CN113523801B - 螺栓自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺栓自动装配设备，包括旋转台、螺栓上料组件、垫圈上料组件、螺母上料组件、装配组件以及下料组件，旋转台上设置有螺栓上料工位、垫圈上料工位、装配工位以及下料工位，螺栓上料组件将螺栓按预设的姿态上料至螺栓上料工位，旋转台带动螺栓依次经过垫圈上料工位、螺母上料工位、装配工位以及下料工位，垫圈上料组件将垫圈上料并套设于垫圈上料工位的螺栓上，螺母上料组件将螺母上料至装配组件，装配组件将螺母装配于装配工位的螺栓上，下料组件将所述下料工位完成装配的螺栓下料，衔接配合紧凑，采用自动化的方式控制，有效提升了螺栓装配效率及质量、降低了装配成本。

Description

螺栓自动装配设备

技术领域

本发明涉及螺栓装配技术领域，特别涉及一种螺栓自动装配设备。

背景技术

螺栓、垫圈以及螺母等作为常用的五金件，通常是组合使用的。上述五金件在分别制造后一般需要装配为整体，作为整体产品包装、出售等。采用人工装配的劳动强度大、效率偏低，且螺母与螺丝的拧紧装配在人工长期作业的情况下存在稳定性差、可靠性差、质量合格率低的问题，亟需得到有效解决。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能自动将螺栓、垫圈以及螺母装配为整体的设备，以降低人工劳动强度，提升装配效率及质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种螺栓自动装配设备，包括旋转台、螺栓上料组件、垫圈上料组件、螺母上料组件、装配组件以及下料组件，所述旋转台上设置有螺栓上料工位、垫圈上料工位、装配工位以及下料工位，所述螺栓上料组件将螺栓按预设的姿态上料至所述螺栓上料工位，所述旋转台带动螺栓依次经过所述垫圈上料工位、所述螺母上料工位、所述装配工位以及所述下料工位，所述垫圈上料组件将垫圈上料并套设于所述垫圈上料工位的螺栓上，所述螺母上料组件将螺母上料至所述装配组件，所述装配组件将螺母装配于所述装配工位的螺栓上，所述下料组件将所述下料工位完成装配的螺栓下料。

进一步地，所述旋转台包括位于上层的活动台板以及位于下层的固定台板，所述固定台板固定设置，所述活动台板与工位旋转驱动部连接，相对于所述固定台板旋转，所述活动台板上形成有与全部工位一一对应的多个定位槽口，所述定位槽口与螺栓的栓头相对应，所述固定台板上形成有开口，所述开口与所述装配工位以及所述下料工位对应。

进一步地，所述螺栓上料组件包括螺栓输送机，所述螺栓输送机的出口端与皮带输送线的第一端对接，所述皮带输送线的第二端与所述螺栓上料工位对接，螺栓以栓头向下的姿态输送至所述皮带输送线以及所述螺栓上料工位，所述皮带输送线的上方还架设有导向结构，所述导向结构包括沿所述皮带输送线方向布置、且相互平行的两个导向杆，螺栓输送时滑动于两个所述导向杆之间。

进一步地，所述垫圈上料组件包括垫圈输送机，所述垫圈输送机的出口与第一出料管的第一端连通，所述第一出料管的第二端与第一导料块连接，所述第一导料块的上表面形成有第一导料槽，所述第一导料槽的第一端与所述第一出料管连通、且设置有第一推料气缸，所述第一导料槽的第二端形成有第一导料孔，所述第一导料孔与第一导料管的第一端连通，所述第一导料管的第二端通过第一滑道与第一安装块内的垫圈装配通道连通，所述第一安装块与第一升降模组连接，所述第一安装块上还连接有对所述垫圈装配通道底端挡料的第一挡料气缸。

进一步地，所述螺母上料组件包括螺母输送机，所述螺母输送机的出口与第二出料管的第一端连通，所述第二出料管的第二端与第二导料块连接，所述第二导料块的上表面形成有第二导料槽，所述第二导料槽的第一端与所述第二出料管连通、且设置有第二推料气缸，所述第二导料槽的第二端形成有第二导料孔，所述第二导料孔与第二导料管的第一端连通，所述第二导料管的第二端通过第二滑道与所述装配组件连接。

