一种气芯裁切机构的制作方法

1.此机构是一种用于进行气芯裁切加工并能自动检测产品裁切质量的机构，属于机械自动化领域。


背景技术：

2.气芯又叫气密芯或球子，主要用于运动球体内胎的进气和防止内胎漏气。气芯的主体是一小段上端中空，下端实心的柱体，在下端的侧面开一个小孔与中空部分相联通；也有的是上下端联通，中间安装单向阀的结构。在进行对于第二种气芯加工过程中由于气芯整体体积小，进行通孔加工时往往不能一次性完成通孔加工，需要先进行基础孔加工，再利用裁切模具进行基础孔贯通工序以及同时完成修剪毛边的后续工序。
3.因为后续工序是在之前的基础孔上进行再次裁切直至完成贯穿通孔，这样对产品通孔的同心要求非常高。为了完成上述工序，需要将本成品放置在裁切模具中利用先加工好基础孔定位，并完成裁切，裁切后还需进行裁切孔的同心检测。
4.而现有技术中，自动化生产中存在两种技术难点：一是对于裁切前的产品坯料不能正确放置，即坯料孔方向没有正确放置到裁切模具中，导致无法裁切。二是裁切后的产品同心要求造成的良品、废品不能分开收集，只能在裁切后的产品中抽样检测，进行概率性的产品检测，导致良品中存在废品的可能。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种气芯裁切机构,通过气芯坯料裁切前检测模组进行气芯坯料裁切前检测，将裁切前的坯料进行方向检测，使得放料方向正确。通过气芯坯料裁切后检测模组进行对裁切后的产品进行质量检测并将两者分开排料，实现了质量检测并进行产品分类，提高产品成品率，操作简单，便于量产和机械自动化。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种气芯裁切机构，人机操作装置，用于控制机构操作模式和产品流程监控；
7.电气控制箱，用于机构中电气元件之间的电性连接；
8.箱体，用于构成机构部件的安装空间；
9.还包括上料装置，用于气芯坯料的自动放料和补料；
10.气芯裁切装置，用于对气芯坯料裁切前进行放置方向检测，对气芯坯料进行裁切以及对裁切后的气芯进行质量检侧并进行良品、废品分类；
11.排料收集装置，用于产品裁切过程中的物料收集；
12.上料装置的放料出口与气芯裁切装置的入口连接；气芯裁切装置设有若干个出口，且每个出口都与不同排料装置连接；气芯坯料放进上料装置，经放料出口进入气芯裁切装置进行裁切后，同时进行气芯裁切前放置方向错误坯料的集中收集，以及对产品裁切后进行良品、废品检测并分类，再由不同的出口独立分开经排料装置收集后完成裁切。
13.具体的，上料装置包括皮带提升机和振动盘上料机，皮带提升机为上部开口内部中空的腔体结构，其底部设有传输皮带，传输皮带出口与振动盘上料机入口连接；振动盘上料机由振动电机驱动振动盘面进而使气芯坯料按照竖直方向进料；振动盘上料机的放料出口与气芯裁切装置入口连接。这样设置皮带提升机能一次性上足够量的产品坯料并通过皮带传输到振动盘上料机，可实现自动上料的目的，设置振动盘上料机是根据气芯坯料的一侧为实体，一侧为中控的重心不对称原理，在振动电机的振动作用下，上部中控的一端自然在重力影响下，自动朝上并通过振动盘上料机的内部通道完成产品的自动放料工序。
14.具体的，气芯裁切装置包括皮带线摆料定位模组、等距变矩夹爪、气芯坯料裁切前检测模组、裁切模组和气芯坯料裁切后检测模组；各模组之间安装有等距变矩夹爪；气芯坯料由皮带线摆料定位模组以固定数量为一个产品待取组进行分组，再由等距变矩夹爪抓取并放置到后续模组的工位上。设置皮带线摆料定位模组是为了便于利用皮带线上料，可精确控制产品位置，并能可预设数量为一组进行以组为单位的批次送料目的，同时通过等距变矩夹爪来实现各模组间的产品坯料的抓取或放置，提高工作效率，自动化程度高。
