行走式收排放线机的制作方法

文档序号:15710845发布日期:2018-10-19 21:27阅读:193来源:国知局

本发明涉及电工机械领域,具体涉及有一种行走式收排放线机。



背景技术:

现有的电线电缆绞线和成缆类生产线一般采用行走式龙门收排放线机,如图8所示,对于规格不同的线盘14',夹紧电机7'带动上夹紧丝杠2'转动,使得与上夹紧丝杠2'螺纹配合的夹紧螺母3'与之转动配合,带动与夹紧螺母3'固连的夹紧导套4'与夹紧导柱5'滑动配合,使得龙门收排放线机右夹盘顶针13'与左夹盘顶针15'之间的间距相对的收窄或放宽,预留放装线盘14'的横向空间;线盘14'推到位后,启动左升降电机1'、右升降电机6'同步工作,带动左升降丝杠18'和左升降螺母17'、右升降丝杠8'和右升降螺母9'分别同时螺纹转动配合,调整分别与之相连的左夹盘顶针15'和右夹盘顶针13'的中心高;对准线盘14'的中心孔后,重启夹紧电机7',使得左夹盘顶针15'和右夹盘顶针13'夹紧线盘14';再启动左升降电机1'、右升降电机6'同步工作,使得线盘14'离地至生产所需的高度,装盘完成。生产开始时,通过行走电机11'带动行走主动轮12'转动,带动行走被动轮16'转动,行走主动轮12'和行走被动轮16'在地面沿导轨移动至电线生产线出线位置;在生产开始后,由缠绕电机10'带动左夹盘顶针15'和右夹盘顶针13'转动,从而实现线盘14'旋转完成收线或放线;行走式龙门收排放线机一侧设有电气柜,根据线缆直径与线盘14'直径通过电气控制实现排线功能,即行走主动轮12'和行走被动轮16'在地面沿导轨的移动须与缠绕电机10'旋转运动联动,线缆缠绕或释放一周移动一个线径的距离。

但是,行走式龙门收排放线机在装盘时需左、右升降电机依靠同步电气信号控制进行工作,电器信号的难以同步往往造成装盘时难以保证左右顶针等高,出现左、右夹盘顶针和线盘对准难的问题;同时由于左、右夹盘顶针和行走式龙门收排放线机的刚性连接,在装盘时因对准困难而对线盘造成啃盘等损伤,影响线盘使用寿命,其次,提升线盘采用左、右升降丝杠和左、右升降螺母传动,提升时间较长,影响生产效率;再次,行走式龙门收排放线机采用单立柱结构,稳定性有待提高。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种行走式收排放线机,保留现有收排放线机整体往复移动的排放线方式,改善了整体结构的稳定性,具有装盘易对准、无啃盘现象、线盘提升快等优点。

为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种行走式收排放线机,包括行走式收排放线机,其特征在于,包括地梁、设置在地梁上的h型立柱、设置在立柱上并相对立柱上下移动的侧箱、设置在侧箱上方的顶箱和设置在侧箱上的电气柜;所述电气柜上设有连接顶箱的坦克链线槽,所述坦克链线槽为电气柜内电线、电缆及压缩空气管与顶箱的连接通道;所述顶箱包括内顶箱、套设在内顶箱外的外顶箱,所述内顶箱通过夹盘装置与所述外顶箱滑动配合;所述内顶箱和外顶箱分别与所述侧箱相连,所述侧箱通过升降装置与所述立柱相对移动,所述侧箱上设有升降线盘的提升装置,所述提升装置上设有驱动线盘转动实现收线或放线功能的缠绕装置,所述地梁上设有驱动所述收排放线机相对地面地轨滚动配合从而实现线盘收排线的排线装置。

进一步的技术方案,所述地梁包括驱动地梁和随动地梁,所述侧箱包括在随动地梁的立柱上设置的左箱和在驱动地梁的立柱上设置的右箱;所述外顶箱与左箱相连,所述内顶箱与右箱相连。

