用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置及其缠丝方法

1.本发明涉及机械自动化领域，特别涉及一种用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置及其缠丝方法。


背景技术：

2.在目前清洁能源的组成中，风电已经是不可或缺的一部分。在扇叶生产过程中要对螺栓套进行缠绕玻璃丝的操作以增强稳定性。目前对螺栓套进行缠丝作业绝大多数还需人工进行，人工缠丝效率较低，工人长期重复同一动作进行缠丝，对身体伤害较大且不能保证缠丝稳定的合格率。
3.人工缠丝作业不仅效率较低不能连续作业，而且人工缠绕玻璃丝的张紧度的不同，会导致有的玻璃丝会松散脱落，影响正常叶片的生产工作，更重要的是玻璃丝张紧度的不同也会影响后续叶片根部预埋螺栓套的强度，从而影响风电机组的工作性能。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置及其缠丝方法，主要通过将多个相同的转轴安装在同一个转盘上，第二交流电机负责转盘的转动，第一交流电机负责带动转轴进行缠丝作业，同时通过传送推送组件中推送支架与第二导轨连接的推送杆上的旋转头实现螺栓套自动插入对应的转轴，推送杆末端的旋转头在顶紧螺栓套的同时辅助缠丝作业，提高螺栓套传送效率，最终提高生产效率和缠丝的合格率，实现了对螺栓套缠丝的自动化连续作业。
5.本发明提供了一种用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置，其包括型材组件、缠丝组件、转盘组件和传送推送组件，所述型材组件，由多个长度不等且截面相同的型材拼接组成，所述缠丝组件、所述转盘组件和所述传送推送组件分别与所述型材组件的第一安装端、第二安装端和第三安装端固连。所述缠丝组件，其包括第一交流电机、转轴、第二底板、第一导向传输组件、第一导向传输组件驱动电机、第一交流电机支撑板、棘轮组件和联轴器，所述导向传输组件包括导向传输组件的导轨、滑台、丝杠和丝杠螺母，滑台一端与丝杠螺母固连，丝杠的一端为输入端，所述第一导向传输组件的固定端通过第二底板和所述型材组件的第一安装端固连，所述第一导向传输组件的输入端和所述第一导向传输组件驱动电机的输出端连接，所述第一交流电机支撑板的第一端和所述第一导向传输组件的滑台固定连接，所述第一交流电机支撑板的第二端和所述第一交流电机的外壳连接部固定连接，所述第一交流电机的输出端和所述联轴器的第一端连接，所述联轴器的第二端通过棘轮组件和所述转轴的第一端连接。所述转盘组件，其包括剪刀、转盘、第一底板、第二交流电机和第四联轴器，所述第二交流电机的外壳连接部通过第一底板和所述型材组件的第二安装端固连，所述第二交流电机的输出轴通过第四联轴器和所述转盘的输入端连接，所述转轴的第二端伸出所述转盘的第一安装端，所述剪刀固定端和所述转盘的第二安装端固连。所述传送推送组件，其包括传送带、推送盒、旋转头、推送杆、推送支架、第二导向传输组件驱动电
机、第二导向传输组件、第三底板、第一止推轴承端盖和止推轴承，所述传送带、所述推送盒和所述第三底板的固定端分别与所述型材组件中第三安装端的三个不同位置固定连接，所述传送带的输出端和所述推送盒的接收端接触，所述第二导向传输组件的固定端和所述第三底板的安装端固定连接，所述第二导向传输组件驱动电机的输出端通过第六联轴器和所述第二导向传输组件的输入端连接，所述第二导向传输组件的滑台和所述推送支架的第一端固定连接，所述推送支架的第二端和所述推送杆的第一端固定连接，所述推送杆的第二端通过第二止推轴承和所述旋转头的第一安装端连接，所述旋转头的第二安装端通过第一止推轴承和所述第一止推轴承端盖连接。
6.可优选的是，还包括棘轮组件，其包括棘爪、棘轮和棘爪轴，所述棘爪的第一端和所述棘轮的齿端接触，所述棘爪的第二端设有棘爪轴，所述棘爪轴和所述转盘的第三安装端固定连接，所述棘轮的轴端和所述联轴器的第二端连接。
7.可优选的是，所述转轴，其包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴和所述第四转轴的轴线和所述转盘的轴线互相平行；所述剪刀，其包括第一剪刀、第二剪刀、第三剪刀和第四剪刀。
8.可优选的是，所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴和所述第四转轴在转盘的安装端均布在同一圆周上；所述第一剪刀、所述第二剪刀、所述第三剪刀和所述第四剪刀在转盘的安装端均布在同一圆周上。
9.可优选的是，所述剪刀和所述转盘中心的连线与所述转轴和所述转盘中心的连线的夹角为45
°
；所述转轴安装端所在圆周直径大于所述剪刀安装端所在的圆周直径。
10.在一个具体实施方式中，在所述传送推送组件中，内六角螺栓依次穿过第一止推轴承端盖、第一止推轴承、旋转头和第二止推轴承上的螺纹孔和推送杆上的螺纹固定连接。
