CN107009115A - 一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统，属于飞机装配技术领域，该插钉系统包括储钉单元、推钉单元、选钉单元及插钉拧紧单元；储钉单元包括用于储存待送临时螺钉紧固件的弹夹；推钉单元包括与弹夹出口连通的推钉槽、用于沿推钉槽将临时螺钉紧固件推至推钉槽的槽口处的第一推钉机构及用于将临时螺钉紧固件沿其轴向推出槽口的第二推钉机构；选钉单元包括用于对从推钉单元推出的临时螺钉紧固件进行尺寸测量的测量模块及根据预设尺寸范围对螺钉紧固件进行筛选的筛选模块；插钉拧紧单元用于将筛选模块筛选出在预设尺寸范围内的临时螺钉紧固件进行插钉拧紧。整个结构简单，自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及飞机装配技术领域，具体地说，涉及一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统。
背景技术
在现代化飞机装配中，无论是组件类装配，如飞机机身壁板与长桁等连接，还是部件装配，如飞机机翼壁板与肋的连接，都是先采用工装定位两个或两个以上零件，预制连接孔并使用螺钉等临时紧固件，接着拆卸影响制孔的定位工装与临时紧固件，对预制孔进行精加工，再用紧固件进行固定连接。临时紧固件在飞机装配过程使用量大，预制孔与预连接固定会对后续飞机装配质量产生重要影响。
在预连接紧固过程中，通常是采用穿心夹临时紧固或采用普通螺栓紧固，采用这两种预连接件方法，存在定位精度差的问题，且存在人工无法精确控制夹紧力的问题，难以保证夹紧力的一致性。
公布号为CN106224341A的中国专利文献公开了一种用于飞机装配的临时紧固件，临时紧固件包括精制内六角螺钉、临时紧固件本体、保护套、挡圈和夹紧卡爪；通过手持工具或自动化设备驱动单元驱动精制内六角螺钉顺时针旋转，带动夹紧卡爪沿轴向移动，夹紧卡爪带锥度倒钩形状的四瓣爪或六四瓣爪结构在轴向移动的同时张开，并与飞机结构件接触，同时施加设定的扭矩值预紧，达到临时紧固件连接两个飞机结构件的目的。
该发明的临时紧固件通过手动或自动的方式进行安装，而在安装过程中，会出现不合格或尺寸不符合要求的紧固件，无法马上识别，对后续的安装工作产生一定的影响。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统，以自动识别临时螺钉紧固件是否合格，并将合格螺钉紧固件输送至插钉拧紧单元中进行插钉拧紧，提高了安装质量和速率。
为了实现上述目的，本发明提供的具有自动选钉与送钉功能的插钉系统包括储钉单元、推钉单元、选钉单元及插钉拧紧单元；储钉单元包括用于储存待送临时螺钉紧固件的弹夹；推钉单元包括与弹夹出口连通的推钉槽、用于沿推钉槽将临时螺钉紧固件推至推钉槽的槽口处的第一推钉机构及用于将临时螺钉紧固件沿其轴向推出槽口的第二推钉机构；选钉单元包括用于对从推钉单元推出的临时螺钉紧固件进行尺寸测量的测量模块及根据预设尺寸范围对螺钉紧固件进行筛选的筛选模块；插钉拧紧单元用于将筛选模块筛选出在预设尺寸范围内的临时螺钉紧固件进行插钉拧紧。
在工作过程中，储存在弹夹中的临时螺钉紧固件首先进入推钉单元的推钉槽内，然后由第一推钉机构推动至推钉槽的槽口处，再由第二推钉机构沿其轴向推动至选钉单元，测量模块对进入其内的临时螺钉紧固件的尺寸进行测量，筛选模块筛依据预设的尺寸范围，选出尺寸合格的临时螺钉紧固件，最后由插钉拧紧单元将选出合格的临时螺钉紧固件在预设孔位置处进行插钉拧紧。该系统自动化程度高且具有自动识别临时螺钉紧固件是否合格的功能，为整个紧固过程避免了不必要的麻烦。
具体的方案为弹夹上设有与临时螺钉紧固件的保护套配合的导槽及位于导槽槽口处的止挡机构，导槽的槽壁设有与保护套上的环形凹槽相配合的引导条；止挡机构包括两块位于导槽中面两侧的摆动块及一端抵靠在摆动块的止挡端上的压簧；推钉槽的中部设有与弹夹的出口连通且与推钉槽构成T型结构的进口槽，进口槽的槽壁板构成推动摆动块压缩压簧的挤压件；第一推钉机构包括设于推钉槽内的推钉块及用于驱动推钉块将临时螺钉紧固件推至推钉槽的出口处的驱动器。
