[发明专利]一种棒料轴向-径向高速柔性传送装置及传送方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工装备领域，尤其涉及一种将棒料由高速轴向运动状态转换为高速径向运动状态，并提供满足柔性传送要求的棒料轴向制动和径向加速性能的传送装置，具体说是用于在高速运动中高效率柔性地实现易损棒料的交接和传送的场所，如烟条卷制成形后连续高速地传送进入滤嘴接装工艺等。

背景技术

棒料产品的加工一般有轴向和径向两类加工工艺，因而其生产机器通常由可轴向传送棒料的上游机和可径向传送棒料的下游机组成，两者呈“L”形布置。棒料传送装置是连接上下游机器的过渡机构，其作用是将棒料由高速轴向运动状态转换为高速径向运动状态，技术关键是提供满足工艺要求的棒料轴向制动和径向加速性能，实现柔和传送。尤其是对于由近似于颗粒状材料包裹而成的棒料产品极易因急剧的速度变化和交接碰撞引起端部颗粒脱落或断裂等损伤，如高速烟支卷接中由卷制工艺向接装工艺转换时需要用到高速柔和传送的装置和技术。

实现高速柔和交接的基本条件是保证传送装置的抓取器与棒料的轴向运动同步，传送装置的接收器与棒料的径向运动同步，同时棒料不会因动力学因素而损伤。现有的典型技术有双凸拨轮-捕料鼓轮机构和蜘蛛手-接受鼓轮机构等。双凸拨轮-捕料鼓轮机构是英国MOLINS公司PASSIM系列卷接机首先使用的传送装置。在此类机构中，棒料由双凸拨轮获得轴向和径向的速度而送入旋转的捕料轮承料槽内，槽内的负压孔提供制动吸附力使棒料逐渐停止轴向运动并传向接料鼓轮。双凸拨轮-捕料鼓轮机构的凸轮向捕料轮的承料槽传送棒料时难免出现“抛料”动作，使其工作可靠性降低，难以用于多轨棒料的传送。另一方面，此类机构利用承料槽内的负压孔提供的吸附力实现棒料的轴向制动，制动距离短则减速过快，致使棒料中的材料颗粒前冲，出现“空头”等质量问题，制动距离长则直接导致机构的尺寸过大，而且有棒料制动停止位置难以准确控制等问题，承料槽与棒料之间的制动摩擦力也常常导致产品的外观损伤。蜘蛛手是德国虹霓(HAUNI)公司PROTOS系列卷接机首先使用的一种基于行星轮系技术的传送装置。蜘蛛手的吸爪始终沿椭圆轨迹做平动，在其运动轨迹的短半轴位置的切线速度与棒料的轴向速度相同，在长半轴位置的切线速度与接料鼓轮上承料槽的切线速度一致，从而实现棒料的轴向-径向传送。为了满足高速传送的要求，蜘蛛手机构一般需要有多个吸爪，属于复杂的多行星轮复合机构，设计难度和制造成本高，而且对棒料产品长度尺寸的变化和多轨棒料传送的适应能力差。另一方面，由于蜘蛛手机构必须在吸爪转动四分之一椭圆弧的时间内完成棒料由高速轴向运动向高速径向运动的转换，棒料须承受急剧的加速度载荷，容易导致产品空头和断裂等质量问题发生。

发明内容

针对现有技术难以满足棒料产品加工提出的高速柔性交接问题，尤其是那些由近似于颗粒状材料包裹而成的，极易因急剧的速度变化和交接碰撞引起端部颗粒脱落或断裂等损伤的产品，如高速烟支卷接中由卷制工艺向接装工艺转换时需要用到高速传送的装置，现有技术常常导致明显的空头和外观损伤等质量问题。本发明公开了一种新型的棒料轴向-径向高速柔性传送装置及PCFT（Poke-Catch-Flex-Transmit）传送方法，新方法通过依次完成棒料的拨（Poke）、捕（Catch）、转（Flex）、传（Transmit）系列传送步骤使棒料在完成高速传送动作的同时承受更加低强度的动力学参数作用，从而使依据PCFT方法设计的PCFT装置具有柔性传送性能突出、结构简单、成本低、适用于单轨单排输出和多轨输入单排输出多种场合的技术优势，更加适用于易损棒料的高速柔和传送。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种棒料轴向-径向高速柔性传送装置，包括可轴向传送棒料的上游机和可径向传送棒料的下游机，其结构特点是，所述上游机与下游机呈“L”形布置，在所述上游机与下游机之间设有至少一组将棒料由轴向运动转换为径向运动的转换机构；每组转换机构包括双凸拨轮，置于双凸拨轮一侧的偏置鼓轮，与偏置鼓轮相向转动的锥形鼓轮，与锥形鼓轮相向转动的过渡鼓轮；当转换机构为一组时，所述过渡鼓轮直接与一传送鼓轮相向转动；当转换机构为多组时，多个过渡鼓轮与一合并鼓轮相向转动，该合并鼓轮与该传送鼓轮相向转动。