一种自动化缩口设备的制作方法

1.本技术实施例涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种自动化缩口设备。


背景技术：

2.机械自动化的发展推动了机械制造业的技术水平的提高，许多传统的机械生产方式融入了自动化技术以达到行业高收益，例如，保温杯自动化生产加工领域。
3.在保温杯自动化生产过程中，对保温杯杯坯进行挤压缩口是一道必不可少的工序，该缩口工序是指将保温杯杯坯通过缩口模具缩小其端口部位的一种成形工序。常规的保温杯缩口工序是将保温杯杯坯由六轴或四轴机械手抓取保温杯杯坯，并将保温杯杯坯放置在可转动的缩口模具上，再由杯坯固定机构压在杯坯上，利用缩口的滚轮将放置在可转动的缩口模具上的保温杯杯坯的杯口挤压成形。
4.由于常规的保温杯缩口设备是由两台机械手移栽设备分别抓取、放置杯坯，两台设备的机械手取放杯坯的距离达到了500毫米以上，且每一次抓取与放置都需要两台设备，从而导致了生产周期时间长、生产效率低下、成本高问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种自动化缩口设备，能够解决在保温杯自动化生产过程中常规的保温杯缩口工序导致的生产周期时间长、生产效率低下以及成本高的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案：
7.一种自动化缩口设备，包括：第一移栽机构、第二移栽机构、模具旋转机构、放置旋转机构和缩口机构，其中，
8.第一移栽机构用于夹取、放下待缩口物体并在夹持期间将待缩口物体传送到模具旋转机构上方；
9.第二移栽机构用于夹取、放下缩口完成物体并在夹持期间将缩口完成物体传送出自动化缩口设备；
10.放置旋转机构用于放置待缩口物体并将待缩口物体传送到第一移栽机构可夹取的位置；
11.模具旋转机构包括缩口模具以及旋转主轴，缩口模具安装在旋转主轴上，缩口模具用于支撑待缩口物体的待压缩端口部位，模具旋转机构用于固定待缩口物体并带动待缩口物体做以旋转主轴的旋转中心线为轴线的旋转运动；
12.缩口机构包括安装板以及缩口轮，安装板端面平行于旋转主轴，安装板与第一移栽机构连接，安装板与第二移栽机构连接，安装板用于带动第一移栽机构与第二移栽机构移动，缩口轮用于抵压待缩口物体。
13.一些可选的实施方式中，第一移栽机构和第二移栽机构均包括：第一伺服电机、同步带、固定轴和夹取机构，第一伺服电机通过同步带带动固定轴做旋转运动，固定轴末端连接夹取机构。
14.一些可选的实施方式中，夹取机构包括：夹爪、夹紧气缸和检测组件，其中，夹爪用于夹取待缩口物体或缩口完成物体，夹紧气缸用于基于充入的气体提供压力，以驱动夹爪夹紧待缩口物体或缩口完成物体，检测组件用于检测夹爪的工作状态和夹紧气缸的工作状态。
15.一些可选的实施方式中，模具旋转机构还包括：单相异步电机和连接部件，单相异步电机通过连接部件带动旋转主轴以及缩口模具做以旋转主轴的旋转中心线为轴线的旋转运动。
16.一些可选的实施方式中，放置旋转机构包括：放置模具、第二伺服电机以及导向轴承，导向轴承平行于旋转主轴，放置模具下端面垂直于旋转主轴。
17.一些可选的实施方式中，放置模具用于放置待缩口物体，第二伺服电机用于带动放置旋转机构在垂直于导向轴承的方向上做旋转运动，导向轴承用于导向以使放置旋转机构沿着导向轴承方向移动。
18.一些可选的实施方式中，缩口机构还包括：第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机以及直线导轨组件。
