一种自扣式管卡、螺母、螺丝的自动装配设备的制作方法

本发明涉及管卡装配领域，具体的涉及一种自扣式管卡、螺母、螺丝的自动装配设备。

背景技术：

螺母、螺丝普遍用于产品组装过程中，例如：玩具的塑胶外壳与底座需要用螺母和螺丝进行固定连接，必须先将螺母装入底座的固定孔中，然后再通过螺丝将外壳与底座进行连接。

将螺母装入塑胶件中，目前有两种方式，一种是在注塑塑胶件时，将螺母孔注塑出一定的锥度，再人工将螺母敲入孔中紧配；另外一种是注塑塑胶件后，利用热熔工具将螺母热熔到塑胶件中。然而，这两种方式都需要人工取放原料，装配效率低。

自扣式管卡是一边采用旋转卡钩，另外一边通过螺丝拧入螺母固定的一种新型管卡结构；目前主要依靠人工采用小铁锤敲击卡钩和手工将螺母敲入、再手动将螺丝旋入螺母进行装配，操作繁琐，装配效率很低，且容易伤手。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种全自动生产，提高装配效率，不需要人员操作的自扣式管卡、螺母、螺丝的自动装配设备。

本发明采用的技术方案是：

一种自扣式管卡、螺母、螺丝的自动装配设备，自扣式管卡包括无口管卡和有口管卡，无口管卡和有口管卡一端通过销轴可转动连接，另一端通过螺丝与螺母配合可拆卸连接，包括：工作台、设置在工作台上的转盘、以及设置在工作台上围绕转盘依次排列的无口管卡上料工位、螺母装配工位、管卡压入工位、管卡装配工位、螺丝装入工位、成品取出工位；

所述转盘用于在各工位之间输送元件，转盘外圈设置有若干分别对准各个工位的有口管卡夹具，转盘内圈设置有若干分别对准各个工位的无口管卡夹具，各个工位对应的无口管卡夹具和有口管卡夹具首尾相抵，转盘底部设置有驱动装置，以用于驱动转盘转动；所述的无口管卡上料工位上安装有无口管卡上料机构，以用于将无口管卡送上转盘；所述螺母装配工位上安装有螺母装配机构，以用于将螺母压入有口管卡中；所述管卡压入工位上安装有管卡压入机构，以用于将无口管卡的卡钩压入有口管卡的销轴；所述管卡装配工位上安装有管卡装配机构，以用于将无口管卡与有口管卡合拢；所述螺丝装入工位上安装有螺丝装入机构，以用于将螺丝拧入螺母使无口管卡与有口管卡固定，所述成品取出工位上安装有成品取出机构，以用于从转盘上取出成品管卡。

进一步的，所述转盘包括转盘主体、设置在转盘主体底部用于驱动转盘主体转动的凸轮分割器、以及与凸轮分割器相连用于提供动力的电机。

进一步的，所述无口管卡上料机构包括无口管卡阵列机、无口管卡横推气缸、无口管卡竖推气缸、无口管卡夹取机械手、以及与无口管卡夹取机械手相连的无口管卡夹取气缸、无口管卡移位x轴气缸和无口管卡移位y轴气缸，所述无口管卡夹取气缸用于驱动无口管卡夹取机械手夹取无口管卡，所述无口管卡移位x轴气缸和无口管卡移位y轴气缸用于驱动无口管卡夹取机械手移动，所述无口管卡阵列机用于输送排列好的无口管卡，所述无口管卡横推气缸、无口管卡竖推气缸分别位于无口管卡阵列机末端的两侧，所述无口管卡夹取机械手位于无口管卡竖推气缸活塞杆前端的上方，以用于将无口管卡送入无口管卡上料工位上的无口管卡夹具。

进一步的，所述螺母装配机构包含螺母振动盘、管卡定位装置、螺母定位装置、压螺母装置、有口管卡阵列机、推有口管卡气缸和有口管卡夹取机械手，所螺母定位装置与螺母振动盘的输出口相连，螺母定位装置上设置有接近开关，所述有口管卡阵列机用于输送有口管卡，所述推有口管卡气缸位于有口管卡阵列机的输出口，所述管卡定位装置位于推有口管卡气缸活塞杆前进方向的一侧，管卡定位装置和螺母定位装置平行设置，所述压螺母装置位于管卡定位装置和螺母定位装置的上方，压螺母装置上设置有控制位移的螺母x轴移位气缸、以及控制升降的压螺母气缸，以用于将螺母压入有口管卡中；所述有口管卡夹取机械手位于管卡定位装置上方，以用于将带螺母的有口管卡送入螺母装配工位上的有口管卡夹具。

