水表机芯螺钉自动拧紧设备的设计

摘 要：针对目前水表机芯手动安装螺钉的情况，设计了一种带转盘的8工位自动送螺钉自动拧紧设备，通过振动盘把散螺钉排序后送到出钉口，然后由风批带动螺丝刀拧紧。该设备代替手工操作后，达到了降低劳动强度，提高劳动效率的目的。

关键词：螺钉；水表机芯；自动送钉

水表已成为人们生活供水中必备的仪表，社会需求量很大，而现有的水表机芯生产方式仍旧是以人工为主，不仅效率低下，而且随着人工成本的提高，生产成本也逐年增加。为此，专门设计了一种带转盘的8工位水表机芯螺钉自动拧紧设备，可以完成散钉排序并自动送钉，然后通过风批带动螺丝刀拧紧，完成机芯螺钉安装，提高了生产自动化程度和生产效率。

1 整体机械结构

图1是水表机芯螺钉自动拧紧设备整体机械结构图，主要包括机架、8工位转盘、拧紧装置、分钉装置、螺钉排序装置等几部分，只要工人把规格为ST2.2的自攻螺钉放入离心振动盘中，开动电源和气源后，就可以把螺钉逐个通过软管送到出钉口，风批带动螺丝刀拧紧。

振动盘通过线圈的通断电产生交变磁场，带动圆盘振动，把螺钉逐个送出，通过行钉轨使螺钉按钉尖向下、钉头向上排列，在重力的作用下，沿行钉轨滑向分钉装置。在每个行钉轨上安装计数开关，可以记录螺钉数量，同时，如果螺钉需要较少时，可以关闭振动盘，节约能源，避免螺钉积压。

分钉装置是连接振动盘与出钉口的桥梁，由气缸、分钉滑块构成，气缸带动分钉滑块往复移动，根据需要把行钉轨中的螺钉逐个送入软管，在压缩空气的作用下送到出钉口中。

拧紧装置由气缸、风批、螺丝刀、出钉口、检测开关等构成，负责把螺钉拧入水表机芯中。当水表机芯放到转盘并转到螺丝刀下面后，发出信号，在出钉口有螺钉的情况下，气缸带动出钉口下移，同时风批支架在气缸的带动下向下移动，风批在压缩空气的推动下旋转并带动螺丝刀把螺钉拧紧。风批支架到达下限位开关即完成拧紧，此时出钉口和风批均上升，圆转盘旋转45度，把下一个工位转到螺丝刀下面。圆转盘在导轨上，步进电动机通过齿轮带动转盘准确转动位置。

出钉口专门为水表机芯设计，由出钉口主体、橡胶圈、出钉口夹持器三部分构成，整套装置共装有三个出钉口分别与水表机芯相应的位置一一对应。

2 控制原理

控制部分选用工业PLC为控制器，完成对振动盘的开关控制、记录每个行钉轨道的螺钉数量、缺钉时报警提醒、风批、转盘、出钉口位置的确定、工位中有无水表机芯的确认等，具体工作过程如下：

通上电源后，振动盘开关打开，如果60秒后行钉轨（三个行钉轨任意一个）计数开关没有检测到螺钉，控制器认为振动盘中缺少螺钉，则停止振动盘，报警，提醒给振动盘加螺钉；当有螺钉通过时，计数开始，同时检测出钉口中有无螺钉，如没有，则电磁气控阀动作，为出钉口送钉，如仍未检测到螺钉，则报警，当三个行钉轨中螺钉数量积累到设定数目时，停振动盘。一切准备就绪后，启动转盘开关，检测到转盘到位且工位中有水表机芯时，出钉口气缸和风批支架气缸动作，完成螺钉拧紧。

3 结束语

试验证明，该自动拧紧设备可以实现自动送钉功能，使用者只要把散螺钉放入振动盘，把水表机芯放入转盘工位中，打开开关，即可通过出钉口和风批连续拧紧螺钉，每分钟最多可以完成水表机芯五个左右，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。