进一步地，所述装配组件包括装配块，所述装配块内形成有螺母装配通道，所述第二滑道与所述螺母装配通道连通，所述装配块固定在安装台上，所述安装台与第二升降模组连接，所述安装台上设置有螺母装配机构，所述螺母装配机构包括螺母装配杆以及连接在所述螺母装配杆底端的螺母装配接头，所述螺母装配接头延伸至所述螺母装配通道内部，与螺母的形状相匹配，所述螺母装配杆的顶端与所述安装台上的装配旋转电机连接，由所述装配旋转电机驱动而旋转，所述装配工位的下方还设置有螺栓固定杆以及连接在所述螺栓固定杆顶端的螺栓固定接头，所述螺栓固定杆的底端与伸缩机构连接，所述螺栓固定接头的形状与螺栓的栓头相匹配。

进一步地，所述第二升降模组上设置有高度传感器，所述装配旋转电机内设置有扭矩传感器。

进一步地，所述装配块还连接有对所述螺母装配通道底端挡料的第二挡料气缸，所述螺母装配通道的底端还连接有多个导向结构，所述导向结构为活动设置于所述螺母装配通道内壁的滚珠。

进一步地，所述下料工位包括成品下料工位以及次品下料工位，所述固定台板上的两个开口分别与所述成品下料工位以及所述次品下料工位对应，所述下料组件包括与所述成品下料工位的开口对接的成品收集装置、以及与所述次品下料工位的开口对接的次品收集装置，所述固定台板的下表面还连接有与所述成品下料工位对应的挡料机构，所述挡料机构包括活动设置的挡料板以及驱动所述挡料板移动的分选气缸，所述挡料板对所述成品下料工位的开口密封挡料。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明提供的螺栓自动装配设备，通过螺栓上料组件将螺栓按预设的姿态上料至旋转台，旋转台采用旋转送料的方式，将螺栓依次输送至各个工位，能保证各个工位均有料作业，提升装配效率，垫圈上料组件将垫圈上料并套设于螺栓上，螺母上料组件将螺母上料至装配组件，装配组件将螺母拧紧装配于螺栓上，最后通过下料组件将完成装配的产品下料，衔接配合紧凑，采用自动化的方式控制，有效提升了螺栓装配效率及质量、降低了装配成本；

本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的旋转台结构示意图；

图3为本发明的螺栓上料组件结构示意图；

图4为本发明的垫圈上料组件结构示意图；

图5为本发明的螺母上料组件结构示意图；

图6为本发明的装配组件结构示意图；

图7为本发明的装配块结构示意图；

图8为本发明的下料组件结构示意图。

【附图标记说明】

100-旋转台；101-活动台板；102-固定台板；103-工位旋转驱动部；104-定位槽口；105-开口；200-螺栓上料组件；201-螺栓输送机；202-皮带输送线；203-导向杆；300-垫圈上料组件；301-垫圈输送机；302-第一出料管；303-第一导料块；304-第一导料槽；305-第一推料气缸；306-第一导料管；307-第一滑道；308-第一安装块；309-垫圈装配通道；310-第一升降模组；311-第一挡料气缸；400-螺母上料组件；401-螺母输送机；402-第二出料管；403-第二导料块；404-第二导料槽；405-第二推料气缸；406-第二导料管；407-第二滑道；500-装配组件；501-装配块；502-螺母装配通道；503-安装台；504-第二升降模组；505-螺母装配杆；506-螺母装配接头；507-装配旋转电机；508-螺栓固定杆；509-螺栓固定接头；510-第二挡料气缸；511-滚珠；600-下料组件；601-成品收集装置；602-次品收集装置；603-挡料板；604-分选气缸；7-螺栓；

