CN209793075U - 自动穿螺丝垫片机 - Google Patents

Abstract

一种自动穿螺丝垫片机，包括电气系统和机械系统，所述的电气系统包括供电模块、控制模块、执行模块和检测模块，所述的机械系统包括螺丝定位结构、垫片定位结构、振动盘固定结构和减噪声结构；所述的执行模块包括气缸、振动盘和直振三部分，振动盘与直振相连接；气缸共有三个薄壁气缸，包括一个下压气缸、一个平推气缸和一个顶升气缸；本实用新型操作简单快捷，操作人员只需按时向振动盘里添加螺丝和垫片，便可空出剩余精力做其他工作，大大提高了人力资源利用率；生产效率高，三个气缸快速联动的设计结构，使设备单次穿垫片的时间缩短到0.5s左右，一天的产量是人工产量的数倍。

Description

自动穿螺丝垫片机

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体的涉及一种自动穿螺丝垫片机。

背景技术

当今机械行业不断的发展，不管是机械中的哪一类行业，都会有螺丝和垫片的使用，更多的场合也需要进行螺丝穿垫片，传统的螺丝上安装垫片是通过工人手工进行安装的，需要在每一个螺丝上穿垫片，由于螺丝是大批量生产的，这样导致需要大量的工人进行手工操作穿垫片的工作，节奏缓慢、效率低下，增加人工成本，不适合大规模的生产，而且对于螺丝穿垫片需要进行有效的定位，传统的装置定位容易出现偏差，不适于持续生产，同时会发生多穿或者漏穿的现象，品质达不到统一标准，对装置要进行频繁的检查。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种自动穿螺丝垫片机，专门针对发动机螺丝和垫片的组装，通过单片机控制板控制多气缸联动，彻底代替人工作业，节省人力资源，提高生产效率。

本实用新型采用的技术方案为：

一种自动穿螺丝垫片机，包括电气系统和机械系统，所述的电气系统包括供电模块、控制模块、执行模块和检测模块，所述的机械系统包括螺丝定位结构、垫片定位结构、振动盘固定结构和减噪声结构；所述的执行模块包括气缸、振动盘和直振三部分，振动盘与直振相连接；气缸共有三个薄壁气缸，包括一个下压气缸、一个平推气缸和一个顶升气缸。

所述的下压气缸通过下压气缸固定板固定设置在螺丝推块的前端，下压气缸的活塞下方设置螺丝定位块；螺丝推块的另一端与螺丝推块的轨道相连接，螺丝推块的轨道与平推气缸滑台固定连接；平推气缸通过平推气缸固定板固定在工作板上，垫片定位块固定在工作板上，垫片固定块的中心为中空，下方与顶升气缸的活塞相连接，工作板通过丝杆固定在机架上。

所述的螺丝定位结构由螺丝直振、下压气缸和螺丝定位块三部分组成，螺丝直振位于螺丝推块的一侧，螺丝定位块位于下压气缸的正下方，且螺丝定位块固定在平推气缸的平台上，随平推气缸的伸缩而前后移动。

所述的垫片定位机构由垫片直振、顶升气缸、垫片定位块和垫片压块四部分组成，垫片压块固定在螺丝定位块的前端，随螺丝定位块前后移动，当平推气缸处于收缩状态时，垫片压块处在垫片定位块的顶部。

所述的振动盘固定结构包括螺丝振动盘和垫片振动盘，采用螺旋阶梯式分离固定，两个振动盘分别位于整个设备的两侧。

所述的减噪声结构位于设备机架的上部，将设备上部包围一圈。

本实用新型的有益效果是：本实用新型操作简单快捷，操作人员只需按时向振动盘里添加螺丝和垫片，便可空出剩余精力做其他工作，大大提高了人力资源利用率；生产效率高，三个气缸快速联动的设计结构，使设备单次穿垫片的时间缩短到0.5s左右，一天的产量是人工产量的数倍。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的执行模块的结构示意图一。

