CN106040601B - 一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置和检料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置和检料方法，包括料槽导轨、挡片检测单元，传感器、控制模块以及来料机构和出口挡门；所述检测挡片与传感器相连；所述传感器接受信号处理后发送至控制模块；所述控制模块向来料机构和出口挡门发送相关运动信号。本发明的装置和方法能用来判断生产线上的螺丝头部是否符合标准要求，并按制造方要求对产品进行分类控制。

Description

一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置和检料方法

技术领域

本发明涉及一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置和检料方法。

背景技术

目前螺纹生产线多使用搓丝机来进行，通常是用搓齿板在液压机上滚压。运输过程中由料槽导轨夹住螺杆并让螺丝头部下沿与两条传送带上沿平齐，使得螺丝头部位于搓压面之外，搓压完成后落入成品箱。

但搓压前或搓压后的螺丝头部尺寸一般依靠生产时的尺寸控制和事后的人工检测，不但容易产生漏检和错检的问题，而且人工检测的方法还会大大增加人工成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决螺纹生产线上无法检测螺丝头部尺寸的问题，并且无法对残次品和合格品进行自动区分。

为达到上述发明目的，本发明提供一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置，包括料槽导轨，还包括挡片检测单元，传感器、控制模块以及来料机构和出口挡门；

所述挡片检测单元设置在料槽导轨上方，挡片检测单元设有紧贴料槽导轨面的第一检测挡片、用于检测过高螺丝头部的第二检测挡片和用于检测过薄螺丝头部的第三检测挡片；所述第一检测挡片、第二检测挡片和第三检测挡片与传感器相连；

所述来料机构包括阻挡气缸缸体、阻挡气缸柱塞和阻挡气缸夹具，所述阻挡气缸柱塞一端固定连接在气缸夹具上以夹持固定在料槽导轨入口处，另一端套接阻挡气缸缸体，所述阻挡气缸缸体垂直于料槽导轨，所述料槽导轨在阻挡气缸穿插位置设置气缸出入孔；

所述的出口挡门包括挡门缸体、挡门柱塞和挡门夹具；所述挡门柱塞一端固定连接在气缸夹具上以夹持固定在的料槽导轨出口处下方，另一端套接挡门缸体；

所述的控制模块包括停机模块和正常工作模块，正常工作模块控制来料机构的阻挡气缸柱塞往复运动；停机模块控制挡门柱塞推动挡门运动，同时控制来料机构的阻挡气缸柱塞伸出并限位；挡片检测单元的传感器接受挡片检测单元的信号，判断为合格螺丝则连通正常工作模块相连，判断为不合格螺丝则连通停机模块。

优选的，在检测的顺序上，所述挡片检测单元中第一检测挡片在第二检测挡片前方，第二检测挡片在第三检测挡片前方。

优选的，所述检测挡片为双层弹片结构，其中非工作弹片长度短于工作弹片长度。

优选的，所述检测挡片利用螺纹调节挡片距离料槽导轨的高度。

优选的，还包括接受控制模块信号并显示产品螺丝数量和产品螺丝状态的显示模块。

优选的，所述阻挡气缸缸体外形为子弹头形。

优选的，所述挡门缸体外形为U型槽状。

在提供前述装置的同时，还提供了一种利用该螺纹生产线的检料装置的检料方法：

步骤一：根据螺丝头部形状和大小设置控制模块中控制阻挡气缸缸体伸缩的时间间距，并调节挡片检测单元中各个挡片相对料槽导轨的高度。

步骤二：将来料机构、挡片检测单元和出口挡门在料槽导轨上按照检料的先后流程安装就位。

步骤三：使产品螺丝进入料槽导轨，并依据控制模块设置好的程序让来料机构控制螺丝逐个通过检料装置。

步骤四：料槽导轨将产品螺丝运送至第一判断挡片并产生碰撞，触碰信号传感器检测到碰撞，将信号传送到控制模块，控制模块记录该产品螺丝进入挡片检测单元的时间。

步骤五：产品螺丝运行至第二判断挡片，若产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块，控制模块向来料机构、出口挡门和显示模块发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块显示“产品超出误差上限”，并利用出口挡门让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行。

