技术领域
[0001] 本
发明涉及一种鞭炮的生产机械，尤其是一种鞭炮筒饼成型捆扎设备。
背景技术
[0002] 在烟花产销量大幅增加和用工成本日渐高昂的背景下，对烟花鞭炮生产的机械化要求也越来越强烈。爆竹生产中的分纸、裁纸、栽引、扯筒、结鞭、封装、上药、和药、紧口等工序都在不断使用推广机械化生产。唯独鞭鞭炮筒饼的成型捆扎工序中，还没有适用的机械能够满足这种要求，大多采用的都还是传统的手工方式：将大量凌乱放置的鞭鞭炮筒通过手工
整理，按规定数量组合并捆扎成规则的六边形筒饼，才能将鞭鞭炮筒送入下一道工序进行加工。其生产效率极低。已成为制约鞭炮规模化生产的
瓶颈之一。
[0003] 虽然
现有技术中也有一些相关机械，但都只是解决了从散筒到筒饼的成型问题，不能自动完成捆扎；而且由于设计不够合理，其成型过程也离不开人工协助，很难满足全自动化生产的实际需要。
发明内容
[0004] 为了解决上述弊端，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够自动整理组合多个鞭炮筒成规则形状筒饼并进行捆扎的机械设备。为了解决所述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种鞭炮筒饼成型捆扎设备，包括垂直下料系统、接料成型系统、捆扎系统和控制系统：
[0005] 所述垂直下料系统包括由
轴承座支承在
机架顶部的进料斗及进料斗振动装置、Y形下料通道及Y形下料通道振动装置，进料斗出口正下方连接Y形下料通道进口，Y形下料通道由固定
底板、侧板和盖板组成，固定底板垂直于
水平面固定在机架上，两
块侧板呈“Y”字形设置在固定底板上，盖板安装在侧板上，盖板安装
位置前后可调，以适应不同长度规格的鞭炮筒。Y形下料通道出口设有
气动插板
门，下述接料成型框模具料满时关闭Y形下料通道的出口。
[0006] 作为一种改进，所述进料斗设有输料装置，如传送带，以便于向进料斗内添加鞭炮筒。
[0007] 作为一种优选，所述进料斗振动装置是指进料斗依序通过
连杆、偏心轮、大带轮、小带轮连接
电机，形成420-450次/分钟的振动
频率，满足输料与成型的需求。
[0008] 作为一种优选，所述Y形下料通道振动装置由通道电磁振动器和振动板组成，振动板嵌在所述Y形下料通道内的固定底板中。
[0009] 作为一种改进，所述Y形下料通道靠近进口的中间位置设有分流器，使得进入通道的鞭炮筒均匀分布。
[0010] 作为一种改进，所述Y形下料通道的
中轴线上设有至少一个减压棒，以改善通道内压
力分布，避免因鞭炮筒拥挤导致通道堵塞。
[0011] 作为一种改进，所述Y形下料通道的出口上方设有气动理料针，所述气动理料针在
气缸带动下左右移动，保证出料顺畅。
[0012] 所述接料成型系统主要包括接料成型框模具和推料机构，接料成型框模具上方开口的大小和位置与Y形下料通道出口相应，接料成型框通过接料电磁振动器安装在接料
支架上，接料支架下方连接主气缸，接料支架两侧通过直
线轴承安装在
导轨上，导轨安装在所述固定底板上；
[0013] 推料机构包括设置在所述固定底板和接料成型框模具之间的推料板，推料板的形状和位置与接料成型框模具相应，推料板背面通过
齿轮齿条传动机构连接步进电机，感应器沿传动齿条设有若干感应点。采用高
精度步进电机，
磁性感应
定位，精度可控制在0.2MM内。
[0014] 所述接料成型框模具用木材制作成不同规格的模块组，制作容易，更换方便，对应适用于直径5-16mm的各种规格鞭炮筒。
[0015] 出于捆扎紧密的考虑以及对传统习惯的沿袭，所述接料成型框模具优选形状为正六边形。但其他形状并不影响本发明的实施。
