53

汽车拉索钢丝绳自动加工一体机

  技术领域t

  本发明涉及一种对汽车拉索钢丝绳自动进行送料、截断、打花、压铸及清边一体化装置,属于汽车拉索钢丝绳加工技术领域。t

  背景技术t

  目前,现代企业加工制造实现机械自动化生产领域不停的在进步,伴随着制造业不断发展,企业引进自动化生产线的优势越来越明显,自动化生产线不仅能提高产品的生产效率,还能提高产品的质量。需要对一种用于汽车软轴拉索的内部拉索钢丝绳进行打花、压铸、清边等工序,传统的加工方法由于复杂性且不易形成自动生产线,所以自动对拉索钢丝绳进行一体化加工尚属空白。t

  本装置通过机械设计,利用电机和滚轮送线,气缸和双滑块机构截断以及蜗轮蜗杆式电动转台实现周期圆周式间歇送料,以PLC作为运动控制器来实现对每个工位的时序控制。t

  发明内容t

  本发明的目的是实现对拉索钢丝绳的截断、打花、压铸、清边四道工序。t

  为实现上述目的,本发明采用的技术方案为汽车拉索钢丝绳自动加工一体机,该一体机包括送线装置(A)、双滑块截断装置(B)、圆周式送料装置(C)、钢丝绳打花装置(D)、立式压铸机(E)、钢丝绳清边装置(F)。圆周式送料装置(C)为整个汽车拉索钢丝绳自动加工一体机的中心圆盘结构。t

  送线装置(A)和双滑块截断装置(B)一起固定于安装板(44)上,安装板(44)固定在型材支架上。送线装置(A)、钢丝绳打花装置(D)、立式压铸机(E)、钢丝绳清边装置(F)均布在圆周式送料装置(C)的四周,圆周式布局节省了整个装置的空间。t

  送线装置(A)包括钢丝绳矫直器(43)、送线驱动装置(42)、钢丝绳辅助滑轮(26)。钢丝绳矫直器(43)安装在安装板(44)上;送线驱动装置(42)包括滚轮安装板(31)、从动轮(32)、送料轮(33)、步进电机安装板(34)、送料管(35)。送料轮(33)与步进电机安装在滚轮安装板(31)上,从动轮(32)安装在滚轮安装板(31)上,从动轮(32)与送料轮(33)相啮合。所述钢丝绳校直器(43)的轴线与送料管(35)的轴线和压线装置(41)的通孔的轴线对齐。送料轮(33)与步进电机固连且安装在滚轮安装坐板(31)上,步进电机安装在步进电机安装板(34)上,滚轮安装坐板(31)与电机安装板(34)通过螺钉固连在一起,成L形;通过从动轮(32)与送料轮(33)压紧钢丝绳,由PLC发出脉冲来控制步进电机驱动送料轮(33),依靠摩擦力来输送钢丝绳,通过控制PLC发出的脉冲数保证送料轮(33)的转数,从而保证了钢丝绳的输送长度。送线驱动装置(42)的作用是通过步进电机和送料轮(33)以滚动的方式来实现钢丝绳的输送,节省了空间。t

  送线驱动装置(42)的前端装有压线装置(41);所述压线装置(41)包括一个打有通孔的压线装置安装台(37),通孔位置与送料管(35)的轴线同轴,安装台(37)上安装有压线气缸(36),用以压紧钢丝绳,整个压线装置(41)固定在整个装置安装板(44)上,其作用是在送线达到给定长度后,由压线装置(41)上端的压线气缸(36)压紧钢丝绳,同时完成钢丝绳的截断,保证钢丝绳的截断长度。压线装置(41)还包括与双滑块截断装置(B)的切刀(27)相配合的切刀限位块(38),切刀限位块(38)通过螺钉固定在压线装置安装台(37)前端。t

