CN114161111A - 螺栓上料方法及其应用的螺栓拧紧设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺栓上料方法及其应用的螺栓拧紧设备及工艺，螺栓上料方法包括一次向螺栓送料管内送入一个螺栓，利用流体推动螺栓送料管内的螺栓移动；在螺栓进入上料装置之前，将螺栓的移动速度降低或者降为零，然后螺栓进入上料装置；完成上料。螺栓拧紧设备，至少包括螺栓送料管，螺栓送料管的进料端连通有自动供料***和高压气体输送***，自动供料***将螺栓输送至螺栓送料管的进料端；高压气体输送***利用流动气体推动螺栓在螺栓送料管内移动；还包括挡螺栓模块，所述挡螺栓模块临近螺栓送料管的出料端设置，用于挡住螺栓送料管内的螺栓；可以避免螺栓在上料过程中磕碰、损伤，螺栓拧紧操作完全机械化、效率高，组装质量可靠。

Description

螺栓上料方法及其应用的螺栓拧紧设备及工艺

技术领域

本发明涉及螺栓上料方法及其应用的螺栓拧紧设备及工艺。

背景技术

变速器壳体组装时，会用到大量的螺栓、螺钉等连接件，为了提高组装质量及效率，大都采用拧紧枪机械化操作。将螺栓输送至拧紧枪下侧时，螺栓一般倾斜进入，而不是与拧紧枪的方向进入，这就导致螺栓的螺纹会与螺栓上料组件的壁接触。特别是当螺栓由高压气体输送时，高速移动的螺栓与拧紧设备接触时更容易碰伤，导致螺栓的部分连接或全部连接失效，严重影响变速器质量。。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种螺栓上料方法及其应用的螺栓拧紧设备及工艺,可以避免螺栓在上料过程中磕碰、损伤，螺栓拧紧操作完全机械化、效率高，组装质量可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：螺栓上料方法，包括一次向螺栓送料管内送入一个螺栓，利用流体推动螺栓送料管内的螺栓移动；在螺栓进入上料装置之前，将螺栓的移动速度降低或者降为零，然后螺栓进入上料装置，完成上料。

作为优选的技术方案，所述流体为气体。

螺栓拧紧设备，至少包括螺栓送料管，螺栓送料管的进料端连通有自动供料***和高压气体输送***，自动供料***将螺栓输送至螺栓送料管的进料端；高压气体输送***利用流动气体推动螺栓在螺栓送料管内移动；

还包括挡螺栓模块，所述挡螺栓模块临近螺栓送料管的出料端设置，用于挡住螺栓送料管内的螺栓。

作为优选的技术方案，所述挡螺栓模块包括

管连接体，所述管连接体上设有上下贯穿管连接体的通孔，通孔与螺栓送料管连通；管连接体内还设有滑块孔，滑块孔与通孔连通；

和滑块，所述滑块滑动设置在滑块孔内，滑块相对管连接体滑动时可封闭通孔或打开通孔。

作为优选的技术方案，还包括拧紧模组，所述拧紧模组包括竖向导轨，竖向导轨上设有

拧紧枪组件，用于推送螺栓并拧紧螺栓；

套管组件，用于吸附螺栓；

和螺栓上料组件，用于容纳螺栓。

作为优选的技术方案，所述螺栓上料组件包括固定在竖导轨上的连接块，连接块内设有螺栓上料腔，螺栓上料腔连通螺栓送料管；螺栓上料腔内设有两个夹瓣，两个夹瓣分别位于螺栓送料管的出料口的两侧；夹瓣转动安装在连接块上，连接块上还设有控制两个夹瓣的下端相互靠近或相互远离的控制组件。

作为优选的技术方案，所述控制组件包括推板，推板上下滑动设置在连接块的外壁上；推板上还设有作用导向孔，夹瓣固定有导向柱，导向柱伸入作用导向孔内；随着推板的上下移动，控制两个夹瓣相互靠近或相互远离。

