毛利波

（深圳市澤達(dá)自動化設(shè)備有限公司，廣東深圳 518000）

隨著工業(yè)信息化水平日益提升，使用機(jī)器取代人力制造越來越成為企業(yè)的追求方向，越來越多的智能化裝置將被運用到現(xiàn)實制造流程中。螺旋沖孔是生產(chǎn)線上常見的工作，但因為實際制作的螺釘量太大，通過人工排序的方式不但效率低下。而且容易導(dǎo)致工序參數(shù)差異較大，導(dǎo)致良品率降低，為了滿足企業(yè)的需求，半自動式螺絲機(jī)應(yīng)運而生，是實際制造流程中的一個小型自動裝置，從一定意義上克服了手工作業(yè)的一系列問題。半自動式螺絲機(jī)極大減少了員工在裝配前要挑揀螺釘?shù)穆闊?，?jié)約了制造成本。半自動式螺絲機(jī)是由輸料和鎖付裝置組成，能夠方便地把螺旋排成一列，相對于手工操作的方法，它可以單手使用，該設(shè)備可以自動將新螺釘插入噴嘴。這一特點極大提高了螺桿鉆削的工作效率。然而，實際施工中存在許多問題。最大的影響是，許多螺桿機(jī)的喂料結(jié)構(gòu)都是料斗形狀，底部的喂料板用于喂料。然而，由于屏蔽期間壓力的影響，螺釘往往會堵塞泄漏的底部。從而造成上料停頓，在一定程度上也導(dǎo)致了制作停頓，從而影響了制作的質(zhì)量。

除此以外，半自動式螺絲機(jī)也面臨智能化水平差、故障率大、制造質(zhì)量較差的困難，面對這一系列困難，經(jīng)過查詢國內(nèi)有關(guān)研究數(shù)據(jù)和討論研究，創(chuàng)新發(fā)明了新型螺旋自動上料系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)半自動螺絲機(jī)的沖孔方法，將漏斗式?jīng)_孔盤改造成螺旋震動沖孔盤，在上料盤上設(shè)置防堵槽，同時設(shè)置了回料槽裝置，避免螺絲堵住沖孔槽的同時，剩余的沒有通過沖孔的螺釘再次返回螺旋震動上料盤內(nèi)，很好地解決了螺釘排序容易堵住沖孔口的困難。并添加了手動鎖緊螺釘設(shè)備和螺帽排序箱等設(shè)備，極大提高了螺絲機(jī)的制造自動化，既保證了自動上料流程的安全穩(wěn)定，還提高了制造效率，給實際產(chǎn)品使用帶來了幫助。

1 螺絲自動上料裝置的工作原理

螺絲自動上料裝置，按照實際制造的工藝條件，預(yù)先確定了螺絲機(jī)的各個工作循環(huán)的技術(shù)參數(shù)，并導(dǎo)入到所安裝的氣配箱中完成整個流程的設(shè)計。啟動工作之前，將螺釘原材料和螺帽原材料依次注入到螺旋震動上料平臺盤和順序上材箱，接著通過啟動氣配箱的上電開關(guān)給設(shè)備提供上電，再次按下控制開關(guān)上的綠色啟動按鍵，設(shè)備就開啟了自動工作，首先通過螺旋震動上料平臺盤引導(dǎo)螺旋上材，接著通過上料板將螺旋送入下材料板中，使用槳葉機(jī)構(gòu)，將螺釘移動到降落傘上，然后使用滑動滾柱引導(dǎo)滑動膜并將螺釘滑入真空孔。最后，使用滑板上的推輪將螺釘推入真空箱。此時，鎖緊機(jī)構(gòu)中的螺釘排列和螺母盒將發(fā)送真空管正下方的干凈螺釘和螺母連接板。利用真空輸出，根據(jù)孔的相應(yīng)位置逐個插入螺釘，然后將螺釘和螺母的整個連接板直接在力的作用下拖動到設(shè)定位置，進(jìn)入批口，在末尾將電批嘴與相應(yīng)孔位的螺釘加以鎖定，而后出料，完成了整個自動上下料并鎖定的流程。設(shè)備工作過程中若發(fā)生應(yīng)急事故時，可一鍵按下操控開關(guān)上的紅色急停按鍵，就可以進(jìn)行剎車或切斷，方便事故修理和保障生產(chǎn)安全[1]。

