一種無銀焊絲全自動數控折彎設備的製作方法

2023-08-12 20:46:06

本發明屬於加工技術領域，具體涉及一種無銀焊絲全自動數控折彎設備。

背景技術：

冷卻器位於熔爐的下面，以冷卻由在熔爐中熔融的玻璃介質拉出的玻璃纖維，是對玻璃纖維進行拉絲成型中起到冷卻作用的裝置，無銀焊絲為冷卻器加工中的重要焊接材料，具有強度高的特性。

冷卻器為銅材質，銅在高溫和帶有化學性質的環境下，其使用壽命有一定的局限性，更換頻率較高；且冷卻器消耗量大，焊接用無銀焊絲的需求量大。

目前冷卻器焊接用無銀焊絲需折彎成u形，焊接時直接將u形焊絲夾在冷卻片的外圍，利用高頻焊機實現焊接。因此在焊絲的加工製作過程中需要尋找高效、優質、便捷的加工設備與工藝，而對無銀焊絲的折彎是冷卻器焊接製作中的重要一步。

目前對無銀焊絲u形彎曲成型主要靠人工製作，分兩步實現：第一步，將長段的無銀焊絲用剪板機剪至u形焊絲所需長度的無銀焊絲段；第二步，用製作的彎曲模具將無銀焊絲段手工彎曲至u形，即採用槓桿原理彎曲。

此種彎曲方法存在勞動強度大、效率較低、折彎程度規範性差，易導致原材料浪費等缺點，具體如下：

勞動強度大：冷卻器需求量大，焊絲需求量大，單憑人工槓桿彎曲，工作時間長，強度較大；

效率不高：依靠人工實現，一根u形焊絲需要分剪斷和折彎兩步工序；

折彎程度規範性差：手工折彎焊絲剪斷與折彎的規範性差、精確控制程度低，剪斷和折彎雖然有設備和模具，但人為操作控制，焊絲長度與折彎程度的精確控制性差。易出現焊絲長短偏差、u形折彎過頭、焊絲折彎不到位或過頭等問題，且易出現焊絲焊接時塗抹不均或過頭，從而需要對u形角重新糾正，不僅u形無銀焊絲效果差還費時費力。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供一種折彎全自動、折彎精準化控制、效率高且適用於標準化生產的無銀焊絲全自動數控折彎設備。

本發明的技術方案是：

一種無銀焊絲全自動數控折彎設備，包括機架和進料架，所述機架上按照焊絲進料方向依次設有用於平整來自進料架的焊絲的調直部、用於牽引焊絲進料或退料的進料部、用於閘斷焊絲的閘斷部和用於對焊絲進行彎折的折彎部；

所述調直部、進料部、閘斷部和折彎部上分別設有供焊絲水平通過的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道對準並貫通，且第四通道可與第一通道、第二通道和第三通道水平貫通，以允許所述焊絲自進料架依次經過調直部、進料部和閘斷部向折彎部水平延伸；

還包括控制器，且所述控制器分別與進料部、閘斷部和折彎部相連。

進一步，所述調直部包括若干對壓緊輪副，每對壓緊輪副均包括用於從上下兩側壓緊焊絲的上壓緊輪和下壓緊輪，上壓緊輪和下壓緊輪之間的間隙構成允許焊絲通過的所述第一通道；所述上壓緊輪和下壓緊輪均可轉動地設置在機架上，且上壓緊輪和下壓緊輪均在進料部的牽引下轉動。

進一步，所述上壓緊輪的外圓周面和下壓緊輪的外圓周面上均開設有可容納焊絲且允許焊絲移動的環槽，所述環槽構成所述第一通道。

進一步，所述進料部包括用於從上下兩側夾緊焊絲並帶動焊絲移動的主動輪和從動輪，上下相對的從動輪和主動輪之間的間隙構成允許焊絲通過的所述第二通道，所述主動輪和從動輪均可轉動地設置在機架上，且所述主動輪連接有第一動力源(即進料電機)，所述第一動力源與控制器相連。

進一步，所述閘斷部包括閘刀和支撐焊絲以輔助閘刀切斷焊絲的支撐柱，所述閘刀和所述支撐柱之間的間隙構成允許焊絲通過的所述第三通道，閘刀的刀口面向所述第三通道，且所述支撐柱面向所述第三通道的一面為平面；閘刀連接有可驅動閘刀上下移動以遠離或靠近第三通道的第二動力源(氣缸)，且所述第二動力源與控制器相連。

