专利名称：结扣式捆扎机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属丝自动打捆包装设备，用于棒材、型材、管材和线材的包装，特别适用于冶金工厂中棒、型材连续生产线的自动化包装，即对生产的圆钢、螺纹钢、型钢等进行自动化捆扎的机械手。
目前国内的棒、型材生产厂产品包装仍有相当比例为手工打捆，大中型钢厂中连续生产线上的打捆包装设备多为国外进口。其主流产品为瑞典森德斯公司和意大利达涅利公司生产的棒材打捆机。近年来，国内也研制出一些产品，如首钢研制的SGBD/800-I型棒材打捆机等。这几种打捆机结构原理本相同，打出来的辫结也基本相同，只是扭结角度大小不同而已。
本捆扎机械手是一种机-电-液一体化的自动化包装设备。通常布置在棒、型材生产车间精整线梯形辊道一侧。生产时，定尺剪切和计数后的棒材(圆钢、螺纹钢、型材等)经集料钩收集落入梯形辊道内，经齐头后型材沿梯形辊道纵向输送到捆扎机械手处并穿过机械手手臂上的线道至打捆位置时停止。工艺线上的成形抱紧装置将棒材抱拢后即可进行打捆。机械手的各个动作均由液压执行机构完成。通过多年使用和维护经验，我们认为其它打捆设备存在一些缺点和不足之处，主要表现在设备结构复杂，执行机构(液压缸、液压马达)数量多，动作周期长，故障也多，可靠性差。在捆扎效果上紧实度不够，辫扣外伸过长，吊运过程中容易刮碰等。
因此，本实用新型的目的在于，提供一种结扣式捆扎机械手，它可简化结构，提高设备的可靠性以及捆扎的紧实度和强度。
为实现本实用新型的目的，提供了一种结扣式捆扎机械手，包括打捆臂、机架、轨座、液压系统、电控系统和供线系统，所述打捆臂包括夹送机构、扭结机构和线道，其中所述扭结机构包括扭结头、扭结体、驱动装置和变速装置，所述扭结头为回转体形状，其下部连接于所述变速装置，而该变速装置连接于所述驱动装置，在扭结头的上部加工有两个斜向的穿线孔，所述扭结体是固定的，扭结体的顶部加工有走线槽，该走线槽与所述线道相连，扭结体是中空的，以将所述扭结头装配其中，扭结体的右侧装有导位管，该导位管连接于扭结头的穿线孔，扭结体上装有连接于夹紧装置的活动压板。
与现有的棒材打捆机比较，本实用新型结扣式捆扎机械手的特征在于一个全新的扭结机构的设计，主要特点是一、本新型采用的是一种全新的扭结机构，在结构上与目前使用的打捆机扭结机构(如意大利达涅利公司及首钢的夹钳式和瑞典森德斯公司的双孔压柱式结构)有根本的区别，结扣成形原理也不同。现有扭结机构成形的结均为辫子形，扭结时，夹钳的夹紧点在捆线的两个尾端，夹紧后扭结，辫结成形时由棒捆外向棒捆圆心方向延伸。而本机械手捆线的夹紧是通过靠近扭结头的两个活动压板来完成的，扭结头特殊形状结构设计及捆线压紧点即端部和后部活动压板的位置选取与其它设备不同。扭结扣成形时结扣从棒材的圆心向外延伸，捆线不易扭断。同时由于摆动液压缸10的推靠作用，成形过程中既受扭力也受压力，所形成的扣形结非常结实牢固，抗拉强度较辫形结高。
二、扭结头一物两用，即是扭结器又是活动剪刃，扭结、剪切两个动作一道完成。因此即简化了结构又缩短了打捆的工艺时间。
三、作为固定剪刃的刃口部分即导位管镶嵌在扭结头体上，磨损后可以重新磨尖使用，寿命长，剪缝的调整也非常方便。由于剪切动作的完成是扭结头(活动剪刃)与导位管(固定剪刃)相互错动完成的，刃口与捆线外缘的接触面积大，捆线切口整齐。
四、本新型带有防抽脱装置等多项保护功能，工作平稳可靠，扭结头由摆动液压马达驱动，结构简单。整个机械手为平面敞开式布置，便于检修维护和快速更换。
通过
以下结合附图对本实用新型较佳实施例的描述，可以更清楚地了解本实用新型的目的、特征和优点。附图中
图1是根据本实用新型较佳实施例的局部剖视的侧视图；图2是打捆臂扭结机构的剖视图；图3是沿图2中的线A-A剖取的剖视图；以及图4是打捆臂扭结机构的俯视图。
