一种工件旋转设备的制作方法

1.本实用新型涉及工件的生产线旋转设备领域，尤其涉及一种控制柜、机柜生产线用的工件旋转设备。


背景技术：

2.随着经济和科技的发展，工业生产中自动化设备的运用越来越广泛。现有的对控制柜，背板元件的安装及接线，特别是背板需要进行双面安装及接线的需求中，均采用人工单面组装完成后再进行合并的方式，此种方式需要多人同时操作，浪费了人力物力资源。
3.鉴于上述问题的存在，本实用新型人基于从事此类工件工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，提供一种工件旋转设备，以便同时完成工件特别是控制柜或机柜背板正面、反面元件的安装及配线。
4.目前的板材滚子输送机，由于两个面均使用滚子或辊筒输送机，装配作业面均为输送面，无法在旋转设备上完成装配作业，故无法达到与自动装配机构配合完成生产加工的目的。
5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的提供了一种工件旋转设备，设计合理，可实现特定角度的旋转，并且旋转过程中，作业面工件的外侧双边夹持牢固，无掉落风险，且全程实现自动化控制，只需要一个操作员确认设备状态即可，节省了人力，实用范围广，适合推广。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本实用新型提出了一种工件旋转设备以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
7.本实用新型的目的在于提供一种工件旋转设备，包括：
8.机架，旋转支撑机构，能够固定工件的旋转支架和旋转驱动机构，沿所述旋转支撑机构的轴心线，将所述机架的一端设置为进料端，将所述机架的另一端设置为出料端；所述旋转支撑机构包括支撑圈和转动圈，所述支撑圈与所述转动圈同心嵌套安装，所述支撑圈转动支撑所述转动圈,所述支撑圈位于所述转动圈的内圈或外圈;所述旋转支架与所述转动圈固定连接，所述支撑圈与所述机架固定连接； 所述旋转驱动机构设置于所述机架上，且能驱动所述转动圈和旋转支架一起相对于机架旋转特定角度。
9.进一步地，所述旋转支架上设置有工件平移装置，所述工件平移装置用于驱动所述工件沿旋转支架轴心线，由所述机架的进料端向所述机架的出料端方向移动。
10.进一步地，所述机架的进料端设置有进料旋转支撑机构进料工件平移装置和进料旋转支架，所述进料旋转支撑机构的转动圈与所述进料旋转支架固定连接；所述进料旋转支架上设置有进料工件平移装置，所述进料工件平移装置用于驱动所述工件沿进料端与出料端方向移动；所述机架的进料端设置有出料旋转支撑机构和出料旋转支架，所述出料旋转支撑机构的转动圈与所述出料旋转支架固定连接；所述出料旋转支架上设置有出料工件
平移装置，所述出料工件平移装置用于驱动所述工件沿进料端与出料端方向移动；所述进料工件平移装置与所述出料工件平移装置之间设置有间隙，所述间隙使进料工件平移装置和出料工件平移装置沿机架进料端和出料端方向间隔开；所述旋转驱动机构驱动所述进料旋转支撑机构和出料旋转支撑机构的转动圈同步旋转。
11.进一步地，机架上还设置有电源，与所述电源电连接的连接触头；所述旋转支撑机构的转动圈固定连接有集电环，所述连接触头通过滑触或滚触的方式为集电环供电；所述旋转支架固定连接有工件锁定机构，所述工件锁定机构用于待工件定位后将工件与旋转支架固定连接；所述集电环与所述工件锁定机构电连接。
12.进一步地，所述旋转支架上的工件平移装置包括两个工件传送机构，两个所述工件传送机构沿旋转支架的轴心线对称或非对称设置；两个所述工件传送机构之间设置有空隙，所述空隙用作针对所述工件实施作业区域。
13.进一步地，两个所述工件传送机构之间通过联动机构相联动，以使其同步旋转；所述联动机构为机械联动和/或电控制联动机构。
14.进一步地，所述工件锁定机构的驱动装置为与旋转支架固定连接的作动气缸或气液增压缸；所述旋转支架固定连接有气泵和储气罐,所述储气罐用于可控制的为作动气缸供气,所述集电环与气泵电连接。
15.进一步地，所述旋转支架固定连接有直流变压器，所述直流变压器与所述集电环电连接，所述直流变压器用于提供直流电源。
