CN108297031A - 用于塑料螺钉的安装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于塑料螺钉的安装系统，其包括振动盘、分粒送料装置、气动枪和控制系统，所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪依次连接，所述控制系统分别与所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪连接；所述控制系统包括电气控制柜、振动盘控制器和气阀，所述电气控制柜与所述振动盘控制器连接，所述振动盘控制器与所述振动盘连接；所述电气控制柜与所述气动枪连接；所述电气控制柜与所述气阀连接，所述气阀与所述分粒送料装置连接。本发明用于塑料螺钉的安装系统可以实现特制塑料螺钉的半自动化安装，在提高效率的同时，降低了生产线操作工的工作强度。

Description

用于塑料螺钉的安装系统

技术领域

本发明涉及汽车零件的安装领域，特别涉及一种用于塑料螺钉的安装系统。

背景技术

在汽车零件的安装领域，整车轮罩板等零件在整车厂总装车间安装。因为部分开口螺钉安装位置会喷涂PVC胶，而PVC胶经过PVC烘房烘干变硬后，开口螺钉难以安装。因此，特制塑料螺钉必须在涂装车间进入PVC烘房前安装。另外，总装车间后保险杠也采用相同的特制塑料螺钉作为安装固定孔。

特制的塑料螺钉安装是整车涂装和总装车间关键工序之一，目前整车厂均是采用人工安装，依靠人力，用简单工具将开口螺钉塞入车身预留孔，其具有以下缺点：

一、安装工人需走到放料处，用手取料，每台车需要花费约3-4s，浪费时间；

二、将不规则的开口螺钉从手里众多螺钉中拿1个送到安装位置，全需要人工取料送料；

三、人工安装费时费力，有些较紧的螺钉需要手动敲击打入，人机工程状态不佳；

四、生产效率低，工作强度大。

鉴于以上人工安装的缺点，本发明为解决以上缺点，提供了一种全新的安装工具，并提供自动排序和送料的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中特制塑料螺钉的安装需要采用人工安装，依靠人力，效率低且工作强度大等缺陷，提供一种用于塑料螺钉的安装系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于塑料螺钉的安装系统，其特点在于，所述安装系统包括振动盘、分粒送料装置、气动枪和控制系统，所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪依次连接，所述控制系统分别与所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪连接；

所述控制系统包括电气控制柜、振动盘控制器和气阀，所述电气控制柜与所述振动盘控制器连接，所述振动盘控制器与所述振动盘连接；所述电气控制柜与所述气动枪连接；所述电气控制柜与所述气阀连接，所述气阀与所述分粒送料装置连接。

根据本发明的一个实施例，所述气动枪为双级气缸气动枪，所述双级气缸气动枪包括前级气缸缸体、前级中空活塞杆、后级活塞杆和送料加强管，所述前级中空活塞杆安装在所述前级气缸缸体内，所述后级活塞杆安装在所述前级中空活塞杆内；

所述送料加强管的一端与所述前级气缸缸体连通，且所述送料加强管的一端端部设置有螺钉枪头，所述螺钉枪头与所述后级活塞杆的端部相抵，所述送料加强管的另一端连接至送料装置。

根据本发明的一个实施例，所述双级气缸气动枪的端部设置有弹性抓料头，用于抓紧开口螺钉。

根据本发明的一个实施例，所述双级气缸气动枪还包括后级气缸缸体，所述后级汽缸缸体和所述后级活塞杆之间设置有气缸端盖，所述气缸端盖与所述后级气缸缸体之间设置有调整垫片。

根据本发明的一个实施例，所述后级气缸缸体的后端设置有后级气缸后端盖，且所述后级气缸缸体的下端设置一气接头。

根据本发明的一个实施例，所述气动枪为气缸气钉枪，所述气缸气钉枪包括气钉枪、气钉枪缸体、前级中空活塞杆和送料加强管，所述气钉枪与所述气钉枪缸体连接，所述前级中空活塞杆安装在所述气钉枪缸体内；