  双滑块截断装置(B)用以对钢丝绳进行给定长度的截断,通过合理的计算,此双滑块机构不但有增力效果,还能节省空间,可以很好的完成钢丝绳的截断;双滑块截断装置(B)包括气缸(28)、线性滑轨、滑轨底座(40)、连杆(30)、滑块(29)、切刀(27);其中,滑块(29)固定在气缸(28)的气缸杆上;气缸(28)通过螺栓连接在气缸安装板(39)上,切刀(27)通过螺钉安装在滑块(29)上,并与切刀限位块(38)贴合,切刀限位块(38)安装在压线装置(42)上,以防止切刀(27)移动过程中发生错位;气缸(28)带动双滑块截断装置(B)运动完成对钢丝绳的截断。t

  圆周式送料装置(C)由转盘安装板(1)、蜗轮蜗杆电动转台(2)、电动转台安装坐板(9)、手摇微调升降台(3)、钢丝绳夹持模块、XY微调平台(7)以及气电混合滑环(8)组成。转盘安装板(1)用以固定双杆气缸(4)及电磁阀,蜗轮蜗杆电动转台(2)是基于伺服控制系统,由PLC控制完成间歇式的圆周转动,并且转盘安装板(1)通过螺钉固定于蜗轮蜗杆电动转台(2)上,转盘安装板(1)上均布有四组夹持模块;每组夹持模块包括双杆气缸(4)、气缸手指(5)、钢丝绳夹持模具(6),双杆气缸(4)与气缸手指(5)连接,气缸手指(5)的一端与钢丝绳夹持模具(6)连接;四组夹持块用以实现对钢丝绳截断、打花、压铸、清边的工序加工。t

  蜗轮蜗杆电动转台(2)是蜗轮蜗杆传动机构;蜗轮蜗杆传动机构的参数为:模数2,蜗杆头数2,传动比为90:2,蜗轮分度圆直径180,蜗杆分度圆直径18;此机构传动平稳,啮合冲击小,传动比大,结构紧凑并且有返行程自锁,而且此转台通过伺服控制系统控制,此装置要求的动作是每秒转90度,将钢丝绳送到某一个工位,停歇2S,完成该工序的加工,然后再继续重复上述动作可以达到预期的运动;蜗轮蜗杆电动转台(2)安装在电动转台安装坐板(9)上,电动转台安装坐板(9)中间铣有U型槽,用来给气电混合滑环(8)腾出空间安装进气管接头,再在U型槽中铣出一个台阶,用来固定气电混合滑环(8)的定子。XY微调平台(7)是精密手摇微调装置,带有刻度,四个XY微调平台(7)均布对称安装在转盘安装板(1)上,双杆气缸(4)固定在XY微调平台(7)上;钢丝绳夹持模块的作用是当整个送料装置与立式压铸机(E)和其它工序位置固定后,微调夹持模块,使钢丝绳送料过程中准确达到加工位置。手摇微调升降台(3)是精度达毫米级别的升降台,蜗轮蜗杆电动转台(2)通过电动转台安装坐板(9)用螺栓固定在升降台台面上,完成圆周式送料装置(C)的Z轴方向上对准;由此送料装置在XYZ空间内完成各道工序的对准,保证加工可靠性。气电混合滑环(8)设置在蜗轮蜗杆电动转台(2)中心轴处,且气电混合滑环(8)是一路气多路电,防止转盘安装板(1)在转动过程中发生气管与电线的缠绕。t

