CN109676351B - 一种钢球自动组入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工的技术领域，更具体地，涉及一种钢球自动组入装置，包括底座、储料箱、输料通道、控制钢球组入的传动组件以及至少两组止挡组件，所述储料箱、输料通道、止挡组件均安装于底座，储料箱设有与输料通道连通的通孔，所述输料通道的始端侧设有可将储料箱内钢球抬升至与所述通孔平齐的抬升组件，所述输料通道的末端侧设有将钢球导向钢球支架的导入块，所述输料通道始端的铅直高度大于输料通道末端的铅直高度，所述钢球支架内侧设有可在传动组件作用下转动、开闭并挤压钢球至腔体中的内撑爪，内撑爪连接于传动组件的输出端。本发明能够实现钢球计数与送料的自动化，避免人力操作与异物接触的风险，提高生产效率，增加操作的安全性。

Description

一种钢球自动组入装置

技术领域

本发明涉及机械加工的技术领域，更具体地，涉及一种钢球自动组入装置。

背景技术

随着小型汽车在家庭中的普及，每辆小汽车上都设置有四个轮毂轴承；而每个轮毂轴承内有两串用塑胶固定好的钢球，每辆小汽车需要组装八串钢球。目前，整车厂家一条主线，一般一分钟生产一台汽车，钢球串的需求量很大，人工串钢球串的速度无法与汽车的生产速度匹配：一方面需要耗费大量的人力，一方面在钢串生产速度小于汽车生产速度时，影响汽车的生产进程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钢球自动组入装置，实现钢球计数与自动送料的自动化，且能够获得较高的成功率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种钢球自动组入装置，所述钢球组入至钢球支架，所述钢球支架设有与钢球配合的腔体；所述自动组入装置包括底座、用于储存钢球的储料箱、用于输送钢球的输料通道、控制钢球组入的传动组件以及至少两组控制由输料通道进入钢球支架的钢球数量的止挡组件，所述储料箱、输料通道、止挡组件、钢球支架均安装于底座上，所述储料箱设有与输料通道连通的通孔，所述输料通道的始端侧设有可将储料箱内钢球抬升至与所述通孔平齐的抬升组件，所述输料通道的末端侧设有将钢球导向钢球支架的导入块，所述输料通道始端的铅直高度大于输料通道末端的铅直高度，所述钢球支架内侧设有可在传动组件作用下转动、开闭并挤压钢球至腔体中的内撑爪，所述内撑爪连接于传动组件的输出端。

本发明的钢球自动组入装置，钢球储存在储料箱中，抬升组件反复运动抬升位于储料箱中的钢球至与通孔平齐的位置，钢球在重力分力作用下进入输料通道中，钢球在碰到其中一组止挡组件时停止运动，通过止挡组件控制导向钢球支架的钢球数量，使导入至钢球支架的钢球数量与钢球支架所需的钢球数量相等；钢球支架套设在内撑爪外缘，传动组件撑开钢球支架并带动钢球支架转动，钢球由导入块导入至腔体中，钢球支架收缩时钢球被挤入在钢球支架中，完成钢球的自动组入；本发明能够实现钢球计数与送料的自动化，避免人力操作与异物接触的风险，提高生产效率，增加操作的安全性。

进一步地，所述储料箱内侧设有将储料箱分隔为料仓和料箱的分隔板，所述分隔板与储料箱的内壁之间设有能够容纳钢球通过的槽孔；所述料仓和料箱的分隔处设有用于控制槽孔开闭的开闭组件。在料仓和料箱中均放入适量的钢球，为保证抬升组件举起钢球可顺利通过通孔进入到输料通道，料箱内堆积的钢球高度不宜超过通孔的位置；料仓内也加入适量的钢球，便于对料箱内钢球数量的及时补充。

进一步地，所述开闭组件包括底板、仓板以及推拉杆，所述推拉杆的一端穿过储料箱侧壁与仓板连接，所述仓板与底板固定连接，所述底板的底面与分隔板的顶面贴合。通过推拉杆拉动底板和仓板，底板在分隔板上滑动，打开槽孔，料仓内的钢球落入至料箱内。

进一步地，所述抬升组件包括固定于底座上的安装支架、安装于安装支架的第一气缸以及连接于第一气缸输出轴的举球板，所述举球板顶部设有可在料箱内活动至与通孔连通的V型槽。本发明在第一气缸输出轴上升到上限位置时，V型槽与通孔连通，位于V型槽内的钢球能够顺利通过通孔输入至输料通道中；V型槽的设置便于抬升组件在抬升过程中料箱内的钢球进入到V型槽中，且能够防止钢球在抬升过程中发生滚动。

