CN112193772A - 汽车用穿心钉卡扣自动上料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，包括：振动盘，固定在底座上，包括螺旋轨道，用于给后续执行机构供料；上料台，用于收集振动盘供给的物料；传送轨道，用于将螺旋轨道上的物料传送至上料台；振动盘的螺旋轨道末端设有一段选向卡轨和选向槽，所述螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣在输送到螺旋轨道的末端时，穿心钉卡扣的底部凸缘能够卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送，所述选向槽设置于选向卡轨底部，以使无法卡进选向卡轨中的穿心钉卡扣掉回振动盘中。本发明从汽车用穿心钉卡扣的结构特点出发，设计了与之相适应的选向结构来完成自动上料。

Description

汽车用穿心钉卡扣自动上料设备

技术领域

本发明涉及一种自动上料设备，尤其是涉及一种汽车用穿心钉卡扣自动上料设备。

背景技术

卡扣是用于一个零件与另一零件的嵌入连接或整体闭锁的机构，通常用于塑料件的联接，其材料通常由具有一定柔韧性的塑料材料构成。卡扣连接最大的特点是安装拆卸方便，可以做到免工具拆卸。现在卡扣连接技术已广泛的应用于汽车内饰件的连接上。

汽车用卡扣按照功能可分为三类：快丝座卡扣、穿心钉卡扣、通用卡扣。其中穿心钉卡扣大都具有相似的结构：头部是圆锥体，底部有多层凸缘，凸缘之间有较大空隙，其中最靠近穿心钉卡扣的底面的凸缘为底部凸缘，穿心钉卡扣的底面为平面。

汽车制造业是一个高度自动化的行业，一般操作都由机器人完成。穿心钉卡扣一般由塑料制成，而且尺寸较小，因此适用于振动盘供料，而且穿心钉卡扣有一根中心轴，通过中心轴通常有两个以上的对称平面，在使用安装过程中，一般沿着穿心钉卡扣的中心轴线方向移动，因为在抓取过程中沿着中心轴方向取放会更简便，因此出料时最好使穿心钉卡扣处于竖放状态（竖放状态是指穿心钉卡扣通过其底面支撑于支撑面上，穿心钉卡扣的中心轴线呈竖向状态），以实现穿心钉卡扣的高效自动化取放。

目前的自动上料设备虽然能够实现穿心钉卡扣的自动上料，例如振动盘，但目前的自动上料设备的上料一般都是随机上行，无法对随机上行的穿心钉卡扣所述的状态进行有效的筛选；而由于穿心钉卡扣本身的结构决定，穿心钉卡扣通过目前的自动上料设备上料时，穿心钉卡扣将以侧放状态和竖放状态实现依次上料与输出（其中，侧放状态是指穿心钉卡扣通过其侧面支撑于支撑面上，竖放状态是指穿心钉卡扣通过其底面支撑于支撑面上），因此目前的自动上料设备无法实现穿心钉卡扣以竖放状态输出，其不利于实现穿心钉卡扣的高效自动化安装，因而需要研发一种能实现穿心钉卡扣自动上料的设备，保证穿心钉卡扣以竖放状态输出，以能满足穿心钉卡扣的自动上料需求。

例如，一种在中国专利文献上公开的“卡扣上料机构及汽车顶灯安装系统”，其公告号107055045，包括：振动供料盘、位于振动供料盘的出料口处的接料组件、用于将卡扣从接料组件抓取到指定工位的机械手和用于驱动机械手运动的取料驱动组件，机械手与取料驱动组件连接。该申请案的卡扣上料机构同样存在上述不足。

发明内容

本发明是为了提供一种不仅能够实现穿心钉卡扣的自动上料，而且能够保证穿心钉卡扣以竖放状态输出的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，包括：

振动盘，固定在底座上，包括用于输送穿心钉卡扣的螺旋轨道；

上料台，用于放置振动盘供给的物料；

传送轨道，用于将螺旋轨道上的物料传送至上料台；

所述振动盘的螺旋轨道末端设有一段选向卡轨和选向槽，所述螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣在输送到螺旋轨道的末端时，穿心钉卡扣的底部凸缘能够卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送，所述选向槽设置于选向卡轨底部，以使无法卡进选向卡轨中的穿心钉卡扣掉回振动盘中。

