一种分体刹车碟的自动对孔装配设备

摘要

本发明涉及分体式刹车装配领域，具体是涉及一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，包括第一传送带、第二传送带、移料机构、夹取机构、夹紧工作台、螺母送料机构、螺母定位提升机构、锁螺丝机构以及激光测距仪，夹紧工作台设置于第一传送带与第二传送带之间，移料机构设置于夹紧工作台的旁侧，夹取机构设置于移料机构的输出端上，螺母送料机构设置于夹紧工作台的下方，螺母定位提升机构固定设置于夹紧工作台的底部，夹紧工作台的中心处设置有一个上下贯通的避让圆孔，本发明的自动对孔装配设备，能够在合头与碟体装配时，通过激光测距仪并配合控制器校准算法完成合头与碟体之间的螺孔对准，进而使分体刹车碟的装配过程得以准确高效的进行。

权利要求

1.一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，包括第一传送带（1）、第二传送带（2）、移料机构（3）、夹取机构（4）、夹紧工作台（5）、螺母送料机构（6）、螺母定位提升机构（7）、锁螺丝机构（8）以及激光测距仪（9），夹紧工作台（5）设置于第一传送带（1）与第二传送带（2）之间，移料机构（3）设置于夹紧工作台（5）的旁侧，夹取机构（4）设置于移料机构（3）的输出端上，螺母送料机构（6）设置于夹紧工作台（5）的下方，螺母定位提升机构（7）固定设置于夹紧工作台（5）的底部，夹紧工作台（5）的中心处设置有一个上下贯通的避让圆孔（10），锁螺丝机构（8）设置于夹紧工作台（5）之上，激光测距仪（9）固定设置于锁螺丝机构（8）的一侧，并且其激光发射路径竖直向下穿过避让圆孔（10）；

夹紧工作台（5）包括作业台（11）、夹紧机构和旋转对准机构，旋转对准机构设置于作业台（11）上，夹紧机构设置于旋转对准机构之上，避让圆孔（10）设置于作业台（11）的中心处并且，旋转对准机构包括圆形支撑台（12）、圆形导轨（13）、小齿盘（14）、码盘（15）和第一步进电机（16），圆形导轨（13）固定设置于作业台（11）上并且与避让圆孔（10）同轴设置，小齿盘（14）同轴设置于圆形支撑台（12）的底部，小齿盘（14）的底部沿圆周方向固定设置有若干个用于连接环形导轨的滑动块（17），第一步进电机（16）固定设置于作业台（11）的底部，第一步进电机（16）的输出轴向上穿过作业台（11）并固定连接有一个第一齿轮（18），第一齿轮（18）与小齿盘（14）的外缘啮合，码盘（15）固定设置于作业台（11）顶部并且其检测端与小齿盘（14）的外缘啮合，夹紧机构设置于圆形支撑台（12）之上；

夹紧机构包括大齿盘（19）、第二步进电机（20）、第二齿轮（21）和若干个用于共同夹紧碟体（71）的防滑胶轮（22），大齿盘（19）贴合设置于圆形支撑台（12）的底部，大齿盘（19）位于小齿盘（14）的上方，圆形支撑台（12）的边缘处设置有一个向外延伸且用于供第二步进电机（20）固定安装的延伸板（23），第二步进电机（20）的输出轴向下穿过延伸板（23）并连接有一个第二齿轮（21），第二齿轮（21）与大齿盘（19）的外缘啮合，圆形支撑台（12）上设置有若干个沿周向均匀分布的斜向条形通槽（25），大齿盘（19）上设置有若干个径向条形通槽（26），防滑胶轮（22）、斜向条形通槽（25）和径向条形通槽（26）的数量相同，每个防滑胶轮（22）的底部均设置有一个滑块（27），每个滑块（27）均滑动嵌设于对应的斜向条形通槽（25）中，滑块（27）的顶部设置有用于供防滑胶轮（22）固定套设的轮轴（28），每个滑块（27）的底部均旋设有一个限位螺栓（29），螺栓向上穿过径向条形通槽（26）并插设于滑块（27）中，大齿盘（19）通过所有螺栓的帽端悬设与圆形支撑台（12）的底部；

