一种用于微型螺钉的送料机的制作方法

[0001]
本发明涉及一种螺钉自动送料设备，尤其涉及一种针对微型螺钉高稳定性及高效率的自动送料机。


背景技术：

[0002]
随着科学技术进步和现代工业规模化、自动化的不断推进，电子、3c行业加工装配行业正逐步盛行。受制于电子、3c产品的小型化以及结构紧凑的趋势，在装配过程中经常会用到规格较小的微型螺钉，该螺钉通常只有小于2mm的长度和钉帽直径，整体小于普通大米谷物。由于螺钉较小，杆长较短，在应用于工业化产线装配时，通常会使用圆盘送料设备进行螺钉的吸附及排序。
[0003]
然而市场上的部分圆盘送料机，并不适合快节奏、高精度的自动化装配；每一个吸钉孔无论是否有螺钉存在，都会在拾取位置暂停一段时间后再转到下一个吸钉孔，这样就造成了拾钉节拍的浪费，也增加了螺刀工具拾取螺钉的编程复杂度，从而降低了电子产品的整体装配速度；且同样由于螺钉过于细小，所带来的卡钉中断装配不容忽视。


技术实现要素：

[0004]
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的旨在提出一种用于微型螺钉的送料机，为长螺钉、超长螺钉的自动送料提供技术解决方案。
[0005]
本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种用于微型螺钉的送料机，其特征在于：包括机架内定位组装的逻辑控制单元、料仓、分隔转盘、动力单元、吸附单元、筛选单元和螺钉拾取单元，其中机架设有相对底座悬空且倾斜状的安装基板，所述分隔转盘通过转轴、固定轮及轴承装接于安装基板的上侧表面，且分隔转盘的表面按圆周等分设有若干螺钉吸附孔、背面设有一圈定位细孔，料仓固接于安装基板的上表面并包裹所述分隔转盘，面向定位细孔对射的第一传感器和动力单元接设于安装基板的下侧且动力单元与转轴相接输出动力，吸附单元通过气管、气阀连接真空发生器并接入分隔转盘的螺钉吸附孔，筛选单元设于料仓内随分隔转盘转动方向靠近螺钉拾取单元的旁侧处，螺钉拾取单元固接于安装基板顶边并对应螺钉吸附孔随转最高点的取钉位，且料仓的顶边处设有对应取钉位横向对射检测螺钉存在的第二传感器；所述动力单元的驱动端、吸附单元的控制端、第一传感器、第二传感器均信号接入逻辑控制单元，所述分隔转盘受控转动且仅在第一传感器反馈定位感应信号同时第二传感器反馈螺钉存在信号条件下暂停转动，在第二传感器反馈空载信号条件下持续转动。
[0006]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述分隔转盘为可拆卸替换式装接于转轴之上，且任一分隔转盘所设螺钉吸附孔与一种微型螺钉的规格匹配相容。
[0007]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述第一传感器定位装接且垂直于安装基板朝分隔转盘背面所设定位细孔照射，且第一传感器的定位感应信号触发条件对应取钉位与螺钉拾取单元的拾钉孔共轴重合。
[0008]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述筛选单元包括柔性刮片和吹送方向可调的细长型吹气管，其中柔性刮片接近分隔转盘表面的距离仅满足正常吸附的螺钉钉帽顺利通过。
[0009]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述吸附单元中在接入真空发生器前段的气管中接设有真空过滤器。
[0010]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述吸附单元设有两个共同作用于分隔转盘的真空发生器，且每个真空发生器的吸附强度独立受控可调。
[0011]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述动力单元设有步进电机、减速机及作为驱动端的控制器，且控制器通过端子排接入逻辑控制单元。
[0012]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述螺钉拾取单元在拾钉孔内集成设有接入逻辑控制单元并径向对穿拾钉孔的第三传感器，所述第三传感器的拾钉感应信号通过逻辑控制单元外传至螺刀控制部，且所述拾钉孔表面开设有倒锥形沉槽状的刀头导向部。
[0013]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述机架上接设有通过线路接入逻辑控制单元的led指示灯，在分隔转盘暂停状态下受控点亮，在分隔转盘持续转动状态下受控熄灭。
[0014]
