CN107398704A - 自动嵌装钢珠的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动嵌装钢珠的装置，包括基座(1)，基座(1)上转动连接有凸轮(2)和摆板(3)，摆板(3)与凸轮(2)外廓抵紧，摆板(3)与基座(1)之间设有第一拉簧(4)；基座(1)上转动连接有齿轮(5)，齿轮(5)端面上设有棘轮(6)，摆板(3)上转动连接棘爪(7)，棘爪(7)自由端与棘轮(6)卡接或脱开，棘爪(7)与摆板(3)之间设有第二拉簧(10)，棘爪(7)与基座(1)之间设有气缸(8)。提供一种自动化程度更高、适用场合更广，装配效率更高的自动嵌装钢珠的装置，使得整个钢珠装配流水线更加智能。

Description

自动嵌装钢珠的装置

技术领域

本发明涉及机械自动化装配设备，尤其是一种自动嵌装钢珠的装置。

背景技术

随着自动化进程日益加快，在自动装配过程中经常会遇到将钢珠挤压、组装到某些工件的安装孔内。对于工件上安装孔直径大于钢珠直径的场合，现有技术可以轻易地将钢珠安装到安装孔内，如国家知识产权局公开的申请号为2014103869254，钢珠安装装置，该装置在安装孔上方设置一个料筒，钢珠容置在料筒内，料筒下方设有出料口，并在料筒的出料口位置设置钢珠控制装置，进而控制钢珠逐一从出料口掉落至工件的安装孔上；在这种装配场合下，只需要钢珠从工件的安装孔正上方掉落即可完成装配。但是对于一些特殊场合，比如说为了防止钢珠从安装孔内掉落，往往会在安装孔的开口处设置向内凸起的环形凸起，进而可以将钢珠卡接在安装孔内部，一旦钢珠嵌装到安装孔内就无法轻易从安装孔内掉落，那么在钢珠装配到安装孔过程中就不是现有技术中将钢珠置于安装孔正上方掉落可以完成装配的。也就是说，现有技术中钢珠装配装置的适用场合较为单一，并且装配效率也不够高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种适用场合更广，装配效率更高的自动嵌装钢珠的装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的自动嵌装钢珠的装置：它包括基座，基座上转动连接有凸轮和摆板，摆板与凸轮外廓抵紧，摆板与基座之间设有第一拉簧；基座上转动连接有齿轮，齿轮端面上设有棘轮，摆板上转动连接棘爪，棘爪自由端与棘轮卡接或脱开，棘爪与摆板之间设有第二拉簧，棘爪与基座之间设有气缸；基座上滑动连接有推杆，推杆上设有用于与齿轮啮合传动的直线齿条，推杆上端与基座之间设有第三拉簧，基座在推杆下端设有用于存储滚珠的斜导管，斜导管下端设有竖块，竖块上设有供推杆穿过和供滚珠通过的通孔，通孔内壁与斜导管内部的流道连通；竖块上端部设有接触开关，接触开关与气缸信号连接，推杆上设有用于与接触开关抵紧或脱开的凸块；基座在通孔下端口位置设有对通孔内的滚珠进行限位的限位装置，基座在推杆下方设有用于放置工件的工作台。

作为本发明的一种优选，限位装置是指，基座在通孔下端设有多组结构相同的顶杆组件，多组顶杆组件绕推杆轴线均匀分布；每组顶杆组件包括顶杆和导套，顶杆沿推杆直径方向设置，导套内设有供顶杆滑动的台阶孔，顶杆上朝向推杆一端设有第一环形凸起，顶杆上套接有压簧，压簧位于台阶孔与第一环形凸起之间，导套上设有用于与第一环形凸起抵紧或脱开的第二环形凸起；顶杆与推杆垂直设置。

作为本发明的一种优选，第一拉簧一端与摆板上端部转动连接，另一端与基座转动连接，第一拉簧与凸轮位于摆板同侧。

作为本发明的一种改进，第二拉簧一端与棘爪内凹面一侧转动连接，另一端与摆板转动连接；气缸一端与棘爪外凸面一侧转动连接，另一端与基座转动连接，第二拉簧与气缸分别位于棘爪两侧。

