金属圆环链自动编结方法及编结装置

1.一种金属圆环链自动编结方法，其特征在于，a、定位：机械手(1)伸出，其手指(4)将已经进入工位的毛坯棒料(8)夹住；b、第一次成型：主弯链机构拉动毛坯棒料(8)的两端，使毛坯棒料(8)的两端绕芯模弯曲成U形棒料(18)；c、第二次成型：左侧弯链机构推动U形棒料(18)的左端，使左端进一步绕芯模弯曲至与U形棒料(18)的底部(19)平行；d、第三次成型：右侧弯链机构推动U形棒料(18)的右端，同时使左侧弯链机构复位，使右端进一步绕芯模弯曲至与U形棒料(18)的底部(19)平行，并使U形棒料(18)的左右两端相对，形成链环(20)，然后右侧弯链机构复位；e、取链环：芯模中的上芯模(6)与下芯模(7)相互上下分离，机械手(1)的手指(4)带动链环(20)向上摆动，再向后退回，将链环(20)从芯模中取出；f、翻转链环：上芯模(6)与下芯模(7)闭合，机械手(1)向下摆动，同时绕其轴线旋转90°，使链环(20)成垂直状，并使该链环(20)的开口方向与隔开一个的链环的开口方向相同，再向前送进，将链环(20)垂直送入闭合的芯模凹槽中，等待下一个毛坯棒料(8)送入；然后，g、回转复位：机械手(1)的手指(4)松开，并退回，再反方向旋转90°复位；完成一个工作循环。
2.一种金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，可以沿其轴线前进与后退的、还可以绕其轴线转动的机械手(1)，在机械手(1)的端部有可以张开与闭合的手指(4)；可以上下分离与闭合的上芯模(6)与下芯模(7)；主弯链机构，包括一滑块(12)，在滑块(12)上连接弯链主油缸(10)的活塞杆，及左弯链机构中的左弯链油缸(14)与右弯链机构中的右弯链油缸(11)，左弯链油缸(14)的活塞杆与L形左弯链杠杆(15)的中部连接，L形左弯链杠杆(15)的一端与设置于滑块(12)上的销轴(A)铰接，另一端安装左弯链滚轮(5)，右弯链油缸(11)的活塞杆与L形右弯链杠杆(9)的中部连接，L形右弯链杠杆(9)的一端同样与销轴(A)铰接，另一端安装右弯链滚轮(16)。
3.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，在滑块(12)上分别设置用于限制左、右弯链油缸(14)、(11)的活塞杆的移动距离的传感器(13)。
4.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，在机械手(1)上安装可以带动机械手(1)绕其轴线转动的翻转机构(2)，在翻转机构(2)内有翻转油缸。
5.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，在机械手(1)上有垂直于机械手(1)的轴线、并呈水平向的销轴(17)，及可以驱动机械手(1)绕销轴(17)转动的摆动机构(3)。
6.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，在机械手(1)上设置用于驱动机械手(1)前进与后退的油缸，及用于夹紧和松开其手指(4)的油缸。
7.根据权利要求6所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，用于驱动机械手(1)前进与后退的油缸与用于夹紧和松开其手指(4)的油缸为穿接油缸。
8.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，左、右弯链滚轮(5)、(16)的圆周面上设置与链环毛坯棒料(8)的横断面形状相吻合的弧形槽。
