自动送料系统、螺栓圆角滚压机及螺栓圆角滚压方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及自动送料系统、螺栓圆角滚压机及螺栓圆角滚压方法。

背景技术：

随着航空、航天、高速列车、高级乘用车等行业的蓬勃发展，各领域对高强度螺栓的要求越来越高。螺栓头下圆角处是应力集中点，是发生疲劳断裂的危险截面之一。对螺栓头下圆角部位采取冷滚压工艺，是大幅度的提高螺栓的疲劳强度的重要手段。

现阶段，对螺栓头下圆角滚压时，现有数控螺栓圆角滚压机不具备自动上料装置，处于人工上料阶段，手工操作。使得生产中存在定位精度不高、产品一致性差、生产效率低下、操作不安全、工人劳动强度大等问题，

因此，如何解决螺栓圆角滚压机人工上料定位精度不高、效率低、危险系数高和劳动强度大的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动送料系统、螺栓圆角滚压机及螺栓圆角滚压方法，能够实现自动上料，改善工人的工作条件，降低工作疲劳强度，提高螺栓滚压质量及生产效率。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种自动送料系统，包括设置在机架上的送料总成、进料总成，其中：

所述送料总成包括设置在所述机架上的圆振送料器和直振送料器，所述圆振送料器的出料口与所述直振送料器的进料口连接；

所述进料总成包括用于将位于所述直振送料器出料口的工件输送到加工工位的进料气缸，所述进料气缸设置在所述机架上，所述进料气缸的活塞杆伸出所述进料气缸一端设有进料块，所述进料块可穿过所述直振送料器将所述直振送料器内的工件输送到加工工位。

进一步地，所述直振送料器的出料口设有接近开关，所述接近开关与所述进料气缸信号连接。

第二方面，本发明还提供一种螺栓圆角滚压机，包括机架以及第一方面中任一项所述的自动送料系统。

进一步地，螺栓圆角滚压机还包括：

用于给工件滚压圆角的圆角滚压装置；

用于压紧工件并带动工件沿自身轴线转动的驱动主轴；其中：

所述圆角滚压装置安装在所述驱动主轴下方。

进一步地，所述驱动主轴包括：

设置于所述机架的主轴箱；

位于所述主轴箱内可绕自身轴线旋转的主轴；

驱动所述主轴绕自身轴线转动的驱动机构；

驱动所述主轴进给运动的进给机构。

进一步地，所述驱动结构包括：

电机；

套设在所述主轴上带动所述主轴转动的滑套；

所述电机与所述滑套通过皮带传动连接。

进一步地，所述进给机构包括设置于所述主轴箱上的进给气缸，所述进给气缸推动所述主轴进给运动。

进一步地，所述圆角滚压装置包括：

固定于所述机架上的底座；

转动连接于所述底座且用于加持工件的夹具，所述夹具可发生旋转使所述主轴的轴线穿过所述夹具的中心位置。

进一步地，所述夹具底部设有用于将所述夹具内的工件卸下的卸料气缸。

第三方面，本发明还提供一种螺栓圆角滚压方法，包括：

将工件倒入进料口；

启动螺栓圆角滚压机；

提料机启动；

圆振送料器和直振送料器启动；

螺栓通过送料管道到达螺栓圆角滚压机的夹具前端；

进料气缸将螺栓推入所述夹具；

所述夹具顺时针旋转45°；

主轴在进给气缸和电机作用下滚压螺栓；

螺栓滚压完成后，所述夹具逆时针旋转45°；

卸料气缸将螺栓自所述夹具内推出。

本发明提供的自动送料系统、螺栓圆角滚压机及螺栓圆角滚压方法具有以下有益效果：

本发明第一方面提供的自动送料系统包括设置在机架上的送料总成、进料总成，其中：送料总成包括设置在机架上的圆振送料器和直振送料器，圆振送料器的出料口与直振送料器的进料口连接；进料总成包括用于将位于直振送料器出料口的工件输送到加工工位的进料气缸，进料气缸设置在机架上，进料气缸的活塞杆伸出进料气缸一端设有进料块，进料块可穿过直振送料器将直振送料器内的工件输送到加工工位。本发明第一方面提供的自动送料系统采用圆振送料器和直振送料器将工件排序，圆振送料器是一种自动定向排序的送料设备，其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。圆振送料器的出料口与直振送料器的进料口连接，直振送料器将圆振送料器输送出来的工件进行直线传送，将工件输送到直振送料器的出料口，与直振送料器相对的进料气缸将位于直振送料器出料口的工件推进加工工位。本发明采用气动上料，可改善工人的工作条件，降低工作疲劳强度，提高螺栓滚压精度及质量及生产效率。

