汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料工藝及設備的製作方法

2023-05-12 22:06:31

專利名稱：汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於汽車零部件專用設備生產領域，特別涉及一種能夠將鋁扁管盤料製成同一尺寸的直料的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料エ藝及設備。
背景技術：
隨著汽車空調行業平行流循環方式先進技術的積極採用，鋁材質水箱和散熱器的散熱效率得到了大幅度的提高，因此在汽車空調系統的冷凝器和蒸發器上得到充分利用，汽車水箱和中冷器採用全鋁材質材料進行製作已是發展的必然趨勢。鋁扁管是汽車空調冷凝器和蒸發器製造生產的必備材料，生產時通常需要將成盤的呈現盤圓狀的鋁扁管校直並剪截成同一長度的直料材，以備後來使用。但以往都是通過 手動或半自動設備進行製作，運行速度慢，下料精度不高，誤差都在Imm以上，而且鋁扁管截斷後還需到另一臺專用設備上對截面進行適度的壓扁收ロ，在這種情況下，設計生產ー種能將鋁扁管盤料的校直、校平、收ロ、切割、拉斷等エ藝在同一臺機器上完成的專用設備迫在眉睫，本項發明所完成的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料機就是實現這些功能的專用設備。

發明內容
本發明提供一種對鋁扁管盤料進行開料、校直、收ロ、切割、拉斷等エ序處理時所採用的エ藝及使用的設備。解決的技術問題是提高下料速度和下料尺寸精度，増加在線收ロエ序以及自動收集好所下的鋁扁管直料的問題。根據本發明的一方面，提供一種汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料エ藝，該エ藝包括下述步驟(I)將鋁扁管盤料分別放到兩套開料架上，啟動開料伺服電機開料；(2)鋁扁管盤料經過校直裝置後變成鋁扁管直料，且平直度達到相應的要求；(3)啟動送料伺服電機，為鋁扁管直料的前行提供相應的動力；(4)送料長度達到預定尺寸後，收ロ模具動作，完成在線擠壓收ロ ；(5)送料長度達到預定尺寸後，滾刀在鋁扁管直料上的經過收ロ處理之處的中間位置滾出O. 02mm的刀痕；(6)送料長度達到預定尺寸後，拉斷裝置在鋁扁管直料的滾出的刀痕處將其拉斷，從而得到鋁扁管成品料；(7)接料氣缸升降、輸送帶運行，完成鋁扁管成品料的收集。根據本發明的另一方面，提供一種汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，該設備主要由主動開料架、校直裝置、伺服送料裝置、伺服在線收口裝置、定尺切割裝置、夾緊拉斷裝置、接料臺、床身和電氣控制系統構成，主動開料架、校直裝置、伺服送料裝置、伺服在線收口裝置、定尺切割裝置、夾緊拉斷裝置和接料臺根據エ序要求按先後次序排列，其功能依次為開料一校直一送料一收ロ一定尺切割一拉斷一接料，其中，兩套主動開料架依次単獨地固定在地面上，每套主動開料架上可以平行安裝兩盤鋁扁管盤料，ー盤工作，ー盤備用；校直裝置、伺服送料裝置、伺服在線收口裝置、定尺切割裝置、夾緊拉斷裝置五部分依先後順序直線排列並安裝在同一個床身上；接料臺単獨地固定在地面上，執行設備的最後一道エ序；電氣控制系統採用可編程控制器對整個設備中各裝置的伺服電機實現同步控制。組成設備的各裝置之間的相互關係如下主動開料架的伺服電機的轉速受控於可編程控制器輸出的控制信號，此控制信號採集於鋁扁管經校直裝置校直後在伺服送料裝置的作用下向前運動時所產生的張力，可編程控制器將此張力信號轉換為電信號，然後輸送給主動開料架的伺服電機，控制主動開料架的開料線速度和伺服送料裝置的送料線速度始終保持一致，以保證送料時的張カ恆定，防止校直後的鋁扁管在張カ不均勻的情況下產生變形；水平及垂直方向校直裝置是伺服送料裝置的前道エ序執行裝置，其包括粗、精兩套校直裝置，每套校直裝置都包括水平及垂直兩個方向的校直機構，經其校直後可以保證經過主動開料架送出的鋁扁管盤料滿足各種形狀公差和位置公差的要求；伺服送料裝置是被加 エ物料鋁扁管的水平運行驅動裝置，經過校直裝置校直後的鋁扁管在該裝置的作用下可以實現水平方向的直線高速運動；伺服在線收口裝置、定尺切割裝置和夾緊拉斷裝置是三個同步動作的機構，鋁扁管盤料的截料長度根據成品鋁扁管的長度要求事先設定，監測裝置監測到送料長度達到設定值後會發出電信號，可編程控制器接收到此電信號後發出指令，主動開料架和伺服送料裝置的伺服電機接收到此指令後會做O. 5秒的停頓，在這O. 5秒的時間內，伺服在線收口裝置、定尺切割裝置和夾緊拉斷裝置三個裝置分別在自己的固定位置上同時完成對鋁扁管的收ロ、切割、夾緊拉斷三個動作，動作完成後，這三個裝置的動作機構又回到原始待料位置，然後主動開料架和伺服送料裝置繼續運行，進入到下ー個工作循環，整個動作如此有序運行，連續不斷，運行速度和到位信號實現閉環反饋，而且通過控制伺服電機的旋轉速度，可以使送料精度保持在O. Imm以內，拉斷後的鋁扁管成品料自動排列在接料臺上；該設備的電氣控制系統設有可編程控制器，由可編程控制器控制設備中所有伺服電機的轉速，以此保證各個裝置動作的即時同步運行。與現有技術相比，本發明的有益效果在於(I)下料長度精度< O. 3mm (以600mm長計算)，比手動和半自動設備精度提高三倍以上。(2)下料速度為2.2s/2根(以600mm長計算)，是手動和半自動設備下料速度的
