一种油漆刷铁壳自动化生产系统及方法与流程

本发明涉及一种油漆刷铁壳自动化生产系统及方法，属于制刷设备领域。

背景技术：

油漆刷主要由手柄、铁壳、毛料、胶水和小钉子组成，因此，在油漆刷的生产工艺流程中，铁壳生产是一项重要的工序。目前对于铁壳的生产包括自动生产和手工生产，自动生产是将成卷铁条冲压后送入合口机，手工生产是将方形铁皮通过人工切割、冲压后送入合口机，都是由合口机完成铁壳的复合。

目前我国油漆刷铁壳的实际生产状况主要通过对供料机、冲压机和合口机的组合来实现铁壳的自动化生产。供料机由控制器、控制杆、电机、减速机、底座和载料盘组成，结构较为复杂；冲压机是机械式的，存在着体积庞大、噪声大、设备成本高的缺点，同时存在一定的安全性问题；合口机为纯机械式的，结构复杂，设计和制造成本高；冲压机与合口机之间采用滑轨连接，存在着送料准确性低的问题。

因此，本领域技术人员致力于开发一种能够完成自动上料、冲压、复合、下料并且可适用于多种油漆刷型号的油漆刷铁壳自动化生产系统及方法，从而有效提高制刷机械的自动化程度、降低生产成本和改善工作环境。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种油漆刷铁壳自动化生产系统及方法，具有结构简单、操作方便、占用空间小、制造成本低等特点，可适用于多种型号油漆刷的铁壳生产，其自动化程度高，工作安全可靠且环保高效。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油漆刷铁壳自动化生产系统，包括上料装置、气动冲压机、推送装置、气动复合机、气动系统及控制系统，且上料装置设置于气动冲压机左侧；气动复合机及推送装置分别设置于气动冲压机前、后两侧，且上料装置、气动冲压机、推送装置、气动复合机均与气动系统、控制系统相连；

其中，所述上料装置用于实现铁皮的存储、导向及精准输送；

所述气动冲压机通过气动驱动模具冲压铁皮成型,得到铁壳冲压件；

所述推送装置用于将铁壳冲压件输送至气动复合机的进料口处并将复合成型的铁壳推出下料。

优选的，所述上料装置包括从左往右依次设置的储料机构、导向机构及进料机构；

其中，所述储料机构包括第一基盘、第二基盘、阶梯轴、储料盘、至少四个第一立柱和至少四个第二立柱，且第一基盘水平设置于第一立柱上；第二立柱设置于第一基盘上，第二基盘水平设置于第二立柱上；第一基盘及第二基盘的中心处均设置有轴承，阶梯轴通过轴承竖直安装于第一基盘及第二基盘上；储料盘套设于阶梯轴顶端，由阶梯轴支撑且能够与阶梯轴同步转动；第一基盘上绕储料盘外沿均匀设置有至少4个挡板，从而对铁皮起到阻挡作用，且挡板上开有供铁皮穿过的槽口。

所述导向机构包括底板、门架、细轴和滚筒，且门架设置于底板上；细轴水平安装于门架两侧臂之间，滚筒套设于细轴外，铁皮从门架内滚筒上穿过。导向机构可使铁皮在进料过程中90°变向，而后延伸至进料机构中。

所述进料机构包括基座、安装架及至少两个辊轮组件，且安装架安装于基座左侧，辊轮组件并列设置于安装架上；辊轮组件包括伺服电机、两个支撑板、上辊轮及下辊轮，且伺服电机通过连接件设置于安装架上；两个支撑板相对设置于安装架上前、后两侧，上辊轮、下辊轮均安装于两个支撑板之间，下辊轮位于上辊轮的下方且与上辊轮的间距可调；上辊轮作为主动轮在伺服电机的作用下转动，下辊轮作为被动轮在摩擦力的作用下跟随上辊轮转动；铁皮从上辊轮、下辊轮之间穿过，同样在摩擦力的作用下向右延伸。

做准备工作时人工将成卷铁皮从靠近导向机构的槽口拉出，且穿过导向机构延伸至最右侧辊轮组件的上辊轮、下辊轮之间，伺服电机启动后铁皮从最右侧辊轮组件内延伸至基座上铁壳冲压件凹模上，从而进行铁皮冲压。

