一种高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构的制作方法

1.本发明涉及一种高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构。


背景技术：

2.目前，石英纤维的制造方式主要是通过一级拉丝方法进行制造，石英棒熔制石英纤维时，需要使用装置带动多根石英棒分别经过其对应的燃烧器，以对石英棒进行熔融，后经过拉制以加工纤细的石英纤维，为了提高效率，一般每次需要拉制几十到几百根石英棒，传统夹棒机构操作繁琐费事、效率低、夹紧力不均匀，而且夹棒机构容易晃动、定位精度差，容易导致所夹持的石英棒的位置精度低于设计要求，石英棒的位置偏差直接影响后续与火焰口的距离，导致熔融效果差、不均匀，影响最终的产品质量。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构，用以解决现有夹棒机构操作繁琐费事、效率低且对石英棒定位精度差的技术问题。
4.本发明的技术方案如下：一种高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构包括：固定夹板，有两块，相对于固定体固定，两块固定夹板共面且间隔设置，两固定夹板相对的一侧侧面平行，该侧面上与各石英棒一一对应设置有用于容纳石英棒的夹棒槽；横导向杆，至少有两根，垂直连接在两固定夹板之间；活动夹板，有两块，设在两固定夹板之间且彼此平行设置，两活动夹板均同时与各横导向杆导向滑动配合以使活动夹板可沿横导向杆的轴线方向往复滑动，活动夹板与对应侧的固定夹板相对的一侧侧面上设置有弹性层以用于将各石英棒挤压在对应的夹棒槽中；滑动杆，设置在两固定夹板之间的对称面上，滑动杆可沿固定板的轴线方向往复滑动；驱动机构，与滑动杆连接以驱动滑动杆沿其轴线方向往复直线运动；连杆组，至少有两组，在滑动杆上对称设置，每组连杆组包括关于滑动杆对称设置的两根连杆，两根连杆的一端铰接在滑动杆上、另一端分别与两侧的活动夹板铰接；滑动杆移动时，带动各连杆组运动以使两块活动夹板在横导向杆的导向下同步朝向或远离滑动杆移动。
5.进一步地，夹棒槽为v形或弧形槽。
6.进一步地，驱动机构包括相对于固定体固定的固定螺母以及旋装在固定螺母中的丝杆，丝杆与滑动杆同轴设置，丝杆的一端与滑动杆周向滑动配合、轴向限位配合以便在丝杆轴向移动时带动滑动杆轴向移动。
7.进一步地，滑动杆的一端外周面上设有环形凹槽，丝杆的一端设有旋转卡套，旋转卡套的前端设有至少两个瓦片状的指爪，指爪的内周面上设有径向向内延伸的滑块，滑块可在环形凹槽内滑动，滑块的外径与环形凹槽的槽宽一致。
8.进一步地，丝杆设有旋拧手柄或者设有用于与电机传动连接的连接部，通过手动
或电机驱动的方式驱动丝杆旋转。
9.进一步地，活动夹板的靠近穿棒通道的一侧侧面上可拆安装有弹性橡胶条，弹性橡胶条构成所述弹性层。
10.本发明的有益效果：（1）操作方便快捷、高效，由于采用固定夹板与活动夹板对夹的方式，而且设置的并列的两排，在驱动机构的控制下一次就能完成所有石英棒的夹紧，十分高效，驱动机构采用至少连杆组分别与两活动夹板连接，使得两活动夹板可以同步移动，从而同步完成夹紧和松开的动作，实现了一键装夹的目的；（2）对石英棒定位精度高，由于固定夹板为固定的，其位置精准，固定夹板作为基准，通过活动夹板将石英棒压紧在固定夹板上的方式，可以大大提高石英棒的定位精度，确保石英棒在后续加工过程中能够与对应的燃烧器的火焰口精准对位，且其位置刚好处于最合适的火焰加热区域，确保了熔融效果满足设计要求，进而提高产品的均匀性和一致性；（3）对各石英棒的夹紧力均匀一致，由于各连杆组尺寸一致、各活动夹板被各横导向杆精确导向，使得活动夹板移动时平行度很高、运行时也十分平稳，活动夹板与固定夹板之间各处的间隔一致，因此对于各石英棒的夹紧力在各处均匀一致，配合弹性层的设置使得夹紧力的均匀性更高，且可以减小因石英棒直径尺寸偏差的影响。
附图说明
