CN107914128A - 一种法兰盘自动锁螺栓机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及装配设备领域，提供一种法兰盘自动锁螺栓机，包括：控制器、锁螺栓单元和分别设置在锁螺栓单元两侧的自动送料单元；自动送料单元包括送料架体、振动盘和三个送料体，送料体包括：依次连接的直线振动送料器、分料器和送料滑道；振动盘设置在送料架体上，振动盘设有三个出料口，振动盘的每一个出料口分别与直线振动送料器的进料口连接；送料滑道的出料口与夹持装置连接；锁螺栓单元包括机架、通过上顶气缸连接在机架上的拧紧装置以及通过下底气缸连接在机架上的夹持装置。本发明法兰盘自动锁螺栓机，上料、送料、分料、夹持和紧固一体自动化，实现连续送料、可控力矩、防漏打等多功能，本设备提高了劳动效率，节省了成本。

Description

一种法兰盘自动锁螺栓机
技术领域
本发明涉及装配设备领域，尤其涉及一种法兰盘自动锁螺栓机。
背景技术
螺纹装配技术是机械行业的基本技术，广泛应用于众多的机构装配中，如发电机、汽车、轮船、机床、仪表等。为适应现代化机电产品的高性能、高可靠、高效率、高安全性的要求和自动化生产的需要，螺纹自动拧紧装备的开发成为市场必需。螺纹自动拧紧设备一般分为自动锁螺丝机和自动拧紧机。
自动锁螺丝机一般适用于紧固M8以下的螺丝，它集螺丝输送、锁紧等功能，每打完一颗螺丝，机器会自动输送到批嘴，省去了用手拿螺丝工序，大大提高了装配效率，节省了人工。自动锁螺丝机由于所拧紧的螺丝比较小，功能上容易实现，所以该系列产品无论国内外都较成熟，多用于电子行业中。
自动拧紧机也叫自动螺栓拧紧机，它一般适用于紧固M10以上的螺栓，目前，在汽车领域中应用的比较多。这种设备在工作中大部分都需要人工上料和定位，并通过手持拧紧设备进行螺栓的紧固。这种拧紧方式严重束缚了劳动力，使得生产力低下，长时间的工作还容易让人患脊椎病、肩周炎等疾病，影响工人健康。基于市面上自动拧紧机的一些局限性，自动锁螺栓机在矿山机械和工程机械中的应用受到限制。因此，在一些矿山设备和工程机械设备中，对于一些需要紧固的盘盖类零部件，仍然需要人工装配，严重影响生产效率。
发明内容
本发明主要解决矿山机械和工程机械设备中盘盖类零部件，人工装配效率较低，扭矩不可控，装配精度不够高等技术问题，提出一种法兰盘自动锁螺栓机，能够自动锁螺栓，实现上料、送料、分料、夹持、可选计数、防漏打、可控力矩紧固一体自动化，大大提高了劳动效率，节省了人力成本。
本发明提供了一种法兰盘自动锁螺栓机，包括：控制器、锁螺栓单元和分别设置在锁螺栓单元两侧的自动送料单元(1)；
所述自动送料单元(1)包括送料架体(104)、振动盘(103)和三个送料体，所述送料体包括：依次连接的直线振动送料器(102)、分料器(101)和送料滑道(105)；所述振动盘(103)设置在送料架体(104)上，所述振动盘(103)设有三个出料口，振动盘(103)的每一个出料口分别与直线振动送料器(102)的进料口连接；所述送料滑道(105)的出料口与夹持装置(4)连接；
所述锁螺栓单元包括机架(2)、通过上顶气缸(203)连接在机架(2)上的拧紧装置(3)以及通过下底气缸(402)连接在机架(2)上的夹持装置(4)；所述拧紧装置(3)沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批(303)；所述夹持装置(4)沿圆周方向均匀设有六个夹头(404)，所述夹头(404)的进料口分别与送料滑道(15)的出料口连接；所述夹头(404)还设有上端口，所述夹头(44)的上端口分别与万向批头电批(303)的批头对应设置；
所述振动盘(103)、分料器(101)、上顶气缸(203)、下底气缸(402)、万向批头电批(303)分别与控制器电连接。
进一步的，所述机架(2)包括H型钢基座(208)和与其垂直设置的立架，所述立架为由上矩型钢横梁(202)、下矩型钢横梁(209)、两个矩型钢立柱(201)组成的框架；
所述立架上设置架体座板(205)，所述架体座板(205)上分别设置直线导轨(206)、上顶气缸座(204)和第一下底气缸座(207)；所述上顶气缸座(204)上设置上顶气缸(203)；所述第一下底气缸座(207)与下底气缸(402)的活塞杆连接。
进一步的，所述矩型钢立柱(201)与架体座板(205)之间设置垫板。
