CN107634437B - 自动锁螺母机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动锁螺母机，其特征在于，包括第一上料装置、第二上料装置、运输装置、锁紧装置和下料装置，其中，所述第一上料装置，用于完成待拧紧螺母的上料；所述运输装置，与所述第一上料装置连接，用于将上料完成的所述螺母运输到所述锁紧装置处；所述第二上料装置，与所述锁紧装置连接，用于将线缆运输到所述锁紧装置处；所述锁紧装置，用于实现线缆插入所述螺母内及螺母的拧紧操作；所述下料装置，与所述锁紧装置连接，用于完成已拧紧螺母的下料操作。采用上述技术方案，实现锁螺母操作的完全自动化操作，减少人工成本的同时，增加成品率。

Description

自动锁螺母机

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体的涉及一种锁螺母机。

背景技术

现有光伏连接器，是将打好端子的线缆插入连接器内，再采用螺母将其固定，在实际生产时，插线、拧紧螺母操作主要通过人工完成，而人工完成拧紧操作，不仅拧紧程度波动性较大，而且线缆在螺母内的定位完全依靠人工，造成效率低、人力成本大的现状。

有鉴于上述现有的人工拧紧螺母存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种自动锁螺母机，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的人工拧螺母存在的缺陷，而提供一种自动锁螺母机，从而实现上料、拧螺母、下料的全自动化，进一步提高工作效率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种自动锁螺母机，包括第一上料装置、第二上料装置、运输装置、锁紧装置和下料装置，其中，

所述第一上料装置，用于完成待拧紧螺母的上料；

所述运输装置，与所述第一上料装置连接，用于将上料完成的所述螺母运输到所述锁紧装置处；

所述第二上料装置，与所述锁紧装置连接，用于将线缆运输到所述锁紧装置处；

所述锁紧装置，用于实现线缆插入所述螺母内及螺母的拧紧操作；

所述下料装置，与所述锁紧装置连接，用于完成已拧紧螺母的下料操作。

进一步的，所述运输装置包括：第一夹具和给所述第一夹具提供动力的第一动力装置；

固定块，用于放置所述螺母；

夹紧装置，用于夹紧放置于所述固定块中的所述螺母，所述夹紧装置包括夹块和给所述夹块提供动力的第二动力装置。

进一步的，所述第一夹具为第一夹爪，用于将上料完成的所述螺母运输到所述固定块处；

所述第一动力装置包括给所述第一夹爪提供夹紧力的第一气缸、给所述第一夹爪提供水平直线运动动力的第二气缸、给所述第一夹爪提供垂直运动动力的第三气缸以及给所述第一夹爪提供旋转运动动力的第一旋转气缸。

