CN102909549B - 自动打螺丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动打螺丝机，旨在提供一种能自动对产品位置校正、提高生产效率、产出产品一致性好质量高以及降低生产成本的自动打螺丝机。该发明包括安装板（1）和电气控制系统，该安装板（1）上设有电机（2）、分割器（3）、转盘（4）、螺丝枪（5）和送料机构，所述转盘（4）上设有多个用于定位产品的夹具（6），所述螺丝枪（5）、所述送料机构通过送料管相连接，所述自动打螺丝机还包括设置在所述安装板（1）上的螺丝枪移动机构以及校正机构，所述螺丝枪（5）设置在所述螺丝枪移动机构上并位于所述转盘（4）的上方，所述校正机构位于所述转盘（4）的上方。

Description

自动打螺丝机

技术领域

本发明涉及一种自动打螺丝机。

背景技术

在电子、汽车、家电产品、机械产品、数码产品、玩具等等各个行业的装配过程中，采用螺钉连接是最常见的手段。因此在这些产品的装配过种中，拧螺钉便成为一种最基本的操作。在传统的装配工艺中采用手动螺丝刀拧螺钉对产品进行装配，这种原始的手动操作方式需要较多的装配人员，其效率低、产量低操作不一致，产品质量得不到保证。随着社会的发展和科学技术的进步，人们发明了适应大批量生产以及机械化操作的电动螺丝刀。这种电动螺丝刀的出现为提高生产效率，降低劳动强度起到了积极的作用。然而，使用这种电动螺丝刀仍然需要用手动来配合抓取螺钉，并校正放进螺纹孔中，再使用电动螺丝刀拧紧。这种方式相对于手动的螺丝刀拧紧提高了效率，但是随着现代化建设的步伐加快，人民生活的水平提高，对电子、家电、汽车、玩具等各类产品的需求也越来越大，各类的自动化生产模式与装配流水线等大量的技术革新。现有的手动螺丝刀拧紧或电动的螺丝刀拧紧方式已经不能适应机械化与自动化大规模生产的需求。

公开号为101879710A公开了一种自动打螺丝机，包括机座，在机座内设计有电机和分割器，在机座上设计有一转盘，电机带动分割器，分割器带动转盘，还包括电气控制箱、触摸屏、送料机构、打螺丝机构和检料机构，电气控制箱与机座设计在一起，触摸屏、送料机构、打螺丝机构和检料机构分别围绕转盘设计在机座上，触摸屏、送料机构、打螺丝机构和检料机构分别电性连接电气控制箱。对比原来手动或电动螺丝刀，这种自动打螺丝机可以实现机械化和自动化的大规模生产，然而在使用过程中我们发现，因为打螺丝机构只能做机械式上下运动，而不能做其他位置的平移运动，故打螺丝机构在转盘的某一旋转工件位上只能对一个指定位置进行打螺丝加工，假使在一个旋转工件位有多处需要打螺丝加工，就需要安装多个打螺丝机构才能实现，但是对应的生产成本就大幅度提高。另外，这种自动打螺丝机对产品置位的要求高，因此在加工过程中常常会因为产品没有放置好而影响打螺丝的质量，产品一致性难以达到要求，严重时还可能损坏产品或机器，也会导致生产成本的提高。因此各个生产厂家希望能有一种自动化程度高，又能大力提高生产效率及保证打螺丝质量的打螺丝机来满足当前机械化与自动化大规模生产的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能自动对产品位置校正、提高生产效率、产出产品一致性好质量高以及降低生产成本的自动打螺丝机。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括安装板和电气控制系统，该安装板上设有电机、分割器、转盘、螺丝枪和送料机构，所述电机与所述电气控制系统电连接并驱动所述分割器旋转，所述分割器带动所述转盘转动，所述转盘设有多个用于定位产品的夹具，所述螺丝枪、所述送料机构通过送料管相连接，所述自动打螺丝机还包括设置在所述安装板上的螺丝枪移动机构以及校正机构，所述螺丝枪设置在所述螺丝枪移动机构上并位于所述转盘的上方，所述校正机构位于所述转盘的上方。