[0016] 作为一种改进，所述接料成型框模具由上下两部分组成，两部分之间用
铰链和弹片连接，所述接料成型框模具上方开口的两侧缘设有滚轮，所述Y形下料通道的侧板外部设有滚轮导板。主气缸推动接料成型框模具上升的过程中，所述接料成型框模具上方开口套在所述所述Y形下料通道的侧板外部，在所述弹片的作用下，所述滚轮压在滚轮导板上滚动上升，略微扩大所述接料成型框模具的容积。其作用在于，其一，当接料退回后，模具上部在弹片作用下抱紧模内鞭炮筒，使得筒饼更为紧密；其二，防止同一规格的鞭炮筒存在尺寸误差时，进入接料成型框模具内的鞭炮个数减少。作为进一步的优选，所述滚轮设有安装位置调节机构，可以方便地左右调节滚轮安装位置，适应不同的尺寸误差率。
[0017] 为了避免接料过程中鞭炮筒可能的弹出，作为一种改进，所述接料成型框模具设有气动防窜门。在模具开始返回下降时关闭，下降至原点时开启。
[0018] 所述捆扎系统包括定向框模具、捆扎装置、打结装置，定向框模具安装于所述接料成型框模具前方，其形状和位置与所述接料成型框模具相应，捆扎装置定位在定向框模具前方，与定向框模具相向设置。
[0019] 作为一种优选，所述定向框模具的筒饼出口前设有夹紧钳，其形状与定向框模具相应。可与其配合装成一体，由
夹钳气缸驱动，其作用在于夹紧定向框模具内的待捆扎筒饼，确保捆扎
质量。
[0020] 所述打结装置为机械式软绳打结器，可以采用多种打结方式或装置，如自20世纪问世至今仍广泛使用的鹰嘴打结器，国外成型的软绳打结器主要有D型打结器(Deering)和C型打结器(cormic)两种，可参见1967年美国US3416824
专利或1978年美国US4157063专利。本发明的其他打结和捆扎方式也可以借鉴目前本领域普通技术人员能够在公开文献上查询到的相关技术中所公开的捆扎打结形式或装置。
[0021] 作为一种优选，所述打结装置由定向框模具下面的鹰嘴打结器组成。所述打结装置由大齿轮通过大齿轮轴、
凸轮感应器、凸轮驱动并控制其和捆扎系统协调同步工作。大齿轮连接驱动传动装置。所述凸轮旋转一圈，鹰嘴打结器自动完成打结、断线动作。
[0022] 作为一种优选方式，所述捆扎装置包括压绳机构、张紧机构，
[0023] 所述压绳机构置于捆扎装置前板的导架上，由压簧、压带轮、导轮A、空芯轴组成；其作用在于使捆扎绳顺利通过空芯轴确保筒饼捆紧。
[0024] 所述张紧机构的摆杆与捆扎装置前板上的空芯轴组装于一体，摆杆上设有导轮B、张紧轮、导环、导套、绕杆，绕杆在摆杆尾端置于夹筒钳前面的右侧；所述张紧机构引出的捆扎绳绳头由打结器固定。由大齿轮通过三个齿数相同的中齿轮、空芯轴、摆杆驱动绕杆围绕筒饼进行捆扎。大齿轮连接驱动传动装置。
[0025] 所述大齿轮分为全齿、半齿两段结构，半齿部位设有定位沿。其动作原理为：大齿轮驱动绕杆旋转完成捆扎后进入半齿部位，此时大齿轮不再驱动绕杆转动，而是通过凸轮驱动打结器完成打结工作。
[0026] 作为一种优选，整个大齿轮105齿，半齿部位为37齿，该37齿的部位设有定位沿，转速10转/分钟；
小齿轮15齿，中齿轮35齿，与大齿轮
啮合的中齿轮缺1齿。起定位和顺利与大齿轮重新啮合的作用。
[0027] 所述捆扎系统的优点在于，采用
齿轮传动，有效缩小了设备体积，以适应鞭炮筒饼捆扎的尺寸要求；可以根据需要对同一鞭炮筒饼完成一次或二次捆扎。
[0028] 所述控制系统由感应器采集
信号反馈至
单片机，单片机按照预设程序控制各电机及其气缸的动作，实现整机协调同步运行。
[0029] 本发明的有益效果在于：一、全自动完成鞭炮筒饼的整理、组合成型及捆扎，成型速度快，捆扎打结紧、筒饼形状规则美观。每小时可完成300饼以上，极大节省人力资源，提高工作效率，解决了劳动力紧缺问题。二、各部件模块化设计、安装，可根据产品调节尺寸，操作方便，维护快捷；采用气动、滚轮结构，