所述送料加强管的一端与所述前级气缸缸体连通，且所述送料加强管的一端端部设置有螺钉枪头，所述螺钉枪头与所述后级活塞杆的端部相抵，所述送料加强管的另一端连接至送料装置。

根据本发明的一个实施例，所述气缸气钉枪的端部设置有弹性抓料头，用于抓紧开口螺钉。

根据本发明的一个实施例，所述气钉枪上设置有位置传感器。

根据本发明的一个实施例，所述分粒送料装置包括送料阀底座、送料阀体、送料阀盖板和分料滑块，所述送料阀体安装在所述送料阀底座上，所述送料阀盖板固定在所述送料阀体上端，所述分料滑块插装在所述送料阀体内，开口螺钉由所述送料阀盖板的顶部开口放入，并通过所述分料滑块对所述开口螺钉实现单粒送料。

根据本发明的一个实施例，所述分料滑块呈U型，包括上壁面、下壁面，以及连接所述上壁面和所述下壁面的侧壁面，所述上壁面上设置有第一下料口，所述下壁面上设置有第二下料口，所述分料滑块上设置有分粒气缸，在所述分粒气缸的动作下，所述开口螺钉分别通过所述第一下料口和所述第二下料口。

本发明的积极进步效果在于：

本发明用于塑料螺钉的安装系统可以实现特制塑料螺钉的半自动化安装，在提高效率的同时，降低了生产线操作工的工作强度。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明用于塑料螺钉的安装系统的原理示意图。

图2为本发明用于塑料螺钉的安装系统中气动枪采用双级气缸气动枪的结构示意图。

图3为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分粒送料装置的立体图。

图4为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分粒送料装置的纵向剖视图。

图5为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分料滑块的立体图。

图6为本发明用于塑料螺钉的安装系统中振动盘的原理示意图。

图7为本发明用于塑料螺钉的安装系统中气动枪采用气缸气钉枪的结构示意图。

【附图标记】

振动盘 10

分粒送料装置 20

气动枪 30

控制系统 40

电气控制柜 41

振动盘控制器 42

气阀 43

增压装置 44

前级气缸缸体 31

前级中空活塞杆 32、33’

后级活塞杆 33、36’

送料加强管 34、34’

前级气缸前端盖 35

气缸端盖 36

后级气缸缸体 37

后级气缸后端盖 38

气接头 39

手柄 311

扳机按钮 312

螺钉枪头 341、341’

弹性抓料头 313、37’

开口螺钉 50

调整垫片 361

送料阀底座 21

送料阀体 22

送料阀盖板 23

分料滑块 24

上壁面 241

下壁面 242

侧壁面 243

第一下料口 244

第二下料口 245

输料送气口 211

电磁铁 60

衔铁 70

输料槽 80

底座 90

板弹簧 100

工件 101

气钉枪 31’

气钉枪缸体 32’

气动控制扳机阀 35’

位置传感器 38’

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

实施例一：

图1为本发明用于塑料螺钉的安装系统的原理示意图。

如图1所示，本发明公开了一种用于塑料螺钉的安装系统，其包括振动盘10、分粒送料装置20、气动枪30和控制系统40。其中，振动盘10、分粒送料装置20和气动枪30依次连接，控制系统40分别与振动盘10、分粒送料装置20和气动枪30连接。控制系统40包括电气控制柜41、振动盘控制器42和气阀43，电气控制柜41与振动盘控制器42连接，振动盘控制器42与振动盘10连接。电气控制柜41与气动枪30连接，电气控制柜41与气阀43连接，气阀43与分粒送料装置20连接。这里的气阀43处设置一增压装置44，用于对气阀43增压。

