柔性螺栓垫圈上料系统

摘要

本发明公开了一种柔性螺栓垫圈上料系统，包括：螺栓自动排列装置和垫圈自动排列装置用于对螺栓和垫圈按预设位置排列输出；自动安装轨道中的第二轨道与垫圈自动排列装置的输出料口相连，第一轨道与螺栓自动排列装置的输出料口相连，以分别为螺栓自动排列装置和垫圈自动排列装置的输料口之间形成输出轨道；均布引导装置的入料口与第二轨道的输出料口相连，以将装配完成的螺栓垫圈组合均匀布置在圆形面内；模块电磁组装置用于吸附螺栓垫圈组合，移至待上料多孔产品并使螺栓垫圈组合对准后，落至目标位置。该上料系统可以实现精准上料和一次性上料，避免了传统操作中先上料垫圈再上料螺栓的低效和麻烦，降低了传统一件一件上料占用的辅助时间。

权利要求

1.一种柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，包括：

螺栓自动排列装置和垫圈自动排列装置，用于对螺栓和垫圈按预设位置排列输出；

自动安装轨道，所述自动安装轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第二轨道与所述垫圈自动排列装置的输出料口相连，所述第一轨道与所述螺栓自动排列装置的输出料口相连，以分别为所述螺栓自动排列装置和所述垫圈自动排列装置的输料口之间形成输出轨道，其中，所述自动安装轨道还包括第一浮动挡板和第二浮动挡板，其中，所述第一轨道安装有所述第一浮动挡板和所述第二浮动挡板，且所述第二轨道安装有所述第二浮动挡板，其中，所述第一浮动挡板和所述第二浮动挡板均被所述第一轨道两侧的水平挡板限制，并限制沿物料移动方向的位移；

均布引导装置，所述均布引导装置的入料口与所述第二轨道的输出料口相连，以将装配完成的螺栓垫圈组合均匀布置在圆形面内；以及模块电磁组装置，所述模块电磁组装置包括吸附盘、电磁铁阵列组和永磁铁，用于吸附所述螺栓垫圈组合，移至待上料多孔产品并使所述螺栓垫圈组合对准后，落至目标位置。

2.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述第一浮动挡板由第一浮动头、镂空外凸块组成，其中，所述镂空外凸块的外凸起位于所述第二轨道的内部，以限制所述第二轨道的垫圈移动。

3.根据权利要求2所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，当所述第一轨道的螺栓接触所述第一浮动头时，所述第一轨道抬起所述第一浮动挡板，所述镂空外凸块离开所述第二轨道的内部，以使所述垫圈和所述螺栓同步运动。

4.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述第二浮动挡板由第二浮动头、镂空内凸块组成，其中，所述镂空内凸块的外凸起位于所述第一轨道的内部，以限制所述第一轨道的螺栓移动。

5.根据权利要求4所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，当所述第二轨道的垫圈接触所述第二浮动头时，所述第二轨道抬起所述第二浮动挡板，所述镂空内凸块离开所述第一轨道的内部，以使所述螺栓和所述垫圈同步运动。

6.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述第一轨道位于所述第二轨道正上方，当所述螺栓到达所述第一轨道时，掉落至所述第二轨道，所述螺栓的轴端部与同步的垫圈孔重合。

7.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述均布引导装置包括至少一个立柱和阿基米德引导轨。

8.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述电磁铁阵列组与电源连接，当所述电磁铁阵列组充电后，吸附所述永磁铁表面，以调整所述电磁铁阵列组的位置和阵列的数量。

9.根据权利要求1所述的柔性螺栓垫圈上料系统，其特征在于，所述第二轨道的末端设置一对装配肋板，所述装配肋板间距大于所述螺栓直径且小于所述垫圈直径，使所述螺栓通过所述装配肋板不被抬起，使所述垫圈被抬起直至与所述螺栓的螺帽底部接触。