11.图1为高效换棒拉丝送料装置的主视图；图2为图1中a处的局部放大图；图3为夹棒机构的局部立体图；；图4为夹棒机构的工作原理示意图；图5为图5中的滑动杆与丝杆对接处的结构示意图；图6为图5中的c-c处的剖视示意图；图7为活动导向机构的立体图；图8为燃烧器的单侧主视图；图中：1-机架，11-中间机架，12-上横架，13-外竖架，2-底座，3-数控转台，4-直线模组，5-下导向板，6-活动导向板，7-弹簧平衡器，71-牵引绳，8-夹棒机构，81-滑动杆，811-环形凹槽，82-丝杆，821-旋转卡套，822-滑块，83-固定螺母，84-连杆，85-活动夹板，851-弹性橡胶条，86-固定夹板，861-弧形凹槽，87-铰接轴，88-横导向杆，89-导向套管，9-燃烧器，91-火焰口，10-导向限位杆，101-限位螺母，20-导向轴，21-光轴滑套，30-上导向板，40-对齐板，50-送棒机构，k-穿棒导向孔。
具体实施方式
12.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
13.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
15.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
16.本发明的一种高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构的一种实施方式：高效换棒拉丝送料装置用夹棒机构包括固定夹板、横导向杆、活动夹板、滑动杆、驱动机构、连杆组等。其中：固定夹板有两块，相对于固定体固定，两块固定夹板共面且间隔设置，两固定夹板相对的一侧侧面平行，该侧面上与各石英棒一一对应设置有用于容纳石英棒的夹棒槽；横导向杆至少有两根，垂直连接在两固定夹板之间；活动夹板有两块，设在两固定夹板之间且彼此平行设置，两活动夹板均同时与各横导向杆导向滑动配合以使活动夹板可沿横导向杆的轴线方向往复滑动，活动夹板与对应侧的固定夹板相对的一侧侧面上设置有弹性层以用于将各石英棒挤压在对应的夹棒槽中；滑动杆设置在两固定夹板之间的对称面上，滑动杆可沿固定板的轴线方向往复滑动；驱动机构与滑动杆连接以驱动滑动杆沿其轴线方向往复直线运动；连杆组至少有两组，在滑动杆上对称设置，每组连杆组包括关于滑动杆对称设置的两根连杆，两根连杆的一端铰接在滑动杆上、另一端分别与两侧的活动夹板铰接；滑动杆移动时，带动各连杆组运动以使两块活动夹板在横导向杆的导向下同步朝向或远离滑动杆移动。
17.在使用时，操作方便快捷、高效，由于采用固定夹板与活动夹板对夹的方式，而且设置的并列的两排，在驱动机构的控制下一次就能完成所有石英棒的夹紧，十分高效，驱动机构采用至少连杆组分别与两活动夹板连接，使得两活动夹板可以同步移动，从而同步完成夹紧和松开的动作，实现了一键装夹的目的。对石英棒定位精度高，由于固定夹板为固定的，其位置精准，固定夹板作为基准，通过活动夹板将石英棒压紧在固定夹板上的方式，可以大大提高石英棒的定位精度，确保石英棒在后续加工过程中能够与对应的燃烧器的火焰口精准对位，且其位置刚好处于最合适的火焰加热区域，确保了熔融效果满足设计要求，进而提高产品的均匀性和一致性。对各石英棒的夹紧力均匀一致，由于各连杆组尺寸一致、各活动夹板被各横导向杆精确导向，使得活动夹板移动时平行度很高、运行时也十分平稳，活动夹板与固定夹板之间各处的间隔一致，因此对于各石英棒的夹紧力在各处均匀一致，配合弹性层的设置使得夹紧力的均匀性更高，且可以减小因石英棒直径尺寸偏差的影响。
18.本实施例中，夹棒机构安装在如图1所示高效换棒拉丝送料装置上，高效换棒拉丝送料装置包括可相对于平台或桌面固定的底座2，底座2通过螺栓或焊接等方式相对于平台固定。在平台上安装有转台，可选择高精度的数控转台3，该转台具有方便编程控制的功能，