11.本发明的另外一方面，提供一种用于前述螺栓套的多轴自动连续缠丝装置的缠丝方法，其包括以下步骤：
12.s1、启动第二交流电机，使其通过第四联轴器带动转盘转动，直到第一转轴转到与第一交流电机连接的位置停止；
13.s2、启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向靠近转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端通过第一联轴器和第一转轴的第一端连接；
14.s3、通过传送推送组件中的传送带将上一工位的螺栓套传送到推送盒中，并启动第二导向传输组件驱动电机，利用通过推送支架与第二导向传输组件连接的推送杆上的旋转头将螺栓套送到第一转轴并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝结束后第二导向传输组件的滑台带动推送杆后退；
15.s4、在第一转轴完成玻璃丝缠绕后，启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向远离转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端和第一联轴器断开；
16.s5、启动第二交流电机，使其通过第四联轴器带动转盘顺时针转动90
°
，直到第二转轴转到与第一交流电机连接的位置停止；
17.s6、通过传送推送组件中的传送带将螺栓套传送到推送盒中，并启动第二导向传输组件驱动电机，利用通过推送支架与第二导向传输组件连接的推送杆上的旋转头将螺栓
套送到第二转轴并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝结束后第二导向传输组件的滑台带动推送杆后退；
18.s7、启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向靠近转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端通过第五联轴器和第二转轴的第一端连接；
19.s8、在第二转轴完成玻璃丝缠绕后，启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件带动第一交流电机向远离转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端和第五联轴器断开；
20.s9、启动第二交流电机，使其通过第四联轴器带动转盘顺时针转动90
°
，直到第三转轴转到与第一交流电机连接的位置停止；
21.s10、通过传送推送组件中的传送带将上一工位的螺栓套传送到推送盒中，并启动第二导向传输组件驱动电机，利用通过推送支架与第二导向传输组件连接的推送杆上的旋转头将螺栓套送到第三转轴并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝结束后第二导向传输组件的滑台带动推送杆后退；
22.s11、启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向靠近转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端通过第三联轴器和第三转轴的第一端连接；
23.s12、在第三转轴完成玻璃丝缠绕后，利用第一剪刀将第一转轴缠绕的螺栓套取下，并启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向远离转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端和第三联轴器断开；
24.s13、启动第二交流电机，使其通过第四联轴器带动转盘顺时针转动90
°
，直到第四转轴转到与第一交流电机连接的位置停止；
25.s14、通过传送推送组件中的传送带将螺栓套传送到推送盒中，并启动第二导向传输组件驱动电机，利用通过推送支架与第二导向传输组件连接的推送杆上的旋转头将螺栓套送到第四转轴并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝结束后第二导向传输组件的滑台带动推送杆后退；
26.s15、启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向靠近转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端通过第二联轴器和第四转轴的第一端连接；
27.s16、在第四转轴完成玻璃丝缠绕后，利用第二剪刀将第二转轴缠绕的螺栓套取下，并启动第一导向传输组件驱动电机，通过第一导向传输组件的滑台带动第一交流电机向远离转盘的方向运动，直到第一交流电机的输出端和第二联轴器断开；
28.s17、重复步骤s1-s16，完成连续自动缠绕玻璃丝的作业。
