CN109014888B - 一种螺纹抽钉自动化组装机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺纹抽钉自动化组装机，包括：预装配系统和装配系统；所述预装配系统包括芯杆输送装置，钉套输送装置，钉体输送装置，气动滑台，旋转盘和预装配机械手；所述装配系统包括定位旋入装置，收口装置，压窝装置，校型装置，测量装置和装配机械手。本发明装置实现了螺纹抽钉自动化组装的功能；可以通过检测钉套中是否含有聚氨酯自动影像识别钉套中环圈是否掉落，并将掉落环圈的钉套剔除；可以自动识别钉套安装方向，实现正确安装；实现了钉体旋合的自动化，误差极小，且实现了自动化收口加工，收口压力可控，自动化压窝加工，压窝压力可控。

Description

一种螺纹抽钉自动化组装机

技术领域

本发明涉及机械连接技术领域，特别是涉及一种螺纹抽钉自动化组装机。

背景技术

大底脚单面螺纹抽钉安装能够实现盲端铆接安装，适用于飞机不开敞结构的复合材料的安装；抽钉具有夹层跨度大，能够满足多种条件的安装要求，能够在斜度为7°的条件下安装；安装成型面形成较大镦头能够有效保证被连接夹层不受到铆接力损伤，安装工具只需要气动拉铆枪就可实现安装，操作简单、安装方便、铆接效率高。抽钉与被连接夹层之间接触的钉体为钛合金，适用于复合材料与复合材料的连接、复合材料与金属框肋的连接及金属与金属的连接。抗振动、防松、可多种材料组合、安装噪音小、容易安装等特点使大底脚螺纹抽钉目前在世界上的各种先进飞机上大量采用，主要使用于机翼、垂尾、平尾等结构的开敞、非开敞部位连接。

螺纹抽钉结构上由芯杆、钉套、环圈、钉体及驱动螺母组成，目前螺纹抽钉组装工艺流程要求为：

1、先将聚甲醛环圈装入钉套台阶孔内；

2、将装好聚甲醛环圈的钉套装入芯杆上，钉套无聚甲醛环圈端(完全金属端)相临芯杆钉头，严禁相反方向安装，安装后的组合件进行下一步操作前须逐件进行目测检查安装方向；

3、将钉体拧入芯杆上，钉体锥端相邻聚甲醛环圈(沉头部位朝外侧)；

3.1、首先手工旋合钉体与芯杆，至少旋合3扣以上(长度大于3P)，然后可继续采用手工方式旋合到底，也可采用在专用旋合设备(正反转)上以橡胶套夹持芯杆头部，用手捏住钉体杆部或铜钳子夹持旋合到底；

3.2、自动旋合操作时采用比钉体软的夹持工具，避免装夹损伤，当钉体锥端尾部与环圈接触时，即为旋合安装完成，严禁出现因钉体锥端插入钉套造成的钉套胀粗变形；

3.3、装配应避免组装过度造成的钉套胀大，同时也避免各组装零件之间出现大于0.2mm的组装间隙；

4、钉体、芯杆、塑料环圈、钉套装配后的合格零件，可进行收口加工；

4.1、收口加工采用液压泵站控制的机械式收口装置进行收口操作；

4.2、收口尺寸由模具保证；

5、钉体、芯杆、塑料环圈、钉套装配收口合格后，可进行压窝工序；

6、驱动螺母在压窝后安装。

现有装配过程中手工操作极多，特别是钉套与芯杆配合，及钉体旋合至芯杆，需要大量人力手工操作。在人员手工操作钉套与芯杆配合时极易出现将钉套装反的现象，或环圈从钉套中掉落未能发现，凡是安装反向或掉落环圈的产品在使用中都会造成铆接安装失败。在钉体旋合至芯杆上时，手工旋合操作效率非常低下，操作难度和工作强度都非常大，旋合位置不能很好的把握，造成钉体锥角进入钉套，钉套尺寸胀起后产品直径超差，直径超差将造成安装时抽钉无法进入安装孔。收口和压窝过程缺乏压力控制，收口及压窝结果判定主要依靠后续测量和检测，属于事后检验、被动检测，加工风险高。

