CN106239125A - 一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机及装配方法 - Google Patents

一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机及装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机及装配方法，自动筛料机构筛料，一个第二螺栓进入四工位翻转装置的第一个容料箱中，旋转台带动第一个容料箱在圆周方向上转动90°，第一个第一螺栓进入第二个容料箱中；气动夹头向下运动夹取第二螺柱，旋转台每次转动90°，第二个、第三个第一螺栓依次进入第三个、第四个容料箱中，四个螺柱拧紧装置同时将下模板上的第二螺柱和三个第一螺柱夹紧，四个螺柱拧紧装置同时将第二螺柱和三个第一螺柱安装进气缸盖上对应的四个螺柱孔中，完成气缸盖螺柱的装配；本发明能够实现两种型号螺柱的自动供料、上料以及在缸盖上自动拧紧螺柱，提高气缸盖的装配精度和效率。

Description

一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机及装配方法
技术领域
本发明涉及柴油机自动装配生产领域，特别是一种适用于柴油机气缸盖螺柱自动化装配的装配机及装配方法。
背景技术
在柴油机的大规模自动化生产中，气缸盖上的螺栓全自动装配工艺常常是必不可少的，它不仅可以提高生产率、减轻工人劳动强度，而且更重要的是能够保证各螺栓的紧固力矩趋于一致，达到设计要求，提高产品的装配质量和整机性能。
参照图1所示的柴油机气缸盖10的结构，气缸盖上10有两个缸盖孔，分别是缸盖孔10-1和缸盖孔10-2，这两个缸盖孔呈斜对角分布。在气缸盖10上要装配四个螺柱，四个螺柱分别安装在气缸盖10上的相应的螺柱孔中，这四个螺柱有两种型号，有三个相同的螺柱8，分别是螺柱8-1、螺柱8-2、螺柱8-3，即三个相同的摇臂座螺柱，第四个螺柱是螺柱9，是喷油器支架螺柱。其中，螺柱8-1和螺柱8-2关于气缸盖10的中心线对称，螺柱8-1、螺柱8-2和螺柱8-3的长度大于螺柱9。
目前，在装配现场中，气缸盖10上要装配的这四个螺柱，需要操作人员使用专用的工装设备逐一完成每个螺柱的装配，时常出现装配精度低、不满足工艺要求、工作效率低、返工等现象。因此，需要有一种装配机能够一次性高精度地自动安装这四个螺柱。
发明内容
本发明的目的是为克服现有柴油机气缸盖螺柱装配精度较低、装配工艺落后的缺点而提出一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机以及螺柱的自动装配方法，使用装配模板完成四个螺柱的一次性自动安装，实现两种型号螺柱的自动装配，提高整体装配精度。
为达到上述目的，本发明一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机采用的技术方案是：包括能前后传送气缸盖的传送装置，传送装置的正上方是自动拧紧机构、左侧是自动筛料机构和自动上料机构，自动上料机构在自动筛料机构的后上方；所述自动筛料机构包括自动筛料装置、自动传送装置和四工位翻转装置，自动筛料装置的前侧出料口正对着自动传送装置的后侧进料口，自动传送装置右侧出料口的正对着四工位翻转装置的进料口；四工位翻转装置包括步进电机、旋转台以及容料箱，步进电机的输出轴水平朝向前方且同轴连接旋转台，旋转台的前侧面上沿圆周方向上均匀设置四个容料箱，四个容料箱用于放置一个第二螺柱9和三个第二螺柱；自动筛料装置先筛选出一个第二螺柱后筛选出三个第一螺柱，一个第二螺柱和三个第一螺柱先后依序地进入由步进电机带动旋转的四工位翻转装置的四个容料箱中；所述自动上料机构包括能左右方向移动的Y轴丝杠螺母装置、能前后方向移动的X轴丝杠螺母装置、能上下方向移动的Z轴丝杠螺母装置、Z轴丝杠螺母装置的下端固定连接气动夹头，四工位翻转装置的后方设有送料丝杠螺母装置，下模扳连接送料丝杠螺母装置且能沿送料丝杠螺母装置前后移动；下模板上设有与气缸盖上两个缸盖孔对应的两个导柱孔和与气缸盖上要装配的一个第二螺柱、三个第一螺柱对应的四个螺柱孔；所述自动拧紧机构包括左右方向布置的丝杠螺母装置，丝杠螺母装置的前方连接过能够随其左右水平移动的定位板，定位板连接能上下垂直滑动的工装板，工装板上方连接伺服电动缸的推杆下端；工装板的上表面装有水平布置的上模板，上模板上连接有与下模板上两个导柱孔对应的两个垂直的定位导柱，以及连接有与下模板上四个螺柱孔对应的四个螺柱拧紧装置。
