一种小口径枪弹小批量自动化装配装置的制作方法

本实用新型涉及自动化装配技术领域，具体涉及一种小口径枪弹小批量自动化装配装置。

背景技术：

自动化装配系统集各种前沿技术为一体，实现了长期以来依赖工人技艺才能完成的各种复杂操作。70年代以来，制造过程的自动化和系统化使得机械工业的生产方式发生了质的变化，即零件的加工过程向综合自动化、柔性化方向发展。进入80年代后，柔性制造系统已进入实际运用阶段。随着近年来产品品种的增加，市场周期的缩短，以及柔性加工系统的成熟和装配机器人的应用，于是要求装配系统也具有柔性响应能力。为此许多国家开发了自动装配系统，使装配工艺从手工组装线向柔性化自动化方向发展。

如申请号为201510746176.6的中国专利申请公开了一种燃气表自动化装配装置，所述燃气表自动化装配装置，实现了无人工直接参与燃气表的装配生产，所装配的燃气表一致性高，同时，有效提高了生产效率，但所述燃气表自动化装配装置占地面积过大。如申请号为201510049064.5的中国专利申请公开了换向器加工生产线，是一种操作简单、工作效率高、自动化程度高的换向器加工生产线，但是其不同工位不能同时作业，装配效率低。上述两个中国专利申请的机械零件结复杂，加工制造及装配困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种小口径枪弹小批量自动化装配装置及其控制方法，解决小口径枪弹小批量自动化装配的复杂机构设计及控制方法的问题。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种小口径枪弹小批量自动化装配装置，包括工作台、回转盘和若干个弹壳抓盘，所述回转盘与工作台转动相连；若干个所述弹壳抓盘分别依次固定在所述回转盘上；还包括固定在所述工作台上且沿其周向依次固定连接的上料机构、装药机构、压弹头机构和紧口机构。

所述回转盘包括分度盘架、转盘主轴、转盘止动头、转盘升降凸轮、转盘转动齿轮、两个转盘拨杆齿、转盘棘轮、转盘升降锥形头、转盘升降锥形头销、两个升降杠杆、转盘升降杠杆轴、转盘升降杠杆导轮、转盘导轮轴、转盘升降竖直杆、转盘升降杠杆销、转盘竖直杆连杆、两个转盘竖直杆连杆销和转盘升降支座；分度盘架与转盘主轴之间采用键联接进行周向定位，并采用轴端盖进行轴向定位。通过对转盘主轴施加驱动力从而实现转盘的运动。工作台中心开有圆形通孔以及矩形限位孔，转盘主轴，通过中心圆孔与工作台转动连接；转盘止动头与转盘主轴开设的圆形定位槽配合固连；工作台底面圆柱形凸台开有环形凹槽，转盘转动齿轮通过环形凹槽固定；驱动转盘主轴运动的动力源为直动气缸。气缸推杆与转盘升降凸轮固连，带动其作平移运动；转盘转动齿轮开中心通孔与转盘主轴转动相连；转盘转动齿轮表面均匀分布两个柱形凸起，用来和两个转盘拨杆齿固连；转盘棘轮与转盘主轴配合，并采用键联接进行周向定位；转盘升降锥形头上端面与转盘主轴下端面接触配合；两个升降杠杆前端开有矩形通孔，通过转盘升降锥形头销与转盘升降锥形头配合；转盘升降杠杆轴依次穿过升降杠杆、转盘升降支座和升降杠杆，使三者实现转动相连；转盘升降杠杆导轮与转盘升降竖直杆通过转盘导轮轴连接；转盘升降竖直杆与两个升降杠杆通过转盘升降杠杆销配合；转盘升降竖直杆下端留有圆孔与转盘竖直杆连杆和竖直杆连杆销配合；转盘竖直杆连杆通过竖直杆连杆销与转盘升降支座连接；转盘升降支座通过螺栓与工作台固连。

