【技術領域】

本發(fā)明涉及一種自動穿管設備，特別是在組裝顯影輥的過程中所使用的自動穿管設備。

背景技術：

顯影輥廣泛用于打印機、復印機領域。目前常見的顯影輥是由金屬軸心和套附于金屬軸心外部并對金屬軸心包裹密實的導電橡膠組成。金屬軸心可能是鐵軸心，亦可能是其它。由于金屬軸心外部的橡膠層為硬質橡膠，為了提高打印效果，還要對金屬軸心外部的導電橡膠的圓周表面進行打磨、清潔等處理，最后進行噴涂，以使顯影輥的尺寸表面光滑度、表面平整度等參數(shù)符合精度要求。

目前將金屬軸心和導電橡膠組合至一起的方法有以下幾種：

一是注塑方式，即將加工好的金屬軸心固定于模具中，然后注入準備好的膠體，成型后再進行平端面、磨削等后處理，以得到符合要求的尺寸及光潔度。

二是采用穿管方式，即將金屬軸心和膠管分別加工好，然后再將膠管套在金屬軸心上。目前將膠管套在金屬軸心上這一工序采用的是半人工半自動化模式，即先將膠管用人工按要求的尺寸切好，然后再由人工將切好的膠管和預制好的金屬軸心送到穿管工位，經由人工或機器將金屬軸心穿到膠管中。人工切管、送管、穿管的加工效率低，成本高，且存在加工出來的產品質量參差不齊。即使可以采用機器進行穿管，但依然需要進行人工切管和送管，雖在一定程度上提高了加工效率，但由于切管及送管依然是人工操作，加工效率依然不高，且人工切管帶來的質量參差不齊問題依然無法解決。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種從切管、送管到穿管全自動化的自動穿管設備。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是：自動穿管設備，包括：機架，設有工作臺；切管裝置，將毛坯膠管切成預設長度的標準膠管；送管裝置，將毛坯膠管輸送至切管裝置；穿管裝置，將金屬軸心穿入標準膠管內；控制裝置，控制切管裝置、送管裝置和穿管裝置。

上述自動穿管設備將送管、切管及穿管等單元集成在一起，通過控制裝置進行控制，可實現(xiàn)從送管、切管到穿管的全自動化操作，不但節(jié)省了大量的人力和物力，提高工作效率，降低制造成本，還可保證顯影輥質量的統(tǒng)一性，在一定程度上提高顯影輥的加工質量。

優(yōu)選地，送管裝置包括毛坯膠管輸送帶，毛坯膠管輸送帶上設有至少一個定位部。

用毛坯膠管輸送帶代替人工向切管裝置輸送毛坯膠管，可節(jié)省人工，降低成本。設在毛坯膠管輸送帶上的定位部可對毛坯膠管進行定位，防止毛坯膠管在毛坯膠管輸送上滾動。本發(fā)明對可毛坯膠管輸送帶上的定位部的結構沒有嚴格的限制，只要是可以達到對毛坯膠管進行定位的效果即可，可以是沿與毛坯膠管輸送帶的運動方向相垂直的方向延伸的若干條凹槽，可以是設置在毛坯膠管輸送帶上的支架，也可以是設置在毛坯膠管輸送帶表面的突起，等等。

優(yōu)選地，切管裝置包括：標準膠管輸送帶，用于將標準膠管輸送至穿管裝置，標準膠管輸送帶上設有至少一個標準膠管支架；剪切裝置，位于標準膠管輸送帶與送管裝置之間，用于將毛坯膠管剪切為標準膠管；第一機械手，吊裝在機架的頂部，用于將位于毛坯膠管輸送帶上的毛坯膠管移向標準膠管輸送帶，并使毛坯膠管的至少一部分位于剪切裝置上。第一機械手可代替人工將毛坯膠管從送管裝置的毛坯膠管輸送帶上向標準膠管輸送帶上移動，并使毛坯膠管的一部分正好位于剪切裝置上，通過剪切裝置在毛坯膠管的預定位置處對毛坯膠管進行切割。毛坯膠管被剪斷后分為兩部分，其中位于標準膠管輸送帶一側的部分作為標準膠管將被標準膠管輸送帶移送至穿管裝置。從送管到切管的全程自動化，節(jié)省人工，提高效率，且可確保標準膠管的長度的精確度。標準膠管輸送帶上的標準膠管支架，用以固定標準膠管，防止標準膠管在輸送的過程中滾動或從輸送帶上掉落。