所述用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机的装配方法采用的技术方案是包括以下步骤：
A、自动筛料机构筛料，一个第二螺栓进入四工位翻转装置的第一个容料箱中，步进电机运动，使得旋转台带动第一个容料箱在圆周方向上转动90°，第二螺柱呈竖直垂直状态，此时第一个第一螺栓进入第二个容料箱中；
B、自动上料机构取料，Y轴丝杠螺母装置、X轴丝杠螺母装置和Z轴丝杠螺母装置从初始位置运动，使得气动夹头位于第一个容料箱正上方，气动夹头向下运动夹取第二螺柱，Y轴丝杠螺母装置带动Z轴丝杠螺母装置向后运动，直至气动夹头将第二螺柱放置在下模板上的第一个螺柱孔中，自动上料机构返回初始位置；
C、步进电机继续运动，带动旋转台每次转动90°，第二个、第三个第一螺栓依次进入第三个、第四个容料箱中，气动夹头依序地将第二个、第三个第一螺栓放置在下模板上的第二个、第三个螺柱孔中；
D、送料丝杠螺母装置带动下模板向后运动至自动拧紧机构的正下方，伺服电动缸推动工装板向下运动，直至四个螺柱拧紧装置同时将下模板上的一个第二螺柱和三个第一螺柱夹紧，伺服电动缸再推动工装板向上运动直至将一个第二螺柱和三个第一螺柱从下模板中抓起，丝杠螺母装置带动定位板向右运动直至位于气缸盖的正上方，伺服电动缸推动工装板向下运动，四个螺柱拧紧装置同时将一个第二螺柱和三个第一螺柱安装进气缸盖上对应的四个螺柱孔中，完成气缸盖螺柱的装配。
本发明能够实现两种型号螺柱的自动供料、上料以及在缸盖上自动拧紧螺柱，整个装配机自动化程度高，结构可靠且实用性高，能提高气缸盖的装配精度和效率、降低工人劳动强度和提高自动化程度。
附图说明
图1为柴油机气缸盖和螺柱装配结构示意图；
图2为本发明一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机的结构示意图；
图3为图2中的传送装置1的工作状态放大示意图；
图4为图2中的自动筛料机构11的结构放大示意图；
图5为图4中的自动筛料装置11-1的结构放大示意图；
图6为图5中的筛料滚筒11-1-3的结构放大示意图；
图7为图5中的自动筛料装置11-1的右侧结构放大示意图；
图8为图5中的自动筛料装置11-1的左侧结构放大示意图；
图9为图4中的自动传送装置11-2的结构放大示意图；
图10为图4中的四工位翻转装置11-3的结构放大示意图；
图11为图2中的自动上料机构22的结构放大示意图；
图12为图11中的下模板22-8的结构放大示意图；
图13为图2中的自动拧紧机构31的结构放大示意图；
图14为图7中的筛料滚筒11-1-3右段的工作状态结构放大示意图；
图15为图8中的筛料滚筒11-1-3左段的工作状态结构放大示意图；
图16为图4中自动传送装置11-2和四工位翻转装置11-3工作状态时的结构后视放大示意图；
图17为图2中自动上料机构22的工作状态结构放大示意图；
图18为图2中自动拧紧机构31同时夹住下模板上螺柱时的工作状态结构放大示意图；
图19为图18中自动拧紧机构31移动后同时安装气缸盖螺柱时的工作状态结构放大示意图。
图中：1.传送装置；2.工装台；8.螺柱；9.螺柱；10.气缸盖 10-1.缸盖孔；10-2.缸盖孔；
11.自动筛料机构；1-1.传送架；1-4.传送滚轮；1-2.位置传感器；1-3.工装板；11-1.自动筛料装置；11-2.自动传送装置；11-3.四工位翻转装置；11-1-1.步进电机；11-1-2.上料箱；11-1-3.筛料滚筒；11-1-4.左挡料板；11-1-5.右挡料板；11-2-1.传送带；11-2-2.限位板；11-2-3.落料板；11-2-4.出料板；11-2-5.传送电机；11-3-a 、11-3-b、11-3-c、11-3-d.半圆弧滚槽；11-3-1.步进电机；11-3-2.支撑座；11-3-3.旋转台；11-3-4.容料箱；
22.自动上料机构；22-1.工作台；22-2.Y轴丝杠螺母装置；22-3.X轴丝杠螺母装置；22-4.Z轴丝杠螺母装置；22-5.气动夹头；22-6.支撑架；22-7.送料丝杠螺母装置；22-8.下模扳；22-8-1、22-8-2导柱孔；22-8-3、22-8-4、22-8-5、22-8-6.螺柱孔；
