一种用于锚杆生产中自动安装垫片螺母的设备的制作方法

本技术涉及锚杆生产，尤其涉及一种用于锚杆生产中自动安装垫片螺母的设备。

背景技术：

1、随着科学技术的进步以及社会生产力的不断发展，煤矿及岩土等工程领域作为实体经济发展的重要支撑之一，其促进作用十分明显。锚杆支护技术作为广泛应用于煤矿及岩土等工程领域的基础技术，其基础支撑重要性不断凸显，随着社会需求的不断提升，相关领域对锚杆的需求量也在不断激增。

2、众所周知，锚杆生产企业为了检验垫片、螺母与锚杆螺纹端配合度，保护锚杆螺纹端在运输过程中不被碰坏，确保每根锚杆运输至井下、野外工作点时的成套性和可用性，要求在出厂前每根锚杆在其螺纹端安装好垫片和螺母。但是，由于锚杆支护设计不同，锚杆采用的垫片和螺母的尺寸、材质(有金属垫片和塑料垫片之分)、形状种类(金属垫片有平垫、球形垫和锥形垫等形状之分，螺母有普通螺母、加厚螺母、法兰螺母、球头螺母、扭矩螺母等种类之分)和组合方式也不相同(有锚杆只要求安装螺母、也有锚杆安装一个钢垫片和螺母，还有锚杆安装一个塑料垫片加一个或两个钢垫片和螺母的组合)，所以锚杆螺纹端安装垫片和螺母有多种组合。如图1锚杆三垫片和螺母组合安装示意图，要求安装一个塑料垫片加两个金属垫片和一个法兰螺母；如图2锚杆球垫和螺母组合安装示意图，要求安装一个塑料垫片加一个球形金属垫片和一个扭矩螺母。

3、现有技术中，由于锚杆使用的垫片和螺母尺寸、材质、形状种类、厚度、组合方式等差异较大，锚杆生产企业仅少数企业实现了普通螺母在锚杆螺纹端的安装，且常因为螺母等形状复杂、螺母螺纹孔偏心等原因造成安装失败，所以在生产中均采用人工手工安装解决各类垫片和螺母安装需求。但人工带垫垫片和螺母存在使用人员多、安装工序繁琐、生产效率低、劳动强度大、油污污染员工严重、安全系数低、组合件上不到位易脱落丢失等问题，不适应我国锚杆生产加工的自动化、现代化进程，无法推动制造业高端化、智能化发展。

4、因此希望有一种用于锚杆生产中自动安装垫片螺母的设备能够解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种用于锚杆生产中自动安装垫片螺母的设备，其解决了锚杆生产由人工带垫垫片螺母存在使用人员多、安装工序繁琐、生产效率低、劳动强度大、油污污染员工严重、安全系数低、组合件上不到位易脱落丢失等技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本实用新型采用的一种用于锚杆生产中自动安装垫片螺母的设备，其包括：机架、垫片供料机构、垫片组合机构、垫片定中抓取机构、垫片安装机构、螺母供料机构、螺母定中抓取机构、螺母安装机构、锚杆定中夹紧机构和plc控制机构；所述机架整体呈矩形，其一端安装有所述垫片供料机构，另一端安装有所述螺母供料机构和plc控制机构，其后端安装有所述锚杆定中夹紧机构，其内部靠近所述垫片供料机构处安装有所述垫片组合机构、所述垫片安装机构和所述垫片定中抓取机构，其内部靠近螺母供料机构处安装有所述螺母定中抓取机构7和螺母安装机构；所述垫片供料机构与所述垫片组合机构垂直，所述螺母供料机构与所述螺母安装机构垂直，所述垫片组合机构、所述螺母安装机构和所述锚杆定中夹紧机构整体平行，所述垫片安装机构垂直于所述锚杆定中夹紧机构，所述垫片定中抓取机构在所述垫片组合机构和所述垫片安装机构之间旋转，螺母定中抓取机构在所述螺母安装机构和所述螺母供料机构之间旋转；本设备通过调整并保持所述锚杆、垫片、螺母轴心三轴同心并进行分步组合，在所述锚杆的生产中自动安装所述垫片和螺母。

5、本实用新型应用锚杆、垫片、螺母轴心同心不变的安装原理，对多垫片组合和不同螺母采用分步组合控制中心不变技术，不仅能为锚杆安装普通金属垫片和螺母，还可以安装球形垫、锥形垫等异形金属垫片、和安装加厚螺母、法兰螺母、球头螺母、扭矩螺母等锚杆专用螺母，甚至可进行金属垫片和塑料垫片的两个或三个垫片的组合及螺母的安装，很好解决了锚杆生产时多垫片、多组合型式垫片、不同类型螺母的自动安装难题。

6、优选的，所述垫片供料机构包括：金属垫片振动盘、塑料垫片振动盘、金属垫片滑道和塑料垫片滑道；所述金属垫片振动盘和所述塑料垫片振动盘整体呈盘型，均设置在所述机架的一端，且位于所述机架的外侧；所述金属垫片滑道倾斜设置，其一端连接所述金属垫片振动盘另一端连接所述垫片组合机构；所述塑料垫片滑道倾斜设置，其一端连接所述塑料垫片振动盘另一端连接所述垫片组合机构。

