一种电加热管子自动绕电热丝机及其绕丝方法与流程

1.本发明属于绕丝设备技术领域，特指一种电加热管子自动绕电热丝机。


背景技术：

2.在发动机尾气处理scr系统中包含有一根或多根尿素管组件，为保证在低温环境下尿素不凝固在尿素管中，一般在尿素管外部缠绕一组电热丝，采用电加热方式防止尿素凝固。
3.现有电热丝緾绕工艺有手工缠绕和尿素管旋转加手工缠绕两种工艺，存在操作工劳动强度高，员工技能要求高，生产效率低，安全性差等缺点。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电加热管子自动绕电热丝机及其绕丝方法，可以自动完成上料、绕线、捆扎、切断、下料，实现自动化生产。
5.本发明的目的是这样实现的：一种电加热管子自动绕电热丝机，包括：机架；塑料管送料机构，用于塑料管的自动上料；电热丝送料机构，用于电热丝的自动上料；夹紧旋转机构，用于夹紧塑料管并用于驱动塑料管的旋转；夹紧牵引机构，用于塑料管的牵引；下料移载机构，用于成品的下料；其中，塑料管送料机构、夹紧旋转机构、夹紧牵引机构依次设置于机架上，电热丝送料机构和下料移载机构均安装于机架上且位于夹紧旋转机构和夹紧牵引机构之间。
6.进一步的：所述塑料管送料机构包括：主动滚轮，从动滚轮，从动滚轮和主动滚轮之间形成供塑料管穿过的输送间隙；第一驱动电机，用于驱动主动滚轮的旋转；调节气缸，用于调节从动滚轮和主动滚轮之间的间距。
7.进一步的：所述电热丝送料机构包括：送料支架，送料支架与机架滑动连接；贮丝筒，贮丝筒设置于送料支架上，且贮丝筒内放置电热丝；导向组件，安装于送料支架上用于电热丝的导引；底座，底座与送料支架滑动连接；导向座，导向座与底座滑动连接；左右平移驱动单元，安装于机架上并用于驱动送料支架左右平移；前后平移驱动单元，安装于送料支架上并用于驱动底座的前后平移；上下平移驱动单元，安装于底座上并用于驱动导向座的上下移动；
其中，导向座的底端设有导向管，贮丝筒里的电热丝绕过导向组件并穿设在导向管内。
8.进一步的：所述夹紧旋转机构包括：旋转座，旋转座可旋转的安装于机架上，旋转座上设有供塑料管穿过的输送通道；第一绕线销，设置于旋转座上，用于电热丝的绕线；第二驱动电机，用于驱动旋转座的旋转；夹紧摇臂，夹紧摇臂设置于旋转座上并用于调节输送通道的大小；控制气缸；其中，旋转座上设有径向与输送通道连通的安装槽，夹紧摇臂安装于安装槽内，夹紧摇臂与旋转座之间通过设有拉紧弹簧实现夹紧，夹紧摇臂的外侧上设有倒钩，夹紧气缸的驱动端上设有拉钩，控制气缸用于拉动夹紧摇臂使夹紧摇臂松开塑料管。
9.进一步的：所述夹紧牵引机构包括：牵引座，牵引座与机架水平滑动连接；牵引驱动单元，用于驱动牵引座在机架上平移；夹筒，用于夹持塑料管；第二绕线销，设置于夹筒上，用于电热丝的绕线；锁紧气缸，用于控制夹筒夹紧或松开塑料管；第二驱动电机，用于及控制夹筒的旋转。
10.进一步的：所述下料移载机构包括：夹紧机械手，用于抓取已缠绕电热丝的塑料管；十字移动滑台，用于驱动夹紧机械手的升降移动和前后移动。
11.进一步的：还包括两组胶带扎紧机构，两组胶带扎紧机构分别设置于夹紧旋转机构的一侧和夹紧牵引机构的一侧；胶带扎紧机构包括：扎紧支架，支架包括工作面；缠绕有胶带条的胶带卷，胶带卷安装于支架上，且胶带卷上的胶带条位于工作面上；切断刀，设置于工作面的底面，用于切断胶带条；夹紧组件，夹紧组件包括夹紧气缸和夹紧棒，气缸用于驱动夹紧棒靠近工作面或远离工作面；升降组件，用于驱动扎紧支架的升降；前后平移组件，用于驱动扎紧支架的前后平移；左右平移组件，用于驱动扎紧支架的左右平移。