31.自动拧紧机构；31-1.支撑座；31-2.丝杠螺母装置；31-3.定位板；31-4.伺服电动缸；31-5.上模板；31-6.工装板；31-7、31-12.定位导柱；31-8、31-9、31-10、31-11.螺柱拧紧装置。
具体实施方式
参照图2所示：本发明一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机主要包括传送装置1、工装台2、自动筛料机构11、自动上料机构22以及自动拧紧机构31。传送装置1呈前后传送状态安装在地面上，与地面平行地水平安装，气缸盖10置放在传送装置1，传送装置1能前后传送气缸盖10；在传送装置1的正上方位置是自动拧紧机构31。在传送装置1的左侧是工装台2，工装台2安装在地面上，工装台2的台面上方固定设置自动筛料机构11和自动上料机构22，自动上料机构22在自动筛料机构11的后上方位置。
参照图3所示，传送装置1包括传送架1-1、传送滚轮1-4、位置传感器1-2以及工装板1-3，传送架1-1上固定传送滚轮1-4，传送架1-1呈前后分布，工装板1-3为长方形板，置放在传送滚轮1-4的左右对称中心位置，工装板1-3的板面上方固定有两个垂直向上的销轴，这两个销轴分别与图1中的气缸盖10的缸盖孔10-1和缸盖孔孔10-2对应相配，共同安装在气缸盖10的缸盖孔10-1和缸盖孔10-2中，用于气缸盖10在工装板1-3的定位。位置传感器1-2安装在传送架1-1上，用于检测工装板1-3和气缸盖10是否运动至最后端的装配位置。初始状态时，工装板1-3位于传送架1-1的后端位置，通过吊具将气缸盖10吊装至工装板1-3上，此时工装板1-3载有气缸盖10且能向前运动，直至运动至位置传感器1-2处停止运动，气缸盖10处于装配工作状态，完成装配工作后工装板1-3向后运动至初始位置。
参照图4所示的自动筛料机构11，自动筛料机构11包括自动筛料装置11-1、自动传送装置11-2以及四工位翻转装置11-3。自动筛料装置11-1的前侧位置安装自动传送装置11-2，自动筛料装置11-1的前侧是出料口，出料口正对着自动传送装置11-2的后侧进料口。自动传送装置11-2的最右侧安装四工位翻转装置11-3，自动传送装置11-2的右侧是出料口，该出料口正对着四工位翻转装置11-3的进料口。
参照图5所示的自动筛料装置11-1，由步进电机11-1-1、上料箱11-1-2、筛料滚筒11-1-3、左挡料板11-1-4以及右挡料板11-1-5组成。上料箱11-1-2内部的前方是筛料滚筒11-1-3，筛料滚筒11-1-3的中心轴左右布置，筛料滚筒11-1-3的左端穿出上料箱11-1-2外同轴固定连接步进电机11-1-1，由步进电机11-1-1带动转动。上料箱11-1-2的底面是从后上方向前下方的倾斜面，倾斜15°角。上料箱11-1-2内部的后方被中间隔板和左挡料板11-1-4以及右挡料板11-1-5隔成左右两个上料腔室，在左上料腔室内左右水平地放置螺柱8，在右上料腔室内左右水平地放置螺柱9。左挡料板11-1-4呈L型，位于筛料滚筒11-1-3左段后上方，左挡料板11-1-4底面与上料箱11-1-2底面之间留有能够使一根螺柱8正好通过的间隙；右挡料11-1-5板呈L型，位于筛料滚筒11-1-3右段后上方，右挡料11-1-5底面与上料箱11-1-2底面之间留有能够使一根螺柱9正好通过的间隙。
参照图6所示的筛料滚筒11-1-3结构，筛料滚筒11-1-3外形为圆柱体，在筛料滚筒11-1-3的左段上，沿圆周方向上开有三个相同的半圆弧滚槽，分别是半圆弧滚槽11-3-b、半圆弧滚槽11-3-c和半圆弧滚槽11-3-d，半圆弧滚槽的直径与螺柱8的最大直径值相同，半圆弧滚槽的轴向长度等于螺柱8的长度，用于容纳螺柱8。这三个半圆弧滚槽分别设在圆周方向上的0°、90°和180°的位置处。在筛料滚筒11-1-3的右段上，设有一个半圆弧滚槽11-3-a，在径向上半圆弧滚槽11-3-a与半圆弧滚槽11-3-c对称，即左段上的半圆弧滚槽11-3-a设在圆周方向上的270°的位置处，该半圆弧滚槽11-3-a的直径与螺柱9的最大直径相同，轴向长度等于螺柱9的长度，用于容纳螺柱9。