优选地，所述螺丝枪移动机构包括X轴移动平台、Y轴移动平台、Z轴移动平台，所述X轴移动平台设置在所述Y轴移动平台上并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴移动平台设置在所述X轴移动平台上并能沿X轴方向往返运动，所述螺丝枪设置在所述Z轴移动平台上。因此，在所述X轴移动平台、所述Y轴移动平台、所述Z轴移动平台的共同作用下，所述螺丝枪可以到达所述转盘的任意位置进行加工。

优选地，所述校正机构包括支撑架、校正销以及能沿着所述支撑架上下运动的滑块，所述校正销设置在所述滑块上并位于所述转盘的上方，所述校正销用来校正产品的螺丝孔位置与所述转盘的相对位置是否一致。

优选地，所述安装板上设有支架，所述支架上设有与所述电气控制系统电连接的感应器，所述感应器位于所述转盘的上方，所述感应器用来判断产品或夹具的位置，也可以判断有无产品或夹具。

优选地，所述送料机构包括物料台以及设置在所述物料台上螺旋结构的螺丝盘，所述转动电机与所述电气控制系统电连接并与所述螺丝盘转动连接，所述螺丝盘底部设有用于引发振动的电磁铁和弹簧片，所述螺丝盘与所述送料管的连接处设有螺丝导料道。

优选地，所述电气控制系统包括PLC控制器、操作平台、显示器，所述操作平台及显示器与所述PLC控制器电连接。

优选地，所述自动打螺丝机还包括机架，所述电气控制系统、所述安装板分别安装在所述机架的上部、中部，所述机架的下部设有功能箱，所述机架的侧部设有废料盒。

本发明的有益效果是：上述结构的自动打螺丝机，对比现有技术，由于安装有所述螺丝枪移动机构以及校正机构，所述螺丝枪安装在所述螺丝枪移动机构上并位于所述转盘的上方，在所述螺丝枪移动机构的带动下，所述螺丝枪能到达所述转盘上的任意位置进行加工，特别是对于在转盘的一个旋转工位上的多次加工，使用方便；所述校正机构位于所述转盘的上方，在加工过程中，取代人用手校正，能全自动校正产品的螺丝孔位置与所述转盘的相对位置。因此，本发明的工作效率高，得到的产品一致性和质量好，产品的合格率上升的同时对机器损伤小，降低生产成本，从而满足当前机械化与自动化大规模生产的需要，为用户带来良好的经济效益。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的转盘部分俯视结构示意图；

图3是本发明的转盘部分侧视结构示意图；

图4是本发明的打螺丝部分结构示意图；

图5是本发明的螺丝枪移动机构部分结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明公开了一种自动打螺丝机，包括安装板1和电气控制系统，所述安装板1由铁板加工制成，所述电气控制系统包括PLC控制器、操作平台18、显示器19，所述操作平台18及显示器19均与所述PLC控制器电连接，通过所述PLC控制器可以写入在工作时打螺丝机所要用到的程序指令，这些程序指令用于控制打螺丝机各个部分的具体运作，在所述操作平台18上可以进行具体操作，而打螺丝机的运行状态会在所述显示器19显示出来，方便工作人员观察。所述安装板1上设有电机2、分割器3、转盘4、螺丝枪5和送料机构，所述电机2与所述电气控制系统电连接，所述电机2的转动使所述分割器3旋转，所述分割器3又带动所述转盘4转动，在所述转盘4设有多个夹具6，待装配的产品通过所述夹具6被定位及固定在所述转盘4上，所述送料机构用于放置待装配的螺丝并通过送料管17与所述螺丝枪5管道连接，工作时，螺丝通过所述送料管17被输送至所述螺丝枪5内的指定位置。所述自动打螺丝机还包括设置在所述安装板1上的螺丝枪移动机构以及校正机构，所述螺丝枪5设置在所述螺丝枪移动机构上并位于所述转盘4的上方。在所述PLC控制器上所设定移动程序指令，所述螺丝枪移动机构根据这些移动程序指令将所述螺丝枪5移动到要加工或装配的指定位置。所述校正机构也位于所述转盘4的上方，所述校正机构用来校正产品的螺丝孔位置与所述转盘4的相对位置。在实际应用中，当所述转盘4旋转到其中一个夹具的工装位置，假使该工装位置位于所述螺丝枪5的下方，可以使下一个夹具的工装位置刚好位于所述校正机构的下方。因此，当所述螺丝枪5对一个工装位置的夹具中的产品进行装配时，所述校正机构同时对下一个工装位置的夹具中的产品进行校正，由此循环进行，使装配好的产品一致性更高，质量好。

