CN103522036B - 螺钉盖体整列输送组装机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺钉盖体整列输送组装机,包括螺钉输送装置、盖体输送装置、组装器、电控系统;所述组装器能够使得其中的导杆在螺旋槽上,随着组装器的旋转沿着所述螺旋槽作周期性地上下往复运动,从而完成对螺钉和盖体的组装。本发明的结构简单,降低了生产成本,并大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于工业自动化设备技术领域,涉及一种螺钉与盖体间结合的专用生产设备。
背景技术
目前,人们普遍使用的电器开关中均旋接有紧固螺钉。现有技术中对于螺钉和零件的排列输送装置也较为成熟,然而,现有紧固螺钉的装配均采用手工或机械手安装。对于人工安装,其工序是先用人工对零件和紧固螺钉进行定位操作,然后用分批进行旋接。这种安装方式明显会耗费大量的人力成本,并且废品率较高。另一种采用机械手的安装方式大大提高了自动化程度,但现有技术中的机械手大部分均采用气缸或液压缸来执行动作,结构较为复杂,成本较高,对于片状零件和螺钉的组装明显大材小用。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明旨在提供一种结构简单、成本较低的螺钉等细长棒料及盖体等片状物料的组装机。
为此,根据本发明提供一种螺钉盖体整列输送组装机,其包括螺钉输送装置、盖体输送装置、组装器、电控系统;所述螺钉输送装置包括螺钉振动盘、螺钉输送滑道,所述螺钉振动盘出口与螺钉输送滑道入口相连;所述盖体输送装置包括搅拌驱动装置、搅拌杆、盖体振动盘、盖体输送滑道,所述搅拌驱动装置与搅拌杆相连,两者设在所述盖体振动盘的上方,所述搅拌杆伸入所述盖体振动盘内,所述盖体振动盘出口与所述盖体输送滑道入口相连;所述组装器包括主动轮、主动轮轴、皮带、手柄、从动轮、从动轮轴、从动轮轴支承座、槽型驱动盘、上螺旋引导盘、下螺旋引导盘、中部支撑盘、螺钉卡槽托盘、盖体卡槽托盘,所述主动轮轴与所述主动轮相连,所述主动轮通过皮带与所述从动轮相连,所述从动轮与所述从动轮轴相连,所述手柄安装在所述从动轮上端,所述从动轮轴可旋转地安装在所述从动轮轴支承座中,所述从动轮轴上依次安装所述槽型驱动盘、所述上螺旋引导盘、所述下螺旋引导盘、所述中部支撑盘、所述螺钉卡槽托盘、和所述盖体卡槽托盘,所述上螺旋引导盘与所述下螺旋引导盘之间形成一螺旋槽,所述螺旋槽从其本身所构成的圆柱体侧面方向上看去分为两段,一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐下降,另一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐上升,所述两段螺旋槽的首尾两端平滑过渡连接从而在沿着所述从动轮轴的旋转方向构成一个完整的螺旋槽;所述组装器还包括一系列导杆,所述各导杆上端位于所述螺旋槽内,从而随着所述从动轮的旋转沿着所述螺旋槽作周期性地上下往复运动。
优选地,所述各导杆上端均安装滚轮,所述滚轮位于所述螺旋槽内,所述滚轮安装在滚轮轴的一端,所述滚轮轴的另一端安装有滚轮轴末端滑块;所述槽型驱动盘沿着其圆周外围均匀布置有滑槽,所述滑槽数量与所述导杆数量相等,所述滚轮轴末端滑块卡合在所述滑槽内,并可沿所述滑槽上下滑动;所述导杆与所述中部支撑盘上的通孔滑动配合;所述螺钉卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有螺钉承托槽,所述螺钉承托槽数量与所述导杆数量相等;所述盖体卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有盖体承托槽,所述盖体承托槽数量与所述导杆数量相等;所述螺钉卡槽托盘的螺钉承托槽与所述螺钉输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述螺钉输送滑道的螺钉;所述盖体卡槽托盘的盖体承托槽与所述盖体输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述盖体输送滑道的盖体;所述导杆位于所述螺钉的上方,从而在向下运动的过程中将所述螺钉穿入所述盖体中以完成组装。
