УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННЫХ ПРУЖИН

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области изготовления пружин из проволоки, в частности, к области автоматического изготовления длинных пружин.
Уровень техники
Известна автоматическая машина для изготовления пружин (GB2245850A, опубл. 1990-08-29). Известная машина имеет множество формующих инструментов, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения во множество соответствующих направляющих инструментов, радиально расположенных на панели машины по отношению к центральному шпинделю, через который пружинная проволока подается для автоматического формования инструментами в пружины различной формы или ориентации по мере необходимости. Работа машины контролируется микропроцессором, а также вспомогательным пневматическим контроллером для калибровки длины и ориентации пружин при их изготовлении с помощью щупа и направляющей планки соответственно. Возвратно-поступательное движение инструмента осуществляется соответствующими кулачками и кривошипами, образующими радиальный набор шестерен, приводимых в действие двигателем с регулируемой скоростью, управляемым микропроцессором.
Однако в данном решении используется совершенно иная конструкция для контроля длины пружины.
Известна выбранная в качестве прототипа машина для автоматического изготовления пружин (CN109396303A, опубл. 2019-03-01). Известная машина содержит транспортный механизм, который включает в себя активную разгрузочную пластину для разматывания проволоки, движущийся ролик и горизонтальный редуктор, активная разгрузочная пластина приводится в движение двигателем, двигатель расположен в горизонтальной редукторной коробке, выход разматывающей проволоки активной разгрузочной пластины оснащен счетным колесом для определения длины разматывающей проволоки.
Однако в данном решении используется совершенно иная конструкция для контроля длины пружины, что приводит к снижению точности длины получаемой пружины.
Раскрытие полезной модели
В одном аспекте полезной модели раскрыто устройство для автоматического изготовления длинных пружин, содержащее:
- корпус, в котором посредством сборочных операций элементы устройства закреплены так, чтобы осуществлять предписанные им функции;
- элемент перемещения проволоки из хранилища, выполненный с возможностью направлять проволоку в элемент навивки;
- элемент навивки, выполненный с возможностью навивать пружину из проволоки, причем элемент навивки представляет собой шпиндель с установленной на нем оснасткой для навивки пружины с заданным диаметром и шагом;
- элемент отрубания, выполненный с возможностью отрубать пружину от проволоки после завершения навивки;
характеризующееся тем, что дополнительно содержит
треугольный желоб, прикрепленный к корпусу под осью шпинделя углом вниз и выполненный с возможностью принимать выходящую из шпинделя пружину и направлять ее вдоль своей продольной оси, причем первая сторона желоба закреплена на второй стороне желоба с помощью шарнира и выполнена с возможностью поворота с помощью привода;
датчик обнаружения пружины, установленный на дистальном от шпинделя конце треугольного желоба на заранее заданном расстоянии от шпинделя, выполненный с возможностью обнаруживать выходящую из шпинделя пружину;
причем датчик выполнен с возможностью подавать сигнал для завершения изготовления пружины.
В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что дополнительно содержится направляющий канал, присоединенный к треугольному желобу, выполненный с возможностью приема и направления изготовленной пружины в контейнер хранения; направляющий канал выполнен с возможностью перемещения относительно контейнера для укладывания изготовленных пружин рядами; канал содержит средство притормаживания пружины; датчик обнаружения пружины представляет собой самовозвратную кнопку; датчик обнаружения пружины представляет собой датчик давления; дополнительно содержится датчик температуры и средство смещения датчика обнаружения пружины, причем датчик температуры выполнен с возможностью управлять средством смещения в зависимости от измеренной температуры пружины.
Основной задачей решаемой заявленной полезной моделью является автоматическое изготовление пружин заданной длины.
Сущность полезной модели заключается в том, что пружина, изготавливаемая станком навивки, попадает в желоб, который не дает ей искривляться и направляет прямолинейно к датчику, расположенному на заданном расстоянии от шпинделя станка. После срабатывания датчика конец пружины подвергается завершающей обработке (при необходимости) и обрубается.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в повышении точности изготовления пружины.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает блок-схему заявленного устройства.
Осуществление полезной модели
Заявляется устройство для автоматического изготовления длинных пружин, содержащее корпус, в котором или на котором установлены необходимые элементы для изготовления пружин. Стандартное устройство состоит из приводов, оснастки, средств протяжки проволоки (например, роликов и направляющих), которые выполнены и установлены посредством сборочных операцией на заводе-изготовителе так, чтобы обеспечить перемещение проволоки к оснастке для навивки пружины.
Заявленное устройство дополнительно содержит элементы, которые установлены на корпусе в области оснастки для навивки пружины: треугольный желоб, привод, датчик.
Блок-схема заявленного устройства показана на фиг.1, на которой:
101 – корпус,
102 - элемент навивки,
103 – желоб,
104 – датчик.
Элемент 102 навивки пружины представляет собой шпиндель с установленной на нем оснасткой для навивки пружины с заданным диаметром и шагом. Этот элемент 102 выполнен с возможностью навивать пружину из проволоки. Во время навивки проволока непрерывно подается на элемент 102 навивки, который ее непрерывно производит, увеличивая длину, что приводит к выходу пружины из оснастки.
Оснастка и шпиндель могут быть любыми типовыми, что не относится к сущности заявляемого решения.