夹取机构（4）包括支撑板（53）、第三步进电机（54）、薄型气缸（55）、圆柱壳（56）和三个夹爪（57），第三步进电机（54）和薄型气缸（55）分别通过第一支架（58）和第二支架（59）固定设置于支撑板（53）之上，圆柱壳（56）呈竖直状态设置于支撑板（53）的底部，并且圆柱壳（56）与薄型气缸（55）共轴线设置，圆柱壳（56）中同轴设置有一个推杆（60），三个夹爪（57）沿周向均匀分布于圆柱壳（56）的底部，圆柱壳（56）的底部设置有三个用于供夹爪（57）沿径向平移的径向滑槽（61），三个夹爪（57）的上端通过一个弹簧圈（62）收紧，三个夹爪（57）的上端相互靠近的一侧均设有楔面结构（63），推杆（60）的底部设置有一个用于配个楔面结构（63）将三个夹爪（57）撑开的锥形部（64），圆柱壳（56）的顶部固定设置有一个法兰盖（65），法兰盖（65）的顶部设有一个向上穿过支撑板（53）的轴套（66），推杆（60）的上端穿过轴套（66）与薄型气缸（55）的输出轴连接，支撑板（53）上嵌设有一个用于供轴套（66）吊设的角度轴承（67），轴套（66）和第三步进电机（54）的主轴上均设有同步轮（68），两个同步轮（68）之间通过同步带（69）相连。

2.根据权利要求1所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，锁螺丝机构（8）包括支撑座（30）、滑台气缸（31）和自动送钉锁螺丝机（32），支撑座（30）呈竖直固定设置于作业台（11）的顶部并且位于夹紧机构的旁侧，滑台气缸（31）呈水平固定设置于支撑座（30）的顶部，自动送钉锁螺丝机（32）通过一个三角支座（33）固定设置于滑台气缸（31）的顶部输出端，三角支座（33）的一侧固定设置有一个用于供激光测距仪（9）连接的定位支架（34）。

3.根据权利要求2所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，螺母送料机构（6）包括小型振动送料机（35）和加长料道（36），加长料道（36）呈水平状态设置于作业台（11）的下方，加长料道（36）的一端与小型振动送料机（35）的出料端相连，另一端与螺母定位提升机构（7）相连。

4.根据权利要求3所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，螺母定位提升机构（7）包括长轴气缸（37）、垂直料道（38）和专用载具（39），垂直料道（38）通过一个L型支架（40）固定设置于作业台（11）的底部，垂直料道（38）的上端穿过避让圆孔（10）并向上延伸，长轴气缸（37）呈竖直状态固定设置于垂直料道（38）的底部，专用载台设置于垂直料道（38）的内侧，长轴气缸（37）的输出端向上伸入垂直料道（38）中并与专用载具（39）的底部固定连接，垂直料道（38）与加长料道（36）连接的一侧为敞口结构，专用载具（39）的一侧固定设置有一个竖直的用于封堵加长料道（36）末端的条形挡板（41），垂直料道（38）远离加长料道（36）的一侧固定设置有一个接近传感器（42），垂直料道（38）的侧壁上开设有一个用于避让接近传感器（42）的检测路径的检测孔（43）。

5.根据权利要求4所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，专用载具（39）的底部固定设置有一个用于供长轴气缸（37）连接的矩形板（44），矩形板（44）和专用载具（39）的两侧均对称设置有限位滑条（45），垂直料道（38）的内壁上设有用于配合限位滑条（45）的限位滑槽（46），专用载具（39）的中心处设有一个用于容纳专用螺母（24）的型腔（47），型腔（47）的形状与专用螺母（24）的形状相吻合，型腔（47）的顶端内壁上设有用于使专用螺母（24）旋转下沉的斜面结构（48）。

6.根据权利要求1所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，包括第一传送带（1）的末端设置有一个用于拦截合头（70）的U型截停框（49）。

7.根据权利要求1所述的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，其特征在于，移料机构（3）包括呈水平设置的无杆直线滑台（50）和呈竖直状态设置的升降机构（51），升降机国与无杆直线滑台（50）的输出端固定连接，夹取机构（4）与升降机构（51）的输出端固定连接，无杆直线滑台（50）上间隔设置有三个用于检测无杆直线滑台（50）输出端就位的光电传感器（52），三个光电传感器（52）分别位于第一传送带（1）的末端、第二传送带（2）的始端以及夹紧工作台（5）的正上方。

