小零件热镀锌自动生产系统的制作方法

本发明属于热镀锌领域，尤其是涉及一种小零件热镀锌自动生产系统。

背景技术：

为了保证金属、合金等材料的美观度和防锈性能，通常在材料的表面进行热镀锌处理。热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，其将进行前期处理后的材料浸入530℃左右熔化的锌液中，在锌呈液体的状态下，经过复杂的物理、化学作用之后，使材料表面附着锌层，起到防腐的目的。

目前针对小零件的热镀锌生产线，通常是多个盛装有待加工零件的料桶在运送轨道上同步移动，依次经过进料区、镀锌区、离心区及出料区，为了保证镀锌的质量，需要保证料桶在锌液池中的有效反应时间，因此轨道转动的速度相对较慢，由于所有料桶随着轨道同步运动，轨道的速度整个过程保持一致，无法对完成镀锌的单个料桶进行速度控制，从而导致料桶从离心区移动至出料区的时间较长，长时间的运送过程使得料桶的温度直线下降，料桶内的锌液也由液态转化成固态，当对料桶在出料区进行卸料后，再次进入进料区时，又得为料桶加热至530℃左右，增大了加热时间，增加了加热能耗，而且整个流程的时间较长，工作效率较低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能耗少、工作效率高、安全性能高、热镀效果好的小零件热镀锌自动生产系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小零件热镀锌自动生产系统，包括轨道机构、沿着轨道机构设置的进料区、镀锌区、离心区及出料区，还包括可于轨道机构上运动的至少两个送料机构，所述送料机构均能被独立控制，其运行速度可调节。各送料机构的运行速度独立控制，使得可以根据需要调节个送料机构在不同区域的运行速度，特别是加快送料机构自离心区至出料区的速度，从而减少了料桶温度下降的范围，重复利用料桶时无需再次从较低温度加热至530℃左右，大大降低了能耗，而且生产效率得到提高，节能环保效果显著。

现有的轨道上的所有料桶随着轨道机构同步运动，为了保证镀锌时间，移动速度不能过快，而且在镀锌区的末端未设有离心区，离心设备通常设置在离镀锌区有较远距离的另一区域，从而料桶自镀锌区转移至离心设备时，工件表面的锌液几乎呈半固态，离心效果不佳；再者料桶移动至出料区耗费时间较长，料桶下降温度较多，能耗增加。

进一步的，所述轨道机构包括环形轨道、沿环形轨道周向竖直布设的多个导向柱及与送料机构配合的导向面。

进一步的，所述送料机构包括设于轨道机构上的支架、设于支架上与轨道机构配合的至少一驱动轮、从动轮、用于盛装待加工件的料桶及用于夹持料桶上下活动的升降机构。

进一步的，所述升降机构包括连杆、驱动连杆沿支架上下运动的动力件及用于夹持料桶的夹持部，所述夹持部与连杆相连。

进一步的，所述料桶上部侧壁沿周向设有第一凸台和第二凸台，所述第二凸台平行设于第一凸台下方。

进一步的，所述第一凸台下边沿设有向料桶中心轴方向倾斜的下斜面。

进一步的，所述夹持部包括分别与料桶两侧配合的左夹持臂和右夹持臂，所述左夹持臂和右夹持臂上均设有防止料桶在水平方向上移动的卡槽。卡槽可以避免料桶左右移动脱出夹持部。

进一步的，还包括罩设于其外部的壳体，所述壳体侧壁设有第一隔热层。壳体将生产系统封闭，减少系统与外界之间的热交换，减少能量损耗。

进一步的，所述壳体内设有冷却系统。可以对整个自动生成系统进行降温，保证机械部件的有效稳定运行。

本发明的工作过程是：在进料区将工件置入料桶中，加热至530℃左右，送料机构通过夹持部将工件以第一速度运送至镀锌区，进入镀锌区的送料机构以第二速度通过镀锌区至离心区，未进入镀锌区的送料机构仍然以第一速度运行，直至进入镀锌区，其中第二速度小于第一速度；镀锌完成后进入通过卡爪将装有高温工件的料桶转移至离心区，料桶脱离升降机构，在锌液还处于液体状态时进行离心，再将料桶转移至夹持部继续以第三速度运行至出料区，其中第三速度大于第二速度。

本发明的有益效果是：每个送料机构的运动速度分别可调节，从而可以分别以不同的速度通过不同区域，特别是加快自进料区至镀锌区、自离心区自出料区的运行速度，不仅节能降耗，提高了生产效率，而且镀层质量好，安全性能高。

