一种薄型螺母植入机及其植入螺母的方法.pdf

本发明提供了一种薄型螺母植入机及其植入螺母的方法，包括柜体、机头，一套固设于柜体上的供料装置，柜体上还设有双坐标机器人组件；所述供料装置包括：送料供料盒固定座、送料供料盒、光电检测装置、筛选料组件、CCD检测装置、推送料组件、振动盘；所述光电检测装置设于送料供料盒固定座上，光电检测装置位于送料供料盒端部且二者相连接；振动盘设于送料供料盒固定座上且筛选料组件位于振动盘侧方。其可克服现有技术不足之处，即取即用，无需预热时间，可提高产能；可完全不需要放螺母的人工，获得准确的工艺参数，拉扭力高，换产调机方便，转产方便且效率高；另外可解决一体式机头在250℃-500℃高温下的金属材料热膨胀系数对机头宽度的变化及扁平类螺母植入困难的问题。

权利要求书
1.  一种薄型螺母植入机，包括柜体、机头，一套固设于柜体上的供料装置，其特征在于，柜体上还设有双坐标机器人组件；所述供料装置包括：送料供料盒固定座、送料供料盒、光电检测装置、筛选料组件、CCD检测装置、推送料组件、振动盘；所述光电检测装置设于送料供料盒固定座上，送光电检测装置位于送料供料盒端部且二者相连接；振动盘设于送料供料盒固定座上且筛选料组件位于振动盘侧方。

2.  如权利要求1所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述送料供料盒固定座上设有第一安装支架及第二安装支架；所述送料供料盒、光电检测装置及推送料组件均设于第一安装支架上，光电检测装置位于送料供料盒的一端部；所述CCD检测装置设于第二安装支架上；筛选料组件包括设于第一安装支架上的筛选料气缸及设于筛选料气缸前端的筛选料板。

3.  如权利要求1或2所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述推送料组件包括：推送气缸、推送滑块、光杆、推料支架、拨片、推送滑轨、滑槽；所述光杆设于第一支架上，在推送滑块的上表面上设有一块安装板，推送气缸固定于安装板上，推送滑块通过安装板与推送气缸动端相连；推料支架连接在设于滑块上表面上的安装板上，拨片设于推料支架上且拨片的前端可以伸入送料供料盒的槽体内或者从槽体内退出；所述推送滑轨设于第一支架上且设于推料支架背面的滑槽与推送滑轨相结合。

4.  如权利要求1所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述机头由直线式加热接料装置、植入组件及数控旋转轴组件组成，所述植入组件设于数控旋转轴组件及直线式加热接料装置之间。

5.  如权利要求4所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述直线式加热接料装置包括：第三支架、步进电机、前进送料装置，接料盒组件、直线推送料组件、分料机构、安装支架、分料气缸、接料拨片、丝杆；所述第三支架由立架及垂直设于立架同一表面的二块上、下平行放置的平板组成；设于立架上的步进电机通过皮带与丝杆连接，驱动丝杆上的丝母做直线运动，接料拨片与丝母连接，由步进电机驱动前进；所述安装支架设于上平板的上方，且前进送料装置设于安装支架上；所述丝杆一端设于立架上，另一端与下平板相连接，直线推送料组件与丝杆活动连接；分料气缸设于下平板的前端，分料机构与分料气缸相连接；接料盒组件与下平板相连接且位于直线推送料组件的下方，设于直线推送料组件上方的接料拨片伸入接料盒组件上的工件槽内；所述分料机构、接料盒组件、直线推送料组件位于第三支架的同一侧；分料机构与接料盒组件一端部相接触。

6.  如权利要求4所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述植入组件包括：第四支架、数控植入装置、植入电机、植入丝杆、植入针组件、压力传感器、位移传感器、CCD传感器；植入电机设于第四支架内且下端与植入丝杆相连接；所述数控植入装置设于第四支架上端且位于植入电机上方；植入针组件设于第四支架下端部上且与植入丝杆相连接；压力传感器设于植入针组件上端部；位移传感器设于第四支架上端部上且位于植入针组件相侧方。