可通过程序控制状态的旋转频率、旋转速度、旋转角度和旋转方向等，数控转台3为现有技术，不再赘述。在转台上部对称固定竖直延伸的机架1，机架1整体呈两个对称的矩形框架结构，包括沿转台轴线方向延伸的中间机架11，中间机架11两侧对称设置竖直延伸的导轨，每个导轨对应一个直线模组4，直线模组4为现有技术，优选高精度数控直线模组4，其包括高精度的导轨和在导轨上滑动的直线滑座。中间机架11的上部设置上横架12，上横架12上设置多个弹簧平衡器7，本实施例中上横架12上共对称设置10个弹簧平衡器7，每侧的弹簧平衡器7中有四个呈矩形排布。上横架12的外端向下连接有外竖架13，外竖架13与中间机架11平行设置，外竖架13与中间机架11的底部通过下导向板5连接，下导向板5上沿其长度方向设置两排穿棒导向孔k以用于穿装石英棒，每排穿棒导向孔k数量有几十至几百个，且彼此间隔相同距离。
19.如图1-3所示，两个直线模组4上分别设置有一套夹棒机构8和随之移动的一组上导向板30，夹棒机构8、上导向板30组成的板组和对应的直线模组4构成一套送棒机构50，本实施例中对称设置有两套送棒机构50以构成两个工位，当第一个工位的送棒机构50在送棒拉丝时，另一个工位的送棒机构50上可以用来装填石英棒，在第一个工位的送棒机构50送棒完成前，另一个工位的送棒机构50上完成装棒过程，通过转台的旋转可实现两个工位的互换，实现持续装棒和持续送棒的完美对接，整个设备的送棒拉丝过程是基本处于连续状态的，无需等待装棒后再送棒，也无需等待送棒后再装棒，装棒和送棒同时进行。夹棒机构8用于夹紧各石英棒并带动石英棒随直线模组4向下送。
20.如图1、7所示，每套送棒机构50的两侧，即分别靠近中间机架11和外竖架13处对称设置有两根平行设置的导向轴20，导向轴20为光杆，两端分别固定在下导向板5和上横架12上，每套送棒机构50的其中一块上导向板30的两端通过光轴滑套21滑动套设在两根导向轴20上，从而为送棒机构50的上下移动进行精准导向。如图1所示，每个送棒机构50的最上端的上导向板30上还连接有弹簧平衡器7，即弹簧平衡器7的牵引绳71的下端与最上端的上导向板30的远离中间机架11的一端固定连接，弹簧平衡器7为现有技术，内部具有涡卷弹簧，可提供给送棒机构50以一定的上拉力，以平衡送棒机构50的重力。
21.如图3-4所示，夹棒机构8包括对称间隔设置的两块固定夹板86，固定夹板86相对的一侧侧面上设置多个弧形凹槽861，弧形凹槽861的弧度略大于石英棒的外周面弧度，弧形凹槽861的数量、间隔和位置与下导向板5上的穿棒导向孔k一一对应设置。在两块固定夹板86之间的间隔空间内设置有两块对称设置的活动夹板85，两块活动夹板85分别与对应侧的固定夹板86构成一组夹棒机构8，本实施例共两组夹棒机构8，两块活动夹板85与对应侧的固定夹板86相对的侧面上设置有弹性橡胶条851，以用于将石英棒压紧在对应的弧形凹槽861内，弹性橡胶条851不仅可将石英棒压紧在固定夹板86的弧形凹槽861内，而且具有很大的摩擦阻力，以便可以带动石英棒顺利无滑动的下送。两块固定夹板86的两端之间分别连接有横导向杆88，两个横导向杆88对称平行设置，两个活动夹板85的两端分别通过穿孔穿装在两根横导向杆88上，两块活动夹板85可沿两横导向杆88的长度方向往复滑动。夹棒机构8还包括设在两活动夹板85中间上方位置的滑动杆81，滑动杆81的两端分别穿入两个同轴设置的导向套管89内，在两个导向套管89对滑动杆81的导向下，使滑动杆81可以沿其轴向做直线往复运动，滑动杆81的轴线方向沿活动夹板85的长度方向延伸。滑动杆81的长度方向上间隔设置有至少两组连杆84，每组连杆84包括两根对称设置的连杆84，连杆84的
一端铰接在滑动杆81上、另一端铰接在对应侧的活动夹板85上，当滑动杆81沿其轴向方向往复移动时，可通过各组连杆84带动两块活动夹板85沿其宽度方向移动以靠近或远离对应侧的固定夹板86，当活动夹板85靠近对应侧的固定夹板86时则可将两者之间的石英棒夹紧，反之，当活动夹板85远离对应侧的固定夹板86时，则两者之间的距离增大，可以用来装石英棒。滑动杆81的一端连接有丝杆82，丝杆82与滑动杆81同轴设置，丝杆82上套设有与之螺纹配合的固定螺母83，固定螺母83相对于固定夹板86固定，旋转丝杆82时，丝杆82可相对于固定螺母83轴向移动，丝杆82与滑动杆81轴向固定限位配合、周向滑动配合，使得丝杆82沿轴向移动时可以带动滑动杆81沿其轴向移动，但丝杆82的旋转运动不会带动滑动杆81旋转，具体为如图4-6所示，滑动杆81的一端的外周面上设有环形凹槽811，丝杆82的一端设有环形的旋转卡套821，旋转卡套821的前端具有三个瓦片状的指爪，指爪的内周面上设有圆柱形的滑块822，滑块822可在滑动杆81的环形凹槽811内滑动，从而实现丝杆82与滑动杆81的周向滑动配合、轴向固定限位配合的连接结构。