将临时螺钉紧固件放入弹夹时，只需将其保护套上的环形凹槽对准导槽槽壁上的引导条，并向导槽内推，临时螺钉紧固件顺着引导条进入弹夹内，止挡机构可阻挡弹夹内的临时螺钉紧固件掉落。推钉槽的进口槽可使止挡机构处于解锁状态，即进口槽的槽壁板推开导槽中面两侧的摆动件，以压紧压簧，使临时螺钉紧固件能从弹夹中掉落顺着进口槽进入推钉槽，此时，推钉块在驱动器的驱动下将落下的临时螺钉紧固件推至导钉槽出口处。本发明的弹夹装置结构简单，通过与第一推钉机构的配合，实现自动推钉功能。
更具体的方案为弹夹包括U型槽座及固设在U型槽座的两侧壁顶面上的盖板，盖板的侧边部构成引导条；U型槽座端部为膨胀端，膨胀端上设有与导槽连通的摆动块安装槽，盖板延伸至摆动块安装槽内，压簧的另一端抵靠在摆动块安装槽的槽壁上。
设计摆动块安装槽为便于摆动块的安装、拆卸及使用。
另一个具体的方案为选钉单元还包括底座、与底座滑动连接的底板、驱动底板在接钉工位与测量工位之间往复移动的第一致动器及接钉模块，底座上设有测量底板的位移的传感器；接钉模块包括与底板滑动连接的接钉滑台、安装在接钉滑台上的接钉套管及驱动接钉滑台沿横向移动的第二致动器；接钉套管的出口处设有挡钉叉及用于对挡钉叉进行限位的封板，挡钉叉通过安装在接钉滑台上的第三致动器驱动其沿横向往复移动，通过封板与接钉套管的端部配合限制挡钉叉沿接钉套管轴向的一定，挡钉叉插于封板与接钉套管端部的间隙。
第一致动器驱动底板移动到接钉工位，设于接钉套管的出口处的挡钉叉在第三致动器的驱动下阻挡住接钉套管的出口，封板对挡钉叉的移动位置进行限定，当临时螺钉紧固件被第二推钉机构推送至接钉套管内时，被挡钉叉挡住，此时第一致动器驱动底板移动到测量工位进行下一步的测量工作。将接钉工位与测量工位分开，而不是在同一处进行可有效简化整个系统的运行程序。
更具体的方案为测量模块包括用于测量临时螺钉紧固件的长度的长度计及测量临时螺钉紧固件的直径的激光测微仪；长度计与接钉套管同轴设置在底板上且通过气动滑台与安装板滑动连接；激光测微仪的发射端和接收端固设在接钉套管的相对两侧。该测量结构原理简单，测量精度较高。
另一个更具体方案为筛选模块包括固设在接钉套管的行进路径两侧的吹钉装置及输送装置，吹钉装置包括第一吹钉管与第二吹钉管，输送装置包括输钉管与回收管，第一吹钉管、第二吹钉管、接钉套管、输钉管及回收管的轴线共面布置，且第一吹钉管与输钉管共轴布置，第二吹钉管与回收管共轴布置。
测量模块对临时螺钉紧固件测量完毕后确定是否合格，若合格，第二致动器驱动接钉滑台移动以使接钉套管对准输钉管，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接钉套管吹至输钉管，由输钉管输送至插钉拧紧单元处，否则第二致动器驱动接钉滑台移动以使接钉套管对准回收管，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接钉套管吹至回收管，由回收管输送至回收装置中。通过对螺钉进行筛选，以使用合格螺钉进行插钉拧紧，以确保紧固质量。
进一步更具体方案为插钉拧紧单元包括安装座、与输钉管连通的送钉管，安装在安装座上的插钉拧紧模块、用于将送钉管的出钉口处的临时螺钉紧固件夹至插钉拧紧模块的拧紧接口处的夹钉模块、驱动夹钉模块沿设于安装座上的纵向导轨滑动的第四致动器及驱动插钉拧紧模块沿纵向导轨滑动的第五致动器。
临时螺钉紧固件经吹钉装置从输钉管吹送至送钉管，并沿送钉管吹送至出钉口处，夹钉模块将出钉口处的螺钉夹至插钉拧紧模块的拧紧接口处，并由第四致动器驱动夹钉模块靠近或远离插钉拧紧模块，从而退出对螺钉的夹持。接着，第五致动器驱动插钉拧紧模块靠近螺钉孔，插钉拧紧模块将螺钉拧入螺钉孔内。该插钉拧紧单元进一步提高了工件的装配效率。