9.根据权利要求2所述金属圆环链自动编结方法所用的编结装置，其特征在于，在上下芯模(6)、(7)上，沿闭合接合面对称开有1/4圆弧槽，闭合后在芯模周圈形成一个半环槽，此1/4圆弧槽与毛坯棒料(8)的直径相吻合。

金属圆环链自动编结方法及编结装置\n技术领域\n本发明涉及金属加工技术，具体地说是一种圆环链的自动编结方法及编结装置。\n背景技术\n目前，圆环链的生产主要采用手工操作、冲床冲压成形编结。生产时，手工将毛坯棒料放入模腔，经压弯、挂环、再压弯进行编结。这种方法的缺陷是：1.手工操作劳动强度大，工伤事故频繁。2.毛坯棒料尺寸在弯曲变形部位径向尺寸减小，材料内部结构有撕裂缺陷和趋势，影响链环抗拉强度。3.接口缝隙不均匀，影响焊接质量。4.接口端头易产生错位。5.受压表面产生挤压伤，影响表面质量。\n发明内容\n本发明的目的在于寻求一种金属圆环链自动编结方法及编结装置，将现有手工生产方式提升为自动化生产方式，有效解决了当今生产中工人劳动强度大，伤手事故频繁的问题，提高了产品质量，并可使链条无限长地编结。\n按照本发明所提供的方案，金属圆环链自动编结方法包括：a、定位：机械手伸出，其手指将已经进入工位的毛坯棒料夹住；b、第一次成型：主弯链机构拉动毛坯棒料的两端，使毛坯棒料的两端绕芯模弯曲成U形棒料；c、第二次成型：左侧弯链机构推动U形棒料的左端，使左端进一步绕芯模弯曲至与U形棒料的底部平行；d、第三次成型：右侧弯链机构推动U形棒料的右端，同时使左侧弯链机构复位，使右端进一步绕芯模弯曲至与U形棒料的底部平行，并使U形棒料的左右两端相对，形成链环，然后右侧弯链机构复位；e、取链环：芯模中的上芯模与下芯模相互上下分离，机械手的手指带动链环向上摆动，再向后退回，将链环从芯模中取出；f、翻转链环：上芯模与下芯模闭合，机械手向下摆动，同时绕其轴线旋转90°，使链环成垂直状，并使该链环的开口方向与隔开一个的链环的开口方向相同，再向前送进，将链环垂直送入闭合的芯模凹槽中，等待下一个毛坯棒料送入；然后，g、回转复位：机械手的手指松开，并退回，再反方向旋转90°复位；完成一个工作循环。\n这种金属圆环链自动编结方法所用的编结装置包括：可以沿其轴线前进与后退的、还可以绕其轴线转动的机械手，在机械手的端部有可以张开与闭合的手指；可以上下分离与闭合的上芯模与下芯模；主弯链机构，包括一滑块，在滑块上连接弯链主油缸的活塞杆，及左弯链机构中的左弯链油缸与右弯链机构中的右弯链油缸，左弯链油缸的活塞杆与L形左弯链杠杆的中部连接，L形左弯链杠杆的一端与设置于滑块上的销轴铰接，另一端安装左弯链滚轮，右弯链油缸的活塞杆与L形右弯链杠杆的中部连接，L形右弯链杠杆的一端同样与销轴铰接，另一端安装右弯链滚轮。\n在滑块上分别设置用于限制左、右弯链油缸的活塞杆的移动距离的传感器。在机械手上安装可以带动机械手绕其轴线转动的翻转机构，在翻转机构内有翻转油缸。\n在机械手上有垂直于机械手的轴线、并呈水平向的销轴，及可以驱动机械手绕销轴转动的摆动机构。在机械手上设置用于驱动机械手前进与后退的油缸，及用于夹紧和松开其手指的油缸。用于驱动机械手前进与后退的油缸与用于夹紧和松开其手指的油缸为穿接油缸。\n左、右弯链滚轮的圆周面上设置与链环毛坯棒料的横断面形状相吻合的弧形槽。在上下芯模上，沿闭合接合面对称开有1/4圆弧槽，闭合后在芯模周圈形成一个半环槽，此1/4圆弧槽与毛坯棒料的直径相吻合。\n本发明将现有手工生产方式提升为自动化生产方式，有效解决了当今生产中工人劳动强度大，伤手事故频繁的问题，提高了产品质量，并可使链条无限长地编结。采用机、电、液一体化的方法将弯链机构、机械手、芯模机构有机结合，使弯链过程自动化实现。其工作原理是利用液压传递动力，使弯链机构、机械手、芯模机构得到动作，各动作控制由位置开关传递信号给相关控制机构。\n编结装置主要由三部分组成，1.