進一步，所述折彎部設置在可驅動折彎部沿著折彎定位軸的軸嚮往復移動的移動裝置上；所述折彎部包括可轉動地折彎壓輪和固定的折彎定位軸，折彎定位軸垂直貫穿折彎壓輪的圓心，且折彎定位軸與第三通道相垂直；折彎壓輪的前端面上可轉動地設有折彎軸承，所述折彎軸承的外圓周面和折彎定位軸的外圓周面之間的間隙構成供焊絲貫穿的所述第四通道；折彎壓輪連接有第三動力源(即工作電機)，且第三動力源與控制器相連。

進一步，所述移動裝置包括固定在機架上的直線導軌，所述直線導軌與折彎定位軸相平行，直線導軌上可滑動地設有滑塊，折彎壓輪、折彎定位軸和第三動力源均設置在滑塊上，且滑塊與可驅動滑塊沿著直線導軌往復移動的第四動力源固定連接，第四動力源與控制器相連。

進一步，第三動力源固定在滑塊上，且所述折彎壓輪的後端面上設有圓心角小於360度的驅動槽，第三動力源的輸出軸插設在所述驅動槽內，以驅動所述折彎壓輪轉動。在第三動力源的牽引下實現折彎壓輪的圓弧運動，但此時折彎定位軸不作運動。

進一步，所述第一動力源和第三動力源均為步進電機、第二動力源為氣缸、第四動力源為電動推桿，且電動推桿的推桿與滑塊固定連接(電動推桿是一種將電動機的旋轉運動轉變為推桿的直線往復運動的電力驅動裝置)。

進一步，所述調直部和進料部之間設有第一保持架，所述閘斷部和折彎部之間設有第二保持架，所述第一保持架和第二保持架上均開設有供焊絲水平通過的通槽，以向上支撐焊絲。

控制器包括可編程plc控制器和控制接觸器。

進料部包括主動輪、從動輪和進料電機，以進料主從動輪副和進料電機，實現焊絲的向前(本發明中定義靠近折彎部的一端為左，靠近調直部的一端為右)進料與退料。

移動裝置帶動工作電機(第三動力源)在直線導軌上做往復運動，實現彎曲總成的後退及復位功能。

所述的控制器(plc控制器)可實現對進料電機(第一動力源)及其速度、工作電機(第三動力源)行程及其速度、閘斷進料行程和閘斷退料進程的設定。

所述的調直部由由多對壓緊輪副組成，且優選為6對；壓緊輪副在進料主從動輪的牽引下實現轉動。

機架上分別設有機械控制系統與電氣控制系統。電氣控制系統包括工作電機、進料電機、移動裝置以及可編程序plc控制器、接觸器等電氣元器件。機械控制系統包括無銀焊絲的進料部、調直部、折彎部、閘斷部和成品料盒。工作電機與進料電機均為步進電機，以實現工作行程的精確化控制。

機架左側為無銀焊絲的漲力送絲盤，從漲力送絲盤落下的無銀焊絲通過焊絲調直部，原先彎曲而不平整的焊絲變得平整，從而進入進料部。

機架後方(定義圖1中垂直於紙面向上的方向為前方，垂直於紙面向下的方向為後方)設有進料電機(第一動力源)，進料電機可帶動主動輪正、反轉，實現進料正轉、進料反轉、閘斷進料、閘斷退料4個行程。

機架最右側為折彎部，後方設有工作電機(第三動力源)和移動裝置，工作電機可帶動折彎部完成折彎正轉和折彎反轉2個工程行程。移動裝置可帶動工作電機在直線導軌上向前向後運動完成折彎部縮進與折彎部復位的2個工作行程。

機架上部(定義圖1中焊絲以上為上部，焊絲以下為下部)設有氣缸，閘刀通過連杆軸與氣缸相連，氣缸輸出的垂直作用力帶動閘斷刀頭將成形後的焊絲折彎成品與焊絲閘斷。

進料電機行程、工作電機行程、閘斷進料、閘斷退料行程均可由plc(控制器內)參數設定，通過調節進料電機、工作電機的參數可以精準控制焊絲折彎成品的長度和焊絲折彎成品彎曲角度，從而實現焊絲折彎過程的全自動控制。