进一步，所述弹壳抓盘包括弹壳抓盘上端盖、三个抓弹钩、三个抓弹钩簧、三个六角螺钉、抓弹拨盘和弹壳抓盘下端盖；弹壳抓盘上端盖上表面均匀开设三个矩形通孔呈y形分布，通孔侧表面开有螺纹孔；抓弹钩通过六角螺钉与弹壳抓盘上端盖固连；抓弹钩与六角螺钉之间安装有抓弹钩簧；抓弹拨盘与弹壳抓盘上端盖下表面开设的环形凹槽配合；弹壳抓盘下端盖与弹壳抓盘上端盖通过螺纹连接；弹壳抓盘上端盖通过螺栓与工作台固连。

进一步，所述上料机构包括上弹支架、竖直推杆、两个上弹导杆、横向推杆、上弹推板、抱弹夹座、抱弹夹、四个抱弹夹座移动导杆和四个回位弹簧；上弹支架上表面开三个圆形通孔分别穿过竖直推杆和两个上弹导杆；两个上弹导杆从上到下穿过上弹推板，固定在上弹支架u形底座上；竖直推杆与上弹推板上端面定位槽配合；上弹推板后端面开有矩形槽与抱弹夹座前端面的矩形凸起配合；抱弹夹座后端面开有矩形槽与抱弹夹矩形凸起配合；横向推杆穿过上弹支架侧面通孔和上弹推板中心通孔配合；抱弹夹座移动导杆依次穿过抱弹夹座和上弹推板使二者固连；回位弹簧与抱弹夹座移动导杆配合；上弹支架通过螺栓与工作台固连。

进一步，所述装药机构包括装药支架、储药仓、直齿锥齿轮、螺旋推药杆、螺旋推药座、称药盘、重量传感器、三个药盘扣、翻转座、翻转座齿轮、灌药漏斗、t型推杆头、凸轮、灌药拨杆、灌药凸轮、竖直推杆、l型推杆头、漏斗底座、灌药杠杆、灌药头；储药仓下端与螺旋推药座上表面柱形凹槽配合；螺旋推药座内部开有圆形通孔用于和螺旋推药杆配合；直齿锥齿轮端部与螺旋推药杆配合，头部与驱动电机配合，来控制发射药注入速度；螺旋推药座通过螺栓与装药支架固连；翻转座左右两端开有直槽口形凸起与装药支架固定配合；称药盘底面与重量传感器接触，由药盘扣固定在翻转座上；灌药漏斗下端与灌药头上端配合；凸轮与灌药拨杆分别置于装药支架内外两侧，进行传动配合；装药支架外侧设有矩形导轨用来与灌药凸轮配合；t型推杆头头部开设直槽通口与凸轮配合，尾部插入竖直推杆头，二者用销做固定连接；竖直推杆下端与l型推杆头配合，用销连接；l型推杆下端开设直槽通口通过拨杆销与灌药杠杆配合；灌药杠杆两侧中间有矩形通孔与灌药头表面圆柱凸起配合。装药支架通过螺栓与工作台固连。

进一步，所述压弹头机构包括压弹头支架、竖直推杆、直齿锥齿轮、两个第一竖直导杆、压杆座、两个限位杆、两个上料弹簧、压杆、模套座、横向推杆、横向推杆头、弹头夹座、弹头夹、中间推杆、弹头匣和模套；弹头支架上表面开三个圆形通孔分别穿过竖直推杆和两个第一竖直导杆；压杆座与两个第一竖直导杆、两个限位杆和竖直推杆配合定位；压杆座下端面有圆柱螺纹孔与压杆上端面螺纹配合固连；模套座靠外两侧开有通孔与两个第一竖直导杆配合，靠里两侧开有两个圆形定位槽与两个限位杆下端面配合；上料弹簧嵌套在第一竖直导杆上；模套座中间开有矩形槽，槽内壁有槽型滑轨与弹头夹座滑动接触；弹头夹座的t型凹槽与横向推杆头配合；横向推杆与横向推杆头通过定位槽配合；弹头夹座与弹头夹通过螺栓固连；模套座下表面开有直槽口定位槽与模套配合；弹头匣通过螺栓与弹头支架固连；中间推杆与弹头匣配合。装药支架通过螺栓与工作台固连。