2 螺絲自動上料裝置的整體設(shè)計

螺絲的自動上料裝置一般由上料機(jī)制、輸出機(jī)制、驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)制、下料機(jī)制、推料機(jī)制、鎖定機(jī)制及其他的附屬設(shè)備等構(gòu)成。上料機(jī)構(gòu)所采用的螺旋振動沖孔盤，與固定板的相連并安裝于支撐柜中，在上料板的緊靠回料槽側(cè)面設(shè)計了若干個防堵槽；而驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)則用來控制上料板的左右上下滑動，并推動撥片機(jī)關(guān)的動作。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 螺絲自動上料裝置結(jié)構(gòu)

3 螺絲自動上料裝置的具體設(shè)計

3.1 上料機(jī)構(gòu)設(shè)計

上料機(jī)構(gòu)分為螺旋振動上料平臺盤、上料板、下料板、支撐、固定板等。

3.1.1 螺旋振動上料盤的設(shè)計

螺旋振動給料平臺包括螺旋振搗板、螺旋盤、給料平臺槽、后槽、底座等。給料平臺的螺旋振動板通過振動驅(qū)動螺旋板上的螺釘逐一給料到給料平臺的槽中。目前，驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)控制進(jìn)給平臺板的滑塊，當(dāng)滑塊中的螺釘數(shù)量超過設(shè)定數(shù)量時，螺釘從進(jìn)給板滑塊中進(jìn)給槽的輸出口掉落，驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)控制進(jìn)給板增加并開始進(jìn)給，在提升進(jìn)給板的過程中，其余未進(jìn)料的螺釘落回進(jìn)料槽并返回螺旋托盤，從而防止了螺桿阻塞料板斜槽、上料板和上料溝[2]。

3.1.2 上料板的設(shè)計

上料板與上料槽、料板、回料槽之間上下滑動銜接，同時為了防止螺絲卡住直接影響上料板的移動，在上料板緊靠回料槽的側(cè)面還設(shè)有了幾個防堵槽，并且在防堵槽中還設(shè)置了能夠伸縮接頭的防堵塊（圖2），并且在防堵塊內(nèi)還設(shè)有了斜面擋板、接頭板，二者的夾角為30°～60°。

圖2 防堵塊

所設(shè)計的斜板寬度小于防槽堵寬度，也可以從防槽堵中伸出。送料板的上部還設(shè)計有斜槽，斜槽可通過彈簧將連接板與下表面連接起來，以防槽卡在一起。此外，由于彈簧的彈性作用，抗干擾槽中的連接板在膨脹時可以恢復(fù)到原來的突出狀態(tài)，并超過最終表面與槽阻塞的固定距離。在實際設(shè)計中，如果彈性滿足要求，可以將彈簧更換為其他彈性緊固件。

操作時，用螺釘將裝載平臺板從裝載平臺槽中降下，進(jìn)入板料卡瓦中，斜邊板引導(dǎo)連接板在下部內(nèi)部擰緊，當(dāng)降落傘中的螺釘數(shù)量超過設(shè)定數(shù)量時，反卡瓦通過裝載平臺槽的下部，同時按下調(diào)節(jié)裝置控制加載板的提升，更換的斜邊板從加載平臺槽的底部滑動，逐漸推動連接板向內(nèi)推動，使底部防堵塊再次通過進(jìn)料平臺槽伸入防堵孔，并將其余螺釘推入后孔，這樣有效防止了螺釘堵住上料平臺槽，這樣一來當(dāng)上料板在上料后需要下降時也就不容易被影響，而彈斗與料板的銜接也不會被妨礙，因而保證了上料平臺板降低過程的平穩(wěn)[3]。