作为优选的技术方案，所述套管组件包括

下滑动座，所述下滑动座滑动设置在竖向导轨上；

升降气缸，所述升降气缸固定在竖向导轨的下端；在升降气缸的作用下，下滑动座沿竖向导轨上下滑动；

和套管，所述套管固定在下滑动座上，套管的内腔还连通有负压气路，负压气路与套管连通时，会在套管的内腔形成负压，套管与螺栓上料组件配合吸取螺栓。

作为优选的技术方案，所述拧紧枪组件包括上滑动座，上滑动座滑动地设置在竖向导轨上；竖向导轨的上端固定有模组气缸，在模组气缸的驱动下，上滑动座沿竖向导轨上下滑动；上滑动座上固定安装有电动拧紧枪，电动拧紧枪的拧紧披头与套管组件配合拧紧螺栓。

应用上述的螺栓拧紧设备实现的螺栓拧紧工艺，包括

螺栓上料：

滑块关闭通孔，自动供料***将螺栓供到螺栓送料管的进料端，高压气体输送***工作、推动螺栓在螺栓送料管内移动；当检测到螺栓到达滑块处时，开始计时，设定时间之后控制高压气体输送***停止吹料；然后，控制滑块打开通孔，螺栓上料；

套管组件吸附螺栓；

拧紧枪组件推送并拧紧螺栓。

本申请的螺栓上料方法，在螺栓进入上料装置之前，将螺栓的移动速度降低或者降为零，然后螺栓再进入上料装置，螺栓进入上料装置时的速度小，例如可仅在自重作用下进入上料装置，可完全避免螺栓倾斜上料造成螺纹损伤的问题，上料质量高。螺栓拧紧设备的结构合理，制作成本低，通过较小的成本投入解决了螺栓上料的问题，同时也实现了螺栓高效率拧紧操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是螺栓拧紧设备的结构示意图；

图2是拧紧模组的结构示意图；

图3是图2中A区域的放大视图；

图4是挡螺栓模块与螺栓送料管的连接状态示意图；

图5是挡螺栓模块的结构示意图；

图6是挡螺栓模块打开状态的结构示意图；

图7是挡螺栓模块关闭状态的结构示意图。

1-机器人；11-连接板；12-模组安装板；

2-拧紧模组；21-电动拧紧枪；22-模组气缸；23-滑动座；24-导轨；25-拧紧批头；26-套管；27-螺栓送料管；28-螺栓上料组件；281-夹瓣气缸；282-推板；283-作用导向孔；284-导向柱；285-夹瓣；286-连接块；287-导向台；288-移动导向孔；29-升降气缸；

3-伺服变位装置；31-变位导轨；32-安装支架；

4-挡螺栓模块；41-滑块孔；42-滑块气缸；43-密封壳；44-通孔；45-滑块；46-螺栓孔；47-管连接体；

5-螺栓。

具体实施方式

螺栓上料方法，包括一次向螺栓送料管27内送入一个螺栓5，利用流体推动螺栓送料管27内的螺栓5移动；

螺栓送料管27上设置挡螺栓模块4，在螺栓5进入上料装置前，通过挡螺栓模块4与螺栓5的端面接触挡住降低螺栓5，使螺栓5的速度降低或者降为零，然后控制挡螺栓模块4释放螺栓55，螺栓5进入上料装置，完成上料。

其中，流体可为气体，也可为液体，只要能推动螺栓5在螺栓送料管27内移动即可。最佳的，采用高压气体，即增压后的气体，气体压力根据螺栓5的实际输送需要进行确定。

挡螺栓模块4设置在上料装置的上侧，此时可利用螺栓5的自重的作用下滑，螺栓5的惯性小，进入上料装置时的冲击小，不会对螺栓5产生损伤；且还能简化上料设备的结构。与高压气体直接将螺栓5输送到位相比，本方法能够完全避免螺栓5在输送时损伤、报废。