发明内容

本发明提出一种螺纹抽钉自动化组装机，用于在预先将环圈置于钉套后，完成芯杆、钉套和环圈组合体、钉体的旋合及收口、压窝工作。

本发明提供了一种螺纹抽钉自动化组装机，包括：预装配系统和装配系统；所述预装配系统包括芯杆输送装置，钉套输送装置，钉体输送装置，气动滑台，旋转盘和预装配机械手；所述芯杆输送装置，钉套输送装置，钉体输送装置和气动滑台沿所述旋转盘的转动方向依次均匀设置在所述旋转盘的边缘位置处，所述预装配机械手包括第一预装配机械手，第二预装配机械手和第三预装配机械手，其中，所述第一预装配机械手用于调整从芯杆输送装置输出的芯杆的姿态；所述第二预装配机械手用于将钉体旋入套有钉套的芯杆上；所述第三预装配机械手用于将预装配完成的由芯杆，钉套和钉体组成的组件放于所述气动滑台；所述装配系统包括定位旋入装置，收口装置，压窝装置，校型装置，测量装置和装配机械手，所述装配机械手包括第一装配机械手，第二装配机械手，第三装配机械手，第四装配机械手和第五装配机械手，所述第一装配机械手用于将装配完成的由芯杆，钉套和钉体组成的组件由气动滑台移动到所述定位旋入装置的钉体旋入工位上，由定位旋入装置进行钉体旋入；所述第二装配机械手用于将钉体旋入后的组件由定位旋入装置的钉体旋入工位移动到所述收口装置的收口工位上，由收口装置进行钉套收口；所述第三装配机械手用于将钉套收口后的组件由收口装置的收口工位移动到所述压窝装置的压窝工位上，由压窝装置进行钉体压窝；所述第四装配机械手用于将钉体压窝后的组件由压窝装置的压窝工位移动到校型装置的校型工位上，由校型装置进行校型；所述第五装配机械手用于将校型后的组件由校型装置的校型工位移动到测量装置的测量工装上，由测量装置检验其是否合格。

进一步地，所述的螺纹抽钉自动化组装机还包括：料盒和下料机械手，所述料盒包括合格料盒和不合格料盒，所述下料机械手用于将所述测量装置检验后的组件放入所述合格料盒或者不合格料盒中。

进一步地，所述芯杆输送装置为芯杆振动料盘。

进一步地，所述钉套输送装置包括钉套振动料盘，伺服滑台，视觉检测系统和废料盒，所述伺服滑台设置在所述钉套振动料盘的出料口，所述视觉检测系统检测伺服滑台上的钉套的放置方向和是否含有聚氨酯，所述伺服滑台将方向放反的钉套旋转到正确的方向，不含有聚氨酯的钉套置入所述废料盒。

进一步地，所述钉体输送装置为钉体振动料盘。

本发明装置实现了螺纹抽钉自动化组装的功能；可以通过检测钉套中是否含有聚氨酯自动影像识别钉套中环圈是否掉落，并将掉落环圈的钉套剔除；可以自动识别钉套安装方向，实现正确安装；实现了钉体旋合的自动化，误差极小，且实现了自动化收口加工，收口压力可控，自动化压窝加工，压窝压力可控。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的一种螺纹抽钉自动化组装机的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种芯杆出料后的运动状态示意图；

