螺杆螺套合装检测系统的制作方法

本发明涉及螺杆和螺套的安装和检测，具体涉及螺杆螺套合装检测系统。

背景技术：

螺杆和螺套的螺纹组件是机械部件中十分常见，应用于多种场合。对于螺杆与螺套的安装，目前多采用手工组装，而许多依靠螺纹固定的组件对螺纹的旋拧力具有一定要求，并且不同的应用场合其旋拧力也具有不同标准，目前滑滞力的大小值也靠人工经验检测。

因此目前的人工组装螺杆螺套的生产方式具有如下缺点：

(1)手动组装时，工作效率低下，劳动动作繁琐；

(2)旋拧力度和方向不易控制，会产生偏差，容易导致工件表面生锈，影响产品质量；

(3)手动检测滑滞力大小，全靠手感和观察得出是否合格，需要依靠检测员的加工经验，容易出错。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是目前组装螺杆螺套的生产方式存在工作效率低、不能保证产品质量，出错率高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种螺杆螺套合装检测系统，包括输送带和电控系统，所述输送带上承接有若干间隔设置的工装托盘，所述工装托盘上设有螺套工位和螺杆工位，所述输送带的两侧沿送料方向依次设有：

自动上料装置，包括两个分别设置在所述输送带两侧的料盘，两所述料盘内分别排列设有螺杆和螺套，所述料盘上设有通过伺服模块驱动的上料机械手；

自动合装装置，包括设置在所述输送带的侧面的螺套夹紧气缸、由第一伺服电机驱动而可升降地设置在合装支杆上的螺杆旋拧装置，所述合装支杆设置在所述输送带的一侧，所述螺杆旋拧装置包括可水平滑移的抓料气缸和通过第二伺服电机驱动而旋转的转轴，所述转轴的上方设有第一扭矩传感器；

自动检测装置，包括由升降气缸驱动而可升降地设置在检测支杆上的扭矩检测仪，所述检测支杆设置在所述输送带的一侧，所述扭矩检测仪上设有第二扭矩传感器；

自动出料装置，沿送料方向依次设有非合格出料带和合格出料带，所述非合格出料带、所述合格出料带的输入端分别设有下料机械手，所述输送带的一侧对应所述非合格出料带、合格出料带的位置分别设有用于检测工件位置的非合格传感器、合格传感器；

所述电控系统分别与所述伺服模块、螺套夹紧气缸、第一伺服电机、第二伺服电机、升降气缸、第一扭矩传感器、第二扭矩传感器、合格传感器和所述非合格传感器连接。

在另一个优选的实施例中，所述螺杆旋拧装置、所述扭矩检测仪的下方分别设有用于托起所述工装托盘的顶升装置，所述螺杆旋拧装置、所述扭矩检测仪的一侧分别设有用于检测工件位置的合装到位传感器、检测到位传感器，所述合装到位传感器、检测到位传感器均与所述电控系统连接。

在另一个优选的实施例中，所述料盘呈方形，其外侧环绕有四个依次接合的横梁，其中一个所述横梁上设有滑轨，所述上料机械手滑动设置在所述滑轨上，且所述滑轨滑动设置在垂直于自身两侧的所述横梁上。

在另一个优选的实施例中，所述机械手的下部设有可开合的两卡爪，所述卡爪上分别设有弧形开口槽，两所述卡爪闭合后，两所述弧形开口槽形成夹紧螺杆或螺套的夹紧孔。

在另一个优选的实施例中，所述螺杆旋拧装置设有固定板，所述第二伺服电机设置在所述固定板上，所述固定板的下方设有开有竖直通孔的导向块，所述转轴与所述第二伺服电机同轴联动，并向下穿过所述导向块的竖直通孔，所述转轴的底部设有用于与螺杆卡接的卡槽。

在另一个优选的实施例中，所述螺杆旋拧装置设置在一丝杆上，所述丝杆与所述第一伺服电机同轴联动。

在另一个优选的实施例中，所述自动合装装置和所述自动检测装置设置于所述输送带的同一侧，所述输送带的另一侧设有与其平行的回程输送带，所述输送带的两端分别设有过渡输送带，所述过渡输送带的底部滑动设置在一垂直于所述输送带的导轨上，所述过渡输送带通过滑动与所述输送带或所述回程输送带相接。

在另一个优选的实施例中，所述输送带由并排设置的两条侧边传送带组成，所述工装托盘设置在两所述侧边传送带上。

在另一个优选的实施例中，所述螺套工位、螺杆工位沿所述输送带的送料方向依次设置。

在另一个优选的实施例中，还包括工作台面，所述料盘、所述输送带设置在所述工作台面上。

本发明，将螺杆和螺套的上料、组装、滑滞力的检测和出料设置实现一体化设计，只需人工将螺杆和螺套放置到位，剩余的加工工序可通过电控系统自动控制，最后将合格品和非合格品分别输出，提高了自动化程度和工作效率，避免了人工组装的质量问题，大大减少了装配的不合格率，保证了组装的精度，实用性强。