優(yōu)選地，剪切裝置包括第一擋塊、刀座、刀片及施力裝置一，刀片安裝在刀座上。

優(yōu)選地，施力裝置一安裝在刀座的遠離刀片一側，可向刀座施加一作用力，以剪斷毛坯膠管；毛坯膠管被剪斷后分為兩部分，其中位于標準膠管輸送帶一側的部分為標準膠管。

通過施力裝置一向刀座和刀片施加作用力，通過刀片與擋塊之間的作用力將毛坯膠管切斷。當?shù)镀虻谝粨鯄K靠近并與第一擋塊抵接時，可將毛坯膠管切斷。

優(yōu)選地，在剪切裝置將毛坯膠管剪切為標準膠管時，第一機械手對毛坯膠管保持夾緊狀態(tài)，以固定毛坯膠管。第一機械手從送管裝置處夾取毛坯膠管后，將毛坯膠管的一部分放置在切管裝置的標準膠管輸送帶上后并不立即將放開膠管，而是固定住毛坯膠管，在毛坯膠管被切斷后才松開，可防止毛坯膠管在被剪切時發(fā)生不必要的移動或擺動。

優(yōu)選地，穿管裝置包括：夾緊裝置，在將金屬軸心插入到標準膠管中時固定標準膠管；軸向作用力裝置，位于夾緊裝置的長度方向的一側，用于向金屬軸心施加軸向作用力，將金屬軸心插入到標準膠管中；第三機械手，移動金屬軸心和標準膠管，將標準膠管放置在夾緊裝置上，將金屬軸心放置在夾緊裝置與軸向作用力裝置之間。

通過第三機械手，可自動地將標準膠管和金屬軸心移動到穿管位置，通過夾緊裝置對標準膠管進行固定，軸向作用力裝置向金屬軸心施加作用力，可實現(xiàn)穿管過程地全自動化。

優(yōu)選地，穿管裝置進一步包括：料倉，用于存儲金屬軸心，設有傾斜的底面，在傾斜的底面的低端設有擋板，擋板的一部分位于底面的上側，擋板的另一部分位于底面的下側，在底面和擋板間設有狹長的開口，開口的寬度小于或等于金屬軸心的外徑；預安裝支座一，設在擋板的外側，設有供金屬軸心滾動的斜面及容納金屬軸心的容納槽一；預安裝支座二，設有容納標準膠管的容納槽二，容納槽二和容納槽一的中心軸線位于同一條直線上；頂出裝置，安裝在擋板的內側，用于將金屬軸心從料倉內頂出至容納槽一內；第二機械手，將標準膠管從切管裝置移動至容納槽二內。通過設置頂出裝置，可將金屬軸心從料倉內頂出至預安裝支座一的容納槽一，實現(xiàn)了金屬軸心的自動化送料。通過設置預安裝支座一和預安裝支座二，可在正式穿管前對金屬軸心和標準膠管進行預對準，提高穿管效率及精準度。

優(yōu)選地，穿管裝置進一步包括施力裝置二，施力裝置二位于預安裝支座一的遠離預安裝支座二的一側，用于向位于容納槽一中的金屬軸心施加軸向作用力，將金屬軸心的一端插入至標準膠管的一端。籍此，可將金屬軸心與標準膠管預對齊，以方便將金屬軸心插入至標準膠管內，提高裝配效率和質量。

優(yōu)選地，頂出裝置包括施力裝置三和頂板，施力裝置三安裝在擋板的內側，位于底面的下側；頂板的一端與施力裝置三相連接，另一端可穿過開口伸至所述料倉內，頂板在施力裝置三的作用下可沿擋板上下滑動，當頂板沿擋板向上滑動時，金屬軸心被頂板從料倉內頂出，并沿斜面滾動至容納槽一內。

優(yōu)選地，夾緊裝置包括一對可開合的夾板和施力裝置四，夾板在施力裝置四的作用下可打開或閉合；夾板沿各自的長度方向各具有一弧形缺口，在夾板閉合時，兩個弧形缺口組合在一起形成一容納標準膠管的凹槽五。