19.一些可选的实施方式中，第三伺服电机用于带动安装板沿着平行于旋转主轴的方向移动，第四伺服电机用于带动缩口轮沿着平行于旋转主轴的方向移动，第五伺服电机用于带动缩口轮沿着垂直于安装板端面的方向移动。
20.一些可选的实施方式中，直线导轨组件用于支撑安装板和缩口轮，同时该直线导轨组件还用于引导安装板和缩口轮，使安装板和缩口轮均按照直线导轨组件给定的方向做往复直线运动。
21.为解决在保温杯自动化生产过程中常规的保温杯缩口工序导致的生产周期时间长、生产效率低下以及成本高的问题，本技术实施例提出了一种自动化缩口设备，该自动化缩口设备包括：第一移栽机构、第二移栽机构、模具旋转机构、放置旋转机构和缩口机构，其中，第一移栽机构用于夹取、放下待缩口物体并在夹持期间将所述待缩口物体传送到模具旋转机构上方；第二移栽机构用于夹取、放下缩口完成物体并在夹持期间将所述缩口完成物体传送出自动化缩口设备；放置旋转机构用于放置待缩口物体并将所述待缩口物体传送到第一移栽机构可夹取的位置；模具旋转机构包括缩口模具以及旋转主轴，缩口模具安装在旋转主轴上，缩口模具用于支撑所述待缩口物体的待压缩端口部位，模具旋转机构用于固定待缩口物体并带动待缩口物体做以旋转主轴的旋转中心线为轴线的旋转运动；缩口机构包括安装板以及缩口轮，安装板的端面平行于旋转主轴，且与第一移栽机构、第二移栽机构均有连接，安装板用于带动第一移栽机构与第二移栽机构移动，缩口轮用于抵压待缩口物体。本方案中，在设备本身增加了两个移栽机构，替代了常规的传统机器人移栽，两个移栽机构一个负责取杯坯，一个负责放杯坯，取放杯坯的距离小于500毫米，比常规机器人移栽取放杯坯的距离小，缩短了生产周期，优化了生产效率，同时，也将原本需要使用两台机器人移栽设备才能完成的缩口工序优化至使用一台设备即可完成，减小了生产成本。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1a为本技术实施例提供的示例性自动化缩口设备的结构示意图；
24.图1b为本技术实施例提供的示例性自动化缩口设备的左视图；
25.图1c为本技术实施例提供的示例性自动化缩口设备的主视图；
26.图2为本技术实施例提供的第一移栽机构部分结构示意图；
27.图3为本技术实施例提供的模具旋转机构示意图；
28.图4为本技术实施例提供的放置旋转机构示意图；
29.图5为本技术实施例提供的夹取机构示意图；
30.图6为本技术实施例提供的缩口机构示意图。
31.图1a至图6中的标号指示的部件分别为：11第一移栽机构，12第二移栽机构，2模具旋转机构，3放置旋转机构，4夹取机构，5缩口机构，1.1第一伺服电机，1.2第一行星减速机，1.3主体支座，1.4主动同步带轮，1.5旋转轴，1.6第一同步带，1.7连接件，1.8从动同步带轮，1.9固定轴，2.1缩口模具，2.2模具连接法兰，2.3旋转主轴，2.4传动皮带，2.5单相异步电机，2.6电机固定板，2.7连接轴，2.8调节板，2.9调节螺栓，3.1放置模具，3.2连接板，3.3圆形齿条，3.4齿轮，3.5固定板，3.6手摇轮，3.7标尺，3.8导向轴承，3.9第二伺服电机，3.10转盘减速机，4.1夹爪，4.2夹紧气缸，4.3磁环传感器，4.4连接块，4.5接近开关，5.1斜齿条，5.2第二行星减速机，5.3第三伺服电机，5.4安装板，5.5第一直线导轨，5.6缩口轮，5.7缩口轮支架，5.8缩口轮支架固定板，5.9第四伺服电机，5.10伺服电机支架，5.11第二同步带，5.12第五伺服电机，5.13第一滚珠丝杆，5.14第二直线导轨，5.15铸铁支架，5.16第二滚珠丝杆，5.17第三滚珠直线导轨。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例的技术方案进行描述。
