自动折线机核心技术研究与运用
时间：2023-02-28 18:45:08 来源：千叶帆 本文已影响人
段国安
（深圳市金吉峰科技有限公司，广东深圳 518000）
在自动折线机中，焊线技术主要应用于对固定块、固定底座的连接上，即在设备移动过程中分析折线块的移动规律，将电线折叠并固定于接件的待焊接部分，通过驱动件驱动滑块。而折线块在移动过程中则需要推动电线移动，充分考虑电线插入孔内情况，如此就能完成折线操作。
一般来说，焊线自动折线机的基本结构组成包含以下几部分：
（1）驱动件部分，自动折线机的底座主要用于将焊线自动折线机构固定于设备以及工作台之上，配合折线对滑块、折线块进行调整，确保折线块也能固定连接到对应滑块上。同时滑块传动连接驱动件部分，直接推动电线向前移动，确保电线能够顺利插入孔内。此时电线与插座弹片折弯并相互连接，如此就能顺利完成折线操作。
（2）固定块是自动折线机底座上沿的重要元件，它在预设轨迹移动方面表现出色，在驱动件驱动滑块过程中，底座会根据预设轨迹进行移动，形成折线移动轨迹。在此过程中，电线折叠固定于待焊接件指定部位上，特别是要在滑块位置设置一个卡口，并将折线块直接嵌入到卡口之内。
就焊线自动折线机整体机构而言，需要确保折线块远离滑块端部位置，并在端部位置设置第一折线槽，按照相应运动方向贯穿折线块。如果折线块在移动过程中焊接件待焊位置穿过第一折线槽，则需要分析电线折弯部分，根据相关技术要求对焊线自动折线机构进行分析，了解机构特征，再设置第二折线槽。一般来说，第二折线槽要设置于第一折线槽的侧壁位置，并完全贯穿于第一折线槽，如此设计能够保证折线块顺利完成电线折弯操作过程。在深入了解焊线自动折线机构过程中，还需要在固定块上设置贯穿孔，分析待焊接件的焊接部分是否深入到贯穿孔中，要根据贯穿孔的深度来计算了解固定件位置，保证深入贯穿孔深度与固定件相对应。
在分析焊线自动折线机机构过程中，还需要了解其底座第二滑槽内的驱动件驱动情况，根据焊线自动折线机构变化分析挡板固定位置，确保固定板一端能够与挡板本体直接连接。
2.1 固定电线技术应用技术要点
自动折线机可以将电线直接固定于某一点位置，采用焊线焊接方式固定并确保其导电性表现依然良好。一般来说，要在电线的待焊接位置专门开一小孔，将电线剥去线皮，再将铜线插入到小孔之内，如此更方便焊接，同时也能确保焊接部件与电线实现相互电连连接关系。如果采用传统焊接工艺，则需要交由操作人员将铜线直接插入到小孔之内，通过人工手动方式完成折线操作，等待折线操作完成以后，再交由焊接人员完成机械焊接过程。实际上，如此的人工手动操作方式加工效率偏低且极大增加了人工成本，亟待改进。
2.2 设计任意驱动装置应用技术要点
在自动折线机中要设计任意驱动装置，其中装置设计对象可选，例如可以选择舵机、电机、气缸等。在设计过程中，要保证所设计驱动装置中均为小体积驱动件，如此更有利于匹配电机或舵机，减小驱动件占用空间。在焊线自动折线机构设计过程中，则配合设备使用焊线自动折线机构，确保根据设备部件展开针对性设计，其中的插座弹片成型设备部件设计主要希望在焊线设计完成后再焊接。当然，在固定连接滑块时也需要分析其预设轨迹移动情况，保证折线块在移动过程中能够折叠固定于待焊接滑块部位。为此，有必要在其内部设置凸柱、收容孔，有效阻止折线块过度滑动。如果出现折线槽中折线垂直情况，则有必要设置第二折线槽，配合插座弹片分析第二折线槽的设计过程，主要设置大开口、小底部漏斗状结构。当然，固定块也要与底座可拆卸固定位置进行连接，且二者保持130 mm 设计距离，如此为插座弹片的折弯加工件设计安装做好准备。在折弯阶段，还要对加工基底进行分析，确保弯折折线两道工序中的基底更换顺利，避免在折弯后插座弹片相互分离，提高装配工作质量。另外，就是要减少工序中间时间，最大限度提高自动折线机结构的整体加工效率。
在自动折线机焊线结构的设计技术应用过程中，必须分析其设备机构中的挡板部分，确保做到挡板与底座相互连接，避免固定板与底座可拆卸连接不到位。要在固定板折线推块设计过程中分析固定块相对底座移动位置，并将待焊接模块固定于固定块位置上。
3.1 自动折线机中双轴移动夹持组件的基本概述
自动折线机中的双轴移动夹持组件属于新型公开的技术组件，其中就包含了夹持组件、双轴滑移组件以及顶伸组件。不同组件之间的夹持臂作用不同，需要在设计过程中进行对称连接，其中就运用到了夹持块。以顶伸组件为例，它与顶伸气缸、主滑移板铰链架相互连接，同时配合滑动移板上端连接X、Y轴导轨，确保双轴滑移到位，有效改善自动折线机的自动化可拆卸程度，全方位提高自动折线机的产品弯折裁切效率，具体参考图1。
