一种螺栓与垫片自动套接装配设备的制作方法

1.本发明涉及机械装配技术领域，具体是涉及一种螺栓与垫片自动套接装配设备。


背景技术：

2.在自动化生产过程中，很多装配环节都需要使用螺栓进行紧固，而螺栓一般都要与垫片配合使用；在装配时分别将螺栓与垫片从各自的容器中取出，将垫片套装在螺栓上，然后再将螺栓拧入螺纹孔；在大量或长时间的装配工作中比较浪费时间，重复的操作显得较为繁琐，所以开发一种将螺栓和垫片自动装配并输送到指定工位的装置是非常必要的。
3.现有的自动螺栓及垫片的上料机其基本结构和原理大致相同，没有二者的装配环节，需要两个震动上料机各自送料，一般都是加之一些筛选和导向机构将螺栓和垫片各自单独分别按一定位姿输出，然后用机械手分别将垫片和螺栓放置在指定工位，这不仅使得设备的成本大大增加，并且存在结构复杂，体积庞大，稳定性降低，生产效率低等缺点。
4.中国专利申请号“cn202011533257.5”提供了一种螺栓与垫片自动装配装置，包括通过焊接结构相连接的螺栓通道，垫片通道，螺栓垫片分离结构和振动盘，螺栓通道设有用于调整螺栓姿态的螺栓姿态调整结构和用于筛选不同状态螺栓的螺栓筛选机构，垫片通道分为平垫片通道和弹簧垫片通道，平垫片通道设置有用于防止垫片重合造成多穿问题的分隔机构，振动盘包括位于振动盘底部的振动结构和按照阿基米德螺线构成的送料通道。螺栓通道末端位于垫片通道末端下方，在末端螺栓与垫片进行穿孔。
5.但是该类型的自动装配装置对模具的形状精度要求较高，模具制作难度较大，一旦上料通道的弧度在使用时发生改变将对螺栓与垫片的装配精度产生影响，而且该设备在对螺栓与垫片装配完成后下料时无法保证垫片不从螺栓上掉落。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种螺栓与垫片自动套接装配设备，本技术方案解决了装配装置结构复杂生产难度较大且下料时无法保证螺栓与垫片不分离的问题。
7.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：根据本发明的一个方面，提供一种螺栓与垫片自动套接装配设备，包括垫片振动上料盘和螺栓振动上料盘，垫片振动上料盘的第一出料通道和螺栓振动上料盘的第二出料通道朝向多工位装配台设置，多工位装配台包括固定台和旋转台，旋转台底部中心处的轴杆插装在固定台中心的轴孔上，旋转台通过第一旋转驱动装置进行旋转，旋转台上设置有多个限位放置槽，限位放置槽贯通旋转台且开口朝向旋转台的周侧设置，限位放置槽的尺寸与垫片的尺寸相吻合，垫片振动上料盘的第一出料通道贴合旋转台一侧的限位放置槽，螺栓振动上料盘的第二出料通道出料端对准旋转台一侧的限位放置槽上方设置，固定台上设置有贯通固定台的弧状腰型槽，弧状腰型槽沿限位放置槽的中心轴线移动路径设置，弧状腰型槽的一端设置有出料口，出料口用于插装在垫片中的螺栓脱离多工位装配台，下料
装置的工作端设置在出料口的下方，下料装置用于旋转螺栓使螺栓头部朝下杆部朝上放置在传送装置中进行移动。
8.优选的，固定台上设置有环绕固定台周侧竖直向上延伸的侧挡板，侧挡板朝向垫片振动上料盘的第一出料通道一侧设置有进料口，进料口的宽度与限位放置槽的开口处相吻合。
9.优选的，第一旋转驱动装置通过间歇旋转机构与旋转台传动连接，间歇旋转机构包括安装在旋转台的轴杆底部的被动轮，主动轮插装在固定台上，主动轮与第一旋转驱动装置的工作端固定连接，主动轮中心轴与第一旋转驱动装置的旋转轴处于同一直线上，主动轮上设置有拨杆，被动轮上设置有多个有被动轮中心处向被动轮周侧延伸的第一限位槽，第一限位槽的宽度与拨杆的直径相吻合，主动轮上还设置有避让被动轮顶角的避让槽。