33.本技术以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，尽管在以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述某一类对象，但所述对象不应限于这些术语。这些术语仅用来将该类对象的具体对象进行区分。例如，以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述移栽机构，但移栽机构不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同的机构进行区分。以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述的其他类对象同理，此处不再赘述。
34.以下介绍本技术实施例涉及的实施场景，以及技术术语解释。
35.如图1a、图1b、图1c、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明的实施例提出一种自动化缩口设备，该设备包括：第一移栽机构11、第二移栽机构12、模具旋转机构2、放置旋转机构3和缩口机构5，其中，第一移栽机构11用于夹取、放下待缩口物体并在夹持期间将待缩口物体传送到模具旋转机构2上方；第二移栽机构12用于夹取、放下缩口完成物体并在夹持期间将缩口完成物体传送出自动化缩口设备；放置旋转机构3用于放置待缩口物体并将待缩口物体传送到第一移栽机构11可夹取的位置；模具旋转机构2包括缩口模具2.1以及旋转主轴2.3，缩口模具2.1安装在旋转主轴2.3上，缩口模具2.1用于支撑待缩口物体的待压缩端
口部位，模具旋转机构2用于固定待缩口物体并带动待缩口物体做以旋转主轴2.3的旋转中心线为轴线的旋转运动；缩口机构5包括安装板5.4以及缩口轮5.6，安装板5.4端面平行于旋转主轴2.3，安装板5.4与第一移栽机构连接11，安装板5.4与第二移栽机构12连接，安装板用于带动第一移栽机构11与第二移栽机构12移动，缩口轮5.6用于抵压待缩口物体。
36.可见，采用本实施方式，提供了一种自动化缩口设备，设备本身的两个移栽机构可以替代两台传统机器人移栽设备，两个移栽机构一个负责取待缩口物体，一个负责放缩口完成物体，两个移栽机构的距离小于500毫米，比常规的两台机器人移栽的距离小，缩短了生产周期，优化了生产效率，同时，也将原本需要使用两台机器人移栽设备才能完成的缩口工序优化至使用一台设备即可完成，减小了生产成本。
37.在本发明的一些实施方式中，第一移栽机构11包括：第一伺服电机1.1、同步带、固定轴1.9和夹取机构4，第一伺服电机1.1通过同步带带动固定轴1.9做旋转运动，固定轴1.9末端连接夹取机构4。
38.该实施例中，如图2所示，上述第一移栽机构11中的同步带包括主动同步带轮1.4、第一同步带1.6、从动同步带轮1.8。其中，第一伺服电机1.1与第一行星减速机1.2安装在主体支座1.3上，主动同步带轮1.4和连接件1.7安装在旋转轴1.5上，且与第一行星减速机1.2连接，从动同步带轮1.8连接固定轴1.9，且从动同步带轮1.8与固定轴1.9均安装在1.7上，而固定轴1.9的末端连接着夹取机构。当第一伺服电机1.1旋转时主动同步带轮1.4、旋转轴1.5、连接件1.7跟随做旋转运动，主动同步带轮1.4通过第一同步带1.6带动从动同步带轮1.8和固定轴1.9一起旋转，从而实现固定轴1.9带着夹取机构4的位移动作。第二移栽机构12包含的部件及部件之间的连接关系与第一移栽机构11相似，具体参见对第一移栽机构11的结构的描述，此处不再赘述。