本發明的有益效果體現在：

本發明採用機器代替人工勞動，降低了勞動強度、提高了工作效率、達到了全自動彎曲的要求，本發明實現了無銀焊絲全自動標準化折彎生產的目的，完成了折彎成品的標準化生產。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1中a-a向剖視圖。

圖3是圖1中b-b向剖視圖。

圖4是開始折彎時折彎部與焊絲的配合示意圖，其中的箭頭曲線表示折彎壓輪的轉動方向。

圖5是折彎過程中折彎部與焊絲的配合示意圖，其中的箭頭曲線表示折彎壓輪的轉動方向。

圖6是折彎完成時折彎部與焊絲的配合示意圖，其中的箭頭曲線表示折彎壓輪的轉動方向。

圖7是閘斷即將開始時閘斷部與焊絲的配合示意圖，其中的箭頭g表示閘刀的運動方向。

圖8是閘斷時閘斷部與焊絲的配合示意圖，其中的箭頭g表示閘刀的運動方向。

圖9是焊絲折彎成品的結構示意圖。

圖10是折彎部縮進的結構示意圖，其中的箭頭h表示折彎部的後退方向。

具體實施方式

參照附圖，一種無銀焊絲全自動數控折彎設備，包括機架和進料架，所述機架上按照焊絲進料方向依次設有用於平整來自進料架的焊絲18的調直部5、用於牽引焊絲18進料或退料並帶動調直部工作的進料部11、用於閘斷焊絲18的閘斷部7和用於對焊絲18進行彎折的折彎部6(指的是僅考慮調直部5、進料部11、閘斷部7和折彎部6四個部件時，該四個部件之間的相對位置關係)；

所述調直部5、進料部11、閘斷部7和折彎部6上分別設有供焊絲18水平通過的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道、第二通道和第三通道對準並貫通，且第四通道可與第一通道、第二通道和第三通道水平貫通，以允許所述焊絲18自進料架依次經過調直部5、進料部11和閘斷部7向折彎部6水平延伸；

還包括控制器，且所述控制器分別與進料部11、閘斷部7和折彎部6相連。

所述調直部5包括若干對壓緊輪副，每對壓緊輪副均包括用於從上下兩側壓緊焊絲18的上壓緊輪51和下壓緊輪52，上壓緊輪51和下壓緊輪52之間的間隙構成允許焊絲通過的第一通道；所述上壓緊輪51和下壓緊輪52均可轉動地設置在機架上，且上壓緊輪51和下壓緊輪52分別在進料部11的牽引下轉動。

所述上壓緊輪51的外圓周面和下壓緊輪52的外圓周面上均開設有可容納焊絲18且允許焊絲18移動的環槽，所述環槽構成所述的第一通道。

所述進料部11包括用於從上下兩側夾緊焊絲18並帶動焊絲18移動的主動輪111和從動輪112，上下相對的從動輪112和主動輪111之間的間隙構成允許焊絲18通過的所述第二通道，所述主動輪111和從動輪112均可轉動地設置在機架上，且所述主動輪111連接有第一動力源(即進料電機)，所述第一動力源與控制器相連。

所述閘斷部7包括閘刀71和支撐焊絲18以輔助閘刀71切斷焊絲18的支撐柱72，所述閘刀71和所述支撐柱72之間的間隙構成允許焊絲18通過的所述第三通道，閘刀71的刀口面向所述第三通道，且所述支撐柱72面向所述第三通道的一面為平面；閘刀71連接有可驅動閘刀71上下移動以遠離或靠近第三通道的第二動力源(氣缸)，且所述第二動力源與控制器相連。

所述折彎部6設置在可驅動折彎部6沿著折彎定位軸14的軸嚮往復移動的移動裝置上；所述折彎部6包括可轉動地的折彎壓輪13和固定的折彎定位軸14，折彎定位軸14垂直貫穿折彎壓輪13的圓心，且折彎定位軸14與第三通道相垂直；折彎壓輪13的前端面上可轉動地設有折彎軸承19(折彎軸承19可轉動地設置在轉軸上，所述轉軸垂直固定在所述折彎壓輪13上)；所述折彎軸承19的外圓周面和折彎定位軸14的外圓周面之間的間隙構成供焊絲18貫穿的所述第四通道；折彎壓輪13連接有第三動力源(即工作電機)，且第三動力源與控制器相連；

