一种多工位螺母夹持输送装置

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一种多工位螺母夹持输送装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种自动化加工过程中的螺母自动夹持输送装置，尤其涉及的是一种多工位螺母夹持输送装置。\n背景技术\n[0002] 在现有技术的电器、玩具、电子产品以及汽车等行业的生产装配过程中，经常会出现需要用螺丝作为紧固件连接在其他器件的情况，因此在这些产品的装配工艺过程中，如何将螺母预先固定在待装螺栓（螺钉）的位置是一道必须的工艺过程。在此工艺过程中，设计螺母的输送、定位、拾取、放置、固定等工艺流程。而针对螺母的拾取传送则经历了一个从手工劳动到自动化操作的过程；由于螺母的型号及重量不同等问题，会有不同的解决方案，比如用电磁铁吸取、气缸吸取等，输送螺母则一般采用串联通用的工业机器人来完成。\n[0003] 现有技术的这些方案存在的缺点在于一方面不能有效的吸取螺母，另一方面也不能保证螺母空间形态的准确定位，很难为下一步的自动装配螺丝的工艺提供必要的支持；\n并且现有的螺母输送、取放工艺还存在输送不稳定，取放不牢靠的弊端，这对自动化流水作业生产线的生产效率影响很大。\n[0004] 因此，现有技术还有待于改进和发展。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供一种多工位螺母夹持输送装置，在权衡多种螺母输送、取放的工艺上，经过多次试验而形成创新工艺，能有效解决散装螺母的输送，输送过程不卡料，配合传感器的使用能准确定位，形成有效夹持，并可快速输送到设定的工位。\n[0006] 本发明的技术方案包括：\n[0007] 一种多工位螺母夹持输送装置，其中，包括振动盘模块、直线振动输送模块、螺母定位模块、螺母取放模块和螺母输送模块；\n[0008] 所述振动盘模块用于盛装螺母，并自动供料到所述直线振动输送模块；\n[0009] 所述直线振动输送模块设置包括一直线振动器，用于将螺母输送到所述螺母定位模块；\n[0010] 所述螺母取放模块处于所述螺母定位模块的上方，并包括取放夹抓拾取螺母功能的取放夹抓部件，以及，驱动所述取放夹抓部件上下移动的下行气缸；\n[0011] 所述螺母取放模块通过所述下行气缸设置在所述螺母输送模块上，所述螺母输送模块用于受控向相应方位移动所述螺母取放模块上的螺母，并转移到下一个工位和放下螺母。\n[0012] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述螺母输送模块包括驱动电机、驱动丝杠和滑块，所述滑块与所述下行气缸固定设置在一起，所述滑块在所述驱动电机和所述驱动丝杠的带动下实现所述螺母取放模块从预定的一个工位到另一个工位输送转移。\n[0013] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述螺母输送模块还包括三个光电接近传感器，用于感应所述滑块的位置，设置所述光电接近传感器取放螺母的初始位置、终止位置和极限保护位置。\n[0014] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述取放夹抓部件包括一由所述下行气缸驱动上下的气缸座，在所述气缸座的下端固定设置有一固定螺母夹片的夹片固定座；在所述螺母夹片的前端设置有豁口，以形成略紧适配螺母内孔的叉形。\n[0015] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，在所述气缸座上还设置有内腔，并在该内腔内设置有形成简易气缸的活塞，所述内腔的顶端设置有用于控制所述活塞上下的进气口；并在该活塞上设置有至少一顶针，向下延伸用于受活塞驱动并推下在所述螺母夹片上的螺母。\n[0016] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述顶针设置为两个；并且所述活塞上设置有密封圈。\n[0017] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述取放夹抓部件包括一受下行气缸驱动上下的固定座，以及在所述固定座上固定设置的平行夹气缸，以及由所述平行夹气缸驱动开合的两个夹持柄；所述夹持柄通过铰轴铰接设置所述固定座上，并在夹持一端固定设置有夹片，所述夹片用于适配待夹持螺母的内孔。