五倍以上。(3)下料一致性誤差比手動和半自動設備減小了三倍。(4)下好的料在接料臺上實現自動收集。


圖I為本發明的エ藝流程圖。圖2為本發明的整體設備的結構示意圖。圖3為本發明的主動開料架的結構示意圖。圖4為本發明的水平及垂直方向校直裝置的結構示意圖。圖5為本發明的伺服送料裝置的結構示意圖。圖6為本發明的伺服在線收口裝置的結構示意圖。
圖7為本發明的定尺切割裝置的結構示意圖。圖8為圖7的定尺切割裝置的左視圖。圖9為本發明的夾緊拉斷裝置的結構示意圖。圖10為圖9的夾緊拉斷裝置的左視圖。圖11為圖9的夾緊拉斷裝置的部分俯視圖。圖12為本發明的接料臺的結構示意圖。圖13為本發明的電氣原理框圖。
具體實施例方式如圖I中所示，根據本發明的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料エ藝可包括下述步驟(I)將鋁扁管盤料分別放到兩套開料架上，啟動開料伺服電機開料；(2)鋁扁管盤料經過校直裝置後變成鋁扁管直料，且平直度達到要求；(3)啟動送料伺服電機，為鋁扁管直料提供前行的動カ；(4)送料長度達到規定尺寸後，收ロ模具動作，完成在線收ロ ；(5)送料長度達到規定尺寸後，滾刀在收ロ處的中間位置滾出O. 02mm的刀痕；(6)送料長度達到規定尺寸後，拉斷裝置在滾出的刀痕處將鋁扁管直料拉斷，從而得到鋁扁管成品料；(7)接料氣缸升降、輸送帶運行，完成鋁扁管成品料的收集。如圖2中所示，根據本發明的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備主要由主動開料架I、校直裝置2、伺服送料裝置3、伺服在線收口裝置4、定尺切割裝置5、夾緊拉斷裝置6、接料臺7、床身8和電氣控制系統9構成，其中，兩套主動開料架I可依次單獨地固定在地面上，每套主動開料架I上可以平行安裝兩盤鋁扁管盤料，ー盤工作，一盤備用；校直裝置2、伺服送料裝置3、伺服在線收口裝置4、定尺切割裝置5、夾緊拉斷裝置6可依先後順序直線排列並可安裝在同一個床身8上；接料臺7可単獨地固定在地面上，用於執行設備的最後一道エ序；電氣控制系統9可採用可編程控制器，以對整個設備中各裝置的伺服電機實現同步控制。根據本發明的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備中所有的氣缸均由壓縮空氣驅動，並由電氣控制系統9控制電磁閥的通斷來實現氣缸缸杆的伸縮動作，所有的伺服電機都由380V電源供電。以下，將參照圖3至圖13對根據本發明的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備的各裝置進行詳細描述。(I)主動開料架如圖3所示，主動開料架I主要由底座10、料架傳動軸11、鎖緊螺母12、齒輪箱支撐架13、齒輪箱14、傳動軸承15、齒輪箱傳動軸16、蝸輪17、蝸杆18、開料伺服電機19、小鏈輪20、鏈條21、大鏈輪22、盤料固定支撐臂23、盤料活動支撐臂25、活動支撐臂移動滑槽26、活動支撐臂鎖緊螺母27、四連杆機構28、漲芯拔叉29、漲芯轉動手柄30、漲芯31、漲芯軸承32、料架軸承33和溝槽34構成，圖中24是鋁扁管盤料。底座10固定在地面上，齒輪箱支撐架13通過鎖緊螺母12和底座10的頂端連接，齒輪箱14底部和齒輪箱支撐架13用螺釘固定，齒輪箱14頂部和開料伺服電機19底部用螺釘固定，齒輪箱14內安裝傳動軸16，傳動軸16兩端通過傳動軸承15和齒輪箱14固定，傳動軸16中部安裝蝸輪17和蝸杆18，蝸輪17和蝸杆18將伺服電機的垂直動カ轉變為水平動カ傳遞到小鏈輪20上。小鏈輪20通過鏈條21將動カ傳遞到大鏈輪22上。大鏈輪22和四連杆機構28焊接在一起，盤料固定支撐臂23焊接在四連杆機構28上，盤料活動支撐臂25可以在三個活動支撐臂移動滑槽26上面滑動，活動支撐臂移動滑槽26固定在四連杆機構28的頂端，四連杆機構28通過料架軸承33與料架傳動軸11連接，傳動軸11端部通過螺紋和漲芯31連接在一起。大鏈輪22轉動就帶動固定支撐臂23、鋁扁管盤料24、盤料活動支撐臂25、四連杆機構28通過料架軸承33 —起繞料架傳動軸11轉動。漲芯31和漲芯撥叉29通過漲芯軸承32連接在一起，漲芯撥叉29安裝在四連杆機構端部的溝槽34內。 安裝鋁扁管盤料24時，先鬆開活動支撐臂鎖緊螺母27，把盤料活動支撐臂25從四連杆機構28上的移動滑槽26內取下，然後旋動漲芯轉動手柄30，使漲芯31收縮，漲芯31就會推動漲芯撥叉29向外側(S卩，圖3中的右側)移動。