螺钉自动给料装置研制
2015-06-24刘家强刘爽
刘家强 刘爽
摘 要：装置由振动给料盘、定量给料装置、落料装置、输送装置及PLC控制系统组成。经振动给料盘定向排序的螺钉经回转式定量给料装置输送到落料位置，落料装置工作使螺钉下落到软管内，通过压缩空气将螺钉沿软管吹送到装配位置，整个动作通过PLC控制。实验测试结果表明，装置螺钉输送效率80个/分以上。
关键词：螺钉；生产线；给料；自动装配
1 概述
螺钉自动给料装置种类众多，但这些给料装置存在如不能同时为多个执行工作头供料的缺陷，生产成本高，效率低下，不利于大规模的投入到生产当中去。工程实践中，在同一道工序需要安装多个螺钉的场合很多。如汽车方向盘生产线，安装一个安全气囊需要装配4个螺钉。为提高生产效率，一次性为多个执行工作头供送螺钉的螺钉自动给料装置迫在眉睫。本设计研制了可为四轴螺钉自动装配装置供料M5×16螺钉的自动给料装置，可同时自动、高效的供料。
2 结构设计与制作
2.1 工作原理
图1为给料装置结构简图和实物图。工作时，振动给料盘9持续上料，电机1通过联轴器2带动传动轴3以及与之相连的分料转盘6旋转取料。分料转盘6旋转到待送料位置时，电机1停止工作；当传感器检测到需要供料时，控制系统控制落料气缸8带动送料控制盘7移动，当分料盘支架5的落料口4与分料转盘6物料口、送料控制盘7取料口三者对正时，物料就会落进送料管10内。气缸8推动送料控制盘7回到原位，电机1启动，带动分料转盘6旋转，将分料盘支架5的落料口堵住，吹气阀门打开、高压气体经吹气管11将物料（螺钉）通过送料管10送到指定安装位置，这样周而复始，实现持续供料。
2.2 分料装置
图2为分料装置结构简图和实物图。分料装置主要由分料转盘支架、分料转盘、送料控制盘、料管接口以及送料控制盘压板等组成。落料管接口2拧在分料转盘支架1上，分料转盘4相对分料转盘支架1转动，送料控制盘压板6通过螺钉8安装在分料转盘4上，送料控制盘5安装在分料转盘4和送料控制盘压板6之间，轴承7安装在送料控制盘4上。
1.电机；2.联轴器；3.传动轴；4.落料口；5.分料盘支架；6.分料转盘；7.送料控制盘；8.落料气缸；9.振动给料盘；10.送料管；11.吹气管
图1 给料装置结构简图和实物图
1.分料转盘支架；2.落料管接口；3.吹气口；4.分料转盘；5.送料控制盘；6.送料控制盘压板；7.轴承；8.连接螺钉
图2 分料装置结构简图和实物图
图2结构简图所示位置为分料盘支架的落料口、分料转盘物料口及送料控制盘取料口三者对正状态，即为物料落入落料管的状态。
2.3 主要零部件结构
2.3.1 分料转盘支架。图3所示为分料转盘支架实物图，毛坯材料为铝棒。1为进料口，2为落料口。落料口数量为4个。
图3 分料转盘支架实物图
图4 分料转盘实物图
2.3.2 分料转盘。分料转盘的毛坯为直径152mm的铝棒，通过车削和镗床加工制作的。车端面、外圆和内孔，再用镗床及万能分度头加工各个角度的孔。如圖4所示。
2.3.3 送料控制盘。送料控制盘选用8mm厚的铝板，由数控铣床编程加工制作的。如图5所示。取料口数量为4个。
图5 送料控制盘实物图
图6所示为分料转盘、送料控制盘、送料控制盘压板装配在一起的分料转盘组件图。送料控制盘沿分料转盘上开的沟槽移动，动力由气缸提供。
3 PLC程序控制
设备运行由PLC控制、传感器进行检测。设备启动后，振动给料盘持续上料，PLC控制步进电机带动分料转盘旋转取料；取料完成后，电磁传感器检测到分料转盘与分料转盘支架上下孔对正时，步进电机停止转动；PLC经中间继电器，利用电磁换向阀控制气缸带动送料控制盘移动，气缸复位后，螺钉落到送料管内，步进电机开始转动；当分料转盘把分料转盘支架的四个落料孔堵住时，PLC经中间继电器，利用电磁换向阀控制吹气，将四个螺钉通过气动输送的方式吹到枪头内。通过以上方式，便完成了螺钉的自动给料。
4 结束语
（1）采用旋转式取料方式，节省了空间，使得该装置的整体尺寸减小；（2）可同时为4个工作头供送螺钉，装置螺钉输送效率为80个/分以上，提高了生产效率；（3）采用气压将螺钉供送到位，解决了以往不能实现曲线位置供料的问题；（4）利用送料控制盘、控制系统和气缸解决了间歇供料的问题，简化了设备整体结构，降低了成本。
参考文献
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