附图说明

图1为本发明的整体结构的俯视图；

图2为本发明的整体结构的斜视图；

图3为本发明的料盘的结构示意图；

图4为本发明的上料机械手的结构示意图；

图5为本发明的螺杆旋拧装置的结构示意图；

图6为本发明的扭矩检测仪的结构示意图；

图7为本发明的出料装置的俯视图；

图8为本发明的出料装置的左视图。

具体实施方式

本发明提供了一种螺杆螺套合装检测系统，将螺杆和螺套的上料、组装、滑滞力的检测和出料设置实现一体化设计，只需人工将螺杆和螺套放置到位，剩余的加工工序可通过电控系统自动控制，最后将合格品和非合格品分别输出，提高了自动化程度和工作效率，避免了人工组装的质量问题，大大减少了装配的不合格率，保证了组装的精度，实用性强。下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。

如图1和图2所示，本发明提供的螺杆螺套合装检测系统，包括输送带100和电控系统700，输送带100上承接有若干间隔设置的工装托盘110，工装托盘110上设有螺套工位112和螺杆工位111，输送带100的两侧沿送料方向依次设有自动上料装置、自动合装装置、自动检测装置和自动出料装置500。

如图1和图3自动上料装置包括两个分别设置在输送带100两侧的料盘200，两料盘200内分别排列设有螺杆和螺套，料盘200上设有通过伺服模块驱动的上料机械手210。

如图2和图5所示，自动合装装置包括设置在输送带100的侧面的螺套夹紧气缸310、由第一伺服电机301驱动而可升降地设置在合装支杆300上的螺杆旋拧装置，合装支杆300设置在输送带100的一侧，螺杆旋拧装置包括可水平滑移的抓料气缸320和通过第二伺服电机302驱动而旋转的转轴330，转轴330的上方设有第一扭矩传感器331。

如图6所示，自动检测装置包括由升降气缸401驱动而可升降地设置在检测支杆400上的扭矩检测仪410，检测支杆400设置在输送带100的一侧，扭矩检测仪410上设有第二扭矩传感器411。

如图7和图8所示，自动出料装置500沿送料方向依次设有非合格出料带510和合格出料带520，非合格出料带510、合格出料带520的输入端分别设有下料机械手530，输送带100的一侧对应非合格出料带510、合格出料带520的位置分别设有用于检测工件位置的非合格传感器、合格传感器。

电控系统700分别与伺服模块、螺套夹紧气缸310、第一伺服电机301、第二伺服电机302、升降气缸401、第一扭矩传感器331、第二扭矩传感器411、合格传感器和非合格传感器连接。电控系统700除了控制各部件的运作，还可实时显示组装、检测时的扭矩大小，直观性强。

本发明的工作过程如下：

人工将螺杆、螺套的料盘200分别卡装到位，电控系统700在PLC程序指令下控制伺服模块带动上料机械手210移动，移动到位后将螺杆或螺套抓取上料，放到工装托盘110中的螺杆工位111或螺套工位112。

输送带100继续沿送料方向输送，当工装托盘110把工件送到螺杆螺套合装工位时，电控系统700通过第一伺服电机301驱动螺杆旋拧装置下移，使抓料气缸320正好将螺杆卡紧，然后第一伺服电机301再控制螺杆旋拧装置上移，使得抓料气缸320带动螺杆上升，且需要螺杆高出螺套，然后电控系统700控制抓料气缸320水平滑移，使螺杆与螺套上下同轴对准并卡住，此时螺套夹紧气缸310也将螺套夹紧，防止旋拧螺杆时螺杆与螺套之间产生相对位移。接着电控系统700控制第二伺服电机302带动转轴330旋转，螺杆继而被旋拧进入螺套，完成组装，组装过程中由第一扭矩传感器331检测扭矩大小，如装配过程中转矩过大，电控系统700根据第一扭矩传感器331的检测结果会发生报警，进而人工干涉解除。

组装完毕后，工装托盘110输送到螺杆螺套的滑滞力检测工位，扭矩检测仪410对螺杆的旋拧程度进行检测，并设有第二扭矩传感器411来检测具体的扭矩，根据实际需求可以检测多次取平均值，电控系统700根据第二扭矩传感器411的检测结果来判定组装工件是否合格。具体的扭矩检测标准可根据场合不同或客户的实际要求灵活选择。

当工件判断为不合格后，工装托盘110继续输送，当非合格传感器检测到工件到达预定位置时，电控系统700控制非合格出料带510上的下料机械手530动作，将工件抓起并放置于非合格出料带510上，进行输出；当工件判断为合格时，工装托盘110继续输送直至合格传感器检测到工件到达预定位置时，电控系统700控制合格出料带520上的下料机械手530动作，将工件抓起并放置于合格出料带520上，进行输出。