這樣，漲芯撥叉29就可以使四連杆機構28收縮，造成四連杆機構28的外徑變小。這時，就可以裝上鋁扁管盤料24，再裝上盤料活動支撐臂25，旋緊活動支撐臂鎖緊螺母27，然後反方向旋緊漲芯轉動手柄30，四連杆機構28的外徑變大，由此完成鋁扁管盤料24在四連杆機構28上的漲緊。現有的開卷方式採用被動開卷或減速電機開卷兩種方式。這樣，在高速開卷時，被動開卷方式由於料架本身的自重會造成鋁扁管盤料變形和送料打滑；減速電機開卷方式雖然可以解決料架自重問題，但由於其轉速是固定的，隨著料架上的盤料直徑逐漸減小，開料線速度會逐漸減小，這樣，在高速下會造成開料速度和送料速度不匹配，也會導致盤料變形和送料打滑。根據本發明的主動開料架I的有益效果在於手動和半自動設備採用無動カ開料，張カ不穩定，而根據本發明的主動開料架I可以根據張カ控制開料伺服電機19的轉速，使開料速度和送料速度始終保持一致。(2)水平及垂直方向校直裝置如圖4所示，根據本發明的校直裝置2共設有水平方向校直裝置50、52和垂直方向校直裝置51、53四套校直裝置，其中，50、51為粗校裝置，52、53為精校裝置，具體主要由導入輥35、厚度粗校正輥36、寬度粗校正輥37、厚度精校正輥42、過渡輥47、寬度精校正輥48、導出輥49組成。由圖4可見，根據本發明的校直裝置2的導入輥35、厚度粗校正輥36、寬度粗校正輥37、厚度精校正輥42、過渡輥47、寬度精校正輥48、導出輥49等機構依先後順序安裝在同一個平面上，導入輥35將鋁扁管盤料24導入，厚度粗校正輥36對鋁扁管盤料24厚度方向(即，水平方向)粗校正，寬度粗校正輥37對鋁扁管盤料24寬度方向(即，垂直方向)粗校正，厚度精校正輥42對鋁扁管盤料24厚度方向精校正，寬度精校正輥48對鋁扁管盤料24寬度方向精校正，導出輥49將鋁扁管盤料24導出，得到校直後的鋁扁管。其中，導入輥35、寬度粗校正輥37、過渡輥47、寬度精校正輥48、導出輥49的結構相同，現以過渡輥47為例加以說明，過渡輥47由立柱43、過渡輥軸承44、滾輪45和鎖緊螺釘46組成，滾輪45中間加工成圓槽，與鋁扁管盤料24的側面形狀相吻合，根據各部分的功能，圓槽的深度不同，且依次加深；厚度粗校正輥36和厚度精校正輥42的結構相同，以厚度精校正輥42為例加以說明，厚度精校正輥42由ー組軸38、校正輥軸承39、圓形輥40和鎖緊螺釘41組成，圓形輥40外圓鏡面拋光，上下兩組厚度精校正輥42之間在垂直方向上的尺寸(以下稱為「精校裝置52的垂直方向尺寸」)比上下兩組厚度粗校正輥36之間在垂直方向上的尺寸(以下稱為「粗校裝置50的垂直方向尺寸」)小O. 02mm。左右兩組寬度精校正輥48之間在水平方向上的尺寸(以下稱為「精校裝置53的水平方向尺寸」)比左右兩組寬度粗校正輥37之間在水平方向上的尺寸(以下稱為「粗校裝置51的水平方向尺寸」)小0.02mm。在使用的過程中，水平方向校直裝置50、52及垂直方向校直裝置51、53分別採用多個圓形輥40和多個滾輪45在水平及垂直兩個方向進行粗校、精校兩道エ序。精校裝置52的垂直方向尺寸比粗校裝置50的垂直方向尺寸小O. 02mm，精校裝置53的水平方向尺寸比粗校裝置51的水平方向尺寸小O. 02mm，產品品種更換時，滾輪45也需進行更換。根據本發明的校直裝置2的有益效果在於手動和半自動設備將盤料開卷後採用ー套校直機構，校直後的尺寸偏差較大，而根據本發明的校直裝置2採用寬度及厚度校直交替進行，經過粗校、精校兩道エ序，尺寸偏差是手動和半自動設備的三分之一。 (3)伺服送料裝置如圖5所示，根據本發明的伺服送料裝置3具有兩套傳動機構，一套是伺服同步帶傳動機構66，伺服同步帶傳動機構66包括兩組互為串聯布置且結構相同的機構，另ー套是伺服滾珠絲槓傳動機構67,其中，伺服同步帶傳動機構66中的任意ー組由同步帶送料夾緊機構59、同步帶61、同步帶主動輪62、同步帶送料伺服電機63構成；伺服滾珠絲槓傳動機構67則由左旋滾珠絲槓54、送料夾緊裝置底板55、絲槓送料伺服電機56、右旋滾珠絲槓58及安裝架65構成，圖5中的64是對校直後的鋁扁管57起保護作用的平帶；其中，同步帶送料伺服電機63通過鏈條帶動同步帶主動輪62,同步帶61在三個同步帶主動輪62之間做三角閉環運動，其中，位於下面的兩個同步帶主動輪62之間的同步帶61與校直後的鋁扁管57平行並緊密接觸，此處的同步帶上面設有氣缸60，工作時氣缸壓下，同步帶61和校直後的鋁扁管57緊密接觸產生摩擦力，使校直後的鋁扁管57在同步帶的帶動下向前運行。由於同步帶61的速度過高時會產生滑動，所以根據本發明的伺服送料裝置3設計了兩套大導程滾珠絲槓傳動機構67，其中，左旋滾珠絲槓54和右旋滾珠絲槓58均水平布置在安裝架65上，送料夾緊裝置底板55和絲槓間通過螺紋進行配合和連接，送料夾緊裝置底板55和同步帶送料夾緊機構59相連接，絲槓左、右旋轉吋，帶動送料夾緊裝置底板55沿著絲槓的水平方向左右移動，使得同步帶61和校直後的鋁扁管57從送料夾緊裝置底板55和同步帶送料夾緊機構59之間穿過。