进一步的技术方案,所述排线装置包括设置在驱动地梁内的行走驱动轴、设置在行走驱动轴两端的行走导向轮和行走随动轮、设置在行走驱动轴导向轮端的从动同步带轮、设置在驱动地梁上导向轮端的行走减速电机、设置在减速电机转轴上的主动同步带轮、套设在主动同步带轮和从动同步带轮外与之配合的同步齿型带,所述行走减速电机通过行走减速电机安装座设置在驱动地梁上,所述从动同步带轮与行走驱动轴通过键连接,所述行走导向轮、行走随动轮与行走驱动轴通过键连接;所述排线装置还包括设置在随动地梁内的行走随动轴、设置在随动轴两端的行走导向轮和行走随动轮,所述行走导向轮、行走随动轮与行走随动轴通过键连接;所述行走导向轮与地面导轨滚动配合。

进一步的技术方案,所述升降装置包括设置在侧箱上与之转动配合的蜗杆、设置在蜗杆上的蜗杆轴长平键、设置在顶箱内两端套设于蜗杆轴长平键外的滑动键套、设置在右箱上端的升降驱动电机、设置在升降驱动电机转轴上的升降主动链轮、设置在蜗杆轴长平键上与升降主动链轮相应位置处的升降从动链轮、套设在升降主动链轮和升降从动链轮外与之相配合的升降传动链条,所述蜗杆轴长平键与所述滑动键套在轴向上滑动配合、在径向上被限位;所述升降装置还包括设置在侧箱上的升降丝杠轴承座、上端与升降丝杠轴承座转动配合的升降丝杠、设置在升降丝杠上与立柱固连的的升降螺母、设置在升降丝杠顶端与蜗杆啮合的蜗轮,所述升降丝杠螺母与升降丝杠螺旋传动配合;

所述蜗杆通过蜗杆轴承座与侧箱转动配合,所述升降丝杠轴承座通过升降丝杠轴承座销轴固设在侧箱上,所述蜗轮通过平键与升降丝杠固连;

进一步的技术方案,所述夹盘装置包括顺次设置在顶箱内与右箱上端相连的导柱、夹紧丝杠、夹紧驱动电机和设置在顶箱内与左箱上端相连的导套,所述夹紧驱动电机的转轴上固设有夹紧主动链轮,所述导套套设在导柱外与之滑动配合,所述夹紧丝杠与导柱平行设置,所述夹紧丝杠上设有与导套自由端固连的夹紧丝杠螺母,所述夹紧丝杠自由端设有限制夹紧丝杠螺母运动范围的丝杠螺母限位块,所述夹紧丝杠上与夹紧主动链轮相应位置处设有与之固连的夹紧从动链轮,所述夹紧主动链轮和夹紧从动链轮外套设有与之相配合的夹紧传动链条,所述夹紧丝杠螺母与夹紧丝杠螺旋传动配合;

所述导套固定端通过导套固定座与左箱上端固连,所述导柱固定端通过导柱固定座与右箱上端固连,所述夹紧丝杠固定端通过夹紧丝杠轴承座与右箱转动配合;

进一步的技术方案,所述提升装置包括设置在侧箱上的气缸、支撑板、摆臂和弹簧吊板,所述弹簧吊板上设有弹簧吊杆,所述弹簧吊杆下设有弹簧,所述弹簧下端与设置在摆臂上的顶针吊耳销轴相连,所述摆臂上设有钢丝绳导轮,所述气缸的活塞杆下设有钢丝绳,所述钢丝绳的另一端穿过钢丝绳导轮与支撑板相连;

所述气缸通过气缸吊耳、气缸吊耳销轴与侧箱相连,所述支撑板通过支撑板销轴与侧箱相连,所述摆臂通过摆臂销轴与侧箱相连,所述钢丝绳通过钢丝绳固定座、固定座销轴与气缸活塞杆相连,所述钢丝绳导轮通过导轮销轴固设在摆臂上,所述弹簧吊杆下端通过吊杆接头与弹簧相连;

进一步的技术方案,所述缠绕装置包括在右箱的提升装置摆臂上设置的缠绕驱动轴承座、与缠绕驱动轴承座同轴连接的缠绕减速电机、在左箱的提升装置摆臂上设置的缠绕随动轴承座;所述缠绕驱动轴承座上设有与之同轴相连的缠绕驱动顶针,所述缠绕随动轴承座上设有与之同轴相连的缠绕随动顶针,所述缠绕驱动顶针和缠绕随动顶针相对设置;