整套装置的动作顺序采用电气控制柜41中的PLC进行控制。振动盘10将排序好的开口螺钉在重力作用下经过送料管送至分粒送料装置20。振动盘传感器用于控制振动盘10的起停。当送料管中开口螺钉达到一定数量时，触发振动盘传感器，PLC通过振动盘控制器使振动盘停止。分粒送料装置将单粒开口螺钉通过加强送料管送至气动枪30，为了加快送料速度，对阀岛中控制送料的吹气气阀的供应压缩空气进行了增压，其压力可以达到8-10bar。当开口螺钉到达气动枪内时，气动枪在人工辅助下，实现对开口螺钉的安装。

图2为本发明用于塑料螺钉的安装系统中气动枪采用双级气缸气动枪的结构示意图。

如图2所示，本实施例中，气动枪30优选为双级气缸气动枪，所述双级气缸气动枪包括前级气缸缸体31、前级中空活塞杆32、后级活塞杆33、送料加强管34、前级气缸前端盖35、气缸端盖36、后级气缸缸体37、后级气缸后端盖38、气接头39、手柄311和扳机按钮312。其中，前级中空活塞杆32安装在前级气缸缸体31内，后级活塞杆33安装在前级中空活塞杆32内。送料加强管34的一端与前级气缸缸体31连通，且送料加强管34的一端端部设置有螺钉枪头341，将螺钉枪头341与后级活塞杆33的端部相抵，送料加强管34的另一端连接至送料装置。

优选地，所述双级气缸气动枪的端部设置有弹性抓料头313，用于抓紧开口螺钉50。气缸端盖36设置在后级汽缸缸体37和后级活塞杆33之间，气缸端盖36与后级气缸缸体37之间设置有调整垫片361。后级气缸缸体37的后端设置有后级气缸后端盖38，且后级气缸缸体37的下端设置一气接头39。

根据上述结构，所述双级气缸气动枪采用弹性夹料结合气动冲击的原理打入开口螺钉。所述双级气缸气动枪的工作过程为：前级中空活塞杆32和后级活塞杆33都处于后端(如图2中右侧)，开口螺钉50从送料加强管34中由压缩空气吹到枪前端，弹性抓料头313使开口螺钉50停在螺钉枪头341前端。但是，开口螺钉50没有固定，处于浮动状态，此时前级中空活塞杆32向左动作，将开口螺钉50调正固定。然后，人工将气动枪30固定的开口螺钉50送到车身安装孔处，安装工人此时扣动扳机按钮312，后级活塞杆33向左动作，将开口螺钉50冲击打入车身安装孔。接着，前后级活塞杆再回到图2中的右侧，新一轮动作开始。调整垫片361用于微调前后两个气缸之间的相对机械位置。

图3为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分粒送料装置的立体图。图4为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分粒送料装置的纵向剖视图。图5为本发明用于塑料螺钉的安装系统中分料滑块的立体图。

如图3至图5所示，本实施例中分粒送料装置20包括送料阀底座21、送料阀体22、送料阀盖板23和分料滑块24，将送料阀体22安装在送料阀底座21上，送料阀盖板23固定在送料阀体22上端，分料滑块24插装在送料阀体22内，开口螺钉50由送料阀盖板23的顶部开口放入，并通过分料滑块24对开口螺钉50实现单粒送料。

优选地，分料滑块24包括上壁面241、下壁面242，以及连接上壁面241和下壁面242的侧壁面243。在上壁面241呈U型，并在上壁面241上设置有第一下料口244，下壁面242上设置有第二下料口245，分料滑块24上设置有分粒气缸(图中未示)，在所述分粒气缸的动作下，开口螺钉50分别通过第一下料口244和第二下料口245。

本实施例中采用气动的分粒送料装置20，通过压缩空气输送开口螺钉，并通过分粒装置实现单粒送料。具体地说，分粒送料装置20根据气动枪的动作进行相应的动作，通过送料阀实现分粒送料。其中，送料阀由送料阀底座21、送料阀体22和送料阀盖板23组成。分料滑块24在分粒气缸(图中未示)的作用下左右动作，先通过第一下料口244，气缸动作后再通过第二下料口245，将开口螺钉50隔开，实现单粒送料。