说明书

一种分体刹车碟的自动对孔装配设备

技术领域

[0001] 本发明涉及分体式刹车装配领域，具体是涉及一种分体刹车碟的自动对孔装配设备。

背景技术

[0002] 盘式刹车盘(碟)分为实心盘(单片盘)和风道盘(双片盘)。实心盘式我们比较容易理解，说白了，就是实心的。风道盘，顾名思义具有透风功效。从外表看，它在圆周上有许多
通向圆心的洞空，称为风道。汽车在行使中通过风道处空气对流，达到散热的目的的，比实
心式散热效果要好许多。大部分轿车都是前驱，前盘使用频率计磨损较大，故采用前风道
盘，后实心盘(单片盘)。当然也有前后都是风道盘的，但制造成本并不会差的离谱

[0003] 目前原厂的刹车盘均匀一体式铸造式盘体，而一些高性能刹车盘均采用分体式的设计，即盘体有合头和碟体组成，不同的车型对应不同的合头，通过更换不同孔径规格的合
头，即可适配各种类型的车辆，十分的便捷，而合头与碟体之间的装配需要通过12颗螺丝依
次进行紧固，装配过程十分繁琐，并且在分体刹车的自动装配过程中，合头与碟体之间的精
准对孔技术还有待提高，因此有必要设计一种能够精准的对分体式刹车进行自动装配的设
备。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，提供一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，本技术方案解决了分体刹车自动装配过程中，如何对合头与碟体之间进行精准对孔的问题。

[0005] 为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

[0006] 一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，包括第一传送带、第二传送带、移料机构、夹取机构、夹紧工作台、螺母送料机构、螺母定位提升机构、锁螺丝机构以及激光测距仪，夹
紧工作台设置于第一传送带与第二传送带之间，移料机构设置于夹紧工作台的旁侧，夹取
机构设置于移料机构的输出端上，螺母送料机构设置于夹紧工作台的下方，螺母定位提升
机构固定设置于夹紧工作台的底部，夹紧工作台的中心处设置有一个上下贯通的避让圆
孔，锁螺丝机构设置于夹紧工作台之上，激光测距仪固定设置于锁螺丝机构的一侧，并且其
激光发射路径竖直向下穿过避让圆孔。

[0007] 优选的，夹紧工作台包括作业台、夹紧机构和旋转对准机构，旋转对准机构设置于作业台上，夹紧机构设置于旋转对准机构之上，避让圆孔设置于作业台的中心处并且，旋转
对准机构包括圆形支撑台、圆形导轨、小齿盘、码盘和第一步进电机，圆形导轨固定设置于
作业台上并且与避让圆孔同轴设置，小齿盘同轴设置于圆形支撑台的底部，小齿盘的底部
沿圆周方向固定设置有若干个用于连接环形导轨的滑块，第一步进电机固定设置于作业台
的底部，第一步进电机的输出轴向上穿过作业台并固定连接有一个第一齿轮，第一齿轮与
小齿盘的外缘啮合，码盘固定设置于作业台顶部并且其检测端与小齿盘的外缘啮合，夹紧
机构设置于圆形支撑台之上。

[0008] 优选的，夹紧机构包括大齿盘、第二步进电机、第二齿轮和若干个用于共同夹紧碟体的防滑胶轮，大齿盘贴合设置于圆形支撑台的底部，大齿盘位于小齿盘的上方，圆形支撑
台的边缘处设置有一个向外延伸且用于供第二步进电机固定安装的延伸板，第二步进电机
的输出轴向下穿过延伸板并连接有一个第二齿轮，第二齿轮与大齿盘的外缘啮合，圆形支
撑台上设置有若干个沿周向均匀分布的斜向条形通槽，大齿盘上设置有若干个径向条形通
槽，防滑胶轮、斜向条形通槽和径向条形通槽的数量相同，每个防滑胶轮的底部均设置有一
个滑块，每个滑块均滑动嵌设于对应的斜向条形通槽中，滑块的顶部设置有用于供防滑胶
轮固定套设的轮轴，每个滑块的底部均旋设有一个限位螺栓，限位螺栓向上穿过径向条形
通槽并插设于滑块中，大齿盘通过所有限位螺栓的帽端悬设与圆形支撑台的底部。

