金属橡胶一体化自动成型系统

IPC分类号 : B21F3/04I,B21C51/00I,B21F45/00I

申请号

CN201910962204.6

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专利摘要

一种金属橡胶一体化自动成型系统。包括金属螺旋卷绕制装置，用于金属丝螺旋卷拉伸螺距的自动定距拉伸装置，用于毛坯缠绕与成型的自动缠绕与成型装置，以及控制各机构工作的控制系统。本发明可实现不同规格金属丝螺旋卷的自动定距和缠绕，以此替代手工制作毛坯的成型方式。同时自动定距和毛坯缠绕速度快，精确度高，并且能够缠绕出一定纹路，避免了以往手工作业中生产的金属橡胶均匀性差，精度低，容易分层等问题。此外，金属橡胶一体化自动成型系统可自动连续成型金属橡胶，实现自动化生产。

权利要求

1.一种金属橡胶一体化自动成型系统，包括安装在机架上的用于绕制密匝金属丝螺旋卷的金属丝螺旋卷绕制装置，所述金属丝螺旋卷绕制装置具有送丝机与弹簧机，其特征在于：

在所述机架上还安装有：用于对密匝金属丝螺旋卷进行定螺距拉伸的定距拉伸装置；用于缠绕与成型毛坯的缠绕与成型装置、传感与检测系统以及用于控制所述金属丝螺旋卷绕制装置、定距拉伸装置和缠绕与成型装置工作的控制系统；

所述控制系统包括中心处理器、金属螺旋卷卷制控制单元、自动缠绕成型控制单元以及自动定距拉伸控制单元；

所述自动定距拉伸控制单元中的伺服系统包括水平移动驱动电机和拉伸驱动电机；所述自动缠绕成型控制单元的伺服系统包括主轴电机和冷压机构驱动电机；所述水平移动驱动电机连接第一编码器与主控模块，所述第一编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述拉伸驱动电机连接第二编码器与主控模块，所述第二编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述主轴电机连接第三编码器与主控模块，所述第三编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述冷压机构驱动电机连接第四编码器与主控模块，所述第四编码器连接主控模块与编码器解码装置；所有编码器均与中心处理器相连；

所述传感与检测系统包括第一光电开关、第二光电开关、第一行程开关、第二行程开关、称重传感器、接触开关、第三行程开关以及第四行程开关；所述第一光电开关安装在第一拉爪附近；所述第二光电开关安装在第三拉爪附近；所述第一光电开关与第二光电开关用于检测金属丝螺旋卷位置；所述第一行程开关安装于水平导轨架左端；所述第二行程开关位于水平导轨架右端；所述第一行程开关与第二行程开关限制工作台左右往复移动距离，确保金属丝螺旋卷能够缠绕在芯轴上；所述称重传感器使用全桥薄梁称重传感器，安装在主轴中，计量芯轴上缠绕的金属丝螺旋卷质量，并能够放出两种信号，一种是金属丝螺旋卷接触芯轴时，另一种是芯轴上金属丝螺旋卷达到预期重量时；所述接触开关安装在第二连杆下方，检测第二连杆是否转动到指定位置；所述第三行程开关限制动模具左端移动；所述第四行程开关限制动模具右端移动，分别安装于冷压导轨架左端与定模具端盖上；

弹簧机主机连入中心处理器中，输出金属丝螺旋卷产生速度和金属丝螺旋卷剪断信号；

所述缠绕与成型装置，包括定模具端盖、第一连杆、第二连杆、第一转动支座、第二转动支座、定模具、冷压丝杠、定位细针、芯轴、针套、动模具、动模具螺母、主轴、冷压导轨、称重传感器、接触开关、第三行程开关、第四行程开关，其中：

所述冷压导轨安装在机架上，用于支撑整个装置；所述冷压丝杠安装于冷压导轨两端轴承中，与冷压电机联接，控制其旋转；

所述主轴的一端穿过动模具通孔，与主轴电机联接；所述芯轴有内孔，安装时插入主轴中，并用键联接；

所述定模具安装在机架上；所述动模具与定模具轴心共线，下部连接动模具螺母；所述动模具螺母与冷压丝杠组成螺母传动副，啮合传动，当冷压丝杠转动时，动模具推动芯轴对毛坯进行冷压成型；