进一步的，所述管卡压入机构包括管卡压头、以及驱动管卡压头升降的有口管卡压入气缸、与有口管卡压入气缸并排设置的无口管卡压紧气缸，所述无口管卡压紧气缸位于管卡压入工位的无口管卡夹具上方，以用于抵住无口管卡；所述管卡压头位于管卡压入工位的有口管卡夹具上方，以用于将有口管卡一端的卡钩压入无口管卡一端的销轴中。

进一步的，所述管卡装配机构包括活塞杆朝下的有口管卡压紧气缸、活塞杆朝上的无口管卡顶起气缸、活塞杆倾斜的管卡合拢气缸，所述管卡合拢气缸的活塞杆上设置有拉钩，所述有口管卡压紧气缸位于管卡装配工位的有口管卡夹具上方，以用于向下伸出活塞杆压紧有口管卡；所述无口管卡顶起气缸位于管卡装配工位的无口管卡夹具下方，以用于顶起无口管卡，所述管卡合拢气缸用于下拉无口管卡使其与有口管卡合拢。

进一步的，所述螺丝装入机构包括用于输送螺丝的螺丝送料机、螺丝吸嘴、设置在螺丝吸嘴上方的电动螺丝批、控制螺丝吸嘴水平移动的螺丝移位x轴气缸、控制螺丝吸嘴升降的螺丝移位y轴气缸、以及控制电动螺丝批升降的打螺丝气缸，所述螺丝吸嘴用于将螺丝穿过无口管卡的安装孔并对准有口管卡内的螺母，通过电控螺丝批拧紧。

进一步的，所述成品取出机构包括成品夹取机械手、设置在成品夹取机械手旁可转动的出料槽、以及设置于出料槽末端的成品输出带，所述成品夹取机械手用于将成品放入出料槽，所述出料槽上设置有驱动输料槽运动的出料气缸，出料槽下方设置有不良品收集箱。

进一步的，还包括设置于螺丝装入工位下方的不良品检测装置，以用于检测螺丝是否拧入螺母，所述不良品检测装置与出料气缸电性连接；以用于检测到不良品时发送反馈信号给出料气缸，出料气缸推动出料槽运动，将不良品管卡落入不良品收集箱中。

进一步的，所述不良品检测装置为对射光纤传感器。

本发明的有益效果：

本发明通过转盘转动将管卡组件再各个工位之间输送，无口管卡上料工位将无口管卡送上转盘，螺母装配工位将螺母压入有口管卡并送上转盘，管卡压入工位将无口管卡的卡钩压入有口管卡的销轴；管卡装配工位将无口管卡与有口管卡合拢；螺丝装入工位将螺丝拧入螺母使无口管卡与有口管卡固定，成品取出工位从转盘上取出成品管卡；实现了全自动装配生产、提高生产效率，减少人工装配出现的工伤，节省了大量的人力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明；

图1为本发明自动装配设备的整体结构示意图；

图2为本发明无口管卡上料工位的结构示意图；

图3为本发明螺母装配工位的结构示意图；

图4为本发明管卡压入工位的结构示意图；

图5为本发明管卡装配工位的结构示意图；

图6为本发明螺丝装入工位的结构示意图；

图7为本发明自扣式管卡的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图6所示为本发明的一种自扣式管卡、螺母、螺丝的自动装配设备，自扣式管卡如图7所示，包括无口管卡11和有口管卡12，无口管卡11和有口管卡12一端通过销轴可转动连接，另一端通过螺丝13与螺母配合可拆卸连接，包括：工作台2、设置在工作台2上的转盘，转盘用于在各工位之间输送元件，包括转盘主体201、设置在转盘主体201底部用于驱动转盘主体201转动的凸轮分割器202、以及与凸轮分割器202相连用于提供动力的电机203，优选的，本实施例中采用八分度凸轮分割器202，转盘主体201外圈设置有若干分别对准各个工位的有口管卡夹具205，转盘内圈设置有若干分别对准各个工位的无口管卡夹具204，每个工位的无口管卡夹具204和有口管卡夹具205首尾相抵。