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种螺栓自动装配设备，包括旋转台100、螺栓上料组件200、垫圈上料组件300、螺母上料组件400、装配组件500以及下料组件600。其中，旋转台100上设置有螺栓上料工位、垫圈上料工位、装配工位以及下料工位，螺栓上料组件200将螺栓7按预设的姿态上料至旋转台100的螺栓上料工位，旋转台100采用旋转送料的方式，带动螺栓7依次经过垫圈上料工位、螺母上料工位、装配工位以及下料工位，能保证各个工位均有料作业，提升装配效率。垫圈上料组件300将垫圈上料并套设于垫圈上料工位的螺栓7上，随后螺母上料组件400将螺母上料至装配组件500，装配组件500将螺母拧紧装配于装配工位的螺栓7上，此时垫圈位于螺母与栓头之间并固定。下料组件600将移动至下料工位的、完成装配的产品下料。

同时如图2所示，旋转台100为双层结构，包括位于上层的活动台板101以及位于下层的固定台板102。其中，固定台板102固定设置，活动台板101与工位旋转驱动部103连接，能相对于固定台板102旋转。活动台板101上形成有与全部工位一一对应的多个定位槽口104，定位槽口104与螺栓7的栓头相对应，活动台板101旋转时螺栓7由定位槽口104带动而同步旋转，栓头相对于支撑的固定台板102滑动。固定台板102上形成有开口105，开口105与装配工位以及下料工位对应，使螺栓7旋转至装配工位时开口与定位槽口104对准贯通，下方机构能伸入并对螺栓7固定，而旋转至下料工位时能下料。

同时如图3所示，螺栓上料组件200包括螺栓输送机201，螺栓输送机201可采用振动盘或插板输送的形式。螺栓输送机201的出口端与皮带输送线202的第一端对接，皮带输送线202的第二端与螺栓上料工位对接，从螺栓输送机201出料的螺栓7以栓头向下的姿态输送至皮带输送线202，再沿皮带输送线202输送至旋转台100的螺栓上料工位，由定位槽口104定位以及固定台板102支撑。

作为进一步改进，皮带输送线202的上方还架设有导向结构，导向结构包括沿皮带输送线202方向布置、且相互平行的两个导向杆203，螺栓7输送时滑动于两个导向杆203之间，使螺栓7保持栓底向下且竖直的姿态输送，便于后续的垫圈以及螺母装配。

同时如图4所示，垫圈上料组件300包括垫圈输送机301，垫圈输送机301的出口与第一出料管302的第一端连通，第一出料管302的第二端与第一导料块303连接，第一导料块303的上表面形成有第一导料槽304，第一导料槽304的第一端与第一出料管302连通、且设置有第一推料气缸305，第一导料槽304的第二端形成有第一导料孔，第一导料孔与第一导料管306的第一端连通，第一导料管306的第二端通过第一滑道307与第一安装块308内的垫圈装配通道309连通。其中，第一出料管302、第一导料管306、第一滑道307均竖直或倾斜设置，使垫圈在重力作用下自动落料。从第一出料管302落料的垫圈落入第一导料槽304的第一端，再通过第一推料气缸305推送至第一导料槽304的第二端并从第一导料孔落料，最终进入垫圈装配通道309，保证了落料的有序性。

第一安装块308与第一升降模组310连接，由第一升降模组310驱动而升降，当垫圈装配通道309内上料垫圈后，第一安装块308下降，使位于垫圈上料工位的螺栓7的栓底逐渐插入垫圈装配通道309内，进而垫圈逐渐套设在螺栓7上完成上料。第一安装块308上还连接有对垫圈装配通道309底端挡料的第一挡料气缸311，其通过活塞杆作用将垫圈限制在垫圈装配通道309的底端，防止垫圈从第一安装块308掉落而无法套入螺栓7。

同时如图5所示，螺母上料组件400包括螺母输送机401，螺母输送机401的出口与第二出料管402的第一端连通，第二出料管402的第二端与第二导料块403连接，第二导料块403的上表面形成有第二导料槽404，第二导料槽404的第一端与第二出料管402连通、且设置有第二推料气缸405，第二导料槽404的第二端形成有第二导料孔，第二导料孔与第二导料管406的第一端连通，第二导料管406的第二端通过第二滑道407与装配组件500连接，其送料方式与垫圈上料组件300类似，此处不再赘述。