所述芯轴安装在主轴上，可沿主轴向定模具滑动；所述定位细针插入芯轴左右两端中，一端外露，另一端穿过针顶，连接针套，依靠针套实现在主轴上滑动；

所述定模具端盖上端与机架上的第一转动支座连接，使其可绕支座转动，下端与第一连杆连接；所述第一连杆、第二连杆依次首尾连接，第二连杆下端连接第二转动支座；

所述称重传感器安装在芯轴正中的主轴中心，用于测量出该点应力变化并计算出芯轴处毛坯质量；所述接触开关安装在第二连杆下方，检测第二连杆是否打开；所述第三行程开关安装在冷压导轨左端，限制动模具左端移动；所述第四行程开关安装在冷压导轨右端，限制动模具右端移动；

所述第一连杆、第二连杆、定模具端盖与机架组成平面四杆机构，当定模具端盖合上时，第一连杆与第二连杆中心线共线；当动模具与定模具合模时，定模具端盖处于死点位置，整个机构自锁，定模具端盖无法打开；当冷压完成后，转动第二连杆，定模具端盖可打开，如对动模具继续移动，则可将冷压后的毛坯从定模具中推出；

所述主轴有左右两半部分，中间通过柔性连接方式连接，称重传感器安装于主轴的内部方可感知重量，正常旋转时依靠芯轴固定保证其刚性；

所述动模具有磁性，以使得返回脱模时可将芯轴吸回到原来位置；所述动模具内孔与芯轴相配合，动模具外圆与定模具内孔相配合；

所述定距拉伸装置，包括：水平导轨架、水平丝杠、第二导向管、第一拉爪、第二拉爪、第三拉爪、定距导轨、工作台、第一光电开关、第二光电开关、第三导向管、压针滚筒、定距丝杠、水平螺母、第一行程开关以及第二行程开关，其中：

所述水平导轨架安装在机架上；所述水平丝杠安装在水平导轨架中；所述工作台安装于机架导轨上，水平螺母安装在工作台底部并与水平丝杠组成丝杠螺母传动副；所述第二导向管安装于工作台前端中部，与第一导向管相接，并与第一导向管共线；所述定距丝杠安装在拉伸工作台中部的定距导轨中，两端安装滚动轴承，便于旋转；

所述定距导轨上安装有第一拉爪、第二拉爪、第三拉爪；所述第一拉爪与第三拉爪固定在定距导轨上不能移动；所述第二拉爪安装在定距丝杠上，其端部孔有传动螺纹，与定距丝杠组成丝杠螺母副传动，三个拉爪的爪口与第二导向管共线；所述第三导向管安装在拉伸工作台后端，其入口处靠近第三拉爪；所述压针滚筒底部安装于工作台后端，压针滚筒在第三导向管末端；

第一光电开关安装于第一拉爪附近位置；第二光电开关安装于第三拉爪附近位置；所述第一行程开关安装在水平导轨架左端；所述第二行程开关（ 77）安装在水平导轨架右端；

其中，所述第一导向管安装在金属丝螺旋卷生成位置，起金属丝螺旋卷导向作用；

所述第二拉爪包括迷你气缸、上夹爪、下夹爪、销、夹爪套以及爪根螺母；迷你气缸与夹爪套焊接安装，迷你气缸与一两位四通电磁换向阀连接，所述电磁换向阀控制气缸伸缩；上夹爪通过螺钉安装在迷你气缸上，且上夹爪通过销安装于长条孔中，使之能上下移动；所述下夹爪通过销安装于夹爪套下方定位孔中；所述爪根螺母一端与夹爪套连接；

所述第一拉爪、第三拉爪与第二拉爪主要结构相同，区别为将爪根螺母替换为通孔，以安放定距丝杠；

所述定距丝杠连接拉伸驱动电机，控制定距丝杠正反转从而控制第二拉爪在导轨上移动；所述水平丝杠连接水平移动驱动电机，控制水平丝杠正反转从而控制工作台在导轨上移动；

其中，所述第一行程开关与第二行程开关用于限制拉伸工作台左右往复移动距离，第一行程开关用于使第三导向管正对对准金属橡胶毛坯成型装置中芯轴的左端定位细针，第二行程开关用于使第三导向管正对对准金属橡胶毛坯成型装置中芯轴的右端定位细针；