螺栓拧紧设备，如图1所示，包括机器人1，机器人1包括连接板11和模组安装板12，模组安装板12固定在连接板11上，随着连接板11的移动而移动。

模组安装板12上设置有三组拧紧模组2，当然，根据实际需要可以设置一组或多组拧紧模组2。拧紧模组2通过伺服变位装置3滑动安装在模组安装板12上，伺服变位装置3包括固定在模组安装板12上的变位导轨31，变位导轨31上滑动设置安装支架32，拧紧模组2固定在安装支架32上。拧紧模组2在伺服变位装置3的带动下移动、变位。

如图2和图3所示，拧紧模组2包括竖向导轨24，竖向导轨24固定在安装支架32上，竖向导轨24上设有拧紧枪组件、套管组件和螺栓上料组件28。

拧紧枪组件包括上滑动座23，上滑动座23滑动地设置在竖向导轨24上。竖向导轨24的上端固定有模组气缸22，模组气缸22地伸缩杆与上滑动座23固定连接；在模组气缸22的驱动下，上滑动座23沿竖向导轨24上下滑动。上滑动座23上固定安装有电动拧紧枪21。

套管组件包括下滑动座25和升降气缸29，其中下滑动座25滑动设置在竖向导轨24上，升降气缸29固定在竖向导轨24的下端；在升降气缸29的作用下，下滑动座25沿竖向导轨24上下滑动。下滑动座25上固定有套管26，套管26位于电动拧紧枪21的下侧，电动拧紧枪21的拧紧披头伸入套管26内，且套管26可相对拧紧披头滑动。套管26的内腔还连通有负压气路，负压气路与套管26连通时，会在套管26的内腔形成负压。

如图3所示，螺栓上料组件包括连接块286，连接块286固定安装在竖向导轨24上，且位于套管26的下侧。连接块286可采用图示的倒U形结构。连接块286内设有螺栓上料腔，套管26伸入螺栓上料腔内，且可相对连接块286上下滑动。螺栓上料腔连通螺栓送料管27，螺栓送料管27的上料端连通自动供料***和高压气体输送***，自动供料***将螺栓5输送至螺栓送料管27的进料端；高压气体输送***利用高压气体将位于螺栓送料管27内的螺栓5推动向螺栓上料腔移动。自动供料***和高压气体输送***均采用现有的设备，未作改进，不对其结构进行详细说明，只要能够实现将螺栓5送入螺栓送料管27内且高压气体推动螺栓5移动即可。

螺栓上料腔内设有两个夹瓣285，两个夹瓣285分别位于螺栓送料管27的出料口的两侧。夹瓣285转动安装在连接块286上，连接块286上还设有控制两个夹瓣285的下端相互靠近或相互远离的控制组件。当两个夹瓣285的下端相互靠近时，两者之间形成的通道变小，可阻止螺栓上料腔内的螺栓5脱落；当两个夹瓣285的下端相互远离时，两者之间形成的通道变大，螺栓5在套管组件的作用下输送至螺栓孔位，在拧紧枪组件的作用下与螺栓孔旋合。

控制组件包括推板282，推板282上下滑动设置在连接块286的外壁上，在夹瓣气缸281的驱动下移动。具体的，连接块286的外壁上设有导向台287，推板282上设有移动导向孔288，导向台287伸入移动导向孔288内，通过导向台287和移动导向孔288的配合限定推板282的上下移动轨迹。推板282上还设有作用导向孔283，夹瓣285外伸出螺栓上料腔的部分固定有导向柱284，导向柱284伸入作用导向孔283内。作用导向孔283倾斜延伸，当推板282下移时，将两个夹瓣285推开；当推板282上移时，将两个夹瓣282拉近；当推板282下移时,两个夹瓣285远离。

由于螺栓5进入螺栓上料腔时，螺栓5的轴向与套管26的上料方向有夹角，螺栓的螺纹容易被磕碰，为了避免螺栓5进入螺栓上料腔时与腔壁高速碰撞导致损伤，螺栓送料管27上还设有挡螺栓模块4。