7.  如权利要求4-6任一所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，数控旋转组件与植入组件相连接且位于其上方，植入组件与直线式加热接料装置相连接且位于其上方。

8.  如权利要求1所述的一种薄型螺母植入机，其特征在于，所述的双 坐标机器人组件由一套独立双X轴及一套用于连接双X轴的龙门式Y轴组成。

9.  使用上述任一权利要求所述的一种薄型螺母植入机植入螺母的方法，其特征在于，先将一组螺母倒入供料装置的振动盘内，振动盘把待用螺母排列送入供料装置的筛选料组件，通过供料装置上的CCD检测装置检测，将合格的螺母送入供料装置的送料供料盒的开口端，再由推送料组件上的拨片将螺母推送到送料供料盒中，当光电检测装置检测到螺母时，则螺母已经集满一盒；然后，当机头没料时，机头移动到供料装置的前方与送料供料盒对接，供料装置的推送料组件中的拨片将螺母推送到机头的接料盒组件里；机头收到螺母开始工作，螺母在接料盒中随机头一起运动，螺母由直线推送料组件的步进电机驱动丝杆，带动接料拨片向前推送螺母进入分料机构的送料板中；步进电机停止，分料气缸带动送料板将螺母单个分出，由前进送料装置送到植入针组件的正下方；当植入组件上的CCD传感器检测到螺母后，植入电机驱动植入丝杆带动植入针组件下探将送料板的螺母取走，安装于安装支架且和前进送料装置相连接的送料气缸退回，同时双坐标机器人组件运动到需要植螺母的坐标点，植入组件将螺母植入到产品中；位移传感器与压力传感器将检测植入针受到的压力以及位移量，并绘制压力-位移曲线。

