CN109604951A - 一种托板螺母自动加工方法 - Google Patents

Abstract

一种托板螺母自动加工方法，首先借助振动盘实现毛胚件自动排列，而后由机器人根据视觉系统的检测结果按照冲压需求将毛胚件调整角度，同时将按照冲压需求上料至自动冲压成型冲小孔的上料等待位，当连臂机械手上下料动作完成并到达上料等待位后，冲床进行冲压动作，同时冲压成型件和冲小孔件，冲压完成后，连臂机械手再次进行上下料工作；当连臂机械手上下料动作完成并到达上料等待位后，冲床进行冲压动作，同时冲压成型件和冲小孔件，而后进入自动钻孔自动攻丝工序，实现零件自动加工，有效提高生产效率和生产质量，及时解决逐渐增长的托板螺母需求问题；通过更换冲压模具、工装夹具等，以适用于不同类型的托板螺母生产，适用范围广。

Description

一种托板螺母自动加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种托板螺母自动加工方法。

背景技术

目前托板螺母生产多由工人单工位手工生产，从而导致工人的重复劳动强度大，参与生产的工人数量多，同时生产环境相对恶劣，整天工作在冲床及其他加工设备的轰鸣声中，且生产过程中手工上下料也存在安全隐患，加之零件数量多，工人的工作时间长，单一重复工作无疑是现代工人所不希望的，进而导致招工难，一度影响托板螺母生产。而随着军工航空航天事业的发展壮大，对托板螺母这一标准零件的需求也会增加，尤其是高质量的托板螺母更是不可或缺。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种托板螺母自动加工方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种托板螺母自动加工方法，具体步骤如下：

1）自动排料自动上料

借助振动盘实现毛胚件按照凸台朝下的方式进行自动排列后将毛胚件送至分料口，分料机构通过定位机构将毛胚件定位，由视觉系统检测毛胚件的旋转角度，机器人根据视觉系统的检测结果按照冲压需求将毛胚件调整角度，同时将按照冲压需求上料至自动冲压成型冲小孔的上料等待位；

2）自动冲压成型冲小孔

冲床配合连臂机械手实现自动冲压成型冲小孔及自动上下料，当连臂机械手上下料动作完成并到达上料等待位后，冲床进行冲压动作，同时冲压成型件和冲小孔件，冲压完成后，连臂机械手再次进行上下料工作，如此重复动作；

3）自动钻孔自动攻丝

已完成冲压成型件和冲小孔件的零件被上料至自动钻孔自动攻丝工序，依次经过自动钻孔、自动倒角、自动孔径检测、自动攻丝、自动螺纹检测、自动下料和工装清洗，最终将不合格零件下料至不合格品料筐，将合格零件下料至自动缩口及成品检测工序；

4）自动缩口与成品检测

自动钻孔自动攻丝合格的零件被机器人上料至缩口机进行缩口，缩口完成的零件通过连臂机械手上料至视觉系统的成品检测工位，视觉系统测量零件的外形尺寸、两小孔的孔径、两小孔孔间距和孔位数据，并与零件合格尺寸进行对比判断零件是否合格，最后连臂机械手将合格零件下料至合格品料筐，将不合格品下料至不合格品料筐，从而自动完成零件加工。

在本发明中，步骤1）中，机器人设置有三个旋转轴和一个上下运动轴，通过三个旋转轴调整双耳毛胚件角度，由上下运动轴配合吸盘抓取双耳毛胚件。

在本发明中，步骤2）中，使用一腔两模的模具进行冲压成型件和冲小孔件。

在本发明中，步骤2）中，一腔两模的模具包括冲小孔模上模、设置有导柱套的导柱、冲小孔模下模、冲压成型模下模及冲压成型模上模。

在本发明中，步骤3）中，设置有基于精密分割器形成的转盘，转盘上设置有多个用于进行加工的工位。

在本发明中，步骤3）中，转盘上设置的工位为4工位、8工位或10工位中的任一种。

在本发明中，视觉系统由相机与光源组成，光源为背光光源。

有益效果：本发明通过自动化生产代替纯手工生产托板螺母，有效提高生产效率和生产质量，及时解决逐渐增长的托板螺母需求问题，同时能够减少参与加工的工人数量，减少工人的重复劳动强度；通过更换冲压模具、工装夹具等，以适用于不同类型的托板螺母生产，适用范围广。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例中的自动排料自动上料工序示意图。