进一步的，所述架体座板(205)上还设置限位板(210)。
进一步的，所述拧紧装置设有电批座板(304)，所述电批座板(304)沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批(303)；
所述电批座板(304)通过第一滑块座板(306)和气缸接头座板(302)与上顶气缸(203)的活塞杆连接；
所述电批座板(304)通过第一滑块座板(306)和第一直线导轨滑块(301)滑动设置在机架(2)上。
进一步的，所述夹持装置(4)设有夹头座板(403)，夹头座板(403)沿圆周方向均匀设有六个夹头(404)；
所述夹头座板(403)通过第二滑块座板(407)和第二下底气缸座(401)与下底气缸(402)连接；
所述夹头座板(403)通过第二滑块座板(407)和第二直线导轨滑块(406)滑动设置在机架(2)上。
进一步的，在第二滑块座板(407)上且在夹头座板(403)下方，设置油压缓冲器(408)。
本发明提供的一种法兰盘自动锁螺栓机，包括自动送料单元和锁螺栓单元，自动送料单元能够将螺栓送至锁螺栓单元，进而利用锁螺栓单元中的夹持装置和拧紧装置，将六个螺栓同时旋入并紧固设备中的盘盖类零部件，实现了上料、送料、分料、夹持和紧固等一系列自动化，真正实现了自动拧紧螺栓。本发明能够替代传统人工手持拧紧设备进行螺栓紧固的方式，进而大大提高了劳动效率，节省了成本。同时，本发明法兰盘自动锁螺栓机可通过更换不同尺寸的电批和夹头，以及根据需要进行增减电批和夹头，以便适应不同规格的螺栓和紧固不同零部件，不受螺栓规格限制，可拧紧大尺寸(M10以上)的螺栓，应用范围广泛、便于推广。
附图说明
图1是本发明法兰盘自动锁螺栓机的结构示意图1；
图2是本发明法兰盘自动锁螺栓机的结构示意图2；
图3是自动送料单元的结构示意图；
图4是机架的结构示意图；
图5是拧紧装置的结构示意图；
图6是夹持装置的结构示意图1；
图7是夹持装置的结构示意图2。
附图标记：1、自动送料单元；2、机架；3、拧紧装置；4、夹持装置；101、分料器；102、直线振动送料器；103、振动盘；104、送料架体；105、送料滑道；201、矩型钢立柱；202、上矩型钢横梁；203、上顶气缸；204、上顶气缸座；205、架体座板；206、直线导轨；207、第一下底气缸座；208、H型钢基座；209、下矩型钢横梁；210、限位板；211、垫板；301、第一直线导轨滑块；302、气缸接头座板；303、万向批头电批；304、电批座板；305、第一筋板；306、第一滑块座板；401、第二下底气缸座；402、下底气缸；403、夹头座板；404、夹头；405、第二筋板；406、第二直线导轨滑块；407、第二滑块座板；408、油压缓冲器；409、油压缓冲器固定座。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1是本发明法兰盘自动锁螺栓机的结构示意图1(设备正面)。图2是本发明法兰盘自动锁螺栓机的结构示意图2(设备背面)。如图1、2所示，本发明实施例提供的法兰盘自动锁螺栓机，包括：控制器、锁螺栓单元和分别设置在锁螺栓单元两侧的自动送料单元1。
图3是自动送料单元的结构示意图。如图3所示，自动送料单元1包括送料架体104、振动盘103和三个送料体，所述送料体包括：依次连接的直线振动送料器102、分料器101和送料滑道105；所述振动盘103设置在送料架体104上，所述振动盘103设有三个出料口，振动盘103的每一个出料口分别与直线振动送料器102的进料口连接；所述送料滑道105的出料口与夹持装置4连接。具体的，直线振动送料器102的出料口与分料器101的进料口连接，分料器101的出料口与送料滑道105的进料口连接。另外，振动盘103的料斗下面设有脉冲电磁铁，脉冲电磁铁与法兰盘自动锁螺栓机的控制器电连接。
自动送料单元的工作原理：振动盘103通过脉冲电磁铁的电磁振荡，使料斗垂直方向振动，由于弹簧片的倾斜，使料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内螺栓，由于受到这种振动，而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。螺栓由出料口经过直线振动送料器102进入分料器101对螺栓进行有效分离。自动送料单元也可由自动送料振动盘实现，自动送料振动盘是一种自动定向排序的送料设备，其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。其中，自动送料振动盘的主要技术参数：
