一种圆柱形销钉的自动供钉系统的制作方法

本发明涉及航空航天装配技术领域，具体地说，涉及一种圆柱形销钉的自动供钉系统。

背景技术：

航天技术产业是一个国家的战略高地，保障着国家的国防安全和国际地位。轻质耐高温材料作为其热防护系统中至关重要的部分，其有效性关乎飞行控制成败甚至是宇航员的生命安全。陶瓷基复合材料因其具有高比强、高比模、抗烧灼、极强的抗氧化、耐磨损和耐高温性能，在尖端航天器的制造中得到了越来越广泛的应用。陶瓷基复合材料的广泛应用，提高了现代航天器的综合性能，却也大大增加了加工装配难度。在陶瓷基复合材料结构件装配过程中，目前研究较多的主要有螺栓连接技术、在线液相渗透技术、先驱体聚合物连接技术和销钉铆接技术。复合材料销钉铆接技术由于其连接强度可靠、热匹配良好，几乎不增加重量，是当前c/sic大型复杂结构件最具潜力的连接技术之一。但销钉连接方法加工装配复杂，占据了极大的工作量。传统的人工装配劳动条件差，生产效率低，连接质量严重依赖于工人的经验和技术，且不符合产品数字化装配的发展要求，因此采用自动钻铆系统来代替人工操作势在必行。研发拥有自主知识产权的陶瓷基复合材料智能加工系统，不仅对于航天器装配具有重大意义，对于推动我国的高端装备制造战略也深具影响。

为了保证陶瓷基复合材料自动钻铆效率，拥有一套可靠高效、经济环保的自动供钉系统相当重要。自动送钉系统需要将零散无序的销钉根据安装需要重新排列，并依次有序地输送到下位机，包括销钉的定位、整理、存储、选择、输送、分离以及接收。由于陶瓷基复合材料智能加工系统工作的特殊性，配套的自动供钉系统要能为其快速、连续地供应销钉，同时每次只输送一个销钉，所以自动供钉系统的供钉效果直接影响了加工系统的工作效率，是其核心部件之一。目前的自动供钉系统大多是振动料斗和输送管输送的组织形式。振动料斗式送钉系统是将无序的销钉直接装入料斗内部，使用时再在电机等主动件的振动作用下配合特定机械结构完成自动分选。由于振动料斗体积大，工作中需要持续振动，此类自动供钉系统若安装到加工系统上，除了安装难度大外，也势必会对其产生振动影响；若与系统分开独立安装，则加工系统的运动会使铆钉输送管可能有各种不同的位姿，增加了输钉难度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种圆柱形销钉的自动供钉系统，能自动实现不同规格销钉的快速输送，提高加工效率。

为了实现上述目的，本发明提供的圆柱形销钉的自动供钉系统包括钉柜、设置在所述钉柜内的若干用于存储不同直径销钉的储钉盘管、与对应的储钉盘管连通的运钉直管、以及设置在所述运钉直管出钉端的分钉阀；

所有运钉直管并排且倾斜布置在所述钉柜的顶部，所述分钉阀位于所述运钉直管的底端；在并排的分钉阀的底部设有将销钉转移到下位接收装置的运钉装置。

上述技术方案中，通过储钉盘管预先储存已经定向好的销钉，去除了体积大、影响大的振动料斗，大大简化了自动供钉系统的结构，从而可以方便地安装到加工系统上，并对其产生最小的影响，减小销钉输送的难度。且通过设置不同直径的储钉盘管，储存不同直径的销钉，实现不同规格销钉的快速输送，提高加工效率。

可选地，在一个实施例中，所述的钉柜内设有若干层钉盒架和放置在所述钉盒架上的钉盒，所述的储钉盘管放置在所述钉盒内；所述钉盒通过平行的两根导轨活动安装在所述钉盒架上。抽屉式钉盒，将钉盒安装在抽屉中合为一体，可方便地在钉柜上安装或取下。

可选地，在一个实施例中，所述的钉盒上设有分别连接所述储钉盘管两端的进钉口和出钉口，两根导轨中的其中一根的端部设有可与所述进钉口连通的进气口，所述进气口可连通高压进气装置；另一根导轨的端部设有可与所述出钉口连通的送钉管，所述送钉管可连通至所述的运钉直管。

钉盒通过两根导轨实现抽拉式的活动安装，钉盒通过导轨放置到钉盒加上后，在往里怼的过程中，钉盒的进钉口直接连接进气口，钉盒的出钉口直接连接到送钉管，方便快捷。

可选地，在一个实施例中，所述的钉柜的上部设有倾斜的安装板，所述的运钉直管固定在所述安装板上。

可选地，在一个实施例中，所述的分钉阀包括沿垂直于所述运钉直管的轴线方向布置的两个分钉气缸，所述运钉直管在对应位置设有供所述分定气缸的气缸杆通过的孔，用于控制运钉直管内销钉移动的通断。