进一步更具体方案为送钉管的出钉口端通过支架固定在安装座上，在出钉口端处设有用于检测是否有螺钉通过的传感器；夹钉模块包括夹钉座、夹爪和驱动夹爪在送钉模块与插钉拧紧模块之间来回移动的升降机构；插钉拧紧模块包括沿纵向导轨滑动的插钉滑台及安装在插钉滑台上的支座、安装在支座上的插钉套筒以及驱动插钉套筒旋转的第一电机，插钉套筒的接钉端内筒面与待拧紧螺钉的外六角配合。
当临时螺钉紧固件到达出钉口，传感器检测到出钉口端处有螺钉通过后，夹爪将螺钉夹住并通过升降机构向下移动将螺钉夹至插钉套筒的接钉端，插钉套筒的接钉端内筒面与待拧紧螺钉的外六角配合，并由气动装置对螺钉进行真空吸附，夹爪在升降机构的驱动下复位。接着，插钉套筒被第四致动器驱动至螺钉孔处，同时由第一电机驱动插钉套筒旋转对螺钉进行拧紧。
进一步更具体方案为插钉套筒内套设有插钉拧紧轴，支座上安装有驱动插钉拧紧轴旋转的第二电机以及驱动插钉拧紧轴沿轴向移动的第六致动器；插钉拧紧轴的接钉端外周面与待拧紧螺钉的内六角配合；第二电机的转轴与插钉拧紧轴间设有扭矩传感器；在安装座上设有沿纵向布置的光栅尺及用于限制插钉滑台位移的行程开关，在插钉滑台上设有与光栅尺配合的光栅尺读数头，还设有测量第二电机位移的长度计。
通过增设插钉拧紧轴，其接钉端外周面与待拧紧的临时螺钉紧固件的内六角配合，从而在使用过程中，通过插钉套筒进行固定以移至螺钉孔处，通过插钉拧紧轴将螺钉紧固件推出插钉套筒，并通过旋转插钉拧紧轴，将螺钉紧固件拧进螺钉孔内，以适配插钉套筒的尺寸大于螺钉孔的情况。并在拧钉过程中，扭矩传感器用于测量拧钉的扭矩并对其进行监控。通过光栅尺检测横移滑台的位移，通过长度计检测第二电机的位移即可获得拧钉位移并对其进行监控。
再进一步更具体方案为用于安装夹爪的夹爪安装座通过纵向导轴与升降机构的动块滑动连接，夹爪安装座与动块间设有拉簧；夹钉模块还包括用于检测夹爪相对动块位移的传感器；第一电机与插钉套筒通过同步带传动连接；插钉套筒与夹钉座间设有滑动轴承。
传感器用于检测卡爪相对插钉套筒或插钉拧紧轴是否发生位移，从而确认临时螺钉紧固件是否处于正确位置。夹爪在第四致动器的驱动下靠近插钉套筒，在拉簧的拉力作用下使临时螺钉紧固件挤压插钉套筒的接钉端，接着，第一电机驱动插钉套筒旋转，当临时螺钉紧固件的外六角与插钉套筒的内周面配合时卡爪在拉簧的拉力作用下而被推入插定套筒内，此时，传感器检测到其进入套筒所发生的位移，表明插入到位。第六致动器驱动插钉拧紧轴沿轴向进给一定的距离，使插钉拧紧轴的接钉端挤压螺钉，进而挤压卡爪，拉伸拉簧，在第二电机驱动插钉拧紧轴旋转，当螺钉的外六角与插钉套筒的内周面配合时卡爪在拉簧的拉力作用下而被推入插定套筒内与插钉拧紧轴插入内六角中，传感器检测到该位移，确定螺钉已处于正确位置。
附图说明
图1为本发明实施例的储钉单元、推钉单元及选钉单元的配合主视图；
图2为本发明实施例的储钉单元、推钉单元及选钉单元的配合俯视图；
图3为本发明实施例的储钉单元、推钉单元及选钉单元的配合左视图；
图4为本发明实施例的储钉单元、推钉单元与安装板的配合示意图；
图5为本发明实施例的弹夹的立体图；
图6为本发明实施例的弹夹的局部剖视图；
图7为本发明实施例的弹夹的俯视图；
图8为本发明实施例的弹夹的左视图；
图9为本发明实施例的弹夹的螺钉止挡机构示意图；
图10为本发明实施例的选钉单元的立体图；
图11为本发明实施例的选钉单元的主视图；
图12为本发明实施例的选钉单元的右视图；
图13为本发明实施例的选钉单元的主视图；
图14为本发明实施例的选钉单元的右视图；
图15为本发明实施例的选钉单元的俯视图；
图16为本发明实施例的插钉拧紧单元的立体图；
图17为本发明实施例的插钉拧紧单元的局部剖视图；
图18为本发明实施例的插钉拧紧单元的安装座局部剖视图；
图19为本发明实施例的插钉拧紧单元的插钉拧紧模块的局部剖视图；
图20为本发明实施例的插钉拧紧单元的夹钉模块的局部剖视图；
