[實用新型]一種滾針自動裝配機

有效

• 申請號: 201720770356.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN206811476U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 王峰
• 申請（專利權）人: 大連鼎泰機械設備有限公司
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種滾針自動裝配機，其特征在于，所述的滾針自動裝配機包括機架(14)，安裝在機架(14)上的隔套延長送料裝置(2)、隔套排序裝置(3)、滾針延長送料裝置(5)、滾針排序裝置(6)、滾針插入裝置(7)、齒輪庫(8)、齒輪上料裝置(9)、機械手(10)、成品庫(11)、心軸裝配裝置(12)、心軸庫(13)、轉盤(15)和隔套安裝裝置(16)，設置在機架(14)周圍的隔套送料裝置(1)和滾針送料裝置(4)；其中，滾針送料裝置(4)、滾針延長送料裝置(5)、滾針排序裝置(6)和滾針插入裝置(7)各兩個；以轉盤(15)為圓心，在轉盤(15)的圓周上順時針依次設置齒輪上料裝置(9)、滾針插入裝置(7)、隔套插入裝置(16)、滾針插入裝置(7)、心軸安裝裝置(12)；滾針插入裝置(7)、滾針排序裝置(6)、滾針延長送料裝置(5)和滾針送料裝置(4)依次相連；隔套插入裝置(16)、隔套排序裝置(3)、隔套延長送料裝置(2)和隔套送料裝置(1)依次相連；

所述的轉盤(15)包括轉盤底架(34)、第一伺服電機(35)、圓盤(36)、墊板(37)、管針(38)、管筒(39)、伸縮軸(40)、套筒(41)、第一彈簧(42)、軸套(43)和圓盤支架(44)；轉盤底架(34)為中間下凹的階梯圓盤，邊緣固定在機架(14)上，中間下凹內安裝有第一伺服電機(35)；第一伺服電機(35)的輸出軸與圓盤(36)的下端面固定，沿著圓盤(36)的半徑方向均勻固定五個墊板(37)；墊板(37)為呈階梯狀，一端面為平面，另一端面為凸起的臺階，以臺階的對稱軸為中心形成圓弧面，圓弧面的最低處為沿長度方向的槽道，臺階的外端面與圓盤(36)的邊緣對齊；管筒(39)呈板狀，固定于墊板(37)的臺階上，與內端面對齊，管筒(39)的頂面設置槽道，與墊板(37)的槽道相通，且呈一條直線；圓盤支架(44)為L型，由側板和底板構成，底板固定在墊板(37)上，與管筒(39)平齊，側板上端設有圓孔；伸縮軸(40)是階梯軸，包括粗端和細端，粗端設有直徑方向的貫穿孔；套筒(41)和軸套(43)都為T型圓筒，一端為圓環臺階，另一端為圓筒；套筒(41)的圓筒端設置直徑方向的貫穿孔，套在伸縮軸(40)的粗端，且伸縮軸(40)的貫穿孔與套筒(41)的貫穿孔對齊；軸套(43)的圓環臺階端與套筒(41)的圓環臺階端固定相連，軸套(43)的圓筒端套在伸縮軸(40)的細端，并與伸縮軸(40)同時固定于圓盤支架(44)側板的圓孔中；第一彈簧(42)套在伸縮軸(40)的細端，位于軸套(43)與伸縮軸(40)之間；管針(38)為L型的圓柱，管針(38)的一端穿過套筒(41)和伸縮軸(40)的貫穿孔，并伸出套筒(41)，另一端固定在墊板(37)和管筒(39)的槽道中，槽道的長度以及貫穿孔的直徑都大于管針(38)的直徑，管針(38)在套筒(41)的貫穿槽中水平移動；第一伺服電機(35)通電后轉動，帶動圓盤(36)轉動，管針(38)在外力作用下沿管筒(39)和墊板(37)中的槽道移動，并在第一彈簧(42)的作用下恢復原狀，在管針(38)和伸縮軸(40)移動后，機械手將一個齒輪(32)放置在墊板(37)的圓弧面上，管針(38)和伸縮軸(40)恢復原狀后，伸縮軸(40)的粗端插入到齒輪的軸孔中，且存在間隙，放入滾針和隔套；