螺杆旋拧装置、扭矩检测仪410的下方分别设有用于托起工装托盘110的顶升装置，螺杆旋拧装置、扭矩检测仪410的一侧分别设有用于检测工件位置的合装到位传感器、检测到位传感器，合装到位传感器、检测到位传感器均与电控系统700连接。利用合装到位传感器、检测到位传感器将工件托盘的位置实时反馈给电控系统700，到位后电控系统700控制螺杆旋拧装置、扭矩检测仪410进行动作，无需人工检测，自动化程度高。当顶升装置将工装托盘110顶起后，螺杆旋拧装置、扭矩检测仪410可对工件进行相关的操作，检测扭矩大小。此过程中输送带100可保持输送状态，当操作完毕后，顶升装置下降，工装托盘110重新放在输送带100上。顶升装置可采用气缸或油缸等来实现升降。

如图3所示，料盘200呈方形，外侧环绕有四个依次接合的横梁202，其中一个横梁202上设有滑轨201，上料机械手210滑动设置在滑轨201上，且滑轨201滑动设置在垂直于自身的两侧的横梁202上。在水平面内利用工件的坐标控制上料机械手210的移动，方便抓取工件，没有抓取死角。

如图4所示，上料机械手210的下部设有可开合的两卡爪211，卡爪211上分别设有弧形开口槽，两卡爪211闭合后，两弧形开口槽形成夹紧螺杆或螺套的夹紧孔212。由于螺杆和螺套的卡紧部分均为圆柱状，且尺寸较小，不宜使用卡爪211个数较多的机械手，选用两个相对设置的卡爪211，结构简单，且更易保证夹紧度。下料机械手530和上料机械手210可采用相同结构。

如图5所示，螺杆旋拧装置设有固定板303，第二伺服电机302设置在固定板303上，固定板303的下方设有开有竖直通孔的导向块332，转轴330与第二伺服电机302同轴联动，并向下穿过导向块332的竖直通孔，转轴330的底部设有用于与螺杆卡接的卡槽。由于转轴330在旋拧过程中会受到扭矩，导向块332为转轴330的升降提供了导向功能和定位作用，有效防止转轴330发生歪曲。转轴330利用卡槽可实现与螺杆的周向固定，从而完成螺杆的周向旋转实现组装。

螺杆旋拧装置设置在一丝杆上，丝杆与第一伺服电机301同轴联动。通过丝杆传动来控制整个螺杆旋拧装置的升降，具有位移控制精准、噪声小、传动平稳的优点，且不易发生打滑失效问题。

如图1所示，自动合装装置和自动检测装置设置于输送带100的同一侧，输送带100的另一侧设有与其平行的回程输送带120，输送带100的两端分别设有过渡输送带130，过渡输送带130的底部滑动设置在一垂直于输送带100的导轨131上，过渡输送带130通过滑动与输送带100或回程输送带120相接。工件被下料机械手530取走后，工装托盘110变成了空盘，此时过渡输送带130与输送带100相接，且具有相同的传动方向，继续输送工装托盘110就会滑到过渡输送带130上，而后过渡输送带130在电控系统700的控制下沿导轨滑动直至与回程输送带120相接，通过电机反转使得过渡输送带130与回程输送带120的输送方向相同，此时工装托盘110重新进入下一次的输送。本发明采用了循环闭合式上料、送料和下料，结果简单，运行方便。

由于料盘200置于输送带100的两侧，因此靠近回程输送带120的螺杆(或螺套)会先放置到位，然后再利用过渡输送带130的动作回到最初的输送带100上，螺套(或螺杆)再放置到位。

输送带100由并排设置的两条侧边传送带组成，工装托盘110设置在两侧边传送带上。若采用宽度与工装托盘110的宽度相同的传送带，则需要较大的传动轮和传动力，浪费能源，也占用较大空间，而本发明采用的侧边传送带，皮带的尺寸显著减小，也会采取较小尺寸的传动轮，能够降低能源消耗，节省空间，而且还可以在两条侧边传送带之间设置顶升装置，优化结构，有效利用空间。

螺套工位112、螺杆工位111沿输送带100的送料方向依次设置。当组装时，抓料气缸320只需要沿送料方向往复移动，来实现螺杆与螺套对准。若螺套工位112、螺杆工位111沿输送带100的宽度方向排列，那么抓料气缸320就需要向输送带100的垂直方向进行滑移，可能会与转轴330发生轨迹干扰，甚至碰撞损坏部件，因此本发明中，抓料气缸320的运动与输送带100等其他部件的运送不会交叉，不会互相影响或干涉。

本发明还包括工作台面600，料盘200、输送带100设置在工作台面600上，便于操作员和检测员统一管理和查看。

本发明，将螺杆和螺套的上料、组装、滑滞力的检测和出料设置实现一体化设计，只需人工将螺杆和螺套放置到位，剩余的加工工序可通过电控系统自动控制，最后将合格品和非合格品分别输出，提高了自动化程度和工作效率，避免了人工组装的质量问题，大大减少了装配的不合格率，保证了组装的精度，实用性强。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。