一种双头螺栓自动装配设备的制作方法

1.本发明涉及机械自动化技术领域，具体为一种双头螺栓自动装配设备。


背景技术：

2.双头螺栓是指两端均有螺纹的圆柱形紧固件，广泛应用于电力、化工、铁路、桥梁、钢构等方面。双头螺栓在生产车架加工完毕后，厂家在发货前需要将双头螺栓与螺母、平垫进行组装：螺栓中部穿入装配两个平垫，螺栓两端各装配一至两个螺母。常规双头螺栓装配螺母、平垫的工作都是由人工完成，效率低下，工人工作强度大，费工费时。
3.近年来，为了减轻螺栓装配的工作强度，市面也出现了各式螺栓螺母自动装配设备。检索到关于螺栓装配设备的现有文献如下：1、螺栓装配机；cn201511006071.3；一种螺栓装配机，用以将螺栓、卡簧及螺栓套自动化装配，螺栓具有螺帽和螺柱，螺栓套的一端具有与螺帽适配的凹槽，另一端具有供螺柱穿出的安装孔，螺栓装配机包括机台，及均安装于机台的第一选料机构、第二选料机构、第三选料机构、螺栓转移机构、卡簧抓取机构；第一选料机构用以将螺栓套逐个传送至装配位；第二选料机构用以将螺栓逐个传送至螺栓中转位；第三选料机构用以将卡簧逐个移动至卡簧中转位；螺栓吸取机构用以将位于螺栓中转位的螺栓移动至装配位，以将螺栓与螺栓套装配；卡簧抓取机构用于将位于卡簧中转位的卡簧移动至装配位，而将螺柱卡持。本发明的技术方案提高了螺栓套、螺栓及卡簧的装配效率。
4.2、一种c型卡自动装配用螺栓自动装配系统；cn201821700200.8；一种c型卡自动装配用螺栓自动装配系统，包括一螺栓供料组件，包括一螺栓螺旋震动供料机；一螺栓输送组件，包括一螺栓输送带；一螺栓送料组件，所述螺栓送料组件包括一位于螺栓输送带的出料口处的螺栓顶板，在螺栓顶板的旁侧还设置有一螺栓卡爪，该螺栓卡爪由一对螺栓分爪共同组成，两个螺栓分爪的上端通过一螺栓卡爪固定座相连，且两个螺栓分爪与螺栓卡爪固定座之间活动连接。本实用新型的优点在于：通过螺栓供料组件、螺栓输送组件及螺栓送料组件之间的配合，从而实现了将单个螺栓依次推动至装配位置，而无需人工手动放置，并通过螺栓旋转座的配合实现螺栓的自动装配，为后续实现c型卡的自动装配提供了良好的基础。
5.3、一种螺栓自动装配机；cn202010534901.4；一种螺栓自动装配机，包括第一螺母装配工位、垫片装配工位以及第二螺母装配工位，垫片装配工位位于第一螺母装配工位与第二螺母装配工位之间，传送驱动组件按照装配顺序将螺栓输送至对应的目标装配工位；第一螺母装配工位、垫片装配工位以及第二螺母装配工位分别连接第一螺母自动给料通道、垫片自动给料通道以及第二螺母自动给料通道，通过推送气缸将对应的第一螺母、垫片和第二螺母推送套接在与其对应的螺栓上，通过旋拧伺服电机的旋转驱动将第一螺母和第二螺母与其对应的螺栓进行装配连接；本发明实现了螺栓与螺母、垫圈的自动装配，显著节约了人工装配工作量，同时明显提高了装配效率，可以满足需求量巨大的装配需求。（公开螺栓平移、螺母拧紧、平垫插入装置）
4、螺栓自动装配系统；cn201721130739.x；一种螺栓自动装配系统。其主要是解决现有技术所存在的装配机构只能进行单个零件的直线装配，无法将螺栓等零件装入到较大的工件中并且形成拧紧，工件在排列时无法进行分度旋转，定位较不准确，装配精度较差等的技术问题。本实用新型包括送料架（1），所述的送料架（1）上设有振动送料机构（2），振动送料机构的前方连接有将螺栓与垫板定位的定位机构（3），定位机构的上方设有平移机构（4），平移机构连接在立柱（5）上，平移机构上活动连接有拧紧轴机构（6），平移机构的末端设有回转工作台（7）。