说明书一种薄型螺母植入机及其植入螺母的方法
技术领域
本发明属于将金属件加热后植入塑料件内的技术领域，尤指一种实现薄型螺母植入的植入机及其对应的植入方法。
背景技术
目前的螺母植入机主要分为三类：一、模内注塑，先把要求数量的螺母放到注塑机模具后模上，合模注塑把螺母包裹在塑胶内，但存在如下问题：
1.合模注塑时后模运动易使螺母脱落压坏模具；
2.射胶时螺母的移动使产品柱位包胶；
3.效率低200件/小时左右。
现采用此方法的厂家较少。
二、热熔方式：手工把螺母放到塑胶壳胶柱上，放入热熔机模具内按下开关，热熔机下降到热熔头与螺母接触进停止，热熔头开始给螺母传热需要3-6秒，待螺母得到所需温度时热熔头继续下压到位。这种方式存在如下缺陷：
1.耗人工效率低：螺母预热需耗3-6秒，以单个料压4个螺母为例，需3人放螺母，1人操作，每小时压1400-1800个螺母，即产量350-450件/小时。
2.换产调机：机械调整热熔头位置，换产2-4小时，且调机时会产生大量坏品。
3.工艺参数不稳定：热熔机设定温度与螺母实际得到温相差极大，且与车间环温度和风等因素有关。如热机高定400℃才可以压出合格产品，但实际螺母只需有260℃就可以植入了。
4.拉扭力：其一由于螺母在植入前是要先由热熔头传热，所以在接触部位塑胶会软化，且传热时间的长短决定塑胶回位包裹螺母的强度，以以胶柱上部与螺母包裹强度减少10％；其二为了手工放螺母不会脱落，设计时在螺母一头切出导向台阶，使螺母圆柱旬表面积减少，又会降低20％拉力。
三、超声波植入方式：手工把螺母接触时产生20KHz的振动使螺母与塑胶瞬间产生高热植入到壳料内。这种方式存在如下问题：
1.需要人工放螺母，同热熔方式。
2.超声时塑胶与螺母主生的高谩无法测定，会完全依赖经验调整。
3.超声时产生的噪音对周边2M内员工具有伤害性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄型螺母植入机及其植入螺母的方法，其可克服现有技术不足之处，即取即用，无需预热时间，可提高产能；可完全不需要放螺母的人工，获得准确的工艺参数，拉扭力高，换产调机方便，转产方便且效率高；另外可解决一体式机头在250℃-500℃高温下的金属材料热膨胀系数对机头宽度的变化及扁平类螺母植入困难的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种薄型螺母植入机，包括柜体、机头，一套固设于柜体上的供料装置，柜体上还设有双坐标机器人组件；所述供料装置包括：送料供料盒固定座、送料供料盒、光电检测装置、筛选料组件、CCD检测装置、推送料组件、振动盘；所述光电检测装置设于 送料供料盒固定座上，光电检测装置位于送料供料盒端部且二者相连接；振动盘设于送料供料盒固定座上且筛选料组件位于振动盘侧方。
进一步，所述送料供料盒固定座上设有第一安装支架及第二安装支架；所述送料供料盒、光电检测装置及推送料组件均设于第一安装支架上，光电检测装置位于送料供料盒的一端部；所述CCD检测装置设于第二安装支架上；筛选料组件包括设于第一安装支架上的筛选料气缸及设于筛选料气缸前端的筛选料板。
所述推送料组件包括：推送气缸、推送滑块、光杆、推料支架、拨片、推送滑轨、滑槽；所述光杆设于第一支架上，在推送滑块的上表面上设有一块安装板，推送气缸固定于安装板上，推送滑块通过安装板与推送气缸动端相连；推料支架连接在设于滑块上表面上的安装板上，拨片设于推料支架上且拨片的前端可以伸入送料供料盒的槽体内或者从槽体内退出；所述推送滑轨设于第一支架上且设于推料支架背面的滑槽与推送滑轨相结合。
进一步，所述机头由直线式加热接料装置、植入组件及数控旋转轴组件组成，所述植入组件设于数控旋转轴组件及直线式加热接料装置之间。
所述直线式加热接料装置包括：第三支架、步进电机、前进送料装置，接料盒组件、直线推送料组件、分料机构、安装支架、分料气缸、接料拨片、丝杆；所述第三支架由立架及垂直设于立架同一表面的二块上、下平行放置的平板组成；设于立架上的步进电机通过皮带与丝杆连接，驱动丝杆上的丝母做直线运动，接料拨片与丝母连接，由步进电机驱动前进；所述安装支架设于上平板的上方，且前进送料装置设于安装支架上；所述丝杆一端设于立架上，另一端与下平板相连接，直线推送料组件与丝杆活动连接；分料气缸设于下平板的前端，分料机构与分料气缸相连接；接料盒组件与下平板相连 接且位于直线推送料组件的下方，设于直线推送料组件上的接料拨片伸入接料盒组件上的工件槽内；所述分料机构、接料盒组件、直线推送料组件位于第三支架的同一侧；分料机构与接料盒组件一端部相接触。