图3为本实用新型的执行模块的结构示意图二。

图4为本实用新型的执行模块的主视图。

图5为本实用新型的执行模块的后视图。

图6为本实用新型的螺丝推块的结构示意图一。

图7为本实用新型的螺丝推块的结构示意图二。

图8为本实用新型的垫片定位块的结构示意图。

图9为本实用新型的操作流程图。

图10为本实用新型的三气缸联动完成单次穿螺丝垫片的动作流程图。

图11为本实用新型的具体的工作原理图。

图中，1、垫片直振，2、垫片，3、顶升气缸，4、垫片压块，5、下压气缸固定板，6、下压气缸，7、轨道，8、气缸滑台固定块，9、平推气缸滑台，10、平推气缸，11、机架，12、螺丝，13、丝杆，14、平推气缸固定板，15、螺丝直振，16、螺丝推块，17、螺丝定位块，18、垫片定位块，19、螺丝定位槽，20、下压气缸固定件安装孔，21、吹气孔，22、传感器检测开口槽，23、垫片定位槽，24、螺丝振动盘，25、垫片振动盘。

具体实施方式

如图1—图11所示，一种自动穿螺丝垫片机，包括电气系统和机械系统，所述的电气系统包括供电模块、控制模块、执行模块和检测模块，所述的机械系统包括螺丝定位结构、垫片定位结构、振动盘固定结构和减噪声结构；所述的执行模块包括气缸、振动盘和直振三部分，振动盘与直振相连接；气缸共有三个薄壁气缸，包括一个下压气缸6、一个平推气缸10和一个顶升气缸3。

所述的下压气缸6通过下压气缸固定板5固定设置在螺丝推块16的前端，下压气缸6的活塞下方设置螺丝定位块17；螺丝推块16的另一端与螺丝推块16的轨道7相连接，螺丝推块16的轨道7与平推气缸滑台9固定连接；平推气缸10通过平推气缸固定板14固定在工作板上，垫片定位块18固定在工作板上，垫片固定块18的中心为中空，下方与顶升气缸3的活塞相连接，工作板通过丝杆13固定在机架11上。

所述的螺丝定位结构由螺丝直振15、下压气缸6和螺丝定位块17三部分组成，螺丝直振15位于螺丝推块16的一侧，螺丝定位块17位于下压气缸6的正下方，且螺丝定位块17固定在平推气缸10的平台上，随平推气缸10的伸缩而前后移动。

所述的垫片定位机构由垫片直振1、顶升气缸3、垫片定位块18和垫片压块4四部分组成，垫片压块4固定在螺丝定位块17的前端，随螺丝定位块17前后移动，当平推气缸10处于收缩状态时，垫片压块4处在垫片定位块18的顶部。

所述的振动盘固定结构包括螺丝振动盘24和垫片振动盘25，采用螺旋阶梯式分离固定，两个振动盘分别位于整个设备的两侧。

所述的减噪声结构位于设备机架的上部，将设备上部包围一圈。

一种自动穿螺丝垫片机，包括电气系统和机械系统，所述的电气系统包括供电模块、控制模块、执行模块和检测模块，所述的机械系统包括螺丝定位结构、垫片定位结构、振动盘固定结构和减噪声结构。

所述的供电模块包括直流和交流两个部分，交流电220V通过三脚插头接入设备，经过2P断路器分别为开关电源、振动盘控制器和直振控制器提供220V的工作电压；直流DC24V 2A的开关电源，分别为单片机，传感器和电磁阀提供电源。

所述的控制模块包含单片机控制板、电磁阀、急停按钮、三位旋钮和普通按钮五部分。

本实用新型选择的单片机控制板，结构简单，成本低廉，其内部程序可以通过PC机用三菱PLC编程软件编程，简单易操作，非常适合控制点数少的设备。

电磁阀共有4个，其中三个用来控制对应的气缸动作，最后一个电磁阀控制吹气，其作用是将螺丝固定块内完成穿垫的螺丝吹离定位槽。

急停按钮的作用是快速切断振动盘控制器和直振控制器的供电电源，同时给单片机控制板输入一个停止信号。

三位旋钮的功能是切换设备单动运行和自动运行，另控制平推气缸10的单动动作。

普通按钮有启动、停止两个，分别控制设备的运行和停止。

所述的执行模块包括气缸、振动盘和直振三部分；气缸共有三个薄壁气缸，一个下压气缸6、一个平推气缸10和一个顶升气缸3，下压气缸6将直振送到位的竖直状态的螺丝压紧，防止平推气缸10运动时，螺丝发生倾斜或位移；平推气缸10是将下压气缸6压紧好的螺丝平推到穿垫片位置；顶升气缸3是将垫片直振1送到位的螺丝垫片2向上顶出，完成垫片2穿进螺丝12顶部的动作。