12.进一步的：所述机架上还设有位于夹紧旋转机构前端的气剪组件，气剪组件包括气剪、用于控制气剪运动的气剪气缸、供塑料管穿过的前导管和后导管，气剪位于前导管和后导管之间，后导管与旋转座的输送通道导通。
13.进一步的：还包括设置于夹紧旋转机构一侧的夹持组件和设置于夹紧牵引机构一侧的夹持切断组件；夹持组件和夹持切断组件均包括夹持块和用于驱动夹持块夹紧或松开的夹持气
缸，夹持切断组件还包括设置于夹持块上用于切断的切刀；机架上还设有置于夹紧旋转机构一侧的辅助料爪，辅助料爪包括气爪、用于驱动气爪向旋转座一侧移动的第一推送气缸和用驱动气爪向夹紧牵引机构一侧移动的第二推送气缸。
14.一种电加热管子自动绕电热丝机的绕丝方法，包括以下步骤：首次上料阶段：调节气缸驱动从动滚轮原理主动滚轮，同时第二驱动电机驱动旋转座旋转，使得夹紧摇臂与控制气缸正对，控制气缸回缩，通过拉钩拉动倒钩，使得夹紧摇臂沿旋转座径向外移；人工将塑料管依次穿入主动滚轮和从动滚轮之间、气剪和旋转座的输送通道；然后调节气缸顶出使得从动滚轮压紧塑料管，气剪气缸驱动气剪将塑料管端头切断，人工去除塑料管端头；上料完成；绕丝阶段：第一驱动电机驱动主动滚轮旋转，将塑料管送入旋转座的输送通道内，待塑料管由输送通道的输出端伸出时，夹紧牵引机构上的夹筒夹持塑料管的端部，并通过牵引驱动单元驱动夹筒向远离旋转座的一侧移动，牵引完成；控制气缸顶出，拉钩释放夹紧摇臂，在拉紧弹簧的拉力作用下，夹紧摇臂夹紧塑料管；气剪气缸驱动气剪剪断塑料管；电热丝送料机构驱动电热丝移动至夹持组件处，通过夹持组件夹持电热丝的端部；电热丝送料机构驱动电热丝继续驱动电热丝缠绕于第一绕线销上；夹持组件松开电加热丝的端部；电热丝送料机构驱动电热丝沿着塑料管轴向移动，同时第二驱动电机驱动旋转座旋转，第三驱动电机驱动夹筒同步旋转，实现将电热丝均匀的缠绕在塑料管上；当电热丝绕线到设定距离后，电热丝送料机构继续驱动电热丝缠绕于第二绕线销上；电热丝送料机构继续驱动电热丝到夹持切断组件处，通过夹持切断组件切断电热丝；胶带扎紧器将胶带条粘合在塑料管的两端电热丝外，塑料管继续旋转，使得胶带条缠绕于电热丝外，并自动切断胶带条；第二驱动电机和第三驱动电机驱动塑料管反转，使得电热丝能够有从第一绕线销和第二绕线销上脱出；控制气缸回缩通过拉钩拉动夹紧摇臂，使得夹紧摇臂不夹持塑料管；同时锁紧气缸驱动夹筒松开；十字移动滑台驱动夹紧机械手夹持已经绕丝完成的塑料管，进行下料；电热丝送料机构和夹紧牵引机构移动至起始位置，一次绕丝完成；然后循环绕丝阶段，实现自动化生产。
15.通过采用上述技术方案具有以下优点：通过塑料管送料机构的设置，可以实现塑料管的自动上料；通过夹紧旋转机构和夹紧牵引机构的设置，可以实现对塑料管的牵引长度进行控
制，且可以实现旋转控制；通过电热丝送料机构的配合使用，可以实现自动绕丝；由于电热丝缠绕后需要有胶带在尿素管组件两端进行捆扎固定，可以防止电热丝松开，因此通过胶带扎紧机构的设置，可以自动完成尿素管组件捆扎固定，且胶带每卷只需要人工上料一次，其它生产过程为全自动生产；胶带旋转圈数可设置；通过上述结构，可以实现上料、绕线、捆扎、切断、下料的自动化生产，生产进度高、效率高；且管子长度、管子绕线长度、电热丝节距和绕线速度均可调节设置。