进一步的，所述固定块为中空型，且所述固定块侧壁上设置有与内部中空部分贯通的侧孔，所述侧孔的尺寸不小于所述夹块的尺寸。

进一步的，所述运输装置还包括距离感应装置，用于感应所述螺母与所述固定块之间的距离，所述距离感应装置包括：

顶针，所述顶针活动设置在所述固定块内；

弹簧，用于给所述顶针提供恢复原位的动力，所述弹簧一端设置在所述固定块上，另一端固定设置在所述顶针上；

第一距离传感器，用于测量所述顶针被所述螺母顶出所述固定块的距离；

限位装置，用于限制所述顶针在所述弹簧的作用力下的回位运动。

进一步的，所述限位装置包括限位块和给所述限位块提供动力的第三动力装置；

所述限位块上设置有供所述顶针贯穿的通孔；

所述顶针靠近所述限位装置的一端固定设置有卡块，所述卡块的尺寸大于所述通孔的尺寸。

进一步的，所述锁紧装置，包括开口齿轮、用于给所述开口齿轮提供动力的第四动力装置。

进一步的，所述第四动力装置为伺服电机，且所述伺服电机通过齿轮组与所述开口齿轮连接，所述齿轮组包括主动齿轮和两个与所述开口齿轮啮合的从动齿轮。

进一步的，所述锁紧装置还包括用于测量所述螺母与所述开口齿轮之间距离的第二距离传感器，所述第二距离传感器与所述伺服电机连接。

进一步的，所述下料装置，包括第二夹具和用于给所述第二夹具提供夹紧力和移动动力的第五动力装置。

进一步的，所述第二动力装置为第四气缸，所述夹块固定设置在所述第四气缸的活塞杆上。

进一步的，所述第三动力装置为第二旋转气缸，所述限位块与所述第二旋转气缸固定连接；

进一步的，所述第一上料装置包括振动盘、导料槽，所述振动盘的出料口与所述导料槽连接，所述导料槽与所述第一固定工位连接。

进一步的，第二上料装置包括两个夹爪机构，分别为第一夹爪机构和第二夹爪,机构，其中第一夹爪机构包括两个第三夹爪，且两个第三夹爪为方形，且第三夹爪的中间部位设置有可放置线缆的第一凹槽，第二夹爪机构包括两个第二夹爪，两个第二夹爪上分别设置有一个滚轮，且两个滚轮的辊轴分别固定连接在第二夹爪上，两个滚轮为中间段设置有第二凹槽的“工”字型圆柱体。

采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：

1）、实现上料、拧紧、下料的全自动化操作，有效降低了人工成本的同时，还能实现定位精准、拧紧程度可控的技术效果；

2）、顶针不仅能够起导向作用，而且在第一距离传感器的配合下，能够提高螺母放置位置的精准度；

3）、第一距离传感器能够实时测量螺母与传感器之间的距离，并将采集到的距离信息传输给控制驱动夹具和第一动力装置运动的电机，能避免出现空载现象以及减少了由此产生的能源消耗，另外能够避免空载状态下运输装置的运动，一旦有螺母需要进行运输才能够启动电机的运动，提高了工作效率；

4）、通过设置的第二距离感应器实时测量线缆与开口齿轮的距离信息并传输给伺服电机，可实现拧紧程度的可控操作。

附图说明

图1为本发明自动锁螺母机的结构示意图；

图2为本发明中运输装置第一部分的结构示意图；

图3为本发明中运输装置第二部分的结构示意图；

图4为本发明中锁紧装置的结构示意图；

图5为本发明中第二送料装置的结构示意图；

图6为本发明中下料装置的结构示意图；

其中，1-第一上料装置，11-振动盘，12-导料槽；

2-运输装置，21-第一夹具，22-第一动力装置，221-第一气缸，222-第二气缸，223-第三气缸，224-第一旋转气缸，23-固定块，24-夹紧装置，241-夹块，242-第二动力装置，25-距离感应装置，251-顶针，252-弹簧，253-限位装置，2531-限位块，2532-第三动力装置；254-第一距离传感器；

3-锁紧装置，31-开口齿轮，32-第四动力装置，33-齿轮组，331-主动齿轮，332-从动齿轮，34-第二距离传感器；

4-下料装置，41-第二夹具，42-第五动力装置；

5-第二上料装置，51-滚轮，52-第二夹爪，53-第三夹爪。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效, 对依据本发明提出的自动锁螺母机其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示，本发明公开了一种自动锁螺母机，包括第一上料装置1、第二上料装置5、运输装置2、锁紧装置3和下料装置4，其中，第一上料装置用于将待拧紧螺母运输到第一固定工位处，运输装置2，与第一上料装置1连接，用于将第一固定工位处的螺母运输到锁紧装置3处，第二上料装置5，与锁紧装置3连接，用于将线缆运输到锁紧装置3处，锁紧装置3，用于完成螺母的拧紧操作，下料装置4，与锁紧装置3连接，用于完成已拧紧螺母的下料操作。其中第一上料装置1包括振动盘11、导料槽12，通过振动盘11将螺母整齐有序的输送到出料口，振动盘11的出料口与导料槽12连接，导料槽12与第一固定工位连接，因此在导料槽12的导向作用下，螺母依次进入第一固定工位。

另外还包括锁紧装置3，锁紧装置3包括开口齿轮31、用于给开口齿轮31提供动力的第四动力装置32；

运输装置2，用于将第一固定工位上的螺母运输到锁紧装置3处，运输装置2主要包括两部分，第一部分主要用于将处于第一固定工位处的螺母运输到第二部分，再经过第二部分将螺母运输到锁紧装置3处。