作为本发明的一种改进，基座上设有导向块，推杆通过燕尾槽滑动连接在导向块上；第三拉簧一端与推杆上端转动连接，另一端与基座转动连接，且推杆上朝向导向块一侧设有用于与导向块端部抵紧或脱开的挡块。

采用以上结构后，本发明一种自动嵌装钢珠的装置与现有技术相比，本发明通过凸轮转动带动摆板摆动，摆板通过棘爪推动棘爪和齿轮转动，再通过齿轮与直线齿条啮合来带动推杆沿导向块滑动；凸轮每转动一周，推杆下降一个行程，其中，推杆下降的第一个行程可以使得滚珠摆脱限位装置的约束，即滚珠从通孔下端脱离掉落至工件上端的开口；凸轮的继续转动以带动推杆继续下降进入第二个行程，这时候推杆下端就可以推动滚珠继续下降进入到工件的安装孔内，进而完成滚珠对工件的装配；在推杆将滚珠嵌装到工件时，推杆上的凸块会与竖块上的接触开关抵紧，进而气缸接收到信号开始工作，气缸收缩以带动棘爪转动而从棘轮上脱开，这时候直线齿条就不受齿轮、棘轮和棘爪的约束而可以反向移动，即直线齿条和推杆在第三拉簧的作用下反向移动复位，准备下一个工件的嵌装。整个工作过程中，凸轮转动的第一周转动可以将滚珠从通孔转移到工件上端开口处，凸轮的第二周转动可以驱动滚珠克服阻力从工件上端开口处移动至工件内部的安装孔上。所以，本发明可以适用于工件上安装孔直径比滚珠小，或者工件安装孔的开口处设有卡扣结构等场合的嵌装，即适用场合更广；而且凸轮连续转动可以不停地将滚珠嵌装到工件上，工作效率也得到了提高。综上所述，本发明提供一种适用场合更广，装配效率更高的自动嵌装钢珠的装置。

附图说明

图1为本发明自动嵌装钢珠的装置的示意图。

图2为本发明中滚珠从通孔下端口脱离而被推杆推至工件上端口的状态图。

图3为本发明中滚珠被卡接在工件内，且棘爪与棘轮脱离时的状态图。

图4为本发明中斜导管的结构示意图。

图5为图1中限位装置的局部放大图。

图中所示：1、基座，2、凸轮，3、摆板，4、第一拉簧，5、齿轮，6、棘轮，7、棘爪，8、气缸，9、推杆，10、第二拉簧，11、第三拉簧，12、滚珠，13、竖块，14、直线齿条，15、斜导管，16、通孔，17、流道，18、凸块，19、工件，20、工作台，21、顶杆，22、导套，23、台阶孔，24、第一环形凸起，25、压簧，26、第二环形凸起，27、导向块，28、挡块，29、第一铰接点，30、转轴，31、第二铰接点，32、卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明自动嵌装钢珠的装置包括基座1，基座1上转动连接有凸轮2和摆板3，摆板3通过第一铰接点29转动连接在基座1上，基座1上设有用于驱动凸轮2转动的动力装置，该动力装置可以是电机、马达，电机输出端与凸轮2上的转轴连接以带动凸轮2转动；摆板3与凸轮2外廓抵紧，摆板3与基座1之间设有第一拉簧4；基座1上转动连接有齿轮5，基座1上设有供齿轮5转动的转轴30，齿轮5通过滚动轴承与转轴30连接，齿轮5端面上设有棘轮6，棘轮6固定连接在齿轮5端面上，棘轮6也是以转轴30为轴线转动的，也就是说，棘轮6跟随齿轮5同步转动，摆板3上转动连接棘爪7，棘爪7通过第二铰接点31转动连接在摆板3上，棘爪7自由端与棘轮6卡接或脱开，棘爪7与摆板3之间设有第二拉簧10，棘爪7与基座1之间设有气缸8；基座1上滑动连接有推杆9，推杆9上设有用于与齿轮5啮合传动的直线齿条14，推杆9上端与基座1之间设有第三拉簧11，基座1在推杆9下端设有用于存储滚珠12的斜导管15，斜导管15下端设有竖块13，竖块13上设有供推杆9穿过和供滚珠12通过的通孔16，通孔16内壁与斜导管15内部的流道17连通，斜导管15倾斜设置在基座1上；竖块13上端部设有接触开关，接触开关与气缸8信号连接，推杆9上设有用于与接触开关抵紧或脱开的凸块18，当推杆9下降至凸块18与接触开关抵紧时，气缸8接收到信号开始工作，即气缸8开始作收缩工作，进而气缸8拉动棘爪7与棘轮6脱离；基座1在通孔16下端口位置设有对通孔16内的滚珠12进行限位的限位装置，基座1在推杆9下方设有用于放置工件19的工作台20，工件19上端开口设有卡扣32。