对于不同型号的缸盖，有不同个数的螺柱8和不同个数的螺柱9，螺柱8和螺柱9的轴向长短也可以不同，此时，在筛料滚筒11-1-3的左段和右段上，分别沿圆周方向上开有与螺柱8和螺柱9的个数相同的半圆弧滚槽，改变这些半圆弧滚槽相间隔的角度不同，螺柱8和螺柱9根据筛料滚筒11-1-3的旋转角度依序地落入半圆弧滚槽中。
参照图7所示，螺柱9沿上料箱11-1-2的倾斜底面排列在右上料腔室内，右挡料板11-1-5的底面与上料箱11-1-2的底面平行，之间的间隙大于一个螺柱9的最大直径值且小于两个螺柱9的直径之和。当筛料滚筒11-1-3转动，直至半圆弧滚槽11-3-a的开口朝向螺柱9时，螺柱9沿着上料箱11-1-2的倾斜底面滚入半圆弧滚槽11-3-a中，筛料滚筒11-1-3继续向上转动至上料箱11-1-2的前侧出料口，螺柱9从半圆弧滚槽11-3-a中滚出，并沿着上料箱11-1-2的前侧斜面滚动一段距离至自动传送装置11-2的后端进料口。
参照图8所示，螺柱8沿上料箱11-1-2的倾斜底面排列在左上料腔室内，左挡料板11-1-4的底面与上料箱11-1-2的倾斜底面平行，之间的间隙大于一介螺柱8的最大直径且小于两个螺柱8的直径之和。当筛料滚筒11-1-3转动时，直至半圆弧滚槽11-3-b开口朝向螺柱8时，螺柱8沿着上料箱11-1-2的倾斜底面滚入半圆弧滚槽11-3-b中，然后筛料滚筒11-1-3向上转动至上料箱11-1-2的前侧出料口，螺柱8从半圆弧滚槽11-3-b中滚出，其他两个半圆弧滚槽11-3-c和半圆弧滚槽11-3-d也以同样的方式载有螺柱8向上转动至上料箱11-1-2的前侧出料口，螺柱8沿着上料箱11-1-2的前侧斜面滚动一段距离至自动传送装置11-2的后端进料口。
参照图9所示的自动传送装置11-2，自动传送装置11-2包括传送带11-2-1、传送电机11-2-5、限位板11-2-2、落料板11-2-3以及出料板11-2-4，传送带11-2-1安装在工装台2上且靠近自动筛料装置11-1的前侧位置，且呈左右分布，传送带11-2-1由传送电机11-2-5带动工作。传送带11-2-1上方安装落料板11-2-3，落料板11-2-3的后侧部分与上料箱11-1-2的前侧出料口相互紧靠，方便螺柱8和螺柱9从上料箱11-1-2的前侧出料口沿着落料板11-2-3的后侧部分，然后向下滚入传送带11-2-1上传送。在落料板11-2-3的前侧安装限位板11-2-2，限位板11-2-2与落料板11-2-3之间形成一个从左右方向布置的槽口，并且槽口的前后宽度逐渐减小，槽口的最右端的前后宽度与螺柱8和螺柱9的最大直径相同，槽口的最右端无缝连接出料板11-2-4，出料板11-2-4的前后宽度等于槽口的宽度。在出料板11-2-4的正右侧安装四工位翻转装置11-3。螺柱8和螺柱9从落料板11-2-3上滚入传送带11-2-1上后，随着传送带11-2-1运动至出料板11-2-4的出料口后进入四工位翻转装置11-3。
参照图10所示，四工位翻转装置11-3包括步进电机11-3-1、支撑座11-3-2、旋转台11-3-3以及容料箱11-3-4。支撑座11-3-2竖起固定安装在工装台2上，靠近自动传送装置11-2右侧的出料板11-2-4的出料口，支撑座11-3-2的后侧位置安装有水平的步进电机11-3-1，步进电机11-3-1的输出轴水平朝向前方，输出轴同轴连接旋转台11-3-3，旋转台11-3-3的前侧面上沿圆周方向上均匀设置四个容料箱11-3-4，依序是容料箱11-3-4a、容料箱11-3-4b、容料箱11-3-4c和容料箱11-3-4d，相邻两个容料箱11-3-4之间间隔90°，四个容料箱11-3-4用于放置螺柱8和螺柱9，并将螺柱8和螺柱9由水平姿态改变成竖直姿态，方便自动上料机构22进行上料工作。
自动筛料装置11-1能先筛选出一个螺柱9然后再依次地筛选出三个螺柱8，一个螺柱9和三个螺柱8先后依序地再进入四工位翻转装置11-3的四个容料箱11-3-4中，由自动上料机构22对一个螺柱9和三个螺柱8先后依序地进行一个个地上料。