如图2所示，运输装置2的第一部分包括第一夹具21和给第一夹具21提供动力的第一动力装置22，优选的，第一夹具21为第一夹爪，第一动力装置22包括给第一夹爪提供夹紧力的第一气缸221、给第一夹爪提供水平直线运动动力的第二气缸222、给第一夹爪提供垂直运动动力的第三气缸223以及给第一夹爪提供旋转运动动力的第一旋转气缸224，另外第一动力装置22还包括驱动夹具和第一动力装置22整体运动的第一电机，具体的：在第一气缸221的驱动作用下，第一夹爪夹紧在第一固定工位的螺母，在第三气缸223的驱动作用下，第一夹爪向上运动，使得螺母脱离第一固定工位，并在第一电机的带动下整体向前移动到运输装置2的第二部分位置的上方，再在第一旋转气缸224的作用力下旋转使螺母整体水平，并在第二气缸222的作用力下插入固定块23内。

如图3所示，运输装置2的第二部分包括固定块23，用于放置螺母，优选的，固定块23为中空型，且固定块23侧壁上设置有与内部中空部分贯通的侧孔，侧孔的尺寸不小于夹块241的尺寸。夹紧装置24，用于夹紧放置于固定块23中的螺母，包括夹块241和给夹块241提供动力的第二动力装置242。优选的，第二动力装置242为第四气缸，夹块241固定设置在第四气缸的活塞杆上。

优选的，运输装置2的第二部分还包括距离感应装置25，用于感应螺母与固定块23之间的距离，距离感应装置25包括：顶针251，顶针251活动设置在固定块23内，具体的，通过设置在工作台上的基座，基座至少设置有两个，基座上方设置有凹槽或者贯通孔，顶针251搭设在基座的凹槽或者贯通孔内，并能够在固定块23内以及固定块23与第一距离传感装置之间运动。螺母在第二气缸222的作用力下向固定块23内水平运动，并顶住顶针251，因而带动顶针251的运动。

为了使得顶针251能够在螺母取出后恢复到原来的位置，因而还设置有弹簧252，用于给顶针251提供恢复原位的动力，弹簧252一端设置在固定块23上。另一端固定设置在顶针251上。

另外还包括第一距离传感器254，用于测量顶针251被螺母顶出固定块23的距离，具体的是通过测量顶针251与第一距离传感器254之间的距离实现的，在螺母的推动下，顶针251发生位置的变动，如图3所示，顶针251向着第一距离传感器254的方向运动，第一距离传感器254所测得的距离逐渐变小，当达到预设值（螺母进入到预设位置时）时，第一距离传感器254发送命令使得夹紧装置进行夹紧操作、限位装置进行卡设操作。

顶针251在螺母的作用力下移动使得弹簧252处于拉伸状态，为了使得螺母能够固定在固定块23内，不仅需要夹紧装置24的夹紧力，而且还需要抵消弹簧252的弹力，因此为了抵消弹簧252的弹力，运输装置2的第二部分还包括限位装置253，用于限制顶针251在弹簧252的作用力下的回位运动。进一步的，限位装置253包括限位块2531和给限位块2531提供动力的第三动力装置2532，第三动力装置2532为第二旋转气缸，限位块2531与第二旋转气缸固定连接，限位块2531上设置有大于顶针251尺寸的通孔，供顶针251贯穿，顶针251靠近限位装置253的一端固定设置有卡块，卡块的尺寸大于通孔的尺寸。具体的，当螺母在第二气缸222的作用力下插入到固定块23的预设位置处后，夹紧装置24的夹块241在第二动力装置242的作用力下在固定块23的侧孔内运动并夹紧固定块23内的螺母，此时限位装置253的限位块2531在第三动力装置2532的作用力下发生旋转运动，使得原本与顶针251平行的限位块2531旋转到垂直于顶针251，由于顶针251端部设置的卡块的尺寸大于限位块2531的通孔，因此使得顶针251不能向固定块23方向运动，此时螺母仅受到夹紧装置24的夹块241的夹紧力，因此能够固定在固定块23内，其定位精准，便于使得后期线缆能够精准插入，进一步提高了成品率。当已定位完成的螺母固定后，通过第三电机带动运输装置2的第二部分向锁紧装置3方向运动。