同时如图6、图7所示，装配组件500包括装配块501，装配块501内形成有螺母装配通道502，第二滑道407与螺母装配通道502连通，使螺母上料至螺母装配通道502。装配块501固定安装台503上，安装台503与第二升降模组504连接，由第二升降模组504带动安装台503以及装配块501升降。安装台503上设置有螺母装配机构，螺母装配机构包括螺母装配杆505以及连接在螺母装配杆505底端的螺母装配接头506，螺母装配接头506延伸至螺母装配通道502内部，与螺母的形状相匹配，螺母装配杆505的顶端与安装台503上的装配旋转电机507连接。同时，装配工位的下方还设置有螺栓固定杆508以及连接在螺栓固定杆508顶端的螺栓固定接头509，螺栓固定杆508的底端与伸缩机构(图中未显示)连接，螺栓固定接头509的形状与螺栓7的栓头相匹配。

当螺母上料至螺母装配通道502后，第二升降模组504带动安装台503以及装配块501下降，使位于装配工位的螺栓7的栓底逐渐插入螺母装配通道502内，螺母逐渐套于螺栓7上。装配块501继续下降的过程中，由于此时螺母并未拧转，因此螺栓7会将螺母相对于装配块501向上顶升，使螺母逐渐与延伸至螺母装配通道502内部的螺母装配接头506对接，且螺母装配接头506与螺母套合。此时安装台503无法再沿第二升降模组504升降，装配旋转电机507驱动螺母装配杆505旋转，使螺母与螺栓7逐渐拧紧、并相对于螺栓7下降，因而安装台503再次随螺母缓慢下降，直至螺母与螺栓7拧紧到位。另外，当螺栓7随旋转台100移动至装配工位后，螺栓固定杆508顶端的螺栓固定接头509在伸缩机构作用下向上伸入开口中，将螺栓7支撑固定，同时依靠螺栓固定接头509与螺栓7的栓头配合而使螺栓7无法旋转。

在本实施例中，第二升降模组504上设置有高度传感器，通过高度传感器确认安装台503的竖直位置，在拧紧螺母过程中当安装台503下降至预设位置时认为装配完成。装配旋转电机507内设置有扭矩传感器，通过扭矩传感器确认装配时的扭矩，如果扭矩传感器检测到扭矩太大而无法达到装配高度，则认定为废品。

在本实施例中，装配块501还连接有对螺母装配通道502底端挡料的第二挡料气缸510，与第一挡料气缸311类似，通过活塞杆作用将螺母限制在螺母装配通道502的底端，防止螺母直接掉落。螺母装配通道502的底端还连接有多个导向结构，导向结构为活动设置于螺母装配通道502内壁的滚珠511，主要对插入螺母装配通道502的螺栓7滚动支撑，使拧转螺母时螺栓7晃动更小。

同时如图8所示，下料工位包括成品下料工位以及次品下料工位，固定台板102上的两个开口分别与成品下料工位以及次品下料工位对应，下料组件包括与成品下料工位的开口对接的成品收集装置601、以及与次品下料工位的开口对接的次品收集装置602。同时，固定台板102的下表面还连接有与成品下料工位对应的挡料机构，挡料机构包括活动设置的挡料板603以及驱动挡料板603移动的分选气缸604，挡料板603对成品下料工位的开口密封挡料。

当扭矩传感器以及高度传感器确认装配产品合格时，产品随旋转台100移动至成品下料工位，此时挡料板603在分选气缸604驱动下移开，产品直接从成品下料工位的开口落入成品收集装置601完成收集；而当扭矩传感器以及高度传感器确认装配产品不合格时，产品随旋转台100移动至成品下料工位后，挡料板603在分选气缸604驱动下将开口挡住而无法下料，产品再随旋转台100移动至次品下料工位，直接从次品下料工位的开口落入次品收集装置602完成收集，形成成品与次品的分选。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种螺栓自动装配设备，其特征在于，包括旋转台、螺栓上料组件、垫圈上料组件、螺母上料组件、装配组件以及下料组件，所述旋转台上设置有螺栓上料工位、垫圈上料工位、装配工位以及下料工位，所述螺栓上料组件将螺栓按预设的姿态上料至所述螺栓上料工位，所述旋转台带动螺栓依次经过所述垫圈上料工位、螺母上料工位、所述装配工位以及所述下料工位，所述垫圈上料组件将垫圈上料并套设于所述垫圈上料工位的螺栓上，所述螺母上料组件将螺母上料至所述装配组件，所述装配组件将螺母装配于所述装配工位的螺栓上，所述下料组件将所述下料工位完成装配的螺栓下料；