图3为本发明实施例的一种钉套出料后的运动状态示意图；

图4为本发明实施例的一种钉体出料后的运动状态示意图；

图5为本发明实施例的一种钉体旋入的姿态示意图；

图6为本发明实施例的一种钉套收口的姿态示意图；

图7为本发明实施例的一种钉体压窝的姿态示意图；

图8为本发明实施例的一种组件校型的姿态示意图。

附图中标记为：

11 芯杆输送装置

12 钉套输送装置

121 钉套振动料盘

122 伺服滑台

123 视觉检测系统

124 废料盒

13 钉体输送装置

14 气动滑台

15 旋转盘

161 第一预装配机械手

163 第三预装配机械手

21 定位旋入装置

22 收口装置

23 压窝装置

24 校型装置

25 测量装置

261 第一装配机械手

262 第二装配机械手

263 第三装配机械手

264 第四装配机械手

265 第五装配机械手

3 料盒

4 下料机械手。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种螺纹抽钉自动化组装机，如图1所示，包括预装配系统和装配系统；所述预装配系统包括芯杆输送装置11，钉套输送装置12，钉体输送装置13，气动滑台14，旋转盘15和预装配机械手；所述芯杆输送装置11，钉套输送装置12，钉体输送装置13和气动滑台14沿所述旋转盘15的转动方向依次均匀设置在所述旋转盘15的边缘位置处，所述预装配机械手包括第一预装配机械手161，第二预装配机械手(图中未示出)和第三预装配机械手163，其中，所述第一预装配机械手161用于调整从芯杆输送装置11输出的芯杆的姿态；所述第二预装配机械手用于将钉体旋入套有钉套的芯杆上；所述第三预装配机械手163用于将预装配完成的由芯杆，钉套和钉体组成的组件放于所述气动滑台14；所述装配系统包括定位旋入装置21，收口装置22，压窝装置23，校型装置24，测量装置25和装配机械手，所述装配机械手包括第一装配机械手261，第二装配机械手262，第三装配机械手263，第四装配机械手264和第五装配机械手265，所述第一装配机械手261用于将装配完成的由芯杆，钉套和钉体组成的组件由气动滑台14移动到所述定位旋入装置21的钉体旋入工位上，由定位旋入装置21进行钉体旋入；所述第二装配机械手262用于将钉体旋入后的组件由定位旋入装置21的钉体旋入工位移动到所述收口装置22的收口工位上，由收口装置22进行钉套收口；所述第三装配机械手263用于将钉套收口后的组件由收口装置22的收口工位移动到所述压窝装置23的压窝工位上，由压窝装置23进行钉体压窝；所述第四装配机械手264用于将钉体压窝后的组件由压窝装置23的压窝工位移动到校型装置24的校型工位上，由校型装置24进行校型；所述第五装配机械手265用于将校型后的组件由校型装置24的校型工位移动到测量装置25的测量工装上，由测量装置25检验其是否合格。

在本发明实施例的一个方面，如图1所示，所述的螺纹抽钉自动化组装机还包括料盒3和下料机械手4，所述料盒3包括合格料盒和不合格料盒，所述下料机械手4用于将所述测量装置检验后的组件放入所述合格料盒或者不合格料盒中。具体地，将不合格的组件放入不合格料盒中，将合格的组件放入合格料盒中。

在本发明实施例的一个方面，所述芯杆输送装置11为芯杆振动料盘。所述钉套输送装置12包括钉套振动料盘121，伺服滑台122，视觉检测系统123和废料盒124，所述伺服滑台122设置在所述钉套振动料盘121的出料口，所述视觉检测系统123检测伺服滑台上的钉套的放置方向和是否含有聚氨酯，所述伺服滑台122将方向放反的钉套旋转到正确的方向，不含有聚氨酯的钉套置入所述废料盒。所述钉体输送装置13为钉体振动料盘。本领域技术人员应该理解，此处检测聚氨酯的目的为检测环圈是否置入钉套中，当然，如果这里的环圈还可以有其他的材料制成，此处应检测相应的材料成分。

本装置在具体使用时，预装配过程包括：

第一步，操作人员将芯杆a、钉套b、钉体c分别放入相应的振动料盘中,其中，钉套更准确是指里面套有环圈的钉套组件，在装置进行工作时，相应的控制系统对自动安装的进度进行监测；

第二步，芯杆a通过芯杆振动料盘的振动，自动排序出料到待上料位置I。根据输入芯杆长度的尺寸，伺服系统自动调整芯杆上料的高度位置，第一预装配机械手将芯杆翻转放入旋转盘相应位置，调整前后姿态如图2所示；

第三步，系统确认芯杆a有无后，旋转盘将芯杆旋转到钉套装配位置II；

第四步，钉套b通过钉套振动料盘的振动，自动排序出料到伺服滑台，所述伺服滑台带有旋转夹具。伺服滑台移动到中间位置，视觉系统判断钉套方向及是否有聚氨酯，方向错误工件自动旋转到正确方向，随滑台移动待上料位置，系统自动将钉套输送到旋转盘上芯杆上。无聚氨酯钉套自动剔除。钉套配合后的姿态如图3所示；

第五步，系统确认并自动装配钉套b后，旋转盘将工件旋转到钉体装配位置III；

第六步，钉体c通过钉体振动料盘振动，自动排序出料到待上料位置。第二预装配机械手将钉体c套入旋转盘上位置III上的组件，并预旋入到一定位置，钉体姿态如图4所示；

第七步，系统确认装配钉体后，旋转盘将工件旋转到位置IV，由第三预装配机械手将预装配完成组件放于气动滑台。

装配过程包括：

钉体旋入步骤，气动滑台将组件输送到第一装配机械手的取料位，第一装配机械手将组件放到钉体旋入工位，系统自动对工件定位，伺服控制系统及光栅测量系统通过定距控制拧紧头的位置，如图5所示，使钉体旋入至位置L；