进一步地，所述第一气缸连接有导向组件，所述导向组件包括连接于气缸输出轴的安装板、与安装板连接的导向杆以及设于安装支架上的导套，所述导向杆一端穿过导套与安装板连接。第一气缸工作时，导向杆在导套中运动，限制第一气缸输出轴的运动方向，增加举球板在抬升过程中的稳定性。

进一步地，所述止挡组件包括与底座活动连接的固定座、固定于固定座的第二气缸以及连接于第二气缸输出轴的止挡头，所述输料通道上设有容纳止挡头穿过的开孔。固定座可在底座上滑动以调节相邻两组固定座之间的距离，止挡头的运动可控制钢球的阻挡和放行，从而控制进入到钢球支架中的钢球数量。

进一步地，相邻两组止挡头之间的距离等于钢球支架所需钢球的直径之和。控制相邻两组止挡头之间的钢球数量刚好为钢球支架所需的钢球数量，保证自动组入过程的准确性。

进一步地，所述传动组件包括带动内撑爪转动的第一传动组件以及带动内撑爪开闭的第二传动组件，所述第二传动组件连接于第一传动组件的输出端。第一传动组件带动内撑爪顺时针转动，转动钢球支架保证钢球支架每一个腔体均组入有钢球；第二传动组件带动内撑爪张开或闭合，内撑爪张开时钢球进入钢球支架的腔体中，内撑爪收缩时钢球卡紧在钢球支架的腔体中，且便于钢球支架的取出。

进一步地，所述第一传动组件包括固定于底座的电机、连接于底座的主动轮和从动轮、缠绕于主动轮和从动轮外缘的同步带，所述主动轮连接于电机的输出轴，所述从动轮连接有转轴，所述第二传动组件设于转轴的一端。采用同步带传动的方式传动稳定，结构紧凑，且第一传动组件与第二传动组件的传动相互独立，互不影响，易于控制，适用于多种应用场合。

进一步地，所述第二传动组件为输出端设有多个第一爪的多爪气缸，所述内撑爪包括多个环绕设置的第二爪，所述第一爪与第二爪的数量相等，且第二爪固定于第一爪上。内撑爪的第二爪固定在多爪气缸的第一爪上，多爪气缸工作时驱动内撑爪张开撑开钢球支架便于钢球进入到腔体中、内撑爪闭合钢球被挤压于腔体中且便于钢球支架的取出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明能够实现钢球计数与送料的自动化，避免人力操作与异物接触的风险，提高生产效率，增加操作的安全性；

（2）本发明的抬升组件用第一气缸连接导向组件，第一气缸工作时，导向杆在导套中运动，限制第一气缸输出轴的运动方向，增加举球板在抬升过程中的稳定性；

（3）本发明通过控制相邻两组止挡头之间的距离可控制组入钢球支架的钢球数量，控制简便，且能够保证自动组入过程的准确性；

（4）本发明传动组件第一传动组件带动内撑爪顺时针转动，转动钢球支架保证钢球支架每一个腔体均组入有钢球；第二传动组件带动内撑爪张开或闭合，控制钢球的进入或夹紧，两者相互独立，互不影响，适用于多种应用场合。