優(yōu)選地，夾緊裝置還包括壓板和施力裝置五，壓板位于夾板的上方，壓板可在施力裝置五的作用下在豎直方向上往復運動；在壓板的面向夾板的一側，對應凹槽五的位置設有凹槽六，在夾板閉合且壓板壓在夾板上時，凹槽五和凹槽六形成一固定標準膠管的容納空間。

優(yōu)選地，夾板的下方設有一開口，當夾板打開時，裝配好的標準膠管和金屬軸心從開口移出穿管裝置。

優(yōu)選地，在軸向作用力裝置的面向夾緊裝置一側設有定位凹陷，在軸向作用力裝置向金屬軸心施加軸向作用力時，金屬軸心與定位凹陷相抵接。

優(yōu)選地，第三機械手至少包括兩對夾爪，一對用于夾取標準膠管，一對用于夾取金屬軸心。

【附圖說明】

圖1是實施例1自動穿管設備的結構示意圖；

圖2是實施例1自動穿管設備隱去部分組件后的局部結構示意圖；

圖3是實施例1自動穿管設備隱去部分組件后的另一角度的局部結構示意圖；

圖4是實施例1自動穿管設備的穿管裝置的結構示意圖；

圖5是實施例1自動穿管設備的頂出裝置及料倉的結構示意圖；

圖6是實施例1自動穿管設備的穿管裝置的局部結構示意圖。

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細地說明。

【具體實施方式】

實施例1

如圖1所示，自動穿管設備1000包括機架1、送管裝置2、切管裝置3、穿管裝置4和控制裝置5。其中，送管裝置2用于將毛坯膠管6輸送至切管裝置3；切管裝置3用于將毛坯膠管6切成預設長度的標準膠管；穿管裝置4用于將金屬軸心穿入至標準膠管內；控制裝置5安裝在機架1上，控制送管裝置2、切管裝置3和穿管裝置4的動作。本實施例對控制裝置5的結構沒有限制，其可以是內置有系統(tǒng)集成的控制柜，以控制送管裝置2、切管裝置3和穿管裝置4等的動作，控制柜與控制送管裝置2、切管裝置3和穿管裝置4間可以是電連接，亦可以通過wifi、局域網等方式無線連接。

機架1設有工作臺11和支架12。支架12設有若干縱向和橫向的支柱121，支架的頂部設有若干橫梁122。

送管裝置2設有毛坯膠管輸送帶21，在毛坯膠管輸送帶21的表面設有定位部22，用以對毛坯膠管6進行定位。本發(fā)明對定位部的結構沒有嚴格的限制，只要是可以達到定位的效果即可。本實施例中，毛坯膠管輸送帶21上設有若干定位突起，每兩個相鄰且平行的定位突起間形成的空間為定位部22，毛坯膠管6的一部分可以卡在定位部22內，以防止毛坯管6在輸送帶21上滾動。毛坯膠管輸送帶21安裝支架12上，可以由電機(圖上未示出)驅動。

本實施例中，毛坯膠管輸送帶21在電機的驅動下，沿箭頭a的方向運動。為下文表述方便，下文將與箭頭a的方向相同的方向為前，與箭頭a的方向相反的方向為后。如圖1所示，在與箭頭a的方向相同的方向為前時，切管裝置3位于毛坯膠管輸送帶21的左側。

下面結合圖1、圖2和圖3對切管裝置3進行介紹。

參考圖2，切管裝置3包括標準膠管輸送帶31、第一機械手32和剪切裝置33。

標準膠管輸送帶31上設有若干個標準膠管支架311，在毛坯膠管6未被切割時，其用于支撐毛坯膠管6的遠離毛坯膠管輸送帶21的一部分，在毛坯膠管6被切割完后，放置在標準膠管支架311上的膠管成為標準膠管7，標準膠管7將隨標準膠管輸送帶31的運動被輸送至穿管裝置4(見圖1)。標準膠管輸送帶31可在電機(圖中未示出)的驅動下運動，本發(fā)明對其運動方向沒有限制，但為節(jié)省空間考慮，本實施例中，標準膠管輸送帶31的運動方向與毛坯膠管輸送帶21的運動方向相同。