3.2 輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計

輸送機(jī)構(gòu)一般分為導(dǎo)軌、壓盤、槳葉機(jī)構(gòu)、靠背座、支架等，一般用于將螺桿送入進(jìn)料板滑塊中的真空排空機(jī)構(gòu)。當(dāng)加載板將螺釘推入料板的斜槽中，并將其推出導(dǎo)軌入口時，槳葉機(jī)構(gòu)將螺釘拉入降落傘，當(dāng)壓板被壓下時，可以防止螺釘在降落傘裝滿螺釘后跳出降落傘，槳葉機(jī)構(gòu)每次都將螺釘移動到導(dǎo)軌上，將導(dǎo)軌輸出端的另一個螺釘壓在卸料機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好的卸料孔側(cè)。當(dāng)撥料時，當(dāng)有螺釘突出到滑槽中時可以使其迅速地推跌滑槽，而彈簧機(jī)構(gòu)撥片的回彈效果還能夠把多出的螺釘推入回料槽中或重新返回螺線盤中，在一定程度上防止了卡螺釘?shù)膯栴}，從而降低了故障發(fā)生率。

3.3 推動控制機(jī)構(gòu)設(shè)計

驅(qū)動控制系統(tǒng)一般分為進(jìn)給輥、活動鉸鏈、固定鉸鏈、葉片離合器和進(jìn)給離合器。導(dǎo)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般用于驅(qū)動進(jìn)料板實現(xiàn)左右進(jìn)料，需要通過旋轉(zhuǎn)撥桿機(jī)構(gòu)來移動物料。特殊應(yīng)用方式：在裝載油缸的開發(fā)中，由于裝載油缸移動端的連桿與固定底座和裝載平臺板鉸接，裝載平臺板可以進(jìn)行提升運動，推動槳葉機(jī)構(gòu)的槳葉，拉動導(dǎo)軌上的螺釘。同樣，當(dāng)喂入輥滑動時，喂入板也可以滑動，同時與秸稈一起，按下?lián)軛U機(jī)構(gòu)撥桿，復(fù)位下一個撥桿[4]。

3.4 下料機(jī)構(gòu)設(shè)計

落料機(jī)構(gòu)主要包括滑動油缸、落料座、滑塊、推油缸、滑板、預(yù)落料口、鋼筋落料口、落料箱和落料管。操作時，螺釘通過導(dǎo)軌送至準(zhǔn)備好的下料口的槽中，然后滑動氣缸引導(dǎo)滑塊從下料座滑動，并將螺釘引導(dǎo)至下料口，然后螺釘從下料口流入鋼筋下料盒。螺釘穿過下料盒后，從下料管出口依次送入螺母連接板預(yù)設(shè)孔，完成初鎖。為了防止螺絲卡下材口，在滑塊上還設(shè)計了推料油缸和滑動片，其中滑動片可以直接和滑塊滑動頭相連，并插接到滑塊中；推料油缸的活動端面和滑片固定相連，并嵌入于滑塊內(nèi)。

當(dāng)滑動輥驅(qū)動滑塊滑出真空座并將螺釘推入真空口時，推輥驅(qū)動滑板并將螺釘推入真空口，流入真空箱。真空箱分揀完成后，將螺釘逐一轉(zhuǎn)移到螺母連接板上孔的預(yù)定位置，至真空管出口，完成初步鎖定。