附图说明
16.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明中夹紧旋转机构处的结构示意图；图3是本发明图2中a部放大结构示意图；图4是本发明图2另一视角的结构示意图；图5是本发明中电热丝送料机构的结构示意图；图6是本发明中夹紧牵引机构的结构示意图；图7是本发明图6另一视角的结构示意图；图8是本发明中胶带扎紧机构的结构示意图。
17.图中附图标记为：10、塑料管送料机构；11、主动滚轮；12、从动滚轮；13、第一驱动电机；14、调节气缸；20、电热丝送料机构；21、送料支架；22、贮丝筒；23、导向组件；24、底座；25、导向座；26、前后平移驱动单元；27、上下平移驱动单元；28、导向管；30、夹紧旋转机构；31、旋转座；32、第一绕线销；33、第二驱动电机；34、夹紧摇臂；35、控制气缸；36、拉紧弹簧；37、倒钩；38、拉钩；40、夹紧牵引机构；41、牵引座；42、夹筒；43、第二绕线销；44、锁紧气缸；45、第三驱动电机；46、外筒；51、夹紧机械手；52、十字移动滑台；60、胶带扎紧机构；61、扎紧支架；62、工作面；63、切断刀；64、夹紧气缸；65、夹紧棒；66、升降组件；67、前后平移组件；68、左右平移组件；69、底板；70、气剪；71、前导管；72、后导管；73、夹持组件；74、夹持切断组件；75、切刀；76、气爪；77、第一推送气缸；78、第二推送气缸。
具体实施方式
18.下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1
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8：一种电加热管子自动绕电热丝机，其特征在于：包括：机架；塑料管送料机构10，用于塑料管的自动上料；电热丝送料机构20，用于电热丝的自动上料；夹紧旋转机构30，用于夹紧塑料管并用于驱动塑料管的旋转；夹紧牵引机构40，用于塑料管的牵引；下料移载机构，用于成品的下料；其中，塑料管送料机构10、夹紧旋转机构30、夹紧牵引机构40依次设置于机架上，电热丝送料机构20和下料移载机构均安装于机架上且位于夹紧旋转机构30和夹紧牵引机构40之间。
19.所述塑料管送料机构10包括：主动滚轮11，从动滚轮12，从动滚轮12和主动滚轮11之间形成供塑料管穿过的输送间隙；第一驱动电机13，用于驱动主动滚轮11的旋转；调节气缸14，用于调节从动滚轮12和主动滚轮11之间的间距。
20.从动轮和主动轮可以上下叠合设置，调节气缸14用于调节从动轮的升降，从而控制其之间的间距，也能起到控制压紧或松开的作用。
21.所述电热丝送料机构20包括：送料支架21，送料支架21与机架滑动连接；贮丝筒22，贮丝筒22设置于送料支架21上，且贮丝筒22内放置电热丝；导向组件23，安装于送料支架21上用于电热丝的导引；底座24，底座24与送料支架21滑动连接；导向座25，导向座25与底座24滑动连接；左右平移驱动单元，安装于机架上并用于驱动送料支架21左右平移；前后平移驱动单元26，安装于送料支架21上并用于驱动底座24的前后平移；上下平移驱动单元27，安装于底座24上并用于驱动导向座25的上下移动；其中，导向座25的底端设有导向管28，贮丝筒22里的电热丝绕过导向组件23并穿设在导向管28内。