所述缠绕驱动轴承座和缠绕随动轴承座分别通过顶针吊耳、顶针吊耳销轴固设在提升装置的摆臂上,所述缠绕减速电机与缠绕驱动轴承座中的轴通过键连接,所述缠绕减速电机与缠绕驱动顶针通过键连接,所述缠绕随动轴承座与缠绕随动顶针通过键连接;

进一步的技术方案,所述内顶箱通过螺钉与所述右箱相连,所述外顶箱通过螺钉与所述左箱相连。

进一步的技术方案,所述侧箱侧面设有与h型立柱滚动配合的正面导向轮、中间导向轮和侧面导向轮,所述侧面导向轮设置在与地梁平行的侧箱侧面上,所述中间导向轮和正面导向轮设置在与地梁相邻的侧箱侧面上,所述中间导向轮设置在近升降装置的侧箱侧面上,所述正面导向轮设置在远离升降装置的侧箱侧面上。

进一步的技术方案,所述右箱上设有限制缠绕驱动顶针沿竖直运动的导向板,所述左箱上设有限制缠绕随动顶针沿竖直运动的导向板。

与现有技术相比,本发明显著的有益效果是:本发明的行走式收排放线机总体采用箱式结构和双立柱结构代替现有的单立柱结构,提高了设备整体的稳定性,避免出现安全隐患;本发明的行走式收排放线机采用单电机驱动,通过轴传动和蜗轮蜗杆结构实现了缠绕驱动顶针和缠绕随动顶针的同步升降,有效避免现有技术中利用两台电机同步工作可能造成的夹盘顶针在垂直方向的中心不等高而出现的对准难问题,也节约了能源,降低了生产成本;同时采用摆臂和弹簧等浮动结构与顶针相连,用柔性连接代替了现有顶针直接固连收排放线机的刚性连接,避免在线盘夹紧过程中出现的啃盘现象,延长了线盘的使用寿命,减少工业损耗,降低生产成本;在线盘夹紧后,由原来丝杠螺母提升方式转变为气缸提升,提升迅捷且避免同规格线盘反复调整顶针中心高等问题,提升装卸盘效率;线盘的支承机构提升装置为柔性连接,具备一定的自由度,生产过程中可避免因设备完全刚性对电缆造成伤害,影响电缆质量,同时提升气缸的气动吊挂线盘具备很好地过载保护,避免对设备造成损伤;本发明的行走式收排放线机稳定性好,能源节约、工业损耗少,应用范围广,适用于电线、电缆、光缆、通讯电缆等各类线缆制造厂在交联、挤出、连硫、成缆、装铠、翻盘等生产中作收排、放线装置。

附图说明

图1是本发明的行走式收排放线机的主视图

图2是图1中a-a面的剖视图

图3是图2中e-e面的剖视图

图4是图2中f-f面的剖视图

图5是图3中b-b面的剖视图

图6是图3中c-c面的剖视图

图7是图3中d-d面的剖视图

图8是背景技术中的行走式龙门收排放线机的结构示意图

图9是本发明的主电路

图10是本发明的控制电路

图11是本发明的电气控制plc外围接线图

其中:1'-左升降电机,2'-上夹紧丝杠,3'-夹紧螺母,4'-夹紧导套,5'-夹紧导柱,6'-右升降电机,7'-夹紧电机,8'-右升降丝杠,9'-右升降螺母,10'-缠绕电机,11'-行走电机,12'-行走主动轮,13'-右夹盘顶针,14'-线盘,15'-左夹盘顶针,16'-行走被动轮,17'-左升降螺母,18'-左升降丝杠