如图1所示，围绕转盘主体201依次排列有无口管卡上料工位、螺母装配工位、管卡压入工位、管卡装配工位、螺丝装入工位、成品取出工位，无口管卡上料工位上安装有无口管卡上料机构21，以用于将无口管卡送上无口管卡工位的无口管卡夹具204；螺母装配工位上安装有螺母装配机构22，以用于将螺母压入有口管卡中；管卡压入工位上安装有管卡压入机构23，以用于将无口管卡的卡钩压入有口管卡的销轴；管卡装配工位上安装有管卡装配机构24，以用于将无口管卡与有口管卡合拢；螺丝装入工位上安装有螺丝装入机构25，以用于将螺丝拧入螺母使无口管卡与有口管卡固定，成品取出工位上安装有成品取出机构26，以用于从转盘上取出成品管卡。

如图2所示，无口管卡上料机构21包括无口管卡阵列机211、无口管卡横推气缸212、无口管卡竖推气缸213、无口管卡夹取机械手214、以及与无口管卡夹取机械手214相连的无口管卡夹取气缸215、无口管卡移位x轴气缸216和无口管卡移位y轴气缸217，无口管卡夹取气缸215用于驱动无口管卡夹取机械手214夹取无口管卡，无口管卡移位x轴气缸216和无口管卡移位y轴气缸217用于驱动无口管卡夹取机械手214移动，无口管卡阵列机211用于输送排列好的无口管卡，无口管卡横推气缸212、无口管卡竖推气缸213分别位于无口管卡阵列机211末端的两侧，无口管卡夹取机械手214位于无口管卡竖推气缸213活塞杆前端的上方，以用于将无口管卡送入无口管卡上料工位上的无口管卡夹具204。

如图3所示，螺母装配机构22包含螺母振动盘221、管卡定位装置222、螺母定位装置223、压螺母装置224、有口管卡阵列机225、推有口管卡气缸226和有口管卡夹取机械手，所螺母定位装置223与螺母振动盘221的输出口相连，螺母定位装置223上设置有接近开关227，有口管卡阵列机225用于输送有口管卡，推有口管卡气缸226位于有口管卡阵列机225的输出口，管卡定位装置222位于推有口管卡气缸226活塞杆前进方向的一侧，管卡定位装置222和螺母定位装置223平行设置，压螺母装置224位于管卡定位装置222和螺母定位装置223的上方，压螺母装置222上设置有控制位移的螺母x轴移位气缸228、以及控制升降的压螺母气缸229，以用于将螺母压入有口管卡中；有口管卡夹取机械手位于管卡定位装置上方，以用于将带螺母的有口管卡送入螺母装配工位上的有口管卡夹具。

如图4所示，管卡压入机构23包括管卡压头231、以及驱动管卡压头231升降的有口管卡压入气缸232、与有口管卡压入气缸232并排设置的无口管卡压紧气缸233，无口管卡压紧气缸233位于管卡压入工位的无口管卡夹具上方，以用于抵住无口管卡；管卡压头231位于管卡压入工位的有口管卡夹具上方，以用于将有口管卡一端的卡钩压入无口管卡一端的销轴中。

如图5所示，管卡装配机构24包括活塞杆朝下的有口管卡压紧气缸241、活塞杆朝上的无口管卡顶起气缸242、活塞杆倾斜的管卡合拢气缸243，管卡合拢气缸243的活塞杆上设置有拉钩244，有口管卡压紧气缸241位于管卡装配工位的有口管卡夹具205上方，以用于向下伸出活塞杆压紧有口管卡；无口管卡顶起气缸242位于管卡装配工位的无口管卡夹具204下方，以用于顶起无口管卡，管卡合拢气缸243用于下拉无口管卡使其与有口管卡合拢。

如图6所示，螺丝装入机构25包括用于输送螺丝的螺丝送料机251、螺丝吸嘴252、设置在螺丝吸嘴252上方的电动螺丝批253、控制螺丝吸嘴252水平移动的螺丝移位x轴气缸254、控制螺丝吸嘴252升降的螺丝移位y轴气缸255、以及控制电动螺丝批253升降的打螺丝气缸256，螺丝吸嘴252用于将螺丝穿过无口管卡的安装孔并对准有口管卡内的螺母，通过电控螺丝批253拧紧。

其中，还包括设置于螺丝装入工位下方的不良品检测装置27，以用于检测螺丝是否拧入螺母，优选的，本实施例中不良品检测装置27为对射光纤传感器，通过对射光纤检测螺丝是否拧入螺母中，也可以采用其他类型的检测传感器，例如红外检测传感器。