平推气缸10的活塞与平推气缸滑台9通过螺栓相连接，平推气缸滑台9通过螺栓和气缸滑台固定块8固定在轨道7的侧面。

所述的振动盘分为螺丝振动盘24和垫片振动盘25；螺丝振动盘24是将散乱的螺丝12排列成一排螺丝头朝上的竖直状态；垫片振动盘25是将散乱无规则的垫片2排列成一排水平状态。

所述的直振分为螺丝直振15和垫片直振1，直振是与振动盘轨道相连接但是却独立振动的水平直轨道，直振中间安装有接近传感器，其作用就是当振动盘振出的一定数量螺丝进入直振轨道后，传感器输出信号给振动盘控制器，使振动盘停止振动，从而防止螺丝定位槽19内出现螺丝12堆叠现象；垫片直振1的工作原理与螺丝直振15相同。

所述的检测模块包括传感器和声光报警器，传感器包括接近传感器、磁性开关和压力传感器三种，接近传感器分螺丝传感器和垫片传感器，分别安装在螺丝直振和垫片直振的出口位置，其作用是检测螺丝和垫片是否到位；磁性开关一个，安装在顶升气缸外壁上侧，用来检测垫片是否穿到位；压力传感器检测供气侧气压值，当气压压力小于设定的0.6MPa时，输出报警信号给单片机控制板。

声光报警器会在设备发生错误时报警。

所述的螺丝定位结构由螺丝直振15、下压气缸6和螺丝定位块17三部分组成，螺丝直振15将螺丝12振入螺丝定位块17的同时，进入螺丝定位块17的螺丝12会一直受到后面螺丝直振15里螺丝的水平推力，当下压气缸6带动气缸轴顶部的压块压紧螺丝头时，整个螺丝定位动作完成，其中，下压气缸6固定在螺丝定位块17上方，螺丝定位块17固定在平推气缸10的平台上，可随平推气缸10的伸缩而前后移动。

螺丝定位块17位于螺丝推块16的端部，且螺丝定位块17的前侧中间设置有螺丝定位槽19。螺丝定位块17的后侧设置有两个下压气缸固定件安装孔20和一个吹气孔21，吹气孔21为通孔，下压气缸固定件安装孔20不是通孔，且有内螺纹。

所述的垫片定位机构由垫片直振1、顶升气缸3、垫片定位块18和垫片压块4四部分组成，垫片直振1将垫片2振入垫片定位块18的同时，进入垫片定位块18的垫片2会一直受到后面垫片直振1里垫片2的水平推力，垫片压块4固定在螺丝定位块17前端，可随螺丝定位块17前后移动，当平推气缸10处于收缩状态时，垫片压块4处在垫片定位块18的顶部，防止垫片2因后面水平推力过大而翻转，甚至脱离垫片定位槽23。

垫片定位块18的端部设置有垫片定位槽23，垫片定位槽23的一侧设置有传感器检测开口槽22。

所述的振动盘固定结构包括螺丝振动盘24和垫片振动盘25，采用螺旋阶梯式分离固定，两个振动盘分别位于整个设备的两侧。螺丝12和垫片2分别通过配套的直振进入定位位置，这种阶梯式的分离固定结构可避免两个振动盘相互干扰，影响传动效果。

所述的减噪声结构位于设备机架11的上部，将设备上部包围一圈。由于两个振动盘在工作过程中，产生噪声比较大，影响周围环境，故本实用新型设计了减噪声结构，即用透明的宽乳胶垫，将设备上部包围一圈，以隔离大部分噪声。

本实用新型以单片机控制板为主要控制核心，通过IO输入端口，采集传感器信号和按钮输入信号，通过IO输出端口，控制电磁阀动作，以指示灯和蜂鸣器显示设备运行状态。PC机通过专用下载线，可编写修改单片机控制板的内部程序。本实用新型具体工作原理如图11所示。

本实用新型的操作简单，开始之前只需要将螺丝和垫片放进对应的振动盘内，启动设备运行即可，具体操作流程如图9所示：

三气缸联动完成单次穿螺丝垫片的动作流程图如图10所示。

1. 两个振动盘和两个直振都是独立工作的，当设备发生声光报警时（例如，螺丝穿入不标准的垫片内造成卡顿），三个气缸的动作会立即停止，但振动盘和直振仍在工作，只有操作人员手动拍下急停按钮后，所有振动盘和直振才会立即停止运转。