10.优选的，螺栓振动上料盘的第二出料通道处设置有落料筒，落料筒的中心轴与限位放置槽的中心轴处于同一直线上，落料筒的尺寸与螺栓的最大尺寸相吻合，落料筒的上端设置有弧形挡板，弧形挡板用于改变第二出料通道上螺栓的移动方向。
11.优选的，下料装置包括有第一直线驱动装置，第一直线驱动装置的工作端设置在竖直方向上移动，第一直线驱动装置的工作端上固定安装有安装座，安装座上固定安装有手指气缸，手指气缸的工作端设置在固定台的出料口下方，手指气缸的工作端两侧分别铰接安装有夹爪，夹爪用于固定抓取移动至出料口处的螺栓的杆部，第二旋转驱动装置的工作端与夹爪固定连接，第二旋转驱动装置用于驱动夹爪进行一百八十度的旋转，第二旋转驱动装置滑动安装在安装座上。
12.优选的，夹爪相对的一侧设置有卡槽，卡槽用于接触螺栓杆部的两侧，夹爪朝向外侧延伸有插柱，插柱插装在手指气缸的工作端两侧安装有插装板上，插装板上设置有与插柱尺寸相吻合的插孔，插柱在插装板的两侧分别设有限位卡块。
13.优选的，所述夹爪的后侧设置有导轨，插板插装在两个夹爪的导轨中，导轨在插板的上侧与外侧均设置有挡板，插板在导轨中限位移动。
14.优选的，第二旋转驱动装置的工作端固定连接夹爪一侧的插柱，第二旋转驱动装置的旋转轴与插柱的中心轴同轴设置，第二旋转驱动装置的底部安装有滑动板，滑动板的下方设置延手指气缸工作端移动方向设置的限位块，滑动板的限位块限位插装在安装座上设置的滑槽中。
15.优选的，传送装置的工作面上等间距安装有多个放置台，放置台延传送装置的移动方向排列，放置台上设置有用于限位放置螺栓头部的第二限位槽。
16.优选的，传送装置的工作面两侧设置有限位挡板，限位挡板的底部与第二限位槽底部之间的距离大于螺栓头部与垫片的厚度，两侧的限位挡板形成延传送装置移动方向有宽变窄的限位通道，限位通道在传送装置的工作端尽头处设置有下料开口。
17.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：1.本发明通过多工位装配台实现对螺栓与垫片的精准装配，多工位装配台的结构简单，方便制作降低了生产的难度和成本。
18.2.本发明通过周侧环绕的侧挡板对旋转台进行限位，保证旋转台旋转稳定的同时可以对限位放置槽的外部开口进行封堵，从而避免旋转台带动垫片单独旋转时垫片受离心力影响由限位放置槽开口处飞出的问题。
19.3.本发明通过间歇旋转机构使第一旋转驱动装置带动旋转台进行间歇性的旋转，为螺栓与垫片的装配，下料装置的工作端抓取螺栓下料和复位提供了充足的时间，保证了装配流畅的效率。
20.4.本发明通过与第二工位上的限位放置槽同轴设置的落料筒保证螺栓可以精准的与限位放置槽中的垫片进行装配。
21.5.本发明通过下料装置保证了下料时螺栓头部朝下托住垫片，实现垫片可以稳定的套装在螺栓上的目的。
22.6.本发明通过插柱插装在手指气缸工作端上设置的插装板上，可以保证夹爪在插装板上的位置不发生偏移，从而保证螺栓旋转后轴线位置的稳定。
23.7.本发明通过插板插装在导轨中实现两个夹爪的同步旋转，从而避免第二旋转驱动装置带动一侧夹爪旋转时另一侧无法旋转导致螺栓脱落的问题。