图2是本发明的较佳实施例中的自动冲压成型冲小孔工序示意图。

图3是本发明的较佳实施例中的自动钻孔自动攻丝工序示意图。

图4是本发明的较佳实施例中的自动缩口与成品检测工序示意图。

图5～图7是本发明的较佳实施例中双耳毛胚件自动排料状态图。

图8是本发明的较佳实施例中的自动排料自动上料工序机器人结构示意图。

图9是本发明的较佳实施例中的自动冲压成型冲小孔工序模具结构示意图。

图10是本发明的较佳实施例中的自动冲压成型冲小孔工序完成后零件示意图。

图11是本发明的较佳实施例中的用于完成自动钻孔自动攻丝工序的转盘示意图。

图12是本发明的较佳实施例中的完成自动钻孔自动攻丝工序后零件示意图。

图13是本发明的较佳实施例中的视觉系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1～4所示的一种托板螺母自动加工方法，具体步骤如下：

1）自动排料自动上料

借助振动盘实现毛胚件按照凸台朝下的方式进行自动排列后将毛胚件送至分料口，分料机构通过定位机构将毛胚件定位，由视觉系统检测毛胚件的旋转角度，机器人根据视觉系统的检测结果按照冲压需求将毛胚件调整角度，同时将按照冲压需求上料至自动冲压成型冲小孔的上料等待位；

2）自动冲压成型冲小孔

冲床配合连臂机械手实现自动冲压成型冲小孔及自动上下料，当连臂机械手上下料动作完成并到达上料等待位后，冲床进行冲压动作，同时冲压成型件和冲小孔件，冲压完成后，连臂机械手再次进行上下料工作，如此重复动作；

3）自动钻孔自动攻丝

已完成冲压成型件和冲小孔件的零件被上料至自动钻孔自动攻丝工序，依次经过自动钻孔、自动倒角、自动孔径检测、自动攻丝、自动螺纹检测、自动下料和工装清洗，最终将不合格零件下料至不合格品料筐，将合格零件下料至自动缩口及成品检测工序；

4）自动缩口与成品检测

自动钻孔自动攻丝合格的零件被机器人上料至缩口机进行缩口，缩口完成的零件通过连臂机械手上料至视觉系统的成品检测工位，视觉系统测量零件的外形尺寸、两小孔的孔径、两小孔孔间距和孔位数据，并与零件合格尺寸进行对比判断零件是否合格，最后连臂机械手将合格零件下料至合格品料筐，将不合格品下料至不合格品料筐，从而自动完成零件加工；

因每个托板螺母的毛胚件及成品零件均有凸台，且凸台在加工过程中不发生变化，在加工过程中充分利用这个特点将整个加工工艺串联，下面以双耳毛胚件为例，图5为加工前双耳毛胚件的状态变化图，首先借助振动盘的自动排料功能将双耳毛胚件按照凸台朝下的方式进行排料，排料前毛胚件杂乱的排列，经过振动盘排料后，双耳毛胚件凸台朝下如图6所示，但零件的旋转角度为任意值，定位机构在气缸的驱动下将双耳毛胚件推到视觉系统检测正下方，同时定位机构通过限制凸台的位置将双耳毛胚件固定在一个范围内，即完成对双耳毛胚件定位；定位好的双耳毛胚件由视觉系统测量双耳毛胚件的旋转角度、特征，双耳毛胚件的特征很明显，平板一侧有很明显的平行棱，视觉系统很容易识别出这两条平行线，任意一条线与水平线逆时针方向所夹的角度即为双耳毛胚件需要调整的角度，达到图7所示状态，其他类型的毛胚件视觉系统也可根据毛胚件的特征测量旋转角度，但不同类型的毛胚件需要不同的方式进行测量；由于双耳毛胚件的加工余量很大，通过大量的实验验证，视觉系统能够很好的完成角度测量功能，采用四轴机器人，如图8所示，机器人有三个旋转轴和一个上下运动轴，通过三个旋转轴调整双耳毛胚件角度，由上下运动轴配合吸盘抓取双耳毛胚件，当吸盘轴心与位于中心的旋转轴轴心重合时，吸盘旋转角度范围可达±360°，当机器人末端增加一定长度（小于130mm）的延长臂时，即吸盘轴心与位于中心的旋转轴有一定距离时，达到±90°的旋转，故四轴机器人能够顺利的完成零件的角度调整；