39.在本发明的一些实施方式中，如图5所示为第一移栽机构11中的夹取机构4，包括：夹爪4.1、夹紧气缸4.2和检测组件，其中，夹爪4.1用于夹取待缩口物体或缩口完成物体，夹紧气缸4.2用于基于充入的气体提供压力，以驱动夹爪4.1夹紧待缩口物体或缩口完成物体，检测组件用于检测夹爪4.1的工作状态和夹紧气缸4.2的工作状态。
40.该实施例中，检测组件包括：磁环传感器4.3和接近开关4.5，夹取机构4与第一移栽机构11连接的部分为连接块4.4。其中磁环传感器4.3用于检测夹紧气缸4.2是否正常通气推动夹爪4.1，接近开关4.5用于检测夹爪4.1夹取到待缩口物体。
41.在本发明的一些实施方式中，如图3所示，模具旋转机构2还包括：单相异步电机2.5和连接部件，单相异步电机2.5通过连接部件带动旋转主轴2.3以及缩口模具2.1做以旋转主轴2.3的旋转中心线为轴线的旋转运动。
42.该实施例中，连接部件包括：模具连接法兰2.2、传动皮带2.4、电机固定板2.6、连接轴2.7、调节板2.8和调节螺栓2.9。其中缩口模具2.1与模具连接法兰2.2连接在旋转主轴2.3上，单相异步电机2.5与电机固定板2.6连接，电机固定板2.6与调节板2.8通过连接轴2.7连接。调节螺栓2.9通过调节调节板2.8起到张紧传动皮带2.4的作用，单相异步电机2.5通过传送皮带2.4带动旋转主轴2.3、模具连接法兰2.2和缩口模具2.1做旋转运动。
43.在本发明的一些实施方式中，放置旋转机构3包括：放置模具3.1、第二伺服电机3.9以及导向轴承3.8，导向轴承3.8平行于旋转主轴2.3，放置模具3.1下端面垂直于旋转主轴2.3。
44.在本发明的一些实施方式中，放置模具3.1用于放置待缩口物体，第二伺服电机3.9用于带动放置旋转机构3在垂直于导向轴承3.8的方向上做旋转运动，导向轴承3.8用于导向以使放置旋转机构3沿着导向轴承3.8方向移动。
45.该实施例中，放置旋转机构3为上料机构，放置旋转机构3还包括连接板3.2、圆形齿条3.3、齿轮3.4、固定板3.5、手摇轮3.6、标尺3.7和转盘减速机3.10，其中，放置模具3.1有两个模具分布在两端，其下端面垂直于旋转主轴2.3，通过连接板3.2安装在转盘减速机3.10上，齿轮3.4与手摇轮3.6连接，转盘减速机3.10、第二伺服电机3.9、圆形齿条3.3与齿轮3.4均固定安装在固定板3.5上，导向轴承3.8平行于旋转主轴2.3，固定板3.5垂直于导向轴承，导向轴承3.8穿过固定板3.5预留孔位与连接板3.2连接，导向轴承3.8用于导向圆形齿条3.3运动的方向，使圆形齿条3.3沿垂直于固定板3.5的方向上运动。
46.在本发明的一些实施方式中，如图6所示，缩口机构5还包括：第三伺服电机5.3、第四伺服电机5.9、第五伺服电机5.12以及直线导轨组件。
47.该实施例中，直线导轨组件包括：第一直线导轨5.5、第二直线导轨5.14和第三滚珠直线导轨5.17。
48.在本发明的一些实施方式中，第三伺服电机用于带动安装板沿着平行于旋转主轴的方向移动，第四伺服电机用于带动缩口轮沿着平行于旋转主轴的方向移动，第五伺服电机用于带动缩口轮沿着垂直于安装板端面的方向移动。
49.在本发明的一些实施方式中，直线导轨组件用于支撑安装板和缩口轮，同时该直线导轨组件还用于引导安装板和缩口轮，使安装板和缩口轮均按照直线导轨组件给定的方向做往复直线运动。