钉套收口步骤，第二装配机械手将钉体旋入后的组件放到收口工位，系统自动对工件定位，如图6所示，2个半圆压头同时对钉套施力，形成形状一致的收口；

钉体压窝步骤，第三装配机械手将收口后组件放到压窝工位，系统自动对工件定位，如图7所示，3个铆压头同时对钉体压窝，保证三点受力均匀；

校型步骤，第四装配机械手将压窝后的组件放到校型工位，系统自动对工件定位，如图8所示，两个半圆压头共同作用对组件施力，对组件校型；

测量步骤，第五装配机械手将校型完的组件放入最大实体测量装置，检验组件是否合格，合格工件可通过，不合格工件不能通过，通过下料机械手，将不合格的组件放入不合格料盒中，将合格的组件放入合格料盒中，一盒装满自动装下一盒，并提示取走已装满料盒。

本发明装置实现了螺纹抽钉自动化组装的功能；可以通过检测钉套中是否含有聚氨酯自动影像识别钉套中环圈是否掉落，并将掉落环圈的钉套剔除；可以自动识别钉套安装方向，实现正确安装；实现了钉体旋合的自动化，误差极小，且实现了自动化收口加工，收口压力可控，自动化压窝加工，压窝压力可控。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种螺纹抽钉自动化组装机，其特征在于，包括：

预装配系统和装配系统；

所述预装配系统包括芯杆输送装置、钉套输送装置、钉体输送装置、气动滑台、旋转盘和预装配机械手；所述芯杆输送装置、钉套输送装置、钉体输送装置和气动滑台沿所述旋转盘的转动方向依次均匀设置在所述旋转盘的边缘位置处；所述预装配机械手包括第一预装配机械手、第二预装配机械手和第三预装配机械手，其中，所述第一预装配机械手用于调整从芯杆输送装置输出的芯杆的姿态；所述第二预装配机械手用于将钉体旋入套有钉套的芯杆上；所述第三预装配机械手用于将预装配完成的由芯杆、钉套和钉体组成的组件放于所述气动滑台；

所述装配系统包括定位旋入装置、收口装置、压窝装置、校型装置、测量装置和装配机械手，所述装配机械手包括第一装配机械手、第二装配机械手、第三装配机械手、第四装配机械手和第五装配机械手，所述第一装配机械手用于将装配完成的由芯杆、钉套和钉体组成的组件由气动滑台移动到所述定位旋入装置的钉体旋入工位上，由定位旋入装置进行钉体旋入；所述第二装配机械手用于将钉体旋入后的组件由定位旋入装置的钉体旋入工位移动到所述收口装置的收口工位上，由收口装置进行钉套收口；所述第三装配机械手用于将钉套收口后的组件由收口装置的收口工位移动到所述压窝装置的压窝工位上，由压窝装置进行钉体压窝；所述第四装配机械手用于将钉体压窝后的组件由压窝装置的压窝工位移动到校型装置的校型工位上，由校型装置进行校型；所述第五装配机械手用于将校型后的组件由校型装置的校型工位移动到测量装置的测量工装上，由测量装置检验其是否合格。

2.如权利要求1所述的螺纹抽钉自动化组装机，其特征在于，还包括：

料盒和下料机械手，所述料盒包括合格料盒和不合格料盒，所述下料机械手用于将所述测量装置检验后的组件放入所述合格料盒或者不合格料盒中。

3.如权利要求1所述的螺纹抽钉自动化组装机，其特征在于，所述芯杆输送装置为芯杆振动料盘。

4.如权利要求1所述的螺纹抽钉自动化组装机，其特征在于，所述钉套输送装置包括钉套振动料盘、伺服滑台、视觉检测系统和废料盒，所述伺服滑台设置在所述钉套振动料盘的出料口，所述视觉检测系统检测伺服滑台上的钉套的放置方向和是否含有聚氨酯，所述伺服滑台将方向放反的钉套旋转到正确的方向，不含有聚氨酯的钉套置入所述废料盒。

5.如权利要求1所述的螺纹抽钉自动化组装机，其特征在于，所述钉体输送装置为钉体振动料盘。

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