\n[0018] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述取放夹抓部件包括一受下行气缸驱动上下移动的固定座，在所述固定座上设置有固定两弹性夹片的开槽，并在开槽的部位设置有一平行夹气缸，由该平行夹气缸驱动设置有可开合的两延伸夹片，并在该延伸夹片底侧面固定设置有用于推动所述弹性夹片的夹紧柱体；所述弹性夹片的夹持端用于略紧适配待夹持螺母的内孔。\n[0019] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述直线振动输送模块还包括直线振动下托盘、直线振动上底盘、光纤对射传感器，所述直线振动下托盘固定设置在所述直线振动器上，所述直线振动上底盘通过螺孔与直线振动下托盘进行螺接固定；所述光纤对射传感器用于对输送的螺母进行判断是否存在无工件的状态。\n[0020] 所述的多工位螺母夹持输送装置，其中，所述螺母定位模块包括螺母定位治具、螺母定位挡板和定位辨识光纤传感器；其中所述螺母定位治具中定位设置有待夹持的螺母，由螺母定位挡板防止螺母的弹出，所述定位辨识光纤传感器用于判断螺母定位是否完成。\n[0021] 本发明所提供的一种多工位螺母夹持输送装置，由于采用了将螺母的分选送料、定位、拾取、放置和转移集成在一个自动化装置中而改变目前每个工位都需要人来操作的弊端，从而节省了大量的人力、成本，同时也提高了现有螺母取放设备的可靠性和效率。\n附图说明\n[0022] 图1为本发明多工位螺母夹持输送装置的系统结构示意图。\n[0023] 图2为本发明多工位螺母夹持输送装置中的振动盘模块，直线振动输送模块和螺母定位模块结构示意图。\n[0024] 图3为本发明多工位螺母夹持输送装置中的输送模块和取放螺母模块结构示意图。\n[0025] 图4a为本发明多工位螺母夹持输送装置中的螺母取放夹抓部件结构分解示意图。\n[0026] 图4b为本发明多工位螺母夹持输送装置中的螺母取放夹抓部件结构侧面示意图。\n[0027] 图4c为本发明图4b中所示A-A方向的剖示图。\n[0028] 图4d为本发明图4c中所示B-B方向的剖示图。\n[0029] 图5a为本发明多工位螺母夹持输送装置中的拾取螺母模块第二较佳实施例侧面示意图。\n[0030] 图5b为本发明图5a所示拾取螺母模块的分解示意图。\n[0031] 图6a本发明中多工位螺母夹持输送装置中的拾取螺母模块第三较佳实施例侧面示意图。\n[0032] 图6b为本发明图6a所示拾取螺母模块分解示意图。\n具体实施方式\n[0033] 以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。\n[0034] 本发明的多工位螺母夹持输送装置是一种对螺母的自动夹持输送的动力机构，是在权衡多种螺母输送、取放的工艺上，经过多次试验而得到的创新工艺，本发明较佳实施例的自动装置有效地解决了散装螺母的输送和夹持，对螺母的取料夹持过程中不卡料，配合传感器的使用定位准确，能有效地进行夹持，可以快速输送到设定的加工所需工位。\n[0035] 如图1所示，本发明多工位螺母夹持输送装置主要包括五个部分，其中分别是振动盘模块110、直线振动输送模块120、螺母定位模块130、螺母取放模块140和螺母输送模块150；其中，由所述振动盘模块110完成对散装螺母的盛放和分选，并自动供料到直线振动输送模块120，通过直线振动器可将螺母输送到所述螺母定位模块130。处于螺母定位模块130正上方的是具有取放夹抓拾取螺母功能的螺母取放模块140，该螺母取放模块140设置在所述螺母输送模块150上，可以受控向相应方位移动所述螺母取放模块140上的螺母，再通过所述螺母输送模块150转移到下一个工位并放下螺母，从而完成本发明的整个工艺过程。\n[0036] 本发明所述多工位螺母夹持输送装置，具体地，如图1和图2所示，其整体设置在一固定座111上，并在该固定座111上固定设置有一圆形振动盘112，所述圆形振动盘112中放置有散装的某种型号螺母，并根据实际沿所述圆形振动盘112内壁设置有渐高的通道，并在出口处连接所述直线振动输送模块120的通道121，从而使螺母可以从所述圆形振动盘112上通过振动接续走到所述螺母定位模块130中。\n[0037] 如图1中所示，在所述固定座111上设置有用来装配所述螺母定位模块130的第一机架113，和用来装配所述直线振动输送模块120的第二机架114，在一第三机架115上固定设置所述螺母取放模块140和所述螺母输送模块150，所述第一机架、第二机架和第三机架可用螺栓与所述固定座111进行固定装配。本发明由所述圆形振动盘112完成散装螺母的分选和自动供料到直线振动输送模块120的进料口，通过其直线振动器122将螺母接续输送到其通道121前端的螺母定位模块130进料口，处于该螺母定位模块130正上方的螺母取放模块140中的相关取放机构将下行拾取螺母，再通过螺母输送模块150转移到预先设定的下一个工位并放下螺母，从而完成本发明的整个工艺过程。