额定电压：交流220V，频率50Hz，振动盘根据需要采用全波励磁；
振动盘规格：顶盘直径600mm；
振动盘功率600W，振幅0.6mm；
振动盘按物料走向采用顺时针方式。
本实施例选用的分料器101，可以根据感应信号将螺栓有序、间歇的进行分离。当螺栓由直线振动送料器102送至分料器101的进料口时，分料器101的光电传感器感应信号，分料器101的气缸开始进行收缩运动并带动螺栓卡槽，由于螺栓卡槽上方有个倾斜的滑道，因此卡槽的夹头即沿着气缸杆收缩方向运动，同时也沿着滑道方向运动，这样当运动至夹头完全脱离螺栓时，螺栓便掉落到下方的出料口进入物料滑道105中，由于螺栓重力的作用直至滑落到夹持装置4的夹头404的夹嘴位置。
所述锁螺栓单元包括机架2、通过上顶气缸203连接在机架2上的拧紧装置3以及通过下底气缸402连接在机架2上的夹持装置4。
图4是机架的结构示意图。如图4所示，机架2包括H型钢基座208和与其垂直设置的立架，所述立架为由上矩型钢横梁202、下矩型钢横梁209、两个矩型钢立柱201组成的框架；所述立架上设置架体座板205，所述架体座板205上分别设置直线导轨206、上顶气缸座204、第一下底气缸座207和限位板210；所述上顶气缸座204上设置上顶气缸203；所述第一下底气缸座207与下底气缸402的活塞杆连接。所述矩型钢立柱201与架体座板205之间设置垫板211。限位板210设置在架体座板205底端，能够对夹持装置4进行限位，在夹持装置4向下移动到达指定位置时，油压缓冲器408与限位板210接触，因此，限位板210能够在限位的同时对油压缓冲器408进行缓冲。限位板210与架体座板205通过内六角螺栓连接。左右两个矩型钢立柱201与上矩型钢横梁202、下矩型钢横梁209分别通过焊接连接；所述H型钢基座208与左右两个矩型钢立柱201分别通过焊接和外六角螺栓连接。左右两个垫板211与左右两个矩型钢立柱201通过焊接连接；所述架体座板205与左右两个垫板通过焊接连接；所述上顶气缸座204与架体座板205通过内六角螺栓连接；直线导轨206与架体座板205通过内六角螺栓连接；上顶气缸203与上顶气缸座204通过内六角螺栓连接；所述第一下底气缸座207与下底气缸402活塞杆头通过螺纹连接。H型钢基座208，包括左右长H型钢，前后短H型钢，左右长垫板，前后短垫板，筋板，地脚座板；所述左右长H型钢与前后短H型钢通过焊接连接；所述左右长垫板与左右长H型钢通过焊接连接；所述前后短垫板与前后短H型钢通过焊接连接；所述筋板与所有H型钢通过焊接连接；所述地脚座板通过焊接与左右长H型钢焊接连接。本实施例提供的机架2，机身牢固可靠，造价低廉，取材容易。焊接机架具有自身质量小、成本低、制造方便、制作周期短、修改简单、承载能力强等优点。
图5是拧紧装置的结构示意图。如图5所示，所述拧紧装置3沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批303。具体的，所述拧紧装置设有电批座板304，所述电批座板304沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批303，电批座板304上万向批头电批303位置设有开孔；所述电批座板304通过第一滑块座板306和气缸接头座板302与上顶气缸203的活塞杆连接；所述电批座板304通过第一滑块座板306和第一直线导轨滑块301滑动设置在机架2上。电批座板304和第一滑块座板306之间设有第一筋板305。具体的，电批座板304、第一滑块座板306与第一筋板305三者通过焊接连接；第一直线导轨滑块301与第一滑块座板306通过内六角螺栓连接；所述万向批头电批303与电批座板304通过内六角螺栓连接；所述气缸接头座板302与气缸活塞杆连接头通过螺纹连接。