[0009] 优选的，锁螺丝机构包括支撑座、滑台气缸和自动送钉锁螺丝机，支撑座呈竖直固定设置于作业台的顶部并且位于夹紧机构的旁侧，滑台气缸呈水平固定设置于支撑座的顶
部，自动送钉锁螺丝机通过一个三角支座固定设置于滑台气缸的顶部输出端，三角支座的
一侧固定设置有一个用于供激光测距仪连接的定位支架。

[0010] 优选的，螺母送料机构包括小型振动送料机和加长料道，加长料道呈水平状态设置于作业台的下方，加长料道的一端与小型振动送料机的出料端相连，另一端与螺母定位
提升机构相连。

[0011] 优选的，螺母定位提升机构包括长轴气缸、垂直料道和专用载具，垂直料道通过一个L型支架固定设置于作业台的底部，垂直料道的上端穿过避让圆孔并向上延伸，长轴气缸
呈竖直状态固定设置于垂直料道的底部，专用载台设置于垂直料道的内侧，长轴气缸的输
出端向上伸入垂直料道中并与专用载具的底部固定连接，垂直料道与加长料道连接的一侧
为敞口结构，专用载具的一侧固定设置有一个竖直的用于封堵加长料道末端的条形挡板，
垂直料道远离加长料道的一侧固定设置有一个接近传感器，垂直料道的侧壁上开设有一个
用于避让接近传感器的检测路径的检测孔。

[0012] 优选的，专用载具的底部固定设置有一个用于供长轴气缸连接的矩形板，矩形板和专用载具的两侧均对称设置有限位滑条，垂直料道的内壁上设有用于配合限位滑条的限
位滑槽，专用载具的中心处设有一个用于容纳专用螺母的型腔，型腔的形状与专用螺母的
形状相吻合，型腔的顶端内壁上设有用于使专用螺母旋转下沉的斜面结构。

[0013] 优选的，包括第一传送带的末端设置有一个用于拦截合头的U型截停框。

[0014] 优选的，移料机构包括呈水平设置的无杆直线滑台和呈竖直状态设置的升降机构，升降机国与无杆直线滑台的输出端固定连接，夹取机构与升降机构的输出端固定连接，
无杆直线滑台上间隔设置有三个用于检测无杆直线滑台输出端就位的光电传感器，三个光
电传感器分别位于第一传送带的末端、第二传送带的始端以及夹紧工作台的正上方。

[0015] 优选的，夹取机构包括支撑板、第三步进电机、薄型气缸、圆柱壳和三个夹爪，第三步进电机和薄型气缸分别通过第一支架和第二支架固定设置于支撑板之上，圆柱壳呈竖直
状态设置于支撑板的底部，并且圆柱壳与薄型气缸共轴线设置，圆柱壳中同轴设置有一个
推杆，三个夹爪沿周向均匀分布于圆柱壳的底部，圆柱壳的底部设置有三个用于供夹爪沿
径向平移的径向滑槽，三个夹爪的上端通过一个弹簧圈收紧，三个夹爪的上端相互靠近的
一侧均设有楔面结构，推杆的底部设置有一个用于配个楔面结构将三个夹爪撑开的锥形
部，圆柱壳的顶部固定设置有一个法兰盖，法兰盖的顶部设有一个向上穿过支撑板的轴套，
推杆的上端穿过轴套与薄型气缸的输出轴连接，支撑板上嵌设有一个用于供轴套吊设的角
度轴承，轴套和第三步进电机的主轴上均设有同步轮，两个同步轮之间通过同步带相连。

[0016] 本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明的自动对孔装配设备，能够在合头与碟体装配时，通过激光测距仪并配合控制器校准算法完成合头与碟体之间的螺孔对
准，进而使分体刹车碟的装配过程得以准确高效的进行。