15.具体的，气芯坯料裁切前检测模组包括翻转模块、探针通电检测模块和方向剔除模块；翻转模块设有含有若干个定位槽的放置台和翻转电机，气芯坯料安装在定位槽内；放置台可由翻转电机进行方向翻转，且翻转模块可在垂直方向上进行上下移动；探针通电检测模块包括两组上下平行的探针平台，探针平台安装在放置台下方，探针平台上设有与定位槽一一对应的探针；探针小端垂直朝上，大端通过弹簧滑动安装在探针平台上，且其外接测试导线；方向剔除模块包括剔除夹爪、滑轨和位置调节皮带，剔除夹爪通过位置调节皮带滑动安装在滑轨上；方向剔除模块下方设有排料收集装置；气芯孔朝下采用翻转机构进行排列方向，并用探针通电方式进行甄别是否有单个或多个方向不同气芯，如果有，则在裁切前进行剔除到料盒内，再由人工将其倒入振动盘内，继续上料，实现了产品坯料裁切前的方向放置检测。
16.具体的，裁切模组包括裁切台、裁切刀和裁切刀自动定时注油器；设置裁切刀自动定时注油器可便于实现自动润滑，降温，清洗毛料以及延长裁切刀具的使用寿命。
17.具体的，气芯坯料裁切后检测模组包括裁切质量检测模块和良品、废品分类模块；裁切质量检测模块包括两个上、下平行的测试台，上测试台可向下测试台移动，之间形成气芯的测试空间；上测试台设有若干个钨钢测试棒；下测试台设有与钨钢测试棒一一对应的测试单元；测试单元包括直线导套、弹簧和通电元件，且其三者依次叠加固连，最下方的通电元件与下测试台固连；直线导套上端设有可与钨钢测试棒相导通的测试头；通过采用机械机构与探针通电检测裁切后产品是否贯穿及是否同心。弹簧将测试头弹起，下压测试时，若产品裁切孔没有贯穿或不同心，则测试头会由于弹簧作用下降，测试头与钨钢棒接触，导通输出信号，反之则不会导通表示产品裁切孔贯穿且同心。
18.具体的，良品、废品分类模块包括支架、产品切换台、气缸、废品排放管和良品收集器；气缸固连在支架上；支架设有滑槽，产品切换台通过气缸滑动安装在滑槽内；产品切换台设有若干个产品安装通道，且其侧面设有与安装通孔一一对应的针型气缸，每个针型气缸各自独立，用于控制通道开启或关闭；废品排放管为中空的两端开口的管状结构，一端设有用于收集废品的收集口，另一端设有用于排放废品的排放口；良品收集器为中空的两端开口的管状结构，一端设有用于收集良品的收集口，另一端设有用于排放良品的排放口。这
样设置废品单个同时排除机构，可缩短排料时间，可将单独废品剔除，实现良品、废品的单独分类收集。
19.具体的，排料收集装置包括气芯裁切前收集盒、气芯裁切后废品收集盒和气芯裁切后良品收集模块；气芯裁切前收集盒放置于方向剔除模块；气芯裁切后废品收集盒包括盒盖和盒体，盒盖下侧设有定位槽，盒体通过定位槽与盒盖滑动连接，盒体内设有与产品安装通道数量一一对应的且各自独立的分格；每个分格与废品排放管的排放口连接；这样设置也可实现废品单独排放，并记录废品为哪个具体裁切刀，便于追溯裁切刀钝化程度，以达到及时更换的目的。
20.气芯裁切后良品收集模块包括皮带传输机、良品收集箱和取料推车；皮带传输机放置在良品收集器的排放口下方；良品收集箱为上部开口内部中空的箱体结构，通过放置在皮带传输机上收集良品产品，并通过取料推车将收集满的良品产品运输到指定位置。通过设置皮带传输机实现自动化收集作业，降低人员工作强度，提高工作效率。
21.具体的，人机操作装置包括人机界面和报警灯；人机界面通过plc控制整个机构运作，工作过程中，人机界面显示数量、时间参数，通过人机界面的操作控制机构的运行模式切换和机构运作的启动或停止。这样设置可以根据不同产品进行不同模式控制，提高产品成品率和便于自动化生产。