1、外顶箱,2、内顶箱,3、坦克链线槽,4、电气柜,5、右箱,6、左箱,7、驱动地梁,8、随动地梁,9、顶针吊耳,10、缠绕减速电机,11、缠绕驱动轴承座,12、h型立柱,13、行走驱动张紧链条装置,14、缠绕驱动顶针,15、缠绕随动顶针,16、导向板,17、缠绕随动轴承座,18、中间导向轮,19侧面导向轮,20、正面导向轮,21、气缸吊耳销轴,22、气缸吊耳,23、气缸,24、弹簧吊板,25、弹簧吊杆,26、弹簧吊杆接头,27、弹簧,28、支撑板销轴,29、支撑板,30、摆臂限位螺钉,31、摆臂,32、摆臂销轴,33、顶针吊耳销轴,34、导柱固定座,35、蜗杆轴承座,36、滑动键套,37滑动键套限位块,38、蜗杆轴长平键,39、导套固定座,40、导套,41、丝杠螺母限位块,42、夹紧丝杠螺母,43、夹紧丝杠轴承座,44、夹紧驱动电机,45、夹紧主动链轮,46、夹紧张紧链轮,47、行走轮随动轴,48、行走减速电机,49、主动同步带轮,50、行走减速电机安装座,51、同步齿型带,52、从动同步带轮,53、行走导向轮,54、行走驱动轴,55、行走随动轮,56、钢丝绳导轮,57、导轮销轴,58、钢丝绳,59、钢丝绳下固定座,60、升降螺母,61、钢丝绳下固定座销轴,62、支撑板限位螺钉,63、钢丝绳上固定座销轴,64、钢丝绳上固定座,65、升降丝杠,66、升降丝杠轴承座销轴,67、升降丝杠轴承座,68、蜗轮,69、蜗杆,70、升降从动链轮71、升降传动链条,72、升降张紧链轮,73、升降主动链轮,74升降驱动电机,75、导柱,76、夹紧丝杠,77、夹紧从动链轮(内配装扭矩限制器),78、夹紧传动链条,79、升降丝杠限位块

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1所示,一种行走式收排放线机,包括平行设置的驱动地梁7和随动地梁8,驱动地梁7和随动地梁8上都设有h型立柱12,驱动地梁7的h型立柱12上设有相对立柱上下移动的右箱5,随动地梁8的h型立柱12上设有相对立柱上下移动的左箱6,右箱5上设有为设备提供电气控制的电气柜4,左箱6上端设有通过螺钉与之固连的外顶箱1,右箱5上端设有通过螺钉与之固连的内顶箱2,外顶箱1套设在内顶箱2外通过夹盘装置与内顶箱2滑动配合,内顶箱2和电气柜4之间设有与之固连的坦克链线槽3,坦克链线槽3作为电气柜4内电线、电缆及压缩空气管与顶箱的连接通道,当电气柜4随右箱5上下运动时保证其内部的电线、电缆和压缩空气管一起随动;左箱6和右箱5通过升降装置相对立柱上下滑动,左箱6和右箱5的侧面设有与h型立柱滚动配合的正面导向轮20、中间导向轮18和侧面导向轮19,侧面导向轮19设置在与地梁平行的侧箱(6,5)侧面上,中间导向轮18和正面导向轮20设置在与地梁(7,8)相邻的侧箱(6,5)侧面上,中间导向轮18设置在近升降装置的侧箱(6,5)侧面上,正面导向轮20设置在远离升降装置的侧箱侧面上,正面导向轮20、中间导向轮18和侧面导向轮19在升价装置提升侧箱(6,5)的过程中沿h型立柱上下滚动保持侧箱(6,5)提升时的一致性避免刚性接触;左箱6和右箱5上设有升降线盘的提升装置,提升装置上设有驱动驱动线盘转动实现收线或放线功能的缠绕装置,地梁(7,8)上设有驱动收排放线机相对地面地轨滚动配合从而实现线盘收排线的排线装置;

如图3、4所示,排线装置包括设置驱动地梁7内的行走驱动轴54、设置在驱动地梁7上的行走减速电机48和设置在随动地梁8内的行走随动轴47,行走驱动轴54一端设有行走导向轮53、另一端设有行走随动轮55,行走减速电机48通过行走减速电机安装座50设置在驱动地梁7近行走导向轮53端,行走减速电机48的转轴上设有主动同步带轮49,行走驱动轴54的导向轮端与主动同步带轮49相应位置处设有从动同步带轮52,主动同步带轮49和从动同步带轮52外套设有与之相配合的同步齿型带51,通过同步齿型带51将行走减速电机48的动力传递给行走驱动轴54,从而驱动行走导向轮53和行走随动轮55转动带动驱动地梁7及右箱5移动,右箱5的移动带动与之相连的顶箱的移动,以及与顶箱相连的左箱6移动,最终将动能传递给随动地梁8;行走减速电机安装座50上设有行走驱动链条张紧装置13,保证同步齿型带51与主动同步带轮49、从动同步带轮52之间合适的张紧度,避免因同步齿型带51过松发生打滑等现象;行走随动轴47与行走驱动轴54轴对称设置,行走随动轴47一端设有与行走驱动轴54上的行走导向轮53相应的行走导向轮53、另一端设有行走随动轮55,行走导向轮53与地面导轨滚动配合,导轨规范了行走导向轮53的移动方向,保证了驱动地梁7和随动地梁8的移动同向性;行走导向轮53、行走随动轮55分别与行走驱动轴54、行走随动轴47之间通过键连接,从动同步带轮52与行走驱动轴54通过键连接;