附图说明

图1为本发明的流程分布结构示意图。

图2为轨道机构的部分结构示意图。

图3为轨道机构的部分结构剖面示意图。

图4为轨道机构与从动轮的配合结构示意图。

图5为轨道机构与从动轮和驱动轮的配合结构示意图。

图6为送料机构的立体结构示意图。

图7为夹持部的立体结构示意图。

图8为送料机构的剖面结构示意图。

图9为料桶的剖面结构示意图。

图10为送料机构的俯视结构示意图。

图11为送料机构的后视结构示意图。

图12为离心区与料桶配合的剖面结构示意图。

图13为图12中的A处结构放大图。

图14为卡爪的立体结构示意图。

图15为卡爪的剖面结构示意图。

图16为卡爪的仰视结构示意图。

图17为刮料机构与导轨配合的立体结构示意图。

图18为图17中的B处结构放大图。

图19为刮料机构与导轨配合的剖面结构示意图。

图20为刮料机构与导轨配合的侧面结构示意图。

图21为刮钩与刮件配合的结构示意图。

图22为出料区的立体结构示意图。

图23为出料区的侧面结构示意图。

图24为出料区与料桶配合的动作状态结构示意图。

图25为本发明设有封闭壳体的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参照图1所示，一种小零件热镀锌自动生产系统，包括呈环形跑道结构的轨道机构1，沿着轨道机构1的外围布设的进料区2、镀锌区3、离心区4及出料区5，至少两个送料机构可以在固定不动的轨道机构1上运动，如图中设置送料机构a、送料机构b、送料机构c、送料机构d及送料机构e五个送料机构，送料机构a、送料机构b、送料机构c、送料机构d及送料机构e在轨道机构1上的移动速度可以被独立控制，即送料机构a、送料机构b、送料机构c、送料机构d及送料机构e的运动速度可以各不相同，分别被调节至不同的运动速度，但送料机构a、送料机构b、送料机构c、送料机构d及送料机构e之间设有感应件，感应件可以是相互排斥的磁铁等，可以有效避免相邻的送料机构产生碰撞。从而，当送料机构a、送料机构b、送料机构c位于镀锌区3时，其速度为V1相对较慢，可以保证镀锌的有效时间，当镀锌完成时，加快送料机构的移动速度，如送料机构d和送料机构e的移动速度为V2，V2大于V1，此时，镀锌完成的工件可以快速移动至出料区5，料桶7的温度不会迅速下降，热量损失较少，移出完成镀锌的工件后，料桶7的温度还保持在较高的范围内，再次加入待加工的工件进料桶中时，无需耗费较多能量重新对料桶进行加热，节能降耗效果显著。现有的料桶通常为35kg左右，而加入料桶的工件大约为15kg，加热时大部分热量在料桶上，一般所有料桶随着轨道机构同步运动，为了保证镀锌时间，移动速度不能过快，从而从镀锌区移动至出料区时损失的热量较大，重复加热料桶消耗的能量较多。

参照图2-5所示，轨道机构1包括环形轨道11，环形轨道11包括上部结构和下部结构，上部结构和下部结构可以是一体成型结构，也可以通过螺栓可拆卸连接，从而便于检修和更换。环形轨道11的上部内壁向内凹陷形成环形凹槽，凹槽内竖直固定连接有多个导向柱12，即导向柱12垂直于环形轨道11的横截面设置，导向柱12沿环形轨道11一周均匀设置。环形轨道11的下部两侧向外凸出形成导向面13，导向面13的截面呈V字型，且V字型的开口正对朝内设置，当然也可以在环形轨道11的两侧向内凹陷形成导向面13，导向面13的截面呈V字型，且V字型的开口正对朝外设置，导向面13的截面又可以呈C字型，且C字型的开口正对朝外设置。

参照图6-11所示，送料机构包括支架61、设置在支架61下方的一个驱动轮62和三个从动轮63，其中一个从动轮63与驱动轮62并排设置，另两个从动轮并排设置在支架61的另一侧。驱动轮62上方连接有链条621，链条621与导向柱12配合传动，电机驱动链条621转动时，支架61沿着导向柱12向前运动。三个从动轮63分别贴合在环形轨道11的两个导向面13上，四个轮子形成稳固的结构支撑支架61。为了与不同形状的导向面13配合，从动轮的形状也相应改变，当导向面13的截面呈V字型，且V字型的开口正对朝内设置时，从动轮的外壁向内凹陷形成与导向面13形状、大小适配的卡部；当导向面13的截面呈V字型，且V字型的开口正对朝外设置时，从动轮的外壁向外凸出形成与导向面13形状、大小适配的卡部，或形成方形的凹槽，凹槽内壁与从动轮的上表面和下表面配合；当导向面13的截面呈C字型，且C字型的开口正对朝外设置时，从动轮的外壁向外凸出形成与导向面13形状、大小适配的卡部。