工作時,絲槓送料伺服電機56驅動左旋滾珠絲槓54和右旋滾珠絲槓58左右旋轉，帶動送料夾緊裝置底板55做往復直線傳動，左旋滾珠絲槓54前進的同時右旋滾珠絲槓58後退復位，動作交替進行，前進時氣缸60壓下，摩擦カ加載；後退時氣缸60抬起,摩擦カ卸載，由此實現定向送料。這樣,送料速度就是同步帶61的前進速度和左旋滾珠絲槓54的前進速度二者之和。為防止鋁扁管57在高速運動中抖動和卡料，在鋁扁管57上面和下面設有平帶64保護，使送料更順暢。在該機構下，送料速度達到400mm/s以上；送料精度控制在O. 05mm以內；定尺精度控制在O. Imm以內。根據本發明的伺服送料裝置3的有益效果在於手動和半自動設備送料採用氣缸夾緊，氣缸往復運動實現送料，這樣，氣缸回程時是不送料的，這就造成了送料速度較慢，送料長度誤差較大，而根據本發明的伺服送料裝置3採用絲槓送料伺服電機56和同步帶送料伺服電機63驅動左、右旋滾珠絲槓54、58及同步帶61雙向送料，使送料速度提高五倍，送料長度精度提高三倍。(4)伺服在線收口裝置如圖6所示，根據本發明的伺服在線收口裝置4主要由傳送帶68、傳送帶輪69、在線收ロ伺服電機70及收ロ機構A、B構成。收ロ機構A、B的結構與功能均相同，以收ロ機構A為例加以說明，收ロ機構A由雙螺旋絲槓71、軸承座72、收ロ長度調整螺釘73、收ロ模安裝塊74、收ロ模75組成。圖中76為待收ロ鋁扁管。雙螺旋絲槓71固定在兩個軸承座72上，收ロ模75固定在收ロ模安裝塊74上，待收ロ鋁扁管76的收ロ深度可以通過調整收ロ長度調整螺釘73來控制。在線收ロ伺服電機 70通過傳送帶輪69帶動傳送帶68轉動，進而帶動雙螺旋絲槓71轉動，雙螺旋絲槓71包括左旋絲杆段和右旋絲杆段，收ロ模安裝塊74分別固定在雙螺旋絲槓71的左旋絲槓段和右旋絲槓段上，這樣，雙螺旋絲槓71轉動時左右兩個收ロ模安裝塊74就會同時進退，完成待收ロ鋁扁管76在收ロ模75內收口和復位動作。送料長度達到設定值後會發出電信號，可編程控制器接收到電信號後發出指令，主動開料架I和伺服送料裝置3的絲槓送料伺服電機56、同步帶送料伺服電機63會做O. 5秒的停頓，在這O. 5秒內，伺服在線收口裝置4完成收ロ動作，同時，定尺切割裝置5和夾緊拉斷裝置6同步完成切割和夾緊拉斷兩個動作，伺服在線收口裝置4、定尺切割裝置5、夾緊拉斷裝置6三個機構同步運行，動作完成後，伺服在線收口裝置4回到原始位置，然後送料和開料繼續運行。為待收ロ鋁扁管76完成管端縮ロ，便於下ーエ序裝配機裝配。根據本發明的伺服在線收口裝置4的有益效果在於手動和半自動設備的收ロエ序是在另外一臺設備上完成的，收ロ動カ來自於氣缸，不是伺服電機，而根據本發明的伺服在線收口裝置4採用在線收ロ伺服電機70傳動裝置和雙螺旋絲槓71帶動收ロ模安裝塊74和收ロ模75實現在線收ロ，收ロ時間通過可編程控制器與其它裝置的動作協調一致，不僅節省了一道エ序，也使收ロ的一致性誤差縮小為氣動收ロ的三分之一，收ロ尺寸精度提高三倍。(5)定尺切割裝置如圖7和圖8所示，根據本發明的定尺切割裝置5主要由夾緊氣缸77、連接板78、夾緊氣缸安裝架79、直線導軌80、切割刀片81、切刀橫移氣缸83、定尺切割皮帶84、定尺切割皮帶輪85、定尺切割伺服電機86、定尺切割滾珠絲槓87組成。圖中的82是收ロ後的鋁扁管，夾緊氣缸安裝架79用於安裝和連接夾緊氣缸77和連接板78兩個部件。定尺機構採用定尺切割伺服電機86通過定尺切割皮帶84和定尺切割皮帶輪85將動カ傳遞到定尺切割滾珠絲槓87上，定尺切割滾珠絲槓87在直線導軌80上運動，定尺切割伺服電機86會根據產品品種的不同驅動定尺機構停留在不同的位置。切割機構採用夾緊氣缸77夾緊收ロ後的鋁扁管82，夾緊氣缸77的缸杆伸出，收ロ後的鋁扁管82被夾緊，切刀橫移氣缸83的缸杆伸出，推動切割刀片81滾動並沿直線切割，切割刀片81切割深度可調。切#I]完成後，夾緊氣缸77的缸杆收縮，夾緊鬆開。為延長切割刀片壽命和切ロ質量，切割過程中對切刀噴揮髮油進行潤滑。切割刀片81採用滾刀形式，為保證下料斷面的有效流動面積，切割エ序僅僅是在收ロ後的鋁扁管82上切出一條O. 02mm深的刀痕，真正的斷開是在夾緊拉斷裝置6上完成的。可以通過可編程控制器控制定尺切割伺服電機86的轉速和旋轉方向來實現定尺。定尺尺寸由操作者在觸控螢幕上設定，井根據不同的產品品種進行數據儲存，工作時只需選擇產品品種即可。送料長度達到設定值後會發出電信號，可編程控制器接收到電信號後發出指令，主動開料架I和伺服送料裝置3的伺服電機會做O. 5秒的停頓，在這O. 5秒內，定尺切割裝置5完成定尺和切割動作，同時，在線收口裝置4和夾緊拉斷裝置6同步完成收口和夾緊拉斷兩個動作，在線收口裝置4、定尺切割裝置5、夾緊拉斷裝置6三個機構同步運行，動作完成後，定尺切割裝置5回到原始位置，然後送料和開料繼續運行。