  钢丝绳打花装置(D)包括钢丝绳夹紧定位模块、打花模块、金属传感器a(17)、夹紧定位模块安装板、打花模块安装板、打花装置底座。打花模块对钢丝绳的头部施加作用力,从而形成花头,用于下一个压铸工序定位。钢丝绳夹紧定位模块包括钢丝绳夹紧双杆气缸(11)、钢丝绳加紧定位模具(12)和气缸安装板(13),气缸安装板(13)为L型。气缸安装板(13)长度与钢丝绳夹紧双杆气缸(11)总长(包括行程)相等,这以避免在打花过程中钢丝绳夹紧双杆气缸(11)的悬臂损坏,两个钢丝绳夹紧双杆气缸(11)上下对称安装,作用是当金属传感器a(17)检测到钢丝绳到达打花位置时夹紧钢丝绳并定位。钢丝绳加紧定位模具(12)安装在钢丝绳夹紧双杆气缸(11)底部,钢丝绳夹紧双杆气缸(11)安装在气缸安装板(13)上,金属传感器a(17)设置在钢丝绳加紧定位模具(12)外侧;打花模块包括打花气缸(16)、打花轴(14)及弹簧(15),打花气缸(16)与打花轴(14)连接,打花气缸(16)与打花轴(14)的中间设有弹簧(15),弹簧(15)用以缓冲打花气缸(16)与打花轴(14)之间的冲击力;钢丝绳加紧定位模具(12)安装在夹紧定位模块安装板上,打花模块安装在打花模块安装板上,夹紧定位模块安装板与打花模块安装板均安装在打花装置底座上。t

  立式压铸机(E)是厂家提供的标准压铸机,由于受到压铸机的限制,需要被动定位钢丝绳,主要是压铸模具上的改造,立式压铸机(E)的下模开有一个V型槽,由于钢丝绳不一定能准确送到模具的槽中,会有1-2mm的偏差,当上模下压时,通过V型槽倒入模中。t

  钢丝绳清边装置(F)包括清边装置安装板(24)、清边模块、夹紧矫正模块、金属传感器b(25);清边模块包括清边双杆气缸(20)、清边模具a(21)、清边模具b(23)、清边双杆气缸安装板(19);清边双杆气缸安装板(19)通过螺栓固定在清边装置安装板(24)上;清边双杆气缸(20)底部与清边模具a(21)连接;清边双杆气缸(20)安装在清边双杆气缸安装板(19)上;清边模具b(23)通过螺栓固定在清边装置安装板(24)上;金属传感器b(25)设置在安装板(24)外侧;t

  钢丝绳夹紧矫正模块包括钢丝绳清边矫正气缸(22)、钢丝绳夹紧模具(6)和清边钢丝绳矫正气缸安装板(18);清边钢丝绳矫正气缸安装板(18)通过螺栓连接在清边双杆气缸安装板(19)上,钢丝绳夹紧矫正模块作用是,由于压铸后的钢丝绳头部有浇头,钢丝绳会自然下垂,因此通过矫正模块夹紧钢丝绳浇头根部来矫正钢丝绳;当金属传感器b(25)检测到钢丝绳的时候,通过PLC控制器控制矫正模块夹紧钢丝绳,然后清边模块切去浇头,完成清边。t

  本发明可取的有益效果是可以通过简单的设计,在厂家原有的设备基础上对拉索钢丝绳进行输送、截断、圆周式送料、打花、压铸、清边的一体化加工,通过采取圆周间歇式送料,从而可同时进行四道工序的加工,提高了生产效率。t