附图说明

图1为本发明的钢球自动组入装置的结构示意图I。

图2为本发明的钢球自动组入装置的结构示意图II。

图3为图2中A-A截面的剖面图。

图4为本发明钢球自动组入装置的钢球支架的结构示意图。

附图中：1-钢球支架；11-腔体；2-底座；21-安装基础板；22-上层基础板；23-第一支撑脚；24-第二支撑脚；25-支撑柱；26-限位板；3-储料箱；31-料仓；32-料箱；33-分隔板；34-底板；35-仓板；36-推拉杆；37-清料插板；38-排料盒；39-插板；4-输料通道；5-传动组件；51-电机；52-主动轮；53-从动轮；54-同步带；55-转轴；56-多爪气缸；57-轴承座；58-深沟球轴承；6-止挡组件；61-固定座；62-第二气缸；63-止挡头；64-气缸固定座；7-抬升组件；71-安装支架；72-第一气缸；73-举球板；74-安装板；75-导向杆；76-导套；77-气缸安装板；8-导入块；9-内撑爪；10-光纤传感器；11-传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1至图4所示为本发明的钢球自动组入装置的第一实施例，钢球组入至钢球支架1，钢球支架1设有与钢球配合的腔体11；自动组入装置包括底座2、用于储存钢球的储料箱3、用于输送钢球的输料通道4、控制钢球组入的传动组件5以及至少两组控制由输料通道4进入钢球支架1的钢球数量的止挡组件6，储料箱3、输料通道4、止挡组件6、钢球支架1均安装于底座2上，储料箱3设有与输料通道4连通的通孔，输料通道4的始端侧设有可将储料箱3内钢球抬升至与通孔平齐的抬升组件7，输料通道4的末端侧设有将钢球导向钢球支架1的导入块8，输料通道4始端的铅直高度大于输料通道4末端的铅直高度，钢球支架1内侧设有可在传动组件5作用下转动、开闭并挤压钢球至腔体中的内撑爪9，内撑爪9连接于传动组件5的输出端。本实施例中，止挡组件6、抬升组件7及传动组件5均连接于PLC控制器。

本实施例在实施时，钢球储存在储料箱3中，抬升组件7反复运动抬升位于储料箱3中的钢球至与通孔平齐的位置，钢球在重力分力作用下进入输料通道4中，钢球在碰到其中一组止挡组件6时停止运动，通过止挡组件6控制导向钢球支架1的钢球数量，使导入至钢球支架1的钢球数量与钢球支架1所需的钢球数量相等；钢球由导入块8导向至钢球支架1，传动组件5撑开钢球支架1并带动钢球支架1转动，钢球由导入块8导入至腔体11中，钢球支架1收缩时钢球被挤入在钢球支架1中，完成钢球的自动组入。

如图1所示，底座2包括安装基础板21、设于安装基础板21上方的上层基础板22、以及连接于安装基础板21下方的支撑脚，安装基础板21和上层基础板22作为承载零件安装的基础零件，上层基础板22通过支撑柱25平行安装于上层基础板22上方；支撑脚包括高度不等的第一支撑脚23和第二支撑脚24，第一支撑脚23的高度大于第二支撑脚24的高度保持安装基础板21有倾斜角度；第一支撑脚23和第二支撑脚24可安装在机架上。在安装基础板21上方固定设有限位板26，导入块8锁紧安装于限位板26上，导入块8与钢球支架1之间形成仿形槽；限位板26设有容纳内撑爪9的限位孔，内撑爪9撑开大小由限位孔的大小限制。

如图2所示，储料箱3内侧设有将储料箱3分隔为料仓31和料箱32的分隔板33，分隔板33与储料箱3的内壁之间设有能够容纳钢球通过的槽孔；料仓31和料箱32的分隔处设有用于控制槽孔开闭的开闭组件；在料仓31和料箱32中均放入适量的钢球，为保证抬升组件7举起钢球钢球可顺利通过通孔进入到输料通道4，料箱32内堆积的钢球高度不宜超过通孔的位置；料仓31内也加入适量的钢球，便于对料箱32内钢球数量的及时补充。其中，开闭组件包括底板34、仓板35以及推拉杆36，推拉杆36的一端穿过储料箱3侧壁与仓板35连接，仓板35与底板34固定连接，底板34的底面与分隔板33的顶面贴合；通过推拉杆36拉动底板34和仓板35，底板34在分隔板33上滑动，打开槽孔，料仓31内的钢球落入至料箱32内。

为了便于更换生产的机型时能够将料箱32、料仓31内钢球的清理，在储料箱3的底部设置与储料箱3整体活动连接的清料插板37，在储料箱3的下方设置排料盒38，排料盒38的一侧壁与排料盒38整体可插拔连接有插板39，排料盒38的底部与水平面设置有锐角夹角。当需要更换生产的机型时，拉动清料插板37，将料箱32、料仓31内的钢球清理到排料盒38，并拉开插板39钢球放出所有钢球。

如图3所示，抬升组件7包括固定于底座2上的安装支架71、安装于安装支架71的第一气缸72以及连接于第一气缸72输出轴的举球板73，举球板73顶部设有可在料箱32内活动至与通孔连通的V型槽；本实施例在第一气缸72输出轴上升到上限位置时，V型槽与通孔连通，位于V型槽内的钢球能够顺利通过通孔输入至输料通道4中；V型槽的设置便于抬升组件7在抬升过程中料箱32内的钢球进入到V型槽中，且能够防止钢球在抬升过程中发生滚动。其中，第一气缸72连接有导向组件，导向组件包括连接于气缸输出轴的安装板74、与安装板74连接的导向杆75以及设于安装支架71上的导套76，导向杆一端穿过导套76与安装板74连接；第一气缸72工作时，导向杆75在导套76中运动，限制第一气缸72输出轴的运动方向，增加举球板73在抬升过程中的稳定性。