根據本發明的定尺切割裝置5的有益效果在於手動和半自動設備的定尺是通過固定擋塊實現的，切割刀具是直線刀，而不是滾刀，而根據本發明的定尺切割裝置5採用定尺切割伺服電機86驅動定尺切割滾珠絲槓87實現定尺，不僅省去了經常手工調整的麻煩， 也使定尺精度提高三倍；採用滾刀收ロ可以減少刀具的磨損，使刀具壽命提高兩倍。(6)夾緊拉斷裝置如圖9、圖10和圖11所示，根據本發明的夾緊拉斷裝置6主要由夾緊氣缸固定端88、夾緊氣缸活動端90、復位彈簧91、拉斷氣缸92、楔塊93、拉斷滾輪94、直線導軌95組成。圖中的89是待拉斷鋁扁管。夾緊氣缸活動端90安裝在直線導軌95上，在水平方向上運動。拉斷氣缸92帶動楔塊93摩擦拉斷滾輪94實現在垂直方向上的運動。夾緊氣缸固定端88、夾緊氣缸活動端90 Φ氣缸將待拉斷招扁管89兩端夾緊，拉斷氣缸92的缸杆伸出，推動楔塊93在垂直方向上運動並和拉斷滾輪94摩擦接觸，使夾緊氣缸活動端90在直線導軌95上產生水平方向的直線運動，將待拉斷鋁扁管89拉斷。待拉斷招扁管89被拉斷後，拉斷氣缸92的缸杆收縮，模塊93後退，夾緊氣缸活動端90在復位彈簧91的作用下回到原位。送料長度達到設定值後會發出電信號，可編程控制器接收到信號後發出指令，主動開料架I和伺服送料裝置3的絲槓送料伺服電機56、同步帶送料伺服電機63會做O. 5秒的停頓，在這O. 5秒內，夾緊拉斷裝置6完成拉斷動作，同時，在線收口裝置4和定尺切割裝置5同步完成收口和定尺切割兩個動作，在線收口裝置4、定尺切割裝置5、夾緊拉斷裝置6三個機構同步運行，動作完成後，夾緊拉斷裝置6回到原始位置，送料和開料繼續運行。根據本發明的夾緊拉斷裝置6的有益效果在於手動和半自動設備的夾緊拉斷是由氣缸推動裝置在直線導軌上完成的，整個裝置外型尺寸較大，而且造價較高，而根據本發明的夾緊拉斷裝置6採用拉斷氣缸92推動楔塊93和拉斷滾輪94實現拉斷，不僅使外型尺寸縮小了一倍，也使造價降低了三分之一。(7)接料臺如圖12所示，根據本發明的接料臺7主要由升降氣缸96、輸送皮帶98、輸送電機99、鋁合金框架100組成，圖12中的97為成品鋁扁管。接料臺7採用鋁合金框架100結構，在鋁合金框架100的頂部安裝有左右對稱分布的兩套輸送皮帶98傳輸機構，其動力由輸送電機99提供。輸送皮帶98的一端固定,另一端自由浮動,浮動的一端在升降氣缸96的作用下繞固定的一端上下擺動。由於本發明同時下兩條鋁扁管89，所以接料臺7上有兩個升降氣缸96和兩套輸送電機99和輸送皮帶98,通過可編程控制器控制升降氣缸96升降和輸送皮帶98傳動。鋁扁管89被拉斷後，接近開關發出電信號，可編程控制器發出指令，升降氣缸96升起，輸送皮帶98運行，下好的成品鋁扁管97被輸送走，成品鋁扁管97輸送到位後，升降氣缸96下降，輸送電機99和輸送皮帶98停止，成品鋁扁管97被堆積到接料臺7底部，如此循環運行，使得下好的成品鋁扁管97自動收集。根據本發明的接料臺7的有益效果在於手動和半自動設備的接料臺僅僅是ー個簡易的平臺，而根據本發明的接料臺7通過可編程控制器控制升降氣缸96升降和輸送皮帶98傳動，可以實現成品鋁扁管97的自動收集功能。(8)電氣控制系統如圖13所示，根據本發明的電氣控制系統9主要通過可編程控制器來控制設備中的所有伺服電機的啟動、停止和轉速，被控制的伺服電機包含兩個O. 75KW的開料伺服電機 19、ー個I. 5KW的絲槓送料伺服電機56、兩個O. 5KW的同步帶送料伺服電機63、ー個O. 75KW的在線收ロ伺服電機70、ー個O. 5KW的定尺切割伺服電機86、兩個O. 5KW的皮帶輸送電機99 ;在設備運行過程中，各裝置中相應部件的運行速度和到位信號實現閉環反饋，電氣控制系統採用AC 380V、50Hz電源供電，總功率不超過25KW，最大電流不超過50A。設備的運行速度由可編程控制器控制伺服電機的轉速來調節，通過可編程控制器和觸控螢幕的控制保證各個裝置動作的即時同步性。電控櫃內有換氣扇用於通風和冷卻，前後有日光燈照明以便於維修；動作控制分手動和自動兩種方式；並配有報警器和相應指示燈，以提示操作者做出相應處理。可編程控制器採用FX2N-128HR，觸控螢幕採用10. 5寸真彩。具體地講，如圖13所示，首先，將鋁扁管盤料分別放到兩套主動開料架I上，啟動開料伺服電機開料，主動開料架I的伺服電機的轉速受控於可編程控制器輸出的控制信號，此控制信號採集於鋁扁管經校直裝置2校直後在伺服送料裝置3的作用下向前運動時所產生的張力，可編程控制器將此張力信號轉換為電信號，然後輸送給主動開料架I的伺服電機，控制主動開料架I的開料線速度和伺服送料裝置3的送料線速度始終保持一致，以保證送料時的張力恆定，防止校直後的鋁扁管在張カ不均勻的情況下產生變形；然後鋁扁管盤料經過校直裝置2後變成鋁扁管直料，且尺寸達到相應的要求，這裡的水平及垂直方向校直裝置2是伺服送料裝置3的前道エ序執行裝置，其包括粗、精兩套校直裝置，每套校直裝置都包括水平及垂直兩個方向的校直機構，經其校直後可以保證經過主動開料架I送出的鋁扁管盤料滿足各種形狀公差和位置公差的要求；接著，啟動伺服送料裝置3的送料伺服電機，為鋁扁管直料的前行提供相應的動力，伺服送料裝置3是被加工物料鋁扁管的水平運行驅動裝置，經過校直裝置2校直後的鋁扁管在該裝置的作用下可以實現水平方向的直線高速運動；送料長度達到預定尺寸後，收ロ模具動作，完成在線擠壓收ロ，滾刀在鋁扁管直料上的經過收ロ處理之處的中間位置滾出O. 