  附图说明t

  图1整体装配二维俯视图;t

  图2整体装配二维主视图;t

  图3整体装配二维左视图;t

  图4整体装配体三维示意图;t

  图5.1送线及截断装置整体主视图;t

  图5.2送线及截断装置整体俯视图;t

  图6送线及截断装置整体装配体三维示意图;t

  图7.1送线驱动装置主视图;t

  图7.2送线驱动装置左视图;t

  图7.3送线驱动装置俯视图;t

  图8.1送料轮主视图;t

  图8.2送料轮左视图;t

  图8.3送料轮俯视图;t

  图9.1钢丝绳切刀剖视图;t

  图9.2钢丝绳切刀主视图;t

  图10圆周式送料装置三维示意图;t

  图11圆周式送料装置俯视图;t

  图12圆周式送料装置左视图;t

  图13圆周式送料装置剖视图;t

  图14.1蜗轮蜗杆电动转台安装坐板主视图;t

  图14.2蜗轮蜗杆电动转台安装坐板左视图;t

  图14.3蜗轮蜗杆电动转台安装坐板剖视图;t

  图15.1钢丝绳夹紧模具(上模)主视图;t

  图15.2钢丝绳夹紧模具(上模)左视图;t

  图16.1钢丝绳加紧模具(下模)主视图;t

  图16.2钢丝绳加紧模具(下模)左视图;t

  图17钢丝绳打花装置装配体三维示意图;t

  图18钢丝绳打花装置二维主视图;t

  图19.1钢丝绳打花夹紧定位模具(上)主视图;t

  图19.2钢丝绳打花夹紧定位模具(上)左视图;t

  图19.3钢丝绳打花夹紧定位模具(上)俯视图;t

  图20.1钢丝绳打花夹紧定位模具(下)主视图;t

  图20.2钢丝绳打花夹紧定位模具(下)左视图;t

  图20.3钢丝绳打花夹紧定位模具(下)俯视图t

  图21钢丝绳压铸模具三维示意图t

  图22钢丝绳清边装置装配体三维示意图;t

  图23钢丝绳清边装置二维主视图;t

  图24压线装置三维示意图;t

  图中:A.送线装置,B.双滑块截断装置,C.圆周式送料装置,D.钢丝绳打花装置,E.立式压铸机,F.钢丝绳清边装置,1.转盘安装板,2.蜗轮蜗杆电动转台,3.手摇微调升降台4.双杆气缸,5.气缸手指,6.钢丝绳夹紧模具,7,XY微调平台,8.气电混合滑环,9.电动转台安装坐板,10.电磁阀,11.钢丝绳夹紧双杆气缸,12.钢丝绳打花夹紧定位模具,13.气缸安装板,14.打花轴,15.弹簧,16.打花气缸,17.金属传感器a,18.清边钢丝绳矫正气缸安装板,19.清边双杆气缸安装板,20.清边双杆气缸,21.清边模具a,22.钢丝绳清边矫正气缸,23.清边模具b,24.清边装置安装板,25.金属传感器b,26.钢丝绳辅助滑轮,27.切刀,28.气缸,29.滑块,30.连杆,31.滚轮安装板,32.从动轮,33.送料轮,34.步进电机安装板,35.送料管,36.压线气缸,37.压线装置安装台,38.切刀限位块,39.气缸安装板,40.滑轨安装板,41.压线装置,42.送线驱动装置,43.钢丝绳矫直器,44.安装板。t

  具体实施方式t

  下面结合附图说明具体实施方式:t

  如图1、图2、图3和图4所示,汽车拉索钢丝绳自动加工一体机装置由送线装置(A)、双滑块截断装置(B)、圆周式送料装置(C)、钢丝绳打花装置(D)、立式压铸机(E)、钢丝绳清边装置(F)组成;送线装置(A)主要完成钢丝绳的输送;双滑块截断装置(B)完成汽车拉索钢丝绳的截断工序;钢丝绳打花装置(D)完成汽车拉索钢丝绳的打花工序;压铸机(E)完成汽车拉索钢丝绳的压铸工序;钢丝绳清边装置(E)完成汽车拉索钢丝绳的清边工序。;圆周式送料装置(C)主要是完成钢丝绳的送料,把钢丝绳送到各道工序处。t

  如图5所示,送线装置(A)和双滑块截断装置(B)固定在安装板(44)上,送线装置(A)包括压线装置(41)、钢丝绳矫直器(43)、送线驱动装置(42)、钢丝绳辅助滑轮(26)。压线装置(41)、钢丝绳矫直器(43)、送线驱动装置(42)、钢丝绳辅助滑轮(26)的安装轴线要在一条轴线上。t