所述植入组件包括：第四支架、数控植入装置、植入电机、植入丝杆、植入针组件、压力传感器、位移传感器、CCD传感器；植入电机设于第四支架内且下端与植入丝杆相连接；所述数控植入装置设于第四支架上端且位于植入电机上方；植入针组件设于第四支架下端部上且与植入丝杆相连接；压力传感器设于植入针组件上端部；位移传感器设于第四支架上端部上且位于植入针组件相侧方。
数控旋转组件与植入组件相连接且位于其上方，植入组件与直线式加热接料装置相连接且位于其上方。
所述的双坐标机器人组件由一套独立双X轴及一套用于连接双X轴的龙门式Y轴组成。
一种薄型螺母植入机植入螺母的方法，先将一组螺母倒入供料装置的振动盘内，振动盘把待用螺母排列送入供料装置的筛选料组件，通过供料装置上的CCD检测装置检测，将合格的螺母送入供料装置的送料供料盒的开口端，再由推送料组件上的拨片将螺母推送到送料供料盒中，当光电检测装置检测到螺母时，则螺母已经集满一盒；然后，当机头没料时，机头移动到供料装置的前方与送料供料盒对接，供料装置的推送料组件中的拨片将螺母推送到机头的接料盒组件里；机头收到螺母开始工作，螺母在接料盒中随机头一起运动，螺母由直线推送料组件的步进电机驱动丝杆，带动接料拨片向前推送螺母进入分料机构的送料板中；步进电机停止，分料气缸带动送料板将螺母单个分出，由前进送料装置送到植入针组件的正下方；当植入组件上的 CCD传感器检测到螺母后，植入电机驱动植入丝杆带动植入针组件下探将送料板的螺母取走，安装于安装支架且和前进送料装置相连接的送料气缸退回，同时双坐标机器人组件运动到需要植螺母的坐标点，植入组件将螺母植入到产品中；位移传感器与压力传感器将检测植入针组件受到的压力以及位移量，并绘制压力-位移曲线。
本发明采用上述技术方案以后，具有以下优点：
1、植入时螺母已加热到使用温度，可即取即用，无需预热时间而提高产能；
2、提高拉扭力，螺母送出到植入工件中，螺母散热小，比传统方式拉扭力提高20-60％；
3、换产调机方便，利用数控双坐标控制机头停留位置，记录坐标存档，换产调用方便；
4、不用人工放置螺母、高效率，数控螺母植入机只需1人操作，每小时可植入3200-3450个螺母，按每个壳料压4个螺母算，即产量800-860件/小时，产量提升47.5-59.3％，人员节省75％；
5、分离式机头，解决一体式机头在250℃-500℃高温下的金属材料热膨胀系数对机头宽度的变化；
6、供料装置和接料装置独特的设计能解决扁平类螺母输送困难的问题；
7、可以监控压力-位移曲线，从而监测螺母植入的深度及力度，克服因产品表面高低不平或产品材质硬度不均匀造成的植入不良；
8、各装置独立成模块式，项目螺母改变后只需更换少量零部件即可，不需更换机头或整机，相当于同类型螺母只需一台机即可，综合成本节省相 当可观；
9、机器内置零部件少，调机修理直观方便；
10、机器采用独立双X轴与龙门式Y轴组合，节省空间，且机台稳固可承受较大冲击，再配合旋转轴使得工作范围大，可以解决各种复杂的植入点分布。
附图说明
图1为本发明的整机结构示意图；
图2为本发明的机头装置主视方向立体示意图；
图3为本发明的直线式加热接料装置立体示意图；
图4为本发明的植入组件立体示意图；
图5为图3局部放大后的俯视图；
图6为图5运动过程示意图；
图7为本发明的供料装置立体示意图；
图8为本发明的供料装置俯视示意图；
图9为本发明的机头装置后视方向立体示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本新型方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种薄型螺母植入机，包括柜体100、机头200，一套固设于柜体上的供料装置300，柜体上还设有双坐标机器人组件400；其中：
所述的双坐标机器人组件由一套独立双X轴401及一套用于连接双X轴的龙门式Y轴402组成。
如图7-8所示，所述供料装置包括：送料供料盒固定座301、送料供料盒302、光电检测装置303、筛选料组件304、CCD检测装置305、推送料组件306、振动盘307；光电检测装置位于送料供料盒端部且二者相连接；振动盘307设于送料供料盒固定座301上且筛选料组件304位于振动盘侧方。所述送料供料盒固定座301上设有第一安装支架308及第二安装支架309；所述送料供料盒302、光电检测装置303及推送料组件306均设于第一安装支架308上，实现光电检测装置303与送料供料盒固定座301的连接；且光电检测装置303位于送料供料盒302的一端部；所述CCD检测装置305设于第二安装支架309上。
筛选料组件304包括设于第一安装支架上的筛选料气缸3041及设于筛选料气缸前端的筛选料板3042。