进一步，所述紧口机构包括紧口支架、竖直推杆、直齿锥齿轮两个第二竖直导杆、紧口模座、紧口模和卸料挡板；紧口支架上表面开三个圆形通孔分别穿过竖直推杆和两个第二竖直导杆；紧口模座上下分别有两个定位槽，竖直推杆与上槽口配合，紧口模与下槽口配合；紧口模座左右两侧开有两圆形通孔，两个第二竖直导杆与之配合定位；卸料挡板通过螺栓与紧口支架固连；紧口支架通过螺栓与工作台固连。

上述小口径枪弹小批量自动化装配装置的控制方法，步骤如下：

步骤1、将待上料弹壳置于小口径枪弹小批量自动化装配装置，转入步骤2；

步骤2、开机后，由上弹推杆将弹壳由下向上推入抱弹夹，再由抱弹夹由上向下将弹壳压入弹壳爪盘，实现弹壳上料，转入步骤3；

步骤3、转盘转动来到上药工位，发射药的计量采用传感器称重法，采用螺旋推药的方式将发射药逐步注入弹壳，转入步骤4；

步骤4、转盘转动来到压弹头工位，弹头的压配以步进电机为动力，通过螺旋传动减速并实现所需的压力，将弹头机械式压入弹壳，转入步骤5；

步骤5、转盘转动来到紧口工位，弹壳口部紧口也以电机为动力，采用螺旋传动，通过具有紧口斜面的紧口模具沿轴向挤压弹壳口部，实现弹壳口部与弹头的过盈配合，转入步骤6；

步骤6、卸料挡板将完成紧口的子弹拍入卸料导槽内完成整个装配过程。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本实用新型零部件结构简单，大部分零件可通过高强度、轻质的铝合金进行制作，易于加工、装配，降低整体装置成本；(2)本实用新型工作时基础件(弹壳)位于回转输送装置---转盘上，由弹性卡盘夹紧，转盘每转动一次，弹壳将被运送至下一工位接受装配作业。各工位的装配动作可同时进行，转盘转过360度时，将完成四颗枪弹的装配，装配效率较高，占地面积较小，适合于室内使用；(3)本实用新型装药环节采用质量检测手段，产品质量波动小，装药装配质量高；(4)本实用新型生产的准备和调试时间短，能满足突发性弹药消耗量大的需求；(5)本实用新型控制思路简单易实现，控制所需传感硬件要求低、数量少，可有效降低控制的复杂程度。

附图说明

图1是本实用新型小口径枪弹小批量自动化装配装置总体结构示意图。

图2是本实用新型回转盘爆炸结构示意图之一。

图3是本实用新型回转盘爆炸结构示意图之二。

图4是本实用新型弹壳抓盘爆炸结构示意图。

图5是本实用新型上料机构爆炸结构示意图。

图6是本实用新型装药机构爆炸结构示意图。

图7是本实用新型压弹头机构爆炸结构示意图。

图8是本实用新型紧口机构爆炸结构示意图。

图9是本实用新型上料工位逻辑控制流程图。

图10是本实用新型装药工位逻辑控制流程图。

图11是本实用新型压弹头工位逻辑控制流程图。

图12是本实用新型紧口工位逻辑控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图9所示，本实用新型小口径枪弹小批量自动化装配装置，包括工作台1、回转盘2、弹壳抓盘3和四个工位上实现各自工序的机构，回转盘2与工作台1转动相连，位于工作台1中间，通过转动连接；四个弹壳抓盘3固定在回转盘2上，通过螺栓连接；所述实现各自工序机构包括逆时针方向依次固连的上料机构4、装药机构5、压弹头机构6和紧口机构7，这四个工位依靠螺栓固定在工作台1上；