6.5、膨胀螺杆自动装配系统；cn201510820466.0；一种效率高、全自动运行的螺杆装配机。本发明包括机架（1），在所述机架（1）上设置有螺杆上料系统、膨胀片上料系统、垫圈上料系统、螺母上料系统、冲压机（2）和装配机（3），所述螺杆上料系统和所述膨胀片上料系统分别将螺杆和膨胀片传输到所述冲压机（2）处，在所述冲压机（2）的作用下，膨胀片被冲压固定在螺杆上，在所述冲压机（2）与所述装配机（3）之间设置有半成品传输带（4），所述垫圈上料系统和所述螺母上料系统分别将垫圈和螺母传送至所述装配机（3）处，所述装配机（3）将垫圈和螺母装配到半成品螺杆上并出料。本发明可应用于工件装配领域。（公开了螺栓上料装置）。
7.6、一种螺栓螺母自动装配检测机；cn201721174955.4；一种螺栓螺母自动装配检测机。其包括：螺栓自动筛选上料机、螺母自动筛选上料机和螺栓螺母装配机，螺栓螺母装配机主要由机架、螺母抓取机构、螺母分隔器、间歇分隔器分度大盘、螺栓抓取机构、螺栓螺母装配机构、驱动机构及组合件下料分器组成。它可自动完成螺丝取、放、拧紧等动作，生产效率高，工人劳动强度低；可自动检测确定监视运作中异常状态，装配效果监测，不合格品自动剔除至废料接收装置；可双螺栓同时装配，效率大大提高。
8.7、一种航空航天用曲柄螺栓组件自动装配机；cn201810822146.2；一种航空航天用曲柄螺栓组件自动装配机，包括工作台、传送装置、工件定位装置、挡头螺栓放置装置、曲柄螺栓装配装置、双头螺母装配装置、内联齿轮槽装配装置和挡头螺栓拧紧装置，本发明当需要对曲柄螺栓组件进行自动装配时，放置组件将挡头螺栓放置在固定组件内部并固定，再在传送组件的传送下到第二个工位，第一装配组件将曲柄螺栓放置在固定组件内并卡紧，第三装配组件再将双头螺母插入曲柄螺栓中并与挡头螺栓旋紧，第四装配组件再将内联齿轮槽套设在双头螺母上并与曲柄螺栓插接固定，最终将另一个挡头螺栓旋紧固定在双头螺母的另一端，完成曲柄螺栓组件的自动装配，全程无需人工操作，工作效率高。
9.虽然以上现有文献也涉及到一些自动装配螺栓、螺母和平垫的装配设备，但是整体设备占地面积大，机构不紧凑，造价较高，特别对于装配螺母、平垫数量较多的情况下，各种部件组装后装置体积更为巨大，增加了操作人员监控的难度，也增加了装置的运行成本和制造成本。


技术实现要素：

10.针对现有技术的不足，本发明提供了一种双头螺栓自动装配设备，用于自动装配双头螺栓的平垫以及螺母，具有效率高，组装过程简便，节省人工工时，减轻组装工作强度的优点。并且整体设备结构紧凑，占地面积小，制造成本可控。
11.本发明提供如下技术方案：
一种双头螺栓自动装配设备，螺栓上料机下料口与螺栓平移机相连，螺栓平移机的两侧布置平垫上料臂和螺母旋紧机构，平垫上料臂和螺母旋紧机构分别设置在单独导轨上，并分别通过推进气缸实现前后移动；平垫上料臂与平垫接料机构相连，平垫接料机构与平垫震动盘相连；螺母旋紧机构与螺母接料机构，螺母接料机构与螺母上料机相连。
12.所述螺栓上料机的上料架接台阶机架，第一级台阶处设置顶板a，第二级台阶处设置顶板b，顶板a和顶板b由螺栓上料气缸同步推动，台阶机架的最高处接下滑坡道，下滑坡道中间设置若干角钢，角钢上设置上料检测开关，下滑坡道末端接螺栓平移机。
13.台阶机架和顶板ab，实现螺栓逐根步进送料上升的效果，上料检测开关用于检测不断下滑的螺栓节拍，并将信号反馈给plc；最下方的角钢还起到卡位倒数第二根螺栓的作用，使其不会随着倒数第一根螺栓一起向前方的螺栓平移机移动。