所述弹簧机出口处安装有第一导向管；所述金属螺旋卷绕制装置中的弹簧机固定好后，送丝机安装在弹簧机旁边，调整送丝机位置，送丝机上最大的导环对准弹簧机进丝机构；所述定距拉伸装置安装在弹簧机出丝口前，工作台在第一行程开关处时，调整金属丝螺旋卷定距拉伸装置位置，使第二导向管与第一导向管处于同一水平高度直线上，其出入口间距5mm以内；所述缠绕与成型装置与定距拉伸装置平行安装，当工作台在第一行程开关处时，第三导向管正对芯轴左端的定位细针且高度对准其正中，两边间距5mm以内；内置有所述控制系统的控制台安装在机架的空余位置，将传感器与电机的信号线接入控制台。

2.根据权利要求1所述的金属橡胶一体化自动成型系统，其特征在于，所述系统按照如下模式工作：

1)按下启动按钮后，启动与控制指令传输至中心处理器；

2)所述中心处理器控制送丝机与弹簧机启动生产密匝金属丝螺旋卷；

3)所述中心处理器控制定距拉伸装置和毛坯缠绕成型装置依次启动，主轴以一定速度缓慢旋转，并复位拉伸工作台上各部件，回到初始位置；

4)所述第一光电开关接收到金属丝螺旋卷到达的位置后，将信息控制指令传输至中心处理器，控制拉爪对金属丝螺旋卷进行定距拉伸；

5)所述芯轴上的定位细针钩取金属丝螺旋卷后，称重传感器获得第一信号，将信号传输至中心处理器，中心处理器控制主轴与拉伸工作台以一定相对速度工作，将金属丝螺旋卷缠绕在芯轴上；

6)所述芯轴上金属丝螺旋卷到达一定质量后，称重传感器将第二信号传输至中心处理器，中心处理器控制切断刀切断金属丝螺旋卷，停止金属卷卷制装置，定距拉伸装置以及主轴旋转；

7)暂停若干秒后，中心处理器控制冷压丝杠对芯轴处毛坯按照预定程序进行冷压成型，同时通过脱模机构实现自动脱模；

8)上述冷压成型工序结束后，中心处理器传递主程序循环指令，从步骤2)开始，进行下一个试块的自动成型工艺，直到总停按钮按下，整个工作系统停机。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种应用于新型材料加工领域中的金属橡胶自动成型系统。

背景技术：

金属橡胶是一种弹性阻尼材料。由勾结交错的金属丝制成的网状结构，通过金属丝经螺旋绕制、螺旋定距拉伸、毛坯缠绕、毛坯冷压成型及后处理等工艺制备而成。它既具有橡胶的高弹性、大阻尼，又具有所用金属的固化特性，与普通橡胶相比较，具有不挥发、抗辐射、耐高/低温、寿命长的特点，多应用在航空航天海等条件极端恶劣的工作环境中。

目前弹性多孔金属橡胶缠绕成型工艺多数使用手工定距拉伸、手工缠绕毛坯，再进入模具冷压成型的成型方式。该种成型方式劳动强度大，步骤离散，且精度不高，手工缠绕金属丝排布不均匀，会导致金属橡胶性能不稳定，成型后金属橡胶松散分层等问题，影响金属橡胶在实际过程中的使用。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种金属橡胶一体化自动成型系统，该系统采用可编程控制器技术以及传感与检测技术使金属橡胶加工过程自动化、智能化。

本发明的技术方案是：该种金属橡胶一体化自动成型系统，包括安装在机架上的用于绕制密匝金属丝螺旋卷的金属螺旋卷绕制装置，所述金属丝螺旋卷绕卷制装置具有送丝机2与弹簧机3，其独特之处在于：

所述控制系统包括中心处理器、金属螺旋卷卷制控制单元、自动缠绕成型控制单元以及自动定距拉伸控制单元；

所述自动定距拉伸控制单元中的伺服系统包括水平移动驱动电机70和拉伸驱动电机98；所述自动缠绕成型控制单元的伺服系统包括主轴电机36和冷压机构驱动电机37；所述水平移动驱动电机70连接第一编码器与主控模块，所述第一编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述拉伸驱动电机98连接第二编码器与主控模块，所述第二编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述主轴电机36连接第三编码器与主控模块，所述第三编码器连接主控模块与编码器解码装置；所述冷压机构驱动电机37连接第四编码器与主控模块，所述第四编码器连接主控模块与编码器解码装置；所有编码器均与中心处理器相连；