说明书

柔性螺栓垫圈上料系统

技术领域

[0001] 本发明涉及自动上料设备技术领域，特别涉及一种柔性螺栓垫圈上料系统。

背景技术

[0002] 在相关技术中，大部分上料工艺均采用人工上料方式，即使是机械手上料也是一个一个上料，辅助时间过长从而影响生产效率。不仅如此，每一个螺栓上料之前需要先准确放置垫圈或垫片，对于人工或机械手而言，会导致重复操作两次且进行孔轴校准会花费大量精力。

[0003] 随着时代发展，混线装配线应用越来越广泛，即便是自动化高的上料系统，在遇到不同的产品切换时也需要重新调换代码以适应不同位置孔的螺栓和垫片上料。这不仅要求工厂人员具备设计代码的能力，而且规划轨迹路径工作量大。因此利用简单的控制方法和模块化设计原则能够大幅度降低切换难度且满足柔性生产要求。

[0004] 因此，多个螺栓垫圈一次性上料系统成为工厂提效的需求点，但相关技术未能满足该需求，故亟待解决。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

[0006] 为此，本发明的目的在于提出一种柔性螺栓垫圈上料系统。

[0007] 为达到上述目的，本发明提出了柔性螺栓垫圈上料系统，包括：螺栓自动排列装置和垫圈自动排列装置，用于对螺栓和垫圈按预设位置排列输出；自动安装轨道，所述自动安装轨道包括由第一轨道和第二轨道，所述第二轨道与所述垫圈自动排列装置的输出料口相连，所述第一轨道与所述螺栓自动排列装置的输出料口相连，以分别为所述螺栓自动排列装置和所述垫圈自动排列装置的输料口之间形成输出轨道；均布引导装置，所述均布引导装置的入料口与所述第二轨道的输出料口相连，以将装配完成的螺栓垫圈组合均匀布置在圆形面内；以及模块电磁组装置，所述模块电磁组装置包括吸附盘、电磁铁阵列组和永磁铁，用于吸附所述螺栓垫圈组合，移至待上料多孔产品并使所述螺栓垫圈组合对准后，落至目标位置。

[0008] 本发明实施例的柔性螺栓垫圈上料系统，切换工装和上料过程均由电源控制，操作简单，并实现精准上料和一次性上料，避免了传统操作中先上料垫圈再上料螺栓的低效和麻烦，降低了传统一件一件上料占用的辅助时间，从而提高生产效率。

[0009] 另外，根据本发明上述实施例的柔性螺栓垫圈上料系统还可以具有以下附加的技术特征：

[0010] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述自动安装轨道还包括第一浮动挡板和第二浮动挡板，其中，所述第一轨道安装有所述第一浮动挡板和所述第二浮动挡板，且所述第二轨道安装有所述第二浮动挡板，其中，所述第一浮动挡板和所述第二浮动挡板均被所述第一轨道两侧的水平挡板限制，并限制沿物料移动方向的位移。

[0011] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一浮动挡板由第一浮动头、镂空外凸块组成，其中，所述镂空外凸块的外凸起位于所述第二轨道的内部，以限制所述第二轨道的垫圈移动。

[0012] 进一步地，在本发明的一个实施例中，当所述第一轨道的螺栓接触所述第一浮动头时，所述第一轨道抬起所述第一浮动挡板，所述镂空外凸块离开所述第二轨道的内部，以使所述垫圈和所述螺栓同步运动。

[0013] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二浮动挡板由第二浮动头、镂空内凸块组成，其中，所述镂空内凸块的外凸起位于所述第一轨道的内部，以限制所述第一轨道的螺栓移动。

[0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，当所述第二轨道的垫圈接触所述第二浮动头时，所述第二轨道抬起所述第二浮动挡板，所述镂空内凸块离开所述第一轨道的内部，以使所述螺栓和所述垫圈同步运动。

[0015] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一轨道位于所述第二轨道正上方，当所述螺栓到达所述第一轨道时，掉落至所述第二轨道，所述螺栓的轴端部与同步的垫圈孔重合。

[0016] 可选地，在本发明的一个实施例中，所述均布引导装置包括至少一个立柱和阿基米德引导轨。

[0017] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电磁铁阵列组与电源连接，当所述电磁铁阵列组充电后，吸附所述永磁铁表面，以调整所述电磁铁阵列组的位置和阵列的数量。