步骤六：产品螺丝运行至第三判断挡片时，若在距离碰撞第一判断挡片后的指定时间内产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块，控制模块向显示模块发送产品完成信号，显示模块计数器显示完成总数量+1；否则，控制模块向来料机构、出口挡门和显示模块发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块显示“产品超出误差下限”，并利用出口挡门让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行。

控制模块的判定逻辑：

螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，如产品螺丝通过第二判断挡片时产生触碰，则是因为螺丝头部高度超出允许上限，由控制模块发送生产线停机指令，将残次品放入残次品堆，待工作人员排除故障后重启。

螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，如螺丝头部未触碰第二判断挡片并顺利通过，产品螺丝继续沿料槽导轨带运行，螺丝头部触碰第三判断挡片，则是因为螺丝头部高度在允许范围，控制模块无需发出停机指令，检测线继续运行。

螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，如螺丝头部未触碰第二判断挡片并顺利通过，料槽导轨继续带产品螺丝运行，螺丝头部未触碰第三判断挡片，则是因为螺丝头部高度超出允许下限，由控制模块发送生产线停机指令，将残次品放入残次品堆，待工作人员排除故障后重启。

螺丝是由料槽导轨两边夹持螺丝螺杆，并使螺丝头部向上靠重力沿料槽导轨前进，同种螺丝在料槽导轨的检测区间通过时间相等。因为螺丝通过挡片检测单元的时间恒定，所以当判断螺丝头部高度是否超出允许下限时，以通过第一挡片后第三挡片是否在规定时间内接受到触碰为判断标准。

检测挡片为双弹片结构。使得被检测物通过或排除后，由于两片挡片的相互作用，使得检测挡片能快速回到工作位置，减少单片结构的摆动和振荡。

检测挡片可以调节使用高度。在生产线产品发生变化时，可以相应调整第一检测挡片、第二检测挡片和第三检测挡片的高度，用以正确判断新产品螺丝头部的高度。

加入显示模块后，显示模块接受控制模块的信号并显示产品螺丝数量和产品螺丝状态。显示模块可以准确的显示合格品数量，提示出现残次品，并提供残次原因，为排除故障提供了参考。

控制模块发送的显示逻辑：

如螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，产品螺丝通过第二判断挡片时产生触碰，是因为螺丝头部高度超出允许上限，则显示产品超出误差上限。

如螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，螺丝头部未触碰第二判断挡片并顺利通过，产品螺丝继续沿料槽导轨运行，螺丝头部触碰第三判断挡片，是因为螺丝头部高度在允许范围，则显示产品合格数量加一。

如螺丝头部通过并碰到第一判断挡片后，螺丝头部未触碰第二判断挡片并顺利通过，料槽导轨继续带产品螺丝运行，螺丝头部未触碰第三判断挡片，是因为螺丝头部高度超出允许下限，则显示产品超出误差下限。

螺丝螺杆插在倾斜的料槽导轨上依靠重力由料槽导轨入口滑落到出口。单颗螺丝通过来料机构后，来料机构将后续待检螺丝截停。检测后，通过控制系统控制，若检测螺丝合格，则出口挡门维持原状使螺丝落入合格品成品堆，来料机构继续放行下一颗螺丝；若检测螺丝不合格，则出口挡门弹出，将不合格品隔离开合格品成品堆，来料机构维持截停状态，待工作人员排除后重启。

阻挡气缸缸体插入螺丝螺杆之间的间隙，在控制系统计算完每颗螺丝的螺帽宽度和气缸伸缩步长后，通过控制可以轻松的将每颗螺丝截选出来，防止多余螺丝进入检测机构，防止造成质量误报。平行设置于料槽导轨下方的挡门机构可以方便的弹出延伸料槽导轨的出口末端，当不合格品被检测出时，可以将方便地其引导离料槽导轨的出口处的合格品堆。

使用气缸和夹具的组合方便产品的拆装和维护，并能适用于多种类型的搓丝机导轨。

子弹头形气缸能方便地插入螺杆间隙。

U型槽状能更好地将不合格品引导离料槽导轨的出口处的合格品堆，防止不合格品从侧边滑脱落入合格品堆。

螺丝头部测量原理：在螺丝头部通过时，以挡片的变形和位移来判断判断螺丝头部的高度是否达到设计的标准。

本发明的螺纹生产线的检料装置和检测方法，通过增加挡片检测单元，传感器、控制模块以及来料机构和出口挡门，完成了生产线上的螺丝头部高度检测，并能提示工作进度，确保残次件不至于流出，便于生产线故障单元的发现，降低成本。同时，在螺纹生产线上对螺丝头部的帽高进行检测，增加了检测的准确性，减少了人工消耗