弯链机构，包括主弯链机构、左弯链机构及右弯链机构，弯链机构由滑块、弯链主油缸、左右弯链油缸及左右弯链滚轮、弯链杠杆等组成。弯链主油缸固定于机架，带动一滑块。左、右弯链油缸固定于滑块，左、右弯链油缸的两个活塞杆端各连接一弯链杠杆，弯链杠杆有呈三角形分布的三个铰轴孔。其中一个孔共用销轴A连接于滑块。左、右弯链滚轮分别装在两个弯链杠杆上。左、右弯链滚轮的圆周面上设置与链环毛坯棒料的横断面形状相吻合的弧形槽。2.机械手机构，机械手装有两个手指，用于夹紧取放毛坯棒料。机械手主要由前进后退油缸、夹紧松开油缸、左右翻转油缸、上下摆动油缸构成。前进后退、夹紧松开油缸为穿接油缸，翻转油缸与前进后退油缸呈十字布置，摆动油缸在前进后退油缸下部与之铰接式相连。3.芯模机构，芯模由活动和固定的上下芯模组成，有开闭功能，下芯模与机架连接。芯模按不同产品规格制作。上下芯模闭合后其模腔尺寸与链环内部弧形尺寸吻合。开闭功能以实现取放毛坯棒料。所谓穿接油缸是指夹紧松开油缸的活塞杆穿过本发明可实现生产自动化，生产效率高，减轻工人劳动强度，生产过程安全可靠，产品质量稳定，表面质量改善，形状尺寸精度有保证，材料机械性能不受破坏。\n附图说明\n图1是本发明自动弯链装置机构简图。\n图2弯链过程示意图。\n图2a是链环毛坯棒料就位待弯状态。\n图2b是第一步弯曲，将毛坯棒料弯曲成U形棒料。\n图2c是第二步弯曲，将U形棒料的一端弯曲成半环形。\n图2d是将U形棒料的另一端弯曲成半环形。使U形棒料弯成一个链环。\n图3是弯链过程芯模位置图。\n图中a示图是待弯链状态，上下芯模闭合。b示图是第一步弯曲，上下芯模闭合。c示图是第二步弯曲，上下芯模闭合。d示图是第三步弯曲，(已弯成链环)上下芯模闭合。e示图是在取出链环，上下芯模打开位置。f示图是已取出链环，上下芯模闭合位置。g示图是链环依x轴翻转90°后进入下道连接工位，上下芯模闭合位置。\n图4是弯链轮各工位示意图。\n图中I为工位一，是毛坯棒料8待弯状态时，弯链滚轮的位置；II为工位二，是毛坯棒料8弯成U形棒料18时，弯链滚轮位置；III为工位三，是U形棒料18的一端弯成半圆环时，弯链滚轮的位置；IV为工位四，是U形棒料18的另一端弯成半圆环，形成链环20时，弯链滚轮的位置。\n具体实施方式\n金属圆环链自动编结装置如图1所示：由三部分组成，1.机械手机构，2.弯链机构，3.芯模机构。机械手机构中，机械手可前进和后退。其动作由用于驱动机械手1前进与后退的油缸完成。机械手1前进是去夹住或送进毛坯棒料8，后退是将链环20取回待翻转。机械手1的手指4可张开和闭合。其动作由油缸完成。机械手1伸出到位，其手指4张开再闭合，夹住毛坯棒料8，使毛坯棒料8在弯曲过程中稳定在其位置。\n机械手1可左右翻转90°。其动作由翻转机构2中的翻转油缸完成。在链环弯成后，机械手1将夹住的链环20从芯模上取回，左或右翻转90°。\n机械手1可上下摆动。其动作由与串联油缸铰接的摆动油缸3完成。链环20弯成后，上芯模6打开，机械手1绕其销轴17向上摆动，将夹住的链环20从芯模上取回，向下摆动，翻转90°后再送至下一工位。\n在弯链过程中，用于驱动机械手1前进与后退的油缸对夹住的U形棒料18的底部19给一个顶紧力。此力对U形棒料18的底部19在弯曲过程中的拱起变形进行控制。\n机械手机构与机架铰接式连接。\n在自动弯链装置中，弯链机构由左、右弯链滚轮5、16，左右弯链杠杆15、9，弯链主油缸10、左右弯链油缸14、11，滑块12、传感器13等组成。\n在弯链机构中，弯链主油缸10与机架固定连接，弯链主油缸10的活塞杆与滑块12固定连接。滑块12可直线运动。左右弯链滚轮5、16在滑块12运动中先将毛坯棒料8依芯模弯曲成U形棒料18。