29.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
30.1.本发明通过传送推送组件中的传送机构可以和生产流水线连接，直接接受加工完成的螺栓套，减少转运过程，提高生产效率；传送推送组件中的推送机构可以实现螺栓套自动插入转轴，同时推送杆末端的旋转头在顶紧螺栓套的同时辅助缠丝作业，提高螺栓套传送效率。
31.2.本发明通过多个转轴安装在同一个转盘上，一个电机负责大转盘的转动，一个
电机负责带动转轴进行缠丝作业，减少了电机的使用，提高了缠丝的效率，多轴缠丝自动化设备可以代替人工完成缠丝工作，同时能提高生产效率和缠丝的合格率。
32.3.本发明通过转盘的转动和棘轮组件，可以保证转轴上已缠好玻璃丝的螺栓套的玻璃丝不松散，同时未切断的玻璃丝能保证缠丝的连续性，实现了对螺栓套缠丝的自动化连续作业。
附图说明
33.图1为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置的整体结构图；
34.图2为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置的缠丝组件的正视图；
35.图3为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置的缠丝组件的右视图；
36.图4为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置的缠丝组件的左视图；
37.图5为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置中缠丝组件的棘轮机构的局部放大图；
38.图6为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置中传送推送组件的整体结构图；
39.图7为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置中推送组件的整体结构图；
40.图8为本发明用于螺栓套的多轴自动连续缠丝方法的方法过程流程图。
41.主要附图标记：
42.第一交流电机1，转盘2，第一转轴3，第一剪刀4，第二转轴5，第二剪刀6，第三转轴7，第三剪刀8，第四转轴9，第四剪刀10，型材11，第一底板12，第二底板13，第一导向传输组件14，第一导向传输组件驱动电机15，第二交流电机16，第一联轴器17，第二联轴器18，第三联轴器19，第四联轴器20，第一棘轮机构21，第二棘轮机构22，第三棘轮机构23，第一交流电机支撑板24，第四棘轮机构25，第五联轴器26，棘爪27，棘轮28，棘爪轴29，传送带30，推送盒31，旋转头32，推送杆33，推送支架34，第二导向传输组件驱动电机35，第二导向传输组件36，第三底板37，内六角螺栓38，第一止推轴承端盖39，第一止推轴承40，第二止推轴承41，第六联轴器42。
具体实施方式
43.为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
44.针对现有人工对螺栓套缠玻璃丝的方式自动化程度低，本发明提供一种用于风电行业叶片根部螺栓套的多轴自动连续缠丝装置，如图1至图4所示，包括缠丝组件、转盘组件、传送推送组件和型材组件，型材组件，由多个长度不等且截面相同的型材11拼接组成，每两个相邻型材11互相垂直，且通过型材11上的条形凹槽和螺丝螺母进行固定联接，型材11构成长方体的型材框架；多轴组件、转盘组件和传送推送组件分别与型材组件的第一安装端、第二安装端和第三安装端固连。
45.缠丝组件，如图2和图3所示，包括第一交流电机1、第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7、第四转轴9、第二底板13、第一导向传输组件14、第一导向传输组件驱动电机15、第一交流电机支撑板24、第一棘轮组件21、第二棘轮组件22、第三棘轮组件23、第四棘轮组件25、第
一联轴器17、第二联轴器18、第三联轴器19和第五联轴器26，第一交流电机1随第一导向传输组件14的滑台进行直线运动，第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9随转盘2进行圆周运动，第一导向传输组件14的滑台通过第一导向传输组件驱动电机15带动导向传输组件的输入端驱动。
46.第一导向传输组件14的固定端通过第二底板13和型材组件的第一安装端固连，第一导向传输组件14的输入端和第一导向传输组件驱动电机15的输出端连接，第一交流电机支撑板24的第一端和第一导向传输组件14的滑台固定连接，第一交流电机支撑板24的第二端和第一交流电机1的外壳连接部固定连接，第一交流电机1的输出端依次与第一联轴器17、第二联轴器18、第三联轴器19或者第五联轴器26的第一端连接，第一联轴器17、第二联轴器18、第三联轴器19和第五联轴器26的第二端分别通过第一棘轮组件21、第二棘轮组件22、第三棘轮组件23和第四棘轮组件25与第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9的第一端固定连接。