所述传感与检测系统包括第一光电开关28、第二光电开关29、第一行程开关76、第二行程开关77、称重传感器100、接触开关101、第三行程开关102以及第四行程开关103；所述第一光电开关28安装在第一拉爪23附近；所述第二光电开关29安装在第三拉爪25附近；所述第一光电开关28与第二光电开关29用于检测金属丝螺旋卷位置；所述第一行程开关76安装于水平导轨架72左端；所述第二行程开关77位于水平导轨架72右端；所述第一行程开关76与第二行程开关77限制工作台27左右往复移动距离，确保金属丝螺旋卷能够缠绕在芯轴上；所述称重传感器100使用全桥薄梁称重传感器，安装在主轴中，计量芯轴上缠绕的金属丝螺旋卷质量，并能够放出两种信号，一种是判断金属丝螺旋卷是否接触芯轴时，另一种是芯轴上金属丝螺旋卷是否达到预期重量时；所述接触开关101安装在第二连杆44下方，检测第二连杆44是否转动到指定位置；所述第三行程开关102限制动模具左端移动；所述第四行程开关103限制动模具右端移动，分别安装于冷压导轨架46左端与定模具端盖42上；

弹簧机3主机连入中心处理器中，输出金属丝螺旋卷产生速度和金属丝螺旋卷剪断信号；

所述缠绕与成型装置，包括定模具端盖42、第一连杆43、第二连杆44、第一转动支座41、第二转动支座45、定模具40、冷压丝杠39、定位细针52、芯轴54、针套55、动模具50、动模具螺母48、主轴51、冷压导轨38、称重传感器100、接触开关101、第三行程开关102、第四行程开关103，其中：

所述冷压导轨38安装在机架上，用于支撑整个装置；所述冷压丝杠39安装于冷压导轨38两端轴承中，与冷压电机37联接，控制其旋转；

所述主轴51的一端穿过动模具50通孔，与主轴电机36联接；所述芯轴54有内孔，安装时插入主轴51中，并用键联接；

所述定模具40安装在机架上；所述动模具50与定模具40轴心共线，下部连接动模具螺母48；所述动模具螺母48与冷压丝杠39组成螺母传动副，啮合传动，当冷压丝杠39转动时，动模具50推动芯轴54对毛坯进行冷压成型；

所述芯轴54安装在主轴51上，可沿主轴51向定模具50滑动；所述定位细针52插入芯轴54左右两端中，一端外露，另一端穿过针顶53，连接针套55，依靠针套55实现在主轴51上滑动；

所述定模具端盖52上端与机架上的第一转动支座41连接，使其可绕支座转动，下端与第一连杆41连接；所述第一连杆43、第二连杆44依次首尾连接，第二连杆44下端连接第二转动支座45；

所述称重传感器100安装在芯轴54正中的主轴51中心，用于测量出该点应力变化并计算出芯轴处毛坯质量；所述接触开关101安装在第二连杆44下方，检测第二连杆44是否打开；所述第三行程开关102安装在冷压导轨左端，限制动模具左端移动；所述第四行程开关103安装在冷压导轨右端，限制动模具右端移动；

所述第一连杆43、第二连杆44、定模具端盖42与机架组成平面四杆机构，当定模具端盖42合上时，第一连杆43与第二连杆44中心线共线；当动模具50与定模具40合模时，定模具端盖42处于死点位置，整个机构自锁，定模具端盖42无法打开；当冷压完成后，转动第二连杆44，定模具端盖42可打开，如对动模具50继续移动，则可将冷压后的毛坯从定模具40中推出；

所述主轴51有左右两半部分，中间通过柔性连接方式连接，称重传感器100安装于主轴51的内部方可感知重量，正常旋转时依靠芯轴54固定以保证其刚性；

所述动模具50有磁性，使得返回脱模时可将芯轴54吸回到原来位置；所述动模具50内孔与芯轴54相配合，动模具50外圆与定模具40内孔相配合；

所述定距拉伸装置，包括：水平导轨架72、水平丝杠73、第二导向管22、第一拉爪23、第二拉爪24、第三拉爪25、定距导轨26、工作台27、第一光电开关28、第二光电开关29、第三导向管30、压针滚筒32、定距丝杠34、水平螺母35、第一行程开关76以及第二行程开关77，其中：