14.所述螺栓平移机的外架固定在设备台面上，两侧壁上均布若干螺栓工位槽，内架活动设置于外架内部，内架两侧壁上均布若干匹配的螺栓工位槽；内架下方设置平台并设置若干竖向气缸，竖向气缸的活塞杆与内架底部连接，放置竖向气缸的平台下方与水平气缸的活塞杆连接。
15.内架通过竖向和水平的气缸驱动，不断循环进行往复“上-前-下-后-上”运动，使螺栓在平移机上实现步进，每次运动循环螺栓就步进一个工位，在每个工位上实现安装步骤。外架边缘的工位上还设置检测开关，用于检测每个工位上是否有螺栓在位。
16.所述平垫上料臂的开合臂末端为双平垫的凹槽，开合臂的左右双臂头端与滑座两侧铰接，左右双臂中部分别通过连杆与横杆两端铰接，横杆与滑杆固定连接，滑杆连接平垫上料气缸的活塞杆。
17.左右臂闭合时，端部的u形平垫槽处于平垫接料机构落料盒下方的出口处，将落下的平垫接住；当需要安装平垫时，推进气缸将整个平垫上料臂推进，平垫通孔被螺栓穿入，然后平垫上料气缸顶升活塞杆，横杆前移，通过连杆的支顶作用，将左右臂张开，推进气缸驱动整个平垫上料臂后移，即完成平垫的安装动作。
18.所述平垫接料机构的平垫门架中部设置平垫落料盒，平垫落料盒上部入口接平垫震动盘的落料通道，平垫落料盒下部出口接平垫上料臂的平垫凹槽，平垫落料盒侧面设置平垫落料气缸a和平垫落料气缸b；平垫落料气缸a的活塞杆轴穿入平垫落料盒内腔，与平垫中间通孔位置匹配；平垫落料气缸b的活塞杆穿入平垫落料盒内腔，并连接落料挡块。
19.当若干组平垫竖直进入平垫落料盒内腔后，平垫落料气缸a的活塞杆轴穿入倒数第二组平垫中间通孔，将其限位，然后平垫落料气缸b的活塞杆收回，倒数第一组平垫失去落料挡块的阻挡，掉下被平垫上料臂接住。
20.平垫震动盘采用市面采购裕顺公司生产的震动盘，平垫震动盘的出料滑道采用并行双滑道出料形式，并行的双滑道的每个滑道与正面通道或者背面通道分别相连，即可以实现平行出料双排平垫。
21.所述螺母旋紧机构的转轴头部设置螺母旋紧头，螺母旋紧头设置与螺母外形匹配的凹槽，螺母旋紧头通过转轴与螺母旋紧电机连接。
22.一个螺母从上方掉落到凹槽中，推进气缸将整个螺母旋紧机构推进至螺母螺纹孔边缘接触到螺栓端部，然后电机开始旋转，在旋转的同时推进气缸继续顶进，将螺母拧进螺栓；拧进到位后，电机停止旋转，推进气缸后退至原始位置。
23.所述螺母接料机构的螺母门架中部设置螺母落料盒，螺母落料盒上部入口接螺母上料机的落料通道，螺母落料盒下部出口接螺母旋紧机构的螺母凹槽，螺母落料盒侧面设置螺母落料气缸a和螺母落料气缸b；螺母落料气缸a的活塞杆轴穿入螺母落料盒内腔，与螺母中间通孔位置匹配；螺母落料气缸b的活塞杆穿入螺母落料盒内腔，并连接落料挡块；螺母落料盒外侧面还设置螺母防倒气缸螺母防倒气缸，螺母防倒气缸向下的活塞杆端部设置挡块。
24.当若干个螺母竖直进入螺母落料盒内腔后，螺母落料气缸a的活塞杆轴穿入倒数第二组个额螺母中间通孔，将其限位，然后螺母防倒气缸的活塞杆伸出，挡块挡在螺母旋紧头的前端，螺母落料气缸b的活塞杆收回，倒数第一个螺母失去落料挡块的阻挡，掉下被螺母旋紧头接住；防倒挡块可防止螺母从端部弹出，当螺母完成接料后，防倒挡块退回。
25.所述螺母上料机构的螺母物料筐边部设置倾斜向上运动的螺母链板，螺母链板的每个节段上设置与螺母通孔匹配的销轴，螺母链板行走路径与螺母分流槽入口相接，螺母分流槽的分流点左右两侧设置分流气缸，分流气缸的活塞杆分别固定左右分流通道节段；螺母分流槽路径各个部分分别设置若干螺母检测开关。