47.优选地，第一棘轮组件21、第二棘轮组件22、第三棘轮组件23和第四棘轮组件25的结构相同。棘轮组件防止缠丝完成时的转轴反转，保持玻璃丝张紧力不变，如图5所示，包括棘爪27、棘轮28和棘爪轴29，棘爪27的第一端和棘轮28的齿端接触，棘爪27的第二端设有棘爪轴29，棘爪27与棘爪轴29间隙配合连接，棘爪轴29和转盘2的第三安装端固定连接，棘轮28的轴端和联轴器的第二端连接。
48.转盘组件，如图2和图4所示，包括第一剪刀4、第二剪刀6、第三剪刀8、第四剪刀10、转盘2、第一底板12、第二交流电机16和第四联轴器20，转盘2随第二交流电机16的输出轴转动。第二交流电机16的外壳通过第一底板12和型材组件的第二安装端固连，第二交流电机16的输出轴通过第四联轴器20和转盘2的输入端连接，第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9的第二端伸出转盘2的第一安装端，第一剪刀4、第二剪刀6、第三剪刀8和第四剪刀10的固定端分别与转盘2第二安装端的不同位置固连。
49.具体而言，第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9靠近转盘2的位置上具有齿状凸起，防止缠丝过程中的玻璃丝打滑；第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9的轴线和转盘2的轴线互相平行；第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9通过转动副联接在转盘2上，第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴9在转盘2的安装端均布在同一圆周上；第一剪刀4、第二剪刀6、第三剪刀8和第四剪刀10在转盘2的安装端均布在同一圆周上。
50.进一步地，剪刀和转盘2中心的连线与转轴和转盘2中心的连线的夹角为45
°
；转轴安装端所在圆周直径大于剪刀安装端所在的圆周直径。
51.传送推送组件，如图6和图7所示，包括传送带30、推送盒31、旋转头32、推送杆33、推送支架34、第二导向传输组件驱动电机35、第二导向传输组件36、第三底板37、第一止推轴承端盖39、第一止推轴承40和第二止推轴承41，传送带30、推送盒31和第三底板37的固定端分别与型材组件中第三安装端的三个不同位置固定连接，传送带30的输出端和推送盒31的接收端接触，第二导向传输组件的固定端和第三底板的安装端连接，第二导向传输组件驱动电机35的输出端通过第六联轴器42和第二导向传输组件36的输入端连接，第二导向传输组件36的滑台和推送支架34的第一端固定连接，推送支架34的第二端和推送杆33的第一端固定连接，推送杆33的第二端通过第二止推轴承41和旋转头32的第一安装端固定连接，
旋转头32的第二安装端通过第一止推轴承40和第一止推轴承端盖39固定连接。
52.优选地，传送带30和推送盒31组成传送组件，如图7所示，旋转头32、推送杆33、推送支架34、第二导向传输组件驱动电机35、第二导向传输组件36、内六角螺栓38、第一止推轴承端盖39、第一止推轴承40、第二止推轴承41和第六联轴器42组成推送组件，推送杆33随第二导向传输组件36进行直线运动。内六角螺栓38依次穿过第一止推轴承端盖39、第一止推轴承40、旋转头32和第二止推轴承41上的螺纹孔和推送杆33上的螺纹固定连接。
53.本发明的另一方面，一种用于螺栓套的多轴自动连续缠丝方法的具体步骤包括：首先，将上一工位的第一个螺栓套通过传送带30传送到推送盒31中，在推送组件的推送动作插入第一转轴3并顶紧，同时螺栓套靠近第一转轴3根部一端顶住浸胶的玻璃丝，第一转轴3开始转动进行缠丝，缠丝完成后，不剪断玻璃丝，推送杆33后退，转盘2顺时针转动90度，第二个螺栓套插入第二转轴5并压住玻璃丝，第二转轴5开始转动缠丝，缠丝完成后，不剪断玻璃丝，推送杆33后退，转盘2顺时针转动90度，第三个螺栓套插入第三转轴7并压住玻璃丝，第三转轴7开始转动的同时，通过第一剪刀4切断第一转轴3和第二转轴5之间的玻璃丝，取出第一转轴3上的螺栓套，即完成了缠丝，以此往复完成连续自动缠丝作业。
54.以下结合实施例对本发明一种用于螺栓套的多轴自动连续缠丝装置及其缠丝方法做进一步描述：
55.用于螺栓套的多轴自动连续缠丝方法，如图8所示，具体包括以下步骤：
56.s1、启动第二交流电机16，使其通过第四联轴器20带动转盘2转动，直到第一转轴3转到与第一交流电机1连接的位置停止。
57.s2、启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向靠近转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端通过第一联轴器17和第一转轴3的第一端连接。
