基于面齿轮传动的一拖N圆周式微型螺丝送料机及送料方法与流程

本发明涉一种微型螺丝送料机，特别涉及一种圆周式微型螺丝送料机及送料方法。

背景技术：

微型螺丝送料系统常见于手动/自动化产品装配工作站或流水线，其主要功能是将堆积在一起的小零件按照一定规律有序排列起来，并将零件逐个输送至指定位置，然后由吸钉系统将微型螺丝输送至要钉系统。目前针对m1.2以下的小螺丝已经有了相对成熟的真空吸附式微型螺丝送钉系统，其基本原理为：通过转盘搅动料仓内的螺丝，加上转盘周边上的具有真空吸附力的且与螺丝尺寸匹配的孔，将螺丝吸附且坐落在在孔内，然后通过旋转转盘，将螺丝旋转至指定位置，在指定位置有真空度检测传感器，当达到一定的真空值，说明在指定位置存在螺丝，如没有达到一定真空值，说明在指定位置没有螺丝。该类型的真空吸附式微型螺丝送钉系统存在送效率不稳定、调节复杂、成本高等缺点。

面齿轮是近年发明的一种新的齿轮，其主要特点是可以与圆柱直齿轮直接啮合传动，且面齿轮和圆柱直齿轮的传动轴成90°夹角，这种传动结构特别适用于需要大传动比、多轴动力分流且空间有限的场合。

技术实现要素：

本发明的目的是为了：(1)保证送料系统体积最小化的情况下，实现多工位一站式微型螺丝送钉；(2)提高送钉稳定性；(3)降低系统成本。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于面齿轮传动的一拖n圆周式微型螺丝送料机，包括真空吸附式分料模块，所述真空吸附式分料模块包括动力输入轴和出料口，所述圆周式微型螺丝送料机包括：

外罩，包括安装底座、外框架和盖板，三者共同围设成一圆周式空间结构，所述盖板盖于真空吸附式分料模块的料仓上，所述盖板上设置有用于螺丝输出的开口；

真空吸附式分料模块，若干台真空吸附式分料模块沿外罩的圆周方向设置于所述圆周式空间结构中，所述真空吸附式分料模块的出料口与盖板上的开口相对应设置，所述真空吸附式分料模块固定于安装底座上；

电机齿轮传动机构，包括伺服电机、面齿轮和圆柱直齿轮，所述伺服电机固定设置于真空吸附式分料模块之间的安装底座上，所述面齿轮固定于伺服电机的输出轴上，所述圆柱直齿轮与真空吸附式分料模块的动力输入轴相连，所述圆柱直齿轮的轮齿与面齿轮上的齿啮合；

所述圆周式微型螺丝送料机通过伺服电机输出动力，通过伺服电机-面齿轮-圆柱直齿轮将动力分配给各个真空吸附式分料模块。

更进一步地,所述真空吸附式分料模块的数量为6个，6个圆柱直齿轮与面齿轮组成圆周式分布的齿轮传动系统。

更进一步地,每个真空吸附式分料模块具有独立的控制装置，分别安装在各自的控制面板上。

更进一步地,所述真空吸附式分料模块包括料仓、内部旋转机构、电控万向离合器、传动轴、真空发生器、控制器、负压传感器，所述真空吸附式分料模块具有动力输入轴，所述动力输入轴的一端与电控万向离合器一端相连，另一端与传动轴相连，所述传动轴的另一端与圆柱直齿轮相连，所述真空发生器、控制器、负压传感器安装在分料模块上，控制面板用于提供内部所需电源接头、对外数据交换和运行状态指示灯。

更进一步地,所述电控万向离合器可沿不同角度传动并可以电控方式来实现其动力传输的通断。

更进一步地,所述传动轴安装在由轴承和轴承支架组成的支撑上。

更进一步地,所述真空吸附式分料模块通过支撑座固定于安装底座上。

本发明还提供一种基于面齿轮传动的一拖n圆周式微型螺丝送料机的送料方法，包括：

启动伺服电机，驱动面齿轮带动圆柱直齿轮转动，从而带动真空吸附式分料模块开始工作，当第i路真空吸附式分料模块中检测到有螺丝就位时，第i路控制器接收到信号，发出两路信号，第一路信号发给电控万向离合器，控制其切断动力，使得第i路真空吸附式分料模块中传动系统停止旋转，第二路信号发给工作站/流水线的总控器，通知其第i路分料模块中的物料已准备就绪，处于待取料状态；

当第i路真空吸附式分料模块中的待取物料被取走后，其控制器接收到信号后，发送信号给内部电控万向离合器，通知其开始啮合动力，开始旋转，进行下一步取料动作；

当多路分料模块均有待取料零件时，按照待取零件排队顺序取料。

本发明的有益效果如下：

(1)由于利用了基于电机-圆柱直齿轮-面齿轮的动力传动方案，使得系统动力可以通过一个带减速功能的伺服电机实现多个吸钉系统的动力传输，从而减少齿轮的传动对数和电机的数量，从而显著降低系统的成本；