本方案的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其通过选向卡轨来选择出螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣，并使这部分穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送，从而保证能够保证穿心钉卡扣处于竖放状态下输出；而不能卡进所述选向卡轨中的其他穿心钉卡扣（例如侧放状态的穿心钉卡扣），则通过选向槽掉回振动盘中，重新上料。

作为优选，螺旋轨道为两条，所述传送轨道为两条，传送轨道与螺旋轨道一一对应，以使汽车用穿心钉卡扣自动上料设备能够传送两排物料，所述上料台上设有4个上料位，所述上料台通过平移执行机构的驱使实现往复运动，以使上料台每次有两个上料位对准两条传送轨道。

作为优选，还包括卡盘，用于抓取上料台上的物料；所述卡盘上设有吸嘴，用于吸取上料位中的物料。

作为优选，卡盘呈正八边形，卡盘的八条棱边中，有部分的棱边上设有所述的吸嘴，并且每条棱边上的吸嘴为两个，每条棱边上的两个吸嘴与上料台上的2个上料位相对应。为了充分利用空间，将卡盘设计成多边形，在部分的棱边上设置与两个上料位位置相对应的两个仿形吸嘴，以缩短循环时间，提高工作效率。

作为优选，卡盘的八条棱边中，有一条棱边上设有CCD相机，其余的棱边上均设有两个吸嘴。用纯机械机构来保证定位精度会产生良率不足，停机维护时间过长的问题，因此在卡盘的一条棱边上设置CCD相机进行吸取前的定位，以保证吸取成功率，减少故障风险和停机维护时间。

作为优选，选向卡轨远离传送轨道的一端与螺旋轨道之间设有一个过渡斜面，在穿心钉卡扣从螺旋轨道向选向卡轨运动的过程中，穿心钉卡扣沿过渡斜面往下运动，以使竖放状态的穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中。如此，通过巧妙的设置过渡斜面，使穿心钉卡扣自动沿过渡斜面往下运动，从而使竖放状态的穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中。

作为优选，螺旋轨道的中段设有调向台阶和调向杆，所述调向杆设置在调向台阶的上表面靠近螺旋轨道内侧的边缘。螺旋轨道中依次排列的穿心钉卡扣的状态包括侧放状态与竖放状态，并且由于侧放状态更稳定，螺旋轨道中侧放状态的穿心钉卡扣一般多于竖放状态的穿心钉卡扣，仅靠选向卡轨来筛选竖放状态的穿心钉卡扣，会影响上料效率；为了解决这一问题，本方案在螺旋轨道的中段设有调向台阶和调向杆，将部分侧放状态的穿心钉卡扣转换为竖放状态，以使靠近螺旋轨道末端的螺旋轨道中的穿心钉卡扣大部分都呈竖放状态，具体的，由于穿心钉卡扣底部质量较集中，重心偏低，因此在侧放状态下经过一个台阶，有较大概率转换为竖放状态；另一方面，在靠近穿心钉卡扣头部的位置设置调向杆，可以对穿心钉卡扣的头部形成一个支撑，使得穿心钉卡扣在下台阶的时候更容易转换到竖放状态。

作为优选，调向台阶与螺旋轨道之间用圆角过渡。平滑过渡的调向台阶，可以避免原本就处于竖放状态的穿心钉卡扣通过台阶时改变其状态。

作为优选，螺旋轨道外侧设有挡壁，所述挡壁上设有一个通孔。该通孔的设置可使得一部分侧放状态的穿心钉卡扣掉回料堆，更早进入下一个上料循环。

本发明具有如下有益效果：不仅能够实现穿心钉卡扣的自动上料，而且能够保证穿心钉卡扣以竖放状态输出。

附图说明

图1是本发明的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备的一种结构示意图；

图2是本发明汽车用穿心钉卡扣自动上料设备去除卡盘的一种结构示意图；

图3是本发明选向卡轨局部放大的一种结构示意图；

图4是本发明选向台阶部分的局部放大的一种结构示意图；

图5是一种穿心钉卡扣处于竖放状态的一种结构示意图；

图6是一种穿心钉卡扣处于侧放状态的一种结构示意图。

图中：1、底座， 2、振动盘， 3、螺旋轨道， 4、上料台， 5传送轨道， 6、卡盘 ，7、选向卡轨， 8、选向槽 ，9、上料位， 10、电机， 11、吸嘴， 12、CCD相机， 13、过渡斜面， 14、调向台阶， 15、调向杆， 16、通孔， 17、穿心钉卡扣， 18、底部凸缘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1，如图1、图2、图3、图4所示，汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，包括底座1，用于固定整体设备，即用于固定汽车用穿心钉卡扣自动上料设备；