参照图11所示的自动上料机构22，包括工作台22-1、Y轴丝杠螺母装置22-2、X轴丝杠螺母装置22-3、Z轴丝杠螺母装置22-4、气动夹头22-5、支撑架22-6、送料丝杠螺母装置22-7以及下模扳22-8。工作台22-1安装在工装台2上的左侧，工作台22-1上布置有能左右方向移动的Y轴丝杠螺母装置22-2，Y轴丝杠螺母装置22-2上安装有能前后方向移动的X轴丝杠螺母装置22-3，Y轴丝杠螺母装置22-2和X轴丝杠螺母装置22-3两者呈相互垂直姿态，X轴丝杠螺母装置22-4上安装有能上下方向移动的Z轴丝杠螺母装置22-4的上端,且两者呈相互垂直姿态，Z轴丝杠螺母装置22-4的下端固定连接气动夹头22-5，气动夹头22-5的中心线竖直向下，位于容料箱11-3-4b的正上方，位置正对图10中的容料箱11-3-4b，主要用于自动夹住容料箱11-3-4b中的螺柱8和螺柱9。支撑架22-6安装在工作台22-1上的右侧，支撑架22-6上方有送料丝杠螺母装置22-7和下模扳22-8，送料丝杠螺母装置22-7在四工位翻转装置11-3的后方，为前后方向安装，与X轴丝杠螺母装置22-3的布置方向相同，下模扳22-8安装在送料丝杠螺母装置22-7的滑块上，能沿送料丝杠螺母装置22-7前后移动，下模扳22-8与送料丝杠螺母装置22-7的滑块采用可拆卸式的安装方式，便于下模扳22-8的更换。
参照图12所示的下模板22-8，下模板22-8为长方形，用于在装配前定位气缸盖10，其上开有两个导柱孔和四个螺柱孔，即导柱孔22-8-1和导柱孔22-8-2，螺柱孔22-8-3、螺柱孔22-8-4、螺柱孔22-8-5和螺柱孔22-8-6，导柱孔22-8-1和导柱孔22-8-2的位置及大小分别对应于图1中气缸盖10上的缸盖孔10-1和缸盖孔10-2，螺柱孔22-8-3、螺柱孔22-8-4、螺柱孔22-8-5这三个螺柱孔分别对应图1中气缸盖10上的三个螺柱8的螺孔，用于螺柱8在装配前的定位，螺柱孔22-8-6对应气缸盖10上的螺柱9的螺孔，用于螺柱9在装配前的定位。
参照图13所示的自动拧紧机构31的结构，自动拧紧机构31的底部是支撑座31-1，支撑座31-1安装在工装台2上的后侧位置，支撑座31-1的顶部安装呈左右方向布置的丝杠螺母装置31-2，丝杠螺母装置31-2的前方通过滑块连接定位板31-3，定位板31-3能够随滑块沿丝杠螺母装置31-2做水平方向上的左右运动。定位板31-3的前端上下垂直滑动工装板31-6，工装板31-6上方是伺服电动缸31-4，伺服电动缸31-4的推杆下端固定连接工装板31-6，在伺服电动缸31-4的推杆作用下，工装板31-6可以相对定位板31-做竖直方向上的上下运动。
工装板31-6的上表面安装有水平布置的上模板31-5，工装板31-6通过定位销可拆卸式地连接上模板31-5，便于更换上模板31-5。上模板31-5上连接有垂直的定位导柱31-7和定位导柱31-12，且呈斜对角分布，定位导柱31-7和定位导柱31-12的位置及尺寸与图1中的气缸盖10上的两个缸盖孔10-1和缸盖孔10-2相一致，用于自动拧紧机构31在装配螺柱8和螺柱9时与气缸盖10相对位置的定位，保证装配精度。上模板31-5上从前向后依次安装有螺柱拧紧装置31-8、螺柱拧紧装置31-9、螺柱拧紧装置31-10、螺柱拧紧装置31-11，主要用于实现三个螺柱8和一个螺柱9的自动拧紧安装。
当装配另一种型号的缸盖时，螺柱8可能是1个或者2个，螺柱9可能是2个或者3个，可以利用工装板31-6上的定位销快速地更换上模板31-5以及自动拧紧机构31，同时相应地更换掉下模扳22-8，以适应多种型号缸盖螺柱的安装，实现装配机对不同型号气缸盖螺柱的柔性装配。
本发明的一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机工作过程依次为气缸盖上螺柱零件的自动筛选、自动上料以及自动安装，具体如下：
参照图1、4、5以及图14，工作时，自动筛料机构11开始工作，步进电机11-1-1动作，筛料滚筒11-1-3随着步进电机11-1-1做圆周方向上的顺时针转动，直至筛料滚筒11-1-3的右段上的半圆弧滚槽11-3-a的槽口对准位于上料箱11-1-2内最靠近槽口的螺栓9，此时螺栓9沿着上料箱11-1-2的倾斜底面滚入筛料滚筒11-1-3的半圆弧滚槽11-3-a中，筛料滚筒11-1-3继续顺时针转动直至半圆弧滚槽11-3-a槽口朝向落料板11-2-3，螺栓9从半圆弧滚槽11-3-a中滚出并沿着落料板11-2-3滚出进入自动传送装置11-2的传送带11-2-1上。