支架61上连接有升降机构64，该升降机构64在动力件643的驱动下可上下活动，升降机构64包括两个连杆641，连杆641垂直穿过支架61设置，两个连杆641之间通过横杆连接有用于驱动连杆641上下运动的丝杆644，连杆641的底端连接有夹持部642，夹持部642包括平行设置的左夹持臂和右夹持臂，左夹持臂与右夹持臂相对的侧面向内凹陷形成卡槽721，该卡槽721的形状、大小与料桶7的上部外壁相同。料桶7为具有上部开口的柱形结构，料桶7的侧壁和底壁上均匀开设有多个出液孔，锌液可以通过出液孔进出料桶7。料桶7的上部侧壁沿周向形成第一凸台71和第二凸台72，第一凸台71位于第二凸台72的上方，第一凸台71为突出于料桶7侧壁设置的环形凸沿结构，第一凸台71的下表面边沿向内倾斜，即向料桶7的中心轴方向倾斜，形成下斜面711，也可以理解为第一凸台71的下边沿切除一圈截面呈三角形的环形结构。第二凸台72也为突出于料桶7侧壁设置的环形凸沿结构，该环形凸沿结构的纵截面呈方形。丝杆644带动连杆641沿着支架61向下移动，夹持部642从料桶7的下部向上移动，当夹持部642移动至第二凸台72处，左夹持臂和右夹持臂上的卡槽底面与第二凸台72的下表面相抵，从而料桶7不会发生水平方向上的偏移。当需要将料桶7脱离夹持部642时，只需夹持部642下移，使得第二凸台72从卡槽721中脱出，再将料桶7从夹持部642中移出即可。

参照图12-16所示，位于镀锌区3终端的离心区4包括离心设备和抓料机构，抓料机构上设有卡爪41，卡爪41可以抓取盛装有完成镀锌过程的工件的料桶7从夹持部642上转移至离心区4内。卡爪41包括气动卡盘415、四个扇形的夹具412，四个扇形的夹具412拼合形成一个圆形。由于料桶7的侧壁相对较薄，可以组合成一个圆形的四个扇形夹具可以对料桶侧壁施加均匀的挤压力，离心效果更佳。夹具412可以自气动卡盘415的中心在水平方向上向外辐射移动。夹具412呈扇形结构，即夹具412的边沿具有与料桶7外壁形状、大小相同的弧形结构。夹具412的内侧壁上具有与料桶7上的下斜面711配合的上斜面411，具体的，夹具412的内侧壁向内凹陷形成一具有倾斜面的凹槽，且倾斜面自下而上、自内向外倾斜，即该上斜面411的倾斜方向与下斜面711的倾斜方向相反。且上斜面411的长度大于下斜面711的长度，使得第一凸台71牢牢卡设在上斜面411与夹具412的内顶面形成的空间内，上斜面411给下斜面711施加一个较大的挤压力，从而夹具412与第一凸台71之间的咬合更加紧密、稳固。

气动卡盘415内具有精密的配件，且气动卡盘415密封性能要求高，各配件之间的配合间隙小，而镀锌时温度较高，气动卡盘415在500℃的高温下配件容易受热变形，长期使用导致密封件老化，配件之间卡死，最终影响气动卡盘415的气密性，因此在夹具412的下方通过中心轴416连接有第二隔热层414，从而料桶7内向上冒出的热气被第二隔热层414阻挡。

离心区4的外围还罩设有隔热罩42，该隔热罩42将离心设备与外界基本隔离，隔热罩42内设有冷却系统421，该冷却系统421可以对离心设备进行冷却，从而通过隔热罩42和冷却系统421的双重保护，可以有效延长离心设备的使用寿命，同时降低使用离心设备的能耗，改善离心效果。