24.8.本发明通过安装在第二旋转驱动装置底部的滑动板实现跟随手指气缸的工作端的移动，滑动板底部的限位块插装在安装座上设置的滑槽中从而保证了第二旋转驱动装置移动的稳定。
25.9.本发明通过传送装置的工作面上等间距分布的放置台实现对螺栓头部进行限位并带动螺栓移动下料。
26.10.本发明通过限位挡板与第二限位槽之间的距离可以容纳放置在第二限位槽中的螺栓头部与垫片通过，从而有效防止了螺栓在移动过程中倾倒，限位挡板之间形成的限位通道可以限位通过螺栓的杆部，保证了螺栓移动时的稳定性。
附图说明
27.图1是实施例的立体图；图2是实施例的俯视图；图3是实施例的多工位装配台、下料装置和传送装置的立体图一；图4是实施例的多工位装配台、下料装置和传送装置的立体图二；图5是实施例的多工位装配台、下料装置和传送装置的主视图；图6是实施例的落料筒和弧形挡板的立体图；图7是实施例的多工位装配台第一视角下的立体结构分解图；图8是实施例的多工位装配台第二视角下的立体结构分解图；图9是实施例的旋转台的立体图；图10是实施例的固定台的俯视图；图11是实施例的下料装置的立体图；图12是实施例的下料装置第一视角下的立体结构分解图；图13是实施例的下料装置第二视角下的立体结构分解图；图14是实施例的夹爪的立体图；图15是实施例的传送装置的立体图；图中标号为：1-垫片振动上料盘；1a-第一出料通道；2-螺栓振动上料盘；2a-第二出料通道；2a1-落料筒；2a2-弧形挡板；
3-多工位装配台；3a-固定台；3a1-轴孔；3a2-弧状腰型槽；3a3-出料口；3a4-侧挡板；3a5-进料口；3b-旋转台；3b1-轴杆；3b2-限位放置槽；3c-第一旋转驱动装置；3d-间歇旋转机构；3d1-被动轮；3d2-主动轮；3d3-拨杆；3d4-第一限位槽；3d5-避让槽；4-下料装置；4a-第一直线驱动装置；4b-安装座；4b1-滑槽；4c-手指气缸；4c1-插装板；4c2-插孔；4d-夹爪；4d1-卡槽；4d2-插柱；4d3-限位卡块；4d4-导轨；4d5-插板；4d6-挡板；4e-第二旋转驱动装置；4e1-滑动板；4e2-限位块；5-传送装置；5a-放置台；5a1-第二限位槽；5b-限位挡板；5b1-限位通道；5b2-下料开口。
具体实施方式
28.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
29.如图1至图10所示：一种螺栓与垫片自动套接装配设备，包括垫片振动上料盘1和螺栓振动上料盘2，垫片振动上料盘1的第一出料通道1a和螺栓振动上料盘2的第二出料通道2a朝向多工位装配台3设置，多工位装配台3包括固定台3a和旋转台3b，旋转台3b底部中心处的轴杆3b1插装在固定台3a中心的轴孔3a1上，旋转台3b通过第一旋转驱动装置3c进行旋转，旋转台3b上设置有多个限位放置槽3b2，限位放置槽3b2贯通旋转台3b且开口朝向旋转台3b的周侧设置，限位放置槽3b2的尺寸与垫片的尺寸相吻合，垫片振动上料盘1的第一出料通道1a贴合旋转台3b一侧的限位放置槽3b2，螺栓振动上料盘2的第二出料通道2a出料端对准旋转台3b一侧的限位放置槽3b2上方设置，固定台3a上设置有贯通固定台3a的弧状腰型槽3a2，弧状腰型槽3a2沿限位放置槽3b2的中心轴线移动路径设置，弧状腰型槽3a2的一端设置有出料口3a3，出料口3a3用于插装在垫片中的螺栓脱离多工位装配台3，下料装置4的工作端设置在出料口3a3的下方，下料装置4用于旋转螺栓使螺栓头部朝下杆部朝上放置在传送装置5中进行移动。