16.进一步地，所述机架上设置有驱动控制器，所述驱动控制器用于发射、接收和处理各类信号;所述旋转支架上固定设置执行部件、无线通讯模块和检测模块；所述执行部件用于在控制信号的驱动下，执行相应动作；所述检测模块用于检测所述执行部件的运动状态和/或运动结果，并将相应的检测信号传递给无线通讯模块；所述无线通讯模块用于实现执行部件、检测模块和驱动控制器之间的信号无线传递。
17.进一步地，所述工件平移装置为输送带机构；所述旋转支架上设置有输送带安装件，所述输送带安装件用于安装输送带。
18.进一步地，机架上还设置有电源，与所述电源电连接的连接触头；所述旋转支架上还设有工件挡停限位机构，所述工件挡停限位机构用于在进料端与出料端方向阻挡、定位工件；所述旋转支撑机构的转动圈固定连接有集电环，所述连接触头通过滑触或滚触的方式为集电环供电，所述集电环与所述工件挡停限位机构电连接。
19.本实用新型实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.本实用新型的技术方案与现有技术相比，设计合理，实现了旋转与装配加工作业在空间上的复合；可实现特定角度的旋转且无需往复旋转复位，旋转支架与外部设备无实体线缆，管路连接；无线通讯技术的加持可保证任意旋转角度时工件状态的实时反馈，安全性和控制精度大幅提高；搭配驱动控制器可实现全程自动化控制，如搭配机器人等外部装配设备还能实现旋转与装配的协同作业，效率高，适用性强，适于推广。
21.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
22.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
23.图1示出了工件旋转设备的透视图；
24.图2示出了旋转支撑机构的结构；
25.图3示出了工件平移装置的主视图；
26.图4示出了工件平移装置的俯视图；
27.图5示出了工件旋转设备的出料端侧视图。
具体实施方式
28.现将详细参考本技术的实施例，在图中说明本技术的实施例的一个或多个实例。每个实例是为了解释本技术而提供，而非限制本技术。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本技术的范围或精神的情况下可在本技术中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本技术涵盖此类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效物的范围内。如本说明书中所使用，术语“第一”、“第二”等可互换使用以区分一部件与另一部件而并非意图表示各个部件的位置或重要性。如说明书中所使用，除非上下文另外明确指出，否则术语“一”，“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”，“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着除列出的要素外可能还有其他要素。其中在所有附图中相同的数字表示相同的元件，下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。
29.本实用新型提供一种工件旋转设备，其用于实现工件特定角度的旋转，所述工件为控制柜背板或机柜背板。
30.如图1-2所示，该工件旋转设备包括机架101，旋转支撑机构可用于固定工件的旋转支架，和设置于机架101上的旋转驱动机构104。所述旋转支架包括进料旋转支架105和出料旋转支架106，所述旋转支撑机构包括支撑圈201和转动圈202，所述支撑圈201可转动的支撑所述转动圈202；进料旋转支架105和出料旋转支架106与所述转动圈202固定连接，所述支撑圈201与机架101固定连接；旋转驱动机构驱动转动圈202与旋转支架相对于机架101旋转，进而控制工件旋转特定角度。
31.在本实施例中，所述支撑圈201与所述转动圈202同心嵌套安装，所述支撑圈201转动支撑所述转动圈202,所述支撑圈201位于所述转动圈202的内圈。根据需要也可替换的使所述支撑圈201位于所述转动圈202的外圈，转动圈202作为内圈，可转动的被位于外圈的所述支撑圈202所支撑（未图示）。
