CN105773164A - 自动卷圆设备及工艺 - Google Patents

Abstract

一种自动卷圆设备及卷圆工艺，该设备由PLC可编程控制器、步进电机、伺服电机、座托、左夹持机构和右夹持机构组成，其特征在于弧线导向座设置在座托上，弧线导向座经步进电机驱动，弧线导向座上各设有角度转动座及支架，支架一侧设有摆动液压油缸、联接头、曲柄，摆动液压油缸经联接头与曲柄连接，另一侧设有长嘴夹具，长嘴夹具上设有数个夹紧气缸，步进电机、伺服电机、摆动液压油缸、夹紧气缸与PLC可编程控制器电路连接。卷圆工艺包括步骤：调整初始料位；送料及夹紧金属扇形片；卷曲金属扇形片成圆台；焊接工序。本发明的优点是采用自动化卷圆方式实现从弯曲到圆形的加工过程，并与直缝焊接机配合实现自动化生产，提升产品品质。

Description

自动卷圆设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种金属加工设备,特别涉及一种保温容器金属壳筒身制作的设备，一种回转体金属壳筒身自动卷圆设备以及卷圆的工艺。

背景技术

保温容器的金属壳筒身制作过程中，通常是采用手工的方式先将扇形片两直边弯曲成90度，再用手压成三角圆，最后再通过手工方式装夹在直缝焊接机上进行焊接。手工弯曲扇形片需操作人员有较大的体力，如操作不慎工人也很容易被扇形片划伤，并且手工工效也很差，加工质量得不到保证。因此卷圆工序一直都是影响金属壳筒身制作效率和质量的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种自动卷圆设备及制作工艺。本发明是针对保温容器的金属壳筒身制作中从金属扇形片到卷圆工序专门设计的机械设备及卷圆工艺。并与直缝焊接设备配合达到从金属扇形片到焊接全自动化生产。自动卷圆设备采用机械传动，配以液压、气压动能，通过电子跟踪及伺服***控制，将各部件的动作和位置进行组合，最后采用PLC可编程控制器来处理各部位的数据，进行逻辑计算和控制,让整个装置尽量实现数字化操作。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：自动卷圆设备由PLC可编程控制器、步进电机、伺服电机、座托、左夹持机构和右夹持机构组成，夹持机构包括：角度转动座、座托、弧形导向座、摆动液压油缸、联接头、曲柄、支架、长嘴夹具、夹紧气缸，其特征在于所述弧线导向座设有左弧线导向座和右弧线导向座，左弧线导向座和右弧线导向座经滑道设置在座托上，左弧线导向座、右弧线导向座经步进电机驱动，左弧线导向座、右弧线导向座上各设有角度转动座及支架，角度转动座由伺服电机经齿轮驱动，支架一侧设有摆动液压油缸、联接头、曲柄，摆动液压油缸经联接头与曲柄连接，支架另一侧设有长嘴夹具，长嘴夹具上设有数个夹紧气缸，金属扇形片被长嘴夹具上的夹紧气缸夹紧固定，长嘴夹具与曲柄轴连接，步进电机、伺服电机、摆动液压油缸、夹紧气缸与PLC可编程控制器电路连接。

所述PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托在卷圆工位与焊接工位之间移动变位。

所述金属扇形片由机械手送入长嘴夹具内。

本发明还提供了一种自动卷圆工艺，使用权利要求1的自动卷圆设备的卷圆工艺包括下列步骤：

A.调整初始料位：将金属扇形片的夹角、小端顶点距离及卷圆的锥度和两端直径参数输入PLC可编程控制器，具***置和动作由PLC可编程控制器驱动步进电机、伺服电机，调整左弧线导向座、右弧线导向座及左角度转动座、右角度转动座的初始位置，左弧线导向座、右弧线导向座按照小端顶点距离参数横向移动，同时左角度转动座、右角度转动座也按照输入的夹角参数进行半圆弧线移动，角度位置由PLC可编程控制器控制，伺服电机经齿轮带动角度转动座弧线移动，进入初始料位准备状态。

