单通道到多通道带节拍螺钉自动分料机构的制作方法与工艺

本发明属于机械制造领域，尤其是指一种螺钉自动分料机构。

背景技术：
随着科学技术的不断进步以及市场需求的急剧增加，制造业正以惊人的速度飞快发展，劳动力价格的提高迫使工业生产向全自动化方向发展。螺钉，作为一种圆柱形带螺纹紧固件，在装配系统中被广泛应用，螺钉自动化装配设备的出现解决了螺钉的自动装配问题，加快了工作效率，降低了劳动成本。考虑到实际生产应用，螺钉作为工件与工件之间的紧固件很少被单个使用，通常成对或成组出现，若分别对多个待装配螺钉依次进行自动化安装则大大降低了系统的装配效率，因此多需要装配设备对多个螺钉进行同步装配。螺钉的分料则成为了螺钉自动化装配设备正常工作过程必不可少的环节。现有的一般螺钉上料设备多数只能对散落排列的螺钉进行排序，然后单通道将螺钉输送到工位，而要想完成多个螺钉同步装配就必须保证多个工位同时完成螺钉上料。一些螺钉自动上料设备虽然可以对多个工位分别进行螺钉上料，但是只能依次连续上料，这样可能造成工位螺钉的积累，影响螺钉的自动拧紧环节，且难以实现节拍控制。因此，有必要提供一种能够实现螺钉从单通道到多通道进行节拍自动分料的机构，以保证螺钉自动化装配设备能够对多个工位螺钉进行同步装配，以提高生产线自动化装配效率。

技术实现要素：
本发明提供一种单通道到多通道带节拍螺钉自动分料机构，以解决现有技术中对于散落排列的螺钉难以实现从单通道到多通道自动分料问题，用于实现螺钉的单通道到多通道自动分料环节。本发明采取的技术方案是，电机支架与外壳通过螺钉固定连接，电机与电机支架通过螺钉固定连接，电机和螺钉分离关键机构通过联轴器键连接，螺钉分离关键机构的凸轮轴支撑底盘与螺钉导向套筒通过螺钉固定连接，止动棘爪与螺钉导向套筒的上盖转动连接，与止动环滑动连接，套筒轴承与外壳上盖固定连接，与螺钉导向套筒转动连接，止动环分别与外壳上盖和外壳通过螺纹固定连接，推动棘爪与螺钉导向套筒的下底转动连接，与棘轮滑动连接，凸轮轴轴承与外壳固定连接，与螺钉分离关键机构的凸轮轴转动连接，推力轴承与外壳固定连接，与螺钉分离关键机构的凸轮轴支撑底盘滑动连接。所述螺钉分离关键机构包括挡板归位弹簧、挡板导向件、可切换螺钉挡板、凸轮轴支撑底盘、凸轮轴旋转部件；螺钉分离关键机构的凸轮轴与电机分别与联轴器固定连接，螺钉分离关键机构的凸轮轴支撑底盘通过螺钉与螺钉导向套筒固定连接，凸轮轴支撑底盘与凸轮轴旋转部件转动连接，挡板导向件通过螺钉与凸轮轴支撑底盘固定连接，挡板归位弹簧与挡板导向件固定连接，与可切换螺钉挡板滑动连接，可切换螺钉挡板与凸轮轴支撑底盘滑动连接，与凸轮轴滑动连接。所述凸轮轴旋转部件包括凸轮轴，棘轮，棘轮盖板，盖板固定螺钉，凸轮棘轮连接键；凸轮轴与电机通过联轴器键连接，棘轮与凸轮轴键连接，棘轮盖板通过盖板固定螺钉与凸轮轴固定连接，棘轮固定于棘轮盖板与凸轮轴之间，棘轮与推动棘爪滑动连接。本发明提供的单通道到多通道带节拍螺钉自动分料机构解决了现有螺钉自动上料系统难以实现对螺钉的多工位同步上料以及带节拍上料问题，实现了对螺钉的单通道到多通道自动分料功能，将一组螺钉进行同步自动上料，然后进行分料过程，并同时将其输送到多个待装配工位，保证完成多个螺钉的同步装配；实现了螺钉的带节拍自动上料，避免了现有的一些具有分料功能的螺钉自动上料设备只能对螺钉进行依次连续上料而造成工位螺钉积累从而影响螺钉自动拧紧环节的弊端，实现了螺钉上料与安装的节拍控制，保证了螺钉自动上料过程与螺钉自动拧紧过程的无缝连接，大大提高了系统的整体装配效率。