优选的，所述气动冲压机包括支架、安装板、冲压气缸、铁壳冲压件凸模、铁壳冲压件凹模及两个直线导杆，且铁壳冲压件凸模与铁壳冲压件凹模相适配；

其中，支架设置于基座上，安装板水平设置于支架上；冲压气缸竖直设置于安装板上，且冲压气缸的活塞杆向下穿过安装板；铁壳冲压件凹模安装于基座上，铁壳冲压件凸模安装于冲压气缸的活塞杆顶端且与下方的铁壳冲压件凹模对齐；两个直线导杆竖直设置于安装板底部，铁壳冲压件凸模两侧设置有供直线导杆穿过的通孔，通过直线导杆与通孔的配合限制铁壳冲压件凸模的冲压方向；两个直线导杆上均设置有弹簧，弹簧上端与安装板相连，弹簧下端与铁壳冲压件凸模相连。

进一步的，所述基座上铁壳冲压件凹模左侧设置有两个对称布置的导向轮，帮助引导铁皮延伸至铁壳冲压件凹模上表面，大大提高了进料的准确性。

优选的，所述推送装置包括推送气缸及连接板，且推送气缸通过安装台水平安装于基座后侧，推送气缸的活塞杆向前与连接板相连；连接板上设置有电磁吸盘及推块，推块设置于电磁吸盘后方，且推块与电磁吸盘的间距可调。电磁吸盘的底面高于铁壳冲压件凹模的上表面，推送气缸推动连接板前移，电磁吸盘在经过铁壳冲压件凹模上方时吸附铁壳冲压件从而带动铁壳冲压件前移至气动复合机的左进料槽及右进料槽上，同时电磁吸盘后侧的推块推动出料推杆，从而将可调模具上复合成型的铁壳推出下料。

优选的，所述气动复合机包括机架、出料推杆、可调模具、左进料槽、右进料槽、压壳气缸、压头、顶壳气缸、顶块、左冲壳气缸、左冲头、右冲壳气缸、右冲头；

其中，可调模具设置于机架前侧中心处，出料推杆设置于机架前侧可调模具后方；左进料槽、右进料槽对称设置于可调模具左、右两侧，且左进料槽、右进料槽所在高度与可调模具的底部持平；压壳气缸、顶壳气缸对称设置于可调模具上方及下方，左冲壳气缸、右冲壳气缸对称设置于可调模具左、右两侧；压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸与可调模具之间均设置有直线导轨，且直线导轨上均设置有滑座；压头、顶块、左冲头、右冲头分别通过气缸连接件与压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸的活塞杆相连，且压头、顶块、左冲头、右冲头分别安装于压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸对应的滑座上；

所述可调模具包括模具底座、上模具、下模具及固定支杆，模具底座竖直固定于机架上；上模具及下模具并列可拆卸地设置于模具底座上，上模具及下模具的另一端通过固定支杆固定，且上模具与下模具的间距可调、型号可更换，可适用于多种型号油漆刷的铁壳复合。

所述出料推杆包括两个连杆及两个横杆，两个横杆水平相对设置于机架前、后两侧，两个连杆固定于两个横杆之间从而贯穿机架；两个连杆上均设置有复位弹簧，复位弹簧一端与机架相连，复位弹簧另一端与机架前/后侧横杆相连。出料推杆在推送装置的推块作用下将复合成型的铁壳推出下料，并在复位弹簧的作用下复位。

优选的，所述气动系统包括空气压缩机、储气罐、过滤器、精密调压阀、三位五通电磁阀及单向节流阀；

其中，空气压缩机、储气罐、过滤器、精密调压阀依次连通，构成主气路；精密调压阀的出口连接有六条支路，六条支路分别与冲压气缸、推送气缸、压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸相连；冲压气缸、推送气缸、压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸与精密调压阀之间各自通过三位五通电磁阀及单向节流阀相连。

空气压缩机是整个气动系统的动力源，可将机械能转换成气体压力能；空气压缩机提供的压缩气体储存在储气罐中，从而消除空气压缩机所排出气流的脉动，同时稳定气动回路中的压力，此外，还可以起到冷却压缩气体，并把水分和油分从压缩气体中分离的作用；过滤器进一步去除压缩气体中的水分和杂质，精密调压阀精确控制气压处于稳定的状态，使气缸在不同供气压力下运动；三位五通电磁阀用于控制气缸中气流的方向，且通过单向节流阀控制气缸的运动速度。

