螺絲自動上料裝置設計

毛利波

（深圳市澤達自動化設備有限公司，廣東深圳 518000）

隨著工業信息化水平日益提升，使用機器取代人力制造越來越成為企業的追求方向，越來越多的智能化裝置將被運用到現實制造流程中。螺旋沖孔是生產線上常見的工作，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。而且容易導致工序參數差異較大，導致良品率降低，為了滿足企業的需求，半自動式螺絲機應運而生，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的一系列問題。半自動式螺絲機極大減少了員工在裝配前要挑揀螺釘的麻煩，節約了制造成本。半自動式螺絲機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，許多螺桿機的喂料結構都是料斗形狀，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，在一定程度上也導致了制作停頓，從而影響了制作的質量。

除此以外，半自動式螺絲機也面臨智能化水平差、故障率大、制造質量較差的困難，面對這一系列困難，經過查詢國內有關研究數據和討論研究，創新發明了新型螺旋自動上料系統，改變傳統半自動螺絲機的沖孔方法，將漏斗式沖孔盤改造成螺旋震動沖孔盤，在上料盤上設置防堵槽，同時設置了回料槽裝置，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，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備和螺帽排序箱等設備，極大提高了螺絲機的制造自動化，既保證了自動上料流程的安全穩定，還提高了制造效率，給實際產品使用帶來了幫助。

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，預先確定了螺絲機的各個工作循環的技術參數，并導入到所安裝的氣配箱中完成整個流程的設計。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給設備提供上電，再次按下控制開關上的綠色啟動按鍵，設備就開啟了自動工作，首先通過螺旋震動上料平臺盤引導螺旋上材，接著通過上料板將螺旋送入下材料板中，使用槳葉機構，將螺釘移動到降落傘上，然后使用滑動滾柱引導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，鎖緊機構中的螺釘排列和螺母盒將發送真空管正下方的干凈螺釘和螺母連接板。利用真空輸出，根據孔的相應位置逐個插入螺釘，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定位置，進入批口，在末尾將電批嘴與相應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。設備工作過程中若發生應急事故時，可一鍵按下操控開關上的紅色急停按鍵，就可以進行剎車或切斷，方便事故修理和保障生產安全[1]。

2 螺絲自動上料裝置的整體設計

螺絲的自動上料裝置一般由上料機制、輸出機制、驅動生產機制、下料機制、推料機制、鎖定機制及其他的附屬設備等構成。上料機構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面設計了若干個防堵槽；而驅動調節機構則用來控制上料板的左右上下滑動，并推動撥片機關的動作。具體結構如圖1所示。

圖1 螺絲自動上料裝置結構

3 螺絲自動上料裝置的具體設計

3.1 上料機構設計

上料機構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動螺旋板上的螺釘逐一給料到給料平臺的槽中。目前，驅動控制機構控制進給平臺板的滑塊，當滑塊中的螺釘數量超過設定數量時，螺釘從進給板滑塊中進給槽的輸出口掉落，驅動控制機構控制進給板增加并開始進給，在提升進給板的過程中，其余未進料的螺釘落回進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面還設有了幾個防堵槽，并且在防堵槽中還設置了能夠伸縮接頭的防堵塊（圖2），并且在防堵塊內還設有了斜面擋板、接頭板，二者的夾角為30°～60°。

圖2 防堵塊

所設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到原來的突出狀態，并超過最終表面與槽阻塞的固定距離。在實際設計中，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，進入板料卡瓦中，斜邊板引導連接板在下部內部擰緊，當降落傘中的螺釘數量超過設定數量時，反卡瓦通過裝載平臺槽的下部，同時按下調節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推動，使底部防堵塊再次通過進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[3]。

3.2 輸送機構設計

輸送機構一般分為導軌、壓盤、槳葉機構、靠背座、支架等，一般用于將螺桿送入進料板滑塊中的真空排空機構。當加載板將螺釘推入料板的斜槽中，并將其推出導軌入口時，槳葉機構將螺釘拉入降落傘，當壓板被壓下時，可以防止螺釘在降落傘裝滿螺釘后跳出降落傘，槳葉機構每次都將螺釘移動到導軌上，將導軌輸出端的另一個螺釘壓在卸料機構準備好的卸料孔側。當撥料時，當有螺釘突出到滑槽中時可以使其迅速地推跌滑槽，而彈簧機構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的問題，從而降低了故障發生率。

3.3 推動控制機構設計

驅動控制系統一般分為進給輥、活動鉸鏈、固定鉸鏈、葉片離合器和進給離合器。導向調節機構一般用于驅動進料板實現左右進料，需要通過旋轉撥桿機構來移動物料。特殊應用方式：在裝載油缸的開發中，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，裝載平臺板可以進行提升運動，推動槳葉機構的槳葉，拉動導軌上的螺釘。同樣，當喂入輥滑動時，喂入板也可以滑動，同時與秸稈一起，按下撥桿機構撥桿，復位下一個撥桿[4]。

3.4 下料機構設計

落料機構主要包括滑動油缸、落料座、滑塊、推油缸、滑板、預落料口、鋼筋落料口、落料箱和落料管。操作時，螺釘通過導軌送至準備好的下料口的槽中，然后滑動氣缸引導滑塊從下料座滑動，并將螺釘引導至下料口，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設孔，完成初鎖。為了防止螺絲卡下材口，在滑塊上還設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。

當滑動輥驅動滑塊滑出真空座并將螺釘推入真空口時，推輥驅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，將螺釘逐一轉移到螺母連接板上孔的預定位置，至真空管出口，完成初步鎖定。

3.5 鎖緊機構的設計

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

3.6 附加的輔助安裝系統設計

其他設備結構還包括氣配柜、調節開關、成品框、螺釘原材料框、螺帽原材料框、安裝座、安裝板、氣泵等。氣配柜用來調節本設備的全部電源開關，和本設備在各工作環節的管理參數設置。而操控開關用來遙控設備的操作和制動，設備管理工作過程中若發生應急故障狀態時，可按下操控開關位置上的紅色急停按鍵，就可以進行制動或切斷，方便故障修理和保障產品安全。

4 螺絲自動供料系統行業發展前景

4.1 國家產業政策支持

螺絲自動供料系統是為國民經濟中各產業提供重要技術裝備的戰略性行業系統，是我國各行業產業提升、科技水平提升的關鍵保證和國家工業綜合能力的重要體現。我國高度重視該產業的發展狀況，制定了許多支持該產業發展的重要政策措施。

4.2 下游行業產業升級

近年來，由于中國工業當前正處在從傳統工業向智慧制造業的轉變升級過程中，各領域對螺絲及自動供料系統的需求都很大。尤其是近年來，隨著中國生產消費升級，以新能源車為典型的汽車上下游新細分市場大量出現，為智能螺絲車自動供料控制系統創造了新的發展契機[5]。

4.3 國民經濟持續穩定發展

螺絲及自動供料系統產業，是與國家宏觀經濟政策關聯較為密切的周期性行業。近年來，隨著我國國民經濟總體保持穩定增長的良好態勢，GDP 增長率一直保持在6%左右，宏觀經濟形勢也逐漸轉好，為產業的持續平穩健康增長奠定了堅實的外力保障。

5 結束語

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