一种层绕机自动上下盘装置及层绕机的制作方法

本实用新型属于金属线材包装设备领域，具体涉及一种无人工参与的、能够自动上下盘的层绕机的自动上下盘装置，及使用该装置的层绕机。

背景技术：

目前国内市场上层绕设备绕线盘的上下盘动作完全靠人工搬运，即人工将绕卷轴套在绕圈主轴上，再有人工将绕卷轴锁紧，层绕完毕后，由人工将锁紧的绕卷轴松开，然后由人工将绕卷轴取下至指定位置。尽管目前有机构可以将绕线盘锁紧和层绕后的绕线盘松开（可调丝盘宽度、精确定位的自动上下盘层绕机，实用新型专利号201520621501.1，发明专利申请号201510506431.X），但是上盘和下盘的动作不能完全脱离人工，仍然需要人工的参与。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种无需人工干预的、可通过机械臂辅助进行自动上下盘的层绕机的自动上下盘装置，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种层绕机自动上下盘装置，包括

操纵绕线盘自动上下盘的上下盘装置；

推动上下盘装置沿层绕机的绕卷主轴1的轴向方向运动的平移机构；

所述上下盘装置包括两个夹持卡爪组件100，两个夹持卡爪组件均安装在平移机构上，且两个夹持卡爪组件沿绕卷主轴1的轴向方向对称设置；

每个夹持卡爪组件均包括夹持卡爪101，夹持卡爪101上连接驱动夹持卡爪101打开或者闭合的驱动装置。

进一步，所述夹持卡爪组件还包括：

安装夹持卡爪101的卡爪支座102，夹持卡爪101的中部通过转动轴铰接在卡爪支座上102；

由驱动装置操纵在卡爪支座102上做直线往复运动的滑动块104，所述滑动块104上设置有凹槽，夹持卡爪101的一端铰接在凹槽内；

滑动块101在驱动装置的驱动下在卡爪支座102上直线滑动时，滑动块104带动夹持卡爪101的一端沿转动轴转动，进而带动夹持卡爪101的另一端打开或者闭合。

更进一步，还包括承接下盘的绕线盘的托盘机构200，所述托盘机构包括托举绕线盘的托举板201和驱动托举板上下运动的驱动机构。

所述驱动装置和驱动机构为气缸驱动装置或液压驱动装置。

所述平移机构包括：

与绕卷主轴平行的两根滑动导轨；

驱动平移机构沿滑动导轨31做往复运动的平移电机。

一种层绕机，包括：对绕线盘进行夹持绕线的可调丝盘宽度绕线盘夹具，所述可调丝盘宽度绕线盘夹具包括可调活动盘组件4、绕卷主轴1；

操纵可调活动盘组件4与绕卷主轴1自动锁紧、松开的自动上下盘机构；

还包括自动上下盘装置，所述自动上下盘装置设置在自动上下盘机构上。

本实用新型的有益效果：本实用新型使用与层绕机绕卷主轴平行的卡爪组件在绕线盘上盘或者下盘时夹持绕线盘进行自动安装和卸盘，同时通过托盘机构自动对绕线盘承托进行下移卸盘，整个过程中不需要人工干预，节省人力成本。

附图说明

图1为本实用新型层绕机的主视图。

图2为本实用新型层绕机的左视图。

图3为本实用新型夹持卡爪组件的主视图。

图4为本实用新型夹持卡爪组件的左视图。

图5为本实用新型夹持卡爪组件的A-A向剖视图。

图6为本实用新型托盘机构的主视图。

图7为本实用新型托盘机构的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种层绕机自动上下盘装置，在层绕机的设计中，绕线盘设置在绕卷主轴上，一侧为固定设置的固定盘，另一侧为可卸下更换绕线盘的活动盘。上下盘装置用于对活动盘侧进行自动操作。它具体包括

操纵绕线盘自动上盘和自动下盘的上下盘装置。

推动上下盘装置沿层绕机的绕卷主轴的轴向方向运动的平移机构；平移机构推动上下盘装置向左平移或者向右平移的过程中，实现将空的绕线盘自动上盘或者将绕卷工作完成后的绕线盘自动下盘的动作。

如图1、图2所示，上下盘装置包括两个夹持卡爪组件100，两个夹持卡爪组件均安装在平移机构上，并且两个夹持卡爪组件沿绕卷主轴的轴向方向对称设置，方便对绕线盘进行抓取。