振动盘2，固定在底座1上，包括用于输送穿心钉卡扣17的螺旋轨道3；

上料台4，用于放置振动盘2供给的物料；

传送轨道5，用于将螺旋轨道3上的物料传送至上料台4；

卡盘6，用于抓取上料台4上的物料。

振动盘2的螺旋轨道3末端设有一段选向卡轨7和选向槽8，螺旋轨道末端是指螺旋轨道的输出端。螺旋轨道3上处于竖放状态的穿心钉卡扣17在输送到螺旋轨道的末端时，穿心钉卡扣17的底部凸缘18能够卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送。选向槽8设置于选向卡轨底部，以使无法卡进选向卡轨中的穿心钉卡扣掉回振动盘中，然后通过振动盘重新上料。本实施例中，选向卡轨的侧面具有沿选向卡轨延伸的卡槽，穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中，是指穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨的卡槽中。

本实施例的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其通过选向卡轨来选择出螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣，并使这部分穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送，从而保证能够保证穿心钉卡扣处于竖放状态下输出；而不能卡进所述选向卡轨中的其他穿心钉卡扣（例如侧放状态的穿心钉卡扣），则通过选向槽掉回振动盘中，等待下一轮重新上料。本发明从汽车用穿心钉卡扣的结构特点出发，设计了与之相适应的选向结构来完成自动上料。

本实施例中，如图6所示，侧放状态是指穿心钉卡扣通过其侧面支撑于支撑面上，如图5所示，竖放状态是指穿心钉卡扣通过其底面支撑于支撑面上，当支撑面为水平面时，则竖放状态的穿心钉卡扣的中心轴处于竖直状态。螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣，是指穿心钉卡扣通过其底面支撑于螺旋轨道上，螺旋轨道上处于侧放状态的穿心钉卡扣，是指穿心钉卡扣通过其侧面支撑于螺旋轨道上。

具体的，振动盘的螺旋轨道为两条，每条螺旋轨道末端均设有一段选向卡轨7和选向槽8。传送轨道为两条，传送轨道与螺旋轨道一一对应，以使汽车用穿心钉卡扣自动上料设备能够传送两排物料。

上料台上设有4个上料位9，上料台通过平移执行机构10的驱使实现往复运动，以使上料台每次有两个上料位对准两条传送轨道。选向卡轨中输出的穿心钉卡扣通过传送轨道传送至对应的上料位上。平移执行机构为平移气缸或电动推杆，本实施例中，平移执行机构由电机和丝杆螺母机构组成。

当然，上料台上也可以设置2个上料位，2个上料位对准两条传送轨道，上料台直接固定在底座上。

本实施例中，传送轨道的底面为水平面，传送轨道上穿心钉卡扣呈竖放状态，且传送轨道上的穿心钉卡扣支撑于的传送轨道底面上；上料位中用于支撑穿心钉卡扣的支撑面为水平面。

进一步的，卡盘上设有吸嘴11，用于吸取上料位中的物料。本实施例中，吸嘴为仿形吸嘴，仿形吸嘴的直径为11.5mm，整体长度为132mm，与卡盘6通过钣金件连接，装卸方便，也易于调试。由于穿心钉卡扣有垂直于中心轴线的圆面，因此用仿形部件与之配合时容易形成密闭腔体，适用于吸嘴取放。另外，吸气取放的操作也不易损伤零件。

具体的，卡盘呈正八边形，底座上设有用于驱动卡盘旋转的电机。卡盘的八条棱边中，有部分的棱边上设有所述的吸嘴，并且每条棱边上的吸嘴为两个，每条棱边上的两个吸嘴与上料台上的2个上料位相对应。为了充分利用空间，将卡盘设计成多边形，在部分的棱边上设置与两个上料位位置相对应的两个仿形吸嘴，以缩短循环时间，提高工作效率。

具体的，卡盘的八条棱边中，有一条棱边上设有CCD相机12，其余的棱边上均设有两个吸嘴。用纯机械机构来保证定位精度会产生良率不足，停机维护时间过长的问题，因此在卡盘的一条棱边上设置CCD相机进行吸取前的定位，以保证吸取成功率，减少故障风险和停机维护时间。