30.基于上述实施例，垫片通过垫片振动上料盘1进行上料，垫片振动上料盘1将垫片保持水平逐个排列向多工位装配台3方向移动，第一出料通道1a上的第一个垫片进入多工位装配台3的旋转台3b上的限位放置槽3b2中限位放置，多工位装配台3的旋转台3b旋转时旋转台3b的周侧封堵第一出料通道1a的出料端，从而保证垫片仅能单个依次的进入限位放置槽3b2中，本实施例中的限位放置槽3b2设有等间距分布的四个限位放置槽3b2，所以本实施例中的多工位装配台3设有四个工位，其中与垫片振动上料盘1的第一出料通道1a对接位置为第一工作，延旋转台3b的旋转方向依次称为第二工位、第三工位和第四工位，垫片由第一工位处进入限位放置槽3b2后跟随第一旋转驱动装置3c带动旋转台3b的旋转移动至第二工位处，螺栓振动上料盘2的第二出料通道2a的出料端设置在第二工位处的限位放置槽3b2上端，螺栓振动上料盘2将螺栓杆部在前头部在后依次排列，螺栓由第二出料通道2a处进入限位放置槽3b2中时限位插装在垫片中，由于3b3的存在，螺栓的杆部可以插装在3b3中使得螺栓头部接触垫片，并且保证螺栓与垫片的移动稳定，螺栓与垫片安装完成后旋转台3b旋转带动螺栓与垫片移动至第三工位处，3b3设置在第三工位处，方便螺栓与垫片与多工位装配台3的脱离，下料装置4抓取螺栓的杆部保证垫片不会与螺栓脱离，下料装置4的工作端可以在竖直方向上移动并带动螺栓旋转使得螺栓头部朝下的放置在传送装置5上进行下料，
本实施例通过多工位装配台3实现对螺栓与垫片的精准装配，多工位装配台3的结构简单，方便制作降低了生产的难度和成本，通过下料装置4保证了下料时垫片可以稳定的套装在螺栓上的目的。
31.进一步的，为了解决垫片进入旋转台3b的限位放置槽3b2中在旋转时容易受离心力影响从限位放置槽3b2的开口处脱离这一问题，如图4所示：固定台3a上设置有环绕固定台3a周侧竖直向上延伸的侧挡板3a4，侧挡板3a4朝向垫片振动上料盘1的第一出料通道1a一侧设置有进料口3a5，进料口3a5的宽度与限位放置槽3b2的开口处相吻合。
32.基于上述实施例，本技术提供的固定台3a通过周侧环绕的侧挡板3a4对旋转台3b进行限位，保证旋转台3b旋转稳定的同时可以对限位放置槽3b2的外部开口进行封堵，从而避免旋转台3b带动垫片单独旋转时垫片受离心力影响由限位放置槽3b2开口处飞出的问题，侧挡板3a4在第一工位处设置有进料口3a5，进料口3a5由于保证垫片从第一出料通道1a处进入限位放置槽3b2中，侧挡板3a4的宽度与限位放置槽3b2的开口处相吻合保证了垫片的顺利进入。
33.进一步的，为了解决第一旋转驱动装置3c驱动旋转台3b旋转没有停顿时间可能导致螺栓与垫片的对接不准影响装配效率这一问题，如图8所示：第一旋转驱动装置3c通过间歇旋转机构3d与旋转台3b传动连接，间歇旋转机构3d包括安装在旋转台3b的轴杆3b1底部的被动轮3d1，主动轮3d2插装在固定台3a上，主动轮3d2与第一旋转驱动装置3c的工作端固定连接，主动轮3d2中心轴与第一旋转驱动装置3c的旋转轴处于同一直线上，主动轮3d2上设置有拨杆3d3，被动轮3d1上设置有多个有被动轮3d1中心处向被动轮3d1周侧延伸的第一限位槽3d4，第一限位槽3d4的宽度与拨杆3d3的直径相吻合，主动轮3d2上还设置有避让被动轮3d1顶角的避让槽3d5。