第一機械手32吊裝在機架1的頂部橫梁122上，其可在水平及豎直兩個方向上移動，用于將毛坯膠管輸送帶21上毛坯膠管6夾起，并沿與毛坯膠管輸送帶21的運動方向相垂直的方向移動毛坯膠管6，本實施例中是向左移動。第一機械手32將毛坯膠管6的一部分放置在標準膠管輸送帶31的標準膠管支架311上，且其中一部分放置在切管裝置33上。第一機械手32移動毛坯膠管的距離可以根據(jù)顯影輥的規(guī)格通過控制裝置預先設定好。本發(fā)明對第一機械手的結構沒有嚴格限制，現(xiàn)有技術中的可實現(xiàn)夾取、移動功能的機械手即可。

剪切裝置33位于標準膠管輸送帶31與送管裝置2之間，用于將毛坯膠管剪切為標準膠管。剪切裝置33包括第一擋塊331、刀座332、刀片333及施力裝置一334。刀片333安裝在刀座332的面向第一擋塊331的一側，施力裝置一334安裝在刀座332的背向第一擋塊331的一側。當施力裝置334向刀座施加作用力時，刀座332和刀片333可向靠近或遠離第一擋塊331的方向移動。本實施例中，施力裝置334向刀座施加推動力，當施力裝置334向刀座施加推力時，刀座332和刀片333向第一擋塊331的方向移動，當?shù)镀?33抵接在第一擋塊331時可將毛坯膠管剪斷。

本實施例中，在剪切裝置33將毛坯膠管剪切為標準膠管時，第一機械手32對毛坯膠管6保持夾緊狀態(tài)，以固定毛坯膠管。待毛坯膠管被剪斷后，第一機械手32將位于標準膠管支架311上的膠管放在標準膠管支架311上作為標準膠管7，由標準膠管輸送帶31輸送給穿管裝置。

本實施例中，毛坯膠管輸送帶21上可同時放置多條毛坯膠管，這些毛坯膠管在毛坯膠管輸送帶21的運動方向上平行排列，其中排在最前方的毛坯膠管先被第一機械手32移動到切管裝置3進行剪切，當該條毛坯膠管被剪切完，毛坯膠管輸送帶21向前運動，排在該條毛坯膠管后面的另一條毛坯膠管被向前移動，成為排在最前方的毛坯膠管。

結合參考圖1、圖4、圖5和圖6介紹穿管裝置4。

參考圖1，穿管裝置4安裝在機架1上，位于送管裝置2和剪切裝置33的前面。

參考圖4，穿管裝置4包括料倉41、預安裝支座一42、預安裝支座二43、第二機械手44、頂出裝置45、施力裝置二46、夾緊裝置47、第三機械手48和軸向作用力裝置49等。其中，料倉41安裝工作臺11上，位于送管裝置2的前面(見圖1)。預安裝支座二43設在預安裝支座一42的左側，位于預安裝支座一42和標準膠管輸送帶31之間。

參考圖5，料倉41用于存儲金屬軸心，其設有三個側面411和一個傾斜的底面413，在傾斜的底面的低端設有擋板412。擋板412和底面間設有一狹長的開口(未示出)。開口的寬度和長度沒有嚴格限制，以不使金屬軸心從料倉41中漏出及可允許頂出裝置45通過即可。

為方便表述，以下將擋板412在縱向方向分為上下兩部分，位于底面上側的稱為擋板412的上部，位于底面下側的稱為擋板412的下部。另外，擋板412的面對底面的一側稱為擋板412的內側，與擋板412的內側相對的另一側稱為擋板412的外側。

預安裝支座一42設在擋板412的外側，包括底座421和斜面422。在底座421的頂部，沿底座的長度方向設有可以容納金屬軸心的容納槽一4211。斜面422位于擋板412和底座421之間，一端與擋板412的頂端相連，另一端與底座421相連，由于在豎直方向上，底座421的頂部比擋板412的頂部低，因此斜面422為自擋板412向下傾斜的斜面。在底座421的頂部，在容納槽一4211的兩側設有至少一對可供機械手插入的缺口4212。

預安裝支座二43位于預安裝支座一42的左側，設有容納標準膠管的容納槽二431。容納槽一4211和容納槽二431均具有一虛擬的中心軸線，且兩條虛擬的中心軸線在同一條直線上。在金屬軸心位于容納槽一4211中且標準膠管位于容納槽二431中時，金屬軸心和標準膠管的中心軸線位于同一條直線上。