接触部位磨损低，可长时间使用而不必担心影响精度。
[0030] 下面将结合
附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
[0032] 图2为具体实施例整机结构左视图A(反映垂直下料、接料成型系统结构)；
[0033] 图3为具体实施例整机结构左视图B(反映捆扎系统结构)；
[0034] 图4为具体实施例整机结构俯视图；
[0035] 图5为具体实施例整机结构俯视图的部分放大图(反映捆扎系统中压绳机构和张紧机构的具体结构)；
[0036] 图6为图5的K向视图；
[0037] 图7为具体实施例控制系统工作原理
流程图。
具体实施方式
[0038] 参见附图，反映本发明的一种具体结构，所述鞭炮筒饼成型捆扎设备包括垂直下料系统、接料成型系统、捆扎系统和控制系统。其具体结构和工作流程如下：
[0039] 进料斗103由两组轴承座组101支承在机架102上层，机架102经六个可调防震大盘站脚109调整，确保设备运转平稳，有效减少对场地的要求。进料斗103通过连杆104、偏心轮106、
平衡块111、大带轮105、小带轮107、主电机108形成420-450/分振动频率，满足输料与成型的需求。主电机108安装在机架的中层
固定板上。
[0040] 侧板122、盖板113、固定底板114组成Y形下料通道112。Y形下料通道112出口设有插板门119，Y形下料通道112位于进料斗103之下，两者间隔值大于振幅。Y形下料通道112内的分流器120、减压棒121保证下料顺畅。在侧板122上调节盖板113的定位位置，就能适应多种规格的炮筒下料。通道电磁振动器116、理料针
气缸组117、插板门气缸118安装在固定底板114的背面，振动板115嵌在固定底板114中。
[0041] 接料成型模具212、直线轴承213、导轨支架201、导轨202安装在Y形下料通道的固定底板114的前面。主气缸216上的接料支架214与接料电磁振动器215联接直线轴承213，接料成型模具212安装在接料支架214与接料电磁振动器215上。接料成型模具212在振动的同时沿导轨202作下降运动。接料成型模具212上下部分之间用铰链220、弹片
211连接，上部开口两侧有沿着滚轮导板218上升的滚轮219。接料成型模具212设有气动防窜门204，由防窜门气缸221驱动。
[0042] 插板门119下方，由推料板203、齿条210、齿轮步进电机组217、感应器固定架205、感应器第二设点209、感应器第一设点208、感应器原点207、金属感应片206、组成推料机构。
[0043] 当接料成型模具212通过主气缸216向上接料时，气动防窜门204关闭，当主气缸216到达上限位时，插板门119自动打开放料，此时，接料电磁振动器215，通道电磁振动器
116，气动理料针气缸组117同时启动，当主气缸216到达上限位时会
马上回退，在回退的过程中达到一边下料一边振动成型的效果，当主气缸216退回至下限位时，关闭两个振动器和气动理料针气缸组117，打开防窜门207，插板气缸118向前顶出关闭下料口插板门119，使下料口不再下料。
