針對(duì)不銹鋼管自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的疊垛模塊,在分析不銹鋼管疊垛方案的基礎(chǔ)上,對(duì)采用的十字臂旋轉(zhuǎn)疊垛裝置進(jìn)行多處創(chuàng)新設(shè)計(jì),使十字臂旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能夠精確定位,并使夾持氣缸夾緊及松開(kāi)能準(zhǔn)確控制,實(shí)現(xiàn)6種不同規(guī)格不銹鋼管的自動(dòng)疊垛。實(shí)踐證明,該裝置整機(jī)性能穩(wěn)定可靠,提高了不銹鋼管包裝生產(chǎn)效率和企業(yè)的自動(dòng)化水平,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。
【部分圖文】：

疊垛機(jī)構(gòu)位于纏繞段，每疊垛一層疊垛機(jī)構(gòu)下降一個(gè)不銹鋼管高度，直至疊滿10層或5層，再一起下降，將疊好的不銹鋼管放在纏繞段輸送帶上向前輸送。如圖1所示，擬定兩種疊垛方案將不銹鋼管從放料段移動(dòng)到疊垛機(jī)構(gòu)上。方案一如圖1(a）所示，由行走小車、升降機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、疊垛機(jī)構(gòu)組成，升降機(jī)構(gòu)固定在行車小車上，當(dāng)行走小車位于實(shí)線位置時(shí)，升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)下降，夾持機(jī)構(gòu)從兩端夾住不銹鋼管，然后升降機(jī)構(gòu)上升，行走小車運(yùn)動(dòng)倒虛線位置處時(shí)，升降機(jī)構(gòu)下降，夾持機(jī)構(gòu)將不銹鋼管疊垛，之后升降機(jī)構(gòu)上升，行走小車返回實(shí)線位置，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。方案二如圖1(b）所示，在放料段和纏繞段之間，采用十字旋轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)，在十字臂1和十字臂2上均固定了夾持機(jī)構(gòu)，當(dāng)十字臂1處于水平位置時(shí)，其上的夾持機(jī)構(gòu)從兩端夾緊一層10根不銹鋼管，十字臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)900，十字臂2處于處于水平位置，十字臂2上的夾持機(jī)構(gòu)從兩端夾緊一層10根不銹鋼管，十字臂順時(shí)針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)900，十字臂1上夾持機(jī)構(gòu)松開(kāi)不銹鋼管，將一層不銹鋼管放在疊垛機(jī)構(gòu)上，之后十字臂再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)900，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。第一種方案中行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度不大，但由于涉及多個(gè)動(dòng)作，如小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)、升降機(jī)構(gòu)的上升與下降、抓取機(jī)構(gòu)的夾緊與松開(kāi)，疊垛效率較低。第二種方案采用十字臂旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)，十字臂一端夾緊不銹鋼管，另一端松開(kāi)不銹鋼管進(jìn)行疊垛，疊垛效率較高，但該方案難點(diǎn)在于十字臂旋轉(zhuǎn)過(guò)程的準(zhǔn)確定位，且每個(gè)十字臂上夾持機(jī)構(gòu)夾緊及松開(kāi)時(shí)不能互相影響。通過(guò)以上分析，方案二疊垛效率高于方案一，解決十字臂旋轉(zhuǎn)過(guò)程的精確定位，并準(zhǔn)確控制夾持機(jī)構(gòu)夾緊及松開(kāi)，選擇方案二較優(yōu)。

十字臂旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)如圖2所示，包括：十字臂1、十字臂2、主軸、氣缸、步進(jìn)電機(jī)、單向軸承、帶座軸承、電刷、氣管接頭和機(jī)架等；十字臂及每個(gè)臂上的氣缸固定座通過(guò)焊接加工在一起，兩個(gè)十字臂通過(guò)鍵連接分別安裝在主軸的兩端，每個(gè)十字臂的四個(gè)臂端上，通過(guò)氣缸固定座分別固定一個(gè)TN系列雙軸氣缸，各個(gè)氣缸的工作部位固定一塊硅膠板，以用來(lái)增大摩擦夾緊不銹鋼管，通過(guò)氣缸固定座條形孔調(diào)節(jié)氣缸的固定位置，以適應(yīng)不同規(guī)格不銹鋼管的夾持；主軸通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在步進(jìn)電機(jī)和轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置減速機(jī)，減速機(jī)通過(guò)鍵連接和安裝座分別安裝在轉(zhuǎn)軸和機(jī)架的中間部位。主軸的兩端通過(guò)帶座軸承、中間通過(guò)兩個(gè)單向軸承座固定在機(jī)架上；電刷用來(lái)切換氣缸的通電狀態(tài)，使氣缸在放料段夾緊不銹鋼管，在疊垛段松開(kāi)不銹鋼管；氣管接頭與氣管的進(jìn)氣口滑動(dòng)接觸，使十字臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣管接頭始終與各氣缸的進(jìn)氣口、排氣口連通。為了解決十字臂旋轉(zhuǎn)過(guò)程的精確定位，并準(zhǔn)確控制夾持氣缸夾緊及松開(kāi)，該機(jī)構(gòu)做了如下創(chuàng)新設(shè)計(jì)：

(1）選用110BYG步進(jìn)電機(jī)，減速機(jī)選用減速比大且具有反向自鎖功能的渦輪蝸桿減速機(jī)，型號(hào)為NMRV9040-80B5。因主軸直徑為?40、長(zhǎng)度為1658mm，為了加強(qiáng)對(duì)主軸的支撐，設(shè)計(jì)如圖3所示的單向軸承座，每個(gè)單向軸承座安裝兩個(gè)單向軸承。(2）采用的電刷包括5路集電環(huán)及碳刷，將4個(gè)電磁閥的正極分別通過(guò)碳刷接在5路集電環(huán)的4個(gè)觸頭上，將4個(gè)電磁閥的負(fù)極均接在5路集電環(huán)的1個(gè)觸頭上，實(shí)現(xiàn)電源信號(hào)傳送以控制氣缸的夾緊及松開(kāi)，電刷安裝在位于十字臂和帶座軸承之間的主軸上。
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