22.贮丝筒22和导向管28均可以为两个，可以实现两根电热丝的同步缠绕；其中前后平移驱动单元26和上下平移驱动单元27可以为气缸或电动缸等驱动结构，左右平移驱动单元可以为同步带组件实现驱动，即电热丝送料组件可以实现上下、左右、前后的全方位运动，导向组件23可以为导向轮等装置，用于电热丝的导引。
23.所述夹紧旋转机构30包括：旋转座31，旋转座31可旋转的安装于机架上，旋转座31上设有供塑料管穿过的输送通道；第一绕线销32，设置于旋转座31上，用于电热丝的绕线；第二驱动电机33，用于驱动旋转座31的旋转；夹紧摇臂34，夹紧摇臂34设置于旋转座31上并用于调节输送通道的大小；控制气缸35；其中，旋转座31上设有径向与输送通道连通的安装槽，夹紧摇臂34安装于安装槽内，夹紧摇臂34与旋转座31之间通过设有拉紧弹簧36实现夹紧，夹紧摇臂34的外侧上设有倒钩37，夹紧气缸64的驱动端上设有拉钩38，控制气缸35用于拉动夹紧摇臂34使夹紧摇臂34松开塑料管。
24.旋转座31可以通过轴承等结构可旋转的安装于机架上；旋转座31上还设有位于安装槽两侧的定位孔和与定位孔对应设置的定位柱，夹紧摇臂34上安装有位于定位孔内的定位销，拉紧弹簧36的两端分别固定于定位柱和定位销上，通过拉紧弹簧36的拉力，可以实现夹紧摇臂34的夹紧作用；夹紧气缸64位于旋转座31的一侧，如图所示，夹紧气缸64位于旋转座31的下方，当需要松开夹紧摇臂34时，第二驱动电机33驱动旋转座31旋转，使得夹紧摇臂34旋旋至6点钟方向，即夹紧摇臂34上的倒钩37可以位于拉钩38内，然后通过夹紧气缸64回
缩，使得拉钩38向下拉动夹紧摇臂34，实现夹紧摇臂34的松开；其中夹紧气缸64处于伸长状态时，倒钩37与拉钩38之间并不直接接触，拉钩38也不会对倒钩37的旋转造成影响，夹紧座可以实现正常旋转。
25.所述夹紧牵引机构40包括：牵引座41，牵引座41与机架水平滑动连接；牵引驱动单元，用于驱动牵引座41在机架上平移；夹筒42，用于夹持塑料管；第二绕线销43，设置于夹筒42上，用于电热丝的绕线；锁紧气缸44，用于控制夹筒42夹紧或松开塑料管；第二驱动电机33，用于及控制夹筒42的旋转。
26.夹筒42的具体结构为筒型结构且可旋转的安装于牵引座41上，夹筒42周侧设有若干珠孔，珠孔内设置滚珠，夹筒42外还设有外筒46，外筒46内壁设置有与滚珠对应设置的导槽，导槽的槽深逐渐加深，且外筒46固定于锁紧气缸44的驱动端上，夹筒42上还套设有位于复位弹簧，复位弹簧的两端分别与牵引座41和外筒46抵触；其夹紧原理为，当锁紧气缸44回缩时，外筒46向复位弹簧一端移动，此时滚珠沿径向向外移动，滚珠进入导槽内，夹筒42松开；锁紧气缸44伸长回位时，且在复位弹簧的作用力下，外筒46向另一端移动，滚珠重新被推入珠孔内，滚珠可以对塑料管进行径向夹紧。
27.其中牵引驱动单元可以为同步带驱动组件，可以实现带动牵引座41在佳佳上平移；第二绕线销43固定于夹筒42上，外筒46上需设置供第二绕线销43运动的缺口槽，电热丝缠绕于塑料管后，电热丝送料组件将电热丝绕于第二绕线销43上，则一次绕线完成；后续还需要电热丝进行裁断，方便下料。