附图说明

图1为本发明的挡片检测单元侧面结构示意图；

图2为本发明的挡片检测单元正面结构示意图；

图3为本发明的判断流程图；

图4为本发明的流水线装配示意图；

图5为本发明中来料机构示意图；

图6为本发明中出口挡门示意图；

其中：

1-料槽导轨 2-挡片检测单元 21-第一检测挡片

22-第二检测挡片 23-第三检测挡片 3-安装座

4-来料机构 41-阻挡气缸夹具 42-阻挡气缸缸体

43-阻挡气缸柱塞 5-控制模块 6-出口挡门

61-挡门夹具 62-挡门柱塞 63-挡门缸体

7-阻挡气缸出入孔 8-显示模块

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

根据图4所示一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置，包括料槽导轨1，挡片检测单元2，传感器、控制模块5以及来料机构4和出口挡门6；所述挡片检测单元2设置在料槽导轨1上方，挡片检测单元2设有紧贴料槽导轨面的第一检测挡片21、用于检测过高螺丝头部的第二检测挡片22和用于检测过薄螺丝头部的第三检测挡片23；所述第一检测挡片21、第二检测挡片22和第三检测挡片23与传感器相连；所述传感器接受挡片检测单元2的信号，处理后发送至控制模块5；所述控制模块5向来料机构4和出口挡门6传输运动判断信号；所述来料机构4包括子弹头形的阻挡气缸缸体42、阻挡气缸柱塞43和阻挡气缸夹具41，所述阻挡气缸柱塞43一端固定连接在气缸夹具41上以夹持固定在料槽导轨1入口处，另一端套接阻挡气缸缸体42，所述阻挡气缸缸体42垂直于料槽导轨1，所述料槽导轨1在阻挡气缸42穿插位置设置气缸出入孔7；所述的出口挡门6包括U型槽状的挡门缸体63、挡门柱塞62和挡门夹具61；所述挡门柱塞62一端固定连接在气缸夹具61上以夹持固定在的料槽导轨1出口处下方，另一端套接挡门缸体63。在检测的顺序上，所述挡片检测单元2中第一检测挡片21在第二检测挡片22前方，第二检测挡片22在第三检测挡片23前方。所述检测挡片为双层弹片结构，其中非工作弹片长度短于工作弹片长度。所述检测挡片利用螺纹调节挡片距离料槽导轨1的高度。另外还包括接受控制模块5信号并显示产品螺丝数量和产品螺丝状态的显示模块8。

如图3所示的一种利用该检料装置的检料方法：

步骤一：根据螺丝头部形状和大小设置控制模块5中控制阻挡气缸缸体42伸缩的时间间距，并调节挡片检测单元2中各个挡片相对料槽导轨1检测面的高度。

步骤二：将来料机构4、挡片检测单元2和出口挡门6在料槽导轨1上按照检料的先后流程安装就位。

步骤三：使产品螺丝进入料槽导轨1，并依据控制模块5设置好的程序让来料机构4控制螺丝逐个通过检料装置。

步骤四：料槽导轨1将产品螺丝运送至第一判断挡片21并产生碰撞，触碰信号传感器检测到碰撞，将信号传送到控制模块5，控制模块5记录该产品螺丝进入挡片检测单元2的时间。

步骤五：产品螺丝运行至第二判断挡片22，若产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块5，控制模块5向来料机构4、出口挡门6和显示模块8发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块8显示“产品超出误差上限”和当前产品总数量，并利用出口挡门6让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行。

步骤六：产品螺丝运行至第三判断挡片23时，若在距离碰撞第一判断挡片21后的指定时间内产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块5，控制模块5向显示模块8发送产品完成信号，显示模块8计数器显示完成总数量+1；否则，控制模块5向来料机构4、出口挡门6和显示模块8发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块8显示“产品超出误差下限”当前产品总数量，并利用出口挡门6让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行。