[0018] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二轨道的末端设置一对装配肋板，所述装配肋板间距大于所述螺栓直径且小于所述垫圈直径，使所述螺栓通过所述装配肋板不被抬起，使所述垫圈被抬起直至与所述螺栓的螺帽底部接触。

[0019] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0020] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0021] 图1是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统结构示意图；

[0022] 图2是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统中上、下浮动挡板结构示意图；

[0023] 图3是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统中装配肋板结构示意图；

[0024] 图4是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统中均布引导装置结构示意图；

[0025] 图5是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统中模块电磁组装置结构示意图；

[0026] 图6是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统中电磁组布置示意图。

[0027] 附图标记说明：

[0028] 10-柔性螺栓垫圈上料系统、100-螺栓自动排列装置、200-垫圈自动排列装置、300-自动安装轨道、301-第一轨道、302-第二轨道、303-第一浮动挡板、304-第二浮动挡板、
305-镂空外凸块、306-第一浮动头、307-镂空内凸块、308-第二浮动头、309-装配肋板、400-均布引导装置、401-立柱、402-阿基米德引导轨、500-模块电磁组装置、501-吸附盘、502-电磁铁阵列组和503-永磁铁。

具体实施方式

[0029] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0030] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的柔性螺栓垫圈上料系统。

[0031] 图1是本发明一个实施例的柔性螺栓垫圈上料系统结构示意图。

[0032] 如图1所示，该上料系统包括：螺栓自动排列装置100，垫圈自动排列装置200，自动安装轨道300，均布引导装置400和模块电磁组装置500。

[0033] 其中，螺栓自动排列装置100和垫圈自动排列装置200，用于对螺栓和垫圈按预设位置排列输出。

[0034] 简单来讲，螺栓自动排列装置100和垫圈自动排列装置200为市场通用装置，两者均起到将螺栓和垫圈按正确位置输出作用。

[0035] 自动安装轨道300包括由第一轨道301和第二轨道302，第二轨道302与垫圈自动排列装置200的输出料口相连，第一轨道301与螺栓自动排列装置100的输出料口相连，以分别为螺栓自动排列装置100和垫圈自动排列装置200的输料口之间形成输出轨道。

[0036] 如图2所示，进一步地，在本发明的一个实施例中，自动安装轨道300还包括第一浮动挡板303和第二浮动挡板304，其中，第一轨道301安装有第一浮动挡板303和第二浮动挡板304，且第二轨道302安装有第二浮动挡板304，其中，第一浮动挡板303和第二浮动挡板304均被第一轨道两侧的水平挡板600限制，并限制沿物料移动方向的位移。

[0037] 其中，如图2所示，第一浮动挡板303由第一浮动头306、镂空外凸块305组成，其中，镂空外凸块305的外凸起位于第二轨道302的内部，以限制第二轨道的垫圈移动。当第一轨道301的螺栓接触第一浮动头306时，第一轨道301抬起第一浮动挡板303，镂空外凸块305离开第二轨道302的内部，以使垫圈和螺栓同步运动。

[0038] 如图2所示，第二浮动挡板304由第二浮动头308、镂空内凸块307组成，其中，镂空内凸块307的外凸起位于第一轨道301的内部，以限制第一轨道301的螺栓移动。当第二轨道302的垫圈接触第二浮动头308时，第二轨道302抬起第二浮动挡板304，镂空内凸块离开第一轨道301的内部，以使螺栓和垫圈同步运动。

[0039] 接下来，第一轨道301位于第二轨道302正上方，当螺栓到达第一轨道301时，掉落至第二轨道302，螺栓的轴端部与同步的垫圈孔重合。

[0040] 另外，如图3所示，第二轨道302的末端设置一对装配肋板309，装配肋板间距大于螺栓直径且小于垫圈直径，使螺栓通过装配肋板不被抬起，使垫圈被抬起直至与螺栓的螺帽底部接触，以完成配合安装。