参照图1、4、5以及图15，在筛料滚筒11-1-3筛选螺栓9的同时，筛料滚筒11-1-3也在将螺栓8从上料箱11-1-2中筛选出，筛料滚筒11-1-3随着步进电机11-1-1做圆周方向上的顺时针转动，直至筛料滚筒11-1-3的左段上的半圆弧滚槽11-3-b槽口对准上料箱11-1-2内的螺栓8，此时螺栓8滚入筛料滚筒11-1-3的半圆弧滚槽11-3-b中，筛料滚筒11-1-3继续顺时针转动直至半圆弧滚槽11-3-b槽口朝向落料板11-2-3，螺栓8从半圆弧滚槽11-3-b中滚出进入自动传送装置11-2中的传送带11-2-1上。如此，筛料滚筒11-1-3在圆周上完成一周旋转运动时，可以先后依次地先筛选出一个螺栓9再筛选出三个螺栓8。
参照图16所示：自动筛料机构11完成筛料工作后，螺栓9随着传送带11-2-1向四工位翻转装置11-3方向运动，通过限位板11-2-2的限位使螺栓9运动至自动传送装置11-2的出料口，同时四工位翻转装置11-3的容料箱11-3-4a运动至其开口方向朝向自动传送装置11-2的出料口，此时螺栓9进入容料箱11-3-4b中，四工位翻转装置11-3的步进电机11-3-1运动，使得旋转台11-3-3带动容料箱11-3-4b在圆周方向上转动90°，螺柱9呈竖直垂直状态，等待自动上料机构22开始取料工作，此时容料箱11-3-4a运动至开口方向朝向自动传送装置11-2的出料口，第一个螺栓8进入容料箱11-3-4a中，第一个螺栓8随容料箱11-3-4a在自动上料机构22完成取料工作后在圆周方向上转动90°，等待自动上料机构22开始取料工作。
参照图17所示，自动上料机构22开始取料工作，初始位置时通过控制Y轴丝杠螺母装置22-2、X轴丝杠螺母装置22-3和Z轴丝杠螺母装置22-4使得气动夹头22-5位于容料箱11-3-4的正上方位置，当带有螺柱9的容料箱11-3-4在气动夹头22-5的正下方时，气动夹头22-5向下运动直至自动夹取螺柱9，然后Y轴丝杠螺母装置22-2带动Z轴丝杠螺母装置22-4向后运动，直至气动夹头22-5将螺柱9放置在下模板22-8上设有的相应的螺柱孔中，然后返回初始位置进行对第一个螺柱8的自动夹取工作。同时，四工位翻转装置11-3的步进电机11-3-1继续运动，使得旋转台11-3-3带动容料箱11-3-4c和容料箱11-3-4d分别在圆周方向上转动90°，第二个螺栓8进入容料箱11-3-4c中，第三个螺栓8进入容料箱11-3-4d中，自动上料机构22依序对第二个螺栓8和第三个螺栓8自动夹取取料，并且由气动夹头22-5依序地将第二个螺栓8和第三个螺栓8放置在下模板22-8上设有的相应的螺柱孔中，然后送料丝杠螺母装置22-7的滑块带动下模板22-8向后运动至自动拧紧机构31的正下方。
参照图18、19所示，自动拧紧机构31开始工作，伺服电动缸31-4的推杆推动工装板31-6向下运动，直至螺柱拧紧装置31-8、螺柱拧紧装置31-9、螺柱拧紧装置31-10和螺柱拧紧装置31-11同时将正下方的下模板22-8上的一个螺柱9和三个螺柱8夹紧，然后伺服电动缸31-4的推杆推动工装板31-6向上运动直至将螺柱9和螺柱8从下模板22-8中抓起，此时丝杠螺母装置31-2带动定位板31-3向右运动直至位于气缸盖10的正上方，此时伺服电动缸31-4的推杆推动工装板31-6向下运动，螺柱拧紧装置31-8、螺柱拧紧装置31-9、螺柱拧紧装置31-10和螺柱拧紧装置31-11同时工作将螺柱9和螺柱8同时安装进气缸盖10对应的螺柱孔中，完成气缸盖的螺柱装配，装配工艺可靠，装配精度高。
对于不同型号的缸盖，其区别就是有不同个数的螺柱8和不同个数的螺柱9，螺柱8和螺柱9的个数分别增加或减小，螺柱8和螺柱9的轴向长短不同。装配不同型号的缸盖时，只需要快速地拆卸上模板31-5、下模扳22-8、螺柱拧紧装置以及筛料滚筒11-1-3、，用与第一螺柱8和第二螺柱9的个数相匹配的相应的上模板31-5、下模扳22-8、螺柱拧紧装置以及筛料滚筒11-1-3替换，就能适应多种型号缸盖螺柱的安装，实现装配机对不同型号气缸盖螺柱的柔性装配。筛料滚筒11-1-3筛选螺柱8和螺柱9这两种型号螺柱时，顺序是优先参考下模板22-8上螺柱孔从前到后的顺序，先将螺柱孔靠前的螺柱筛选出来。

Claims (7)