B.送料及夹紧金属扇形片：机械手将金属扇形片放入长嘴夹具内，由左夹紧气缸、右夹紧气缸的顶端夹紧金属扇形片，其位置由光电开关检测金属扇形片放到初始料位后，机械手松开并回到原位准备下次送料，随后左夹紧气缸、右夹紧气缸开始夹紧金属扇形片的两直边的边缘。

C.卷曲金属扇形片成圆台：由PLC可编程控制器驱动左摆动液压油缸、右摆动液压油缸，经曲柄带动向圆台轨迹转动，左摆动液压油缸、右摆动液压油缸驱动曲柄带动长嘴夹具分别顺时针和逆时针转动180度，其速度通过流量阀控制，摆动液压油缸的压力由磁环控制，同时左角度转动座、右角度转动座由PLC可编程控制器控制在伺服电机的驱动下同时向大端直径位置一侧转动，左弧线导向座、右弧线导向座由PLC可编程控制器控制步进电机来驱动两侧弧线导向座向内平移，移动速度由PLC可编程控制器控制，直至金属扇形片卷成圆台。

D.焊接工序：座托通过PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托从卷圆工位移动至焊接工位上，对圆台边缝进行焊接，焊接后夹紧气缸松开，座托再由PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托移回原工位，取出圆台，左弧线导向座、右弧线导向座及左角度转动座、右角度转动座、左摆动液压油缸、右摆动液压油缸驱动长嘴夹具均回复到初始位置准备下一次卷圆。

本发明的优点是改变之前纯手工的生产工艺，并不需要模具，采用自动化卷圆方式实现从弯曲到圆形的加工过程，并与直缝焊接机配合达到从金属扇形片到焊接全自动化生产，实现自动化生产，提升产品品质。

附图说明

图1自动卷圆设备的结构示意图；

图2金属扇形片放入自动卷圆设备长嘴夹具内的结构示意图；

图3自动卷圆设备将金属扇形片卷成圆台形的结构示意图。

图中：1弧线导向座、2角度转动座、3座托、4摆动液压油缸、5联接头、6曲柄、7支架、8长嘴夹具、9夹紧气缸、10金属扇形片、11圆台。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图1、图2、图3，本实施例由PLC可编程控制器、三个步进电机、二个伺服电机、座托、左夹持机构和右夹持机构组成，夹持机构由角度转动座2、座托3、弧形导向座1、摆动液压油缸4、联接头5、曲柄6、支架7、长嘴夹具8、夹紧气缸9组成。弧线导向座1设有左弧线导向座和右弧线导向座，左弧线导向座和右弧线导向座经滑道设置在座托3上，左、右两边的弧线导向座1经步进电机驱动，左、右两边的弧线导向座1上各设有角度转动座2及支架7，角度转动座2由伺服电机经齿轮驱动，支架7一侧设有摆动液压油缸4、联接头5、曲柄6，摆动液压油缸4经联接头5与曲柄6连接，支架7另一侧设有长嘴夹具8，长嘴夹具8上设有数个夹紧气缸9，本实施例每个长嘴夹具8上装有三个夹紧气缸9。金属扇形片10被长嘴夹具8上的夹紧气缸9的顶端夹紧固定，长嘴夹具8与曲柄6的轴连接，步进电机、伺服电机、摆动液压油缸4、夹紧气缸9与PLC可编程控制器电路连接。PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托3在卷圆工位与焊接工位之间移动变位。金属扇形片10由机械手送入长嘴夹具8内。

本实施例的卷圆工艺包括下列步骤：

A.调整初始料位：将金属扇形片10的夹角、小端顶点距离及卷圆的锥度和两端直径参数输入PLC可编程控制器，具***置和动作由PLC可编程控制器分别控制三个步进电机和二个伺服电机，调整左、右两边的弧线导向座1及左角度转动座2、右角度转动座2的初始位置，左弧线导向座1、右弧线导向座1按照小端顶点距离参数横向移动，同时左角度转动座2、右角度转动座2也按照输入的夹角参数进行半圆弧线移动，角度位置由PLC可编程控制器控制，伺服电机经齿轮带动角度转动座2弧线移动，进入初始料位准备状态。