所述水平导轨架72安装在机架上；所述水平丝杠73安装在水平导轨架72中；所述工作台27安装于机架导轨72上，水平螺母35安装在工作台底部并与水平丝杠73组成丝杠螺母传动副；所述第二导向管22安装于工作台27前端中部，与第一导向管相接，并与第一导向管共线；所述定距丝杠34安装在拉伸工作台中部的定距导轨26中，两端安装滚动轴承，便于旋转；

所述定距导轨26上安装有第一拉爪23、第二拉爪24、第三拉爪25；所述第一拉爪23与第三拉爪25固定在导轨上不能移动；所述第二拉爪24安装在定距丝杠34上，其端部孔有传动螺纹，与定距丝杠34组成丝杠螺母传动副，三个拉爪的爪口与第二导向管22共线；所述第三导向管30安装在拉伸工作台后端，其入口处靠近第三拉爪25；所述压针滚筒32底部安装于工作台后端，压针滚筒在第三导向管末端；

第一光电开关28安装于第一拉爪23附近位置；第二光电开关29安装于第三拉爪25附近位置；所述第一行程开关76安装在水平导架轨左端；所述第二行程开关77安装在水平导轨架右端；

其中，所述第一导向管安装在金属丝螺旋卷生成位置，用于金属丝螺旋卷导向；

所述第二拉爪24包括迷你气缸56、上夹爪57、下夹爪58、销59、夹爪套60以及爪根螺母61；迷你气缸56与夹爪套60焊接安装，迷你气缸56与一两位四通电磁换向阀连接，所述电磁换向阀控制气缸伸缩；上夹爪57通过螺钉安装在迷你气缸56上，且上夹爪57通过销安装于长条孔中，使之能上下移动；所述下夹爪58通过销59安装于夹爪套60下方定位孔中；所述爪根螺母61一端与夹爪套60连接；

所述第一拉爪23、第三拉爪25与第二拉爪24主要结构相同，区别为将爪根螺母替换为通孔安放定距丝杠；所述第一拉爪23、第二拉爪24和第三拉爪25的对应迷你气缸各自与一个二位四通电磁换向阀相连，控制拉爪的伸缩；

所述定距丝杠34连接拉伸驱动电机98，控制定距丝杠正反转从而控制第二拉爪24在导轨上移动；所述水平丝杠73连接水平移动驱动电机70，控制水平丝杠正反转从而控制工作台27在导轨上移动；

其中，所述第一行程开关76与第二行程开关77限制拉伸工作台左右往复移动距离，第一行程开关应使第三导向管正对金属橡胶毛坯自动缠绕与成型装置中芯轴54的左端定位细针，第二行程开关应使第三导向管正对金属橡胶毛坯自动缠绕与成型装置中芯轴的右端定位细针；

所述弹簧机3出口处安装有第一导向管；所述金属螺旋卷绕制装置中的弹簧机3固定好后，送丝机2安装在弹簧机3旁边，调整送丝机2位置，送丝机2上最大的导环对准弹簧机进丝机构；所述定距拉伸装置安装在弹簧机3出丝口前，工作台27在第一行程开关76处时，调整金属丝螺旋卷定距拉伸装置位置，使第二导向管22与第一导向管处于同一水平高度直线上，其出入口间距5mm以内；所述缠绕与成型装置与定距拉伸装置平行安装，当工作台27在第一行程开关76边时，第三导向管30正对芯轴54左端的定位细针52且高度对准其正中，两边间距5mm以内；内置有所述控制系统的控制台10安装在机架的空余位置，将传感器与电机的信号线接入控制台10。