32.如图1,图3，图4和图5所示，机架101沿所述旋转支撑机构的轴心线，一端为进料端a，另一端为出料端b；旋转支架上设置有工件平移装置，所述工件平移装置用于驱动所述工件沿旋转支架中轴线，由所述机架101的进料端a向所述机架101的出料端b方向移动。
33.所述机架101的进料端a设置有进料旋转支撑机构102,进料工件平移装置107和进料旋转支架105，所述进料旋转支撑机构102的转动圈202与所述进料旋转支架固定连接；所
述进料旋转支架上设置有进料工件平移装置，所述进料工件平移装置用于驱动所述工件沿进料端与出料端方向移动。
34.所述机架101的出料端b设置有出料旋转支撑机构103和出料旋转支架106，所述出料旋转支撑机构103的转动圈202与所述出料旋转支架106固定连接；所述出料旋转支架106上设置有出料工件平移装置108，所述出料工件平移装置108用于驱动所述工件沿进料端a向出料端b方向移动。
35.所述进料工件平移装置107与所述出料工件平移装置108之间设置有间隙306，所述间隙306使进料工件平移装置107和出料工件平移装置108沿机架101进料端a和出料端b方向间隔开。所述旋转驱动机构104驱动所述进料旋转支撑机构102和出料旋转支撑机构103的转动圈202同步旋转。所述进料旋转支撑机构102和出料旋转支撑机构103的转动圈202之间通过机械联动和/或电控制联动机构同步传动，在本实施例中具体使用结构简单，传递效率高效的同步轴111作为机械联动机构。位于进料端a和出料端b的进料工件平移装置107和出料工件平移装置108之间彼此相互独立无连接，保证工件正反两面装配时电缆走线通过无障碍。
36.如图3和图5所示，所述旋转驱动机构104包括驱动电机1041、旋转减速机1042、主动轮1043和传动轮1044，其中，所述驱动电机1041通过旋转减速机驱动主动轮1043转动，主动轮1043带动传动轮1044转动，传动轮1044转动设置于所述机架101上，所述传动轮1044与位于进料端或出料端的转动圈202之间啮合或摩擦传动，以使各所述工件旋转机构旋转，进而控制工件旋转特定的角度，特别优选的是可以实现工件如控制柜或机柜的背板在控制器的控制下实现任意角度且连续的旋转。而且，优选的是：为了使进料旋转支架105和出料旋转支架106同步转动，位于机架101进料端a和出料端b分别各设置一个传动轮1044，两个传动轮之间通过同步传动轴112同步驱动，驱动电机1041固定设置于机架101出料端，其通过旋转减速机1042和主动轮1043与位于机架出料端的传动轮1044传动连接，再经同步传动轴112将动力传递至位于机架进料端a的传动轮1044，该种驱动机构结构简单、传动效率高且成本低。
37.进料旋转支架105和出料旋转支架106上的工件平移装置分别包括两个工件传送机构，两个所述工件传送机构沿旋转支架的轴心线对称设置（可替换的也可非对称设置，未图示）。两个工件传送机构之间设置有空隙305，所述空隙305用作针对所述工件实施作业区域。
38.如图2所示，所述进料旋转支撑机构102和出料旋转支撑机构103分别包括支撑圈201、转动圈202和中间的滚动体203构成，支撑圈201与设备机架101固定连接，作为固定支撑端；转动圈202分别与进料旋转支架105和出料旋转支架106连接，作为工件的旋转支撑端。旋转支撑机构是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，用于支撑旋转体并承受两侧悬臂结构的翻倒扭矩；旋转支撑机构的转动圈与旋转驱动机构的驱动齿轮啮合传动。所述进料旋转支撑机构102和出料旋转支撑机构103还分别包括油嘴209、堵塞207、隔离块204和密封带206，所述滚动体203用于传递负载并使支撑圈与转动圈之间发生相对旋转时大幅降低摩擦阻力，所述油嘴209用于往滚筒体补充润滑油脂，所述堵塞7用于往内转动圈之间装入滚动体后封堵安装孔205，所述隔离块204用于将滚动体203分隔开，保证滚动体203均匀分布，所述密封带206用于防止润滑剂流失，并隔
离外部灰尘和微粒进入润滑剂造成污染，安装孔205用于与外部支架的安装固定。