具体地，固定支架通过螺钉锁紧安装于安装基础板21的下端面，固定支架锁紧有气缸安装板77，气缸安装板77采用两销定位方式定位。第一气缸72安装在气缸安装板77的下端面，导套76与气缸安装板77上的安装孔间隙配合，锁紧安装在气缸安装板77的上端面；安装板74通过螺钉锁紧在第一气缸72输出轴。

如图1、图3所示，止挡组件6包括与底座2活动连接的固定座61、固定于固定座61的第二气缸62以及连接于第二气缸62输出轴的止挡头63，输料通道4上设有容纳止挡头63穿过的开孔；其中，相邻两组止挡头63之间的距离等于钢球支架1所需钢球的直径之和。固定座61可在底座2上滑动以调节相邻两组固定座61之间的距离，止挡头63的运动可控制钢球的阻挡和放行，从而实现进入到钢球支架1中的钢球数量；控制相邻两组止挡头63之间的钢球数量刚好为钢球支架1所需的钢球数量，保证自动组入过程的准确性。

具体地，止挡头63安装于第二气缸62输出轴，固定座61安装于上层基础板22的上端面；第二气缸62通过气缸固定座64安装在固定座61上，气缸固定座64安装于固定座61的竖直安装面上；第二气缸62与气缸固定座64竖直方向配合锁紧安装在固定座61内。输送料道锁紧安装于上层基础板22的上端面，在输送料道内侧开设有供钢球滚动的方槽，止挡头63的末端与方槽配合；当止挡头63的一端在第二气缸62的作用下插入至方槽中时，对钢球起到止挡作用。

如图2所示，传动组件5包括带动内撑爪9转动的第一传动组件以及带动内撑爪9开闭的第二传动组件，第二传动组件连接于第一传动组件的输出端；第一传动组件带动内撑爪9顺时针转动，转动钢球支架1保证钢球支架1每一个腔体均组入有钢球；第二传动组件带动内撑爪9张开或闭合，内撑爪9张开时钢球进入钢球支架1的腔体中，内撑爪9收缩时钢球卡紧在钢球支架1的腔体中，且便于钢球支架1的取出。其中，第一传动组件包括固定于底座2的电机51、连接于底座2的主动轮52和从动轮53、缠绕于主动轮52和从动轮53外缘的同步带54，主动轮52连接于电机51的输出轴，从动轮53连接有转轴55，第二传动组件设于转轴55的一端；采用同步带54传动的方式传动稳定，结构紧凑，且第一传动组件与第二传动组件的传动相互独立，互不影响，适用于多种应用场合。第二传动组件为输出端设有多个第一爪的多爪气缸56，内撑爪9包括多个环绕设置的第二爪，第一爪与第二爪的数量相等，且第二爪固定于第一爪上；内撑爪9的第二爪固定在多爪气缸56的第一爪上，多爪气缸56工作时驱动内撑爪9张开撑开钢球支架1、钢球顺着导入块8的仿形槽滚动至钢球支架1的腔体内，或闭合将钢球挤压于腔体中，且便于钢球支架1的取出。

具体地，主动轮52与从动轮53安装于安装基础板21的下端面，转轴55穿过安装基础板21与多爪气缸56连接。为了保证传动组件5工作的稳定性，转轴55外侧套设有轴承座57，轴承座57采用两销定位的形式锁紧安装于安装基础板21的上表面；轴承座57与转轴55之间设有深沟球轴承58，深沟球轴承58与轴承座57过渡配合，安装于轴承座57的内通孔；转轴55与深沟球轴承58间隙配合，转轴55轴肩位置贴紧深沟球轴承58的内圈安装。