\n有左、右弯链油缸14、11与滑块12固定连接，其活塞杆分别连接L形左右弯链杠杆15、9，左右弯链滚轮5、16分别安装于L形左右弯链杠杆15、9的一端。左、右弯链油缸14、11分先、后运动，分别带动左右弯链滚轮5、16，将已经弯曲的U形棒料18的两端头分别弯成环形的链环20。\n左、右弯链杠杆15、9上分别有呈三角形分布的三个铰轴孔，其内侧轴孔共用销轴A铰接于滑块12上。当左弯链油缸14或右弯链油缸11运动时，其活塞杆分别推动左弯链杠杆15或右弯链杠杆9，左弯链杠杆15或右弯链杠杆9绕销轴A摆动，使左弯链滚轮5或右弯链滚轮16在左弯链杠杆15或右弯链杠杆9摆动中，将毛坯棒料8进一步弯成环形的链环。左弯链油缸14与左弯链杠杆15及右弯链油缸11与右弯链杠杆9之间为活动连接。\n在左、右弯链杠杆15、9上分别安装有一个弯链滚轮5、16，弯链滚轮5、16的圆周面开有一个与毛坯棒料8的直径吻合的弧形槽。在弯环过程中，毛坯棒料8沿芯模在弯链滚轮的弧形槽内变形。\n在自动弯链装置中，有一种按产品规格设计的芯模，芯模由上芯模6与下芯模7组成。上芯模6由一个油缸控制，可上下运动。弯链时，上下芯模6、7闭合，取链时上下芯模6、7打开。上下芯模6、7上，沿闭合接合面对称开有1/4圆弧槽，闭合后在芯模周圈形成一个半环槽，此弧槽与U形棒料18的直径相吻合。\n金属圆环链的自动编结方法如图2、3、4所示。\n第一步，冷态或热态的圆环链毛坯棒料8自动送入工位(图2a)，机械手1伸出，其手指4张开夹住毛坯棒料8的中部。弯链主油缸10动作(图2b)，使滑块12运动，再带动两个弯链滚轮5、16移动，拉动毛坯棒料8的两端，迫使毛坯棒料8在芯模上弯成U形棒料18。\n第二步，左弯链油缸14动作，其活塞杆推出(图2c)，使左弯链杠杆15摆动，左弯链滚轮5随之摆动，向内滚轧U形棒料18的端部，将U形棒料18的一端沿芯模模腔进一步弯曲至与U形棒料18的直线状底部19平行到位后。\n第三步，右弯链油缸11动作，带动右弯链杠杆9摆动(图2d)，同时左弯链油缸14复位，通过左弯链杠杆15带动左弯链滚轮5退回右弯链滚轮16随之摆动向内滚轧U形棒料18的另一端。将U形棒料18的另一端沿芯模模腔弯曲至与U形棒料18的底部19平行，并使该端与第二步中已经弯弯曲到位的那一端相对接触，形成链环20。\n第四步，上芯模6在其油缸的带动下向上移动，使上下芯模相互分离，机械手1的手指4夹住已经弯成的链环20先向上摆动(图3e)，再向后退回，将链环20从芯模中取出(图3f)。\n第五步，上芯模6向下移动，与下芯模7闭合。机械手1向下摆动，并翻转90°，再向前送进，将链环20垂直送入闭合的芯模凹槽中，等待下一个毛坯棒料8的送入，完成一个工作循环。\n在弯链过程中，其芯模工作位置如图3所示。\n图3a为上下芯模6、7闭合状态，毛坯棒料8进入工位，送进上一次弯好的链环20。图3b为上下芯模闭合，将毛坯棒料8弯成U形棒料18。图3c为上下芯模6、7闭合，将U形棒料18的一端弯成半圆环。图3d为上下芯模6、7闭合，将U形棒料18的另一端弯成半圆环，合成一完整的链环20。图3e为上下芯模6、7打开，将弯好的链环20从下芯模7上取出。图3f为链环20取出，上下芯模6、7闭合。图3g为上下芯模6、7闭合，弯好的链环20送入再编结工位，等待下一节链环20的编结。\n在自动编结链环方法实施例中，各工作过程弯链滚轮工位见图4。图4中，工位一是待弯毛坯棒料8进入工位时，左、右弯链滚轮5、16所在的位置。工位二是毛坯棒料8沿芯模被弯曲成U形棒料18时，左、右弯链滚轮5、16所在的位置。工位三是U形棒料18的左端弯曲成形时，左弯链滚轮5所在的位置。工位四是U形棒料18的右端弯曲成形后，右弯链滚轮16所在的位置。图中箭头所指的是弯链滚轮的运动方向。