所述移動裝置包括固定在機架上的直線導軌，所述直線導軌與折彎定位軸14相平行，直線導軌上可滑動地設有滑塊，折彎壓輪13、折彎定位軸14和第三動力源均設置在滑塊上，且滑塊與可驅動滑塊沿著直線導軌往復移動的第四動力源固定連接，從而帶動折彎部6移動個，第四動力源與控制器相連。

第三動力源固定在滑塊上，且所述折彎壓輪13的後端面上設有圓心角小於360度的驅動槽(驅動槽的圓心角等於360°時，則第四動力源無法驅動折彎壓輪13轉動)，第三動力源的輸出軸插設在所述驅動槽內，以驅動所述折彎壓輪13轉動。在第三動力源的牽引下實現折彎壓輪的圓弧運動，但此時折彎定位軸不作運動。

所述第一動力源和第三動力源均為步進電機、第二動力源為氣缸、第四動力源為電動推桿，且電動推桿的推桿與滑塊固定連接(電動推桿是一種將電動機的旋轉運動轉變為推桿的直線往復運動的電力驅動裝置)。

所述調直部5和進料部11之間設有第一保持架121，所述閘斷部7和折彎部6之間設有第二保持架122，所述第一保持架121和第二保持架122上均開設有供焊絲18水平通過的通槽，以向上支撐焊絲18；且所述通槽均與第一通道、第二通道和第三通道對準並貫通。

所述進料架為漲力送絲盤。

折彎部6的下方設有成品料盒，以承接閘斷的焊絲折彎成品。

閘刀71通過連杆軸與氣缸的活塞杆相連。

利用本發明實施的無銀焊絲全自動折彎工作過程包括：進料調直、折彎正轉、折彎反轉、閘斷進料正轉、折彎部縮進、閘斷退料反轉、焊絲閘斷，折彎部復位，以此完成一個循環；具體如下：

1、進料

1.1、進料調直：將焊絲18從漲力送絲盤中手動引出，並依次穿過調直部5的第一通道、第一保持架121的通槽和進料部11的第二通道；

根據待製取焊絲折彎成品所需的長度和彎曲角度設定第一動力源的轉速和第二動力源的轉速；

啟動，控制器驅動第一動力源正轉；進料部11的主動輪111和從動輪112正轉，並通過焊絲18帶動上壓緊輪51和下壓緊輪52隨之正轉，以通過上壓緊輪51和下壓緊輪52捋直位於兩者之間的焊絲18，使得焊絲18變平整。進料部11夾緊並牽引位於中間的焊絲18向右移動，且穿過第三通道和第二保持架122並向折彎部6精準進料；焊絲18最終穿過折彎壓輪13上的折彎軸承19和折彎定位軸14之間的第四通道，到達折彎初始位置，完成焊絲18的進料調直進程。

2、彎曲

2.1、折彎正轉：控制器驅動第三動力源正轉，第三動力源帶動折彎壓輪13正轉，焊絲18在折彎軸承19作用下繞折彎定位軸14進行折彎；

2.2、折彎反轉：控制器驅動第三動力源反轉，第三動力源帶動折彎壓輪13反轉，折彎軸承19退回到折彎初始位置，焊絲頭端形成一個焊絲折彎，完成焊絲折彎進程。

3、閘斷

3.1、閘斷進料正轉：控制器驅動第二動力源正轉，焊絲折彎向折彎部方向繼續移動到閘斷進料位置，以方便焊絲頭端的焊絲折彎與折彎部脫離；

3.2、折彎部縮進：控制器驅動移動裝置正向動作，使折彎部向後退，且最終，焊絲頭端的焊絲折彎與第四通道相分離；

3.3、閘斷進料反轉：控制器驅動第二動力源反轉，焊絲頭端的焊絲折彎向進料部方向退回到閘斷位置，等待閘斷；

3.3、焊絲閘斷：控制器驅動第三動力源正向動作，閘刀71向下運動，並在支撐柱72的配合下焊絲頭端的焊絲折彎與焊絲；成形的焊絲折彎成品落入下方的成品料盒內；控制器驅動第三動力源反向動作，閘刀71向上運動並回到初始位置；

3.4、折彎部復位：控制器驅動移動裝置反向動作，使折彎部向前進並復位，第四通道重新與第三通道對準並貫通，以等待焊絲18的到來。

重複上述進料、彎曲、閘斷動作，即可進入下一個循環，以此，進行循環生產作業。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。