所述的金属橡胶一体化自动成型系统按照如下模式工作：

1)按下启动按钮后，启动与控制指令传输至中心处理器；

2)所述中心处理器控制送丝机与弹簧机启动生产密匝金属丝螺旋卷；

3)所述中心处理器控制定距拉伸装置和毛坯缠绕成型装置依次启动，主轴以一定速度缓慢旋转，并复位拉伸工作台上各部件，回到初始位置；

4)所述第一光电开关接收到金属丝螺旋卷到达的位置后，将控制指令传输至中心处理器，控制拉爪对金属丝螺旋卷进行定距拉伸；

7)停止暂停若干秒后，所述中心处理器控制冷压丝杠对芯轴处毛坯按照预定程序进行冷压成型，同时通过脱模机构实现自动脱模。

8)上述冷压成型工序结束后，所述中心处理器传递主程序循环指令，从步骤2)开始，进行下一个试块的自动成型工艺，直到总停按钮按下，整个工作系统停机。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种金属橡胶一体化自动成型系统，其结构包括金属螺旋卷绕制装置，用于金属丝螺旋卷的自动定距拉伸装置，用于毛坯缠绕与成型的自动缠绕与成型装置，以及控制各机构工作的控制系统。本发明可实现不同规格金属丝螺旋卷的自动定距和缠绕，以此替代手工制作毛坯的成型方式。同时自动定距和毛坯缠绕速度快，精确度高，并且能够缠绕出一定纹路，避免了以往手工作业中生产的金属橡胶均匀性差，精度低，容易分层等问题。此外，金属橡胶一体化自动成型机可自动连续成型金属橡胶，实现自动化生产。

附图说明：

图1是一种金属橡胶一体化自动成型系统的整体结构视图；

图2是一种金属橡胶一体化自动成型系统的主视图；

图3是一种金属橡胶一体化自动成型系统的组成结构示意图；

图4是金属橡胶一体化自动成型系统的电气连接示意图；

图5是拉伸工作台部件的主视图；

图6是拉伸工作台部件的右视图；

图7是水平导轨部件的结构视图；

图8是冷压导轨部件与定模具端盖机构的结构视图；

图9是冷压导轨部件与定模具端盖机构的主视图；

图10是主轴部件与动模具的结构视图；

图11是主轴部件的剖视图；

图12是第二拉爪的结构视图；

图13-17是定距拉伸装置的PLC梯形图；

图18是定距拉伸装置PLC的IO输入输出表；

图19-21是毛坯缠绕与成型装置的PLC梯形图；

图22是毛坯缠绕与成型装置PLC梯形图的I/O表。

图中1-机架；2-送丝机；3-弹簧机；4-水平导轨部件；5-拉伸工作台；6-冷压导轨部件；7-定模具；8-主轴部件；9-动模具部件；10-控制台；22-第二导向管；23-第一拉爪；24-第二拉爪；25-第三拉爪；26-定距导轨；27-工作台；28-第一光电开关；29-第二光电开关；30-第三导向管；32-压针滚筒；33-第三内六角螺钉；34-定距丝杠；35-水平螺母；36-主轴电机；37-冷压机构驱动电机；38-冷压导轨架；39-冷压丝杠；40-定模具；41-第一转动支座；42-定模具端盖；43-第一连杆；44-第二连杆；45-第二转动支座；46-冷压导轨端盖；47-第四六角螺栓；48-动模具螺母；49-动模具端盖；50-动模具；51-主轴；52-定位细针；53-针顶；54-芯轴；55-针套；56-迷你气缸；57-上夹爪；58-下夹爪；59-销；60-夹爪套；61-爪根螺母；70-水平移动驱动电机；71-第一六角螺母；72-水平导轨架；73-水平丝杠；74-水平导轨端盖；75-第二六角螺母；76-第一行程开关；77-第二行程开关；98-拉伸驱动电机；100-称重传感器；101-接触开关；102-第三行程开关；103-第四行程开关。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

金属丝螺旋卷卷制装置包括送丝机2与弹簧机3，可采购一套设备，例如GJ100型自动送线架与广锦弹簧机。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

为确保金属橡胶制造质量以及金属橡胶制造效率与成本，本发明提供一种金属橡胶自动成型系统实例。本发明实例中，为了直观说明电机的旋转情况，所有电机均为三相异步电机，但实际实施时，本发明不局限于三相异步电机或伺服电机。

如专利附图13-18所示，本发明的金属丝螺旋卷定距拉伸装置的PLC程序是这样实现的：

网络1中，由于弹簧机3的进给运动，从弹簧机3出来的金属丝螺旋卷沿着第一导向管进入到第二导向管22。当第一光电开关28检测到金属丝螺旋卷，连接第一光电开关输入端的I0.0闭合，使得辅助继电器M0.0闭合并自锁，同时通电延时计定时器T37开始计时2s，直到T37计时结束后断开M0.0。

网络2中，使用辅助继电器M0.0，使得拉伸驱动电机98的Q0.0线圈闭合，使拉伸驱动电机98正转，将第二拉爪24往第一光电开关28方向移动，通过计定时器T37计时时间即可求出第二拉爪24移动距离。