图6是夹持装置的结构示意图1(俯视)。图7是夹持装置的结构示意图2(仰视)。如图6和7所示，所述夹持装置4沿圆周方向均匀设有六个夹头404，六个夹头404的夹嘴分别与待装配零部件(例如法兰盘)的螺纹孔相对应，所述夹头404的进料口分别与送料滑道105的出料口连接；所述夹头404还设有上端口，所述夹头404的上端口分别与万向批头电批303的批头对应设置。具体的，所述夹持装置4设有夹头座板403，夹头座板403沿圆周方向均匀设有六个夹头404，夹头座板403上夹头404位置设有开孔；所述夹头座板403通过第二滑块座板407和第二下底气缸座401与下底气缸402连接；所述夹头座板403通过第二滑块座板407和第二直线导轨滑块406滑动设置在机架2上。夹头座板403和第二滑块座板407之间设有第二筋板405。在第二滑块座板407上且在夹头座板403下方，设置油压缓冲器408，所述油压缓冲器408通过油压缓冲器固定座409安装在第二滑块座板407上。夹头404的夹嘴两侧设有可张开的夹板，夹板是通过销轴与主体连接，并且在其上方各有一个弹簧，通过弹簧的压力能够将螺栓夹紧。夹头座板403、第二滑块座板407和第二筋板405三者通过焊接连接；所述夹头404与夹头座403板通过内六角螺栓连接；所述第二滑块座板407与第二滑块座板407通过内六角螺栓连接；下底气缸座4与第二滑块座板407通过螺栓连接。另外，拧紧装置3和夹持装置4中，夹头座板和滑块座板采用焊接形式，同时为了加强其强度和稳定性，在它们连接处焊接两件筋板。当螺栓通过夹头404倾斜的进料口进入夹头404，沿着竖直内壁掉落至夹头404夹嘴时，夹嘴两侧夹板通过弹簧的压力将螺栓夹紧。当万向批头电批303下移拧紧螺栓时，能够将夹嘴两侧夹板推开，进而紧固螺栓。
在本实施例中，振动盘103、分料器101、上顶气缸203、下底气缸402、万向批头电批303等电控组件分别与控制器电连接，控制器可设置在机架2或送料架体104上。电控组件及控制器由外接电源统一供电。
锁螺栓单元的工作原理：对于上顶气缸203安装在上顶气缸座204上，上顶气缸座204通过螺栓连接在机架2上端，上顶气缸203活塞杆接头与拧紧装置4连接，当上顶气缸203活塞杆伸长时带动万向批头电批303下行至预定距离时，上顶气缸203上的磁性开关感应并将反馈信号给控制器，停止上顶气缸203行程，这时万向批头电批303拧紧螺栓工作完成。万向批头电批303自身带有弹簧装置，同时也起到缓冲作用弥补了气缸控制精度的不足。对于下底气缸402，下底气缸402装置在第二下底气缸座401上，第二下底气缸座401通过螺栓连接在第二滑块座板407背面，下底气缸402活塞杆接头与机架2连接，当下底气缸402活塞杆收缩时带动夹持装置4下移至预定距离，这时下底气缸402上的磁性开关感应并将反馈信号给控制器，停止下底气缸402行程，螺栓此时被固定在待装配零部件的螺纹孔内，直至拧紧装置3下移紧固完螺栓，下底气缸402活塞杆伸长带动夹持装置4复位初始位置。
本实施例提供法兰盘自动锁螺栓机的工作原理：锁螺栓单元两侧的自动送料单元1中，通过振动盘103的扭摆垂直振动将无序的螺栓自动有序定向排列整齐、准确地输送到振动盘103料斗的出料口，进而由直线振动送料器102送至分料器101进料口，最终通过分料器101将螺栓有序的一个一个分离出来。分离出的螺栓通过自身重力，分六个路径顺着送料滑道105滑落至夹头404夹紧，经过传感器感应并将信号反馈，下底气缸402活塞杆收缩带动夹持装置4向下移动至指定位置，接着上顶气缸203活塞杆伸长带动拧紧装置3向下移动，同时万向批头电批303启动，通过万向批头电批303将螺栓旋入待装配的零部件螺纹孔内完成安装。
本发明所有气缸选用的是亚德客带磁环气缸，对于上顶气缸203和下底气缸402采用三位五通阀来控制气缸的往复直线运动，在气缸的上、下指定位置分别装置欧姆龙装磁性开关。同时，为了防止气缸硬撞击待装配的零部件，在夹持装置4下部安装油压缓冲器408，油压缓冲器408一方面起到缓冲作用，通过其限位板210也起到一定的限位作用，同时能够在磁性开关限位精度不足时弥补其精度问题。本发明采用气压传动，气压传动以空气压缩机为动力源，选用气压传动进行螺栓分离和拧紧，气压传动工作介质是取之不尽的空气，而且流动损失小可集中供气。另外，气动装置简单，安装维护简单，压力等级低使用安全；气动元件结构简单制造容易，适合标准化、系列化、通用化，气动元件可靠性高，使用寿命长有效动作最大可达到一亿次可以很好的满足螺栓机上下移动的使用要求；气动执行元件响应速度高、动作较快、对冲击负载和过负载有较强的适应能力；同时气动装置具有防火、防爆、耐潮湿的能力，能适应高温，强电磁干扰，粉尘等恶劣工作环境。