如图4、5、6、7所示，挡螺栓模块4包括管连接体47，管连接体47上设有上下贯穿管连接体47的通孔44，该通孔44通过管接头与螺栓送料管27连通。管连接体47内还设有滑块孔41，滑块孔41与通孔44连通；滑块孔41内滑动设有滑块45，滑块45相对管连接体47滑动时可封闭通孔44或打开通孔44。滑块45关闭通孔44时，气体自通孔44流出，但螺栓5不可通过。管连接体47上固定有滑块气缸42，滑块气缸42的伸缩杆与滑块45固定连接，用于推动滑块45滑动。

最佳的，滑块孔41在通孔44的两侧延伸，滑块45上设有螺栓孔46，当螺栓孔46与通孔44对应时，通孔44打开；当通孔44与螺栓孔46错开时，螺栓5不能通过，此状态即为关闭状态。

还包括密封壳43，密封壳43罩在滑块气缸42的伸缩杆与滑块45的外侧，将滑块45及伸缩杆的运动密封在密封壳43内侧。

螺栓5顺着螺栓送料管27到达挡螺栓模块4后，由于滑块45的阻挡，螺栓5的端面与滑块45接触，对螺栓5的高速运动进行阻拦；当螺栓5停在滑块45上之后，再移动滑块45打开通孔44，螺栓5在自重的作用下向下滑动进入螺栓上料腔内。

最佳的，挡螺栓模块4靠近螺栓上料组件设置。

螺栓拧紧工艺，应用上述设备拧紧螺栓，包括

连接件到位：

托盘承载变速器壳体和叶片泵总成到达螺栓拧紧位后，读取托盘上的识别码识别当前生产机型；

机器人1运动到安全位置，线体底部抬起装置将托盘抬起定位；伺服变位装置3驱动拧紧模组2移动至拧紧位置；

螺栓上料：

滑块45关闭通孔44，自动供料***将螺栓5供到螺栓送料管27的进料端，当检测到螺栓送料管27的进料端有螺栓5后，高压气体输送***工作，螺栓5在高压气体的推动下在螺栓送料管27内移动；

当检测到螺栓5到达挡螺栓模块4处时，开始计时，2S后控制高压气体输送***停止吹料；

然后，控制滑块45打开通孔44，螺栓5在其自重落作用下落入连接块286的螺栓上料腔内，2S之后控制滑块45关闭通孔44；

螺栓拧紧：

检测到螺栓5进入螺栓上料腔后，控制升降气缸29带动套管26向下移动；

检测到套管26到位后，控制负压气路与套管26内腔连通，在套管26内部形成负压将螺栓5吸附在套管26底部；检测套管26内的压力值，当压力值达到-2.5bar时，判断螺栓成功吸料；

螺栓成功吸料后，机器人1由安全位置向下运动到拧紧位置；

夹瓣气缸281伸出，打开夹瓣285；

当检测到夹瓣285打开后，模组气缸22伸出，推动拧紧批头穿过套管26，将螺栓5推向螺纹孔；

模组气缸检测传感器检测到气缸伸出到位后，电动拧紧枪21工作开始拧紧，监控电动拧紧枪21拧紧过程的扭矩与转角；

当判定拧紧合格后，模组气缸22返回；

检测模组气缸22返回到位后，机器人1由拧紧位置向上运动到安全位置，升降气缸29返回，套管26回到原位；

检测到升降气缸29到位后，夹瓣气缸281收缩，夹瓣285关闭；

当检测到夹瓣285关闭到后，伺服变位装置3变位进入下一拧紧位置；

重复螺栓上料和螺栓拧紧，直至螺栓拧紧完成。

螺栓拧紧完成后，伺服变位装置3回到原位，机器人1由安全位置回到原点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.螺栓上料方法，其特征在于：包括一次向螺栓送料管（27）内送入一个螺栓（5），利用流体推动螺栓送料管（27）内的螺栓（5）移动；在螺栓（5）进入上料装置之前，将螺栓（5）的移动速度降低或者降为零，然后螺栓（5）进入上料装置，完成上料。