34.基于上述实施例，本技术提供的间歇旋转机构3d的被动轮3d1设有四个第一限位槽3d4，从而实现旋转第一旋转驱动装置3c每次带动旋转台3b进行九十度的旋转，方便限位放置槽3b2精准的进入工位与垫片和螺栓进行装配，所述第一旋转驱动装置3c可以问为伺服电机，第一旋转驱动装置3c驱动主动轮3d2旋转时，拨杆3d3进入被动轮3d1的第一限位槽3d4中从而带动与主动轮3d2同轴设置的旋转台3b旋转，主动轮3d2上设置的避让槽3d5避让被动轮3d1的顶角保证被动轮3d1旋转的流畅，间歇旋转机构3d的旋转间隔可以根据旋转台3b的工位之间的角度进行调整，本实施例通过间歇旋转机构3d使第一旋转驱动装置3c带动旋转台3b进行间歇性的旋转，为螺栓与垫片的装配，下料装置4的工作端抓取螺栓下料和复位提供了充足的时间，保证了装配流畅的效率。
35.进一步的，为了解决螺栓如何从螺栓振动上料盘2的第二出料通道2a准确进入多工位装配台3进行装配的这一问题，如图6所示：螺栓振动上料盘2的第二出料通道2a处设置有落料筒2a1，落料筒2a1的中心轴与限位放置槽3b2的中心轴处于同一直线上，落料筒2a1的尺寸与螺栓的最大尺寸相吻合，落料筒2a1的上端设置有弧形挡板2a2，弧形挡板2a2用于改变第二出料通道2a上螺栓的移动方向。
36.基于上述实施例，本技术提供的螺栓振动上料盘2在第二出料通道2a的出料端设置有落料筒2a1，通过与第二工位上的限位放置槽3b2同轴设置的落料筒2a1保证螺栓可以精准的与限位放置槽3b2中的垫片进行装配，弧形挡板2a2用于改变第二出料通道2a上的螺栓移动方向，使螺栓可以顺利进入落料筒2a1中，当第一个螺栓与垫片装配完成后，旋转台
3b旋转使得落料筒2a1中的螺栓底部与旋转台3b表面接触，直至下一个限位放置槽3b2旋转至第二工作处，实现连续的自动装配。
37.进一步的，为了解决下料装置4如何带动螺栓进行旋转的同时保证螺栓与垫片不会分离这一问题，如图11至图14所示：下料装置4包括有第一直线驱动装置4a，第一直线驱动装置4a的工作端设置在竖直方向上移动，第一直线驱动装置4a的工作端上固定安装有安装座4b，安装座4b上固定安装有手指气缸4c，手指气缸4c的工作端设置在固定台3a的出料口3a3下方，手指气缸4c的工作端两侧分别铰接安装有夹爪4d，夹爪4d用于固定抓取移动至出料口3a3处的螺栓的杆部，第二旋转驱动装置4e的工作端与夹爪4d固定连接，第二旋转驱动装置4e用于驱动夹爪4d进行一百八十度的旋转，第二旋转驱动装置4e滑动安装在安装座4b上。
38.基于上述实施例，本技术提供的下料装置4的手指气缸4c在螺栓移动至第三工位处启动，带动夹爪4d对螺栓的杆部进行固定夹持，导轨4d4可以保证垫片不会与螺栓分离，第一直线驱动装置4a带动螺栓和垫片从出料口3a3处下移，第二旋转驱动装置4e带动夹爪4d进行一百八十度的旋转从而使得螺栓由原先的头部朝上变为头部朝下，垫片受重力影响保证不会与螺栓分离，所述第二旋转驱动装置4e可以是伺服电机。
39.进一步的，为了解决夹爪4d如何铰接安装在手指气缸4c的工作端上这一问题，如图11至图14所示：夹爪4d相对的一侧设置有卡槽4d1，卡槽4d1用于接触螺栓杆部的两侧，夹爪4d朝向外侧延伸有插柱4d2，插柱4d2插装在手指气缸4c的工作端两侧安装有插装板4c1上，插装板4c1上设置有与插柱4d2尺寸相吻合的插孔4c2，插柱4d2在插装板4c1的两侧分别设有限位卡块4d3。