本发明第二方面提供的螺栓圆角滚压机设置有本发明第一方面提供的自动送料系统，从而具有本发明第一方面提供的自动送料系统所具有的一切有益效果。

本发明第三方面提供的一种螺栓圆角滚压方法中采用气动自动上下料，提高了定位精度和生产效率，解决了操作不安全等问题，可改善工人的工作条件，降低工作疲劳强度，提高螺栓滚压精度及质量及生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的送料总成的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的螺栓圆角滚压机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的驱动主轴的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的驱动主轴的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的圆角滚压装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的螺栓圆角滚压方法的流程图。

图标：1-送料总成；2-进料总成；3-接近开关；4-圆角滚压装置；5-驱动主轴；6-卸料气缸；7-接料盒；11-圆振送料器；12-直振送料器；21-进料气缸；22-进料块；41-底座；42-夹具；51-主轴箱；52-主轴；53-驱动机构；54-进给机构；531-电机；532-滑套；541-进给气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以是固定连接，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。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参照图1-图6，下面将结合附图对本发明实施例提供的自动送料系统、螺栓圆角滚压机及螺栓圆角滚压方法作详细说明。

本发明第一方面的实施例提供了一种自动送料系统，包括设置在机架上的送料总成1、进料总成2，其中：

送料总成1包括设置在机架上的圆振送料器11和直振送料器12，圆振送料器11的出料口与直振送料器12的进料口连接；

进料总成2包括用于将位于直振送料器12出料口的工件输送到加工工位的进料气缸21，进料气缸21设置在机架上，进料气缸21的活塞杆伸出进料气缸21一端设有进料块22，进料块22可穿过直振送料器12将直振送料器12内的工件输送到加工工位。

需要说明的是，本发明第一方面的实施例提供的自动送料系统包括设置在机架上的送料总成1、进料总成2，其中：送料总成1包括设置在机架上的圆振送料器11和直振送料器12，圆振送料器11的出料口与直振送料器12的进料口连接；进料总成2包括用于将位于直振送料器12出料口的工件输送到加工工位的进料气缸21，进料气缸21设置在机架上，进料气缸21的活塞杆伸出进料气缸21一端设有进料块22，进料块22可穿过直振送料器12将直振送料器12内的工件输送到加工工位。本发明第一方面的实施例提供的自动送料系统采用圆振送料器11和直振送料器12将工件排序，圆振送料器11是一种自动定向排序的送料设备，其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。圆振送料器11的出料口与直振送料器12的进料口连接，直振送料器12将圆振送料器11输送出来的工件进行直线传送，将工件输送到直振送料器12的出料口，与直振送料器12相对的进料气缸21将位于直振送料器12出料口的工件推进加工工位。本发明采用气动上料，可改善工人的工作条件，降低工作疲劳强度，提高螺栓滚压精度及质量及生产效率。

进一步地，直振送料器12的出料口设有接近开关3，接近开关3与进料气缸21信号连接。

需要说明的是，接近开关3是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关3的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机装置提供控制指令。直振送料器12的出料口设有接近开关3，当工件到达直振送料器12的出料口，接近开关3检测到上料端口有工件时，将信号反馈到主控制器(plc)，主控制器发出上料信号，控制进料气缸21将位于直振送料器12的出料口工件推到加工工位，完成上料。

本发明第二方面的实施例还提供一种螺栓圆角滚压机，包括机架以及第一方面的实施例中任一种自动送料系统。

需要说明的是，本发明第二方面的实施例提供的螺栓圆角滚压机设置有本发明第一方面的实施例提供的自动送料系统，从而具有本发明第一方面的实施例提供的自动送料系统所具有的一切有益效果。

进一步地，螺栓圆角滚压机还包括：

用于给工件滚压圆角的圆角滚压装置4；

用于压紧工件并带动工件沿自身轴线转动的驱动主轴5；其中：

圆角滚压装置4安装在驱动主轴5下方。

需要说明的是，螺栓圆角滚压机还包括用于给工件滚压圆角的圆角滚压装置4，用于压紧工件并带动工件沿自身轴线转动的驱动主轴5，圆角滚压装置4安装在驱动主轴5下方。当圆角滚压装置4处于加工工位时，驱动主轴5压紧位于圆角滚压装置4上的工件。

进一步地，驱动主轴5包括：

设置于机架的主轴箱51；

位于主轴箱51内可绕自身轴线旋转的主轴52；

驱动主轴52绕自身轴线转动的驱动机构53；

驱动主轴52进给运动的进给机构54。

需要说明的是，驱动主轴5包括设置于机架的主轴箱51、位于主轴箱51内的主轴52、驱动机构53和进给机构54，主轴52在驱动机构53的驱动下可绕自身轴线旋转，进给机构54驱动主轴52朝向工件进给，并压紧工件，带动工件绕自身轴线旋转。