\n[0038] 本发明的圆形振动盘112，直线振动输送模块120和螺母定位模块130中，如图2所示，其主要是通过圆形振动盘112的作用将散装螺母输送到圆形振动盘对应的螺母出料口，也即直线振动输送模块120的螺母进料口；其中，直线振动输送模块120由直线振动器\n122、直线振动下托盘123、直线振动上底盘124、光纤对射传感器125组成。\n[0039] 所述直线振动下托盘123固定设置在所述直线振动器122上，所述直线振动上底盘124可以根据所采用螺母的尺寸在所述直线振动下托盘123上通过改变腰孔126的连接位置滑动调节，所述直线振动上底盘124通过螺孔与直线振动下托盘123进行螺接固定。由直线振动输送模块120输送过来的螺母，在进入由直线振动下托盘123和直线振动上托盘\n124构成的直线振动通道121，将待夹持的螺母直线振动输送至螺母出料口处，即进入螺母定位模块130进料口中。所述光纤对射传感器125设置在通道旁边，用于对通道121中的螺母进行判断是否存在无工件的状态，以防止出现工作不连续的情况。\n[0040] 如图2所示，所述螺母定位模块130包括螺母定位治具131、螺母定位挡板132和定位辨识光纤传感器133；其中由所述直线振动输送模块120传送过来的螺母在所述螺母定位治具131中实现定位，由螺母定位挡板132防止由于螺母的挤压而弹出，所述定位辨识光纤传感器133用于判断螺母定位是否完成，并将定位完成指令传递给控制器，从而准备螺母的夹持等后续。由于常见螺母的外形为周边六角设置，在所述直线振动输送模块120中的传递过程可以略有宽松，但在最终送入所述螺母定位治具131时，所述螺母定位治具\n131和所述螺母定位挡板132共同形成对螺母外侧的阻挡，从而方便对螺母的定位。\n[0041] 如图3所示，为本发明的螺母取放模块140和螺母输送模块150示意图，其中，所述螺母取放模块140包括下行气缸141和取放夹抓部件142；所述螺母输送模块150由驱动电机151、驱动丝杠152、滑块153和三个光电接近传感器154构成，同时在所述滑块153上设置有与所述光电接近传感器154配合的阻挡部，从而可以控制所述滑块153的位置，所述滑块153上装配有所述螺母取放模块140。所述下行气缸141与所述滑块153固定设置在一起，所述滑块153在驱动电机151和驱动丝杠152的带动下实现所述螺母取放模块140从预定的一个工位到另一个工位的输送转移过程，所述光电接近传感器154可以用来分别辨识所取螺母的初始位置、终止位置和极限保护位置等。\n[0042] 本发明的螺母取放模块140中，当取放夹抓部件142到达要拾取的目标螺母正上方后，在下行气缸141的带动下，所述取放夹抓部件142会下行以实现夹取对应螺母，并通过螺母输送模块150输送到目标工位（治具，图中未示出）上方后，所述取放夹抓部件142放下螺母，所述下行气缸141上行，从而离开放螺母工位。如此周而复始，就可以将螺母连续进行自动取放。\n[0043] 如图4a所示，为本发明多工位螺母夹持输送装置中的螺母取放夹抓部件142具体实施例，其由气缸座421、活塞422、密封圈423、顶针424、调节螺栓425、夹片固定座426、螺母夹片427构成；其中活塞422、密封圈423和气缸座421的内腔构成了简易气缸，顶针424与活塞422固定连接，如图4c所示，当通过进气口428向气缸中通入气体时，可以控制顶针\n424上下往复运动，将螺母100从螺母夹片427上推下。所述螺母夹片427和夹片固定座\n426固定连接，并在所述螺母夹片427的前端开设有豁口471，形成前叉，具有与螺母内孔略紧适配的结构弹性，从而可以通过插入螺母内孔，利用豁口产生向内略变形向外撑紧螺母\n100。\n[0044] 如图4b所示，由于豁口471的前叉结构形成撑紧的弹性力较大，基本上用手很难将螺母取下。在该螺母取放模块140还设置有放下的结构，在所述螺母夹片427的两侧设置有两根所述顶针424，如图4d所示，当螺母取放模块140随下行气缸141下行至所述螺母定位模块130中的螺母位置时，通过夹片427撑紧螺母；当所述螺母取放模块140到达放置螺母的目标位置时，所述下行气缸141下行，同时所述简易气缸活塞上的顶针424向下移动，就可以顶出使螺母脱离螺母夹片，然后下行气缸141上行，最终实现螺母的放置。通过螺母取放模块140和螺母输送模块150的配合，所述下行气缸141反复的上下，最终可实现将螺母放置到预定的位置上。