图21为本发明实施例的插钉拧紧单元的夹钉模块的夹爪安装爆炸图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
参见图1至图21，具有自动选钉和送钉功能的插钉系统包括支架1、储钉单元2、推钉单元3、选钉单元4及插钉拧紧单元7。
支架1上设有安装板11，安装板11上设有导向滚轮12。
储钉单元2包括弹夹21，弹夹21安装在安装板11上并与导向滚轮12向配合，安装弹夹21时，两个以上的导向滚轮12引导一个弹夹21安装到安装板11的正确位置。弹夹21包括设有导槽211的槽座和固设在槽座两侧壁顶面上的盖板212，盖板212的侧边部构成与临时螺钉紧固件6的保护套61上的环形凹槽62相配合的引导条，盖板212上刻有标示螺钉个数的标识213。弹夹21的两侧设有方便拿放的拉手214。
弹夹21的端部设有与导槽211连通的摆动块安装槽，盖板212延伸至摆动块安装槽内。摆动块安装槽内安装有止挡机构215，止挡机构215包括摆动块2151及一端抵靠在安装槽的槽壁上的压簧2152，摆动块2151一端通过螺钉和连接销2153旋转固定在盖板212与安装槽的槽底间，另一端压紧压簧2152。在本实施例中，导槽211的两端均设有止挡机构215，止挡机构215包括两块位于导槽211中面两侧的摆动块2151，摆动块2151与安装槽的槽壁之间的压簧2152使两个摆动块2151相对并拢，从而阻挡临时螺钉紧固件6掉落。
推钉单元单元3包括推钉槽31、第一推钉机构32及第二推钉机构。推钉槽31的中部设有与弹夹21的出口连通且与推钉槽31构成T型结构的进口槽34，进口槽34与弹夹21连通时，其槽壁推开导槽211中面两侧的摆动件2151并挤压压簧2152。
第一推钉机构32包括设于推钉槽31内的推钉块321及用于驱动推钉块321将临时螺钉紧固件6沿推钉槽31推至推钉槽31的出口处的气缸322，第二推钉机构包括将临时螺钉紧固件6沿其轴向推出推钉槽31槽口的气缸331。
当弹夹21装好临时螺钉紧固件后，通过拉手214将弹夹21拿至安装板11上与导向滚轮12配合，在导向滚轮12的引导下，使进口槽34插入弹夹21端部的止挡机构215内，进口槽34的两槽壁将两个摆动块2151的止挡端向两边张开并压紧压簧2152，中间的空隙变大使螺钉紧固件6顺着进口槽34掉落至推钉槽31内，在气缸322的驱动下，推钉块321将临时螺钉紧固件6推至推钉槽31的出口处，并由气缸331沿其轴向推出推钉槽31的出口。
选钉单元4包括底座41、底板42、接钉模块43、测量模块44和筛选模块45。底座安装在支架1上，底板42与底座41通过丝杆螺母滑动连接，并由伺服电机46驱动丝杆螺母副运动实现底板42在接钉工位与测量工位之间往复移动，伺服电机46与丝杆通过挠性联轴器47相连。接钉模块43、测钉模块44和筛选模块45安装在底板42上。
接钉模块43包括接钉滑台431及安装在接钉滑台431上的接钉套管432，接钉滑台431通过气动滑台433与底板42滑动连接。接钉套管432的出口处设有挡钉叉434及封板435，封板435用于对挡钉叉434进行限位，挡钉叉434为可通过临时螺钉紧固件的螺钉螺杆而挡住钉头的U型结构，挡住由气缸331推入接钉套管432的临时螺钉紧固件。接钉滑台431上安装有气缸436，气缸436的推杆与挡钉叉434连接，通过气缸436的驱动以实现对接钉套管432的开闭。
测量模块44包括长度计441和激光测微仪。长度计441通过长度计支架442安装在底板42上且通过气动滑台447与底板41滑动连接，并与接钉套管432沿轴向平行设置，通过长度计441的示数可获得接钉套管432处待测临时螺钉紧固件的钉长。激光测微仪包括发射端443和接收端444，发射端443通过发射端支架445固定在底板41的顶部，接收端444通过接收端支架446固定在底板41的底部。通过激光测微仪的读数可获得接钉套管432处待测临时螺钉紧固件的直径。根据待测临时螺钉紧固件的钉长和直径可检测该临时螺钉紧固件是否合格。