  如图7所示,送线驱动装置(42)包括滚轮安装板(31),从动轮(32),送料轮(33),步进电机安装板(34),送料管(35)。送料轮(33)与步进电机安装在滚轮安装板(31)上,从动轮(32)安装在滚轮安装板(31)上,与送料轮(33)啮合,利用摩擦滚动输送钢丝绳;步进电机安装在步进电机安装板(34)上,步进电机安装板(34)与滚轮安装板(31)通过螺钉连接在一起组成L型。如图24,压线装置(41)包括压线气缸(36),压线装置安装台(37),切刀限位块(38)。压线装置(41)通过螺栓连接在安装板(44)上,压线气缸(36)固定在压线装置安装台(37)上部,切刀限位块通过螺栓连在在压线装置安装台前部,压线装置安装台(37)的通孔轴线与送线驱动装置(42)送料管(35)的轴线重合。如图5所示,双滑块截断装置(B)包括切刀(27),气缸(28),滑块(29),连杆(30),滑轨安装底座(40),气缸安装板(39)。气缸(28)通过螺栓连接在气缸安装板a(39)上,滑块(29)与气缸(28)气缸杆连接,切刀(27)通过螺钉安装在滑块上,并与切刀限位块(38)贴合,防止切刀移动过程中发生错位。t

  圆周式送料装置(C)包括转盘安装板(1),蜗轮蜗杆电动转台(2),电动转台安装坐板(9),手摇微调升降台(3),钢丝绳夹持模块,XY微调平台(7)以及气电混合滑环(8)。转盘安装板(1)通过螺钉安装在蜗轮蜗杆电动转台(2)上;钢丝绳夹持模块包括钢丝绳夹紧模具(6),气缸手指(5),双杆气缸(4),钢丝绳夹紧模具(6)通过螺钉连接在气缸手指(5)上,通过PLC控制气缸手指(5)来夹紧钢丝绳;双杆气缸(4)通过螺钉安装在XY微调平台(7)上,通过PLC控制双杆气缸a(4)伸缩,可将钢丝绳送到压铸机处,完成钢丝绳压铸工序。XY微调平台(7)通过螺钉安装在转盘安装板(1)上,通过微调可把钢丝绳夹紧模块对准各个工位。蜗轮蜗杆电动转台(2)安装在电动转台安装坐板(9)上,蜗轮蜗杆电动转台(2)由伺服电机控制完成钢丝绳的间歇式送料;电动转台安装坐板(9)通过螺钉安装在手摇微调升降台(3)的台面上。t

  钢丝绳打花装置(D)包括钢丝绳夹紧定位模块、打花模块、金属传感器a(17)、夹紧定位模块安装板、打花模块安装板、打花装置底座。如图18所示,钢丝绳夹紧定位模块包括钢丝绳夹紧双杆气缸(11)、钢丝绳打花夹紧定位模具(12)、气缸安装板(13);钢丝绳打花夹紧定位模具(12)通过螺钉安装在钢丝绳夹紧双杆气缸(11)的气缸杆上,钢丝绳夹紧双杆气缸(11)通过螺栓安装在气缸安装板(13)上,气缸安装板(13)为L型,气缸安装板的长度与钢丝绳夹紧双杆气缸(11)的总长(包括气缸行程)相等,避免在打花的时候气缸的悬臂损坏。钢丝绳夹紧定位模块上下对称布置,通过PLC控制双杆气缸(11)伸出来定位夹紧钢丝绳。打花模块包括打花轴(14),弹簧(15),打花气缸(16)。t

  钢丝绳清边装置(F)包括清边装置安装坐板(24)、清边模块、钢丝绳夹紧矫正模块、金属传感器b(25)。清边模块主要由清边双杆气缸(20)、清边模具a(21)、清边模具b(23)、清边双杆气缸安装板(19)。清边模块主要包括清边双杆气缸(20)、清边模具a(21)、清边模具b(23)、清边双杆气缸安装板(19),清边双杆气缸(20)通过螺栓连接在清边双杆气缸安装板(19)上,清边双杆气缸安装板(19)通过螺钉安装在清边装置安装板(24)上。钢丝绳夹紧矫正模块包括清边钢丝绳矫正气缸安装板(18)、钢丝绳清边矫正气缸(22)。钢丝绳清边矫正气缸通过螺栓安装在钢丝绳矫正气缸安装板(18)上,钢丝绳矫正气缸安装板(18)通过螺栓固连在清边双杆气缸安装板(19)上,成U型。t