如图4所示，锁紧装置3包括开口齿轮31、用于给开口齿轮31提供动力的第四动力装置32，开口齿轮31的开口部有利于线缆的放入，使得实际操作更加的方便。优选的，第四动力装置32为伺服电机，且伺服电机通过齿轮组33与开口齿轮31连接，齿轮组33包括主动齿轮331和两个与开口齿轮31啮合的从动齿轮332，具体的，主动齿轮331与伺服电机固定连接，两个从动齿轮332设置在同一水平面，开口齿轮31设置在两个从动齿轮332之间，分别与两个从动齿轮332啮合连接，由于开口齿轮31有部分无法与齿轮连接，从而单个齿轮无法带动开口齿轮31的持续运动，因此设置两个平行设置的从动齿轮332来带动开口齿轮31的运动。

进一步的，锁紧装置3还包括用于测量螺母与开口齿轮31之间距离的第二距离传感器34，第二距离装置与伺服电机连接，第二距离传感器34的设置有利于锁紧程度的控制，具体的，第二距离感应器能够将采集的螺母与开口齿轮31之间的距离信息传输给伺服电机，当螺母完全进入开口齿轮31后，伺服电机加速运转，快速拧紧螺母，当距离感应器感应到的开口齿轮31与螺母的距离信息达到预设值（工人根据实际拧紧需求设定的距离值）时，伺服电机停止转动，完成锁紧操作。

如图5所示，自动锁螺母机包括将待插入螺母内的线缆运输到第二固定工位的第二上料装置5，第二上料装置5包括两个夹爪机构，分别为第一夹爪机构和第二夹爪,机构，其中第一夹爪机构的第三夹爪53为方形，且两个第三夹爪53的中间部位设置有可放置线缆的第一凹槽，,第二夹爪机构包括两个第二夹爪52，第二夹爪52上设置有两个滚轮51，两个滚轮51的辊轴分别固定连接在第二夹爪52上，两个滚轮51为中间段设置有第二凹槽的“工”字型圆柱体，线缆置于两个滚轮51的第二凹槽组成的空间内，滚轮51的上端和下端较中间段突出，可防止线缆的上下窜动，且第二凹槽内设置有不规则的花纹或铣槽可进一步增加线缆与滚轮5122的摩擦，增加传送的效果。具体的，同时打开两个夹爪机构的夹爪，将线缆置于两个滚轮51之间，此时闭合第二夹爪机构的两个第二夹爪52、打开第一夹爪机构的两个第三夹爪53，进行线缆的传送，当需要暂停传送过程，打开第二夹爪机构的两个第二夹爪52、闭合第一夹爪机构的两个第三夹爪53，使得线缆处于非传送状态，如此反复，实现线缆的间断匀速传送。在此过程中不需要将带动线缆传送的滚轮51的旋转动力源-电机关闭，因此不需要频繁的启动关闭电机，进一步提高了电机的使用寿命。

另外，如图6所示，自动锁螺母机还包括下料装置4，包括第二夹具41和用于给第二夹具41提供夹紧力和移动动力的第五动力装置42，具体的，第五动力装置42包括提供夹紧力的第三旋转气缸和提供移动动力的第二电机，当伺服电机停止运动，启动第三旋转气缸，带动第二夹具41的运动，使其夹紧螺母，再在第二电机的带动下将已完成拧紧操作的螺母移动到收集箱或者收集槽内，完成整个自动拧紧的操作。

本发明的工作原理：首先，待拧紧螺母在振动盘11的振动排列作用下依次经过导料槽12进入第一固定工位，运输装置2的第一部分---第一夹具21在第一动力装置22的动力作用下夹取螺母，将其插入固定块内，并在插入过程中顶住能够在固定块内活动的顶针251，当第一距离传感器254接收到的顶针251与其之间的距离达到预设值时，夹块241在第二动力装置的动力推动下夹紧螺母，且此时限位块2531在第三动力装置2532的动力推动下卡住顶针251，此时的待拧紧螺母固定在固定块23内，在第三电机的推动下向锁紧装置3处运动。