推广应用范围较大，可根据实际生产需要设计具有多个螺钉输送通道且不同工位分布情况的螺钉单通道到多通道带节拍自动分料机构，为螺钉的带节拍自动分料机构的广泛应用打下坚实基础。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明螺钉分离关键机构结构示意图；图3是本发明凸轮轴旋转部件结构示意图；图4是本发明的剖视图；图5a是本发明凸轮轮廓设计示意图，图5b是可切换螺钉挡板推杆和凸轮接触点相对凸轮轴线的理论位置曲线图；图6是本发明推动棘爪的结构示意图；图中：1电机；2联轴器；3电机支架；4螺钉分离关键机构；5螺钉导向套筒；6外壳上盖；7套筒轴承；8止动棘爪；9止动环；10外壳；11推动棘爪；12推力轴承；13凸轮轴轴承；401挡板归位弹簧；402挡板导向件；403可切换螺钉挡板；404凸轮轴支撑底盘；405凸轮轴旋转部件；4051凸轮轴；4052棘轮；4053棘轮盖板；4054盖板固定螺钉；4055凸轮棘轮连接键。具体实施方式由电机1、联轴器2、电机支架3、螺钉分离关键机构4、螺钉导向套筒5、外壳上盖6、套筒轴承7、止动棘爪8、止动环9、外壳10、推动棘爪11、推力轴承12、凸轮轴轴承13组成，如图1，其中电机支架3与外壳10通过螺钉固定连接，电机1与电机支架3通过螺钉固定连接，电机1和螺钉分离关键机构4分别与联轴器2键连接，螺钉分离关键机构4的凸轮轴支撑底盘404与螺钉导向套筒5通过螺钉固定连接，止动棘爪8与螺钉导向套筒5的上盖转动连接，与止动环9滑动连接，套筒轴承7与外壳上盖6固定连接，与螺钉导向套筒5转动连接，止动环9分别与外壳上盖6和外壳10通过螺纹固定连接，推动棘爪11与螺钉导向套筒5的下底转动连接，与棘轮4052滑动连接，凸轮轴轴承13与外壳10固定连接，与螺钉分离关键机构4的凸轮轴4051转动连接，推力轴承12与外壳10固定连接，与螺钉分离关键机构4的凸轮轴支撑底盘404滑动连接。螺钉分离关键机构4，如图2所示，螺钉分离关键机构4的凸轮轴4051与电机1通过联轴器2固定连接，凸轮轴支撑底盘404与螺钉导向套筒5通过螺钉固定连接，凸轮轴支撑底盘404与凸轮轴旋转部件405转动连接，挡板导向件402通过螺钉与凸轮轴支撑底盘404固定连接，挡板归位弹簧401与挡板导向件402固定连接，与可切换螺钉挡板403滑动连接，可切换螺钉挡板403与凸轮轴支撑底盘404滑动连接，与凸轮轴4051滑动连接。凸轮轴旋转部件405，如图3所示，凸轮轴4051与电机1通过联轴器2键连接，棘轮4052与凸轮轴4051键4055连接，棘轮盖板4053通过盖板固定螺钉4054与凸轮轴4051固定连接，棘轮4052固定于棘轮盖板4053与凸轮轴4051之间，棘轮4052与推动棘爪11滑动连接。凸轮设计原理：本凸轮结构设计采用滚轮推杆，可在凸轮旋转过程中减小凸轮和推杆之间的摩擦，降低磨损。