B.送料及夹紧金属扇形片：机械手将金属扇形片10放入长嘴夹具8内，由左夹紧气缸9、右夹紧气缸9的顶端夹紧金属扇形片10，其位置由光电开关检测金属扇形片10放到初始料位后，机械手松开并回到原位准备下次送料，随后左夹紧气缸9、右夹紧气缸9开始夹紧金属扇形片10的两直边的边缘。

C.卷曲金属扇形片成圆台：由PLC可编程控制器驱动左摆动液压油缸4、右摆动液压油缸4，经曲柄6带动向圆台轨迹转动，左摆动液压油缸4、右摆动液压油缸4驱动曲柄6带动长嘴夹具8分别顺时针和逆时针转动180度，其速度通过流量阀控制，摆动液压油缸4的压力由磁环控制，同时左角度转动座2、右角度转动座2由PLC可编程控制器控制在伺服电机的驱动下同时向金属扇形片10的小端直径位置一侧转动，左弧线导向座1、右弧线导向座1由PLC可编程控制器控制步进电机来驱动两侧弧线导向座1向内平移，移动速度由PLC可编程控制器控制，直至金属扇形片10卷成圆台11。

D.焊接工序：座托3通过PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托3从卷圆工位移动至焊接工位上，对圆台11边缝进行焊接，焊接后夹紧气缸9松开，座托3再由PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托3移回原工位，取出圆台11，左弧线导向座1、右弧线导向座1及左角度转动座2、右角度转动座2、左摆动液压油缸4、右摆动液压油缸4驱动长嘴夹具8均回复到初始位置准备下一次卷圆。

Claims (4)

1.一种自动卷圆设备，该设备由PLC可编程控制器、步进电机、伺服电机、座托、左夹持机构和右夹持机构组成，夹持机构包括：角度转动座、座托、弧线导向座、摆动液压油缸、联接头、曲柄、支架、长嘴夹具、夹紧气缸，其特征在于所述弧线导向座设有左弧线导向座和右弧线导向座，左弧线导向座和右弧线导向座经滑道设置在座托上，左弧线导向座、右弧线导向座经步进电机驱动，左弧线导向座、右弧线导向座上各设有角度转动座及支架，角度转动座由伺服电机经齿轮驱动，支架一侧设有摆动液压油缸、联接头、曲柄，摆动液压油缸经联接头与曲柄连接，支架另一侧设有长嘴夹具，长嘴夹具上设有数个夹紧气缸，金属扇形片被长嘴夹具上的夹紧气缸夹紧固定，长嘴夹具与曲柄轴连接，步进电机、伺服电机、摆动液压油缸、夹紧气缸与PLC可编程控制器电路连接。

2.根据权利要求1所述的自动卷圆设备，其特征在于所述PLC可编程控制器控制步进电机驱动座托在卷圆工位与焊接工位之间移动变位。

3.根据权利要求1所述的自动卷圆设备，其特征在于所述金属扇形片由机械手送入长嘴夹具内。

4.一种自动卷圆工艺，使用权利要求1的自动卷圆设备的卷圆工艺，其特征在于所述卷圆工艺包括下列步骤：

A.调整初始料位：将卷圆的锥度和两端直径参数输入PLC可编程控制器，由PLC可编程控制器驱动步进电机、伺服电机，调整左弧线导向座、右弧线导向座及左角度转动座、右角度转动座的初始位置，进入准备状态；

B.送料及夹紧金属扇形片：机械手将金属扇形片放入长嘴夹具内，由左夹紧气缸、右夹紧气缸的顶端夹紧金属扇形片；

C.卷曲金属扇形片成圆台：由PLC可编程控制器驱动左摆动液压油缸、右摆动液压油缸，经曲柄带动向圆台轨迹转动，同时左角度转动座、右角度转动座由PLC可编程控制器控制在伺服电机的驱动下同时向一侧转动，左弧线导向座、右弧线导向座由PLC可编程控制器控制步进电机来驱动两侧弧线导向座向内平移，直至金属扇形片卷成圆台；

D.焊接工序：PLC可编程控制器控制步进电机将座托从卷圆工位移动直焊机工位上，对圆台边缝进行焊接，焊接后夹紧气缸松开，座托移回原工位，取出圆台，各部件恢复到初始料位准备状态。