28.所述下料移载机构包括：夹紧机械手51，用于抓取已缠绕电热丝的塑料管，夹紧机械手51也可以为气动夹爪；十字移动滑台52，用于驱动夹紧机械手51的升降移动和前后移动，十字移动滑台52安装于机架的顶部。
29.电加热管子自动绕电热丝机还包括两组胶带扎紧机构60，两组胶带扎紧机构60分别设置于夹紧旋转机构30的一侧和夹紧牵引机构40的一侧；其中位于夹紧旋转机构30一侧的胶带扎紧机构60设置于机架上，位于夹紧牵引机构40一侧的胶带扎紧机构60设置于牵引座41上；胶带扎紧机构60包括：扎紧支架61，支架包括工作面62；缠绕有胶带条的胶带卷，胶带卷安装于支架上，且胶带卷上的胶带条位于工作面62上；切断刀63，设置于工作面62的底面，用于切断胶带条；夹紧组件，夹紧组件包括夹紧气缸64和夹紧棒65，气缸用于驱动夹紧棒65靠近工作面62或远离工作面62；升降组件66，用于驱动扎紧支架61的升降，升降组件66包括升降气缸、滑座和底板69，以位于夹紧旋转机构30一侧的胶带扎紧机构60为例，滑座与底板69滑动连接，底板69上
设有供滑座滑动的导杆，升降气缸安装于机架上并用于驱动滑座的升降；扎紧支架61与滑座水平滑动连接，且滑座与扎紧支架61之间设有适配的滑轨和滑槽；前后平移组件67，用于驱动扎紧支架61的前后平移，前后平移组件67包括前后平移气缸，前后平移气缸的缸体可以固定于扎紧支架61上，前后平移气缸的驱动端固定于滑座上，当前后平移气缸伸缩时，可以带动支架水平移动；左右平移组件68，用于驱动扎紧支架61的左右平移，左右平移组件68包括左右平移气缸，左右平移气缸固定于机架上并用于驱动底座24的左右平移。
30.其原理为：上料过程：先控制夹紧气缸64顶出，夹紧棒65向远离工作面62的一侧移动，夹紧棒65处于打开状态，将胶带卷放在支架上的固定滚轮上，拉出胶带条的头部穿过夹紧棒65与工作面62之间的间隙，并将胶带下拉挂在齿形切断刀63上；控制夹紧气缸64开关关闭，夹紧气缸64回缩，夹紧棒65向工作面62一侧移动夹紧胶带；自动缠绕过程：当电加热管子自动绕电热丝机的其它动作完成后，需要胶带扎紧时，程序控制自动胶带扎紧机构60完成以下动作：前后平移气缸顶出，使扎紧支架61向塑料管侧贴紧，使扎紧支架61弧形槽前的胶带粘在塑料管上；夹紧气缸64顶出，夹紧棒65打开，自动绕电热丝机驱动尿素管组件旋转一圈及以上，胶带条对已山绕加热丝的塑料管实现自主缠绕；前后平移气缸回退，塑料管从支架弧形槽处脱离；升降气缸驱动扎紧支架61组件上升，使得工作面62位于尿素管组件的斜上方；夹紧气缸64驱动夹紧棒65夹紧胶带条；平移气缸驱动机架向尿素管组件一侧持续移动，胶带条被拉扯，碰触到齿形切断刀63，齿形切断刀63自然能够将胶带条切断；平移气缸驱动扎紧支架61回位，升降气缸回位，驱动扎紧支架61下降到初始位置，一个动作循环完成。
31.所述机架上还设有位于夹紧旋转机构30前端的气剪70组件，气剪70组件包括气剪70、用于控制气剪70运动的气剪70气缸、供塑料管穿过的前导管71和后导管72，气剪70位于前导管71和后导管72之间，后导管72与旋转座31的输送通道导通。
32.前导管71和后导管72均设置于机架上，用于塑料管的导向，气剪70用于切断塑料管。