为提高钢球自动组入的效率，本实施例的自动组入装置可为多组。

实施例二

本实施例为本发明的钢球自动组入装置的第二实施例，本实施例与实施例一不同，所不同之处在于：为了控制抬升组件7的运动为了准确控制挤压至钢球支架1中的钢球数量，在导入块8内安装有光纤传感器10；光纤传感器10检测钢球高点，将触发的ON信号传输到PLC控制器，PLC控制器计算在转轴55转动一周内所得到的ON信号是否设定的信号数量；当检测完毕后，PLC控制器可控制OK信号灯亮起，可取钢球串，一个循环完成，进入到下一个循环。为了控制抬升组件7、止挡组件6的运动进程，在上层基础板22的下端面锁紧安装有传感器11，传感器11位于输料通道4的始端，抬升组件7往复运动，不断将钢球向输料通道4中输送，钢球不断填满直到到达传感器11的位置。以止挡组件6包括第一止挡组件和第二止挡组件为例进行说明，第一止挡组件靠近输料通道4的始端，第二止挡组件靠近输料通道4的末端。当钢球填满至传感器11的位置时，抬升组件7停止运动，第一止挡组件放行，钢球顺着方槽输送，直至碰到第二止挡组件停止运动；通过调节第一止挡组件和第二止挡组件之间的距离控制钢球的数量；第一止挡组件动作止挡阻挡钢球，第二止挡组件放行。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钢球自动组入装置，所述钢球组入至钢球支架（1），所述钢球支架（1）设有若干与钢球配合的腔体；其特征在于，所述自动组入装置包括底座（2）、用于储存钢球的储料箱（3）、用于输送钢球的输料通道（4）、控制钢球组入的传动组件（5）以及至少两组控制由输料通道进入钢球支架钢球数量的止挡组件（6），所述储料箱（3）、输料通道（4）、止挡组件（6）均安装于底座（2）上，所述储料箱（3）设有与输料通道连通的通孔，所述输料通道（4）的始端侧设有可将储料箱内钢球抬升至与所述通孔平齐的抬升组件（7），所述输料通道（4）的末端侧设有将钢球导向钢球支架的导入块（8），所述输料通道（4）始端的铅直高度大于输料通道（4）末端的铅直高度，所述钢球支架（1）内侧设有可在传动组件作用下转动、开闭并挤压钢球至腔体中的内撑爪（9），所述内撑爪（9）连接于传动组件（5）的输出端；所述储料箱（3）内侧设有将储料箱分隔为料仓（31）和料箱（32）的分隔板（33），所述分隔板（33）与储料箱（3）的内壁之间设有能够容纳钢球通过的槽孔；所述料仓（31）和料箱（32）的分隔处设有用于控制槽孔开闭的开闭组件；所述传动组件（5）包括带动内撑爪（9）转动的第一传动组件以及带动内撑爪（9）开闭的第二传动组件，所述第二传动组件连接于第一传动组件的输出端；所述第一传动组件包括固定于底座的电机（51）、连接于底座的主动轮（52）和从动轮（53）、缠绕于主动轮和从动轮外缘的同步带（54），所述主动轮（52）连接于电机（51）的输出轴，所述从动轮（53）连接有转轴（55），所述第二传动组件设于转轴（55）的一端；所述第二传动组件为输出端设有多个第一爪的多爪气缸（56），所述内撑爪（9）包括多个环绕设置的第二爪，所述第一爪与第二爪的数量相等，且第二爪固定于第一爪上。

2.根据权利要求1所述的钢球自动组入装置，其特征在于，所述开闭组件包括底板（34）、仓板（35）以及推拉杆（36），所述推拉杆（36）的一端穿过储料箱（3）侧壁与仓板（35）连接，所述仓板（35）与底板（34）固定连接，所述底板（34）的底面与分隔板（33）的顶面贴合。

3.根据权利要求1所述的钢球自动组入装置，其特征在于，所述抬升组件（7）包括固定于底座（2）上的安装支架（71）、安装于安装支架的第一气缸（72）以及连接于第一气缸输出轴的举球板（73），所述举球板（73）顶部设有可在料箱（32）内活动至与通孔连通的V型槽。

4.根据权利要求3所述的钢球自动组入装置，其特征在于，所述第一气缸（72）连接有导向组件，所述导向组件包括连接于气缸输出轴的安装板（74）、与安装板连接的导向杆（75）以及设于安装支架上的导套（76），所述导向杆（75）一端穿过导套（76）与安装板（74）连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的钢球自动组入装置，其特征在于，所述止挡组件（6）包括与底座活动连接的固定座（61）、固定于固定座的第二气缸（62）以及连接于第二气缸输出轴的止挡头（63），所述输料通道（4）上设有容纳止挡头（63）穿过的开孔。

6.根据权利要求5所述的钢球自动组入装置，其特征在于，相邻两组止挡头（63）之间的距离等于钢球支架（1）所需钢球的直径之和。