22.具体的，箱体包括上料装置安装台和气芯裁切装置安装台；气芯裁切装置安装台整体分为两层，上层构成气芯裁切装置安装空间，且其上层侧面设有气芯裁切装置的入口，料装置安装台放置在气芯裁切装置的入口侧，构成上料装置安装空间，且其放料出口与气芯裁切装置的入口连接；气芯裁切装置安装台下层分为两个空腔，一个空腔用于安装电气控制箱，另一个空腔用于放置气芯裁切后良品收集模块；气芯裁切装置安装台安装有电气控制箱的侧面铰接安装有人机界面，报警灯安装在气芯裁切装置安装台的顶部。这样设置整个机构结构紧凑，空间利用率高。
23.具体的，箱体的底部安装有移动滚轮和可调节的支撑架，支撑架的最大调节高度大于移动滚轮的高度，最小调节高度小于移动滚轮的高度。这样设置便于进行整个机构的快速移动和安装定位稳固。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
25.1.本机构通过设置皮带提升机和振动盘上料机可实现单次加料，皮带提升机自动补料，从而减少上料时间。
26.2.在前述机构设置的基础上，设置了皮带线摆料定位模组和等距变距夹爪，实现了产品坯料在传输工程中的定位精确，也保证了抓料或放料的精确，进而保证裁切的成品率。
27.3.在前述机构设置的基础上，设置了裁切刀自动定时注油器，可便于实现对裁切刀具的自动润滑，降温，清洗毛料以及延长裁切刀具的使用寿命。
28.4.在前述机构设置的基础上，设置了气芯裁切后良品收集模块，实现了对裁切后产品的检测和对于良品、废品的分类排放，提高产品的成品率的同时也可通过废品发现裁切模组的磨损情况进行早期发现，及时调整，以减少废品的产生。
29.5.在前述机构设置的基础上，设置了排料收集装置，可以实现良品、废品相互独立收集，便于工作分类，实现生产自动化。
附图说明
30.图1为实施例的示意图；
31.图2为实施例的侧视图；
32.图3为实施例的俯视图；
33.图中：1、皮带提升机；2、振动盘上料机；3、传输皮带；4、振动电机；5、振动盘面；6、皮带线摆料定位模组；7、等距变矩夹爪；8、放置台；9、翻转电机；10、探针平台；11、探针；12、剔除夹爪；13、滑轨；14、调节皮带；114、裁切刀；15、裁切刀自动定时注油器；16、上测试台；17、下测试台；116、钨钢测试棒；117、测试单元；18、支架；19、产品切换台；20、气缸；21、废品排放管；22、良品收集器；23、滑槽；24、针型气缸；25、收集废品的收集口； 26、排放口；27、良品的收集口；28、良品的排放口；29、气芯裁切前收集盒； 30、气芯裁切后废品收集盒；31、盒盖；32、盒体；33、皮带传输机；34、良品收集箱；35、取料推车；36、人机界面；37、报警灯；38、上料装置安装台；39、气芯裁切装置安装台；40、电气控制箱；41、移动滚轮；42、支撑架。
具体实施方式
34.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，其中为了便于进行功能描述，假设振动盘上料机一次可上料2000个，皮带提升机一次性加料为8000个，皮带线摆料定位模组以每20个为一组作为一个产品待取组，等距变距夹爪一次抓取一个产品待取组，每7秒抓取一组，以及机构其他各模组都以一个产品待取组为例进一步阐述本实用新型。
35.请参阅图1
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3本实施例公开一种气芯裁切机构，包括人机操作装置，用于控制机构操作模式和产品流程监控；
36.电气控制箱，用于机构中电气元件之间的电性连接；
37.箱体，用于构成机构部件的安装空间；
38.还包括上料装置，用于气芯坯料的自动放料和补料；
39.气芯裁切装置，用于对气芯坯料裁切前进行放置方向检测，对气芯坯料进行裁切以及对裁切后的气芯进行质量检侧并进行良品、废品分类；
40.排料收集装置，用于产品裁切过程中的物料收集；