图2和图3为本实用新型回转盘2爆炸图，所述回转盘2包括分度盘架201、转盘主轴202、转盘止动头203、转盘升降凸轮204、转盘转动齿轮205、两个转盘拨杆齿206、转盘棘轮207、转盘升降锥形头209、转盘升降锥形头销210、两个升降杠杆211、转盘升降杠杆轴212、转盘升降杠杆导轮213、转盘导轮轴214、转盘升降竖直杆215、转盘升降杠杆销216、转盘竖直杆连杆217、两个转盘竖直杆连杆销218和转盘升降支座219；分度盘架201与转盘主轴202之间采用键联接进行周向定位，并采用轴端盖进行轴向定位。通过对转盘主轴施加驱动力从而实现转盘的运动。驱动转盘主轴202运动的动力源为直动气缸。气缸推杆与转盘升降凸轮204固联，带动其作平移运动；前半段行程转盘升降凸轮204上的升降斜面先与转盘升降杠杆导轮213接触，下压转盘升降杠杆导轮213从而压下转盘升降竖直杆215；转盘升降竖直杆215通过转盘升降杠杆销216与转盘升降杠杆211连接；转盘升降杠杆211通过转盘升降锥形头销210将转盘升降锥形头209抬起；盘升降锥形头209顶部与转盘主轴202下端面接触，将转盘主轴202顶起，从而使得回转盘2上升；后半段行程转盘导轮轴214高度保持不变，转盘升降凸轮204上的齿条与转盘转动齿轮205上的齿轮相啮合，带动转盘拨杆齿206转动，从而使回转盘2转动，转动角度为90度，于是位于转盘上的弹壳分别被输送至下一个不同的工位；气缸推杆带动转盘升降凸轮204后退过程中，前半段行程首先是转盘转动齿轮205反向转动，由于转盘转动齿轮205与转盘主轴202之间通过转盘拨杆齿206采用转盘棘轮207传动，故此时转盘转动齿轮205的转动不会影响回转盘2的位置；后半段在转盘升降凸轮204升降斜面的作用下转盘升降杠杆导轮213上升，转盘升降锥形头209下降回转盘2在重力的作用下下降。回转盘2下部定位凸笋插入工作台1定位圆台上的定位孔中，实现转盘的精确定位，以保证弹壳在各个工位的正确位置。

图4为本实用新型弹壳抓盘3爆炸图，所述弹壳抓盘3包括弹壳抓盘上端盖301、三个抓弹钩302、三个抓弹钩簧303、三个六角螺钉304、抓弹拨盘305和弹壳抓盘下端盖306；在卸料过程中，工作台1上的挡杆拨动抓弹拨盘305上的拨杆，拨杆上的斜面作用于抓弹钩302，推动抓弹钩302沿径向向外运动，从而使抓弹钩302张开，随后子弹在卸料挡板的作用下从弹壳爪盘上脱离，掉入卸料盘中。

图5为本实用新型上料机构4爆炸图，所述上料机构4包括上弹支架401、第一竖直推杆402、两个上弹导杆403、第一横向推杆404、上弹推板405、抱弹夹座406、抱弹夹407、四个抱弹夹座移动导杆408和四个回位弹簧409；上料时，第一横向推杆404前进，推动抱弹夹座406克服回位弹簧408的弹力横向向右运动，到指定位置，此时抱弹夹409刚好位于待上料弹壳的正上方；位于待上料弹壳正下方的上料推杆竖直向上运动，推动待上料弹壳竖直向上运动，当弹壳上端面与压弹凸起下表面接触时，上料推杆停止运动，弹壳被推指正确位置；此时抱弹夹407(具有弹性)对弹壳侧面施加压力，将其初步固定于正确位置；第一横向推杆404收缩，抱弹夹座406在回位弹簧409的作用下复位，抱弹夹407座上的定位面与上弹推板405上的定位面相配合，实现弹壳的定位，此时位于抱弹夹407内的弹壳轴心与回转盘上的弹壳抓盘3轴心重合；第一竖直推杆402推动上弹推板405向下运动，到一定位置时，弹壳底部边缘与弹壳抓盘3上抓钩的斜面接触，推动抓钩克服弹簧的弹力沿径向向外运动，使得弹壳爪盘张开，当弹壳底面运动至与爪盘上表面接触时，弹壳底部不在与抓钩斜面接触，抓钩在弹簧的弹力作用下沿径向向内运动，将弹壳抓牢，此后第一竖直推杆402向上回缩，抱弹夹407与弹壳分离。