优选的，所述控制系统包括控制器、信号灯、行程开关、压力传感器、A/D转换模块和PC机，其中，行程开关及PC机与控制器相连，压力传感器设置于气动系统中且通过A/D转换模块与控制器相连；控制器的信号输出端与信号灯、伺服电机、电磁吸盘、精密调压阀、三位五通电磁阀及单向节流阀相连。控制器通过串口转换芯片与PC机进行通讯，能够通过人机界面对系统进行操作，同时显示系统的相关图像和数据。

一种油漆刷铁壳自动化生产方法，包括以下步骤：

步骤A：通过精密调压阀调节主气路的气动压力，并通过PC机设置油漆刷铁壳自动化生产系统的运行参数；

步骤B：将成卷铁皮存放在储料盘上，铁皮经导向机构导向后延伸至上辊轮、下辊轮之间，伺服电机带动上辊轮的转动从而将铁皮输送至铁壳冲压件凹模上；

步骤C：当行程开关检测到铁皮输送到位时，冲压气缸带动铁壳冲压件凸模冲压铁皮成型得到铁壳冲压件，冲压气缸复位后推送气缸推动电磁吸盘前移至铁壳冲压件凹模上方，电磁吸盘吸附铁壳冲压件后继续前移穿过机架，从而将铁壳冲压件输送至气动复合机的左进料槽及右进料槽上；

步骤D：通过压壳气缸、顶壳气缸、左冲壳气缸、右冲壳气缸带动压头、顶块、左冲头、右冲头实现铁壳的复合，其复合过程为顶推-折弯-右冲击-左冲击-右冲击-压合；

步骤E：完成铁壳的复合后，在推送气缸推动电磁吸盘给气动复合机再次送料的同时电磁吸盘后侧的推块推动出料推杆，将可调模具上复合成型的铁壳推出下料，从而进行下一个铁壳的复合。

有益效果：本发明提供的一种油漆刷铁壳自动化生产系统及方法，相对于现有技术，具有以下优点：(1)该系统结构简单，占用空间小，操作方便，送料准确，工作安全可靠且环保高效；(2)采用气动技术，简化了机械构造，提高了油漆刷铁壳生产的自动化程度，节省人力的同时改善了工作环境；(3)可通过更换模具、调节相关零部件来生产不同型号的油漆刷铁壳，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统的整体结构示意图；

图2为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中储料机构与导向机构的结构图；

图3为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中进料机构与气动冲压机的结构图；

图4为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中推送装置的结构示意图；

图5为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中气动复合机的结构示意图；

图6为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中可调模具的结构示意图；

图7为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产系统中出料推杆的结构示意图；

图8为本发明一种油漆刷铁壳自动化生产方法中铁壳复合的原理图；

图中包括：1-1、储料机构，1-2、导向机构，1-3、进料机构，1-11、第一立柱，1-12、第一基盘，1-13、第二立柱，1-14、第二基盘，1-15、阶梯轴，1-16、轴承，1-17、储料盘，1-18、挡板，1-19、槽口，5、铁皮，1-21、底板，1-22、门架，1-23、细轴，1-24、滚筒，1-31、安装架，1-32、伺服电机，1-33、支撑板，1-34、上辊轮，1-35、下辊轮，1-36、连接件，1-37、导向轮；

2、气动冲压机，2-1、基座，2-2、支架，2-3、安装板，2-4、冲压气缸，2-5、铁壳冲压件凸模，2-6、铁壳冲压件凹模，2-7、直线导杆，2-8、弹簧；

3、推送装置，3-1、推送气缸，3-2、连接板，3-3、电磁吸盘，3-4、推块；

4、气动复合机，41、可调模具，42、出料推杆，43、机架，44-1、左进料槽，44-2、右进料槽，45-1、压壳气缸，45-2、压头，46-1、顶壳气缸，46-2、顶块，47-1、左冲壳气缸，47-2、左冲头，48-1、右冲壳气缸，48-2、右冲头，49-1、直线导轨，49-2、滑座，41-1、模具底座，41-2、上模具，41-3、下模具，41-4、固定支杆，42-1、横杆，42-2、连杆，42-3、复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种油漆刷铁壳自动化生产系统，包括上料装置、气动冲压机2、推送装置3、气动复合机4、气动系统及控制系统，且上料装置设置于气动冲压机2左侧；气动复合机4及推送装置3分别设置于气动冲压机2前、后两侧，且上料装置、气动冲压机2、推送装置3、气动复合机4均与气动系统、控制系统相连；