齒輪庫(8)包括第一氣缸(20)、鋼墊(28)、齒輪庫立架(29)、齒輪庫斜槽(30)、齒輪開關(31)、齒輪(32)、高度調節器(33)和反射式光電開關(67)；高度調節器(33)為L型支架，固定在機架(14)上；鋼墊(28)呈倒置的T字型，底端為平板，固定在機架(14)上，上端為方形立柱；齒輪庫立架(29)共兩個，呈中空的方型長筒，在長度方向上有多個安裝孔，齒輪庫立架(29)末端插入并固定到鋼墊(28)的方形立柱上；齒輪庫斜槽(30)為多段式結構，每段為方形管筒，多段方形管筒依次通過圓弧形管頭連接成Z字形結構，最下端的方形管筒長于其他方形管筒，且末端開口；齒輪庫斜槽(30)通過安裝孔固定在齒輪庫立架(29)上，齒輪(32)通過方形管筒狀進入齒輪庫斜槽(30)內；固定在機架(14)上的第一氣缸(20)位于齒輪庫斜槽(30)正下方；齒輪開關(31)為帶底板的擋針，固定在第一氣缸(20)的輸出端，擋針用于控制齒輪逐個下落；反射式光電開關(67)固定在高度調節器(33)上，用于識別是否有物體遮擋光路，如果沒有，第一氣缸(20)動作伸出，帶動齒輪開關(31)升高，擋針將一個齒輪放出，第一氣缸(20)動作收回，帶動齒輪開關降低，反射式光電開關(67)檢測到物體遮擋，第一氣缸(20)不動作；

齒輪上料裝置(9)包括上料支架(47)、第二氣缸(48)、反射式光電開關(67)和光電開關支架(68)；上料支架(47)固定在機架(14)上，第二氣缸(48)和光電開關支架(68)分別固定安裝在上料支架(47)的頂端，反射式廣電開關(67)固定在光電開關支架(68)的安裝孔上；第二氣缸(48)動作伸出和收回，輸出端與轉盤(15)上的管針(38)一起移動，帶動轉盤(15)上的伸縮軸(40)一起移動；

滾針插入裝置(7)包括第二氣缸(48)、第一氣缸支架(49)、頂針板(50)、第二伺服電機(51)、電機支架(52)、滾針支架(53)、聯軸器(54)、轉軸套筒(55)、轉軸(56)、第二彈簧(57)、凹型支架(58)、第三氣缸(69)和第二氣缸支架(70)；第一氣缸支架(49)由平面底板和立架構成，平面底板固定在機架(14)上，立架與第二氣缸(48)固定相連；滾針支架(53)為側放的凹型支架，一側板固定在機架(14)上，另一側板的兩端分別連接有L型的電機支架(52)和凹型支架(58)，電機支架(52)與凹型支架(58)之間留有空隙；凹型支架(58)的兩個側板厚度不同，即厚板和薄板，兩個側板上設有一貫穿前后板的圓孔，在厚板上分別沿垂直和水平方向設有相通且互相垂直的方形槽，垂直方向的方形槽為滾針通道，水平方向的方形槽為頂針板槽；第二伺服電機(51)固定在電機支架(52)的側板上，第二伺服電機(51)的輸出軸通過聯軸器(54)與轉軸(56)的一端相連，轉軸(56)穿過凹型支架(58)兩個側板上的圓孔，轉軸(56)的另一端均勻沿圓周方向設有多個呈齒輪狀的空槽，空槽用于放置滾針，滾針的直徑大于空槽的直徑，即滾針部分凸出于轉軸(56)；凹型支架(58)的薄板上端通過第二氣缸支架(70)與第三氣缸(69)相連；轉軸套筒(55)包括圓筒和固定于圓筒外邊緣的圓柱，圓柱固定在第三氣缸(69)的輸出端，圓筒套在轉軸(56)上，用于將轉軸(56)空槽中的滾針通過水平移動并頂出；第二彈簧(57)套在轉軸(56)上，位于轉軸套筒(55)和凹型支架(58)之間，頂針板(50)為方型板，一端固定在第二氣缸(48)的輸出端，另一端插入到凹型支架(58)的頂針板槽中，用于將滾針插入到轉軸(56)的空槽中；第二氣缸(48)通過第一氣缸支架(49)固定于機架(14)上；第二氣缸(48)動作一次，頂針板(50)向前移動將一枚滾針頂到轉軸(56)齒輪狀的縫隙中，然后第二伺服電機(51)轉動一定角度，第二氣缸(48)重復動作，循環往復完成一定數量的滾針插入，然后第三氣缸(69)動作，帶動轉軸套筒(55)向前運動，第二彈簧(57)伸長，將轉軸(56)齒輪端的滾針頂出，頂入到轉盤(15)對應齒輪內環中，完成后第三氣缸(69)動作收回，帶動轉軸套筒(55)向后運動，并壓縮第二彈簧(57)，完成一個裝配過程；