如图2、3和4所示,升降装置包括对称设置在左箱6和右箱5上的蜗杆69和升降丝杠轴承座67、固设在右箱5上端的升降驱动电机74,蜗杆69通过蜗杆轴承座35分别设置在左箱6和右箱5的上端并与左箱6和右箱5转动配合,升降丝杠轴承座67通过升降丝杠轴承座销轴66分别固设在左箱6和右箱5的上端;蜗杆69上设有蜗杆轴长平键38,蜗杆轴长平键38外套设有滑动键套36,滑动套件的两端套设在蜗杆轴长平键38外并与蜗杆轴长平键38在轴向上滑动配合、在径向上被限位,蜗杆轴长平键38的端面固设有限制蜗杆轴长平键38从滑动键套36两端滑出分离的滑动键套限位块37;升降驱动电机74的转轴上固设有升降主动链轮73,近右箱5的蜗杆轴长平键38上与升降主动链轮73相应位置处设有升降从动链轮70,升降主动链轮73和升降从动链轮70外套设有与之相配合的升降传动链条71,右箱5上与升降传动链条71相应位置设有保持升降传动链条71张紧度的升降张紧链轮72,避免升降传动链条71过松与升降主动链轮73和升降从动链轮70发生打滑;升降传动链条71将升降驱动电机74的动能传递给近右箱5的蜗杆轴长平键38,然后直接将动能传递给与之相连的近右箱5的蜗杆69和通过滑动键套36、近左箱6的蜗杆轴长平键38传递给近左箱6的蜗杆69,实现蜗杆69的同步转动;升降丝杠轴承座67上设有与之转动配合的升降丝杠65,升降丝杠65的顶端设有通过平键与之固连的蜗轮68,蜗轮68与蜗杆69啮合转动,将蜗杆69水平方向的动能传递给蜗轮68转化为竖直方向的动能,传递给与蜗轮68相连的升降丝杠65;升降丝杠65上设有与立柱固连的升降螺母60,升降丝杠65的末端固连有升降丝杠限位块79限制升降螺母60在升降丝杠65上移动范围,升级螺母与升降丝杠65螺纹转动配合,使得升降丝杠65相对立柱上下移动,从而实现了与升级丝杠65相连的侧箱(6,5)和与侧箱(6,5)相连的顶箱(1,2)上下移动,最终实现了箱体(1,2,5,6)的升降;

提升装置包括通过气缸吊耳22和气缸吊耳销轴21设置在侧箱(6,5)上的气缸23、一端通过支撑板销轴28设置在侧箱(6,5)上的支撑板29、一端通过摆臂销轴32设置在侧箱(6,5)上的摆臂31、固设在侧箱(6,5)上的弹簧吊板24,弹簧吊板24上固连有弹簧吊杆25,弹簧吊杆25下端通过弹簧吊杆接头26与弹簧27上端相连,弹簧27下端与设置在摆臂31上的顶针吊耳销轴33相连;气缸23的活塞杆下端设有通过钢丝绳上固定座销轴63与之相连的钢丝绳上固定座64,钢丝绳上固定座64与钢丝绳58一端固连;支撑板29通过支撑板销轴28与侧箱(6,5)转动配合,摆臂31通过摆臂销轴32与侧箱(6,5)转动配合,支撑板29另一端设有通过钢丝绳下固定座销轴61与之相连的钢丝绳下固定座59,摆臂31另一端设有通过导轮销轴57与之固设的钢丝绳导轮56,钢丝绳58的另一端穿过钢丝绳导轮56与支撑板29上的钢丝绳下固定座59相连;侧箱(6,5)上设有限制支撑板29转动范围的支撑板限位螺钉62,支撑板限位螺钉62固定在支撑板29与钢丝绳58相连端上方限制支撑板向上转动的范围,侧箱(6,5)上设有限制摆臂31转动范围的摆臂31限位螺钉30,摆臂限位螺钉30固定在摆臂31与侧箱(6,5)相连端上方限制摆臂31向下转动的范围;