1.一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机，包括能前后传送气缸盖的传送装置（1），其特征是：传送装置（1）的正上方是自动拧紧机构（31）、左侧是自动筛料机构（11）和自动上料机构（22），自动上料机构（22）在自动筛料机构（11）的后上方；所述自动筛料机构（11）包括自动筛料装置（11-1）、自动传送装置（11-2）和四工位翻转装置（11-3），自动筛料装置（11-1）的前侧出料口正对着自动传送装置（11-2）的后侧进料口，自动传送装置（11-2）右侧出料口的正对着四工位翻转装置（11-3）的进料口；四工位翻转装置（11-3）包括步进电机（11-3-1）、旋转台（11-3-3）以及容料箱（11-3-4），步进电机（11-3-1）的输出轴水平朝向前方且同轴连接旋转台（11-3-3），旋转台（11-3-3）的前侧面上沿圆周方向上均匀设置四个容料箱（11-3-4），四个容料箱（11-3-4）用于放置一个第二螺柱（9）和三个第二螺柱（8）；自动筛料装置（11-1）先筛选出一个第二螺柱（9）后筛选出三个第一螺柱8，一个第二螺柱（9）和三个第一螺柱（8）先后依序地进入由步进电机（11-3-1）带动旋转的四工位翻转装置（11-3）的四个容料箱（11-3-4）中；所述自动上料机构（22）包括能左右方向移动的Y轴丝杠螺母装置（22-2）、能前后方向移动的X轴丝杠螺母装置（22-3）、能上下方向移动的Z轴丝杠螺母装置（22-4）、Z轴丝杠螺母装置（22-4）的下端固定连接气动夹头（22-5），四工位翻转装置（11-3）的后方设有送料丝杠螺母装置（22-7），下模扳（22-8）连接送料丝杠螺母装置（22-7）且能沿送料丝杠螺母装置（22-7）前后移动；下模板（22-8）上设有与气缸盖上两个缸盖孔对应的两个导柱孔和与气缸盖上要装配的一个第二螺柱（9）、三个第一螺柱（8）对应的四个螺柱孔；所述自动拧紧机构（31）包括左右方向布置的丝杠螺母装置（31-2），丝杠螺母装置（31-2）的前方连接过能够随其左右水平移动的定位板（31-3），定位板（31-3）连接能沿其上下垂直滑动的工装板（31-6），工装板（31-6）上方连接伺服电动缸（31-4）的推杆下端；工装板（31-6）的上表面装有水平布置的上模板（31-5），上模板（31-5）上连接有与下模板（22-8）上两个导柱孔对应的两个垂直的定位导柱以及连接有与下模板（22-8）上四个螺柱孔对应的四个螺柱拧紧装置。
2.根据权利要求1所述一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机，其特征是：自动筛料装置（11-1）由步进电机（11-1-1）、上料箱（11-1-2）、筛料滚筒（11-1-3）、左挡料板（11-1-4）以及右挡料板（11-1-5）组成，上料箱（11-1-2）内部的前方是左右布置的筛料滚筒（11-1-3），筛料滚筒（11-1-3）同轴固定连接步进电机（11-1-1），上料箱（11-1-2）的底面是从后上方向前下方的倾斜面，上料箱（11-1-2）内部的后方被中间隔板和左挡料板（11-1-4）以及右挡料板（11-1-5）隔成左右两个上料腔室，左上料腔室内左右水平放置有第一螺柱（8），右上料腔室内左右水平放置有第二螺柱（9），左挡料板位于筛料滚筒（11-1-3）左段后上方，左挡料板（11-1-4）底面与上料箱（11-1-2）底面之间留有一根第一螺柱（8）正好通过的间隙，右挡料（11-1-5）位于筛料滚筒（11-1-3）右段后上方，右挡料（11-1-5）底面与上料箱（11-1-2）底面之间留有能够一根第二螺柱（9）正好通过的间隙；筛料滚筒（11-1-3）的左段上沿圆周方向上开有三个相同的半圆弧滚槽，三个半圆弧滚槽分别设在圆周方向上的0°、90°和180°位置处，筛料滚筒（11-1-3）的右段上设有一个在圆周方向上的270°位置处的半圆弧滚槽。
3.根据权利要求1所述一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机，其特征是：传送装置（1）包括前后分布的传送架（1-1），传送架（1-1）上固定连接传送滚轮（1-4），工装板（1-3）置放在传送滚轮（1-4）的左右对称中心位置，工装板（1-3）的板面上方固定连接两个与气缸盖上的两个缸盖孔对应相配的销轴，气缸盖通过销轴装在工装板（1-3）上，传送架（1-1）上设有位置传感器（1-2），检测工装板（1-3）和气缸盖运动至最后端的装配位置。