优选地,所述组装器还包括毛刷清理装置,所述毛刷清理装置包括1个以上的毛刷,所述毛刷与所述盖体卡槽托盘的圆周外围邻接,从而对没有正确定位在所述盖体承托槽中的盖体进行清理,所述清理毛刷装置的下部设有一筛分器。
优选地,所述组装器倾斜布置,其中所述从动轮轴与水平面的角度在45°-65°之间。
优选地,所述螺钉盖体整列输送组装机还包括导料器,以对组装后的螺钉盖体进行收集;所述螺钉输送滑道出口设有一止挡部。
优选地,所述止挡部为一合页。
优选地,所述螺钉盖体整列输送组装机还包括机架,各部件均可安装在所述机架上。
优选地,所述各个部件也可以分别安装在各自的支架上。
优选地,所述螺旋槽的运动规律满足如下条件:
螺旋曲线的实际轮廓面如下:
其中,静座标系中Z轴与槽型驱动盘的回转轴线重合,滚轮中心在Z轴上的投影为静座标系原点O,Y轴平行于滚轮轴线,导杆移动方向与Z轴平行,而且与Z轴的偏置距离在X轴上的投影为a,δ为滚轮中心距XOZ平面的距离,S为导杆位移,为槽型驱动盘的转角,r为滚轮半径,nx、ny、nz分别为各坐标轴上的单位法矢量。
优选地,所述导杆的数量为30-50。
优选地,所述螺钉盖体整列输送组装机还可应用于螺栓或接线端子的组装。
优选地,所述上螺旋引导盘和所述下螺旋引导盘外部均设有连接凸耳,所述连接凸耳与所述机架固定连接。
附图说明
图1是本发明螺钉盖体整列输送组装机的整体结构示意图;
图2是本发明组装器的右视图;
图3是本发明螺钉和盖体装配过程示意图;
图4是上螺旋引导盘和下螺旋引导盘的侧面展开图;
图5是滚轮运动过程建模示意图;
图6是盖体横截面图。
图中,1-螺钉输送装置,2-盖体输送装置,3-组装器,4-电控系统,5-螺钉振动盘,6-螺钉输送滑道,7-搅拌驱动装置,8-盖体振动盘,9-盖体输送滑道,10-主动轮,11-主动轮轴,12-皮带,13-手柄,14-从动轮,15-从动轮轴,16-从动轮轴支承座,17-槽型驱动盘,18-上螺旋引导盘,19-下螺旋引导盘,20-中部支撑盘,21-螺钉卡槽托盘,22-盖体卡槽托盘,23-螺旋槽(23),24-导杆,25-滚轮,26-滚轮轴27-滚轮轴末端滑块,28-滑槽,29-螺钉承托槽,30-盖体承托槽,31-毛刷,32-筛分器,33-止挡部,34-机架,35-连接凸耳,36-导料器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出简要说明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种螺钉盖体整列输送组装机,如图1、2、3所述,该组装机包括螺钉输送装置1、盖体输送装置2、组装器3、电控系统4。在此,本领域技术人员可以理解的是,对于本领域所共知的一些技术手段,如原动机采用电动机或马达,传动装置采用齿轮减速机或涡轮蜗杆传动,本发明中并未示出。
其中所述螺钉输送装置包括螺钉振动盘5、螺钉输送滑道6,所述螺钉振动盘出口与螺钉输送滑道入口相连。需要进行整理的螺钉(或螺栓、自攻螺丝、接线端子)倒入螺钉振动盘5后,开动电控系统,在振动盘5的振动作用下,其中的螺钉会沿着振动盘内设置的台阶状圆环轨道向上输送并完成排列,位于振动盘5最上层的台阶状圆环轨道的具有一狭缝,狭缝宽度略大于螺钉杆的直径,这样螺钉可排列在狭缝中并输送到螺钉输送滑道6中。而后排列好的螺钉沿着倾斜设置的螺钉输送滑道6,在自身重力及振动的混合作用下向着组装器滑动。