其中，凸块18可调式连接在推杆9上，具体的可调式连接方式可以是推杆9上开设多个螺纹孔，多个螺纹孔沿推杆9长度方向间隔分布，凸块18旋合在螺纹孔内；也就是说凸块18到竖块13上端面的距离可调，这样一来，推杆9下降一个行程时凸块18就可以与竖块13上端的接触开关抵紧以开启气缸8工作，进而控制棘爪7对棘轮6解锁；也可以控制推杆9下降两个行程时凸块18与接触开关抵紧以开启气缸8，每一个推杆9下降的行程都是由凸轮2轮廓决定的；遇到复杂的工作情况下，比如说，工件19上设有多个卡扣32，需要将滚珠12缓慢嵌装到工件19中时，就可以对推杆9设置多个行程，来减小滚珠12嵌装过程中的冲击；而对于一些简单的嵌装，只需要对推杆设置一个行程足以。

限位装置是指，基座1在通孔16下端设有多组结构相同的顶杆组件，多组顶杆组件绕推杆9轴线均匀分布；其中，顶杆组件可以是三组或者四组，这三组或四组顶杆组件绕推杆9均匀分布；每组顶杆组件包括顶杆21和导套22，顶杆21沿推杆9直径方向设置，导套22内设有供顶杆21滑动的台阶孔23，顶杆21上朝向推杆9一端设有第一环形凸起24，顶杆21上套接有压簧25，压簧25位于台阶孔23与第一环形凸起24之间，导套22上设有用于与第一环形凸起24抵紧或脱开的第二环形凸起26；顶杆21与推杆9垂直设置。如图所示，滚珠12在下降过程中，滚珠12外壁会推动顶杆21向外扩张，而且顶杆21在压簧25的作用下始终抵靠在滚珠12的外壁上。

第一拉簧4一端与摆板3上端部转动连接，另一端与基座1转动连接，第一拉簧4与凸轮2位于摆板3同侧，这样可以确保推板3始终与凸轮2外廓抵紧。

第二拉簧10一端与棘爪7内凹面一侧转动连接，另一端与摆板3转动连接；气缸8一端与棘爪7外凸面一侧转动连接，另一端与基座1转动连接，第二拉簧10与气缸8分别位于棘爪7两侧；这样可以确保棘爪7不受气缸8作用力时可以卡接在棘轮6上。

基座1上设有导向块27，推杆9通过燕尾槽滑动连接在导向块27上；第三拉簧11一端与推杆9上端转动连接，另一端与基座1转动连接，且推杆9上朝向导向块27一侧设有用于与导向块27端部抵紧或脱开的挡块28；挡块28的设置可以防止推杆9在向上复位时从导向块27上脱离。

工作原理：首先，将滚珠12放置在斜导管15内，滚珠12会沿着斜导管15的斜度排列在斜导管15内，如图1所示；

然后，凸轮2逆时针转动，进而推动摆板3绕第一铰接点29逆时针转动，摆板3上端的棘爪7会拨动棘轮6绕转轴30逆时针转动，那么齿轮5随同棘轮6一起逆时针转动；在这里，第二拉簧10的设置可以确保棘爪7在拨动过程中始终与棘爪7卡接，而不会脱离；

齿轮5逆时针转动会带动直线齿条14和推杆9沿竖直方向下降，推杆9下降时会推动位于竖块13内的滚珠12下降，滚珠12受到向下的作用力会撑开四周顶杆21的约束而掉落至工件19上端的安装孔上方，但此时的滚珠12仍旧受到卡扣32的约束而无法进入到工件19上的安装孔内，如图2所示；待凸轮2转动一周之后，推杆9下降一个行程，推杆9上的凸块18也更加靠近竖块13上端的接触开关；