所述螺丝枪移动机构包括X轴移动平台15、Y轴移动平台14、Z轴移动平台16，所述X轴移动平台15设置在所述Y轴移动平台14上并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴移动平台16设置在所述X轴移动平台15上并能沿X轴方向往返运动，所述螺丝枪5设置在所述Z轴移动平台16上。具体地，所述Y轴移动平台14包括导轨Ⅰ23、滑板Ⅰ24、步进电机Ⅰ25及滚珠丝杠Ⅰ26，所述导轨Ⅰ23固定连接在所述安装板1上，所述滑板Ⅰ24与所述导轨Ⅰ23滑动连接，所述步进电机Ⅰ25驱动所述滚珠丝杆Ⅰ26的一端，所述滚珠丝杆Ⅰ26的另一端与所述滑板Ⅰ24固定连接，由此实现所述螺丝枪5在Y轴方向上的运动。所述X轴移动平台15包括导轨Ⅱ27、滑板Ⅱ28、步进电机Ⅱ29及滚珠丝杠Ⅱ30，所述导轨Ⅱ27与所述滑板Ⅰ24固定连接，步进电机Ⅱ29驱动所述滚珠丝杠Ⅱ30的一端，所述滚珠丝杠Ⅱ30的另一端与所述滑板Ⅱ28固定连接，由此实现所述螺丝枪5在X轴方向上的运动。所述Z轴移动平台16包括固定板31，所述固定板31与所述滑板Ⅱ28固定连接，所述螺丝枪5固定设置在所述固定板28上，所述螺丝枪5本身的枪头就可以实现在Z轴方向上的运动。在相应程序指令的控制下，最终可以使所述螺丝枪5准确地实现上述的X轴、Y轴及Z轴方向的运动，到达指定位置。因此，在所述X轴移动平台15、所述Y轴移动平台14及所述Z轴移动平台16的共同作用下，所述螺丝枪5可以到达所述转盘4上方的任意位置进行加工，特别是能满足在所述转盘4的一个旋转工位上，对同一产品的多个位置进行装配，大大提高生产效率。

所述螺丝枪为现有技术，它包括枪体，所述枪体内设有位移感应器、扭力感应器、螺丝刀、螺丝批、伺服电机Ⅰ以及伺服电机Ⅱ，所述位移感应器、所述扭力感应器、所述伺服电机Ⅰ以及所伺服电机Ⅱ分别与所述电气控制系统电连接，所述伺服电机Ⅰ控制所述螺丝刀上下运动，所述螺丝批与所述伺服电机Ⅱ的输出轴转动连接，可以实现打螺丝动作。工作时，螺丝进入所述枪体内，所述螺丝批真空吸住螺丝，所述伺服电机Ⅰ控制所述螺丝刀垂直向下，接触到产品后，所述所述伺服电机Ⅱ带着所述螺丝批转动并开始打螺丝工作。所述位移感应器反馈所述螺丝刀运动的位移以及打螺丝的深度数据，所述扭力感应器反馈扭矩数据，防止因打螺丝深度过大或扭力过大而生产出废品，提高产品质量。

所述校正机构包括支撑架8、校正销9以及能沿着所述支撑架8上下运动的滑块10，所述校正销9设置在所述滑块10上并位于所述转盘4的上方，所述校正销9用来校正产品的螺丝孔位置与所述转盘4的相对位置。具体地可以用电机驱动所述滑块10运动，该电机与所述电气控制系统电连接，由此通过对应程序指令控制所述滑块10的运动，进而带动所述校正销9上下运动，实现校正工作。本发明中，由于有了所述校正机构，人们只需把产品放置在所述夹具上，不需要人工校正，大大节省了人力物力，并且校正的效率及精度也得到大大提高，装配产品的一致性好。

所述安装板1上设有支架11，所述支架11上设有与所述电气控制系统电连接的感应器12，所述感应器12位于所述转盘4的上方，所述感应器12用来判断在装配过程中所述转盘4上的产品或夹具的位置，也可以判断有无产品或夹具，并将信息反馈给所述电气控制系统。如果判断到所述转盘4的其中一个工装位置无产品或夹具，当所述转盘4旋转至该工装位置时，程序指令控制所述螺丝枪5不动作，这样可以有效避免所述螺丝枪5因空操作而造成螺丝浪费或损坏所述转盘4及所述夹具6等问题。