网络3中，计定时器T37计时结束接通后，使得辅助继电器M0.1闭合并自锁，同时通电延时计定时器T33开始计时0.2s，直到第二光电开关29输入端I0.1闭合，即第二拉爪24到达第二光电开关29位置，断开M0.1；计定时器T33的作用是给与一定等待时间，完成夹紧金属丝螺旋卷的步骤。

网络4中，使用辅助继电器M0.1接通第二拉爪气缸56电磁换向阀的线圈Q0.3闭合，使得第二拉爪气缸56的换向阀换向，使第二拉爪气缸56伸出闭合拉爪夹取金属丝螺旋卷。

网络5中，定时器T33计时结束接通后，使得辅助继电器M0.2闭合并自锁，直到第二光电开关29输入端I0.1闭合，即第二拉爪24到达第二光电开关29位置，断开M0.2。

网络6中，使用辅助继电器M0.2使得拉伸驱动电机98的Q0.1线圈闭合，使拉伸驱动电机98反转，将第二拉爪24往第二光电开关29方向移动，直到到达第二光电开关29处。

网络7中，第二光电开关输入的I0.1接通，使得辅助继电器M0.3闭合并自锁，同时通电延时定时器T34开始计时0.2s，计时结束后断开M0.3。该步骤为等待步骤，等待后进入下一步。

网络8中，定时器T33或T41计时结束接通后，使得辅助继电器M0.4闭合并自锁，同时通电延时定时器T38开始计时0.2s，计时结束后断开M0.4。

网络9中，使用辅助继电器M0.0使得拉伸驱动电机98的Q0.0线圈闭合，使拉伸驱动电机98正转，将第二拉爪24往第一光电开关28方向移动，通过定时器T38计时时间即可求出第二拉爪24移动距离。网络8与网络9是将第二拉爪24退回一定螺距的金属丝螺旋卷，为接下来拉伸这一部分做准备。

网络10中，定时器T38计时结束接通后，使得辅助继电器M0.5闭合并自锁，同时通电延时定时器T38开始计时0.2s，计时结束后断开M0.4。直到第一光电开关28、第二光电开关29输入端的I0.0与I0.1断开以及定时器T40接通后，断开M0.5。此时I0.1与I0.1的作用是检测金属丝螺旋卷是否断开，如果断开，立即停止夹取。

如专利附图19-22所示，本发明的毛坯自动缠绕与成型装置的PLC程序是这样实现的：

网络1中，按下启动按钮，线圈I0.6接通，主轴电机36线圈Q0.7闭合，主轴转动，按下停止按钮，线圈I0.7接通，主轴电机36停止转动。

网络2中，称重传感器100的芯轴缠满金属丝螺旋卷至规定质量后，触发I0.5，接通并自锁辅助继电器M1.2，同时延时接通定时器T42开始计时，计时2s，直到计时结束断开M1.2。该步骤的作用是等待2s进入下一步。

网络3中，定时器T42延时接通后，接通并自锁辅助继电器M1.3，直到到达冷压右限位的第四行程开关103的触点I1.1闭合，断开M1.3。

网络4中，辅助继电器M1.3接通，使得冷压机构驱动电机37的线圈Q1.0接通，带动动模具40向右移动，直到到达冷压右限位停止。

网络5中，第四行程开关I1.1接通后，接通并自锁辅助继电器M1.4，同时延时接通定时器T43开始计时，计时300s，计时结束后断开M1.4。此步骤的作用是动模具40到达位置后，对毛坯进行冷压保压成型。

网络6中，T43延时接通后，接通辅助继电器M1.5并自锁，直到接触开关101上的触点I1.2闭合后断开M1.5。

网络7中，辅助继电器M1.5接通，使得第二连杆电机(图中未标)线圈Q1.2闭合，转动第二连杆44。该步骤的作用为转动第二连杆44，打开定模具端盖42。

网络8中，接触开关101上的触点I1.2闭合后，接通并自锁辅助继电器M1.6，同时延时接通定时器T44开始计时，计时2s，计时结束后断开M1.6。

网络9中，辅助继电器M1.6接通，使得冷压机构驱动电机37的线圈Q1.0接通，带动动模具40向右移动，直到到达冷压右限位停止。该步骤的作用是动模具40向右移动，将芯轴上的金属橡胶推出，完成对金属橡胶的脱模。