滾針排序裝置(6)包括導軌槽上三角體(86)、固定裝置(87)、固定鋼板(88)、遮擋蓋(89)、第三透明板(90)和導軌槽下三角體(91)；固定裝置(87)為L型薄板，底板固定在滾針插入裝置(7)的凹型支架(58)的薄板上，薄板與導軌槽上三角體(86)的一直角邊端面固定相連；導軌槽上三角體(86)和導軌槽下三角體(91)為三角形鋼板，斜邊端面為鋸齒狀，導軌槽上三角體(86)和導軌槽下三角體(91)的斜邊端面之間留出間隙，直角邊端面保持同一水平線，固定鋼板(88)為矩形薄平板，第三透明板(90)為矩形，在上邊緣設置一個方型槽，兩個三角體分別通過一側面的固定鋼板(88)和另一側面第三透明板(90)固定相連，兩個三角體、固定鋼板(88)和第三透明板(90)形成一個上下開口的導軌槽，第三透明板(90)的方型槽位于導軌槽的斜上方，作為滾針進行導軌槽的輸入口，遮擋蓋(89)為方型鋼板，固定在導軌槽上三角體(86)的上直角邊上，并封閉導軌槽的一個端口，導軌槽的另一個端口作為滾針的輸出口；

滾針延長送料裝置(5)固定在機架(14)上，長導軌一端與滾針排序裝置(6)的導軌槽輸入口相連，另一端與滾針振動送料機(19)的輸出口相連；滾針從滾針延長送料裝置(5)自動進入到滾針排序裝置(6)的導軌槽中；

滾針送料裝置(4)包括支架(17)和滾針振動送料機(19)，滾針振動送料機(19)固定在支架(17)上；滾針振動送料機(19)與滾針延長送料裝置(5)共同完成滾針的送料任務；

隔套插入裝置(16)包括第一氣缸(20)、第二氣缸(48)、隔套支架(59)、隔套立架(60)、推桿軸(61)、推桿軸軸套(62)、推板(63)和第四氣缸支架(93)；隔套支架(59)為側放的凹型結構，一側板固定在機架(14)上，另一側板上固定第一氣缸(20)和隔套立架(60)，第一氣缸(20)與隔套立架(60)間留有空隙，隔套立架(60)底端與隔套支架(59)固定，上端設有貫通的U型槽，用于放置隔套；推桿軸(61)為圓軸，一端插入到隔套立架(60)的隔套中，固定隔套并帶動轉盤(15)至伸縮軸(40)；另一端連接在推板(63)一端面，推板(63)的另一端面與第一氣缸(20)的輸出端固定相連；推桿軸軸套(62)包括圓筒和固定于圓筒外邊緣的圓柱，圓柱與第二氣缸(48)的輸出端固定相連，圓筒套在推桿軸(61)上，第二氣缸(48)通過固定在隔套支架(59)上的第四氣缸支架(93)支撐；首先，第一氣缸(20)動作收縮，帶動推板(63)和推桿軸(61)動作收回，隔套自然落下到推桿軸(61)頂端；第一氣缸(20)動作伸出，帶動推板(63)和推桿軸(61)動作伸出，推桿軸(61)穿過軸套并與轉盤(15)的伸縮軸(50)相連；第二氣缸(48)動作伸出，帶動推桿軸軸套(43)伸出，將隔套推入到轉盤(15)的行星齒輪中，第一氣缸(20)和第二氣缸(48)動作收回，下一個隔套自動下落到隔套立架上；

隔套排序裝置(3)包括支撐架(76)、隔套(77)、下三角塊(78)、入口裝置(79)、小擋板(80)、入口擋塊(81)、第一透明板(82)、上三角塊(83)、第二透明板(84)和大擋板(85)；支撐架(76)為L型，固定在機架(14)上，入口裝置(79)和大擋板(85)并排固定在側板上端，上三角塊(83)和下三角塊(78)的斜邊端面配合對齊，且留有間隙，上三角塊(83)和下三角塊(78)一側通過第二透明板(84)連接，另一側與大擋板(85)相連，即上三角塊(83)、下三角塊(78)、第二透明板(84)和大擋板(85)形成一個上下開口的隔套間隙；入口擋塊(81)為圓柱體，入口裝置(79)為除去入口擋塊(81)的四棱柱，入口裝置(79)和入口擋塊(81)配合形成圓弧形通道，圓弧形通道的側面分別通過小擋板(80)和第二透明板(84)連接，圓弧形通道的上端為隔套(77)的入口，下端與隔套間隙的入口相連，隔套(77)從入口裝置(79)的上部入口進入，通過圓弧形通道進入到隔套間隙，并從隔套間隙的下口落下；

隔套延長送料裝置(2)固定在機架(14)上，長導軌一端與隔套延長送料裝置(2)的入口裝置(79)的上部入口相連，另一端與隔套振動送料機(18)的輸出口相連；隔套從隔套延長送料裝置(2)自動進入到隔套排序裝置(3)的入口裝置(79)；

隔套送料裝置(1)包括隔套振動送料機(18)和支架(17)，隔套振動送料機(18)固定在支架(17)上；隔套振動送料機(18)與隔套延長送料裝置(2)共同完成隔套的送料任務；