02mm的刀痕，拉斷裝置在鋁扁管直料的滾出的刀痕處將其拉斷，從而得到鋁扁管成品料，這裡的伺服在線收口裝置4、定尺切割裝置5和夾緊拉斷裝置6是三個同步動作的機構，鋁扁管盤料的截料長度根據成品鋁扁管的長度要求事先設定，監測裝置監測到送料長度達到設定值後會發出電信號，可編程控制器接收到此電信號後發出指令，主動開料架I和伺服送料裝置3的伺服電機接收到此指令後會做O. 5秒的停頓，在這O. 5秒的時間內，伺服在線收口裝置4、定尺切割裝置5和夾緊拉斷裝置6三個裝置分別在自己的固定位置上同時完成對鋁扁管的收ロ、切割、夾緊拉斷三個動作(如上所述)，動作完成後，這三個裝置的動作機構又回到原始待料位置，然後主動開料架I和伺服送料裝置3繼續運行，進入到下ー個工作循環，整個動作如此有序運行，連續不斷，運行速度和到位信號實現閉環反饋，而且通過控制伺服電機的旋轉速度，可以使送料精度保持在O. Imm以內；最後，接料氣缸升降、輸送帶運行，拉斷後的鋁扁管成品料自動排列在接料臺7上，完成鋁扁管成品料的收集。整個過程中，通過設置在電氣控制系統9中的可編程控制器控制該設備中所有伺服電機的轉速，以此保證各個裝置動作的即時同步運 行。
權利要求
1.一種汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料工藝，其特徵在於，該工藝包括下述步驟(1)將鋁扁管盤料分別放到兩套開料架上，啟動開料伺服電機開料；(2)鋁扁管盤料經過校直裝置後變成鋁扁管直料，且平直度達到相應的要求；(3)啟動送料伺服電機，為鋁扁管直料的前行提供相應的動力；(4)送料長度達到預定尺寸後，收口模具動作，完成在線擠壓收口；(5)送料長度達到預定尺寸後，滾刀在鋁扁管直料上的經過收口處理之處的中間位置滾出O. 02mm的刀痕；(6)送料長度達到預定尺寸後，拉斷裝置在鋁扁管直料的滾出的刀痕處將其拉斷，從而得到鋁扁管成品料；(7)接料氣缸升降、輸送帶運行，完成鋁扁管成品料的收集，其中，步驟(4)、步驟(5)和步驟(6)同步。
2.一種汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，該設備主要由主動開料架(I)、校直裝置(2)、伺服送料裝置(3)、伺服在線收口裝置(4)、定尺切割裝置(5)、夾緊拉斷裝置(6)、接料臺(7)、床身(8)和電氣控制系統(9)構成，其中，兩套主動開料架(I)依次單獨地固定在地面上，每套主動開料架(I)上平行安裝兩盤鋁扁管盤料；校直裝置(2)、 伺服送料裝置(3)、伺服在線收口裝置(4)、定尺切割裝置(5)、夾緊拉斷裝置(6)依先後順序直線排列並安裝在同一個床身(8)上；接料臺(7)單獨地固定在地面上，用於執行所述設備的最後一道工序；電氣控制系統(9)採用可編程控制器對整個設備中各裝置的伺服電機實現同步控制。
3.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於主動開料架(I)的伺服電機的轉速受控於可編程控制器輸出的控制信號，該控制信號控制主動開料架(I)的開料線速度和伺服送料裝置(3)的送料線速度始終保持一致，校直裝置(2)包括粗校裝置和精校裝置兩套校直裝置，每套校直裝置都包括水平及垂直兩個方向的校直機構，鋁扁管在伺服送料裝置(3)的作用下實現水平方向的直線高速運動，伺服在線收口裝置(4)、定尺切割裝置(5)和夾緊拉斷裝置(6)是三個同步動作的裝置，鋁扁管盤料的截料長度根據成品鋁扁管的長度要求事先設定，監測裝置監測到送料長度達到設定值後發出電信號，可編程控制器接收到該電信號後發出指令，主動開料架(I) 和伺服送料裝置(3)的伺服電機接收到該指令後做0.5秒的停頓，在這0.5秒的時間內， 伺服在線收口裝置(4)、定尺切割裝置(5)和夾緊拉斷裝置(6)分別在自己的固定位置上同時完成對鋁扁管的收口、切割、夾緊拉斷三個動作，動作完成後，伺服在線收口裝置(4)、 定尺切割裝置(5)和夾緊拉斷裝置(6)的動作機構又回到原始待料位置，然後主動開料架(I)和伺服送料裝置(3)繼續運行，進入到下一個工作循環，拉斷後的鋁扁管成品料自動排列在接料臺(7)上。