50.斜齿条5.1和第一直线导轨5.5通过螺栓安装在安装板5.4上，第三伺服电机5.3带动第二行星减速机5.2旋转使得安装板5.4沿着平行于旋转主轴2.3的方向移动。第一直线导轨5.5的作用是使得安装板5.4做直线运动。缩口轮5.6通过缩口轮支架5.7连接安装在缩口轮支架固定板5.8上。第五伺服电机5.12旋转带动第一滚珠丝杆5.13转动，使得固定在第一滚珠丝杆5.13上的缩口轮5.6、缩口轮支架5.7和缩口轮支架固定板5.8沿着垂直于安装板5.4端面的方向移动。第二直线导轨5.14的作用是保证缩口轮5.6、缩口轮支架5.7、缩口轮支架固定板5.8做直线运动。缩口轮5.6、缩口轮支架5.7、缩口轮支架固定板5.8、第五伺服电机5.12、第一滚珠丝杆5.13和第二直线导轨5.14通过铸铁支架5.15与第二滚珠丝杆5.16连接。第四伺服电机5.9安装在伺服电机支架5.10上。第四伺服电机5.9旋转通过第二同步带5.11带动第二滚珠丝杆5.16使得缩口轮5.6、缩口轮支架5.7、缩口轮支架固定板5.8、第五伺服电机5.12、第一滚珠丝杆5.13、第二直线导轨5.14和铸铁支架5.15沿着平行于旋转主轴2.3的方向移动。第三滚珠直线导轨5.17的作用是保证缩口轮5.6、缩口轮支架5.7、缩口轮支架固定板5.8、第五伺服电机5.12、第一滚珠丝杆5.13、第二直线导轨5.14和铸铁支架5.15做直线运动。
51.该实施例中，缩口过程为：向放置模具3.1中远离第一移栽机构11的一个模具中放置待缩口物体后，放置旋转机构3的第二伺服电机3.9驱动放置模具3.1旋转180度。缩口机构5通过第三伺服电机5.3带动第二行星减速机5.2的转动以使安装板5.4运动，从而带动与安装板5.4连接的第一移栽机构11和第二移栽机构12。当第一移栽机构11运动到指定位置时，该指定位置在待缩口物体上方，第一移栽机构11的第一伺服电机1.1旋转，主动同步带
轮1.4、旋转轴1.5与连接件1.7跟随做旋转运动，主动同步带轮1.4通过第一同步带1.6带动从动同步带轮1.8与固定轴1.9，当固定轴1.9移动至指定位置时，该指定位置在待缩口物体上方，第一移栽机构11的夹取机构4中的夹紧气缸4.2通入气体驱动夹爪4.1将待缩口物体夹紧，随后第一移栽机构11夹持着待缩口物体移动到模具旋转机构2上方，夹取机构4松开夹爪4.1将待缩口物体放置在模具旋转机构2的缩口模具2.1上，模具旋转机构2中单相异步电机2.5通过传送皮带2.4带动模具连接法兰2.2、旋转主轴2.3以及固定在缩口模具2.1上的待缩口物体一起做旋转运动，旋转轴线即为旋转主轴2.3的旋转中心线。同时，缩口机构5通过第五伺服电机5.12驱动缩口轮5.6顶住待缩口物体，第四伺服电机5.9进行旋转带动第二滚珠丝杆5.16使得缩口轮5.6移动以将待缩口物体缩口至需要的形状。缩口完成后，第二移栽机构12的第一伺服电机旋转，主动同步带轮、旋转轴与连接件跟随做旋转运动，主动同步带轮通过第一同步带带动从动同步带轮与固定轴一起旋转到指定位置，该指定位置在缩口完成物体上方，夹取机构夹取缩口完成物体，再通过第二移栽机构12移动，带着缩口完成物体移动至下一工位。
52.综上，在保温杯自动化生产过程中，采用本技术实施例所述结构的自动化缩口设备，设备本身的两个移栽机构可以替代两台传统机器人移栽设备，两个移栽机构一个负责取杯坯，一个负责放杯坯，取放杯坯的距离小于500毫米，比常规机器人移栽取放杯坯的距离小，缩短了生产周期，优化了生产效率，同时，也将原本需要使用两台机器人移栽设备才能完成的缩口工序优化至使用一台设备即可完成，减小了生产成本。
53.尽管已描述了本技术的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
54.以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。