41.上料装置的放料出口与气芯裁切装置的入口连接；气芯裁切装置设有若干个出口，且每个出口都与不同排料装置连接；气芯坯料放进上料装置，经放料出口进入气芯裁切装置进行裁切后，同时进行气芯裁切前放置方向错误坯料的集中收集，以及对产品裁切后进行良品、废品检测并分类，再由不同的出口独立分开经排料装置收集后完成裁切。
42.进一步的，上料装置包括皮带提升机1和振动盘上料机2，皮带提升机1为上部开口内部中空的腔体结构，其底部设有传输皮带3，传输皮带3出口与振动盘上料机2入口连接；振动盘上料机2由振动电机4驱动振动盘面5进而使气芯坯料按照竖直方向进料，振动盘上料机的放料出口与气芯裁切装置的入口连接。
43.进一步的，气芯裁切装置包括皮带线摆料定位模组6、等距变矩夹爪7、气芯坯料裁切前检测模组、裁切模组和气芯坯料裁切后检测模组；各模组之间安装有等距变矩夹爪7；气芯坯料由皮带线摆料定位模组以固定数量为一个产品待取组进行分组，再由等距变矩夹爪7抓取并放置到后续模组的工位上。
44.进一步的，气芯坯料裁切前检测模组包括翻转模块、探针通电检测模块和方向剔除模块；翻转模块设有含有若干个定位槽的放置台8和翻转电机9，气芯坯料安装在定位槽内；放置台8可由翻转电机9进行方向翻转，且翻转模块可在垂直方向上进行上下移动；探针通电检测模块包括两组上下平行的探针平台10，探针平台10安装在放置台8下方，探针平台10上设有与定位槽一一对应的探针 11；探针11小端垂直朝上，大端通过弹簧滑动安装在探针平台10上；方向剔除模块包括剔除夹爪12、滑轨13和位置调节皮带14，剔除夹爪12通过位置调节皮带14滑动安装在滑轨13上；方向剔除模块下方设有排料收集装置；
45.裁切模组包括裁切台114、裁切刀和裁切刀自动定时注油器15；
46.气芯坯料裁切后检测模组包括裁切质量检测模块和良品、废品分类模块；裁切质量检测模块包括两个上、下平行的测试台，上测试台16可向下测试台17 移动，两者之间形成气芯的测试空间；上测试台16设有若干个钨钢测试棒116；下测试台17设有与钨钢测试棒一一对应的测试单元117；测试单元117包括直线导套、弹簧和通电元件，且其三者依次叠加固连，最下方的通电元件与下测试台17固连；直线导套上端设有可与钨钢测试棒相导通的测试头；
47.良品、废品分类模块包括支架18、产品切换台19、气缸20、废品排放管21 和良品收集器22；气缸20固连在支架18上；支架18设有滑槽23，产品切换台 19通过气缸20滑动安装在滑槽23上；产品切换台19设有若干个产品安装通道，且其侧面设有与安装通孔一一对应的针型气缸24，每个针型气缸各自独立，用于控制安装通道开启或关闭；废品排放管21为中空的两端开口的管状结构，一端设有用于收集废品的收集口25，另一端设有用于排放废品的排放口26；良品收集器22为中空的两端开口的管状结构，一端设有用于收集良品的收集口27，另一端设有用于排放良品的排放口28。
48.进一步的，排料收集装置包括气芯裁切前收集盒29、气芯裁切后废品收集盒30和气芯裁切后良品收集模块；气芯裁切前收集盒29放置于方向剔除模块下方；气芯裁切后废品收集盒30包括盒盖31和盒体32，盒盖下侧设有定位槽，盒体32通过定位槽与盒盖30滑动连接，盒体内设有与产品安装通道数量相对应的且各自独立的分格；每个分格与废品排放管21的排放口26连接；
49.气芯裁切后良品收集模块包括皮带传输机33、良品收集箱34和取料推车35；皮带传输机33放置在良品收集器22的排放口28下方；良品收集箱34为上部开口内部中空的箱体结构，通过放置在皮带传输机33上收集良品产品，并通过取料推车35将收集满的良品产品运输到指定位置。