40.基于上述实施例，本技术提供的夹爪4d相对的一侧设置卡槽4d1可以针对不同尺寸的螺栓进行固定，夹爪4d通过插柱4d2插装在手指气缸4c工作端上设置的插装板4c1上，插柱4d2的存在可以保证夹爪4d在插装板4c1上的位置不发生偏移，从而保证螺栓旋转后轴线位置的稳定。
41.进一步的，为了解决第二旋转驱动装置4e驱动铰接在手指气缸4c工作端一侧的夹爪4d旋转时如何带动另一侧的夹爪4d同步旋转这一问题，如图14所示：夹爪4d的后侧设置有导轨4d4，插板4d5插装在两个夹爪4d的导轨4d4中，导轨4d4在插板4d5的上侧与外侧均设置有挡板4d6，插板4d5在导轨4d4中限位移动。
42.基于上述实施例，本技术提供的夹爪4d通过插板4d5插装在导轨4d4中实现两个夹爪4d的同步旋转，从而避免第二旋转驱动装置4e带动一侧夹爪4d旋转时另一侧无法旋转导致螺栓脱落的问题，挡板4d6用于保证插板4d5不会从导轨4d4中脱落，当手指气缸4c带动夹爪4d打开和关闭时，插板4d5可以在导轨4d4中滑动从而避免影响夹爪4d对螺栓的固定和释放。
43.进一步的，为了解决第二旋转驱动装置4e如何安装可以保证稳定驱动夹爪4d旋转的同时不影响手指气缸4c的工作端驱动夹爪4d打开和闭合这一问题，如图12和13所示：第二旋转驱动装置4e的工作端固定连接夹爪4d一侧的插柱4d2，第二旋转驱动装置4e的旋转轴与插柱4d2的中心轴同轴设置，第二旋转驱动装置4e的底部安装有滑动板4e1，滑动板4e1的下方设置延手指气缸4c工作端移动方向设置的限位块4e2，滑动板4e1的限位块4e2限位插装在安装座4b上设置的滑槽4b1中。
44.基于上述实施例，本技术提供的第二旋转驱动装置4e与夹爪4d一侧固定连接，手指气缸4c带动夹爪4d打开与闭合时，第二旋转驱动装置4e通过安装在第二旋转驱动装置4e底部的滑动板4e1实现跟随手指气缸4c的工作端的移动，滑动板4e1底部的限位块4e2插装在安装座4b上设置的滑槽4b1中从而保证了第二旋转驱动装置4e移动的稳定。
45.进一步的，为了解决传送装置5如何带动螺栓稳定移动这一问题，如图15所示：传送装置5的工作面上等间距安装有多个放置台5a，放置台5a延传送装置5的移动方向排列，放置台5a上设置有用于限位放置螺栓头部的第二限位槽5a1。
46.基于上述实施例，本技术提供的传送装置5可以为传送带，传送装置5的工作面上等间距分布的放置台5a用于对螺栓头部进行限位并带动螺栓移动，下料装置4将螺栓旋转后放置在放置台5a中实现对装配好的螺栓与垫片输送，放置台5a接收螺栓时，第二限位槽5a1的轴线与出料口3a3的轴线处于同一位置。
47.进一步的，为了解决传送装置5如何保证带动螺栓移动时不产生左右的晃动这一问题，如图15所示：传送装置5的工作面两侧设置有限位挡板5b，限位挡板5b的底部与第二限位槽5a1底部之间的距离大于螺栓头部与垫片的厚度，两侧的限位挡板5b形成延传送装置5移动方向有宽变窄的限位通道5b1，限位通道5b1在传送装置5的工作端尽头处设置有下料开口5b2。
48.基于上述实施例，本技术提供的限位挡板5b与第二限位槽5a1之间的距离可以容纳放置在第二限位槽5a1中的螺栓头部与垫片通过，从而有效防止了螺栓在移动过程中倾倒，限位挡板5b之间形成的限位通道5b1可以限位通过螺栓的杆部，保证了螺栓移动时的稳定性，下料开口5b2的存在方便工作人员对装配好的螺栓与垫片进行后续的螺母安装的操作。
49.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。