\n[0045] 如图5a和图5b所示，本发明多工位螺母夹持输送装置中所述取放夹抓部件142第二较佳实施例的替代方案，其由固定座521、平行夹气缸522、调节螺钉523、夹持柄524、保持弹簧526、夹片529以及回转座528组成；整个模块可以替代第一较佳实施例的取放夹抓部件完成对螺母的拾取过程。其中所述平行夹气缸522固定设置在所述固定座521，所述固定座521上留有和下行气缸141固定连接的接口，所述夹片529设置为两片，分别和所述夹持柄524（也设置为两个）的末端固定连接，所述夹持柄524通过平行夹气缸522实现张合驱动。所述夹持柄525设置有中孔，与回转座528上的铰轴铰接，该夹持柄可围绕回转座528合拢。在所述夹持柄之间设置有保持弹簧526，其弹性恢复力可以用于所述夹持柄的复位，也可以设置弹簧的弹力驱动夹持柄524围绕回转座528张紧设置，从未实现夹片的张合。\n[0046] 所述夹片529的末端可以用来插入配合待拾取的螺母100内孔，从而可以通过所述平行夹气缸的动作实现夹紧和松开螺母。两个调节螺钉523连接夹持柄524的顶端与平行夹气缸的驱动杆设置，用来配合可以调节平行夹气缸522的夹紧距离，从而可以调节夹片529末端的咬合力，亦即对螺母的夹紧和松开力度。\n[0047] 如图6a和图6b所示，本发明中所述取放夹抓部件142第三实施例之替代方案，其固定座621、平行夹气缸622、4个夹片螺钉623、调节螺钉624、弹性夹片625、延伸夹片627、螺钉629、夹紧柱体626；整个模块可以替代拾取螺母模块完成对螺母的拾取动作。其中所述平行夹气缸622与第二实施例的平行夹气缸522是同类部件，固定设置在所述固定座621上，所述固定座621上留有和所述下行气缸141固定连接的接口。所述弹性夹片625的非夹持端（即上端）由4个夹片螺钉623固定连接在所述固定座621上的开槽628中，即图6a中所示，在所述平行夹气缸622的下层，并不与所述平行夹气缸622直接接触。\n[0048] 所述延伸夹片627分别固定连接在平行夹气缸622的两片驱动夹抓上，并通过4个螺钉629分别和4个夹紧柱体626固定连接，将所述夹紧柱体626固定在所述延伸夹片\n627上。该夹紧柱体626设置在所述延伸夹片627内侧，形成阻挡所述弹性夹片625的阻挡部，当然也可以直接与该弹性夹片625进行固定连接，这样通过所述平行夹气缸622的张合动作即可实现驱动弹性夹片625夹持端的张开和咬合，所述弹性夹片625的夹持端（即下端）咬合后深入螺母内孔即可实现对螺母100的夹紧和放松。\n[0049] 当然也可以采用从螺母外侧实现对螺母的固定，从外侧的夹持固定会需要对所述螺母定位模块130的治具结构改变，以形成配合所述弹性夹片625从外侧夹持的位置。所述调节螺钉624设置连接在所述弹性夹片625与平行夹气缸622之间，可以用于调节平行夹气缸622的张合距离。本实施例中整个模块的工作过程与上述各实施例的工作过程类似，在此不再赘述。\n[0050] 本发明多工位的螺母夹持取放输送装置中，由于采用了由圆形振动盘112、螺母定位模块130、直线振动输送模块120、螺母输送模块150和螺母取放模块140等配合动作实现了自动化生产线上对螺母的自动筛选上料、输送定位、拾取和转移放置功能，节约了大量的人力、成本。本发明上述各实施例中都通过弹性增强了与待夹持螺母内孔的适配程度，并通过顶针或弹性松弛实现对螺母的松脱过程，如果没有上述对应的弹性松弛或顶针顶推的过程，螺母是很难从自动夹持片件上取下的。\n[0051] 同时，本发明所述多工位的螺母夹持取放输送装置，其通过圆形振动盘模块110实现了散装螺母的分选和自动供料到直线振动输送模块120的进料口，然后再通过直线振动器122将螺母输送到螺母定位模块130的进料口，处于螺母定位模块130正上方的螺母取放模块140下行拾取螺母，再通过螺母输送模块150转移到下一个工位放下螺母，从而完成本发明的整个工艺过程。然后通过当取放夹抓部件142到达待取放之目标螺母的正上方后，在下行气缸141的带动下，取放夹抓部件142下行实现夹取螺母，当通过螺母输送模块\n150输送到目标工位（治具）上方后，由取放夹抓部件142放下螺母，然后下行气缸141上行，离开放螺母的工位。\n[0052] 本发明多工位螺母夹持输送装置将螺母的分选送料、定位、拾取、放置和转移集成在一个自动装置中，改变了目前每个工位都需要人来操作的弊端，节省了大量的人力、成本，同时也提高了现有螺母取放设备的可靠性和效率。本发明多工位螺母夹持输送装置经过实验和相关模拟，并进行了实物操作验证，证明了所发明的装置的有效性和正确性，能够按照节拍和时序要求进行螺母的送料、定位、拾取、转移、放置等工艺流程，达到了高效准确的要求。\n[0053] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。