(2)实现多工位一站式微型螺丝送钉系统，可以同时为多个工作站或者环形装配线提供微型螺丝；

(3)由于实现了圆周式一拖n式送钉，使得各出料口有/无螺丝的信息或数据可以工作站或装配线体实现数据交换，可最大限度的降低等待螺丝的时间，从而实现送钉的稳定性和高效性；

(4)由于采用了面齿轮带动多个圆柱直齿轮，显著降低了齿轮传动所需的空间以及自动化产线上的空间尺寸需求。

附图说明

图1是本发明基于面齿轮驱动的一拖n圆周式微型螺丝送料机的外观图；

图2是本发明基于面齿轮驱动的一拖n圆周式微型螺丝送料机的内部结构图；

图3是本发明基于面齿轮驱动的一拖n微型螺丝送料机的俯视图(无外罩)；

图4是图3中a部分的结构放大图；

图5是本发明的内部结构分解图；

图6是单一真空吸附式分料模块的结构分解图。

图中：101、外罩；102、安装底座；2、真空吸附式分料模块；201、控制面板；202、出料口；203、盖板；204、电控万向离合器；205、传动轴；206、轴承；207、轴承支架；208、真空发生器；209、控制器；210、安装螺丝；211、六角铜柱；212、负压传感器；213、侧板；214、螺丝；215、料仓；216、动力输入轴；3、电机齿轮传动机构；301、伺服电机；302、面齿轮；303、圆柱直齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1-2为本发明基于面齿轮传动的一拖n圆周式微型螺丝送料机的结构示意图，其中图1为外观图，其中以六个相互独立又共用动力源的真空吸附式分料模块2为例来说明，这六个真空吸附式分料模块2共用统一的外罩101、安装底座102和动力源。但每个单独的真空吸附式分料模块具有独立的控制装置，分别安装在各自的控制面板201上。图2是本发明送料机的内部结构图，由六个真空吸附式分料模块构成圆周式分料器。图3为本发明送料机的内部总体结构的俯视图，图4为图3中a部分(即出料口202)的结构放大图，由图可以看出，动力源位于整个系统的中间位置，通过中间的电机-面齿轮-圆柱直齿轮将动力分配给各个子组件模块。

图5为本发明基于面齿轮传动的一拖n圆周式微型螺丝送料机的结构分解图，该送料机包括真空吸附式分料模块2、安装底座102、面齿轮302、伺服电机301、盖板203和圆柱直齿轮303组成。其中，真空吸附式分料模块2的基本原理已经广泛应用于微型螺丝吸钉设备，其安装在安装底座102上，圆柱直齿轮303安装在其输入轴上，并通过紧钉螺丝固定在输入轴上。面齿轮302安装在伺服电机301的输出轴上，同样通过紧钉螺丝固定在轴上，此处六个圆柱直齿轮303与面齿轮302组成圆周式分布的齿轮传动系统。另外，伺服电机301通过螺丝安装在安装底座102上。

图6为单一真空吸附式分料模块的结构分解图，真空吸附式分料模块2由料仓215和内部旋转机构组成，其具有一个动力输入轴216，如图6所示。动力输入轴216与电控万向离合器204一端安装在一起，另外一端与传动轴205连接在一起，此处电控万向离合器204具有不同角度传动并可以电控方式来实现其动力传输的通断。传动轴205安装在由轴承206和轴承支架207组成的支撑上。传动轴205的另外一端安装着圆柱直齿轮303，该圆柱直齿轮303与面齿轮302组成一组啮合对，用来传递来自伺服电机301的动力。支撑座203用来支撑真空吸附式分料模块2，真空发生器208用来产生真空吸附式分料模块2所需的真空。控制器209通过安装螺丝210和六角铜柱211安装在真空吸附式分料模块2上，用来根据外部信号控制电控万向离合器204的通断以及相关的信号输出。负压传感器212也安装在真空吸附式分料模块2上，用来检测真空吸附式分料模块2的内部负压值，从而输出信号给控制器209。控制面板201(其安装于侧板213上)通过螺丝214安装在真空吸附式分料模块2和支撑座203上，其主要作用包括：提供内部所需电源接头、对外数据交换和运行状态指示灯。

基于面齿轮传动的圆周式微型螺丝送料系统工作流程如下：

(1)启动电机开始旋转，驱动面齿轮转动，从而带动真空吸附式分料模块开始工作，当第i路分料模块中检测到有螺丝就位时，第i路控制器接受到信号，给出两路信号，第一路信号发给电控万向联轴器，控制其切断动力，使得第i路分料模块中传动系统停止旋转。第二路信号发给工作站/流水线的总控器，通知其第i路分料模块中的物料已准备就绪，处于待取料状态；

(2)当第i路分料模块中的待取物料被取走后，其控制器接收到信号后，发送信号给内部电控万向联轴器，通知其开始啮合动力，开始旋转，进行下一步取料动作；

(3)当多路分料模块均有待取料零件时，自动启动待取零件排队程序，使得系统按照顺序来取料，确保系统不处于混乱状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。