进一步的，选向卡轨远离传送轨道的一端与螺旋轨道之间设有一个过渡斜面13，在穿心钉卡扣从螺旋轨道向选向卡轨运动的过程中，穿心钉卡扣沿过渡斜面往下运动，以使竖放状态的穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中。过渡斜面向着选向卡轨方向往下倾斜。如此，通过巧妙的设置过渡斜面，使穿心钉卡扣自动沿过渡斜面往下运动，从而使竖放状态的穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中。本实施例中，过渡斜面的倾斜角度为13°。

进一步的，螺旋轨道的中段设有调向台阶14和调向杆15，调向杆设置在调向台阶的上表面靠近螺旋轨道内侧的边缘。本实施例中，调向杆的中部设有弧形凸起，调向台阶在螺旋轨道的输送方向上往下倾斜。螺旋轨道中依次排列的穿心钉卡扣的状态包括侧放状态与竖放状态，并且由于侧放状态更稳定，螺旋轨道中侧放状态的穿心钉卡扣一般多于竖放状态的穿心钉卡扣，仅靠选向卡轨来筛选竖放状态的穿心钉卡扣，会影响上料效率；为了解决这一问题，本方案在螺旋轨道的中段设有调向台阶和调向杆，将部分侧放状态的穿心钉卡扣转换为竖放状态，以使靠近螺旋轨道末端的螺旋轨道中的穿心钉卡扣大部分都呈竖放状态，具体的，由于穿心钉卡扣底部质量较集中，重心偏低，因此在侧放状态下经过一个台阶，有较大概率转换为竖放状态；另一方面，在靠近穿心钉卡扣头部的位置设置调向杆，可以对穿心钉卡扣的头部形成一个支撑，使得穿心钉卡扣在下台阶的时候更容易转换到竖放状态。

调向台阶与螺旋轨道之间用圆角过渡。平滑过渡的调向台阶，可以避免原本就处于竖放状态的穿心钉卡扣通过台阶时改变其状态。

螺旋轨道外侧设有挡壁，挡壁上设有一个通孔16。该通孔的设置可使得一部分侧放状态的穿心钉卡扣掉回料堆，更早进入下一个上料循环。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，包括：

振动盘，包括用于输送穿心钉卡扣的螺旋轨道；

上料台，用于放置振动盘供给的物料；

传送轨道，用于将螺旋轨道上的物料传送至上料台；

其特征是，所述振动盘的螺旋轨道末端设有一段选向卡轨和选向槽，所述螺旋轨道上处于竖放状态的穿心钉卡扣在输送到螺旋轨道的末端时，穿心钉卡扣的底部凸缘能够卡进所述选向卡轨中,以使穿心钉卡扣保持竖放状态往传送轨道方向输送，所述选向槽设置于选向卡轨底部，以使无法卡进选向卡轨中的穿心钉卡扣掉回振动盘中。

2.根据权利要求1所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述螺旋轨道为两条，所述传送轨道为两条，传送轨道与螺旋轨道一一对应，以使汽车用穿心钉卡扣自动上料设备能够传送两排物料，所述上料台上设有4个上料位，所述上料台通过平移执行机构的驱使实现往复运动，以使上料台每次有两个上料位对准两条传送轨道。

3.根据权利要求1所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，还包括卡盘，用于抓取上料台上的物料；所述卡盘上设有吸嘴，用于吸取上料位中的物料。

4.根据权利要求3所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述卡盘呈正八边形，卡盘的八条棱边中，有部分的棱边上设有所述的吸嘴，并且每条棱边上的吸嘴为两个，每条棱边上的两个吸嘴与上料台上的2个上料位相对应。

5.根据权利要求4所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述卡盘的八条棱边中，有一条棱边上设有CCD相机，其余的棱边上均设有两个吸嘴。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述选向卡轨远离传送轨道的一端与螺旋轨道之间设有一个过渡斜面，在穿心钉卡扣从螺旋轨道向选向卡轨运动的过程中，穿心钉卡扣沿过渡斜面往下运动，以使竖放状态的穿心钉卡扣的底部凸缘卡进所述选向卡轨中。

7.根据权利要求6所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述螺旋轨道的中段设有调向台阶和调向杆，所述调向杆设置在调向台阶的上表面靠近螺旋轨道内侧的边缘。

8.根据权利要求7所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述调向台阶与螺旋轨道之间用圆角过渡。

9.根据权利要求1所述的汽车用穿心钉卡扣自动上料设备，其特征是，所述螺旋轨道外侧设有挡壁，所述挡壁上设有一个通孔。

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