其中，所述上料装置用于实现铁皮5的存储、导向及精准输送；

所述气动冲压机2通过气动驱动模具冲压铁皮5成型，得到铁壳冲压件；

所述推送装置3用于将铁壳冲压件输送至气动复合机4的进料口处并将复合成型的铁壳推出下料。

本实施例中，所述上料装置包括从左往右依次设置的储料机构1-1、导向机构1-2及进料机构1-3；

如图2所示，所述储料机构1-1包括第一基盘1-12、第二基盘1-14、阶梯轴1-15、储料盘1-17、四个成矩形布置的第一立柱1-11和四个成矩形布置的第二立柱1-13，且第一基盘1-12水平设置于第一立柱1-11上；第二立柱1-13设置于第一基盘1-12上，第二基盘1-14水平设置于第二立柱1-13上；第一基盘1-12及第二基盘1-14的中心处均设置有轴承1-16，阶梯轴1-15通过轴承1-16竖直安装于第一基盘1-12及第二基盘1-14上；储料盘1-17套设于阶梯轴1-15顶端，由阶梯轴1-15支撑且能够与阶梯轴1-15同步转动，第一基盘1-12、第二基盘1-14及储料盘1-17均同中心轴线安装；第一基盘1-12上绕储料盘1-17外沿均匀设置有四个挡板1-18，且挡板1-18上开有供铁皮5穿过的槽口1-19；

所述导向机构1-2包括底板1-21、门架1-22、细轴1-23和滚筒1-24，且门架1-22设置于底板1-21上；细轴1-23水平安装于门架1-22两侧臂之间，滚筒1-24套设于细轴1-23外，铁皮5从门架1-22内滚筒1-24上穿过。

如图3所示，所述进料机构1-3包括基座2-1、安装架1-31及两个辊轮组件，且安装架1-31安装于基座2-1左侧，两个辊轮组件并列设置于安装架1-31上；所述辊轮组件包括伺服电机1-32、两个支撑板1-33、上辊轮1-34及下辊轮1-35，且伺服电机1-32通过连接件1-36设置于安装架1-31上；两个支撑板1-33相对设置于安装架1-31上前、后两侧，上辊轮1-34、下辊轮1-35均安装于两个支撑板1-33之间，下辊轮1-35位于上辊轮1-34的下方且与上辊轮1-34的间距可调；伺服电机1-32通过联轴器驱动上辊轮1-34的转动，铁皮5从上辊轮1-34、下辊轮1-35之间穿过，上辊轮1-34的转动在摩擦力的作用下带动铁皮5的延伸及下辊轮1-35的转动。

本实施例中，所述气动冲压机2包括支架2-2、安装板2-3、冲压气缸2-4、铁壳冲压件凸模2-5、铁壳冲压件凹模2-6及两个直线导杆2-7，且铁壳冲压件凸模2-5与铁壳冲压件凹模2-6相适配；

其中，支架2-2设置于基座2-1上，安装板2-3水平设置于支架2-2上；冲压气缸2-4竖直设置于安装板2-3上，且冲压气缸2-4的活塞杆向下穿过安装板2-3；铁壳冲压件凹模2-6安装于基座2-1上，铁壳冲压件凸模2-5通过连接构件安装于冲压气缸2-4的活塞杆顶端且与下方的铁壳冲压件凹模2-6对齐；两个直线导杆2-7竖直设置于安装板2-3底部，铁壳冲压件凸模2-5两侧设置有供直线导杆2-7穿过的通孔，通过直线导杆2-7与通孔的配合限制铁壳冲压件凸模2-5的冲压方向；两个直线导杆2-7上均设置有弹簧2-8，弹簧2-8上端与安装板2-3相连，弹簧2-8下端与铁壳冲压件凸模2-5相连。

进一步的，所述基座2-1上辊轮组件的出料口与铁壳冲压件凹模2-6之间设置有两个对称布置的导向轮1-37，将铁皮5准确导向至铁壳冲压件凹模2-6上。

如图4所示，所述推送装置3包括推送气缸3-1及连接板3-2，且推送气缸3-1通过安装台水平安装于基座2-1后侧，推送气缸3-1的活塞杆向前与连接板3-2相连；连接板3-2上设置有两个对称布置的电磁吸盘3-3及两个对称布置的推块3-4，电磁吸盘3-3贯穿连接板3-2而与连接板3-2过盈配合；两个推块3-4分别设置于两个电磁吸盘3-3的后方且与对应电磁吸盘3-3的间距可调，电磁吸盘3-3的底面比铁壳冲压件凹模2-6的上表面高出3mm。