[0041] 如图4所示，均布引导装置400的入料口与第二轨道302的输出料口相连，以将装配完成的螺栓垫圈组合均匀布置在圆形面内。

[0042] 其中，均布引导装置包括至少一个立柱401和阿基米德引导轨402，阿基米德引导轨保证装配完成的螺栓垫圈组合体均匀布置在圆形面内。

[0043] 具体地，阿基米德引导轨应保证轨道距离恒定不变，以引导轨平面的平行面为XY平面，建立X-Y坐标系，其引导轨迹可遵循以下公式：

[0044]

[0045] 其中，x表示阿基米德引导轨在所建X-Y坐标系下的横坐标值，y表示阿基米德引导轨在所建X-Y坐标系下的纵坐标值，r表示阿基米德引导轨在X-Y坐标系下距离坐标原点的距离，t表示连续变量，取值范围为[0,+∞)。

[0046] 如图5所示，模块电磁组装置500包括吸附盘501、电磁铁阵列组502和永磁铁503，用于吸附螺栓螺栓垫圈组合，移至待上料多孔产品并使螺栓垫圈组合对准后，落至目标位置。

[0047] 需要说明的是，吸附盘501是由可磁化的硅钢制成，吸附盘501下表面涂有绝缘层，吸附盘501开有环形阵列孔，该孔位置和数目均由待上料多孔产品孔位置决定；电磁铁阵列组502由呈环形阵列的电磁铁组成，所有电磁铁绕线方向一致；永磁铁503朝上面为N极、下面S极放置。

[0048] 其中，电磁铁阵列组502下端线接电源正极，上端线接电源负极，同一圈环形电磁铁阵列由同一电源控制。电磁铁阵列组502充电后可吸附于永磁铁503表面，因此，可以调整电磁铁阵列组502位置和所选数量，电磁铁阵列组502位置应与待上料多孔产品孔位置一致。

[0049] 下面结合具体实例对本发明实施例作进一步的详细说明。

[0050] 例如，自动安装轨道300由第一轨道301、第一浮动挡板303、第二浮动挡板304、第二轨道302组成。第一轨道301与螺栓自动排列装置100输出料口相连，第一轨道301上安装有第一浮动挡板303和第二浮动挡板304，第一、第二浮动挡板均被第一轨道301两侧的水平挡板600限制沿物料移动方向的位移。第二轨道302与垫圈自动排列装置200输出料口相连，第二轨道302上安装有第二浮动挡板304。

[0051] 如图2所示，第一浮动挡板303由镂空外凸块305、第一浮动头306组成。镂空外凸块305的外凸起位于第二轨道302内部，起到限制第二轨道302运输垫圈移动作用。当第一轨道
301上运输的螺栓接触第一浮动头306，会自动抬起第一浮动挡板303，外凸起离开第二轨道
302内部，垫圈可以正常移动，起到同步螺栓和垫圈作用。

[0052] 为了保证螺栓未顶起第一浮动挡板303时，垫圈不能正常移动；当螺栓顶起第一浮动挡板303时，垫圈移动畅通，第一浮动挡板303安装应保证在未顶起状态(即第一浮动挡板303镂空顶面与第一轨道301顶面接触状态)，镂空外凸块305的外凸起应刚好限制第二轨道
302中垫圈移动；在顶起状态(即螺栓表面刚好顶起第一浮动头306达到最高点)，镂空外凸块305的外凸起应刚好上升至能使得第二轨道302中的垫圈可以移动。

[0053] 第二浮动挡板304由镂空内凸块307和第二浮动头308组成。镂空内凸块307的内凸起位于第一轨道301内部，起到限制第一轨道301运输螺栓移动的作用。当第二轨道302的垫圈接触第二浮动头308，会自动抬起第二浮动挡板304，内凸起会离开第一轨道301内部，螺栓可以正常移动，起到同步垫圈和螺栓的作用。