筛选模块45包括吹钉装置、输送装置及驱动吹钉装置启闭的气缸，吹钉装置及输送装置固设在接钉套管432的行进路径两侧，吹钉装置包括第一吹钉管451与第二吹钉管452，输送装置包括输钉管453与回收管454，第一吹钉管451、第二吹钉管452、接钉套管432、输钉管453及回收管454的轴线共面布置，且第一吹钉管452与输钉管453共轴布置，第二吹钉管452与回收管454共轴布置。输钉管453用于输送尺寸合格的临时螺钉紧固件，回收管454用于输送尺寸不合格有待回收的临时螺钉紧固件。测量模块44对临时螺钉紧固件测量完毕后确定是否合格，若合格，气动滑台433驱动接钉滑台431移动以使接钉套管432两端分别对准第一吹钉管451和输钉管453，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接钉套管432吹至输钉管453，否则气动滑台433驱动接钉滑台431移动以使接钉套管432两端分别对准第二吹钉管452和回收管454，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接钉套管432吹至回收管454。
插钉拧紧单元7包括安装座71及安装在安装座71上的送钉管72、夹钉模块73和插钉拧紧模块74。
安装座71两端分别设有卷帘711和卷帘712，安装座71上设有纵向导轨75、电机76和气缸77，电机76通过电机支架762固定在安装座71一端，气缸77通过气缸支座771固定在安装座71上，插钉拧紧模块74通过丝杆751与电机76实现传动连接，并沿纵向导轨75纵向移动，丝杆751与电机76之间接有联轴器761，丝杆751一端通过成对双联角接触球轴承713与安装座71的端部固定，在安装座71端部设有防止丝杆751的螺母7511撞到安装座71的防撞块715，另一端通过深沟球轴承714固定在安装座71上，成对双联角接触球轴承713的轴承座装有轴承压盖7131，轴承压盖7131通过锁紧螺母716实现防松，深沟球轴承714的轴承座7141的端面装有轴承端盖717，另一端设有密封圈座718，用于安装密封圈719，对深沟球轴承714起到密封防尘的作用，丝杆751上装有轴用弹性挡圈7512和轴承隔圈7513。夹钉模块73通过气缸77的驱动实现沿纵向导轨75移动。送钉管72与输钉管452连通，送钉管72通过送钉管支架724固定在安装座71上，且送钉管72可沿轴向滑动地套设于吹钉管支架724的轴孔内，送钉管72的出钉口端通过支架722固定在安装座71上，支架722上设有固定送钉管72的装管头725，在出钉口端处设有用于检测是否有临时螺钉紧固件通过的传感器723。临时螺钉紧固件经吹钉装置451沿送钉管721吹送至出钉口端。
夹钉模块73包括夹钉座731、夹爪732和驱动夹爪732在送钉模块72与插钉拧紧模块74之间来回移动的气动滑台733。夹钉座731通过夹钉座支架7311与第二纵向导轨75滑动连接，夹钉座支架7311与气缸77的推杆固定连接，夹爪732的夹爪安装座734通过纵向导轴735与气动滑台733的动块滑动连接，夹爪安装座734与动块间设有拉簧736。夹爪732的两夹指相对设有半圆，两个半圆组成一能通过螺钉的螺杆而挡住钉头的圆孔，当螺钉经吹气装置沿吹钉管721吹送至出钉口端时，螺杆直接穿过该圆孔，由于钉头的作用而无法通过，再由两夹指对螺钉进行进一步夹紧。在夹爪安装座734设有用于检测夹爪732相对动块发生位移的传感器737。夹钉座731上安装有滑动轴承座738，滑动轴承座738内安装有滑动轴承739。