2. 当给设备供气的气源气压值低于压力传感器设定的0.6MPa时，三气缸会立即停止动作，声光报警触发。

3. 本实用新型采用的三气缸联动，动作迅速，从传感器检测到螺丝和垫片到位开始，到完成一次穿垫片动作结束，总时间在0.5s左右。

4. 设备正常运转过程中，若振动盘缺料，可直接往振动盘里加料，无需停机操作。

5. 当三位旋钮旋转到单动位置时，按下启动按钮，设备完成一次穿垫动作后停止。

控制模块：单片机控制板可用三菱，松下，西门子等PLC替代。

控制模块：操作按钮可用触摸屏替代。

执行模块：三个薄壁气缸可用步进电机+滚轴丝杠的组合替代。

Claims (6)

1.一种自动穿螺丝垫片机，其特征在于：包括电气系统和机械系统，所述的电气系统包括供电模块、控制模块、执行模块和检测模块，所述的机械系统包括螺丝定位结构、垫片定位结构、振动盘固定结构和减噪声结构；所述的执行模块包括气缸、振动盘和直振三部分，振动盘与直振相连接；气缸共有三个薄壁气缸，包括一个下压气缸（6）、一个平推气缸（10）和一个顶升气缸（3）；所述的供电模块包括直流和交流两个部分，交流电220V通过三脚插头接入设备，经过2P断路器分别为开关电源、振动盘控制器和直振控制器提供220V的工作电压；直流DC24V 2A的开关电源，分别为单片机，传感器和电磁阀提供电源；所述的下压气缸（6）将直振送到位的竖直状态的螺丝压紧，防止平推气缸（10）运动时，螺丝发生倾斜或位移；平推气缸（10）是将下压气缸（6）压紧好的螺丝平推到穿垫片位置；顶升气缸（3）是将垫片直振（1）送到位的螺丝垫片（2）向上顶出，完成垫片（2）穿进螺丝（12）顶部的动作；所述的检测模块包括传感器和声光报警器，传感器包括接近传感器、磁性开关和压力传感器三种，接近传感器分螺丝传感器和垫片传感器，分别安装在螺丝直振（15）和垫片直振（1）的出口位置，其作用是检测螺丝和垫片是否到位；磁性开关一个，安装在顶升气缸（3）外壁上侧，用来检测垫片是否穿到位；压力传感器检测供气侧气压值，当气压压力小于设定的0.6MPa时，输出报警信号给单片机控制板。

2.根据权利要求1所述的自动穿螺丝垫片机，其特征在于：所述的下压气缸（6）通过下压气缸固定板（5）固定设置在螺丝推块（16）的前端，下压气缸（6）的活塞下方设置螺丝定位块（17）；螺丝推块（16）的另一端与螺丝推块（16）的轨道（7）相连接，螺丝推块（16）的轨道（7）与平推气缸滑台（9）固定连接；平推气缸（10）通过平推气缸固定板（14）固定在工作板上，垫片定位块（18）固定在工作板上，垫片定位块（18）的中心为中空，下方与顶升气缸（3）的活塞相连接，工作板通过丝杆（13）固定在机架（11）上。

3.根据权利要求1所述的自动穿螺丝垫片机，其特征在于：所述的螺丝定位结构由螺丝直振（15）、下压气缸（6）和螺丝定位块（17）三部分组成，螺丝直振（15）位于螺丝推块（16）的一侧，螺丝定位块（17）位于下压气缸（6）的正下方，且螺丝定位块（17）固定在平推气缸（10）的平台上，随平推气缸（10）的伸缩而前后移动。

4.根据权利要求1所述的自动穿螺丝垫片机，其特征在于：所述的垫片定位机构由垫片直振（1）、顶升气缸（3）、垫片定位块（18）和垫片压块（4）四部分组成，垫片压块（4）固定在螺丝定位块（17）的前端，随螺丝定位块（17）前后移动，当平推气缸（10）处于收缩状态时，垫片压块（4）处在垫片定位块（18）的顶部。

5.根据权利要求1所述的自动穿螺丝垫片机，其特征在于：所述的振动盘固定结构包括螺丝振动盘（24）和垫片振动盘（25），采用螺旋阶梯式分离固定，两个振动盘分别位于整个设备的两侧。

6.根据权利要求1所述的自动穿螺丝垫片机，其特征在于：所述的减噪声结构位于设备机架的上部，将设备上部包围一圈。