图5a所示，为本发明的凸轮轮廓设计示意图，图5b所示为可切换螺钉挡板推杆和凸轮接触点相对凸轮轴线的理论位置曲线图，其中凸轮轴的最大半径差为h，A点为凸轮至高点，初始位置即为可切换螺钉挡板403的推杆滚轮与凸轮A点接触，此时可切换螺钉挡板403的推杆滚轮与凸轮轴接触点相对于凸轮轴轴线的距离最远，在图5b对应的点即当转角δ为零时，L为凸轮轴最小半径r0与半径差h的和，此时螺钉导向套筒5的螺钉通道被可切换螺钉挡板403挡住；凸轮轴继续逆时针旋转45度，此时可切换螺钉挡板403的推杆滚轮与凸轮B点接触，此时可切换螺钉挡板403的推杆滚轮与凸轮轴接触点相对于凸轮轴轴线的距离最近，在图5b对应的点即当转角δ为45度时，L为凸轮轴最小半径r0，此时可切换螺钉挡板403径向收回，存储在螺钉导向套筒5中的螺钉可沿螺钉通道顺利掉落至待装配工位；为保证下一次螺钉分离的顺利完成，凸轮轴需要继续逆时针旋转45度，使可切换螺钉挡板403的推杆滚轮与凸轮轴接触点相对于凸轮轴轴线的距离由最近到最远，这样在下一次螺钉上料过程开始之前螺钉导向套筒5的螺钉通道被可切换螺钉挡板403挡住，至此，一个螺钉由单通道到多通道的带节拍自动分料下料过程完成，下料周期为逆时针旋转90度。工作原理如下：螺钉分离过程主要分为两个部分：套筒旋转上料过程，同步下料过程；套筒旋转上料过程，电机1通过联轴器2驱动凸轮轴4051顺时针转动，带动棘轮4052顺时针转动，推动棘爪11与棘轮4052啮合，带动螺钉导向套筒5顺时转动，由于凸轮轴支撑底盘404与螺钉导向套筒5通过螺钉固定连接，凸轮轴支撑底盘404被带动顺时针转动，至此整个上料系统在电机的驱动下顺时针转动，此时单通道螺钉上料系统输送的螺钉依次落入旋转的螺钉导向套筒5的螺钉导向通道里，由于可切换螺钉挡板403的初始位置位于凸轮轴4051的最高点，且整个顺时针转动过程中可切换螺钉挡板403对于凸轮轴4051的相对速度始终为零，因此在这个顺时针转动的上料过程中，可切换螺钉挡板403始终位于凸轮轴4051的最高点，当顺时针旋转一周后，螺钉导向套筒5的通道内各有一个被可切换螺钉挡板403阻碍不能继续下落的螺钉，此时套筒旋转上料过程完成；同步下料过程，电机1通过联轴器2驱动凸轮轴4051逆时针转动，此时推动棘爪11与棘轮4052运动分离，凸轮轴4051不再带动螺钉导向套筒5逆时针转动，但由于推动棘爪与棘轮4052摩擦接触，因此为保证螺钉导向套筒5避免被摩擦力推动逆时针转动，此处加入了止动环的设计，当凸轮轴4051逆时针转动时，位于螺钉导向套筒5上盖上的止动棘爪8与止动环9啮合接触，因此阻碍了螺钉导向套筒5可能因摩擦力带动的逆时针转动，由于凸轮轴支撑底盘404与螺钉导向套筒5是通过螺钉固定连接的，因此凸轮轴支撑底盘404也保持静止不动，此时系统只能完成凸轮轴转动，驱动可切换螺钉挡板403做径向的往复运动，当凸轮轴4051逆时针转动45度时，可切换螺钉挡板403运动到凸轮轴4051最低点，这时螺钉导向套筒5里的螺钉同时掉落到设定的装配工位，凸轮轴4051继续逆时针旋转45度，可切换螺钉挡板403再次运动到凸轮轴4051最高点，此时螺钉的同步下料过程完成。为保证可切换螺钉挡板403在凸轮轴4051至高点运动到凸轮轴4051最低点过程能够顺利完成，设置了挡板归位弹簧401，保证可切换螺钉挡板403顺利归位到凸轮轴4051的最低点，从而可继续完成下一个螺钉当通道到多通道的上料分离过程，挡板导向件402保证了可切换螺钉挡板403做径向直线往复运动，系统顺时针旋转360度，逆时针旋转90即完成一个螺钉分料下料周期。