26.螺母链板的每个板节上设置与螺母通孔匹配的销轴，销轴穿过螺母通孔可将螺母固定在链板的中心处，链板通过电机驱动循环旋转，当螺母到达最高点后，链板路径进入分流槽总路的半槽口段，在逐渐下行过程中，螺母碰到分流槽截面上的卡沿，逐渐从销轴上脱出，最终到达分离点时，螺母完全进入分流槽总路的入口槽口；总路由支路分流后，螺母沿着分流槽滑向分流点，分流气缸交替往复将左右分流槽节段推入，以实现螺母左右分流的效果。分流槽上的各个部分的检测开关可以检测到螺母下落的信号并传输给plc进行协调动作。
27.所述螺栓平移机两侧，平垫上料臂与螺母旋紧机构之间的位置设置调节推杆，调节推杆由推进气缸驱动。
28.推杆的作用在于：在进入螺母装配工位之前，左右推杆将螺栓左右位置调整顶至中线位置，方便螺母装配工序的顺利进行。
29.所述螺栓平移机上方，与螺栓步进工位对应的位置，设置螺栓定位气缸，气缸下压的活塞杆端部设置v形压块。
30.v形压块下压后压紧螺栓两端，在平垫装配和螺母装配工位防止装配时螺栓因碰撞而移位。
31.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：1、本发明可实现双头螺栓+双平垫+四螺母的全自动装配工作，均采用检测开关进行信号监控，无需人工介入，大大节省了人工成本和降低了工人装配的强度。
32.2、本发明所采用的双通道螺母进料系统，可实现一套螺母给料装置对应多台螺母装配装置，因此减小了整体设备体积，具有结构紧凑的优点，并且可大大降低设备的造价。
33.3、本发明中采用双平垫一次装配装置进行组装，可实现水平方向一次安装两片垫片的自动化操作，装配效率高，如果进行拓展，还可以一次装配2个以上数量平垫的功能；设备体积和造价进一步得到控制。
34.4、本发明中各个机构和装置布置极为紧凑，仅用一个1.5
㎡
面积的工作台面即可放下所有部件，大大减小了装置的占地面积，有利于车间内装配工作的操作和监控。
附图说明
35.图1为本发明外观结构图；图2为螺栓上料机和螺栓平移机工作状态图；图3为平垫上料臂、平垫接料机构、螺母旋紧机构、螺母接料机构、调节推杆和推进气缸部件组合状态外观图；图4为平垫上料臂、平垫接料机构、螺母旋紧机构、螺母接料机构、调节推杆和推进气缸部件组合状态另一角度外观图；图5为螺栓上料机外观结构图；图6为螺栓上料机另一角度外观结构图；图7为螺栓上料机结构工作原理示意图；（顶板下降状态）图8为螺栓上料机结构工作原理示意图；（顶板顶升状态）图9为螺栓平移机外观结构图；图10为螺栓平移机侧视结构图；图11为螺栓平移机前视结构图；图12为平垫震动盘、平垫接料机构和平垫上料臂部件组合状态外观图；图13为平垫下料通道的断面图；图14为平垫接料机构外观结构图；图15为平垫接料机构另一角度外观结构图；图16为平垫上料臂外观结构图；图17为螺母上料机、螺母接料机构和螺母旋紧机构部件组合状态外观图；图18为螺母上料机外观结构图；图19为螺母上料机另一角度外观结构图；图20为螺母接料机构外观结构图；图21为螺母接料机构另一角度外观结构图；图22为螺母旋紧机构外观结构图；图23为螺栓平移机和螺栓定位气缸外观结构图；图中部件标号名称如下：1、螺栓上料机；11、顶板a；12、顶板b；13、上料架；14、上料检测开关；15、螺栓上料气缸；2、螺栓平移机；21、外架；22、内架；23、竖向气缸；24、水平气缸；25、平移检测开关；26、螺栓定位气缸；3、平垫震动盘；4、平垫接料机构；41、平垫门架；42、平垫落料盒；43、平垫落料气缸a；44、平垫落料气缸b；5、平垫上料臂；51、平垫上料气缸；52、滑座；53、开合臂；6、螺母上料机；61、螺母物料筐；62、螺母链板；63、螺母分流槽；64、螺母检测开关；65、分流气缸；7、螺母接料机构；71、螺母门架；72、螺母落料盒；73、螺母防倒气缸；74、螺母落料气缸a；75、螺母落料气缸b；8、螺母旋紧机构；81、螺母旋紧电机；82、螺母旋紧头；9、推进气缸；91、调节推杆。