上述用于微型螺钉的送料机，进一步地，所述送料机设有套接于机架的外罩，所述外罩在接近逻辑控制单元的一侧面设有显示界面或操控面板，在料仓上方的顶面开设有透明的观察补料窗，且观察补料窗的闭锁处设有接入逻辑控制单元的第四传感器，所述逻辑控制单元预设收到第四传感器的开窗感应信号触发动力单元急停的中断控制。
[0015]
应用本发明的螺钉送料机，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该送料机结构紧凑，较之于传统圆盘式送料机，提高了连续送钉的效率，能兼容不同规格的分隔转盘装接使用，提高了送料机的多用性，并且基于逻辑控制单元和多个传感器的信号感应，提高了设备的定位准确性及安全性。
附图说明
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图1是本发明用于微型螺钉的送料机的内机整装结构示意图。
[0017]
图2是图1另一视角的结构示意图。
[0018]
图3是本发明用于微型螺钉的送料机连同外罩的结构示意图。
具体实施方式
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以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
[0020]
本发明设计者针对现有自动化装配中传统送料机对微型螺钉难度大、效率较差等缺陷，仰赖于长期的机电设备定制经验，创新提出了一种用于微型螺钉的送料机，以较小型化的设备体积、较低的运行噪音、稳定的出钉准确率，满足各规格微型螺钉装配场景的应用所需。
[0021]
如图1至图3所示，从该用于微型螺钉的送料机，包括机架1内定位组装的逻辑控制单元2、料仓3、分隔转盘4、动力单元5、吸附单元6、筛选单元7和螺钉拾取单元8。其中逻辑控制单元2的硬件构成主要为plc、放大器、接线端子及其看门狗电路等，机架1设有相对底座
悬空且倾斜状的安装基板12，而该分隔转盘4通过转轴、固定轮及轴承（未图示）装接于安装基板12的上侧表面，且分隔转盘4的表面按圆周等分设有若干螺钉吸附孔41、背面设有一圈定位细孔（未图示），料仓3固接于安装基板12的上表面并包裹分隔转盘4，面向定位细孔对射的第一传感器91和动力单元5接设于安装基板12的下侧且动力单元5与转轴相接输出动力，吸附单元6通过气管（未图示）、气阀62连接真空发生器61并接入分隔转盘4的螺钉吸附孔41，筛选单元7设于料仓3内随分隔转盘4转动方向靠近螺钉拾取单元8的旁侧处，螺钉拾取单元8固接于安装基板12顶边121并对应螺钉吸附孔41随转最高点的取钉位，且料仓3的顶边处设有对应取钉位横向对射检测螺钉存在的第二传感器92；上述动力单元5的驱动端、吸附单元6的控制端、第一传感器91、第二传感器92均信号接入逻辑控制单元2；由此则实现逻辑控制：分隔转盘4受控转动且仅在第一传感器91反馈定位感应信号同时第二传感器92反馈螺钉存在信号条件下暂停转动，在第二传感器92反馈空载信号条件下持续转动。
[0022]
基于以上概述方案的补充说明包括，首先，机架1包括设备底盘、底盘上一侧用于装接逻辑控制单元的电气盒以及旁侧并排装接的梯形框架，而安装基板则固接于该梯形框架的斜边，以使之保持与底盘表面成40
°-
70
°
的夹角。主要作用是籍此满足在分隔转盘吸料后避免螺钉完全受重力作用、超出真空吸力而意外滑落，提升吸料、送料的稳定性。
[0023]
其次，上述轴承固定装接于安装基板的开孔之中，中空的转轴穿接于轴承之中轴向定位自由转动。而吸附单元的气管一端自转轴内穿接并密封伸入分隔转盘的内腔。由此，当转轴带动分隔转盘转动时，不会对气管气路产生干扰，也不会影响螺钉吸附孔造成失压。
[0024]
再者，从分隔转盘无遗漏吸取螺钉的理想状态来看，分隔转盘取钉送料的起点为螺钉吸附孔位于低位（可能是最低点，也可能是接近最低点的位置），自低位至最高点为送料路径，而最高点的取钉位为送料终点。上述螺钉拾取单元对应该送料终点选位设置。当螺钉被螺刀的刀头拾取后，螺钉吸附孔将空载并顺势继续向低位转动取料。
[0025]
最后，上述第二传感器为高精度定位设置的对射型光电传感器，其设置的高度满足当螺钉吸附孔正常载钉时，钉帽阻断光线而使传感器感应得到螺钉存在信号；而当螺钉吸附孔空载时，光线持续而使传感器感应空载信号。
[0026]
为进一步了解本发明送料机的功能实现细节，以下对各构成部分详细说明。
[0027]
上述分隔转盘4为可拆卸替换式装接于转轴之上且保持相接的密封性，任一分隔转盘所设螺钉吸附孔与一种微型螺钉的规格匹配相容。图示实施例可见，该分隔转盘在相邻两个螺钉吸附孔之间还设有弧形凹槽。其一方面有利于搅动料仓底部散乱堆放的螺钉粒料，另一方面有利于经筛选单元分离被带起的螺钉能顺势导流，向料仓底部中央滑落。
[0028]