网络10中，按下回程按钮I1.3，辅助继电器M1.7接通并自锁，直到左限位的第三行程开关102的触点I1.0接触，断开M1.7。

网络11中，辅助继电器M1.6接通，使得冷压机构驱动电机37的线圈Q1.1接通，带动动模具40向左移动，直到到达冷压左限位停止。该步骤的作用是动模具40向左移动，并将芯轴退回到原位置。

上述网络中，网络1开启主轴电机36旋转；网络2-5为冷压步骤，冷压机构驱动电机37将动模具40移动，对芯轴54处毛坯进行冷压，并保压300s；网络6-9为脱模步骤，第二连杆电机转动打开定模具端盖42，其后通过动模具40将毛坯推出；网络10-11为动模具退回原位。

结合金属橡胶一体化自动成型系统的一种具体实例说明：

第一步，打开设备电源，根据待加工金属丝直径以及需要加工的密匝金属丝螺旋卷直径与螺距，调整弹簧机3上各部件。

第二步，将待加工金属丝正确安装，弹簧机3出口处安装第一导向管。

第三步，按下控制台液晶屏上的“开始”按钮，各部件复位并初始化，弹簧机3开始出丝。

第四步，此时由于机床的进给运动，金属丝螺旋卷继续向前移动至第一光电开关28。当第一光电开关28检测到金属丝螺旋卷后，第二拉爪24移动至第一光电开关28处并夹取金属丝螺旋卷，其后第二拉爪24移动至第二光电开关29位置处，此时第三拉爪夹25取金属丝螺旋卷，第二拉爪24松开金属丝螺旋卷并退回一段距离(几个密匝金属丝螺旋卷的螺距)。

第五步，第二拉爪24移动至第二光电开关29后，第三拉爪25夹取金属丝螺旋卷，并且第二拉爪24继续夹取金属丝螺旋卷，向后移动一个定距拉伸螺距的距离，并保持一段时间，完成对金属丝螺旋卷的一次定距拉伸。

第六步，完成定距拉伸后，第三拉爪25松开金属丝螺旋卷，第二拉爪24夹取金属丝螺旋卷至第二光电开关29直到第二光电开关位置处停下，完成一个进给运动，随后第三拉爪25抓取金属丝螺旋卷，第二拉爪24向后移动进行定距拉伸。

重复进行五、六步完成金属丝螺旋卷的自动定距拉伸。

第七步，拉伸后的金属丝螺旋卷经由第三导向管30压入压针滚筒，定位细针52勾取金属丝螺旋卷后，主轴旋转一定角度，工作台27同时移动一定距离，两者配合，芯轴上缠绕出一定纹路，重复第六步第七步直到完场毛坯缠绕。

第八步，毛坯缠绕完成后，冷压丝杠旋转73带动动模具50推动芯轴54与定模具40合模冷压，保压一段时间，冷压结束后，控制台发出声音示意一个金属橡胶加工完成，人工转动第二连杆44打开定模具端盖42，动模具50移动，将金属橡胶推出，人工取下金属橡胶，完成一个金属橡胶的自动成型。

第九步，工作人员回推第二连杆44，动模具40带动芯轴54返回初始位置。

重复第五步-第九步实现金属橡胶连续成型。

本发明实例中，四-六步对应自动定距拉伸装置PLC程序图的网络1-19。

本发明实例中，七-九步对应毛坯自动缠绕与成型装置PLC程序图的网络1-11。

本发明实例中，第四、五步为定距拉伸初始化步骤，若没有断丝等情况，可不执行该步骤。

本发明实例中，由于水平导轨上两端安装有行程开关，第三导向管始终对准芯轴，且金属丝螺旋卷始终缠绕在芯轴上。

本发明实例中，定位细针采用一种可变形材料，合模时变形脱出芯轴，脱模芯轴返回时又回到芯轴孔内，到原来位置。

其中，需要停止工作时，按下液晶屏上“暂停”按钮，各部件停止工作，按下“重启”按钮，各部件继续执行停止前工作。

本发明实例中，缠绕毛坯过程中，为保证金属丝螺旋卷缠绕充分紧密，理想速度为0.5-1m/min。

本发明实施例提供了一种金属橡胶自动成型系统，实现从金属丝到金属橡胶毛坯的一种自动化成型方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

金属橡胶一体化自动成型系统专利购买费用说明