7、优选的，所述垫片组合机构包括：金属垫片推垫机构、塑料垫片推垫机构和垫片组合仓；所述金属垫片推垫机构一端连接所述弹性垂直插杆，所述弹性垂直插杆垂直插入金属垫片中心的一端呈锥形；所述塑料垫片推垫机构一端来连接有推板；所述垫片组合仓前端安装有所述金属垫片推垫机构，后端安装有所述塑料垫片推垫机构，所述金属垫片推垫机构与所述塑料垫片推垫机构相向设置；所述垫片组合仓为台阶式锥面组合结构，其包括：金属垫片推入平台、塑料垫片推入平台和垫片组合仓落料底部，所述金属垫片推入平台对应于所述金属垫片滑道的出口；所述塑料垫片推入平台对应于所述塑料垫片滑道的出口；所述垫片组合仓落料底部位于所述塑料垫片推入平台和所述金属垫片推入平台中间。

8、优选的，所述塑料垫片推入平台的高度高于所述金属垫片推入平台，所述金属垫片推入平台的高度高于所述垫片组合仓落料底部，所述金属垫片推入平台的高度与所述垫片组合仓落料底部的高度差值大于所述金属垫片的厚度，所述垫片组合仓落料底部的设置有中心锥面。

9、优选的，所述垫片定中抓取机构采用可垂直和水平旋转变位的并可伸缩的三爪外撑式张紧取垫结构，所述三爪外撑式张紧取垫结构位于垂直位置时，其轴心与所述垫片组合仓落料底部的中心重合，抓取组合垫片；所述三爪外撑式张紧取垫结构位于水平位置时，其将抓取的组合垫片送入所述垫片安装机构。

10、优选的，所述垫片安装机构采用具有定位夹垫设计的可收缩的机械手，所述机械手可伸出并夹紧所述三爪外撑式张紧取垫结构中的组合垫片，所述垫片安装机构可沿设置在所述机架中的轨道进行横向和纵向的平移。

11、优选的，所述螺母供料机构包括：螺母振动盘和螺母滑道；所述螺母振动盘整体呈盘型，设置在所述机架的另一端，且位于所述机架的外侧；所述螺母滑道倾斜设置，其一端连接所述螺母振动盘，其另一端位于所述螺母定中抓取机构侧。

12、优选的，所述螺母定中抓取机构采用可垂直和水平旋转变位的并可伸缩的三爪外撑式张紧取螺母结构，所述三爪外撑式张紧取螺母结构位于垂直位置时，其轴心与所述螺母滑道末端的螺母的中心重合，抓取所述螺母；所述三爪外撑式张紧取螺母结构位于水平位置时，其轴心与所述螺母安装机构的轴心重合，将抓取的所述螺母送入所述螺母安装机构。

13、优选的，所述螺母安装机构包括：调速电机、螺母安装套筒、磁铁吸附装置、螺母纵移轨道和螺母横移轨道；所述螺母横移轨道设置在所述机架上，所述螺母纵移轨道垂直且可移动的设置在所述螺母横移轨道上，所述调速电机可移动的设置在所述螺母纵移轨道上，所述调速电机后端同轴设置有所述螺母安装套筒，所述磁铁吸附装置设置在所述螺母安装套筒内侧的对应凹槽中。

14、优选的，所述锚杆定中夹紧机构包括：双v形锚杆定中夹口、锚杆输送装置和锚杆吸能定位板；所述双v形锚杆定中夹口、所述锚杆输送装置和所述锚杆吸能定位板三者轴心同心，所述双v形锚杆定中夹口和所述锚杆输送装置设置在所述机架中；所述锚杆吸能定位板可移动设置，所述双v形锚杆定中夹口夹紧锚杆的滚丝螺纹段后部，使所述锚杆的轴心与所述安装机构的机械手固定所述组合垫片的轴心及所述螺母安装机构的螺母安装套筒固定的所述螺母的轴心三者同心；所述plc控制机构具有人机交互界面，并与所述设备中各机构电连接。

15、(三)有益效果

16、本实用新型的有益效果是：应用锚杆、垫片、螺母轴心三轴同心不变安装原理，对多垫片组合和螺母采用分步组合控制中心不变技术，实现锚杆生产中能为锚杆安装普通金属垫片和螺母，还可以安装球形垫、锥形垫等异形金属垫片、和安装加厚螺母、法兰螺母、球头螺母、扭矩螺母等锚杆专用螺母，甚至可进行金属垫片和塑料垫片的两个或三个垫片的组合及螺母的安装，很好地解决了锚杆生产时多垫片、多组合型式垫片、不同类型螺母的自动安装难题。

17、该机结构紧凑、占地面积小、生产效率高、易于维护和调整，完美解决了现有技术中存在的使用人员多、安装工序繁琐、生产效率低、劳动强度大、油污污染员工严重、安全系数低、组合件上不到位易脱落丢失等问题，有效促进了我国锚杆生产加工的自动化、现代化进程，有力的推动制造业高端化、智能化发展。