根据图1至图2所示一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置的挡片检测单元2。

在工作时，通过安装座3夹持固定在生产线上。挡片检测单元2包含三个可调节高度的双弹片结构检测挡片，挡片上设触碰信号传感器，触碰信号传感器与控制模块连通，控制模块信号连接来料机构4、出口挡门6和显示模块8。保持挡片检测单元2中的检测挡片与料槽导轨1上的检测基准面的距离至设定工作距离，三个检测挡片按照料槽导轨1上的通过产品螺丝的先后分为第一检测挡片21、第二检测挡片22和第三检测挡片23。其中所述第一检测挡片21空载工作时紧贴生产运输线基准面，第二检测挡片22至检测基准面的空载间隔工作距离为螺丝头部的最大允许高度，所述第三检测挡片23至检测基准面的空载间隔工作距离为螺丝头部的最小允许高度。被检螺丝在料槽导轨1上依靠重力滑动通过挡片检测单元2的速度恒定，但螺丝头位置不应倾斜，两个螺丝间不应重叠。

各个联动模块机构间设有信号收发及数据信号转换的工具，使得各部件依照指令运行。

触碰信号传感器将碰撞信号处理后发送给控制模块5。

如图3所示，具体运行和控制模块5的判断过程如下：

准备工作时，首先将产品螺丝通过挡片检测单元2所需的指定时间录入控制模块，然后调整各检测挡片高度至指定位置。

检测开始时，料槽导轨1将产品螺丝运送至第一判断挡片21并产生碰撞，触碰信号传感器检测到碰撞，将信号传送到控制模块5，控制模块5记录该产品螺丝进入挡片检测单元2的时间。

产品螺丝继续运行至第二判断挡片22时，若产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块5，控制模块5向来料机构4、出口挡门6和显示模块8发送停机信号，来料机构4维持阻挡状态，出口挡门推出挡门缸体，显示模块显示“产品超出误差上限”及当前产品总量。待生产人员排除故障后恢复运行。

若通过第二判断挡片22时，不产生产生碰撞，则料槽导轨1上的产品螺丝继续运行至第三判断挡片23。若产品螺丝继续运行至第三判断挡片23时，控制模块5未在指定的时间内收到触碰信号传感器发送的碰撞信号，则向来料机构4、出口挡门6和显示模块8发送停机信号，来料机构4维持阻挡状态，出口挡门推出挡门缸体，显示模块显示“产品超出误差下限”及当前产品总量。待生产人员排除故障后恢复运行。

在产品螺丝运行至第三判断挡片23时，若在指定时间内产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块5，控制模块5向显示模块8发送产品完成信号，显示模块计数器显示完成总数量+1，继续检测下一个产品螺丝。

如图4至图6的所示的料槽导轨1、来料机构4和出口挡门6。

安装时，在检测入口处的料槽导轨1上，将来料机构4的阻挡气缸缸体42子弹头形的一端对准预设在料槽导轨1侧面的阻挡气缸出入孔7，通过螺丝固定阻挡气缸夹具41以夹持固定来料机构4，在检测料槽导轨1行程中间设有挡片检测单元2、控制模块5和显示模块8，在检测出口处的料槽导轨1出口下方通过螺丝固定挡门夹具61以夹持出口挡门6。所述来料机构4、控制模块5和出口挡门6上设信号收发装置，安装完毕后使控制模块5连通各设备，使设备间形成数据连接并使各设备按照控制运作。

当螺纹生产完成后，料槽导轨1夹持住产品螺丝的螺杆，产品螺丝头部贴在倾斜的料槽导轨1的上表面依靠重力下滑至检测轨道进行产品核验。

在进入检测轨道时，产品螺丝通过来料机构4，来料机构4通过将子弹头形的阻挡气缸缸体42从侧面抽出和插入料槽导轨1，从而抽离和插入料槽导轨1中产品螺丝螺杆的间隙，以达到截停产品螺丝和放行产品螺丝，使螺丝一个个进入检测轨道的目的。当有一个产品螺丝进入检测轨道后，在该产品螺丝离开出口挡门6之前，由控制模块5协调来料机构4保持阻挡气缸缸体42的插入状态，以保证同一时间只有一个产品螺丝正在进行检测。