缠绕装置包括在右箱5的提升装置摆臂31上设置的缠绕驱动轴承座11、与缠绕驱动轴承座11同轴连接的缠绕减速电机10、在左箱6的提升装置摆臂31上设置的缠绕随动轴承座;缠绕驱动轴承座11上设有与之同轴相连的缠绕驱动顶针14,缠绕随动轴承座17上设有与之同轴相连的缠绕随动顶针15,缠绕驱动顶针14和缠绕随动顶针15相对设置;缠绕驱动轴承座11和缠绕随动轴承座17分别通过顶针吊耳9、顶针吊耳销轴33固设在提升装置的摆臂31上,顶针吊耳9相对顶针吊耳销轴33可转动使得顶针吊耳9在重力作用下始终处于垂直状态;缠绕减速电机10与缠绕驱动轴承座11通过键连接,缠绕减速电机10与缠绕驱动顶针14通过键连接,缠绕随动轴承座17与缠绕随动顶针15通过键连接;右箱5上设有限制缠绕驱动顶针14沿竖直运动的导向板16,左箱6上设有限制缠绕随动顶针15沿竖直运动的导向板16,使得缠绕驱动顶针14和缠绕随动顶针15在被提升装置提升的过程中保证其运动的垂直性;

如图2所示,夹盘装置包括顺次设置在顶箱(1,2)内与右箱5上端相连的导柱75、夹紧丝杠76、夹紧驱动电机44和设置在顶箱(1,2)内与左箱6上端相连的导套40;夹紧丝杠76与导柱75平行设置,夹紧驱动电机44的转轴上固设有夹紧主动链轮45,夹紧丝杠76固定端通过夹紧丝杠轴承座43与右箱5转动配合,夹紧丝杠76上与夹紧主动链轮45相应位置处固设有夹紧从动链轮(内配装扭矩限制器)77,夹紧主动链轮45和夹紧从动链轮77外套设与之相配合的夹紧传动链条78,右箱5上与夹紧传动链条78相应位置设有夹紧张紧链轮46,避免夹紧传动链条78过松与夹紧主动链轮45、夹紧从动链轮77发生打滑;夹紧主动链轮45、夹紧从动链轮77和夹紧传动链条78将夹紧驱动电机44的动能传递给夹紧丝杠76;夹紧丝杠76上设有与之螺纹配合的夹紧丝杠螺母42,夹紧丝杠76的自由端设有限制夹紧丝杠螺母42运动范围的丝杠螺母限位块41;导套40固定端通过导套固定座39与左箱6上端固连、自由端与夹紧丝杠螺母42固连,导柱75固定端通过导柱固定座34与右箱5上端固连、自由端套设在导套40内,通过与夹紧丝杠螺母42固连的导套40将夹紧丝杠螺母42和夹紧丝杠76之间的动能传递给导套40和导柱75,实现导柱75与导套40的滑动配合,从而实现了分别与导柱75、导套40固连的右箱5和右箱5固连的内顶箱2、左箱6和左箱6固连的外顶箱1的相对运动,实现了顶针对线盘的夹紧。

如图9、10、11所示,电气柜的核心控制由plc及其扩展模块通过编程实现,人机界面与plc通过通信口实现实时通信。工作前通过人机界面输入生产线盘的直径、底径、排线宽度,以及生产线缆的直径。控制模式采用单动和联动两种工作状态,单动模式:通过控制柜上旋钮开关实现行走、夹盘、升降、提盘、缠绕所有功能;联动模式:装盘完成后由单动模式切换至联动模式继续后续工作(主要是实现自动收排线功能),此时缠绕减速电机由变频器vfd1输出工作频率,此工作频率由变频器面板设定,并将此工作频率反馈至plc的模拟量输入接口ch1;行走减速电机的工作频率通过以下算法由plc编程实现,根据排线缠绕每转一圈的时间与行走电机行走一个线缆直径距离时间相等的原则(即缠绕一圈行走一个线径距离),则有正转行走时间满足l=n2×u1×f2×d1后进行行走的正反转切换,行走时间由plc内部计算控制;切换次数由plc内部计数,总的切换次数满足即满足总排线层数小于等于线盘外径(其中:缠绕减速电机额定转速n1,变频器vfd1设定频率f1,行走减速电机额定转速n2,同步带轮减速比u1,变频器vfd2工作频率f2,生产线缆直径d0,线盘最大外径d1、底径d2,线盘排线宽度l,行走轮直径d1)。