图6为本实用新型装药机构5爆炸图，所述装药机构5包括装药支架501、储药仓502、第一直齿锥齿轮503、螺旋推药杆504、螺旋推药座505、称药盘506、重量传感器507、三个药盘扣508、翻转座509、翻转座齿轮510、灌药漏斗511、t型推杆头512、凸轮513、灌药拨杆514、灌药凸轮515、第四竖直推杆516、l型推杆头517、漏斗底座518、灌药杠杆519、灌药头520；气缸推杆行程前半部分，灌药凸轮515上的斜面作用于灌药拨杆514，灌药拨杆514的回转运动转换为第四竖直推杆516的竖直方向平移运动，第四竖直推杆516向下运动推动灌药杠杆519，从而下灌药头520，使得灌药头520的前端锥形部分与弹壳口部接触配合。至此灌药前的准备工作已经就绪；气缸推杆行程后半部分，灌药凸轮515上的齿条与翻转座齿轮510相啮合，带动翻转座齿轮510转动，从而使乘有计量完毕的发射药的称药盘翻转一定角度，将乘装的发射药倒入灌药漏斗511中，再经灌药头520注入弹壳内；气缸推杆后退过程中，称药盘506先反向翻转至正常位置，随后灌药头520上升，与弹壳口部分离。

图7为本实用新型弹头机构6爆炸图，所述压弹头机构6包括压弹头支架601、第二竖直推杆602、第二直齿锥齿轮603、两个第一竖直导杆604、压杆座605、两个限位杆606、两个上料弹簧607、压杆608、模套座609、第二横向推杆610、横向推杆头611、弹头夹座612、弹头夹613、中间推杆614、弹头匣615和模套616；由气缸驱动的第二横向推杆610推动滑座向右横向运动，装于弹头夹座612的弹头夹613运动至待上料弹头的正上方；待上料弹头正下方的中间推杆614向上运动，推动待上料弹头运动至一定位置，此时弹性弹头夹613夹住弹头侧面圆柱部，中间推杆614停止运动，随后缩回；第二横向推杆610回缩，带动弹头夹座612向左运动至指定位置，此时弹头夹座612上的定位滚珠与模套座609上的定位槽相配合，此时待上料弹头与压杆608、模套616的轴线基本重合；通过螺纹旋合于模套座609下方的模套616向下运动，逐渐与弹壳表面相配合，当模套616向下运动到位时，模套座609内表面与弹壳外表面完全贴合。此时压杆座605仍在继续向下运动，并压缩与模套座609之间的弹簧，将模套616压紧在弹壳抓盘3上。压杆座605继续运动，位于压杆座605下方的压杆锥形内孔与弹头弧形部分相配合，并推动位于弹头夹613内的弹头向下运动，将其顶入模套座609，进而压入弹壳。

图8为本实用新型紧口机构7爆炸图，所述紧口机构7包括紧口支架701、第三竖直推杆702、第三直齿锥齿轮703两个第二竖直导杆704、紧口模座705、紧口模706和卸料挡板707；电机输出轴通过第三直齿锥齿轮703传动和第三竖直推杆702向下运动，从而推动紧口模座705带动紧口模706向下运动，紧口模706内表面锥形斜面作用于弹壳口部，对口部边缘施加一个向内的力，使弹壳口部发生塑性变形，从而达到紧口的目的。

本实用新型的控制方法，流程图如图9～图12所示，方法步骤如下：

步骤1、将待上料弹壳置于小口径枪弹小批量自动化装配装置，转入步骤2；

步骤2、开机后，由上弹推杆将弹壳由下向上推入抱弹夹，再由抱弹夹由上向下将弹壳压入弹壳爪盘，实现弹壳上料，转入步骤3；

步骤3、转盘转动来到上药工位，发射药的计量采用传感器称重法，采用螺旋推药的方式将发射药逐步注入弹壳，转入步骤4；

步骤4、转盘转动来到压弹头工位，弹头的压配以步进电机为动力，通过螺旋传动减速并实现所需的压力，将弹头机械式压入弹壳，转入步骤5；

步骤5、转盘转动来到紧口工位，弹壳口部紧口也以电机为动力，采用螺旋传动，通过具有紧口斜面的紧口模具沿轴向挤压弹壳口部，实现弹壳口部与弹头的过盈配合，转入步骤6；

步骤6、卸料挡板将完成紧口的子弹拍入卸料导槽内完成整个装配过程。