附图说明

[0017] 图1为分体式刹车的立体装配图一。

[0018] 图2为分体式刹车的立体装配图二。

[0019] 图3为本发明的立体结构示意图。

[0020] 图4为本发明的正视图。

[0021] 图5为本发明的侧视图。

[0022] 图6为本发明的局部立体结构示意图一。

[0023] 图7为本发明的局部立体机构示意图二。

[0024] 图8为本发明的局部立体结构示意图三。

[0025] 图9为夹紧工作台的立体结构示意图。

[0026] 图10为夹紧工作台的立体结构分解示意图。

[0027] 图11为夹紧机构和旋转对准机构的立体结构示意图一。

[0028] 图12为夹紧机构和旋转对准机构的立体结构示意图二。

[0029] 图13为防滑胶轮的立体装配示意图。

[0030] 图14为图12中的A处结构放大示意图。

[0031] 图15为本发明的局部立体结构示意图四。

[0032] 图16为图15中的B处结构放大示意图。

[0033] 图17为螺母定位提升机构的立体结构示意图。

[0034] 图18为螺母定位提升机构的立体结构分解示意图。

[0035] 图19为专用载具和专用螺母的立体结构示意图。

[0036] 图20为第一传送带的立体结构示意图。

[0037] 图21为移料机构和夹取机构的立体结构示意图。

[0038] 图22为夹取机构的立体结构示意图一。

[0039] 图23为夹取机构的立体结构示意图二。

[0040] 图24为夹取机构的立体结构分解图。

[0041] 图25为合头与碟体的对孔原理示意图。

[0042] 附图说明：1‑第一传送带；2‑第二传送带；3‑移料机构；4‑夹取机构；5‑夹紧工作台；6‑螺母送料机构；7‑螺母定位提升机构；8‑锁螺丝机构；9‑激光测距仪； 10‑避让圆孔；
11‑作业台；12‑圆形支撑台；13‑圆形导轨；14‑小齿盘；15‑码盘； 16‑第一步进电机；17‑滑
动块；18‑第一齿轮；19‑大齿盘；20‑第二步进电机；21‑ 第二齿轮；22‑防滑胶轮；23‑延伸
板；24‑专用螺母；25‑斜向条形通槽；26‑径向条形通槽；27‑滑块；28‑轮轴；29‑限位螺栓；
30‑支撑座；31‑滑台气缸；32‑自动送钉锁螺丝机；33‑三角支座；34‑定位支架；35‑小型振动
送料机；36‑加长料道； 37‑长轴气缸；38‑垂直料道；39‑专用载具；40‑L型支架；41‑条形挡
板；42‑接近传感器；43‑检测孔；44‑矩形板；45‑限位滑条；46‑限位滑槽；47‑型腔；48‑斜面
结构；49‑U型截停框；50‑无杆直线滑台；51‑升降机构；52‑光电传感器；53‑支撑板；54‑第三
步进电机；55‑薄型气缸；56‑圆柱壳；57‑夹爪；58‑第一支架；59‑ 第二支架；60‑推杆；61‑径
向滑槽；62‑弹簧圈；63‑楔面结构；64‑锥形部；65‑ 法兰盖；66‑轴套；67‑角度轴承；68‑同步
轮；69‑同步带；70‑合头；71‑碟体。

具体实施方式

[0043] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

[0044] 参照图1至图25所示的一种分体刹车碟的自动对孔装配设备，包括第一传送带1、第二传送带2、移料机构3、夹取机构4、夹紧工作台5、螺母送料机构6、螺母定位提升机构7、
锁螺丝机构8以及激光测距仪9，夹紧工作台5设置于第一传送带1与第二传送带2之间，移料
机构3设置于夹紧工作台5的旁侧，夹取机构4设置于移料机构3的输出端上，螺母送料机构6
设置于夹紧工作台5 的下方，螺母定位提升机构7固定设置于夹紧工作台5的底部，夹紧工
作台5 的中心处设置有一个上下贯通的避让圆孔10，锁螺丝机构8通过一个平移机构设置
于夹紧工作台5之上，激光测距仪9固定设置于锁螺丝机构8的一侧，并且其激光发射路径竖
直向下穿过避让圆孔10。第一传送带1用于输送合头70，移料机构3用于带动夹取机构4进行
横向和纵向移动，夹取机构4用于拾取合头 70或者完成装配的分体刹车碟。通过人工上料
或者机械手上料的方式将碟体71 放在夹紧工作台5上固定，接着通过移料机构3和夹取机
构4将合头70拾取并移动下放至碟体71的顶部，通过激光测距仪9来检测合头70与碟体71上
的螺孔是否对准，通过螺母送料机构6逐一输送专用螺母24，通过螺母定向提升机构将单个
螺母上推至碟体71的底部固定住，再通过锁螺丝机构8来将螺栓与专用螺母24锁紧，接着夹
紧工作台5带动合头70和碟体71旋转一个空位的距离，与此同时螺母定向提升机构下降复
位后再次送来第二个专用螺母24，进行第二个螺栓与专用螺母24的紧固过程，以此方式依
次完成所有螺栓螺母的装配过程，最后通过夹取机构4和移料机构3将装配好的分体刹车碟
从夹紧工作台5上取走，并放在第二传送带2上送走。本设备所有的执行元件以及检测元件
均与控制器控制，控制器图中未示出。