当然，如果送料阀的尺寸不合理，卡料会比较多。优化尺寸公差后，该加料阀不会卡料。然后将吹气气阀(图中未画)打开，压缩空气通过输料送气口211将开口螺钉50输送到加强送料管，最后送到气动枪内。

其中，送料加强管是将送料阀底座21和气动枪送料管连接，送料加强管34可以采用内径12.5mm的PTFE材质加强管。

图6为本发明用于塑料螺钉的安装系统中振动盘的原理示意图。

如图6所示，本发明用于塑料螺钉的安装系统中采用了振动盘对开口螺钉进行自动排序，振动盘料斗依靠脉冲电磁铁，使料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内的特制塑料螺钉，由于受到这种振动而沿螺旋轨道上升。在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，不符合要求姿态的落入盘中，使开口螺钉按照设计的要求成统一状态自动进入输送通道位置。这样设置的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。

进一步具体的，本实施例中振动盘的工作原理为：电磁铁60与衔铁70分别安装、固定在输料槽80和底座90上，底座90的下端面可以安装有多个减震橡胶垫91。220v交流电压经半波整流后输入到电磁线圈，在交变电流作用下，铁芯与衔铁之间产生高频率的吸、断动作。两根相互平行且与竖直方向有一定倾角β、由弹簧钢制作的板弹簧分别与输料槽80、底座90用螺钉连接，由于板弹簧100的弹性，线圈与衔铁70之间产生的高频率吸、断动作将导致板弹簧100产生一个高频率的弹性变形、弹性变形恢复的循环动作，变形恢复的弹力直接作用在输料槽80上，实际上就是给了输料槽80一个高频的惯性作用力。

由于输料槽80具有倾斜的表面(与水平面方向成倾斜角α)，在改惯性作用力的作用下，输料槽80表面的工件沿斜面逐步向上移动。由于电磁铁60的吸、断动作频率很高，所以工件101在这种高频率的惯性作用力驱动下慢慢沿斜面向上移动，这就是振动盘的自动送料的工作原理。实际本发明使用的振动盘包括四组这样的衔铁和电磁铁均布在360°范围上。

根据上述结构描述，所述振动盘的具体工作过程为：在振动盘10中把整袋的开口螺钉50加入振动盘，在振动盘10作用下，开口螺钉50向前运动，经过一系列轨道及姿态筛选后，开口螺钉50变为有序的序列。当振动盘传感器有信号后，振动盘10停止工作，防止开口螺钉50在振动盘出口堆积，影响正常工作。另外，可以通过振动盘控制器42调整振动盘电机的电压和振动幅度，使振动10在最适合的状态下工作。

实施例二：

图7为本发明用于塑料螺钉的安装系统中气动枪采用气缸气钉枪的结构示意图。

如图7所示，本实施例的结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：本实施例中气动枪30为气缸气钉枪，其利用气钉枪的气动冲击原理，加快安装速度。所述气缸气钉枪包括气钉枪31’、气钉枪缸体32’、前级中空活塞杆33’、送料加强管34’和气动控制扳机阀35’。其中，气钉枪31’与气钉枪缸体32’连接，前级中空活塞杆33’安装在气钉枪缸体32’内。送料加强管34’的一端与前级气缸缸体连通，且送料加强管34’的一端端部设置有螺钉枪头341’，螺钉枪头341’与后级活塞杆36’的端部相抵，送料加强管34’的另一端连接至送料装置。

进一步优选地，所述气缸气钉枪的端部设置有弹性抓料头37’，用于抓紧开口螺钉50。气钉枪31’上还可以设置有位置传感器38’。

本实施例中所述气缸气钉枪的功能与实施例一中的所述双级气缸气动枪的功能相同，区别在于本实施例中所述气缸气钉枪将后级气缸改为气钉枪，前级气缸及其他主要部件不变。前级气缸用于将开口螺钉调正固定，后级气缸利用气钉枪的冲击原理加快了安装速度。