33.还包括设置于夹紧旋转机构30一侧的夹持组件73和设置于夹紧牵引机构40一侧的夹持切断组件74；夹持组件73和夹持切断组件74均包括夹持块和用于驱动夹持块夹紧或松开的夹持气缸，夹持切断组件74还包括设置于夹持块上用于切断的切刀75；置于夹紧旋转机构30一侧的夹持组件73用于夹紧电热丝，方便电热丝绕于第一绕线销32上；设置于夹紧牵引机构40一侧的夹持切断组件74主要用于起到切断电热丝的作用。
34.机架上还设有置于夹紧旋转机构30一侧的辅助料爪，辅助料爪包括气爪76、用于
驱动气爪76向旋转座31一侧移动的第一推送气缸77和用驱动气爪76向夹紧牵引机构40一侧移动的第二推送气缸。78。
35.辅助料爪用于电热丝在塑料管上缠绕完成后，进行下料时，通过辅助料爪夹持塑料管，将塑料管由旋转座31内抽出，方便下料。
36.一种电加热管子自动绕电热丝机的绕丝方法，其特征在于：包括以下步骤：首次上料阶段：调节气缸14驱动从动滚轮12原理主动滚轮11，同时第二驱动电机33驱动旋转座31旋转，使得夹紧摇臂34与控制气缸35正对，控制气缸35回缩，通过拉钩38拉动倒钩37，使得夹紧摇臂34沿旋转座31径向外移；人工将塑料管依次穿入主动滚轮11和从动滚轮12之间、气剪70和旋转座31的输送通道；然后调节气缸14顶出使得从动滚轮12压紧塑料管，气剪70气缸驱动气剪70将塑料管端头切断，人工去除塑料管端头；对每卷塑料管的端头进行去除，可以确保质量；上料完成；每卷塑料管只需要上料一次；绕丝阶段：第一驱动电机13驱动主动滚轮11旋转，将塑料管送入旋转座31的输送通道内，待塑料管由输送通道的输出端伸出时，夹紧牵引机构40上的夹筒42夹持塑料管的端部，并通过牵引驱动单元驱动夹筒42向远离旋转座31的一侧移动，牵引完成；控制气缸35顶出，拉钩38释放夹紧摇臂34，在拉紧弹簧36的拉力作用下，夹紧摇臂34夹紧塑料管；气剪70气缸驱动气剪70剪断塑料管；电热丝送料机构20驱动电热丝移动至夹持组件73处，通过夹持组件73夹持电热丝的端部；电热丝送料机构20驱动电热丝继续驱动电热丝缠绕于第一绕线销32上；夹持组件73松开电加热丝的端部；电热丝送料机构20驱动电热丝沿着塑料管轴向移动，同时第二驱动电机33驱动旋转座31旋转，第三驱动电机45驱动夹筒42同步旋转，实现将电热丝均匀的缠绕在塑料管上；当电热丝绕线到设定距离后，电热丝送料机构20继续驱动电热丝缠绕于第二绕线销43上；电热丝送料机构20继续驱动电热丝到夹持切断组件74处，通过夹持切断组件74切断电热丝；胶带扎紧器将胶带条粘合在塑料管的两端电热丝外，塑料管继续旋转一至三圈，使得胶带条缠绕于电热丝外，并自动切断胶带条；第二驱动电机33和第三驱动电机45驱动塑料管反转一至三圈，使得电热丝能够有从第一绕线销32和第二绕线销43上脱出；控制气缸35回缩通过拉钩38拉动夹紧摇臂34，使得夹紧摇臂34不夹持塑料管；同时锁紧气缸44驱动夹筒42松开；十字移动滑台52驱动夹紧机械手51夹持已经绕丝完成的塑料管，进行下料；电热丝送料机构20和夹紧牵引机构40移动至起始位置，一次绕丝完成；然后循环绕丝阶段，实现自动化生产。
37.通过本方法塑料管和电热丝每卷均只需要人工上料一次，其它生产过程为全自动生产；
管子长度、管子绕线长度、电热丝节距和绕线速度均可设置，自动化程度高。
38.上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。