[0045] 夹紧工作台5包括作业台11、夹紧机构和旋转对准机构，旋转对准机构设置于作业台11上，夹紧机构设置于旋转对准机构之上，避让圆孔10设置于作业台11的中心处并且，旋
转对准机构包括圆形支撑台12、圆形导轨13、小齿盘 14、码盘15和第一步进电机16，圆形导
轨13固定设置于作业台11上并且与避让圆孔10同轴设置，小齿盘14同轴设置于圆形支撑台
12的底部，小齿盘14 的底部沿圆周方向固定设置有若干个用于连接环形导轨的滑动块17，
第一步进电机16固定设置于作业台11的底部，第一步进电机16的输出轴向上穿过作业台11
并固定连接有一个第一齿轮18，第一齿轮18与小齿盘14的外缘啮合，码盘15固定设置于作
业台11顶部并且其检测端与小齿盘14的外缘啮合，夹紧机构设置于圆形支撑台12之上。通
过事先向控制器中输入一个预设值，当合头70 与碟体71上的孔位还未重合时，激光测距仪
9所测的距离远小于该预设值，当孔位重合时，激光测距仪9的激光检测路径穿过两个螺孔
后，被底面反射回来，此时的检测数值即为该预设值，当控制器接收到激光测距仪9的检测
数值处于预设值的上下合理波动范围内，则判断此时合头70与碟体71上的螺孔对准重合，
进而可以进行锁螺栓作业，在此过程中，为了防止合头70和碟体71上两个螺孔没有完全重
合，即两个螺孔的轴线没有重合，因此加入一个校准过程，具体过程如图25所示，图中虚线
圆圈为碟体71上的螺孔，实线圆圈为合头70上的螺孔，箭头为合头70的移动路径，虚线C为
激光测距仪9的激光束第一次完全穿过两个螺孔起始位置，虚线D为激光测距仪9的激光束
完全穿过两个螺孔的最末端位置，控制器通过码盘15检测碟体71从虚线C处旋转至虚线D处
所转动的角度，设该角度值为φ，当碟体71转过虚线D时，激光测距仪9的测量值变为非预设
值，此时碟体71停止继续转动，控制器控制碟体71反向旋转φ/2的角度，此时合头70与碟体
71上的螺孔完全对位。

[0046] 通过人工或者机械手的方式将碟体71置于圆形支撑台12上，接着夹紧机构将碟体71抱紧，接着移料机构3和夹取机构4将合头70移动下方贴合至碟体71的顶部中心处，通过
激光测距仪9向下发出激光射线进行测距，当合头70 与碟体71上的螺孔没有重合时，激光
测距仪9所测的距离小于预设值，因此控制器判定此时不进行螺栓紧固作业，通过第一步进
电机16带动小齿盘14旋转，小齿盘14又与圆形支撑台12固定连接，因此圆形支撑台12上被
抱紧的碟体71 发生旋转，直至使碟体71上的螺孔与合头70上的螺孔重合，此时激光测距仪
9 的激光穿过两个螺孔后被底面反射，此时控制器接收到的检测值为预设值，进而执行后
续的锁螺丝作业。