可选地，在一个实施例中，两分钉气缸的气缸杆平行，且间距为1～2根销钉长度的中间值。确保每次只有一颗销钉送入下一环节。

可选地，在一个实施例中，所述的运钉装置包括用于接收从所述运钉直管中掉落的销钉的运钉器和将所述运钉器移动至下位接收装置的驱动机构。

可选地，在一个实施例中，所述的驱动机构包括沿所述的运钉直管排列方向设置的传送带、用于驱动所述传送带运行的驱动电机，所述的运钉器固定在所述的传送带上。

可选地，在一个实施例中，所述的运钉器包括固定在所述传送带上的送钉板，所述送钉板上设有与运钉直管同方向通道，通道的端部设有挡钉气缸。

可选地，在一个实施例中，所述的传送带在接钉工位的两侧分别设有可与所述通道连通的吹气管道和接钉管道，所述接钉管道与下位接收装置连通。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

1)自动供钉系统独立设计，可适应不同的加工系统；

2)每个钉盒中可储存相当数量的同一型号销钉，集储存、输送功能于一体；

3)每个钉柜可存放多个抽屉式钉盒，相对应地可储存、输送多种不同型号的销钉，满足加工系统的不同销接场合的使用要求；

4)分钉阀可实现每次仅输出一个销钉的功能。

附图说明

图1为本发明实施例的自动供钉系统的主视图；

图2为本发明实施例的自动供钉系统的背面轴测图；

图3为本发明实施例的运钉直管及运钉装置的俯视图；

图4为本发明实施例的运钉直管及运钉装置的轴测图；

图5为本发明实施例的钉盒的俯视图；

图6为本发明实施例的钉盒的轴测图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

参见图1和图2，本实施例中圆柱形销钉的自动供钉系统包括钉柜1、钉盒2、运钉装置3和送钉管5。钉柜1设有用于存放钉盒2的前门6和用于检修的检修口7。在钉柜1内设有用于安装钉盒2的钉盒架8。根据销钉的直径规格需求，每个钉柜1具有4个钉盒2和4个运钉装置3，分别用于存放不同直径公差的销钉，多个钉柜1可以并联组合实现更多种类销钉的存储和输送。

参见图3和图4，钉盒2通过导轨9安装在钉盒架8上。钉盒内固定有储钉盘管10，销钉通过人工或机械方式有序存入储钉盘管10内。钉盒2的尾部设有进钉口13和出钉口11，分别用于向储钉盘管10内装入销钉以及供气驱动销钉运动输送和销钉输出钉盒2，对应的钉盒架8上设有进气口14和送钉口12。其中，进气口14与高压进气管15相连，送钉口12与送钉管16相连。送钉管16与送钉管5连通。

参见5和图6，钉柜1上部的斜坡平台上安装有四个运钉直管17，运钉直管17的下端设有分钉阀18，运钉装置3安装在分钉阀18的下方，包括用于接收从运钉直管17中掉落的销钉的运钉器和将运钉器移动至下位接收装置的驱动机构。保证每次有且仅有一枚销钉被送出供钉系统。运钉直管17用于接收从出钉接口11送出的销钉并暂时储存。分钉阀18由分钉气缸a20、分钉气缸b19、支架21组成，分钉气缸的气缸杆可以通过钉夹上的小孔伸入运钉直管17内，用以控制运钉直管17内销钉运动的通断。分钉气缸a20和分钉气缸b19的气缸杆的间距取1～2根销钉的长度的中间值，确保每次只有一颗销钉送入下一环节。

驱动机构包括沿运钉直管17排列方向设置的传送带23、用于驱动传送带23运行的驱动电机22。运钉器包括固定在传送带上的送钉板29，送钉板29上设有与运钉直管17同方向通道，通道的端部设有挡钉气缸30，用于挡住销钉，避免运送过程掉落。传送带23在接钉工位的两侧分别设有可与送顶板29的通道连通的吹气管道26和接钉管道，接钉管道与下位接收装置连通。同时，吹气管道26通过对接气缸a24实现移动，接钉管道通过对接气缸b25实现移动。在传送带23上还设有行程开关。

整个自动供钉系统安装在自动加工系统上，气压输入端即进气口14连接高压进气管15，销钉输出端连接自动加工系统上的销钉接收器。

自动供钉系统的具体工作流程如下：

(1)初始时，高压进气管15与销钉入阀通道即进钉口13对通，出钉口11与送钉管16对通，对接气缸a24和对接气缸b25处于收回状态，挡钉气缸30处于伸出状态；

(2)在进气管高压气体的作用下钉盒中的销钉连续移动，最前面的一部分销钉进入运钉直管17；此时分钉气缸a20关闭，分钉气缸b19打开，最前面的销钉的销钉杆进入两个小孔之间，后续销钉被挡而不能完全进入；

(2)送钉板29在驱动电机22和带轮传动机构的驱动下，运动到对应的运钉直管17正下方，分钉气缸a20打开，夹持住第二根销钉，分钉气缸b19关闭，第一根销钉进入运钉器；

(3)送钉板29在驱动电机22和带轮传动机构的驱动下，运动到两个夹紧气缸之间，夹紧气缸a24和夹紧气缸b25伸出，吹气管道26和送钉管道分别与送钉板29两端对通；

(4)吹气管道26对应的高压气源打开，挡钉气缸30收回，销钉在高压气流作用下沿着送钉管道进入下位接收装置后，各部分复位。

一个循环结束，重复步骤(2)～(4)。