当检测完成时，由控制模块5向来料机构4和出口挡门6发送产品是否合格的信息。当出现产品螺丝头部高度过大或过小时，控制模块5发出产品不合格的停机信号，使得来料机构4保持阻挡气缸缸体42的插入状态，出口挡门6运行挡门柱塞62用以将板紧贴料槽导轨下边缘运行的U型槽状挡门缸体63推出。使得料槽导轨1上的不合格品螺丝在脱离检测轨道出口处的料槽导轨1后，继续沿U型槽状挡门缸体63继续滑动，从而落入不合格品堆，以达到截停、分流残次品的目的。当产品螺丝合格时，控制模块5发出产品合格信号，使得来料机构4运作阻挡气缸柱塞43收缩阻挡气缸缸体42放行下一个待检测产品螺丝，同时挡门缸体63维持收缩状态，以达到生产流水线平滑运转的目的。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，利用一种用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置，包括料槽导轨、挡片检测单元、传感器、控制模块以及来料机构和出口挡门；所述挡片检测单元设置在料槽导轨上方，挡片检测单元设有紧贴料槽导轨面的第一检测挡片、用于检测过高螺丝头部的第二检测挡片和用于检测过薄螺丝头部的第三检测挡片；所述第一检测挡片、第二检测挡片和第三检测挡片与传感器相连；所述来料机构包括阻挡气缸缸体、阻挡气缸柱塞和阻挡气缸夹具，所述阻挡气缸柱塞一端固定连接在阻挡气缸夹具上以夹持固定在料槽导轨入口处，另一端套接阻挡气缸缸体，所述阻挡气缸缸体垂直于料槽导轨，所述料槽导轨在阻挡气缸穿插位置设置气缸出入孔；所述的出口挡门包括挡门缸体、挡门柱塞和挡门夹具；所述挡门柱塞一端固定连接在挡门夹具上以夹持固定在料槽导轨出口处下方，另一端套接挡门缸体；所述的控制模块包括停机模块和正常工作模块，正常工作模块控制来料机构的阻挡气缸柱塞往复运动；停机模块控制挡门柱塞推动挡门运动，同时控制来料机构的阻挡气缸柱塞伸出并限位；挡片检测单元的传感器接受挡片检测单元的信号，判断为合格螺丝则连通正常工作模块，判断为不合格螺丝则连通停机模块；

步骤一：根据螺丝头部形状和大小设置控制模块中控制阻挡气缸缸体伸缩的时间间距，并调节挡片检测单元中各个挡片相对料槽导轨的高度；

步骤二：将来料机构、挡片检测单元和出口挡门在料槽导轨上按照检料的先后流程安装就位；

步骤三：使产品螺丝进入料槽导轨，并依据控制模块设置好的程序让来料机构控制螺丝逐个通过检料装置；

步骤四：料槽导轨将产品螺丝运送至第一检测挡片并产生碰撞，触碰信号传感器检测到碰撞，将信号传送到控制模块，控制模块记录该产品螺丝进入挡片检测单元的时间；

步骤五：产品螺丝运行至第二检测挡片，若产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块，控制模块向来料机构、出口挡门和显示模块发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块显示“产品超出误差上限”，并利用出口挡门让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行；

步骤六：产品螺丝运行至第三检测挡片时，若在距离碰撞第一检测挡片后的指定时间内产生碰撞，则触碰信号传感器检测到碰撞，并将信号传送到控制模块，控制模块向显示模块发送产品完成信号，显示模块计数器显示完成总数量+1；否则，控制模块向来料机构、出口挡门和显示模块发送停机信号，使得后续螺丝不再进入检测，显示模块显示“产品超出误差下限”，并利用出口挡门让该残次品另堆放置，待生产人员排除故障后恢复运行。

2.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述的用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置在检测的顺序上，所述挡片检测单元中第一检测挡片在第二检测挡片前方，第二检测挡片在第三检测挡片前方。

3.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述检测挡片为双层弹片结构，其中非工作弹片长度短于工作弹片长度。

4.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述检测挡片利用螺纹调节挡片距离料槽导轨的高度。

5.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述的用于螺纹攻丝生产线的自动检料装置还包括接受控制模块信号并显示产品螺丝数量和产品螺丝状态的显示模块。

6.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述阻挡气缸缸体外形为子弹头形。

7.根据权利要求1所述的螺纹生产线的检料装置的检料方法，其特征在于，所述挡门缸体外形为U型槽状。