如图3、图4、图5所示，每个夹持卡爪组件100均包括夹持卡爪101，夹持卡爪101上连接驱动夹持卡爪101打开或者闭合的驱动装置，驱动装置驱动夹持卡爪101对绕线盘进行抓取或者松开。

为了便于操作，夹持卡爪组件还包括安装驱动装置的固定座103和安装夹持卡爪101的卡爪支座102，夹持卡爪101的中部通过转动轴铰接在卡爪支座102上；夹持卡爪101可以以转动轴为定支点，绕转动轴在卡爪支座102的平面上转动。而转动轴105可以设置为铰链轴。

卡爪支座102上设置有与驱动装置相连接的滑动块104，驱动装置驱动滑动块104在卡爪支座102上做直线的往复运动，滑动块104上设置凹槽，夹持卡爪101的非夹持端通过轴承107铰接在凹槽内；滑动块101在驱动装置的驱动下在卡爪支座102上直线滑动时，滑动块104带动夹持卡爪101的非夹持端沿转动轴转动，进而带动夹持卡爪101的夹持端朝与非夹持端的运动方向相反的方向运动，实现夹持卡爪101的打开或者闭合。

驱动装置选择气缸驱动装置或者液压驱动装置，使用气缸驱动装置时，夹持气缸106拉侧通气时气缸退回，两个夹持卡爪101同时闭合夹紧绕线盘的挡边和活动盘。夹持气缸106压侧通气时气缸伸出，两个夹持卡爪101同时打开松开绕线盘的挡边和活动盘。夹持气缸106可选择一个气缸，两个夹持卡爪组件的滑动块同时连接同一个气缸的活塞杆同步运动；也可选择两个同步运动的气缸。

上下盘装置还包括承接下盘的绕线盘的托盘机构200，托盘机构用于在夹持卡爪101松开绕卷完成的绕线盘以后，用于托举绕线盘，使外部设置的辅助机械手将绕线盘移至包装生产线。

如图6、图7所示，托盘机构包括托举绕线盘的托举板201和驱动托举板上下运动的驱动机构，托举板201通过销轴204安装在托举支架202上，驱动装置与托举支架202连接，通过驱动托举支架的上下运动操纵托举板201进行工作。驱动装置设置在驱动机构安装座203上，托盘机构通过驱动机构安装座203固定在层绕机的机架上。绕线盘进行绕卷时托盘机构在低位不工作，和平移机构互不干涉。

托盘机构的驱动机构为气缸驱动装置或液压驱动装置。托盘气缸拉侧通气时气缸退回，托举板收回不工作。托盘气缸压侧通气时气缸伸出，托举板201伸出到合适位置承接绕线盘。

平移机构包括与绕卷主轴平行的两根滑动导轨和驱动平移机构沿滑动导轨做往复运动的平移电机。

驱动机构和驱动装置均为气缸为例，上述机构的工作过程为：在上盘时，层绕机整体处于停止状态，夹持卡爪组件的驱动装置带动两个夹持卡爪101打开，外置的机械手臂夹持孔的绕线盘，将其放入两个夹持卡爪内，卡爪气缸动作催动夹持卡爪闭合，平移机构的平移电机动作，将绕线盘套接在绕卷主轴上，卡爪气缸退回。

卸盘时，层绕机整体处于停止状态，平移电机驱动平移机构向绕线盘方向移动，到位后电机停止，，夹持卡爪组件的驱动装置带动两个夹持卡爪101打开，外置的机械手臂夹持孔的绕线盘，将其放入两个夹持卡爪内，卡爪气缸动作催动夹持卡爪闭合，平移机构的平移电机动作，将绕线盘套接在绕卷主轴上，卡爪气缸退回。

本实用新型还提供一种自动上下盘的层绕机，具体为将自动上下盘装置应用在公告号为“CN 205011142U”、名称为“可调丝盘宽度、精确定位的自动上下盘层绕机”的专利上。

它包括对绕线盘进行夹持绕线的可调丝盘宽度绕线盘夹具，所述可调丝盘宽度绕线盘夹具包括可调活动盘组件4、绕卷主轴1；操纵可调活动盘组件4与绕卷主轴1自动锁紧、松开的自动上下盘机构；上述的自动上下盘装置设置在自动上下盘机构上。上述的自动上下盘机构包括现有实用新型平移组件的全部技术特征。