自动冲压成型冲小孔工序使用一腔两模的模具，如图9所示，模具包括冲小孔模上模8、设置有导柱套的导柱9、冲小孔模下模10、冲压成型模下模11及冲压成型模上模12，将冲压成型和冲小孔模具集成至一个模腔，冲压后零件以双耳托板螺母为例，如图10所示，13为冲压成型零件，14为冲小孔零件，基于直线模组构成的连臂机械手实现冲压上料等待位、冲压成型、冲小孔和冲压下料等待位四个工位的零件依次向后输送；

自动钻孔自动攻丝工序基于精密分割器形成的转盘，如图11所示，16为转盘盘面，15为转盘上的工位，其中转盘上工位数由分割器决定，一般有4工位和8工位，也可定制10工位，工位能满足生产工艺需求；常用的分割器的精度是30″，由于双耳托板螺母定位精度要求高，定制15″的分割器，当转盘直径为1米时，转盘的定位精度约为±0.036mm，精度高于零件的定位需求，转盘上依次布置机器人上料工位、自动钻孔工位、自动倒角工位、孔径检测工位、自动攻丝工位、自动螺纹检测工位、机器人下料工位和清洗工位，转盘每次旋转一次零件便被从上一个工位输出到下一个工位，在每个工位进行相应的加工；攻丝后零件如图12所示，19为加工的螺纹孔，将成熟设备运用到托板螺母生产工艺中，对缩口质量会有明显提升，缩口位置在如图12中18凸台的前端一定距离，缩口结束后，零件被连臂机械手上料到视觉系统；视觉系统如图13所示，视觉系统由相机20与光源22组成，选择高像素的相机20配合背光光源22对成品21进行检测，尽可能的缩小视觉测量的视野范围，提高视觉系统的检测精度，将缩口后零件的长、宽、小孔孔径（图12中17）、两小孔孔间距及孔位偏差测量出来，通过与合格品尺寸进行比较，得出被测零件是否合格，而后由连臂机械手将零件根据测量结果分别下料到合格品料筐和不合格品料筐。生产及检测零件结束，完成整个托板螺母生产。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1. 一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）自动排料自动上料

借助振动盘实现毛胚件按照凸台朝下的方式进行自动排列后将毛胚件送至分料口，分料机构通过定位机构将毛胚件定位，由视觉系统检测毛胚件的旋转角度，机器人根据视觉系统的检测结果按照冲压需求将毛胚件调整角度，同时将按照冲压需求上料至自动冲压成型冲小孔的上料等待位；

2）自动冲压成型冲小孔

冲床配合连臂机械手实现自动冲压成型冲小孔及自动上下料，当连臂机械手上下料动作完成并到达上料等待位后，冲床进行冲压动作，同时冲压成型件和冲小孔件，冲压完成后，连臂机械手再次进行上下料工作，如此重复动作；

3）自动钻孔自动攻丝

已完成冲压成型件和冲小孔件的零件被上料至自动钻孔自动攻丝工序，依次经过自动钻孔、自动倒角、自动孔径检测、自动攻丝、自动螺纹检测、自动下料和工装清洗，最终将不合格零件下料至不合格品料筐，将合格零件下料至自动缩口及成品检测工序；

4）自动缩口与成品检测

自动钻孔自动攻丝合格的零件被机器人上料至缩口机进行缩口，缩口完成的零件通过连臂机械手上料至视觉系统的成品检测工位，视觉系统测量零件的外形尺寸、两小孔的孔径、两小孔孔间距和孔位数据，并与零件合格尺寸进行对比判断零件是否合格，最后连臂机械手将合格零件下料至合格品料筐，将不合格品下料至不合格品料筐，从而自动完成零件加工。

2.根据权利要求1所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，步骤1）中，机器人设置有三个旋转轴和一个上下运动轴。

3.根据权利要求1所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，步骤2）中，使用一腔两模的模具进行冲压成型件和冲小孔件。

4.根据权利要求3所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，一腔两模的模具包括冲小孔模上模、设置有导柱套的导柱、冲小孔模下模、冲压成型模下模及冲压成型模上模。

5.根据权利要求1所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，步骤3）中，设置有基于精密分割器形成的转盘。

6.根据权利要求5所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，转盘上设置有多个用于进行加工的工位。

7.根据权利要求6所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，转盘上设置的工位为4工位、8工位或10工位中的任一种。

8.根据权利要求1所述的一种托板螺母自动加工方法，其特征在于，视觉系统由相机与光源组成，光源为背光光源。