如
图1所示，结扣式捆扎机械手由打捆臂1、机架2、轨座3、液压系统4、电气控制系统5和供线系统6六个部分组成。
打捆臂1的本体为悬臂铰接式设计，其上部与机架2的顶部铰接，下部靠摆动液压缸10与机架2相连并可通过液压缸的伸缩与机架作相对摆动，液压缸缩回时为初始位，伸出时为打捆位置。与传统的升降式打捆臂相比，这种摆动式打捆臂1更有利于靠近棒捆，因而能捆扎得更紧。机械手打捆臂1主要包括夹送机构7、扭结机构8和线道9，这些部分连接成一刚性结构并通过驱动装置(即液压缸10)与机架2连接。
打捆臂的夹送机构7采用一套夹送轮组12，夹送轮组固定在夹送机构的底板上，并由一个主动轮和两组(共4个)从动轮组成。主动轮由驱动装置(液压马达13)直接驱动，两组从动轮的枢轴为偏心设置并通过一个液压缸连接。当液压缸伸出或缩回时可以改变枢轴的偏心，从而改变从动轮与主动轮之间的间隙和从动轮与主动轮之间的压紧力，便于穿线及改变夹紧力的大小以满足输送或抽紧捆线时对捆线拉力的不同要求。
如图2-4所示，打捆臂的扭结机构8由扭结体15、扭结头17、驱动装置(摆动液压马达26)和变速装置(齿轮箱27)组成。扭结体15为一复杂加工件，通过螺栓固定在齿轮箱27的箱体上。扭结体15的顶部加工有走线槽19，走线槽19与封闭式线道9衔接以用于捆线的送出和抽紧。扭结体15中间为中空设计，扭结头17装配于其中。扭结头17的外形成蘑菇形状(也可以是其它合适的回转体形状，例如圆柱形、圆锥形)，下部为花键轴与齿轮箱连接，由摆动液压马达26通过齿轮箱27直接驱动。在扭结头17的上部加工有两个斜向的穿线孔18用于剪切和扭结，这两个穿线孔可用于穿线导位和用作剪切时的活动剪刃。扭结头17可在摆动液压马达26的驱动下与扭结体15作相对旋转以完成扭结动作。另外，扭结体15的右侧装有导位管16，导位管16与扭结头17上的穿线孔18衔接以进行穿线导位并作为剪切时的固定剪刃。扭结体15上装有活动压板21、25及其销轴，走线槽19的一部分由活动压板的侧壁组成。活动压板21、25与夹紧缸20、24的活塞杆相连，并通过夹紧缸活塞杆伸出的杠杆作用而压紧捆线S。
工作时，线架上的捆线S通过转向轮11和夹送轮组12进入打捆臂1，从夹送机构出来的捆线通过导位轮组14、扭结体15的导位管(固定剪刃)16、扭结头17的穿线孔(活动剪刃)18进入扭结体走线槽19，然后进入线道9，在线道中环绕一圈后再次进入扭结头17的另一个线孔，捆线头部触碰到扭结体15到位后停止送线。这时，靠近捆线头部的夹紧液压缸20和线道9上的活动压板21将捆线头部夹紧，此时机械手处于打捆前的待命状态。
当棒材22沿梯形输送辊道23穿过打捆头的线道平面并处于打捆位置时，由生产线上的成形器抱紧棒材并发出抱紧信号后摆动液压缸10使打捆臂1伸出并带动打捆臂上的V型活动挡板伸出而与棒捆相切，夹送轮组12反向旋转将捆线抽紧，此时多余的捆线从线道中被拉出并通过重锤形成一个活套，同时将穿过线道的棒材束紧。接着另一个夹紧液压缸24同液压缸20一样通过扭结体上的活动压板25将捆线后部压紧。线端夹紧动作完成后开始剪断捆线和扭结。扭结头17由摆动液压马达26通过齿轮箱27驱动，摆动液压马达旋转225°经齿轮变速后扭结角度为450°。本新型机械手捆线的剪切和扭节是同时完成的，即导位管16的端部和扭结头穿线孔18除导位功能外同时兼作剪切机构的固定剪刃和活动剪刃。扭结头一经旋转便开始剪切，与导位管发生一定的角位移后将捆线剪断。剪切完毕扭结头继续旋转完成捆线的扭结动作。
由于活动压板21和25的压紧位置不象其它打捆机的夹钳结构那样夹紧点在捆线的端部，而是选在离开端部的一段距离，以及整个打捆臂对棒材的压靠作用，因此所形成的扭结不是通常的辫形结，而是一个扣形结。扭结动作完成后，摆动液压马达26反向旋转，扭结头17回复至初始位置，整个打捆臂在摆动缸10的作用下回到初始位置，待命进行下一个动作循环。