插钉拧紧模块74包括沿纵向导轨75滑动的插钉滑台741、安装在插钉滑台741上的支座742、安装在支座742上的插钉套筒743以及驱动插钉套筒743旋转的第一电机744，插钉滑台741与螺母7511固定连接，插钉套筒743通过成对双联角接触球轴承7431与支座742连接，成对双联角接触球轴承7431的轴承座上设有装有密封圈7436的密封圈座7437，插钉套筒743上套设有轴承隔圈7432，用于阻隔成对双联角接触球轴承7431与锁紧螺母7433接触，插钉套筒743的接钉端内筒面与待拧紧螺钉的外六角配合，第一电机744通过电机支座7444固定在插钉滑台741上。插钉套筒743的内腔通过快换接头7438连接真空吸气装置，快换接头7438的安装环与插钉套筒743之间装有密封圈7430和密封环7439，插钉套筒743位于安装环的内腔内侧壁上设有径向连通孔，从而在插钉套筒743相对安装环旋转的过程中，可对插钉套筒743内腔内气体的进行抽离。插钉套筒743内套设有插钉拧紧轴745，插钉拧紧轴745与插钉套筒743之间设有密封圈7434，支座742上安装有驱动插钉拧紧轴745旋转的第二电机746以及驱动插钉拧紧轴745沿轴向移动的气缸747，插钉拧紧轴745的接钉端外周面与待拧紧螺钉的内六角配合。本实施例中，气缸747构成本实施例的第七致动器。
在安装座71上设有沿纵向布置的第三光栅尺78及用于限制插钉滑台741位移的行程开关。
第一电机744的输出端依次连接有减速机7441和带轮副，带轮副安装在同步带箱7445内，带轮副包括同步带7442以及与同步带啮合的第一带轮和第二带轮，第一带轮和第二带轮构成本实施例的带轮组7443，插钉套筒743一端通过平键7445与第二带轮固定，第二带轮通过锁紧螺母7446实现轴向锁紧，插钉套筒743的另一端通过安装在滑动轴承座738内的滑动轴承739与夹钉座731滑动连接。
第二电机746固定在电机支座748上，第二电机746的输出端依次连接有减速机7461、联轴器7462、扭矩传感器7463和联轴器7464，插钉拧紧轴745与联轴器7464连接的一端套有螺母7435，电机支座748通过纵向导轨749与插钉滑台741滑动连接，气缸747通过气缸支架7471固定在插钉滑台741上，气缸747的推杆7471与电机支座748固定连接，第二电机746驱动插钉拧紧轴745旋转从而实现拧钉功能。
在插钉滑台741上设有与第三光栅尺78配合的第三光栅尺读数头781，第三光栅尺读数头781通过光栅尺读数头支架782安装在插钉滑台741上。插钉滑台741上还设有测量第二电机746位移的长度计7413，长度计7413通过长度计支架7415固定在插钉滑台741上，通过测量电机支座748的位移来获得插钉拧紧轴745的拧钉位移。
插钉拧紧轴745的旋转和插钉套筒743的旋转是各自分离的，传感器737用以检测夹爪732是否发生位移，从而检测螺钉的外六角和内六角是否分别处于插钉套筒和插钉拧紧轴的正确位置。若通过传感器737信号检测到螺钉已处于插钉套筒的正确位置，则将螺钉进行真空吸附，第一电机744停转；若通过传感器737检测到螺钉已处于插钉套筒轴的正确位置，则可进行下一步的拧钉动作，并由扭矩传感器7463来监控拧钉的扭矩。
本实施例中，伺服电机46和丝杆螺母副构成本实施例的第一致动器。气动滑台433构成本实施例的第二致动器，气缸436构成本实施例的第三致动器。电机76和丝杆751构成本实施例的第五致动器，气缸77构成本实施例的第四致动器。传感器723可为电感式环形开关。气动滑台733构成本实施例的升降机构。可将不同型号的临时螺钉紧固件放置到不同的弹夹中，以实现临时螺钉紧固件的分类储存。输钉管452与送钉管72可为同一根管。
本发明的工作过程如下：
1.将不同规格的临时螺钉紧固件6依次经由止挡机构215的两摆动块2151之间压入不同的弹夹21中，将弹夹21安装到安装板11上，使弹夹21与导向滚轮12配合，弹夹21经由导向滚轮12的引导向下插，使进口槽34插入弹夹21的两摆动块2151之间，进口槽34的槽壁挤压摆动块2151向两边张开，使临时螺钉紧固件6顺利通过进口槽34进入推钉槽31内，并由推钉块321将临时螺钉紧固件6推至推钉槽31的出口处。