  如图7和图8所示,送料轮(33)固定在滚轮安装板(31)上,送料轮(33)开有槽,从动轮(32)材料为橡胶材质,通过从动轮(32)与送料轮啮合配合,压紧钢丝绳,由PLC控制步进电机驱动,来输送钢丝绳;如图5,钢丝绳辅助滑轮(26)通过螺栓固定在送线装置(A)及双滑块截断装置(B)的安装坐板上,它的作用主要是防止送线过程中钢丝绳下垂而导致钢丝绳夹紧模块(6)不能准确夹紧钢丝绳;如图14,电动转台安装坐板(9)铣出一个U型的通槽,并在通槽处铣出一个平面,这样的作用是固定气电混合滑环的的定子部分,并且可以从U型槽处走气管,避免干涉。如图15和16所示,钢丝绳夹紧模具上模有三个凸起和两个凹槽,下模则有三个凹槽和两个凸起,起到定位的作用。上下模各包括一个半圆形槽用来夹紧钢丝绳。钢丝绳夹紧模具通过螺钉固定在气缸手指(5)上;如图21和图2所示,由于受到压铸机的限制,需要被动定位钢丝绳,主要是压铸模具上的改造,在下模开一个V型槽,当上模下压时,通过V型槽将钢丝绳倒入模中。t

  如图10和图11所示,XY微调平台(7)共四个均布安装在转盘安装板(1)上,双杆气缸(4)固定在其上,与气缸手指(5)及钢丝绳夹紧模具(6)组成钢丝绳夹持模块,通过调节XY微调平台(7)以及手摇微调升降台(3),将四组钢丝绳送料夹紧模块的轴线与各个工序的加工轴线对准,保证加工精度。如图5,钢丝绳校直器(43),送线驱动装置(42),压线装置(41)和钢丝绳辅助滑轮(26)的轴线对齐,然后送线驱动装置(42)的从动轮(32)压紧钢丝绳,通过PLC发出的脉冲数控制步进电机及送料轮(33)输送钢丝绳达到指定长度,如图12,当钢丝绳送到指定长度后,圆周式送料装置(C)中的气缸手指(5)夹紧钢丝绳,如图5和图24,送线装置前端的压线装置(41)上的压线气缸(36)压紧钢丝绳,这样保证了钢丝绳的长度精度,然后双滑块截断装置(B)中气缸(28)推动滑块(29),带动切刀(27)截断钢丝绳,如图11和图12所示,蜗轮蜗杆电动转台(2)转动90度到达下一个钢丝绳打花工位,如图17和图18所示,当金属传感器a(17)感应到钢丝绳的位置时候,反馈信号,钢丝绳打花夹紧定位模具(12)夹紧钢丝绳,打花气缸(16)推动打花轴(14)完成钢丝绳的打花工序,蜗轮蜗杆电动转台(2)继续旋转90度,到达压铸机,圆周式送料装置(C)中的双杆气缸(4)伸出,将钢丝绳送到压铸模具处,完成压铸工序,双杆气(4)缩回,蜗轮蜗杆电动转台(2)继续旋转90度,到钢丝绳清边装置(F),当钢丝绳清边装置(F)中的金属传感器b(25)检测到钢丝绳的位置后,反馈信号给PLC,然后PLC控制清边钢丝绳矫正模块夹紧并矫正钢丝绳,同时清边模具a(21)切去钢丝绳上的浇头,完成拉索钢丝绳的清边工序,转台继续转动,在钢丝绳清边装置(F)和双滑块截断装置(B)中途圆周式送料装置(C)中的钢丝绳夹紧模块松开,完成拉索钢丝绳成品下料。t

  如图12和图13所示,蜗轮蜗杆电动转台(2)由伺服控制系统控制,可以达到间歇式的送料,均布四组夹持模块可同时完成对钢丝绳的四道工序的加工,提高了生产效率,如此周期往复,完成汽车拉索钢丝绳的送线、截断、打花、压铸、清边工序。t

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