[0047] 夹紧机构包括大齿盘19、第二步进电机20、第二齿轮21和若干个用于共同夹紧碟体71的防滑胶轮22，大齿盘19贴合设置于圆形支撑台12的底部，大齿盘19位于小齿盘14的
上方，圆形支撑台12的边缘处设置有一个向外延伸且用于供第二步进电机20固定安装的延
伸板23，第二步进电机20的输出轴向下穿过延伸板23并连接有一个第二齿轮21，第二齿轮
21与大齿盘19的外缘啮合，圆形支撑台12上设置有若干个沿周向均匀分布的斜向条形通槽
25，大齿盘 19上设置有若干个径向条形通槽26，防滑胶轮22、斜向条形通槽25和径向条形
通槽26的数量相同，每个防滑胶轮22的底部均设置有一个滑块27，每个滑块27均滑动嵌设
于对应的斜向条形通槽25中，滑块27的顶部设置有用于供防滑胶轮22固定套设的轮轴28，
每个滑块27的底部均旋设有一个限位螺栓29，限位螺栓29向上穿过径向条形通槽26并插设
于滑块27中，大齿盘19通过所有限位螺栓29的帽端悬设与圆形支撑台12的底部。将碟体71
置于圆形支撑台12 上，通过第二步进电机20带动大齿盘19旋转，由于大齿盘19和圆形支撑
台12 之间通过若干个滑块27和限位螺栓29活动连接，滑块27滑动设置于圆形支撑台12的
斜向条形通槽25中，而滑块27的底部通过限位螺栓29滑动设置于大齿盘19的径向条形通槽
26中，因此随着大齿盘19的旋转，滑块27会带着防滑胶轮22在斜向条形通槽25中朝着圆心
处移动，直至抵触抱紧碟体71。

[0048] 锁螺丝机构8包括支撑座30、滑台气缸31和自动送钉锁螺丝机32，支撑座30呈竖直固定设置于作业台11的顶部并且位于夹紧机构的旁侧，滑台气缸 31呈水平固定设置于支
撑座30的顶部，自动送钉锁螺丝机32通过一个三角支座33固定设置于滑台气缸31的顶部输
出端，三角支座33的一侧固定设置有一个用于供激光测距仪9连接的定位支架34。当合头70
与碟体71上的螺孔完全对准时，滑台气缸31推动自动送钉锁螺丝机32来到合头70的正上
方，自动送钉锁螺丝机32和激光测距仪9分别位于合头70上两个相邻的螺孔的正上方，此位
置设置用于保证，当激光测距仪9配合控制器将合头70与碟体71完全对准之后，自动送钉锁
螺丝机32也位于激光测距仪9旁边的一组对准的螺孔正上方，从而便于准确无误的进行垂
直向下锁螺丝过程。当将合头70与碟体71上的所有螺栓装配完成后，滑台气缸31带动自动
送钉锁螺丝机32后退，从而避免自动送钉锁螺丝机32阻碍夹取机构4的升降平移移动。通过
支撑座30将自动送钉锁螺丝机32架设起来以防止第二步进电机20在圆周运动的过程中碰
到自动送钉锁螺丝机32。

[0049] 螺母送料机构6包括小型振动送料机35和加长料道36，加长料道36呈水平状态设置于作业台11的下方，加长料道36的一端与小型振动送料机35的出料端相连，另一端与螺
母定位提升机构7相连。专用螺母24有小型震动送料机整齐的送入加长料道36中，从而逐个
送入螺母定位提升机构7中。

[0050] 螺母定位提升机构7包括长轴气缸37、垂直料道38和专用载具39，垂直料道38通过一个L型支架40固定设置于作业台11的底部，垂直料道38的上端穿过避让圆孔10并向上延
伸，长轴气缸37呈竖直状态固定设置于垂直料道 38的底部，专用载台设置于垂直料道38的
内侧，长轴气缸37的输出端向上伸入垂直料道38中并与专用载具39的底部固定连接，垂直
料道38与加长料道36 连接的一侧为敞口结构，专用载具39的一侧固定设置有一个竖直的
用于封堵加长料道36末端的条形挡板41，垂直料道38远离加长料道36的一侧固定设置有一
个接近传感器42，垂直料道38的侧壁上开设有一个用于避让接近传感器42 的检测路径的
检测孔43。在自动送钉锁螺丝机32工作直线，需先将专用螺母24 推动到碟体71上对应螺孔
的正下方，具体过程如下，专用螺母24随着加长料道 36被推送至专用载具39中，接近传感
器42检测到螺母来到专用载具39中，控制器接收到接近传感器42的信号从而控制长轴气缸
37向上伸出，从而使专用载具39带着螺母上升，直至将专用螺母24抵紧在碟体71螺孔的底
部。条形挡板 41用于防止专用载具39升起的过程中，加长料道36中的专用螺母24继续向前
输送。