По мере выхода пружины она попадает в треугольный желоб 103, который обеспечивает прямолинейность ее движения. Без желоба 103 пружина подвергается изгибу и, возможно, неупругой деформации, что препятствует получению качественного продукта и измерению его длины.
После того как навивка завершена, и пружина достигла требуемой длины, конец пружины отрубается от проволоки с помощью любого подходящего элемента отрубания (ножниц, гильотины и т.п.). Начало и конец пружины могут содержать элементы крепежа, предпочтительно выполненные из той же проволоки, но с помощью иной оснастки. Длина пружины обычно определяется как элементами крепежа, так и навитой частью.
В дистальной от оснастки части желоба 103 установлен датчик 104, который обнаруживает пружину, двигающуюся к датчику 104, и посылает сигнал об этом на элемент 102 навивки, чтобы он завершил навивку.
Датчик 104 может быть видеокамерой, ультразвуковым измерителем расстояния, датчиком давления, электромеханической кнопкой. При обнаружении пружины датчик 104 передает сигнал, указывающий, что пружина достигла заранее заданной длины. Сигнал передается по функциональным линиям связи, предпочтительно проводным на элементы заявленного устройства, которые должны менять свою работу по достижению пружиной заданной длины, в другом варианте осуществления сигнал с датчика 104 поступает на микроконтроллер, который в свою очередь последовательно командует другим элементам устройства изменить свою работу: остановить подачу проволоки и намотку пружины, опционально выполнить завершающие операции с пружиной (сформировать требуемую форму на конце), отрубить пружину от проволоки, переместить пружину в контейнер для хранения.
Датчик 104 устанавливается на таком расстоянии от шпинделя, чтобы обеспечить требуемую длину пружины, при этом может быть задана корректировка на начальные и конечные элементы пружины (кольца и т.п.).
Используемый в решении треугольный желоб 103 прикреплен к корпусу под осью шпинделя углом вниз и выполнен с возможностью принимать выходящую из шпинделя пружину и направлять ее вдоль своей продольной оси в сторону датчика 104.  При этом первая сторона желоба 103 закреплена на второй стороне желоба 103 с помощью шарнира и выполнена с возможностью поворота с помощью привода. Сама вторая сторона неподвижно закреплена на корпусе 101 заявленного устройства. Поворот первой стороны может осуществляться под действием силы тяжести или под действием привода на такой угол, чтобы пружина выпала из желоба 103. После выпадения пружины привод возвращает первую сторону в исходное положение.
После перемещения пружины в контейнер для хранения начинается новый цикл изготовления пружины.
Работа предложенного устройства
Из бухты с пружинной проволокой конец проволоки устанавливается в элемент перемещения проволоки, этот элемент протягивает проволоку к шпинделю с оснасткой для изготовления пружины с требуемым диаметром. В процессе навивки пружины ее длина увеличивается, и она перемещается по желобу в сторону датчика. Желоб обеспечивает прямолинейное движение пружины, что повышает точность измерения ее длины. Когда дальний от шпинделя конец пружины достигает датчика, от него поступает сигнал на прекращение навивки и обрубание второго конца пружины. После обрубания пружины одна стенка желоба откидывается и пружина скатывается в контейнер, затем стенка поднимается с помощью привода, начинается цикл производства второй пружины.
Вариант 1 осуществления
В одном из вариантов осуществления к желобу 103 присоединен канал прямоугольного сечения, выполненный с возможностью принимать пружину из желоба 103 и направлять ее в заданное место в контейнере. Такое решение позволяет улучшить качество складирования пружин, которые выкладываются ровными рядами. Канал имеет высоту и ширину на 2-4% больше диаметра и длины пружины, чтобы обеспечить равномерное движение пружины к месту хранения.
В одном из вариантов осуществления содержится привод канала, который перемещает его относительно контейнера для более плотного и компактного складирования пружин.
В одном из вариантов осуществления канал содержит средство притормаживания пружины, например в виде шторки, которое позволяет пружине выйти из канала с небольшой скоростью, чтобы повысить надежность компактного складирования.
Вариант 2 осуществления
В одном из вариантов осуществления датчик 104 обнаружения пружины представляет собой самовозвратную кнопку. При движении пружина нажимает на кнопку, это приводит к подаче управляющего сигнала для завершения цикла производства пружины.
В другом варианте осуществления датчик 104 обнаружения пружины представляет собой датчик давления, который срабатывает при нажатии движущейся на него пружины.
Вариант 3 осуществления
В одном из вариантов осуществления заявленное устройство дополнительно содержит датчик температуры и средство смещения датчика обнаружения пружины (привод), причем датчик температуры выполнен с возможностью управлять средством смещения в зависимости от измеренной температуры пружины. Для длинных пружин температурное расширение и сжатие может оказывать существенное влияние на длину изготавливаемой пружины. Датчик температуры (предпочтительно бесконтактный, так как контактный датчик будет давать высокую погрешность при измерении температуры движущейся пружины) непрерывно измеряет температуру пружины или окружающего воздуха и передает корректирующий сигнал на привод или блок управления приводом. Корректирующее значение может быть вычислено или взято из базы данных. Далее средство смещения смещает датчик 104 на величину равную корректирующему значению, что повышает точность изготовления пружины.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Элементы предложенного устройства находятся в общем корпусе, связаны друг с другом конструктивно и функционально посредством монтажных (сборочных) операций.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезная модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.