50.进一步的，人机操作装置包括人机界面36和报警灯37；人机界面36通过 plc控制整个机构运作，工作过程中，人机界面显示数量、时间参数，通过人机界面的操作控制机构的运行模式切换和机构运作的启动或停止。
51.进一步的，箱体包括上料装置安装台38和气芯裁切装置安装台39；气芯裁切装置安装台39整体分为两层，上层构成气芯裁切装置安装空间，且其上层侧面设有气芯裁切装置的入口，上料装置安装台38放置在气芯裁切装置的入口侧，构成上料装置安装空间，且其放料出口与气芯裁切装置的入口连接；气芯裁切装置安装台39下层分为两个空腔，一个空腔用于安装电气控制箱40，另一个空腔用于放置气芯裁切后良品收集模块；气芯裁切装置安装台39安装有电气控制箱 40的侧面铰接安装有人机界面36，报警灯37安装在气芯裁切
装置安装台39的顶部。
52.进一步的，上料装置安装台38和气芯裁切装置安装台39的底部安装有移动滚轮41和可调节的支撑架42，支撑架42的最大调节高度大于移动滚轮41的高度，最小调节高度小于移动滚轮42的高度。
53.工作原理：(1)机构操作员根据产品要求图，需要合适的振动盘面5和合适的测试单元19并完成安装，再将产品坯料按照标准放入皮带提升机1，通过操作人机界面36选择自动模式并启动机构。(2)首先产品坯料通过皮带提升机1 的传输皮带3传输到振动盘上料机2，振动盘上料机2经过振动电机4驱动振动盘面5振动，将产品坯料经振动后以坯料基础孔朝上方向由振动盘上料机2放料出口进入气芯裁切装置。(3)产品坯料进入气芯裁切装置后，由皮带线摆料定位模组6以一个产品待取组分为若干组，再通过等距变矩夹爪7抓取到气芯坯料裁切前检测模组的放置台8上，放置台8通过翻转电机9进行方向翻转，使得产品坯料基础孔翻转为朝下，放置台8往下移动，通过探针通电检测模块进行方向检测，其中如果产品坯料基础孔朝下则上下探针平台10上的探针11之间不会导通，表示坯料基础孔的方向正确，反之则会导通，表示坯料基础孔方向不正确，然后放置台8经翻转电机9再次进行方向翻转，并通过方向剔除模块的剔除夹爪12 对于前述探针11导通的产品坯料进行一个或多个产品坯料剔除工序，剔除的产品坯料由下方的气芯裁切前收集盒29收集。(4)剔除工序完成后的产品坯料再由等距变矩夹爪7抓取到裁切模组，经裁切模组裁切后再由等距变矩夹爪7抓取到气芯坯料裁切后检测模组的下测试台17上，安装上测试台16上的钨钢测试棒 116往下移动进行同心检测，其中如果钨钢测试棒116与测试单元117导通，表示产品裁切合格为良品，反之则不导通，表示产品裁切不合格为废品。(5)检测完后由等距变矩夹爪7抓取到良品、废品分类模块产品的产品切换台19上，产品切换台19通过气缸20在滑槽23上滑动到废品排放管21的废品的收集口25 的上方，根据前工序检测为不合格产品，通过对应的针型气缸24打开安装通道，使不合格废品进入废品排放管21，并通过废品排放管21自带的辅助吹气功能，将废品排出到气芯裁切后废品收集盒30的分格内；合格的良品所在的安装通道则不会打开，产品切换台19再由气缸20滑动到良品收集器22的良品收集口27 的上方，并通过对应的针型气缸24打开安装通道，良品进入良品收集器22并由良品的排放口28排到良品收集箱34内。
54.以上是产品的加工流程，其中操作员可根据人机界面的数量显示可以看到良品排出数量和废品排出数量，也可定时将气芯裁切前收集盒29收集到的坯料重新放置到振动盘上料机内，对于良品收集箱34以5000个为装满标准，及时通过取料推车35进行满箱良品的转移作业。当废品排出分格中超过30个时，报警灯开启取料提醒，提醒操作员进行废品盒体更换处理。操作员还可通过人机界面设置放料时间提醒，可以有效的进行工作流程的监控和合理分布工序辅助工作。
55.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。