58.s3、通过传送推送组件中的传送带30将上一工位的螺栓套传送到推送盒31中，并启动第二导向传输组件驱动电机35，利用通过推送支架34与第二导向传输组件36连接的推送杆33上的旋转头32将螺栓套送到第一转轴3并进行预紧将浸胶的玻璃丝顶住，缠丝完成后利用第二导向传输组件驱动电机35的滑台带动推送杆33后退，直到推送杆33和旋转头32完全退出推送盒31。
59.s4、在第一转轴3完成玻璃丝缠绕后，启动第一导轨电机15，通过第一导轨14带动第一交流电机1向远离转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端和第一联轴器17断开。
60.s5、启动第二交流电机16，使其通过第四联轴器20带动转盘2顺时针转动90
°
，直到第二转轴5转到与第一交流电机1连接的位置停止。
61.s6、通过传送推送组件中的传送带30将螺栓套传送到推送盒31中，并启动第二导向传输组件驱动电机35，利用通过推送支架34与第二导向传输组件36连接的推送杆33上的旋转头32将螺栓套送到第二转轴5并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝完成后利用第二导向传输组件驱动电机35的滑台带动推送杆33后退，直到推送杆33和旋转头32完全退出推送盒31。
62.s7、启动第一导向传输组件电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向靠近转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端通过第五联轴器26和第二转轴5的
第一端连接。
63.s8、在第二转轴5完成玻璃丝缠绕后，启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向远离转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端和第五联轴器26断开。
64.s9、启动第二交流电机16，使其通过第四联轴器20带动转盘2顺时针转动90
°
，直到第三转轴7转到与第一交流电机1连接的位置停止。
65.s10、通过传送推送组件中的传送带30将螺栓套传送到推送盒31中，并启动第二导向传输组件驱动电机35，利用通过推送支架34与第二导向传输组件36连接的推送杆33上的旋转头32将螺栓套送到第三转轴7并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝完成后利用第二导向传输组件驱动电机35的滑台带动推送杆33后退，直到推送杆33和旋转头32完全退出推送盒31。
66.s11、启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向靠近转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端通过第三联轴器19和第三转轴7的第一端连接。
67.s12、在第三转轴7完成玻璃丝缠绕后，利用第一剪刀4将第一转轴3缠绕的螺栓套取下，并启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向远离转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端和第三联轴器19断开。
68.s13、启动第二交流电机16，使其通过第四联轴器20带动转盘2顺时针转动90
°
，直到第四转轴9转到与第一交流电机1连接的位置停止。
69.s14、通过传送推送组件中的传送带30将螺栓套传送到推送盒31中，并启动第二导向传输组件驱动电机35，利用通过推送支架34与第二导向传输组件36连接的推送杆33上的旋转头32将螺栓套送到第四转轴9并进行预紧将玻璃丝顶住，缠丝完成后利用第二导向传输组件驱动电机35的滑台带动推送杆33后退，直到推送杆33和旋转头32完全退出推送盒31。
70.s15、启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向靠近转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端通过第二联轴器18和第四转轴9的第一端连接。
71.s16、在第四转轴9完成玻璃丝缠绕后，利用第二剪刀6将第二转轴5缠绕的螺栓套取下，并启动第一导向传输组件驱动电机15，通过第一导向传输组件14带动第一交流电机1向远离转盘2的方向运动，直到第一交流电机1的输出端和第二联轴器18断开。
72.s17、重复步骤s1-s16，完成连续自动缠绕玻璃丝的作业。
73.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。