4.根据权利要求1所述一种用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机，其特征是：自动传送装置（11-2）包括传送带（11-2-1）、传送电机（11-2-5）、限位板（11-2-2）、落料板（11-2-3）以及出料板（11-2-4），传送带（11-2-1）左右分布且在自动筛料装置（11-1）的前侧，传送带（11-2-1）由传送电机（11-2-5）带动，传送带（11-2-1）上方是落料板（11-2-3），落料板（11-2-3）的后侧部分紧靠上料箱（11-1-2）的前侧出料口，落料板（11-2-3）的前侧是限位板（11-2-2），限位板（11-2-2）与落料板（11-2-3）之间形成一个从左右方向布置且前后宽度逐渐减小的槽口，槽口最右端前后宽度与螺柱8和螺柱9的最大直径相同，槽口的最右端无缝连接出料板（11-2-4），在出料板（11-2-4）的正右侧是四工位翻转装置（11-3）。
5.一种如权利要求1所述用于安装柴油机气缸盖螺柱的自动装配机的装配方法，其特征是包括以下步骤：
A、自动筛料机构（11）筛料，第二螺栓（9）进入四工位翻转装置（11-3）的第一个容料箱中，步进电机（11-3-1）运动，使得旋转台（11-3-3）带动第一个容料箱在圆周方向上转动90°，第二螺柱（9）呈竖直垂直状态，此时第一个第一螺栓（8）进入第二个容料箱中；
B、自动上料机构22取料，Y轴丝杠螺母装置（22-2）、X轴丝杠螺母装置（22-3）和Z轴丝杠螺母装置（22-4）从初始位置运动，使得气动夹头（22-5）位于第一个容料箱正上方，气动夹头（22-5）向下运动夹取第二螺柱（9），Y轴丝杠螺母装置（22-2）带动Z轴丝杠螺母装置（22-4）向后运动，直至气动夹头（22-5）将第二螺柱（9）放置在下模板（22-8）上的第一个螺柱孔中，自动上料机构（22）返回初始位置；
C、步进电机11-3-1继续运动，带动旋转台11-3-3每次转动90°，第二个、第三个第一螺栓（8）依次进入第三个、第四个容料箱中，气动夹（头22-5）依序地将第二个、第三个第一螺栓（8）放置在下模板（22-8）上的第二个、第三个螺柱孔中；
D、送料丝杠螺母装置（22-7）带动下模板（22-8）向后运动至自动拧紧机构（31）的正下方，伺服电动缸（31-4）推动工装板（31-6）向下运动，直至四个螺柱拧紧装置同时将下模板（22-8）上的第二螺柱（9）和三个第一螺柱（8）夹紧，伺服电动缸（31-4）再推动工装板（31-6）向上运动直至将第二螺柱（9）和三个第一螺柱（8）从下模板（22-8）中抓起，丝杠螺母装置（31-2）带动定位板（31-3）向右运动直至位于气缸盖的正上方，伺服电动缸（31-4）推动工装板（31-6）向下运动，四个螺柱拧紧装置同时将第二螺柱（9）和三个第一螺柱（8）安装进气缸盖上对应的四个螺柱孔中，完成气缸盖螺柱的装配。
6.根据权利要求5所述的的装配方法，其特征是：当第一螺柱（8）和第二螺柱（9）的个数增加或减小时，采用与第一螺柱（8）和第二螺柱（9）的个数相匹配的上模板（31-5）、下模扳（22-8）以及筛料滚筒（11-1-3），下模板（22-8）上设有的导柱孔和螺柱孔的个数分别与第一螺柱（8）和第二螺柱（9）的个数相匹配；上模板（31-5）连接的定位导柱、螺柱拧紧装置的个数分别与第一螺柱（8）和第二螺柱（9）的个数相匹配，筛料滚筒（11-1-3）的左段和右段上分别开有与第一螺柱（8）和第二螺柱（9）的个数相匹配的半圆弧滚槽。
7.根据权利要求5所述的的装配方法，其特征是：步骤A中，自动筛料机构（11）筛料时，筛料滚筒（11-1-3）是按下模板（22-8）上的螺柱孔从前到后的顺序，先将安装在靠前的螺柱孔中的螺柱筛选出来。
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Denomination of invention: The invention relates to an automatic assembly machine for installing diesel engine cylinder head studs and an assembly method thereof

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Assignor: JIANGSU University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

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