如图5所示，所述气动复合机4包括机架43、出料推杆42、可调模具41、左进料槽44-1、右进料槽44-2、压壳气缸45-1、压头45-2、顶壳气缸46-1、顶块46-2、左冲壳气缸47-1、左冲头47-2、右冲壳气缸48-1、右冲头48-2；

其中，可调模具41设置于机架43前侧中心处，出料推杆42设置于可调模具41后方；左进料槽44-1、右进料槽44-2对称设置于可调模具41左、右两侧，且其所在高度与可调模具41的底部持平；压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1对称设置于可调模具41上方及下方，左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1对称设置于可调模具41左、右两侧；压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1与可调模具41之间均设置有直线导轨49-1，且直线导轨49-1上均设置有滑座49-2；压头45-2、顶块46-2、左冲头47-2、右冲头48-2分别通过气缸连接件与压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1的活塞杆相连，且压头45-2、顶块46-2、左冲头47-2、右冲头48-2分别通过安装座安装于压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1对应的滑座49-2上；

如图6所示，所述可调模具41包括模具底座41-1、上模具41-2、下模具41-3及固定支杆41-4，模具底座41-1竖直固定于机架43上；上模具41-2及下模具41-3并列可拆卸地设置于模具底座41-1上，上模具41-2及下模具41-3的另一端通过固定支杆41-4固定，且上模具41-2与下模具41-3的间距可调、型号可更换。

本实施例中，模具底座41-1包括底块及两侧夹板，上模具41-2及下模具41-3通过螺栓固定于底块上两侧夹板之间，且通过固定件增强可调模具41的整体抗冲击能力。

如图7所示，所述出料推杆42包括两个横杆42-1及两个连杆42-2，两个横杆42-1水平相对设置于机架43的前、后两侧，两个连杆42-2固定于两个横杆42-1之间从而贯穿机架43；两个连杆42-2上均设置有复位弹簧42-3，复位弹簧42-3的一端与机架43相连，复位弹簧42-3的另一端与机架43后侧的横杆42-1相连。

本实施例中，所述气动系统包括空气压缩机、储气罐、过滤器、精密调压阀、三位五通电磁阀及单向节流阀；其中，空气压缩机、储气罐、过滤器、精密调压阀依次连通，构成主气路；精密调压阀的出口连接有六条支路，六条支路分别与冲压气缸2-4、推送气缸3-1、压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1相连；冲压气缸2-4、推送气缸3-1、压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1与精密调压阀之间各自通过三位五通电磁阀及单向节流阀相连。

本实施例中，所述控制系统包括控制器、信号灯、行程开关、压力传感器、A/D转换模块和PC机，其中，行程开关及PC机与控制器相连，压力传感器设置于气动系统中且通过A/D转换模块与控制器相连；控制器的信号输出端与信号灯、伺服电机1-32、电磁吸盘3-3、精密调压阀、三位五通电磁阀及单向节流阀相连。

一种油漆刷铁壳自动化生产方法，包括以下步骤：

步骤A：通过精密调压阀调节主气路的气动压力，并通过PC机设置油漆刷铁壳自动化生产系统的运行参数；

步骤B：将成卷的铁皮5放在储料盘1-17上，铁皮5经过导向机构1-2延伸至上辊轮1-34、下辊轮1-35之间，伺服电机1-32带动上辊轮1-34的转动从而将铁皮5经过导向轮1-37准确输送至铁壳冲压件凹模2-6上；

步骤C：当行程开关检测到铁皮5输送到位时，冲压气缸2-4带动铁壳冲压件凸模2-5冲压铁皮5成型得到铁壳冲压件，冲压气缸2-4复位后推送气缸3-1推动电磁吸盘3-3前移至铁壳冲压件凹模2-6上方，电磁吸盘3-3吸附铁壳冲压件并将其输送至气动复合机4的左进料槽44-1及右进料槽44-2上；

步骤D：通过压壳气缸45-1、顶壳气缸46-1、左冲壳气缸47-1、右冲壳气缸48-1带动压头45-2、顶块46-2、左冲头47-2、右冲头48-2实现铁壳的复合，其复合过程为顶推-折弯-右冲击-左冲击-右冲击-压合，如图8所示；

步骤E：完成铁壳的复合后，在推送气缸3-1推动电磁吸盘3-3给气动复合机4再次送料的同时电磁吸盘3-3后侧的推块3-4推动出料推杆42，从而将可调模具41上成型的铁壳推出下料，进行下一个铁壳的复合加工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。