本实用新型的层绕机与公告号为“CN 205011142U”的专利的区别在于：在现有的层绕机上增加了上下盘装置和托盘机构，在外置的机械臂的辅助下，对绕线盘的上盘和下盘进行自动操作，脱离人工，使一个工人能够同时操作多个机器，节省人力，同时提高工作效率。

如图1和图2所示，在平移电机17（即本实用新型中驱动平移机构沿滑动导轨31做往复运动的平移电机）前方，设置随平移机构在导轨31上滑动的上下盘装置，上下盘装置的两个夹持卡爪组件100分别设置在平移机构上，具体来说，平移机构包括平移组件和滑动支座，夹持卡爪组件100可通过螺栓安装在平移机构的滑动支座上，随平移机构运动。在夹持卡爪的下方机架19上，设置托盘机构，托盘机构的位置设置在设定的位置，此设定的位置是指当两个夹持卡爪101夹持活动盘5和绕线盘3在平移机构的带动下向后移动远离固定盘2时，夹持卡爪101向后移动的停止位置的下方，用于承接夹持卡爪101松开后掉落的绕线盘。

驱动机构和驱动装置均为气缸为例，上述设置有上下盘装置和托盘机构的层绕机的绕线盘自动上下盘的工作原理为：

自动上盘时，设备处于停止状态，绕卷主轴1处于固定的停止位置，夹持卡爪的夹持气缸106伸出，带动滑动块104向下运动，滑动块带动夹持卡爪101打开，外置的机械手臂夹持空的绕线盘，将其放入两个打开的夹持卡爪101之间，夹持气缸106收回，夹持卡爪101闭合抱紧活动盘5和绕线盘3的一侧挡边，外置的机械手臂收回，平移电机17动作，通过齿轮22、齿条21驱动活动盘组件和平移电机17向左移动（绕卷主轴方向）移动，直至活动盘组件的螺纹衬套6套在绕卷主轴1上，平移电机17停止动作，卡爪13松开，同时夹持卡爪101的夹持气缸106动作，带动滑动块104运动将夹持卡爪101打开，锁紧电机16的端齿轴和锁紧螺栓11的端齿啮合，形成端齿离合器，然后锁紧电机16启动、带动端齿轴24和锁紧螺栓11旋转，直到螺纹衬套6左端顶到绕卷主轴1台阶轴处，锁紧螺栓11锁紧，然后平移电机17反向运动，带动夹持卡爪组件100、平移组件、滑动支座、活动盘夹具向右移动至设定位置后停止，此时端齿轴24与锁紧螺栓11分开，完成绕线盘和活动盘的自动上盘动作。

层绕机层绕到预置重量后自动停机，绕线盘进行自动卸盘。进行自动卸盘时，设备处于停止状态，绕卷主轴1处于刹车状态，平移电机17带动夹持卡爪组件100、锁紧电机16等向左移动，直到到位后平移电机17停止，活动盘组件被卡爪13抱紧，端齿轴24和锁紧螺栓11端齿啮合，锁紧电机16反向旋转旋出锁紧螺栓11，夹持气缸106伸出，活动盘5和绕线盘的一侧挡边被夹持卡爪101抱紧，平移电机17向右移动，使可调活动盘组件4和绕卷主轴1分离，分离后，平移电机17继续向右移动，退至设定位置，托盘气缸205动作，托举板201承接层绕后的绕线盘，夹持气缸106收回，滑动块104带动夹持卡爪101松开，托盘气缸205退回，层绕后的绕线盘滚落之托盘被外围的机械手移至包装生产线。层绕设备开始下一盘的层绕。

上述平移电机17带动平移机构在移动过程中，通过平移机构的限位开关对位置进行限制，同时平移电机和锁紧电机的位置则通过各自的设置在合适位置的编码器进行检测。

上述的动作中，活动盘的自动上盘、卸盘动作和绕线盘的自动上盘、卸盘动作均可以由自动操作转换为人工操作，利于用户进行检查维修。

本实用新型用于进行自动上下盘操作的装置结构简单，动作可靠，加工成本低。维修方便，并且在操作过程中自动化程度高，可以实现一人多机操作，同时降低了操作工的劳动强度，提高了工作效率。

上述说明是为了使本领域专业技术人员能够实现或者使用本装置。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。