从设备运行安全的角度出发:夹盘装置须在顶箱的相应位置安装光电接近开关并接入plc的输入端x24、x25,限制左、右箱的最大与最小距离;升降装置须在h型立柱的合适位置安装接近开关并接入plc的输入端x26、x27,限制左、右箱的上下行所允许的极限位置。

提升装置中的气缸的动作,由三位五通电磁气动阀通过气路转换控制,此电磁阀由plc的输出端y12、y13分别控制其两端的电磁线圈,此三位五通电磁气动阀需具备中位保压机能,保证气缸在电磁阀两端线圈失电时,保持其原有的状态。

此外,旋钮开关的“开机”与“停机”选项控制整台设备的开启与关闭,保证不使用时设备各功能均处于锁闭状态。plc的输入端x30,作为本设备与上位机的远程连线控制信号输入端,方便本设备与生产线其他设备联动。

电控部分硬件主要配置见表1。

表1电气控制主要元器件清单

现在以线缆生产厂家常用的生产线盘800(外径800,底经400,排线宽度500)来对本发明中的主要零部件选型参考作说明。排线装置:行走减速电机48选用摆线针轮减速电机、型号xb10a(电机y80m2-4,0.75kw,减速比17,b3安装方式);同步齿型带51选用橡胶同步带、型号8m,主动同步带轮49与从动同步带轮52的齿数比为1:3;行走轮(53,55)直径200mm。升降装置:升降驱动电机74选用型号y90l-4,1.5kw,b5、v3安装方式;升降主动链轮73与升降从动链轮70速比为1:1,升降传动链条71规格为12a;蜗轮68模数为2、齿数62,蜗杆69头数为1,升降丝杠65的螺纹规格为tr40x7。提升装置:气缸23型号qgs125x300b-mp2(具有2个缓冲调节,钢制,尾部双耳支撑,轴端连接罗纹m27x2)、缸径125、行程300,0.4mpa气压下拉力为458kn、推力为491kn,通过摆臂31的合理设计可增力1倍左右,再通过钢丝绳58的双重牵引可再增力1倍,而通常规格800的线盘载荷在2000kn以下,因此满足载荷要求,此外,一般工厂可提供的压缩空气可达0.6mpa左右,因此还可通过增加工作气压的方式提高载荷能力;控制气缸23的气动阀选用3位5通dc24v双线圈电磁阀,中位机能为封闭式。缠绕装置:缠绕减速电机10选择锥齿轮减速电机、型号kaf77-4(输出转速19r/m,电机型号y100l2-4、3kw,轴向法兰安装方式)。夹盘装置:夹紧从动链轮77的内孔与扭矩限制器的外径相配合,组装成一体,扭矩限制器的内孔与夹紧丝杠76的轴相配合装配,本发明优选使用摩擦式扭力限制器bf4/ml(参考上海宝牧机电设备有限公司产品),与夹紧从动链轮77配合尺寸为ф60h7,与夹紧丝杠76轴配合尺寸ф38h7,扭力调整范围为74-140n.m,其作用是设定夹紧力同时起到过载保护的作用;夹紧主动链轮45与夹紧从动链轮77的齿数比为1:3,规格12a;夹紧驱动电机44的型号y90s-6(0.75kw,b5、v3安装类型);夹紧丝杠76的螺纹规格为tr36x6。