2.伺服电机46驱动底板42移动到接钉工位，待送临时螺钉紧固件6经由气缸331推出至接钉套管432接钉套管，挡钉叉434在气缸436的驱动下挡住接钉套管432处的临时螺钉紧固件，同时气缸331的推杆一直抵住临时螺钉紧固件，伺服电机46驱动底板42移动至测量工位。
3.气动滑台433驱动接钉滑台431移动使长度计441与接钉套管432处的待测临时螺钉紧固件同轴，气动滑台447驱动长度计441移至限位处，从而测得临时螺钉紧固件的钉长。通过激光测微仪的发射端443发出的信号经过临时螺钉紧固件，由接收端444接受，从而测得待测临时螺钉紧固件的直径。
4.根据待测临时螺钉紧固件的钉长和直径判断该临时螺钉紧固件是否合格，若合格，由气动滑台433驱动接钉滑台431移动使接钉套管432处的临时螺钉紧固件与输钉管452同轴，气缸436驱动挡钉叉434移回初始位置，并由吹钉装置451将合格的临时螺钉紧固件吹至输钉管452内；若不合格，由气动滑台433驱动接钉滑台431移动使接钉套管432处的临时螺钉紧固件与回收管453同轴，气缸436驱动挡钉叉434移回初始位置，并由吹钉装置451将合格的临时螺钉紧固件吹至回收管453内。
5.临时螺钉紧固件通过输钉管452输送至插钉拧紧单元的出钉口，使临时螺钉紧固件的的螺钉的钉杆通过夹爪732的夹口，钉头卡在夹口外；由传感器723检测是否有临时螺钉紧固件通过送钉管72。传感器723检测到临时螺钉紧固件后，由夹爪732夹持，通过气缸77的驱动前进一定的距离，将临时螺钉紧固件夹离送钉管72；接着，夹爪732通过气动滑台733下移一定距离，使其对准插钉套筒743。
6.夹爪732通过气缸77的驱动向插钉套筒743移动一定的距离，使临时螺钉紧固件压住插钉套筒743并挤压夹爪732；由插钉拧紧单元中的第一电机744带动插钉套筒743旋转；在临时螺钉紧固件的外六角插入插钉套筒743的正确位置后，夹爪732在拉簧736的作用下会有瞬间的位移，通过夹爪732上的传感器737可检测该信号；传感器737获取临时螺钉紧固件的外六角处于插钉套筒743的正确位置的信号后，插钉套筒743停转，并将临时螺钉紧固件通过真空吸附装置吸附在插钉套筒743上。
7.由插钉拧紧单元中的第二电机746带动插钉拧紧轴745旋转；气缸747带动插钉拧紧轴745前进合适的距离，使插钉拧紧轴745前端挤压临时螺钉紧固件，夹爪732被挤开一段距离；在插钉拧紧轴745的持续旋转下，当插钉拧紧轴745进入临时螺钉紧固件的内六角时，夹爪732在拉簧736的作用下会有瞬间的位移，夹爪732上的传感器737可检测该信号；传感器737获得临时螺钉紧固件的内六角处于插钉拧紧轴745的正确位置的信号后，插钉拧紧轴745停转；接着，夹爪732松开临时螺钉紧固件，并通过气动滑台733和气缸77退回至初始位置。
8.电机76带动插钉拧紧单元向前进给到工件的合适位置，使临时螺钉紧固件准确进入孔位；第二电机746带动插钉拧紧轴745旋转，进行拧钉动作；扭矩传感器7463实时监控拧钉时的扭矩。
9.拧钉完成后，电机76带动插钉拧紧单元后退至初始位置。
Claims (10)
1.一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统，其特征在于，包括：
储钉单元，包括用于储存待送临时螺钉紧固件的弹夹；
推钉单元，包括与所述弹夹出口连通的推钉槽、用于沿所述推钉槽将临时螺钉紧固件推至所述推钉槽的槽口处的第一推钉机构及用于将临时螺钉紧固件沿其轴向推出所述槽口的第二推钉机构；
选钉单元，包括用于对从推钉单元推出的临时螺钉紧固件进行尺寸测量的测量模块及根据预设尺寸范围对临时螺钉紧固件进行筛选的筛选模块；
插钉拧紧单元，用于将所述筛选模块筛选出在预设尺寸范围内的临时螺钉紧固件进行插钉拧紧。
2.根据权利要求1所述的插钉系统，其特征在于：
所述弹夹上设有与所述临时螺钉紧固件的保护套配合的导槽及位于所述导槽槽口处的止挡机构，所述导槽的槽壁设有与所述保护套上的环形凹槽相配合的引导条；