[0044] 推料机构动作将接料成型模具212内已成型的筒饼推至捆扎系统的定向框模具301内，当推送到设定位置(感应器第一设点208)时，定向框模具301上的夹筒钳317会夹紧筒饼，捆扎装置和鹰嘴打结器319完成第一次捆扎，接着夹筒钳317在夹钳气缸318动作下松开，推料机构把筒饼继续推送至第二设定位置(感应器第二设点209)，同时夹筒钳317再次夹紧筒饼，推料板203返回原点(感应器原点207)。主气缸216再次升起开始接料，与此同时捆扎装置和鹰嘴打结器319完成第二次捆扎，松开夹紧钳317，下一筒饼推送到定向框模具301内时，把前已完成两次捆扎的筒饼顶出脱离定向框模具301滑下成品溜槽110。
依此自动循环工作。
[0045] 捆扎装置用槽
钢联定位于机架102的前端，与定向框模具301相向设置。鹰嘴打结器319置于定向框模具301托架下。小电机305经小皮带轮306、大皮带轮307、大皮带轮轴上的小齿轮308，大齿轮310变为10转/分钟转速。大齿轮310通过大齿轮轴304端凸轮302带动鹰嘴打结器319完成打结、断线动作。同时大齿轮310还通过中齿轮A312、中齿轮C314、中齿轮B313、空
心轴316带动压绳机构322、张紧机构323完成捆扎绳321的输送和捆扎工作。
[0046] 作为一种优选，所述压绳机构322置于捆扎装置前板的导架324上，由压簧327、压带轮326、导轮A328、空芯轴316组成；
[0047] 所述张紧机构323的摆杆315与捆扎装置前板上的空芯轴316组装于一体，摆杆315上设有导轮B332、张紧轮329、导环330、导套331、绕杆303，绕杆303在摆杆315尾端置于夹筒钳317前面的右侧；
[0048] 通过压带轮326、导轮A328、空芯轴316、导轮B332、张紧轮329、导环330、导套331等，将捆扎绳321送到定向框模具301前面挠筒饼旋转。捆扎绳321绳头由鹰嘴打结器319的线夹325固定。
[0049] 所述大齿轮310分为全齿、半齿两段结构，半齿部位设有定位沿309。其动作原理为：大齿轮310驱动绕杆303旋转完成捆扎后进入半齿部位，此时大齿轮310不再驱动绕杆转动，而是通过凸轮驱动鹰嘴打结器完成打结工作。
[0050] 整个大齿轮310共计105齿，半齿部位为37齿，该37齿的部位设有定位沿，转速10转/分钟；小齿轮308有15齿，中齿轮35齿，与大齿轮310啮合的中齿轮A312缺1齿。
起定位和顺利与大齿轮重新啮合的作用。中齿轮A312装有定位卡板311，定位卡板311与定位沿309间隙配合，消除鹰嘴打结器319工作时的摆动。中齿轮B313，中齿轮C314与中齿轮A312啮合均35齿。
[0051] 捆扎时大齿轮310的68个全齿与中齿轮A312啮合，实施对筒饼第一次捆扎，接着中齿轮A312进入大齿轮310的37个缺齿部位，中齿轮A、B、C停止旋转，此时大齿轮310仍在转动，通过凸轮302带动鹰嘴打结器319完成打结、断线动作。
[0052] 作为一种优选，所述控制系统由主气缸216上两个
传感器、气动理料针气缸组117处一个感应器、所述捆扎系统一个传感器(本例中优选位置在所述大齿轮轴304端的一个凸轮传感器)、沿齿条210分布的三个传感器及其金属感应片构成信号采集元件组，控制箱内的单片机集成模块构成中央处理元件组，对多个电机和气缸构成的执行元件组进行控制。
[0053] 所述控制系统可设置自动与手动工作状态，自动状态为正常工作状态，开机后按下启动键即可进入工作状态，机器自动完成下料、成型、捆扎等动作，无需人工干预。手动状态为调试检修状态，开机后可进行手动捆扎，开/闭下料电机，手动控制下料，成型，捆扎等动作。
[0054] 本发明描述的上述实施方式仅是为了清楚地说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明做出任何的限制。本发明所述技术方案在本技术领域具有公知的多种替代方式或
变形，在不脱离本发明实质意义的前提下，均落入本发明的保护范围。