[0054] 为了保证垫圈未顶起第二浮动挡板304时，螺栓不能正常移动；当垫圈顶起第二浮动挡板304时，螺栓移动畅通，第二浮动挡板304安装应保证在未顶起状态(即第二浮动挡板304镂空顶面与第一轨道301顶面接触状态)，镂空内凸块307的内凸起应刚好限制第一轨道
301中螺栓移动；在顶起状态(即垫圈表面刚好顶起第二浮动头308达到最高点)，镂空内凸块307的内凸起应刚好上升至能使得第一轨道301中的螺栓可以移动。

[0055] 第一轨道301应位于第二轨道302正上方，螺栓到达第一轨道301端部会自动掉落至第二轨道302，螺栓轴端部与同步运输的垫圈孔重合。

[0056] 如图3所示，第二轨道末端设置有一对装配肋板309，装配肋板309间距应大于一螺栓轴直径但小于垫圈直径，该间距可以保证螺栓顺利通过装配肋板309而不被抬起，垫圈被顺利抬起，垫圈随装配肋309抬起直至与螺栓螺帽底部接触，完成配合安装。

[0057] 如图4所示，均布引导装置400入口料道与第二轨道302输出料道相连，均布引导装置400由立柱401和阿基米德引导轨402组成，阿基米德引导轨402保证装配完成的螺栓垫圈组合体均匀布置在圆形面内。

[0058] 如图6所示，以需装配8孔装配轮和4孔装配轮的混线装配线为操作实例，按照装配轮孔位置和数量布置电磁组在永磁铁的位置，A系列电磁铁由电源1控制，B系列电磁铁由电源2控制，C系列电磁铁由电源3控制。B系列电磁铁安放位置与4孔装配轮一致、C系列电磁铁安放位置与8孔装配轮一致。安放完成后接通电源1、2、3，永磁铁吸附电磁阵列组。

[0059] 准备4孔吸附盘与8孔吸附盘，其中4孔吸附盘孔位置与4孔装配轮一致，8孔吸附盘孔位置与8孔装配轮一致。当对8孔装配轮上料时，电磁铁阵列组吸附8孔吸附盘可磁化表面后，构成完整上料装置。

[0060] 该上料装置与均布引导轨表面均布的螺栓垫圈组合体上表面接触，对应螺栓垫圈组合体会被磁力吸附至8孔吸附盘内，将其移动至8孔装配轮上料处，当移动到目标点即轮心对准时，电源3断电，电源1、2不断电，使得8孔螺栓消磁后失去吸附力而下落至8孔装配轮中，完成上料。

[0061] 当需要切换上料系统时，只需断开电源1、2、3，卸下8孔吸附盘，并打开电源1、2、3，吸附4孔吸附盘，即可完成切换工装。其余操作一致，不做赘述。

[0062] 综上可知，本发明实施例具有以下有益效果：

[0063] (1)本发明实施例可以实现对已经装配好垫圈的多个螺栓进行精准上料，避免了传统操作中先上料垫圈再上料螺栓的低效和麻烦。同时，还可以实现螺栓的一次性上料，降低了传统一件一件上料占用的辅助时间。

[0064] (2)本发明实施例由于采用模块化设计原则，可实现混线多孔产品的上料，当需要切换不同多孔产品，只需按要求调整电磁铁阵列在永磁铁的位置并选用相应规格的吸附盘即可，从而大大降低了切换时间且提高生产效率。

[0065] (3)本发明实施例切换工装和上料过程均由电源控制，操作简单。当需切换另一工装时，只需停止电源供电，吸附盘失去磁性后换下并重新启动电源，吸附对应规格的吸附盘即可完成切换工装。当模块电磁组吸附了对应的螺栓后，移至待上料多孔产品，对准后只对吸附螺栓的阵列电磁铁消磁，使得吸附盘继续吸附于阵列组而螺栓垫圈可顺利落下至准确位置。

[0066] 根据本发明实施例提出的柔性螺栓垫圈上料系统，切换工装和上料过程均由电源控制，操作简单，并实现精准上料和一次性上料，避免了传统操作中先上料垫圈再上料螺栓的低效和麻烦，降低了传统一件一件上料占用的辅助时间，从而提高生产效率。

[0067] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0068] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0069] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0070] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0071] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。