39.如图3-4所示，工件平移装置具体的使用双侧同步带输送，进料工件平移装置107和出料工件平移装置107的两侧旋转驱动电机303、304通过同步带或链条带动驱动轴111转动，驱动轴111的两端分别与两侧的工件传送机构即输送带机构传动连接。通过驱动轴111的设置，使工件由进料端a向出料端b移动的过程中，两端同步移动避免偏斜。输送定位作动缸用于工件沿机架进料端向出料端输送过程中的阻挡和定位工件。所述工件锁定机构的驱动装置为与旋转支架固定连接的作动气缸402；所述旋转支架固定连接有气泵303和储气罐304；所述储气罐304用于可控制的为作动气缸402供气；所述集电环501与气泵303电连接。
40.用于工件定位夹紧的气动执行机构包括分别设置在进料旋转支架105或出料旋转支架106上的2个阻挡定位气缸401和8个作动气缸402，阻挡定位气缸401设置在出料端，可使工件沿输送方向精确定位。作动气缸402用于待工件定位后压紧工件，防止工件在装配作业中位置移动，同时保证旋转过程中工件不会滑动掉落。由安装在进出料两端旋转支架外侧的气泵303及安装在输送电机安装板上的储气罐304提供稳定的气源供给，驱动气缸对工件进行压紧并保持，确保旋转时工件稳定无掉落风险。旋转支架的进料端a和出料端b各设置1套气泵303及储气罐304。
41.所述工件旋转设备各部件的供电方式为：外部电源接入本设备后，分为多路供电至本设备的各个驱动部分：一路电源直接供给旋转驱动电机；两路电源通过快速插接的方式，在旋转工作原位分别供给进料和出料两端的同步带输送机；两路电源通过安装于设备机架的活动触头，以滑触或滚触的方式供电给安装于进料和出料两端旋转支撑转动圈上的集电环501。集电环501安装在旋转支撑机构的转动圈上，与进料旋转支架105和出料旋转支架106同步运动。
42.进料旋转支架105和出料旋转支架106固定连接有工件锁定机构，所述工件锁定机构用于待工件定位后将工件与进料旋转支架105和出料旋转支架106固定连接；所述集电环501与气泵与集电环之间通过电缆连接，持续为工件锁定机构的驱动气泵供电。驱动气泵选择作动气缸402，所述旋转支架固定连接有气泵303和储气罐304,所述储气罐304用于可控制的为作动气缸403供气,所述集电环501与气泵303电连接。进料旋转支架105或出料旋转支架106固定连接有直流变压器，所述直流变压器与所述集电环501电连接，所述直流变压器用于提供直流电源。
43.进料端旋转支架105或出料端旋转支架106上还固定连接有直流变压器，所述直流变压器具体的为24v直流变压器，所述直流变压器与所述集电环电连接；所述直流变压器用于提供直流电源，持续为气缸电磁阀、气缸传感器、工件检测等传感器以及无线通讯模块供电。
44.本工件旋转设备的电气控制方式使用驱动控制器作为整机控制器，所述驱动控制器可以使用plc、工控机和单片机等，以实现自动化动作。旋转驱动机构的驱动装置为旋转驱动电机，旋转驱动电机直接与驱动控制器连接控制动作；工件平移装置的驱动装置为输送电机，输送电机在工作原位时，通过插接方式与驱动控制器连接控制动作。旋转支架上的气泵常时保持通电状态，确保气缸气源压力稳定；旋转支架上的气缸电磁阀，通过无线通讯模块与驱动控制器连接控制动作；旋转支架上的气缸传感器、工件检测等传感器，通过无线通讯模块将检测结果发送到驱动控制器，以便对各个传感器的状态进行实时监视。
45.实施例二
46.与实施例一不同的是，在本实施例中，选择气液增压缸来替换作动气缸替换实施一种的作动气缸，其他结构及供电方式与实施一相同。
47.以上所述为本实用新型的优选实施方式，对于本领域的技术人员而言，基于本实用新型公开的技术方案和实用新型实质，还可以做出其它的变形和改进，但这些基于本实用新型的变形和改进，均应涵盖于本实用新型的保护范围。本说明书使用实施例来公开本技术，包括最佳实施例，并且还使所属领域的技术人员能够实践本技术，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本技术的可获专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员所想到的其它实施例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求范围内。