进一步地，驱动结构包括：

电机531；

套设在主轴52上带动主轴52转动的滑套532；

电机531与滑套532通过皮带传动连接。

需要说明的是，驱动结构包括电机531和套设在主轴52上的滑套532，电机531具体可以为伺服电机。伺服电机稳定、反应及时，精度高，说停就停，说走就走。采用伺服电机提高了整个驱动主轴5的精度。

电机531与滑套532通过皮带传动连接，皮带具体可以为同步皮带，电机531转动通过皮带同步带动滑套532转动，在摩擦力的作用下，滑套532带动主轴52绕自身轴线旋转。主轴52的顶端连接有滚压头，滚压头与主轴52同轴固定连接并能够随主轴52同步运转。进行螺栓的滚压操作时，滚压头与螺栓头接触并压紧螺栓头，滚压头材质可以为40cr，滚压头抵压工件的端部可以作滚花处理以增大摩擦力。

进一步地，进给机构54包括设置于主轴箱51上的进给气缸541，进给气缸541推动主轴52进给运动。

滑套532与主轴52设置为过渡配合，主轴52能够相对于滑套532发生直线运动。

需要说明的是，进给机构54包括设置于主轴箱51上的进给气缸541，进给气缸541推动主轴52进给运动。滑套532与主轴52设置为过渡配合，主轴52能够相对于滑套532发生直线运动。

进一步地，圆角滚压装置4包括：

固定于机架上的底座41；

转动连接于底座41且用于加持工件的夹具42，夹具42可发生旋转使主轴52的轴线穿过夹具42的中心位置。

需要说明的是，圆角滚压装置4的夹具42可以根据螺栓尺寸或工艺要求随时更换及调整，能适应各种不同规格的螺栓圆角滚压加工。夹具42的三组滚轮具有自动定心功能，调整方便。

进一步地，夹具42底部设有用于将夹具42内的工件卸下的卸料气缸6。

需要说明的是，夹具42底部设有用于将夹具42内的工件卸下的卸料气缸6，卸料气缸6活塞杆远离气缸一端设有卸料块，卸料块穿过夹具42中心轴线将位于夹具42轴心的螺栓顶出夹具42。

进一步地，圆角滚压装置4下方还设有用于承接加工完成后的工件的接料盒7。

需要说明的是，圆角滚压装置4下方还设有用于承接滚压完圆角的螺栓的接料盒7。下料气缸将螺栓推出夹具42后，螺栓落入接料盒7中。

本发明第三方面还提供一种螺栓圆角滚压方法，包括：

将工件倒入进料口；

启动螺栓圆角滚压机；

提料机启动；

圆振送料器11和直振送料器12启动；

螺栓通过送料管道到达螺栓圆角滚压机的夹具42前端；

进料气缸21将螺栓推入夹具42；

夹具42顺时针旋转45°；

主轴52在进给气缸541和电机531作用下滚压螺栓；

螺栓滚压完成后，夹具42逆时针旋转45°；

卸料气缸6将螺栓自夹具42内推出。

进料气缸21活塞杆正对夹具42，夹具42处于开和状态，进料气缸21将送料管道上螺栓推入夹具42，夹具42收紧、对中，夹具42绕底座41顺时针转45°，驱动总成的主轴52进给，滚压头压紧螺栓头，主轴52通过摩擦力带动螺栓旋转，螺栓带动滚轮滚压圆角，滚压完成后，夹具42逆时针旋转45°，回到进料工位，夹具42松开，卸料气缸6将夹具42内螺栓推出夹具42，螺栓落到接料盒7，同时进料气缸21将直振送料器12中的螺栓送入夹具42，达到上料。通过调节气缸活塞杆移动速度，使卸料气缸6移动速度低于进料气缸21移动，达到正常上下料。采用进料气缸21和卸料气缸6自动上下料，节省工作时间，提高了工作效率。

数控螺栓圆角滚压机包括主机、滚压夹具42和控制系统，工作时，伺服电机驱动主轴5做回转运动，并根据加工螺栓的材料性能、热处理、直径尺寸、圆角尺寸、滚压力以及合理的加工效率等因素所需的变形速度要求通过人机交互界面调整转速。伺服电机通过传动系统驱动已经上好料的夹具42绕底座41朝向主轴52旋转，进给气缸541带动主轴52朝向夹具42进给，当螺栓头部与主轴52相连的压头接触时，在摩擦力的作用下，主轴52带动螺栓做回转运动。同时，夹具42上的滚轮也在摩擦力的作用下，由螺栓带动绕其轴线的回转运动；当压力检测系统检测到滚压力达到设定的参数时，控制系统进入恒压保持阶段。此时。螺栓圆角在滚轮的滚压作用下变形，滚压时间到达后，伺服电机反转，夹具42回到上下料位置，完成一个螺栓滚压圆角的工作循环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。