卡爪41上卡设有挡板413，该挡板413呈环形结构，其具有上下相通的开口，且挡板413的侧壁上开设有一供料桶7出入的开口，即挡板413的横截面呈C字形结构，挡板413的高度为自卡爪41向下延伸，至少延伸至料桶7的底部，最好部分突出料桶7底部设置，从而进行离心时，从料桶7中甩出的锌液可以被挡板413阻挡并顺着挡板413的内壁向下落回盛装有锌液的池体31内，重复利用，进一步实现节能降耗的目的。为了便于料桶7的出入，池体31侧壁与轨道机构1之间连接有第二挡板（图中未示出），从而从挡板413的开口处甩出的锌液顺着该第二挡板流入回池体31内。

参照图17-21所示，池体31的侧壁上方沿池体31的长度方向连接有导轨32，该导轨32上连接有刮料机构。具体的，刮料机构包括在伺服电机336、行星减速机及齿轮337的驱动下可以沿着导轨32左右移动的连接件331。导轨32的下方连接有直线导轨338，连接件331上设有直线滑块330，直线滑块330可以沿着直线导轨338左右移动，带动刮件332左右移动。导轨32与连接件331的上部相对的侧壁上连接水平设置的第一直齿条321，该第一直齿条321与第一齿轮337配合运动。位于第一直齿条321的上方设有第二直线导轨，相应的连接件331的侧壁上设有第二直线滑块，从而直线滑块330与第二直线滑块配合，导轨32与连接件331之间的滑动配合更加稳固、顺畅。连接件331的下部沿竖直方向设有第二直齿条301，该第一直齿条321与第二齿轮339配合运动，刮件332可以沿着第二直齿条301上下活动。刮件332的长度与池体31的宽度相当，从而可以将池体31上表面的杂质彻底、有效地刮除。刮件332包括水平设置的底板333、垂直固定连接在底板333中心位置的隔层334及侧板335，侧板335连接在刮件332的端部底板333和隔层334之间。从而当刮件332在池体31的其中一端，下降至池体31内的锌液水平面时，连接件331沿着导轨32向池体31的另一端移动，漂浮在锌液上表面的杂质被收集到底板333、隔层334及侧板335所形成的空间内，当移动至端部时，池体31的端部设有倒U字形的刮钩34，刮钩34的其中一自由端342固定连接在池体31侧壁上，其另一自由端341悬空设置，当刮件332移动至该自由端时，向上抬升刮件332，刮钩悬空的自由端341将杂质从刮件332上刮除至设置在池体31端部的收集槽中，达到去除池体31内杂质的目的。池体31的左端和右端均设置有收集槽中。由于隔层334设置在底板333的中间位置，从而刮件332上形成两个空间，在池体31的两端都设置刮钩34，刮件332向左右两边移动都能收集并去除锌液上表面的杂质。当然隔层334可以是板体结构，也可以是中空的方形管体结构。

参照图22-25所示，出料区5包括箱体51，箱体51内盛装有冷却液，箱体51的下方设有可以对箱体51作进一步冷却的循环冷水系统53。箱体51内设有料斗52，料斗52呈具有上部开口的锥台结构，其上部开口向上延伸形成把手521，该料斗52的把手521可以沿着设置在箱体51上部开口处的转轴54进行逆时针翻转。箱体51的侧面连接有台架56，台架56上设有两个平行设置的滑道57，滑台55可水平移动地套设在滑道57上方，滑台55的下方连接推动滑台55沿着滑道57平行移动的气缸。与转轴54相对的一侧箱体51的侧壁上连接有第二转轴，该第二转轴连接有夹部58，夹部58包括左夹臂和右夹臂，左夹臂和右夹臂可从两侧将料桶7牢牢夹持，再随着第二转轴进行逆时针翻转。从而当料桶7带着完成镀锌工序的工件移动至出料区5时，滑台55带着料桶7向箱体51一侧移动，移动至端部时，夹部58将料桶7夹持，并随着第二转轴向逆时针方向转动，将料桶7内的工件翻转倒入料斗52内，当翻转至大概与水平面呈135°后，夹部58带着空的料桶7随第二转轴转动至初始水平位置，滑台55向远离箱体51的一侧移动，料桶7随着夹持部642继续向进料区2移动。工件进入料斗52经过一段时间的冷却后，转轴54向逆时针方向转动，带着料斗52翻转将已经冷却的工件倒出料斗52，完成出料工序。

在整个生产系统外围罩设有壳体8，该壳体8将整个生产系统形成相对密闭的空间，该密闭的空间内也设有空调冷却系统，而壳体8的内侧壁设有第一隔热层，从而系统内的热量不会与外界形成热交换，热量损失较少，安全性能也得到提升。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。