所述盖体输送装置包括搅拌驱动装置7、搅拌杆、盖体振动盘8、盖体输送滑道9,所述搅拌驱动装置与搅拌杆相连,两者设在所述盖体振动盘的上方,所述搅拌杆伸入所述盖体振动盘内,所述盖体振动盘出口与所述盖体输送滑道入口相连。需要进行整理的盖体,如塑料盖或者薄片类零件,倒入盖体振动盘8后,利用搅拌驱动装置通过搅拌杆对物料进行搅动。开启电控系统,在盖体振动盘8的振动作用下,其中的盖体会沿着振动盘内设置的螺旋状轨道向上输送并完成排列。盖体振动盘呈圆锥状,位于盖体振动盘8最上层的螺旋状轨道与盖体输送滑道相连,而后排列好的盖体滑动至组装器。在这一过程中,排列的盖体一般均现有技术中的盖体元件,即盖体中央较之其外围边缘稍微内凹或凸出(如图5所示),这样盖体本身的重心不会再位于盖体表面内,而是沿着垂直于盖体表面的轴线偏移一个距离,从而使得在整个排列过程中,盖体总会保持重心向下的一面与盖体振动盘8的螺旋轨道表面相接触,从而保证盖体的上下表面能够正确定向。当然对于完全平整的盖体元件,由于其对称性,这不存在上述定向问题,这可以直接进行排列输送。
所述组装器包括主动轮10、主动轮轴11、皮带12、手柄13、从动轮14、从动轮轴15、从动轮轴支承座16、槽型驱动盘17、上螺旋引导盘18、下螺旋引导盘19、中部支撑盘20、螺钉卡槽托盘21、盖体卡槽托盘22,所述主动轮轴与所述主动轮相连,所述主动轮通过皮带与所述从动轮相连,所述从动轮与所述从动轮轴相连,所述手柄安装在所述从动轮上端,所述从动轮轴可旋转地安装在所述从动轮轴支承座中,所述从动轮轴上依次安装所述槽型驱动盘、所述上螺旋引导盘、所述下螺旋引导盘、所述中部支撑盘、所述螺钉卡槽托盘、和所述盖体卡槽托盘,所述上螺旋引导盘与所述下螺旋引导盘之间形成一螺旋槽23,所述螺旋槽从其本身所构成的圆柱体侧面方向上看去分为两段,一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐下降,另一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐上升,所述两段螺旋槽的首尾两端平滑过渡连接从而在沿着所述从动轮轴的旋转方向构成一个完整的螺旋槽。所述组装器还包括一系列导杆24,所述各导杆上端位于所述螺旋槽23内,从而随着所述从动轮的旋转沿着所述螺旋槽作周期性地上下往复运动。
所述各导杆上端均安装滚轮25,所述滚轮位于所述螺旋槽内,所述滚轮安装在滚轮轴26的一端,所述滚轮轴的另一端安装有滚轮轴末端滑块27。所述槽型驱动盘沿着其圆周外围均匀布置有滑槽28,所述滑槽数量与所述导杆数量相等,所述滚轮轴末端滑块卡合在所述滑槽内,并可沿所述滑槽上下滑动。所述导杆与所述中部支撑盘上的通孔滑动配合。所述螺钉卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有螺钉承托槽29,所述螺钉承托槽数量与所述导杆数量相等。所述盖体卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有盖体承托槽30,所述盖体承托槽数量与所述导杆数量相等。所述螺钉卡槽托盘的螺钉承托槽与所述螺钉输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述螺钉输送滑道的螺钉。所述盖体卡槽托盘的盖体承托槽与所述盖体输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述盖体输送滑道的盖体。所述导杆位于所述螺钉的上方,从而在向下运动的过程中将所述螺钉穿入所述盖体中以完成组装。
工作时,电机(未示出)驱动主动轮旋转,通过皮带带动从动轮转动,当然也可以采用链轮、链条驱动,从动轮带动从动轮轴转动,进而带动位于其上的各个盘体部件转动。由于导杆上的滚轮被限定在螺旋槽内,滚轮只能沿着该螺旋槽运动,滚轮轴另一端的滑块只能沿着槽型驱动盘的滑槽上下运动,从而带动导杆做上下运动。向下运动的导杆挤压螺钉承托槽上的螺钉向下运动,进而将螺钉压入其下方的盖体中,从而完成整个组装过程。若螺钉卡在螺钉承托槽上,此时可以再停机后,人工转动从动轮上的手柄至合适的位置即可取出被卡的螺钉。