其中，成品取出机构26包括成品夹取机械手、设置在成品夹取机械手旁可转动的出料槽262、以及设置于出料槽262末端的成品输出带261，成品夹取机械手用于将成品放入出料槽262，出料槽262底部设置有出料气缸，出料槽262下方设置有不良品收集箱，对射光纤传感器与出料气缸电性连接。

本发明的工作流程为：

1、无口管卡上料工位：无口管卡阵列机211将无口管卡阵列成排，无口管卡横推气缸212和无口管卡竖推气缸213将无口管卡阵列机211输出端的无口管卡送入无口管卡夹取机械手214的下方，无口管卡夹取机械手214将无口管卡夹起后送入转盘上本工位的无口管卡夹具204上；电机203驱动凸轮分割器202分度，转盘主体201旋转一工位，将无口管卡上料工位的无口管卡转至螺母装配工位。

2、螺母装配工位：通过有口管卡阵列机225将有口管卡阵列到位成排，螺母振动盘221将螺母阵列到螺母定位装置223，螺母定位装置223上的接近开关227判断螺母是否到位，推有口管卡气缸226的活塞杆将有口管卡推送到管卡定位装置222，压螺母装置224夹住螺母并提起，然后通过螺母x轴移位气缸228送到管卡定位装置的222上方，再通过压螺母气缸229将螺母压入有口管卡中，最后有口管卡夹取机械手夹取带螺母的有口管卡送入本工位的有口管卡夹具205上，此时有口管卡一端的卡钩搭在同组无口管卡一端的销轴上；电机203驱动凸轮分割器202分度，转盘主体201旋转一工位，将螺母装配工位的无口管卡和有口管卡转至管卡压入工位。

3、管卡压入工位：无口管卡压紧气缸233的活塞杆向下抵住无口管卡，无口管卡压紧气缸233驱动管卡压头231向下将有口管卡的卡钩压入无口管卡的销轴，使无口管卡和有口管卡可以通过销轴转动；电机203驱动凸轮分割器202分度，转盘主体201旋转一工位，将管卡压入工位的无口管卡和有口管卡转至管卡装配工位。

4、管卡装配工位：有口管卡压紧气缸241向下伸出活塞杆将有口管卡压紧，无口管卡顶起气缸242向上伸出活塞杆顶起无口管卡，管卡合拢拉钩气缸243的活塞杆斜向下拉使无口管卡与有口管卡合拢；电机203驱动凸轮分割器202分度，转盘主体201旋转一工位，将管卡装配工位合拢的无口管卡和有口管卡转至螺丝装入工位。

5、螺丝装入工位：通过螺丝送料机251将螺丝分离送出，螺丝移位y轴气缸255控制螺丝吸嘴252下移吸住螺丝，然后螺丝移位y轴气缸255上移升起螺丝吸嘴40，螺丝移位x轴气缸254将螺丝送入管卡上方，螺丝移位y轴气缸255下移将螺丝穿过无口管卡一端的安装孔并定位至有口管卡上的螺母上，电动螺丝批253旋转的同时打螺丝气缸256驱动往下打入螺丝，然后转盘主体201旋转一工位，将螺丝装入工位的成品管卡转至成品取出工位。

6、成品取出工位：成品夹取机械手夹取成品管卡放入出料槽262上，出料槽262倾斜设置，不良品检测装置27通过检测螺丝拧入螺母判断成品管卡是否为良品，如果为良品，则出料槽262末端与成品输出带261相接，成品管卡从出料槽262滑入成品输出带261上向外送出，如果为不良品，则不良品检测装置27发送反馈信号给出料气缸，出料气缸推动出料槽262后退，使不良品管卡向下落入下方的不良品收集箱中。

本发明通过转盘转动将管卡组件再各个工位之间输送，无口管卡上料工位将无口管卡送上转盘，螺母装配工位将螺母压入有口管卡并送上转盘，管卡压入工位将无口管卡的卡钩压入有口管卡的销轴；管卡装配工位将无口管卡与有口管卡合拢；螺丝装入工位将螺丝拧入螺母使无口管卡与有口管卡固定，成品取出工位从转盘上取出成品管卡；实现了全自动装配生产、提高生产效率，减少人工装配出现的工伤，节省了大量的人力。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。