所述推送料组件306包括：推送气缸3061、推送滑块3062、光杆3063、推料支架3064、拨片3065、推送滑轨3066、滑槽3067；所述光杆3063设于第一支架308上，推送滑块3062活动套设于光杆3063上，在推送滑块3062的上表面上设有一块安装板3068，推送气缸3061设于安装板上,推送滑块3062通过安装板3068与推送气缸动端相连；推料支架连接在设于滑块上表面上的安装板3068上,推送气缸3061的前端与推料支架3064相连接，拨片3065设于推料支架3064上且拨片的前端伸入送料供料盒302的槽体3021内或者从槽体3021内退出；所述推送滑轨3066设于第一支架308上且设于推料支架3064背面的滑槽3067与推送滑轨3062相结合。
如图2所示，所述机头200由直线式加热接料装置201、植入组件202及数控旋转轴组件203组成，所述植入组件202设于数控旋转轴组件203及直线式加热接料装置201之间。数控旋转组件与植入组件相连接且位于其上 方，植入组件与直线式加热接料装置相连接且位于其上方。
如图3、图5、图9所示，所述直线式加热接料装置201包括：第三支架2011、步进电机2012、前进送料装置2013，接料盒组件2014、直线推送料组件2015、分料机构2016、安装支架2017、分料气缸2018、接料拨片2019、丝杆2020；所述第三支架2011由立架2011a及垂直设于立架同一表面的二块上、下平行放置的平板2011b、2011c组成；设于立架上的步进电机2012通过皮带2012a与丝杆2020连接，驱动丝杆上的丝母2020a做直线运动，接料拨片2019与丝母连接，由步进电机2012驱动前进；所述安装支架2017设于上平板2011b的上方，且前进送料装置2013设于安装支架2017上；所述丝杆2020一端设于立2011a架上，另一端与下平板2011c相连接，直线推送料组件2015与丝杆2020活动连接；分料气缸2018设于下平板2011c的前端，分料机构2016与分料气缸2018相连接；接料盒组件2014与下平板2011c相连接且位于直线推送料组件2015的下方，设于直线推送料组件上的接料拨片2019伸入接料盒组件上的工件槽2014a内；所述分料机构2016、接料盒组件2014、直线推送料组件2015位于第三支架2011的同一侧；分料机构2016与接料盒组件2014一端部相接触。
如图4所示，所述植入组件202包括：第四支架2021、数控植入装置2022、植入电机2023、植入丝杆2024、植入针组件2025、压力传感器2026、位移传感器2027、CCD传感器2028；植入电机2023设于第四支架2021内且下端与植入丝杆2024相连接；所述数控植入装置2022设于第四支架2021上端且位于植入电机2023上方；植入针组件2025设于第四支架下端部上且与植入丝杆2024相连接；压力传感器2026设于植入针组件上端部；位移传感器设于第四支架2021上端部上且位于植入针组件2025侧方。
一种薄型螺母植入机植入螺母的方法，先将一组螺母500倒入供料装置的振动盘307内，振动盘307把待用螺母500排列送入供料装置的筛选料组件304，通过供料装置上正对筛选料组件304的CCD检测装置305检测，将合格的螺母送入供料装置的送料供料盒302的开口端，再由推送料组件上的拨片3065将螺母推送到送料供料盒302中，当光电检测装置303检测到螺母500时，则螺母已经集满一盒；然后，当机头200没料时，机头移动到供料装置的前方与送料供料盒302对接，供料装置的推送料组件中的拨片3065将螺母500推送到机头的接料盒组件2014里；机头200收到螺母开始工作，螺母在接料盒中随机头一起运动，螺母由直线推送料组件的步进电机2012驱动丝杆2020，带动接料拨片2019向前推送螺母500进入分料机构2016的送料板2016a中，如图6所示；步进电机2012停止，分料气缸2018带动送料板2016a将螺母单个分出，由前进送料装置2013送到植入针组件2025的正下方；当植入组件上的CCD传感器2028检测到螺母500后，植入电机2023驱动植入丝杆2024带动植入针组件2025下探将送料板2016a上的螺母取走，安装于安装支架2017的送料气缸2013a退回，同时双坐标机器人组件400运动到需要植螺母的坐标点，植入组件202将螺母植入到产品中；位移传感器2027与压力传感器2026将检测植入针组件受到的压力以及位移量，并绘制压力-位移曲线。
虽然通过实施例描绘了本发明创造，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。