具体实施方式
36.实施例1一种双头螺栓自动装配设备，螺栓上料机1下料口与螺栓平移机2相连，螺栓平移机2的两侧布置平垫上料臂5和螺母旋紧机构8，平垫上料臂5和螺母旋紧机构8分别设置在
单独导轨上，并分别通过推进气缸9实现前后移动；平垫上料臂5与平垫接料机构4相连，平垫接料机构4与平垫震动盘3相连；螺母旋紧机构8与螺母接料机构7，螺母接料机构7与螺母上料机6相连；所述螺栓上料机1的上料架13接台阶机架，第一级台阶处设置顶板a11，第二级台阶处设置顶板b12，顶板a11和顶板b12由螺栓上料气缸15同步推动，台阶机架的最高处接下滑坡道，下滑坡道中间设置若干角钢，角钢上设置上料检测开关14，下滑坡道末端接螺栓平移机2；所述螺栓平移机2的外架21固定在设备台面上，两侧壁上均布若干螺栓工位槽，内架22活动设置于外架21内部，内架22两侧壁上均布若干匹配的螺栓工位槽；内架22下方设置平台并设置若干竖向气缸23，竖向气缸23的活塞杆与内架22底部连接，放置竖向气缸23的平台下方与水平气缸24的活塞杆连接；所述平垫上料臂5的开合臂53末端为双平垫的凹槽，开合臂的左右双臂头端与滑座52两侧铰接，左右双臂中部分别通过连杆与横杆两端铰接，横杆与滑杆固定连接，滑杆连接平垫上料气缸51的活塞杆；所述平垫接料机构4的平垫门架41中部设置平垫落料盒42，平垫落料盒42上部入口接平垫震动盘3的落料通道，平垫落料盒42下部出口接平垫上料臂5的平垫凹槽，平垫落料盒42侧面设置平垫落料气缸a43和平垫落料气缸b44；平垫落料气缸a43的活塞杆轴穿入平垫落料盒42内腔，与平垫中间通孔位置匹配；平垫落料气缸b44的活塞杆穿入平垫落料盒42内腔，并连接落料挡块；所述螺母旋紧机构8的转轴头部设置螺母旋紧头82，螺母旋紧头82设置与螺母外形匹配的凹槽，螺母旋紧头82通过转轴与螺母旋紧电机81连接；所述螺母接料机构7的螺母门架71中部设置螺母落料盒72，螺母落料盒72上部入口接螺母上料机的落料通道，螺母落料盒72下部出口接螺母旋紧机构8的螺母凹槽，螺母落料盒72内侧面设置螺母落料气缸a74和螺母落料气缸b75；螺母落料气缸a74的活塞杆轴穿入螺母落料盒72内腔，与螺母中间通孔位置匹配；螺母落料气缸b75的活塞杆穿入螺母落料盒72内腔，并连接落料挡块；螺母落料盒72外侧面还设置螺母防倒气缸螺母防倒气缸73，螺母防倒气缸73向下的活塞杆端部设置挡块；所述螺母上料机构6的螺母物料筐61边部设置倾斜向上运动的螺母链板62，螺母链板62的每个节段上设置与螺母通孔匹配的销轴，螺母链板62行走路径与螺母分流槽63入口相接，螺母分流槽63的分流点左右两侧设置分流气缸65，分流气缸65的活塞杆分别固定左右分流通道节段；螺母分流槽63路径各个部分分别设置若干螺母检测开关64；所述螺栓平移机2两侧，平垫上料臂5与螺母旋紧机构8之间的位置设置调节推杆91），调节推杆91由推进气缸9驱动；所述螺栓平移机2上方，与螺栓步进工位对应的位置，设置螺栓定位气缸26，气缸下压的活塞杆端部设置v形压块。
37.应用实施例：采用本发明自动装配设备，与传统手工装配作业进行比较，得到以下结果：
可见，本发明大大提高了双头螺栓的装配效率，降低了装配成本。