所述装配组件包括装配块，所述装配块内形成有螺母装配通道，所述装配块固定在安装台上，所述安装台与第二升降模组连接，所述安装台上设置有螺母装配机构，所述螺母装配机构包括螺母装配杆以及连接在所述螺母装配杆底端的螺母装配接头，所述螺母装配接头延伸至所述螺母装配通道内部，与螺母的形状相匹配，所述螺母装配杆的顶端与所述安装台上的装配旋转电机连接，由所述装配旋转电机驱动而旋转，所述装配工位的下方还设置有螺栓固定杆以及连接在所述螺栓固定杆顶端的螺栓固定接头，所述螺栓固定杆的底端与伸缩机构连接，所述螺栓固定接头的形状与螺栓的栓头相匹配；所述装配旋转电机内设置有扭矩传感器；所述螺母装配通道的底端还连接有多个导向结构，所述导向结构为活动设置于所述螺母装配通道内壁的滚珠。

2.根据权利要求1所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述旋转台包括位于上层的活动台板以及位于下层的固定台板，所述固定台板固定设置，所述活动台板与工位旋转驱动部连接，相对于所述固定台板旋转，所述活动台板上形成有与全部工位一一对应的多个定位槽口，所述定位槽口与螺栓的栓头相对应，所述固定台板上形成有开口，所述开口与所述装配工位以及所述下料工位对应。

3.根据权利要求2所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述螺栓上料组件包括螺栓输送机，所述螺栓输送机的出口端与皮带输送线的第一端对接，所述皮带输送线的第二端与所述螺栓上料工位对接，螺栓以栓头向下的姿态输送至所述皮带输送线以及所述螺栓上料工位，所述皮带输送线的上方还架设有导向结构，所述导向结构包括沿所述皮带输送线方向布置、且相互平行的两个导向杆，螺栓输送时滑动于两个所述导向杆之间。

4.根据权利要求2所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述垫圈上料组件包括垫圈输送机，所述垫圈输送机的出口与第一出料管的第一端连通，所述第一出料管的第二端与第一导料块连接，所述第一导料块的上表面形成有第一导料槽，所述第一导料槽的第一端与所述第一出料管连通、且设置有第一推料气缸，所述第一导料槽的第二端形成有第一导料孔，所述第一导料孔与第一导料管的第一端连通，所述第一导料管的第二端通过第一滑道与第一安装块内的垫圈装配通道连通，所述第一安装块与第一升降模组连接，所述第一安装块上还连接有对所述垫圈装配通道底端挡料的第一挡料气缸。

5.根据权利要求2所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述螺母上料组件包括螺母输送机，所述螺母输送机的出口与第二出料管的第一端连通，所述第二出料管的第二端与第二导料块连接，所述第二导料块的上表面形成有第二导料槽，所述第二导料槽的第一端与所述第二出料管连通、且设置有第二推料气缸，所述第二导料槽的第二端形成有第二导料孔，所述第二导料孔与第二导料管的第一端连通，所述第二导料管的第二端通过第二滑道与所述装配组件连接。

6.根据权利要求5所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述第二滑道与所述螺母装配通道连通。

7.根据权利要求6所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述第二升降模组上设置有高度传感器。

8.根据权利要求6所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述装配块还连接有对所述螺母装配通道底端挡料的第二挡料气缸。

9.根据权利要求2所述的螺栓自动装配设备，其特征在于，所述下料工位包括成品下料工位以及次品下料工位，所述固定台板上的两个开口分别与所述成品下料工位以及所述次品下料工位对应，所述下料组件包括与所述成品下料工位的开口对接的成品收集装置、以及与所述次品下料工位的开口对接的次品收集装置，所述固定台板的下表面还连接有与所述成品下料工位对应的挡料机构，所述挡料机构包括活动设置的挡料板以及驱动所述挡料板移动的分选气缸，所述挡料板对所述成品下料工位的开口密封挡料。

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