3.5 鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計

閉鎖組織分為螺帽排列盒、螺帽連結(jié)板和閉鎖電批。將螺帽原料輸入螺帽排列箱，然后利用螺帽連結(jié)板將螺帽陣列布置于連結(jié)板的預(yù)置孔位中，當(dāng)螺帽連結(jié)板移動位置至下材管正下面并與下材管的孔位相對應(yīng)時，將螺釘經(jīng)由下材管逐個送入螺栓與螺母連結(jié)板之間的預(yù)置孔位中，在每個預(yù)置孔位充滿螺釘后，將螺帽連結(jié)板移動至電批口正下面并與對應(yīng)的批嘴口對準(zhǔn)，隨后利用電批對螺釘加以鎖定，在鎖緊后聯(lián)結(jié)板底部開啟，將已進(jìn)行鎖付的聯(lián)結(jié)件注入計數(shù)框中，以便進(jìn)行最后一個施工。

3.6 附加的輔助安裝系統(tǒng)設(shè)計

其他設(shè)備結(jié)構(gòu)還包括氣配柜、調(diào)節(jié)開關(guān)、成品框、螺釘原材料框、螺帽原材料框、安裝座、安裝板、氣泵等。氣配柜用來調(diào)節(jié)本設(shè)備的全部電源開關(guān)，和本設(shè)備在各工作環(huán)節(jié)的管理參數(shù)設(shè)置。而操控開關(guān)用來遙控設(shè)備的操作和制動，設(shè)備管理工作過程中若發(fā)生應(yīng)急故障狀態(tài)時，可按下操控開關(guān)位置上的紅色急停按鍵，就可以進(jìn)行制動或切斷，方便故障修理和保障產(chǎn)品安全。

4 螺絲自動供料系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展前景

4.1 國家產(chǎn)業(yè)政策支持

螺絲自動供料系統(tǒng)是為國民經(jīng)濟(jì)中各產(chǎn)業(yè)提供重要技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性行業(yè)系統(tǒng)，是我國各行業(yè)產(chǎn)業(yè)提升、科技水平提升的關(guān)鍵保證和國家工業(yè)綜合能力的重要體現(xiàn)。我國高度重視該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，制定了許多支持該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要政策措施。

4.2 下游行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級

近年來，由于中國工業(yè)當(dāng)前正處在從傳統(tǒng)工業(yè)向智慧制造業(yè)的轉(zhuǎn)變升級過程中，各領(lǐng)域?qū)β萁z及自動供料系統(tǒng)的需求都很大。尤其是近年來，隨著中國生產(chǎn)消費升級，以新能源車為典型的汽車上下游新細(xì)分市場大量出現(xiàn)，為智能螺絲車自動供料控制系統(tǒng)創(chuàng)造了新的發(fā)展契機(jī)[5]。

4.3 國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展

螺絲及自動供料系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是與國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策關(guān)聯(lián)較為密切的周期性行業(yè)。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)總體保持穩(wěn)定增長的良好態(tài)勢，GDP 增長率一直保持在6%左右，宏觀經(jīng)濟(jì)形勢也逐漸轉(zhuǎn)好，為產(chǎn)業(yè)的持續(xù)平穩(wěn)健康增長奠定了堅實的外力保障。

5 結(jié)束語

文章設(shè)計的自動螺旋給料機(jī)對螺旋振動給料機(jī)中的料斗給料機(jī)板進(jìn)行了改進(jìn)，給料機(jī)板上還設(shè)有防鎖槽，并擴(kuò)大了反向槽設(shè)計，同時避免了給料機(jī)平臺槽的螺旋障礙，故障給料機(jī)平臺多余的螺桿返回到線圈上并在給料機(jī)板上振動，較好地解決了螺旋順序使進(jìn)料平臺開口容易堵塞的問題。增加了手動鎖緊螺桿裝置、網(wǎng)盒螺母等設(shè)備，極大提高了螺桿機(jī)生產(chǎn)的自動化程度，不僅保證了自動進(jìn)料過程的穩(wěn)定性，還提高了生產(chǎn)效率，為產(chǎn)品的實際使用帶來了幫助。