工作时，可以通过人工手动或者通过电机驱动的方式带动丝杆82旋转，进而与固定螺母83之间产生轴向位移，带动滑动杆81轴向移动，带动各连杆84动作，由于横导向杆88对活动夹板85的导向作用，使得连杆84能够带动活动夹板85沿横导向杆88移动，从而靠近或远离对应侧的固定夹板86。如图3所示，在活动夹板85的上方间隔设置多块上导向板30，以用于为石英棒导向和定位。
22.如图7所示，下导向板5的上部向上延伸有四根相互平行的导向限位杆10，导向限位杆10呈矩形分布，下端相对于下导向板5固定，上端一段上具有一段螺纹，螺纹段上旋装有限位螺母101，通过旋拧限位螺母101可调节限位螺母101在导向限位杆10上的高度。下导向板5的上方还设有一块活动导向板6，活动导向板6同时滑动套设在四根导向限位杆10上，在四根导向限位杆10的导向下可确保活动导向板6时刻处于水平状态且仅能沿上下方向往复运动。限位螺母101的下表面可对活动导向板6的上表面进行挡止，从而限制活动导向板6的最大上极限位，通过调节限位螺母101，即可调节活动导向板6的最大上极限位的高度。活动导向板6的四个角上分别被四个弹簧平衡器7的牵引绳71悬吊，从而提供给活动导向板6一个向上的弹性作用力，使活动导向板6时刻具有向上运动的运动趋势。活动导向板6上与下方的下导向板5上的穿棒导向孔k一一对应设置有两排穿棒导向孔k。工作时，当送棒机构50向下移动时，送棒机构50的下端接触活动导向板6并带动活动导向板6同步下行，当送棒机构50向上移动时，在弹簧平衡器7的作用下，活动导向板6自动向上移动直至接触限位螺母101为止。
23.如图1、8所示，在两个工位的下方，即分别对应于两个送棒机构50的下方位置，分别设置有燃烧器9和对齐板40，如图8所示为燃烧器9的一侧火焰口91的排布状态，火焰口91是与上方的穿棒导向孔k的位置一一对应设置的，而且火焰口91包括两排，分别与两排穿棒导向孔k对应设置，每排火焰口91也有几十至几百个。燃烧器9分别朝向两侧设置两排火焰口91，两排石英棒向下移动时分别经过对应的火焰口91以被熔融。燃烧器9和对齐板40相对于平台等固定体固定。对齐板40是一块水平设置且上表面十分光滑平整的板，其作用是在装棒时起到让多根石英棒的下端对齐的作用。对齐板40的高度高于燃烧器9的高度，以避免装棒后的石英棒的下端旋转时触碰到燃烧器9的外壳。
24.高效换棒拉丝送料装置包括总控制器，用于控制转台的旋转、控制送棒机构50的直线模组4的升降等。
25.高效换棒拉丝送料装置在工作时，如图1所示，左侧为装棒工位、右侧为送棒熔融拉丝工位，人工在装棒工位操作，首先控制左侧的送棒机构50移动至下端，通过旋转丝杆82以使得活动夹板85与对应的固定夹板86脱离开，然后从上往下插装石英棒，如图3，石英棒依次穿过送棒机构50的几个上导向板30上的穿棒导向孔k，然后穿过固定夹板86上的弧形凹槽861，然后穿过活动导向板6和下导向板5上的穿棒导向孔k，最后落在对齐板40上，被对齐板40对齐后，控制送棒机构50上行直至石英棒的上端略高于固定夹板86的上表面，然后通过旋拧丝杆82使活动夹板85朝向固定夹板86移动，带动弹性橡胶条851将各石英棒挤压在对应的弧形凹槽861内，实现了对石英棒的夹紧。然后控制转台旋转180度，使得刚才装棒完成的送棒机构50运动至右侧的送棒熔制拉丝工位，同时，原来处于右侧的送棒机构50旋转至左侧的装棒工位，以便继续进行装棒，而装棒完成的送棒机构50在直线模组4的驱动下下行送棒，石英棒的下端缓慢经过对应的火焰口91，被火焰熔融后拉制石英纤维。在右侧工作的石英纤维拉制完成前，左侧的装棒工位处则完成了另一批的装棒，从而使得拉丝过程几乎是连续的工作过程，大大提高拉丝效率。
26.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。