工作原理:使用前应根据线盘行业制定的线盘规格标准,查询本设备设计时规定的可使用的线盘规格范围确定本设备使用的线盘规格;在电气柜的人机界面中输入线盘的尺寸、线径大小,通过预设的控制算法控制本设备运行,保证线盘缠绕一周,本设备整体移动一个线径的距离,即通过缠绕装置与排线装置的联动实现收排线。使用时,先通过电气柜4控制夹紧驱动电机44和升降驱动电机74工作,夹紧驱动电机44转动带动夹紧主动链轮45转动、通过夹紧传动链条78的传动将动能传递给夹紧丝杠76上的夹紧从动链轮(内配装扭矩限制器)77实现夹紧丝杠76的转动,使得夹紧丝杠上76的夹紧丝杠螺母42与之转动配合实现夹紧丝杠螺母42相对夹紧丝杠76移动,带动与之相连的导套40相对导柱75滑动位移,在横向上预留出线盘宽度的空间;升降驱动电机74带动升降主动链轮73转动、通过升降传动链条71的传动将动能传递给近右箱5的蜗杆轴长平键38上的升降从动链轮70实现近右箱5的蜗杆轴长平键38的转动,通过滑动键套36的传递将动能传递给近左箱6的蜗杆轴长平键38实现其转动,使得分别与之相连的近左箱6的蜗杆69和近右箱5的蜗杆69同时转动将动能传递给分别与之啮合的蜗轮68,通过蜗轮68和蜗杆69的啮合将水平的动能转化为垂直的动能并传递给与蜗轮68相连的升降丝杠65,使得与升降丝杠65转动配合的升降螺母60相对丝杠上下移动,带动与升降丝杠65相连的箱体和设置在箱体上的提升装置、夹盘装置等整体随升降螺母60上下移动,结合线盘的直径停在竖直方向上预估的位置;将线盘推到位后,通过电气柜4控制升降驱动电机74工作微调使得提升装置中的缠绕顶针(14,15)的中心与线盘的中心等高;通过电气柜4控制夹紧驱动电机44工作,通过夹紧主动链轮45、夹紧从动链轮(内配装扭矩限制器)77、夹紧传动链条78的传动使得夹紧丝杠76上的夹紧丝杠螺母42相对夹紧丝杠76向内移动实现左箱6和右箱5相对向内运动,从而实现与箱体相连的提升装置中的缠绕顶针(14,15)向内运动夹紧线盘,在此过程中由于缠绕顶针(14,15)与箱体的连接是通过摆臂31、弹簧27、钢丝绳58等,使得缠绕顶针(14,15)的向内的夹盘过程中避免了与线盘刚性接触,防止缠绕顶针(14,15)对线盘造成啃盘降低线盘的使用寿命,此外夹紧从动链轮77内配装配扭矩限制器,扭矩可视情加以设定,既保持了合适的夹紧力,有可避免夹紧驱动电机及传动机构因过载而损坏;在线盘被夹盘装置夹紧后,通过电气柜4控制气缸23的活塞杆向上提升,带动与气缸23活塞杆相连的钢丝绳58上端向上运动,使得钢丝绳58穿过的钢丝绳导轮56在钢丝绳58的带动下向上运动实现摆臂31相对侧箱(6,5)向上转动,使得摆臂31中部的缠绕顶针(14,15)整体向上移动实现线盘的提升;线盘提升至合适的高度后停止气缸动作,通过电气柜4控制行走减速电机48工作,使得主动同步带轮49转动,通过同步齿型带51的传动带动从动同步带轮52转动使得与之相连的行走驱动轴54转动,带动行走驱动轴54两端的行走导向轮53和行走随动轮55转动,行走导向轮53与地面轨道转动配合,在地面轨道的导向下带动设备整体行走;当本设备行走至生产合适位置后控制行走减速电机48停止工作。控制缠绕减速电机10工作,使得与缠绕减速电机10相连的缠绕驱动顶针14转动,带动被缠绕顶针(14,15)夹住的夹盘转动使得夹盘另一端的缠绕随动顶针15随之转动实现收放线,在收放线过程中,电缆或电线是多层排列在线盘上,因而缠绕装置每旋转一圈,水平方向需要电气柜4控制行走减速电机48工作带动本设备移动一个线经的距离,“单动”工作模式下依靠人工操作协调,“联动”模式下由控制设备通过控制算法自动实现;线盘收排线结束后,电气柜4控制控制气缸23的活塞杆向下伸出,使得与气缸23活塞杆相连的钢丝绳58放松,在钢丝绳导轮56和摆臂31重力的作用下带动摆臂31相对侧箱(6,5)向下转动,实现缠绕顶针(14,15)向下运动最终着地,替换下一个线盘可重复上述工作过程。

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