本发明提供的一种法兰盘自动锁螺栓机，包括自动送料单元和锁螺栓单元，自动送料单元能够将螺栓送至锁螺栓单元，进而利用锁螺栓单元中的夹持装置和拧紧装置，将六个螺栓同时旋入并紧固设备中的盘盖类零部件，实现了上料、送料、分料、夹持和紧固等一系列自动化，真正实现了自动拧紧螺栓。本发明能够替代传统人工手持拧紧设备进行螺栓紧固的方式，进而大大提高了劳动效率，节省了成本。同时，本发明法兰盘自动锁螺栓机可通过更换不同尺寸的电批和夹头，以及根据需要进行增减电批和夹头，以便来适应不同规格的螺栓和紧固不同零部件，不受螺栓规格限制，可拧紧大尺寸(M10以上)的螺栓，应用范围广泛、便于推广。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，包括：控制器、锁螺栓单元和分别设置在锁螺栓单元两侧的自动送料单元(1)；
所述自动送料单元(1)包括送料架体(104)、振动盘(103)和三个送料体，所述送料体包括：依次连接的直线振动送料器(102)、分料器(101)和送料滑道(105)；所述振动盘(103)设置在送料架体(104)上，所述振动盘(103)设有三个出料口，振动盘(103)的每一个出料口分别与直线振动送料器(102)的进料口连接；所述送料滑道(105)的出料口与夹持装置(4)连接；
所述锁螺栓单元包括机架(2)、通过上顶气缸(203)连接在机架(2)上的拧紧装置(3)以及通过下底气缸(402)连接在机架(2)上的夹持装置(4)；所述拧紧装置(3)沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批(303)；所述夹持装置(4)沿圆周方向均匀设有六个夹头(404)，所述夹头(404)的进料口分别与送料滑道(15)的出料口连接；所述夹头(404)还设有上端口，所述夹头(44)的上端口分别与万向批头电批(303)的批头对应设置；
所述振动盘(103)、分料器(101)、上顶气缸(203)、下底气缸(402)、万向批头电批(303)分别与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，所述机架(2)包括H型钢基座(208)和与其垂直设置的立架，所述立架为由上矩型钢横梁(202)、下矩型钢横梁(209)、两个矩型钢立柱(201)组成的框架；
所述立架上设置架体座板(205)，所述架体座板(205)上分别设置直线导轨(206)、上顶气缸座(204)和第一下底气缸座(207)；所述上顶气缸座(204)上设置上顶气缸(203)；所述第一下底气缸座(207)与下底气缸(402)的活塞杆连接。
3.根据权利要求2所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，所述矩型钢立柱(201)与架体座板(205)之间设置垫板。
4.根据权利要求2或3所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，所述架体座板(205)上还设置限位板(210)。
5.根据权利要求1所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，所述拧紧装置设有电批座板(304)，所述电批座板(304)沿圆周方向均匀安装六个万向批头电批(303)；
所述电批座板(304)通过第一滑块座板(306)和气缸接头座板(302)与上顶气缸(203)的活塞杆连接；
所述电批座板(304)通过第一滑块座板(306)和第一直线导轨滑块(301)滑动设置在机架(2)上。
6.根据权利要求1所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，所述夹持装置(4)设有夹头座板(403)，夹头座板(403)沿圆周方向均匀设有六个夹头(404)；
所述夹头座板(403)通过第二滑块座板(407)和第二下底气缸座(401)与下底气缸(402)连接；
所述夹头座板(403)通过第二滑块座板(407)和第二直线导轨滑块(406)滑动设置在机架(2)上。
7.根据权利要求6所述的法兰盘自动锁螺栓机，其特征在于，在第二滑块座板(407)上且在夹头座板(403)下方，设置油压缓冲器(408)。
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