机架2由钢板焊接制成，下部有四个车轮，可在轨座3上左右横移。打捆时在工作位置锁定，离线时人工推出。
液压系统4由安装在机架上的液压站(或采用集中或旁置式液压站)、控制阀组及管路组成。主要为每一个液压执行机构提供压力油。
电气控制系统5由机旁电控箱、机上检测仪表、限位开关、脉冲发生器等组成，核心控制元件是位于机旁箱内的PLC。本新型采用了顺序控制和逻辑控制混合编程的模块化设计，便于现场调试和维修。
供线系统6采用重锤双柱式线塔、三个定滑轮、一个动滑轮(重锤)和一个调节捆线张力的压辊组成。滑道中心平面与捆线走行平面重合，受力情况好，结构简单实用。
打捆机常发生的故障是捆线送线不到位或者活动压板磨损严重未将捆线压紧，抽紧时捆线被抽脱，造成打捆失效和故障，至使工人需重新穿线，影响生产线的作业率。而此新型捆扎机械手设计了一个防抽脱装置，它由测位轮28、抵靠于测位轮的弹簧29、位置传感器30组成。正常工作时测位轮压靠在捆线上，当捆线被抽脱时，测位轮被弹簧弹出一个捆线直径的位移，测位轮与传感器的位置发生变化，传感器发出信号，夹送轮组的液压马达立即停止转动，可防止捆线被抽脱。
虽然以上结合一较佳实施例对本实用新型进行了详细描述，但熟悉本领域的人员应该可以在以上揭示的基础上做出各种变型和改动而不偏离本实用新型的实质。例如打捆臂1本体可以采取传统的升降式；夹送机构7可以采取传统的机械夹紧的形式；线道9可以采取传统的开放式；液压马达26可以用其它合适的驱动装置如电动机来代替；齿轮箱27可以用其它合适的变速装置如皮带传动装置来代替，等等。因此，本实用新型的保护范围应由所附权利要求书来限定。
权利要求1.一种结扣式捆扎机械手，包括打捆臂(1)、机架2、轨座(3)、液压系统(4)、电控系统(5)和供线系统(6)，所述打捆臂包括夹送机构(7)、扭结机构(8)和线道(9)组成，其特征在于所述扭结机构(8)包括扭结头(17)、扭结体(15)、驱动装置(26)和变速装置(27)，所述扭结头为回转体形状，其下部连接于所述变速装置，而该变速装置连接于所述驱动装置，在扭结头的上部加工有两个斜向的穿线孔(18)，所述扭结体是固定的，扭结体的顶部加工有走线槽(19)，该走线槽与所述线道(9)相连，扭结体是中空的，以将所述扭结头装配其中，扭结体的右侧装有导位管(16)，该导位管连接于扭结头的穿线孔，扭结体上装有连接于夹紧液压缸(20、24)的活动压板(21、25)。
2.如权利要求1所述的结扣式捆扎机械手，其特征在于，所述打捆臂(1)的上部与所述机架(2)的顶部铰接，其下部通过驱动装置(10)与机架相连。
3.如权利要求1所述的结扣式捆扎机械手，其特征在于，所述夹送机构(7)采用一套夹送轮组(12)，该夹送轮组固定在夹送机构的底板上，其主动轮由驱动装置直接驱动。
4.如权利要求书1所述的结扣式捆扎机械手，其特征在于，所述夹送机构(7)具有一防抽脱装置，它由测位轮(28)、抵靠于所述测位轮的弹簧(29)和位置传感器(30)组成。
专利摘要本实用新型涉及一种结扣式捆扎机械手,其扭结机构包括扭结头、扭结体、驱动装置和变速装置,扭结头为回转体形状,其下部连接于变速装置和驱动装置,在扭结头的上部加工有两个斜向的穿线孔,扭结体是固定的,扭结体的顶部加工有走线槽,该走线槽与线道相连,扭结体的右侧装有导位管,该导位管连接于扭结头的穿线孔,扭结体上装有连接于夹紧装置的活动压板。该机械手可简化结构,提高设备的可靠性以及捆扎的紧实度和强度。
文档编号B65B27/10GK2484262SQ0123933
公开日2002年4月3日 申请日期2001年5月16日 优先权日2001年5月16日
发明者郭天锡, 邱广伟, 苑非人, 马益民, 徐鸿泉 申请人:上海松科机械自动化技术有限公司