4.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，主動開料架(I)主要由底座(10)、料架傳動軸(11)、鎖緊螺母(12)、齒輪箱支撐架(13)、齒輪箱(14)、傳動軸承(15)、齒輪箱傳動軸(16)、蝸輪(17)、蝸杆(18)、開料伺服電機(19)、小鏈輪(20)、鏈條(21)、大鏈輪(22)、盤料固定支撐臂(23)、盤料活動支撐臂(25)、活動支撐臂移動滑槽(26)、活動支撐臂鎖緊螺母(27)、四連杆機構(28)、漲芯拔叉(29)、漲芯轉動手柄(30)、漲芯(31)、漲芯軸承(32)、料架軸承(33)和溝槽(34)構成，其中，底座(10)固定在地面上，齒輪箱支撐架(13)通過鎖緊螺母(12)和底座(10)的頂端連接，齒輪箱(14) 的底部和齒輪箱支撐架(13)用螺釘固定，齒輪箱(14)的頂部和開料伺服電機(19)的底部用螺釘固定，齒輪箱(14)內安裝齒輪箱傳動軸(16)，齒輪箱傳動軸(16)的兩端通過傳動軸承(15)和齒輪箱(14)固定，齒輪箱傳動軸(16)中部安裝蝸輪(17)和蝸杆(18)，蝸輪 (17)和蝸杆(18)將開料伺服電機(19)的垂直動力轉變為水平動力傳遞到小鏈輪(20)上， 小鏈輪(20)通過鏈條(21)將動力傳遞到大鏈輪(22)上，大鏈輪(22)和四連杆機構(28) 焊接在一起，盤料固定支撐臂(23)焊接在四連杆機構(28)上，盤料活動支撐臂(25)在三個活動支撐臂移動滑槽(26)上面滑動，活動支撐臂移動滑槽(26)固定在四連杆機構(28) 的頂端，四連杆機構(28)通過料架軸承(33)與料架傳動軸(11)連接，料架傳動軸(11)的端部通過螺紋與漲芯(31)連接在一起，大鏈輪(22)轉動就帶動盤料固定支撐臂(23)、安裝在盤料固定支撐臂(23)和盤料活動支撐臂(25)之間的鋁扁管盤料(24)、盤料活動支撐臂(25)、四連杆機構(28)通過料架軸承(33) —起繞料架傳動軸(11)轉動，漲芯(31)和漲芯撥叉(29)通過漲芯軸承(32)連接在一起，漲芯撥叉(29)安裝在四連杆機構端部的溝槽 (34)內。
5.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，校直裝置(2)主要由導入輥(35)、厚度粗校正輥(36)、寬度粗校正輥(37)、厚度精校正輥(42)、 過渡輥(47)、寬度精校正輥(48)、導出輥(49)組成，其中導入輥(35)、厚度粗校正輥(36)、寬度粗校正輥(37)、厚度精校正輥(42)、過渡輥 (47)、寬度精校正輥(48)、導出輥(49)依先後順序安裝在同一個平面上，導入輥(35)、寬度粗校正輥(37)、過渡輥(47)、寬度精校正輥(48)和導出輥(49)的結構相同，均由立柱(43)、過渡輥軸承(44)、滾輪(45)和鎖緊螺釘(46)組成，滾輪(45)中間加工成與鋁扁管盤料(24)的側面形狀相吻合的形狀，以執行鋁扁管盤料(24)垂直方向的校直，導入輥(35)將鋁扁管盤料(24)導入，厚度粗校正輥(36)對鋁扁管盤料(24)厚度方向粗校正，寬度粗校正輥(37)對鋁扁管盤料(24)寬度方向粗校正，厚度精校正輥(42)對鋁扁管盤料(24)厚度方向精校正，寬度精校正輥(48)對鋁扁管盤料(24)寬度方向精校正， 導出輥(49)將鋁扁管盤料(24)導出，得到校直後的鋁扁管。
6.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，伺服送料裝置(3)具有兩套傳動機構，一套傳動機構是伺服同步帶傳動機構(66)，另一套傳動機構是伺服滾珠絲槓傳動機構(67)，其中伺服同步帶傳動機構(66)包括兩組互為串聯布置且結構相同的機構，伺服同步帶傳動機構(66)中的任意一組由同步帶送料夾緊機構(59)、同步帶(61)、同步帶主動輪(62) 和同步帶送料伺服電機(63)構成，伺服滾珠絲槓傳動機構￠7)由左旋滾珠絲槓(54)、送料夾緊裝置底板(55)、絲槓送料伺服電機(56)、右旋滾珠絲槓(58)及安裝架(65)構成，同步帶送料伺服電機(63)通過鏈條帶動同步帶主動輪(62),同步帶(61)在三個同步帶主動輪￠2)之間做三角閉環運動，位於下面的兩個同步帶主動輪￠2)之間的同步帶￠1)與校直後的鋁扁管(57)平行並緊密接觸，在位於下面的兩個同步帶主動輪￠2)之間的同步帶￠1)上面設有氣缸(60)， 工作時氣缸壓下，同步帶￠1)和校直後的鋁扁管(57)緊密接觸產生摩擦力，使校直後的鋁扁管(57)在同步帶(61)的帶動下向前運行，伺服滾珠絲槓傳動機構￠7)中的左旋滾珠絲槓(54)和右旋滾珠絲槓(58)均水平布置在安裝架￠5)上，送料夾緊裝置底板(55)與左旋滾珠絲槓(54)和右旋滾珠絲槓(58) 之間通過螺紋進行配合和連接，送料夾緊裝置底板(55)和同步帶送料夾緊機構(59)相連接，在鋁扁管(57)的上面和下面設有平帶￠4)以保護鋁扁管(57)。
7.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，伺服在線收口裝置(4)主要由傳送帶(68)、傳送帶輪(69)、在線收口伺服電機(70)及收口機構 (A、B)構成，收口機構(A、B)由雙螺旋絲槓(71)、軸承座(72)、收口長度調整螺釘(73)、收口模安裝塊(74)、收口模(75)組成，其中雙螺旋絲槓(71)固定在兩個軸承座(72)上，收口模(75)固定在收口模安裝塊(74) 上，待收口鋁扁管(76)的收口深度通過調整收口長度調整螺釘(73)來控制，在線收口伺服電機(70)通過傳送帶輪(69)帶動傳送帶(68)轉動,進而帶動雙螺旋絲槓(71)轉動，雙螺旋絲槓(71)包括左旋絲槓段和右旋絲槓段，收口模安裝塊(74)分別固定在雙螺旋絲槓(71)的左旋絲槓段和右旋絲槓段上。