上述第一传感器91为另一种对射型光电传感器，其定位装接且垂直于安装基板朝分隔转盘背面所设定位细孔照射，且第一传感器91的定位感应信号触发条件对应取钉位与螺钉拾取单元的拾钉孔共轴重合。即当第一传感器照射到定位细孔后，即获得定位感应信号，反馈逻辑控制单元对动力单元输出控制，在上述第二传感器得到螺钉存在信号的前提下，即刻定位停转。当然，以上均是在动力单元驱动分隔转盘急停、急启动无延迟、无惯性，传感信号反馈至逻辑控制输出瞬时响应的理想状态而设定的，实际情况下两个传感器（尤其第一传感器）的触发位需设置极微弱的提前修正。
[0029]
考虑到螺钉吸附孔负压状态下存在一部分异常吸取螺钉的现象，例如吸附钉帽而钉身位于孔外，或螺钉横亘于孔外。这种情况下随分隔转盘送料到达取钉位时，将引发拾钉
失误现象，为此该送料机设置筛选单元7。具体地，该筛选单元7包括柔性刮片71和吹送方向可调的细长型吹气管72，其中柔性刮片71接近分隔转盘表面的距离仅满足正常吸附的螺钉钉帽顺利通过；由此，可以轻易刮除前述两种螺钉异常吸附的现象。而通过细长形吹气管72，可以吹散吹松料仓底部的螺钉粒料，或清空正常吸取的螺钉周边吸附的其它螺钉，便于提高螺钉吸附的效率上述吸附单元中在接入真空发生器前段的气管中接设有真空过滤器63。在吸取螺钉过程中可以对钉身表面粘附的尘埃进行清理，而又要防止真空发生器受损，当设置该真空过滤器后，能够切实保障真空发生器运行于理想状态，延长使用寿命。而且该真空过滤器的管身透明，其过滤气流后集尘的满载程度直观可视，并按需以耗材形式换新。而且，分隔转盘在前述送料完整过程中，各个螺钉吸附孔的负压其实非必须一致。具体地，在料仓底部吸取螺钉时需要较大吸力，以避免完成吸取的螺钉被散乱堆放的大量其它螺钉刮落，而当越过低位单颗螺钉送料时所需的吸力较小，只需克服螺钉自身重力防止滑落即可。为此，该吸附单元设有两个共同作用于分隔转盘的真空发生器，且每个真空发生器的吸附强度独立受控可调并通过气阀62控制运作。
[0030]
上述动力单元5设有步进电机51、减速机52及作为驱动端的控制器53，且控制器53通过端子排接入逻辑控制单元2。该部分为常规器件选择及功能实现，故省略详述。
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再者，该螺钉拾取单元8在拾钉孔81内集成设有接入逻辑控制单元并径向对穿拾钉孔的第三传感器93，该第三传感器93的拾钉感应信号通过逻辑控制单元2外传至螺刀控制部（客方产线），以此防止螺刀在拾钉孔内意外转动、打毛受损。而且，该拾钉孔81表面开设有倒锥形沉槽状的刀头导向部，便于螺刀的对位插接及顺利拾取螺钉。
[0032]
除此之外，该机架1上还可以选择性接设有通过线路接入逻辑控制单元2的led指示灯13，在分隔转盘暂停状态下受控点亮，示意人工作业的技术人员可以正常拾取螺钉，在分隔转盘持续转动状态下受控熄灭，示意工作人员等待拾取，禁止将螺刀插入拾钉孔中。
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最后，出于防尘、降低设备运行噪音的考虑，该送料机设有套接于机架1的外罩10。该外罩10在接近逻辑控制单元2的一侧面设有显示界面或操控面板101，在料仓3上方的顶面开设有透明的观察补料窗102，且观察补料窗102的闭锁103处设有接入逻辑控制单元的第四传感器94，而逻辑控制单元2预设收到第四传感器的开窗感应信号触发动力单元急停的中断控制。以保障设备和人员安全。与此同时，该外罩10还可以对应真空过滤器设置透明密封的探视窗口，在送料机持续工作且无需拆机的情况下，便于获知送料机吸附单元的运行状态。当然，对于送料机必要的电源接口、电源总开关等，亦可设置于该操控面板101表面，方便外接供能及产线作业人员操作。
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综上关于本发明用于微型螺钉的送料机基于图示的优选实施例详述可见，较之于传统圆盘式的微型装配件送料机具备突出的实质性特点和显著的进步性，具体分述如下：1．分隔转盘仅在螺钉吸附成功时才停止，而不是间歇性的运作，提高了连续送钉效率及准确性，避免了螺刀的空拾、漏拾；2．兼容不同规格的分隔转盘装接应用，能适用于多种规格的螺钉，改善了送料机的互换性；3．分隔转盘结构及材料的优化使送料机具备了无磁性且高耐磨、高强度的优点；4．逻辑控制单元的优化实现了定位的准确、高速高效的送钉以及更加安全的操作体验。
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除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形
成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。