接着，凸轮2进行第二个周转，摆板3、棘爪7、棘轮6、齿轮5、直线齿条14和推杆9做同样的传动，推杆9进一步下降以将滚珠12推送至工件19内的安装孔内，并且滚珠12可以克服安装孔内卡扣32的约束而进入安装孔；并且推杆9进一步下降会使得推杆9上的凸块18抵靠在竖块13上的接触开关，那么气缸8会接收到信号而工作，进而气缸8收缩以带动棘爪7绕第二铰接点31做顺时针抓动，即棘爪7左端部与棘轮6脱离，此时直线齿条14和推杆9在第三拉簧11的作用下向上复位，而推杆9下端部在上升时会使得斜导管15内下一个滚珠12从流道17滚动至通孔16内，准备下一次嵌装；

待推杆9与直线齿条14复位完成之后，气缸8停止工作，棘爪7在第二拉簧10的作用下又可以卡接在棘轮6上，准备下一个嵌装工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动嵌装钢珠的装置，其特征在于：它包括基座(1)，基座(1)上转动连接有凸轮(2)和摆板(3)，摆板(3)与凸轮(2)外廓抵紧，摆板(3)与基座(1)之间设有第一拉簧(4)；基座(1)上转动连接有齿轮(5)，齿轮(5)端面上设有棘轮(6)，摆板(3)上转动连接棘爪(7)，棘爪(7)自由端与棘轮(6)卡接或脱开，棘爪(7)与摆板(3)之间设有第二拉簧(10)，棘爪(7)与基座(1)之间设有气缸(8)；基座(1)上滑动连接有推杆(9)，推杆(9)上设有用于与齿轮(5)啮合传动的直线齿条(14)，推杆(9)上端与基座(1)之间设有第三拉簧(11)，基座(1)在推杆(9)下端设有用于存储滚珠(12)的斜导管(15)，斜导管(15)下端设有竖块(13)，竖块(13)上设有供推杆(9)穿过和供滚珠(12)通过的通孔(16)，通孔(16)内壁与斜导管(15)内部的流道(17)连通；竖块(13)上端部设有接触开关，接触开关与气缸(8)信号连接，推杆(9)上设有用于与接触开关抵紧或脱开的凸块(18)；基座(1)在通孔(16)下端口位置设有对通孔(16)内的滚珠(12)进行限位的限位装置，基座(1)在推杆(9)下方设有用于放置工件(19)的工作台(20)。

2.根据权利要求1所述的自动嵌装钢珠的装置，其特征在于：限位装置是指，基座(1)在通孔(16)下端设有多组结构相同的顶杆组件，多组顶杆组件绕推杆(9)轴线均匀分布；每组顶杆组件包括顶杆(21)和导套(22)，顶杆(21)沿推杆(9)直径方向设置，导套(22)内设有供顶杆(21)滑动的台阶孔(23)，顶杆(21)上朝向推杆(9)一端设有第一环形凸起(24)，顶杆(21)上套接有压簧(25)，压簧(25)位于台阶孔(23)与第一环形凸起(24)之间，导套(22)上设有用于与第一环形凸起(24)抵紧或脱开的第二环形凸起(26)；顶杆(21)与推杆(9)垂直设置。

3.根据权利要求1所述的自动嵌装钢珠的装置，其特征在于：第一拉簧(4)一端与摆板(3)上端部转动连接，另一端与基座(1)转动连接，第一拉簧(4)与凸轮(2)位于摆板(3)同侧。

4.根据权利要求1所述的自动嵌装钢珠的装置，其特征在于：第二拉簧(10)一端与棘爪(7)内凹面一侧转动连接，另一端与摆板(3)转动连接；气缸(8)一端与棘爪(7)外凸面一侧转动连接，另一端与基座(1)转动连接，第二拉簧(10)与气缸(8)分别位于棘爪(7)两侧。

5.根据权利要求1所述的自动嵌装钢珠的装置，其特征在于：基座(1)上设有导向块(27)，推杆(9)通过燕尾槽滑动连接在导向块(27)上；第三拉簧(11)一端与推杆(9)上端转动连接，另一端与基座(1)转动连接，且推杆(9)上朝向导向块(27)一侧设有用于与导向块(27)端部抵紧或脱开的挡块(28)。