图1 自动折线机结构剖面
3.2 自动折线机中双轴移动夹持组件的设计特征
在对自动折线机中的双轴移动夹持组件进行设计过程中，需要了解其双轴夹移动夹持组件、双轴滑移组件特征，具体如下。
（1）夹持组件在设计过程中涉及第一夹持臂以及第二夹持臂，二者通过直销进行连接，且对称固连夹持块设计也相当到位。在分析顶伸组件过程中，需要保证顶伸气缸与铰链架固连到位，同时分析铰链孔位置，确保主滑移板上铰链块设计连接到位。
（2）要充分分析自动折线机中的双轴移动夹持组件内容，了解其组件特征。即第一夹持臂的中部位置应该设计有限位块，且它与第二夹持臂中部两侧位置还要设计挡边配合定位机制，其目的就是保证自动拆线机的双轴移动夹持组件设计到位，并在下端面位置设计倾角，其中的倾角角度设计范围应该控制在3°～10°以内。在设计自动拆线机的双轴移动夹持组件过程中，还需要参考X、Y轴导轨设置垂直方向，保证第一、第二夹持臂能够实现平行布置，深层次了解双轴移动夹持组件特征，需要在前端固连平衡块位置设置滑槽，确保自动折线机焊线机构绝对平衡，双轴滑移组件结构稳定。
3.3 自动折线机中双轴移动夹持组件的设计方案
在自动折线机中的双轴移动夹持组件进行设计过程中，需要了解其X、Y导轴的配合滑动情况，保证设计气缸滑块与主滑块有效固连，配合挡边定位体现设计有效性。下文就对自动拆线机中的双轴移动夹持组件进行设计，提出设计方案。
要对夹持块上下端面的倾角进行设计，倾角角度设计在3°～10°范围内。同时要分析X、Y导轴垂直设置情况，保证所有夹持臂都能平行布置，在设计过程中也要保证滑块平移设置到位，将平衡块与自动折线机结合起来，然后设置滑槽，配合双轴滑块移动组件结构来平衡自动折线机整体部分。如此设计的好处就在于自动折线机的双轴移动夹持组件能够更好借助PLC 系统来控制各个设备内滑块，保证滑块相互作用对夹持组件主滑移板进行有效调整，实现双轴滑移操作。如此对于改善自动折线机的自动化程度帮助较大，同时也能提高线材产品的整体弯折裁切效率（图2）。
图2中，自动折线机的双轴移动夹持组件在结构设计上希望采用到全新技术方案，配合顶伸组件、双轴滑移组件进行设计，再配合夹持臂连接过程分析固连夹持块的固定连接程度。在设计夹持臂尾端时，则需要保证顶杆与铰链架相互连接。与此同时，自动折线机的导轨与气缸滑块也要相互连接，保证导轨滑动配合X、Y轴进行细致设计，配合定位夹持臂位置。
图2 自动折线机的双轴移动夹持组件结构
就这一点来讲，应该确保夹持臂置于粗糙水平地面上，分析夹持臂尾端左端位置放置一个小物块，围绕顶杆与铰链架位置设置参照物，确保顶杆与铰链架与参照物相互距离相距达到4.5 m 左右甚至以上。在分析不同时刻过程中夹持臂的变化情况，同时做好自动拆线机的移动状况，保证夹持臂与模板始终处于共同速度向右运动过程，保证夹持臂不会与设备相互碰撞，且碰撞时间相对偏短。在碰撞前后过程要分析木板速度大小不变，同时分析夹持臂中上滑块运动方向相反，分析在运动过程中小物块始终未离开模板。在该过程中，需要分析碰撞后1 s 时间对小物块建立v-t图线，确保夹持臂以及固定滑块的质量是小物块质量的15倍以上，其重力加速度g应该取值为10 m/s2。当然，要在这一设计过程中分析自动折线机的设计技术问题：①要分析夹持臂与设备之间所产生的动摩擦因素μ1，以及夹持臂与设备之间建立动摩擦因数μ2；
②要计算分析夹持臂的最小长度；
③要分析夹持臂距离参照物的最终距离；
结合常规解法分析碰撞后的夹持臂与自动折线机是否共速，在分析小夹持臂运行速度了解零时的自动折线机速度。利用相对运动分析自动折线机的加速度变化；
④要了解夹持臂碰撞后到停止整个过程中的能量守恒定律变化，进而完成整个自动折线机的设计方案。
自动折线机在设计与实践应用过程中都涉及到诸多核心技术内容，这些核心技术内容特征表现鲜明，可以实现各个模块与元配件的任意组合，体现技术应用优越性与创新性。在实际生产过程中，自动折线机是能够被应用于多个工业生产领域的，其技术设计方案内容丰富且技术实践应用巧妙，在工业生产过程中为技术人员优化设备操作提供了诸多便利条件，所以在未来必然要进一步深入分析自动折线机的核心技术内容，确保其设备体系能够发挥更大的价值作用。
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