8.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，定尺切割裝置(5)主要由夾緊氣缸(77)、連接板(78)、夾緊氣缸安裝架(79)、直線導軌(80)、切割刀片(81)、切刀橫移氣缸(83)、定尺切割皮帶(84)、定尺切割皮帶輪(85)、定尺切割伺服電機(86)和定尺切割滾珠絲槓(87)組成，其中定尺切割裝置(5)的定尺機構採用定尺切割伺服電機(86)通過定尺切割皮帶(84)和定尺切割皮帶輪(85)將動力傳遞到定尺切割滾珠絲槓(87)上，定尺切割滾珠絲槓(87)在直線導軌(80)上運動，定尺切割伺服電機(86)根據產品品種的不同驅動定尺機構停留在不同的位置，定尺切割裝置(5)的切割機構採用夾緊氣缸(77)夾緊收口後的鋁扁管(82)，夾緊氣缸 (77)的缸杆伸出，收口後的鋁扁管(82)被夾緊，切刀橫移氣缸(83)的缸杆伸出，推動切割刀片(81)滾動並沿直線切割，切割刀片(81)的切割深度可調，切割完成後，夾緊氣缸(77) 的缸杆收縮，夾緊鬆開，夾緊氣缸安裝架(79)用於安裝和連接夾緊氣缸(77)和連接板(78)。
9.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，夾緊拉斷裝置(6)主要由夾緊氣缸固定端(88)、夾緊氣缸活動端(90)、復位彈簧(91)、拉斷氣缸 (92)、楔塊(93)、拉斷滾輪(94)、直線導軌(95)組成，其中夾緊氣缸活動端(90)安裝在直線導軌(95)上，並在水平方向上運動，拉斷氣缸(92) 帶動楔塊(93)摩擦拉斷滾輪(94)以實現在垂直方向上的運動，夾緊氣缸固定端(88)、夾緊氣缸活動端(90)靠拉斷氣缸(92)將待拉斷鋁扁管(89)兩端夾緊，拉斷氣缸(92)的缸杆伸出，推動楔塊(93)在垂直方向上運動並和拉斷滾輪(94) 摩擦接觸，使夾緊氣缸活動端(90)在直線導軌(95)上產生水平方向的直線運動，從而將待拉斷鋁扁管(89)拉斷，待拉斷鋁扁管(89)被拉斷後，拉斷氣缸(92)的缸杆收縮，楔塊(93) 後退，夾緊氣缸活動端(90)在復位彈簧(91)的作用下回到原位。
10.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，接料臺⑵主要由升降氣缸(96)、輸送皮帶(98)、輸送電機(99)、鋁合金框架(100)組成，接料臺(7)採用鋁合金框架(100)結構，在鋁合金框架(100)的頂部安裝有左右對稱分布的兩套輸送皮帶(98)傳輸機構，輸送皮帶(98)傳輸機構的動力由輸送電機(99)提供,輸送皮帶(98)的一端固定，輸送皮帶(98)的另一端自由浮動，浮動的一端在升降氣缸(96)的作用下繞固定的一端上下擺動。
11.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，電氣控制系統(9)主要通過可編程控制器來控制所述設備中的所有伺服電機的啟動、停止和轉速，被控制的伺服電機包括兩個O. 75KW的開料伺服電機(19)、一個I. 5KW的絲槓送料伺服電機(56)、兩個O. 5KW的同步帶送料伺服電機(63)、一個O. 75KW的在線收口伺服電機 (70)、一個O. 5KW的定尺切割伺服電機(86)和兩個O. 5KW的皮帶輸送電機(99)，在所述設備的運行過程中，各裝置中相應部件的運行速度和到位信號實現閉環反饋。
12.根據權利要求2所述的汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料設備，其特徵在於，所述設備中的所有氣缸均由壓縮空氣驅動，並由電氣控制系統(9)控制電磁閥的通斷來實現氣缸缸杆的伸縮動作,所有的伺服電機都由380V電源供電。
全文摘要
本發明提供一種汽車空調鋁扁管高速校直定尺下料工藝及設備，該設備由主動開料架、校直裝置、伺服送料裝置、伺服在線收口裝置、定尺切割裝置、夾緊拉斷裝置、接料臺、床身和電氣控制系統構成，其特徵在於，在同一生產設備上可以實現盤料開料、校直、收口、拉斷、成品自動收集全過程，整個設備中的所有伺服電機均由可編程控制器控制，以此保證各裝置動作的即時同步運行，使得鋁扁管的收口、切割、夾緊拉斷三個動作可在此設備的三個不同裝置上同時完成。採用此設備可使成品鋁扁管的成型精度提高三倍，設備的作業效率提高五倍。
文檔編號B23P23/00GK102689147SQ20121019066
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年3月19日
發明者於澤旭, 李玉琢, 王曉剛, 申宗詳, 羅力, 谷萬林, 魏東 申請人:遼寧省機械研究院有限公司