施力裝置二46位于預安裝支座一42的右側，即遠離預安裝支座二43的一側，用于向位于容納槽一4211中的金屬軸心施加軸向作用力，將金屬軸心的一端插入至標準膠管的一端，使金屬軸心和標準膠管預對齊。

參考圖4，第三機械手48通過支架481安裝在工作臺11上，包括兩對夾爪，一對夾爪482用于夾取位于預安裝支座二43上的標準膠管，另一對夾爪483用于夾取位于預安裝支座42上的金屬軸心。第三機械手48可將已經預對齊的標準膠管和金屬軸心同時移動至穿管位置，并將標準膠管放至夾緊裝置47上，將金屬軸心放置在夾緊裝置47與軸向作用力裝置49之間。第三機械手48可在水平和豎直兩個方向上往復移動。

參考圖4，第二機械手44吊裝在橫梁122上，位于預安裝支座二43和標準膠管輸送帶31的上方，可在水平和方向上，在預安裝支座二43和標準膠管輸送帶31間往復移動，亦可以在豎直方向上往復移動，以將標準膠管輸送帶31上標準膠管移動至容納槽二431，并放置在容納槽二431上。

參考圖6，頂出裝置45安裝在擋板412的內側，包括施力裝置三451和頂板452。施力裝置三451安裝在擋板412的下部，頂板452的一端與施力裝置三451相連接，另一端穿過開口伸至料倉41內。頂板452在施力裝置三451的作用下可沿擋板412上下滑動，當頂板452在施力裝置三451的作用下沿擋板412向上滑動時，金屬軸心8被頂板452從料倉41內頂出，并沿斜面422滾動至容納槽一4211內。

結合參考圖4和圖5，夾緊裝置47安裝在工作臺11上，位于預安裝支座二43的前方。夾緊裝置47包括施力裝置四473和一對可開合的夾板471、472。其中，夾板471、472的長度與標準膠管的長度基本相同，與預安裝支座二43基本平行。夾板471、472中的至少一個可以在施力裝置四473的作用下移動，以使兩塊夾板471、472呈打開或閉合狀。夾板471、472沿各自的長度方向分別具有一弧形缺口，在夾板471、472閉合時，兩個弧形缺口組合在一起形成一容納標準膠管的凹槽五474。在金屬軸心穿入到標準膠管的過程中，凹槽五474亦可起到固定及夾緊標準膠管的作用。在夾板47的下方設有一開口(圖中未示出)，在開口的下方可設置存儲用的箱子等儲存裝置，當金屬軸心穿入到標準膠管中后，夾板471、472打開，裝配好的標準膠管和金屬軸心可從開口處落入到儲存裝置內，也即裝配好的標準膠管可通過開口自動從穿管裝置移出。

本實施例中，夾緊裝置47還包括施力裝置五475和壓板476，壓板476位于夾板471和472的上方，壓板476可在施力裝置五475的作用下在豎直方向上往復運動。壓板476的面向夾板471和472的一側，對應凹槽五474的位置設有凹槽六477，在夾板471和472閉合且壓板476壓在夾板471和472上時，凹槽五474和凹槽六477形成可固定并夾緊標準膠管的容納空間。

參考圖5，在軸向作用力裝置49的面向夾緊裝置47一側，軸向作用力裝置49上設有定位凹陷491，在軸向作用力裝置49向金屬軸心施加軸向作用力時，金屬軸心的一端與定位凹陷491相抵接。

軸向作用力裝置49包括桿492、套在桿492上的滑塊493和向滑塊施加力的氣缸494，在桿492的面向夾緊裝置47的一端還設有支撐板495，支撐板495上設有卡槽496，滑塊493的面向夾緊裝置47一側的側面上的設有定位凹陷491，在軸向作用力裝置49向金屬軸心施加軸向作用力時，金屬軸心的一部分被卡槽496支撐，且金屬軸心的一端與定位凹陷491相抵接。

本實施例對施力裝置一、施力裝置二、施力裝置三、施力裝置四的結構沒有限制，現(xiàn)有技術中可以提供作用力的裝置均可以，另亦可參照軸向作用力裝置49的結構作適應性的變換和調整。

以上實施例只是為本發(fā)明的較佳實施例，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍。根據(jù)本發(fā)明的形狀、構造及原理還有諸多變換，如，金屬軸心可通過輸送帶輸送，標準膠管輸送帶上可不設支架而改為突起或卡槽，等等。因此，任何在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內。