此时，线缆在第二上料装置5的推动下向锁紧装置3处运动。

当螺母与线缆均到达锁紧装置3处，螺母插入开口齿轮31，在开口齿轮31转动的带动下，螺母逐步进入开口齿轮31内部，此时的线缆在第二上料装置5的推动下进入螺母内部，第二距离感应器34将采集的螺母与开口齿轮31之间的距离信息传输给伺服电机，当螺母完全进入开口齿轮31后，伺服电机加速运转，快速拧紧螺母，当第二距离感应器34感应到的开口齿轮31与螺母的距离信息达到预设值（工人根据实际拧紧需求设定的距离值）时，伺服电机停止转动，完成拧紧操作。

完成拧紧操作后，下料装置4的第二夹具41在第五动力装置42的作用力下夹紧已完成拧紧的螺母并放入到收集槽中，整个自动化操作过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种自动锁螺母机，其特征在于，包括第一上料装置（1）、第二上料装置（5）、运输装置（2）、锁紧装置（3）和下料装置（4），其中，

所述第一上料装置（1），用于完成待拧紧螺母的上料；

所述运输装置（2），与所述第一上料装置（1）连接，用于将上料完成的所述螺母运输到所述锁紧装置（3）处；

所述第二上料装置（5），与所述锁紧装置（3）连接，用于将线缆运输到所述锁紧装置（3）处；

所述锁紧装置（3），用于实现线缆插入所述螺母内及螺母的拧紧操作；

所述下料装置（4），与所述锁紧装置（3）连接，用于完成已拧紧螺母的下料操作；

所述运输装置（2）包括：

第一夹具（21）和给所述第一夹具（21）提供动力的第一动力装置（22）；

固定块（23），用于放置所述螺母；

夹紧装置（24），用于夹紧放置于所述固定块（23）中的所述螺母，所述夹紧装置（24）包括夹块（241）和给所述夹块（241）提供动力的第二动力装置（242）。

2.根据权利要求1所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述第一夹具（21）为第一夹爪，用于将上料完成的所述螺母运输到所述固定块（23）处；

所述第一动力装置（22）包括给所述第一夹爪提供夹紧力的第一气缸（221）、给所述第一夹爪提供水平直线运动动力的第二气缸（222）、给所述第一夹爪提供垂直运动动力的第三气缸（223）以及给所述第一夹爪提供旋转运动动力的第一旋转气缸（224）。

3.根据权利要求1所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述固定块（23）为中空型，且所述固定块（23）侧壁上设置有与内部中空部分贯通的侧孔，所述侧孔的尺寸不小于所述夹块（241）的尺寸。

4.根据权利要求1所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述运输装置还包括距离感应装置（25），用于感应所述螺母与所述固定块（23）之间的距离，所述距离感应装置（25）包括：

顶针（251），所述顶针（251）活动设置在所述固定块（23）内；

弹簧（252），用于给所述顶针（251）提供恢复原位的动力，所述弹簧（252）一端设置在所述固定块（23）上，另一端固定设置在所述顶针（251）上；

第一距离传感器（254），用于测量所述顶针（251）被所述螺母顶出所述固定块（23）的距离；

限位装置（253），用于限制所述顶针（251）在所述弹簧（252）的作用力下的回位运动。

5.根据权利要求4所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述限位装置（253）包括限位块（2531）和给所述限位块（2531）提供动力的第三动力装置（2532）；

所述限位块（2531）上设置有供所述顶针（251）贯穿的通孔；

所述顶针（251）靠近所述限位装置（253）的一端固定设置有卡块，所述卡块的尺寸大于所述通孔的尺寸。

6.根据权利要求1所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述锁紧装置（3），包括开口齿轮（31）、用于给所述开口齿轮（31）提供动力的第四动力装置（32）。

7.根据权利要求6所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述第四动力装置（32）为伺服电机，且所述伺服电机通过齿轮组（33）与所述开口齿轮（31）连接，所述齿轮组（33）包括主动齿轮（331）和两个与所述开口齿轮（31）啮合的从动齿轮（332）。

8.根据权利要求7所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述锁紧装置（3）还包括用于测量所述螺母与所述开口齿轮（31）之间距离的第二距离传感器（34），所述第二距离传感器（34）与所述伺服电机连接。

9.根据权利要求1所述的自动锁螺母机，其特征在于，所述下料装置（4），包括第二夹具（41）和用于给所述第二夹具（41）提供夹紧力和移动动力的第五动力装置（42）。