2.如权利要求1所述的螺栓上料方法，其特征在于：所述流体为气体。

3.螺栓拧紧设备，其特征在于：至少包括螺栓送料管（27），螺栓送料管（27）的进料端连通有自动供料***和高压气体输送***，自动供料***将螺栓（5）输送至螺栓送料管（27）的进料端；高压气体输送***利用流动气体推动螺栓（5）在螺栓送料管（27）内移动；

还包括挡螺栓模块（4），所述挡螺栓模块（4）临近螺栓送料管（27）的出料端设置，用于挡住螺栓送料管（27）内的螺栓（5）。

4.如权利要求3所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：所述挡螺栓模块（4）包括

管连接体（47），所述管连接体（47）上设有上下贯穿管连接体（47）的通孔（44），通孔（44）与螺栓送料管（27）连通；管连接体（47）内还设有滑块孔（41），滑块孔（41）与通孔（44）连通；

和滑块（45），所述滑块（45）滑动设置在滑块孔（41）内，滑块（45）相对管连接体（47）滑动时可封闭通孔（44）或打开通孔（44）。

5.如权利要求4所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：还包括拧紧模组（2），所述拧紧模组（2）包括竖向导轨（24），竖向导轨（24）上设有

拧紧枪组件，用于推送螺栓（5）并拧紧螺栓（5）；

套管组件，用于吸附螺栓（5）；

和螺栓上料组件（28），用于容纳螺栓（5）。

6.如权利要求5所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：所述螺栓上料组件包括固定在竖导轨（24）上的连接块（286），连接块（286）内设有螺栓上料腔，螺栓上料腔连通螺栓送料管（27）；螺栓上料腔内设有两个夹瓣（285），两个夹瓣（285）分别位于螺栓送料管（27）的出料口的两侧；夹瓣（285）转动安装在连接块（286）上，连接块（286）上还设有控制两个夹瓣（285）的下端相互靠近或相互远离的控制组件。

7.如权利要求6所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：所述控制组件包括推板（282），推板（282）上下滑动设置在连接块（286）的外壁上；推板（282）上还设有作用导向孔（283），夹瓣（285）固定有导向柱（284），导向柱（284）伸入作用导向孔（283）内；随着推板（282）的上下移动，控制两个夹瓣（285）相互靠近或相互远离。

8.如权利要求5所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：所述套管组件包括

下滑动座（25），所述下滑动座（25）滑动设置在竖向导轨（24）上；

升降气缸（29），所述升降气缸（29）固定在竖向导轨（24）的下端；在升降气缸（29）的作用下，下滑动座（25）沿竖向导轨（24）上下滑动；

和套管（26），所述套管（26）固定在下滑动座（25）上，套管（26）的内腔还连通有负压气路，负压气路与套管（26）连通时，会在套管（26）的内腔形成负压，套管（26）与螺栓上料组件配合吸取螺栓（5）。

9.如权利要求5所述的螺栓拧紧设备，其特征在于：所述拧紧枪组件包括上滑动座（23），上滑动座（23）滑动地设置在竖向导轨（24）上；竖向导轨（24）的上端固定有模组气缸（22），在模组气缸（22）的驱动下，上滑动座（23）沿竖向导轨（24）上下滑动；上滑动座（23）上固定安装有电动拧紧枪（21），电动拧紧枪（21）的拧紧披头与套管组件配合拧紧螺栓（5）。

10.应用权利要求3-9中任一项所述的螺栓拧紧设备实现的螺栓拧紧工艺，其特征在于：包括

螺栓上料：

滑块（45）关闭通孔（44），自动供料***将螺栓（5）供到螺栓送料管（27）的进料端；高压气体输送***工作，推动螺栓（5）在螺栓送料管（27）内移动；当检测到螺栓（5）到达滑块（45）处时，开始计时，设定时间之后控制高压气体输送***停止吹料；然后，控制滑块（45）打开通孔（44），螺栓（5）上料；

套管组件吸附螺栓（5）；

拧紧枪组件推送并拧紧螺栓（5）。

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