所述止挡机构包括两块位于所述导槽中面两侧的摆动块及一端抵靠在所述摆动块的止挡端上的压簧；
所述推钉槽的中部设有与所述弹夹的出口连通且与所述推钉槽构成T型结构的进口槽，所述进口槽的槽壁板构成推动所述摆动块压缩所述压簧的挤压件；
所述第一推钉机构包括设于所述推钉槽内的推钉块及用于驱动所述推钉块将临时螺钉紧固件推至所述推钉槽的出口处的驱动器。
3.根据权利要求2所述的插钉系统，其特征在于：
所述弹夹包括U型槽座及固设在所述U型槽座的两侧壁顶面上的盖板，所述盖板的侧边部构成所述引导条；
所述U型槽座端部为膨胀端，所述膨胀端上设有与所述导槽连通的摆动块安装槽，所述盖板延伸至所述摆动块安装槽内，所述压簧的另一端抵靠在所述摆动块安装槽的槽壁上。
4.根据权利要求1所述的插钉系统，其特征在于：
所述选钉单元还包括底座、与所述底座滑动连接的底板、驱动所述底板在接钉工位与测量工位之间往复移动的第一致动器及接钉模块，所述底座上设有测量所述底板的位移的传感器；
所述接钉模块包括与所述底板滑动连接的接钉滑台、安装在所述接钉滑台上的接钉套管及驱动所述接钉滑台沿横向移动的第二致动器；
所述接钉套管的出口处设有挡钉叉及用于对所述挡钉叉进行限位的封板，所述挡钉叉通过安装在所述接钉滑台上的第三致动器驱动其沿横向往复移动。
5.根据权利要求4所述的插钉系统，其特征在于：
所述测量模块包括用于测量所述临时螺钉紧固件的长度的长度计及测量所述临时螺钉紧固件的直径的激光测微仪；
所述长度计与所述接钉套管同轴设置在所述底板上且通过气动滑台与所述底板滑动连接；
所述激光测微仪的发射端与接收端固设在所述接钉套管的相对两侧。
6.根据权利要求4所述的插钉系统，其特征在于：
所述筛选模块包括固设在所述接钉套管的行进路径两侧的吹钉装置及输送装置，所述吹钉装置包括第一吹钉管与第二吹钉管，所述输送装置包括输钉管与回收管，所述第一吹钉管、所述第二吹钉管、所述接钉套管、所述输钉管及所述回收管的轴线共面布置，且所述第一吹钉管与所述输钉管共轴布置，所述第二吹钉管与所述回收管共轴布置。
7.根据权利要求6所述的插钉系统，其特征在于：
所述插钉拧紧单元包括安装座、与所述输钉管连通的送钉管，安装在所述安装座上的插钉拧紧模块、用于将所述送钉管的出钉口处的临时螺钉紧固件夹至所述插钉拧紧模块的拧紧接口处的夹钉模块、驱动所述夹钉模块沿设于所述安装座上的纵向导轨滑动的第四致动器及驱动所述插钉拧紧模块沿所述纵向导轨滑动的第五致动器。
8.根据权利要求7所述的插钉系统，其特征在于：
所述送钉管的出钉口端通过支架固定在所述安装座上，在出钉口端处设有用于检测是否有螺钉通过的传感器；
所述夹钉模块包括夹钉座、夹爪和驱动所述夹爪在所述送钉模块与所述插钉拧紧模块之间来回移动的升降机构；
所述插钉拧紧模块包括沿所述纵向导轨滑动的插钉滑台及安装在所述插钉滑台上的支座、安装在所述支座上的插钉套筒以及驱动所述插钉套筒旋转的第一电机，所述插钉套筒的接钉端内筒面与待拧紧螺钉的外六角配合。
9.根据权利要求8所述的插钉系统，其特征在于：
所述插钉套筒内套设有插钉拧紧轴，所述支座上安装有驱动所述插钉拧紧轴旋转的第二电机以及驱动所述插钉拧紧轴沿轴向移动的第六致动器；所述插钉拧紧轴的接钉端外周面与待拧紧螺钉的内六角配合；
所述第二电机的转轴与所述插钉拧紧轴间设有扭矩传感器；
在所述安装座上设有沿纵向布置的光栅尺及用于限制所述插钉滑台位移的行程开关；
在所述插钉滑台上设有与所述光栅尺配合的光栅尺读数头，还设有测量所述第二电机位移的长度计。
10.根据权利要求9所述的插钉系统，其特征在于：
用于安装所述夹爪的夹爪安装座通过纵向导轴与所述升降机构的动块滑动连接，所述夹爪安装座与所述动块间设有拉簧；
所述夹钉模块还包括用于检测所述夹爪相对所述动块位移的传感器；
所述第一电机与所述插钉套筒通过同步带传动连接；
所述插钉套筒与所述夹钉座间设有滑动轴承。
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