心軸庫(13)包括第一氣缸(20)、心軸庫底板(21)、滑軌(22)、心軸庫立桿(23)、心軸推架(24)、心軸庫立架(25)、心軸(26)、肋板(27)、防護板(71)、反射式光電開關(67)和心軸庫頂板(75)；心軸庫底板(21)為T字型，由橫板和立板構成，橫板固定在機架(14)上，第一氣缸(20)、滑軌(22)和兩個反射式光電開關(67)從下向上依次固定在心軸庫底板(21)的立板上；心軸推架(24)由兩個側板構成，呈L型，一側板與第一氣缸(20)的輸出端固定，另一側板上開有心軸凹槽，與滑軌(22)固定相連，心軸推架(24)作為心軸的臨時容器，將心軸推出心軸庫立架(25)，滑軌(22)保證心軸推架(24)的運動方向，第一氣缸(20)為心軸推架(24)提供動力；心軸庫立桿(23)為圓柱桿，共四個，兩端有安裝孔，一端固定在心軸庫底板(21)上，另一端與心軸庫頂板(75)相連，起到支撐心軸庫頂板(75)的作用；心軸庫頂板(75)為回字型平板，中間用于穿過心軸庫立架(25)，心軸庫立架(25)為中空的框架，心軸(26)插入心軸庫立架(25)中，心軸庫立架(25)的底端為心軸出口，心軸出口與心軸推架(24)的心軸凹槽對齊，且距離小于心軸(26)的直徑，肋板(27)為L型，一側固定在心軸庫頂板(75)上，另一側固定在心軸庫立架(25)上，起到固定心軸庫立架(25)的作用，在心軸庫頂板(75)上設置一個反射式光電傳感器(67)；防護板(71)為側放的U字形薄板，底面固定在心軸庫底板(21)的橫板上，防止心軸推架(24)運動時傷害到操作者；第一氣缸(20)動作收回，帶動心軸推架(24)移動，落在心軸推架(24)的凹槽中的心軸(26)隨著心軸推架(24)移動，同時心軸庫底板(21)前的反射式光電開關(67)檢測到物體遮擋，心軸庫底板(21)后的反射式光電開關(67)檢測無物體遮擋，心軸庫頂板(21)上的反射式光電開關(67)一直檢測是否有物體遮擋，如果無，則返回添加原料心軸(26)，第一氣缸(20)動作伸出，帶動心軸推架(24)移動，凹槽中的心軸(26)被取走，心軸庫立架(25)中的心軸自動下落到心軸推架的凹槽中，心軸庫(13)完成一個動作；

心軸安裝裝置(12)包括托墊(45)、第一氣缸(20)、推桿(46)和第三氣缸支架(92)；第三氣缸支架(92)為L型，由底板和側板構成，底板固定在機架(14)上，側板上設有第一氣缸(20)；托墊(45)為長條形鋼板，與第三氣缸支架(92)并排固定于機架上，托墊(45)的上端設有貫通的U型槽,用于放置心軸，U型槽的下方設有貫穿圓孔，托墊(45)下端固定在機架(14)上；推桿(46)為一平面板上垂直焊有兩個圓柱，兩個圓柱上下排布，平面板豎直設置在第一氣缸(20)的一端，上圓柱用于安裝心軸，下圓柱插入托墊(45)的貫穿圓孔中，平面板用于固定第一氣缸(20)的輸出端；第一氣缸(20)動作伸出和縮回，帶動推桿(46)伸出和縮回，同時推桿(46)的粗圓柱推動放置在托墊45V型槽的心軸，細圓柱推動轉盤(15)的管針(38)；

成品庫(11)包括成品庫支架(65)和成品(64)，成品庫支架(65)為工字型，底面的平板固定在機架(14)上，上面的平板有一定角度傾斜，內有凹槽，成品(64)放在成品庫支架(65)的斜平板上的凹槽中；

機械手(10)包括水平多關節機器人(66)、機械卡盤(72)、第四氣缸(73)和固定架(74)；水平多關節機器人(66)底端固定在機架(14)上，水平多關節機器人(66)的輸出端與固定架(74)相連，固定架(74)的另一端與第四氣缸(73)固定，第四氣缸(73)有兩個輸出端，能同時伸出或收縮，機械卡盤(72)為階梯形，共兩個，每個機械卡盤(72)的一端與第四氣缸(73)的輸出端相連，另一端焊有夾具，夾具為側邊內凹三角狀，用于夾取心軸、齒輪或成品；水平多關節機器人(66)的重復精度小于0.1mm，準確的到達示教點，然后第四氣缸(73)動作，機械卡盤(72)隨著氣缸動作松開或者夾緊，完成釋放工件或抓取工件任務。