另外,所述螺钉盖体整列输送组装机还包括机架34,各部件均可安装在所述机架上,当然也可根据需要分别安装在各自的支架上。所述组装器还包括毛刷清理装置,所述毛刷清理装置包括1个以上的毛刷31,所述毛刷与所述盖体卡槽托盘的圆周外围邻接,从而对没有正确定位在所述盖体承托槽中的盖体进行清理。由于刷毛较软,其与盖体卡槽托盘的间距可在实际工作过程中进行适当调整;各毛刷可安装在所述机架上,也可根据实际空间要求安装在单独的支架上。所述清理毛刷装置的下部设有一筛分器32。筛分器包括一筛分板,筛分板上设有通孔,从毛刷上清理下来的盖体及未能进行组装的螺钉落在该筛分板上,由于通孔直径大于螺钉头部直径而小于盖体直径,则螺钉会穿过筛分板,而盖体则留在筛分板之上,从而完成筛分。筛分后的螺钉和盖体再重新倒入各自的振动盘进行排列组装。当然也可采用具有较大网口的钢丝网或织布网来代替筛分板。
所述组装器倾斜布置,其中所述从动轮轴与水平面的角度在45°-65°之间。组装器倾斜方向的下方设有导料器,导料器包括一倾斜板,在倾斜板下方可设置一输送带,由于组装器是倾斜设置的,完成组装的螺钉和盖体在重力作用下落在导料器上由下方的输送带输送走。
所述螺钉盖体整列输送组装机还包括导料器32,以对组装后的螺钉盖体进行收集;所述螺钉输送滑道出口设有一止挡部33。所述止挡部可以采用合页。当需要对将排列的螺钉停止时,翻过合页即可(如图2所示)。
如图4所示,上螺旋引导盘和下螺旋引导盘的侧面展开具有平缓的曲线。
图5为滚轮在上螺旋引导盘和下螺旋引导盘中的运动过程建模示意图,其中槽型驱动盘17顺时针旋转,静座标系中Z轴与槽型驱动盘的回转轴线重合.当滚轮处于如图5中所示的起始点上时,滚轮中心在Z轴上的投影为静座标系原点O,Y轴平行于滚轮轴线,导杆移动方向与Z轴平行,而且与Z轴的偏置距离在X轴上的投影为a,δ为滚轮中心距XOZ平面的距离。S为导杆位移,为槽型驱动盘的转角,导杆滚轮中心的位置矢量为
用旋转矩阵乘可得到螺旋曲线所位于的理论轮廓面为
螺旋曲线理论轮廓面的单位法矢量其中,
式中,
此处,
若r为滚轮半径,则螺旋曲线的实际轮廓面可求得如下:
即
从而保证导杆能够平滑的上下运动。
所述导杆的数量为30-50,当然也可采用其他数量,只要使它们均布在组装器圆周周围,能够完成组装即可,而这是本领域技术人员在得知本申请的技术方案下可以明了的。
此外,本发明的螺钉盖体整列输送组装机还可应用于螺栓或接线端子的组装。所述上螺旋引导盘和所述下螺旋引导盘外部均设有连接凸耳35,所述连接凸耳与所述机架固定连接。
采用本发明的组装机,可以降低成本,并简化了操作结构,大大提高了生产效率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种螺钉盖体整列输送组装机,包括螺钉输送装置(1)、盖体输送装置(2)、组装器(3)、电控系统(4);所述螺钉输送装置包括螺钉振动盘(5)、螺钉输送滑道(6),所述螺钉振动盘出口与螺钉输送滑道入口相连;所述盖体输送装置包括搅拌驱动装置(7)、搅拌杆、盖体振动盘(8)、盖体输送滑道(9),所述搅拌驱动装置与搅拌杆相连,两者设在所述盖体振动盘的上方,所述搅拌杆伸入所述盖体振动盘内,所述盖体振动盘出口与所述盖体输送滑道入口相连;所述组装器包括主动轮(10)、主动轮轴(11)、皮带(12)、手柄(13)、从动轮(14)、从动轮轴(15)、从动轮轴支承座(16)、槽型驱动盘(17)、上螺旋引导盘(18)、下螺旋引导盘(19)、中部支撑盘(20)、螺钉卡槽托盘(21)、盖体卡槽托盘(22),所述主动轮轴与所述主动轮相连,所述主动轮通过皮带与所述从动轮相连,所述从动轮与所述从动轮轴相连,所述手柄安装在所述从动轮上端,所述从动轮轴可旋转地安装在所述从动轮轴支承座中,所述从动轮轴上依次安装所述槽型驱动盘、所述上螺旋引导盘、所述下螺旋引导盘、所述中部支撑盘、所述螺钉卡槽托盘、和所述盖体卡槽托盘,其特征在于,所述上螺旋引导盘与所述下螺旋引导盘之间形成一螺旋槽(23),所述螺旋槽从其本身所构成的圆柱体侧面方向上看去分为两段,一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐下降,另一段螺旋槽的螺旋方向沿着从动轮轴的旋转方向逐渐上升,所述两段螺旋槽的首尾两端平滑过渡连接从而在沿着所述从动轮轴的旋转方向构成一个完整的螺旋槽;所述组装器还包括一系列导杆(24),所述各导杆上端位于所述螺旋槽(23)内,从而随着所述从动轮的旋转沿着所述螺旋槽作周期性地上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述各导杆上端均安装滚轮(25),所述滚轮位于所述螺旋槽内,所述滚轮安装在滚轮轴(26)的一端,所述滚轮轴的另一端安装有滚轮轴末端滑块(27);所述槽型驱动盘沿着其圆周外围均匀布置有滑槽(28),所述滑槽数量与所述导杆数量相等,所述滚轮轴末端滑块卡合在所述滑槽内,并可沿所述滑槽上下滑动;所述导杆与所述中部支撑盘上的通孔滑动配合;所述螺钉卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有螺钉承托槽(29),所述螺钉承托槽数量与所述导杆数量相等;所述盖体卡槽托盘沿着其圆周外围均匀布置有盖体承托槽(30),所述盖体承托槽数量与所述导杆数量相等;所述螺钉卡槽托盘的螺钉承托槽与所述螺钉输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述螺钉输送滑道的螺钉;所述盖体卡槽托盘的盖体承托槽与所述盖体输送滑道的出口邻接,以便接受来自所述盖体输送滑道的盖体;所述导杆位于所述螺钉的上方,从而在向下运动的过程中将所述螺钉穿入所述盖体中以完成组装。
3.根据权利要求2所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述组装器还包括毛刷清理装置,所述毛刷清理装置包括1个以上的毛刷(31),所述毛刷与所述盖体卡槽托盘的圆周外围邻接,从而对没有正确定位在所述盖体承托槽中的盖体进行清理,所述清理毛刷装置的下部设有一筛分器(32)。
4.根据权利要求2所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述组装器倾斜布置,其中所述从动轮轴与水平面的角度在45°-65°之间。
5.根据权利要求1-4中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述螺钉盖体整列输送组装机还包括导料器(36),以对组装后的螺钉盖体进行收集;所述螺钉输送滑道出口设有一止挡部(33)。
6.根据权利要求1-4中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述螺钉盖体整列输送组装机还包括机架(34),各部件均可安装在所述机架上。
7.根据权利要求1-4中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述螺旋槽的运动规律满足如下条件:
螺旋曲线的实际轮廓面如下:
其中,静座标系中Z轴与槽型驱动盘的回转轴线重合,滚轮中心在Z轴上的投影为静座标系原点O,Y轴平行于滚轮轴线,导杆移动方向与Z轴平行,而且与Z轴的偏置距离在X轴上的投影为a,δ为滚轮中心距XOZ平面的距离,S为导杆位移,为槽型驱动盘的转角,r为滚轮半径,nx、ny、nz分别为各坐标轴上的单位法矢量。
8.根据权利要求1-4中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述导杆的数量为30-50。
9.根据权利要求1-4中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述螺钉盖体整列输送组装机还可应用于螺栓或接线端子的组装。
10.根据权利要求6中任一所述的螺钉盖体整列输送组装机,其特征在于,所述上螺旋引导盘和所述下螺旋引导盘外部均设有连接凸耳(35),所述连接凸耳与所述机架固定连接。
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