另外，扳机按钮由电气元件改为了气动控制元件(即气动控制扳机阀35’)。为了实现气动动作和PLC的动作配合一致，后级气钉枪的前端增加了一个位置传感器38’。

当传感器由没有信号的状态变化到有信号的状态(即气钉枪向左动作)，前级中空活塞杆退到右侧(原位)，分粒气缸动作。

当传感器从有信号到没有信号(即气钉枪开始向右动作)0.3s(根据现场调整)后，控制送料的吹气气阀打开，将一个开口螺钉50料通过压缩空气送到弹性抓料头37’处。

当然，上述实施例仅为举例，本发明还可以有其他实施方式。凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

综上所述，本发明用于塑料螺钉的安装系统可以实现特制塑料螺钉的半自动化安装，在提高效率的同时，降低了生产线操作工的工作强度。同时也可以安装到工业机器人上实现特制塑料螺钉的全自动化安装。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述安装系统包括振动盘、分粒送料装置、气动枪和控制系统，所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪依次连接，所述控制系统分别与所述振动盘、所述分粒送料装置和所述气动枪连接；

所述控制系统包括电气控制柜、振动盘控制器和气阀，所述电气控制柜与所述振动盘控制器连接，所述振动盘控制器与所述振动盘连接；所述电气控制柜与所述气动枪连接；所述电气控制柜与所述气阀连接，所述气阀与所述分粒送料装置连接。

2.如权利要求1所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述气动枪为双级气缸气动枪，所述双级气缸气动枪包括前级气缸缸体、前级中空活塞杆、后级活塞杆和送料加强管，所述前级中空活塞杆安装在所述前级气缸缸体内，所述后级活塞杆安装在所述前级中空活塞杆内；

所述送料加强管的一端与所述前级气缸缸体连通，且所述送料加强管的一端端部设置有螺钉枪头，所述螺钉枪头与所述后级活塞杆的端部相抵，所述送料加强管的另一端连接至送料装置。

3.如权利要求2所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述双级气缸气动枪的端部设置有弹性抓料头，用于抓紧开口螺钉。

4.如权利要求2所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述双级气缸气动枪还包括后级气缸缸体，所述后级汽缸缸体和所述后级活塞杆之间设置有气缸端盖，所述气缸端盖与所述后级气缸缸体之间设置有调整垫片。

5.如权利要求4所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述后级气缸缸体的后端设置有后级气缸后端盖，且所述后级气缸缸体的下端设置一气接头。

6.如权利要求1所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述气动枪为气缸气钉枪，所述气缸气钉枪包括气钉枪、气钉枪缸体、前级中空活塞杆和送料加强管，所述气钉枪与所述气钉枪缸体连接，所述前级中空活塞杆安装在所述气钉枪缸体内；

所述送料加强管的一端与所述前级气缸缸体连通，且所述送料加强管的一端端部设置有螺钉枪头，所述螺钉枪头与所述后级活塞杆的端部相抵，所述送料加强管的另一端连接至送料装置。

7.如权利要求6所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述气缸气钉枪的端部设置有弹性抓料头，用于抓紧开口螺钉。

8.如权利要求7所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述气钉枪上设置有位置传感器。

9.如权利要求1所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述分粒送料装置包括送料阀底座、送料阀体、送料阀盖板和分料滑块，所述送料阀体安装在所述送料阀底座上，所述送料阀盖板固定在所述送料阀体上端，所述分料滑块插装在所述送料阀体内，开口螺钉由所述送料阀盖板的顶部开口放入，并通过所述分料滑块对所述开口螺钉实现单粒送料。

10.如权利要求9所述的用于塑料螺钉的安装系统，其特征在于，所述分料滑块呈U型，包括上壁面、下壁面，以及连接所述上壁面和所述下壁面的侧壁面，所述上壁面上设置有第一下料口，所述下壁面上设置有第二下料口，所述分料滑块上设置有分粒气缸，在所述分粒气缸的动作下，所述开口螺钉分别通过所述第一下料口和所述第二下料口。