[0051] 专用载具39的底部固定设置有一个用于供长轴气缸37连接的矩形板44，矩形板44和专用载具39的两侧均对称设置有限位滑条45，垂直料道38的内壁上设有用于配合限位滑
条45的限位滑槽46，专用载具39的中心处设有一个用于容纳专用螺母24的型腔47，型腔47
的形状与专用螺母24的形状相吻合，型腔47的顶端内壁上设有用于使专用螺母24旋转下沉
的斜面结构48。在专用载具39带着专用螺母24接触并直至抵紧在碟体71螺孔底部的过程
中，型腔47 内的斜面结构48，用于配合专用螺母24外侧加强筋的形状，使专用螺母24收到
下压力的过程中，通过外侧加强筋与斜面结构48之间接触，使专用螺母24 沿着斜面结构48
产生自转，直至完全沉入型腔47中固定。

[0052] 包括第一传送带1的末端设置有一个用于拦截合头70的U型截停框49。 U型截停框49的直径与合头70的直径相同，合头70进入U型截停框49中之后停止，以便夹取机构4下降
后能够准的对其进行拾取。

[0053] 移料机构3包括呈水平设置的无杆直线滑台50和呈竖直状态设置的升降机构51，升降机国与无杆直线滑台50的输出端固定连接，夹取机构4与升降机构51的输出端固定连
接，无杆直线滑台50上间隔设置有三个用于检测无杆直线滑台50输出端就位的光电传感器
52，三个光电传感器52分别位于第一传送带1 的末端、第二传送带2的始端以及夹紧工作台
5的正上方。通过无杆直线滑台 50来带动升降机构51和夹取机构4进行精准的平移，升降机
构51用于带动夹取机构4下降，升降机构51采用可调行程气缸，能够自由调节下降的位置，
三个光电传感器52分别对应三个位置：Y型截停框的正上方、圆形支撑台12的正上方以及第
二传送带2的始端正上方。

[0054] 夹取机构4包括支撑板53、第三步进电机54、薄型气缸55、圆柱壳56 和三个夹爪57，第三步进电机54和薄型气缸55分别通过第一支架58和第二支架59固定设置于支撑板53
之上，圆柱壳56呈竖直状态设置于支撑板53的底部，并且圆柱壳56与薄型气缸55共轴线设
置，圆柱壳56中同轴设置有一个推杆60，三个夹爪57沿周向均匀分布于圆柱壳56的底部，圆
柱壳56的底部设置有三个用于供夹爪57沿径向平移的径向滑槽61，三个夹爪57的上端通过
一个弹簧圈 62收紧，三个夹爪57的上端相互靠近的一侧均设有楔面结构63，推杆60的底部
设置有一个用于配个楔面结构63将三个夹爪57撑开的锥形部64，圆柱壳56 的顶部固定设
置有一个法兰盖65，法兰盖65的顶部设有一个向上穿过支撑板53 的轴套66，推杆60的上端
穿过轴套66与薄型气缸55的输出轴连接，支撑板53 上嵌设有一个用于供轴套66吊设的角
度轴承67，轴套66和第三步进电机54的主轴上均设有同步轮68，两个同步轮68之间通过同
步带69相连。通过薄型气缸55带动推杆60下降，从而使推杆60通过下端的锥型部，使三个夹
爪57克服弹簧圈62的弹力而沿着径向滑槽61向外移动，直至向外撑紧合头70的内圈，进而
完成合头70的拾取。通过第三步进电机54来带动圆柱壳56进行旋转，从而使三个夹爪57所
夹持的合头70能够随着碟体71的旋转而一同转动，直至完成圆周方向上所有螺栓与专用螺
母24的装配过程。

[0055] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明
的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和
改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其
等同物界定。