所述送料机构包括物料台17以及设置在所述物料台17上螺旋结构的螺丝盘，所述螺丝盘底部设有用于引发振动的电磁铁和弹簧片，所述螺丝盘与所述送料管7的连接处设有螺丝导料道，所述螺丝导料道只允许螺丝在某一摆放状态（比如正立或倒立）通过，再进入所述送料管7到达所述螺丝枪5内。工作时，在电磁铁和弹簧片的共同作用下，所述螺丝盘发出高频振动并将螺丝排列成规则的形状，沿着螺旋壁往所述螺丝导料道输送，到达所述螺丝导料道时，符合摆放状态的螺丝进入所述螺丝导料道，再流入所述送料管7最后到达螺丝枪内，不符合的又落回到所述螺丝盘底部，由此循环。

为了使本发明的整体结构更加紧凑，所述自动打螺丝机还包括机架20，其中，所述电气控制系统、所述安装板分别安装在所述机架20的上部、中部，所述机架的下部设有功能箱21，所述功能箱可以用作机器的配电箱，还可以用作工具箱，所述机架的侧部设有废料盒22，便于在加工过程中将合格品与废料分开放置。

综上，本发明的工作流程为：根据产品的装配路径，在所述PLC控制器上写入所需的程序指令，将螺丝放入所述螺丝盘中并开启振动，对螺丝进行筛选排列，待螺丝进入所述螺丝枪并被螺丝批吸住后，准备就绪；将待装配的产品固定在所述夹具6上，启动打螺丝机，此时相对应的程序指令使所述电机2工作，进而使所述转盘4转动，由于所述分割器3的作用，所述转盘4转动至设定的角度后停下，此时所述转盘4停留的位置刚好是其中的一个工装位置，所述校正机构下方正好有一夹具并夹持着产品，在对应程序指令的控制下，所述校正机构对该产品进行精准校正，由于所述感应器检测到当前旋转位置下所述螺丝枪5的下方无产品，因此所述螺丝枪5不动作；校正完成后，所述转盘4继续旋转到下一个工装位置，此时被校正好的工装位置刚好位于所述螺丝枪5的下方，对应的程序指令通过所述螺丝枪移动平台带动所述螺丝枪5对同一产品的多个位置进行快速装配，与此同时，所述校正机构对其下方的夹具及产品进行校正，为下一步的装配做准备；装配完成后，所述转盘4继续旋转到下一装配工位，当所述螺丝枪5进行装配工作时，取下完成装配的产品并重新放置待装配的产品，由此循环作业。

本发明广泛应用于打螺丝装配领域。

Claims (6)

1.一种自动打螺丝机，包括安装板（1）和电气控制系统，该安装板（1）上设有电机（2）、分割器（3）、转盘（4）、螺丝枪（5）和送料机构，所述电机（2）与所述电气控制系统电连接并驱动所述分割器（3）旋转，所述分割器（3）带动所述转盘（4）转动，所述转盘（4）上设有多个用于定位产品的夹具（6），所述螺丝枪（5）、所述送料机构通过送料管（7）相连接，其特征在于：所述自动打螺丝机还包括设置在所述安装板（1）上的螺丝枪移动机构以及校正机构，所述螺丝枪（5）设置在所述螺丝枪移动机构上并位于所述转盘（4）的上方，所述校正机构位于所述转盘（4）的上方，所述校正机构包括支撑架（8）、校正销（9）以及能沿着所述支撑架（8）上下运动的滑块（10），所述校正销（9）设置在所述滑块（10）上并位于所述转盘（4）的上方。

2.根据权利要求1所述的自动打螺丝机，其特征在于：所述螺丝枪移动机构包括X轴移动平台（15）、Y轴移动平台（14）以及Z轴移动平台（16），所述X轴移动平台（15）设置在所述Y轴移动平台（14）上并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴移动平台（16）设置在所述X轴移动平台（15）上并能沿X轴方向往返运动，所述螺丝枪（5）设置在所述Z轴移动平台（16）上。

3.根据权利要求1或2所述的自动打螺丝机，其特征在于：所述安装板（1）上设有支架（11），所述支架（11）上设有与所述电气控制系统电连接的感应器（12），所述感应器（12）位于所述转盘（4）的上方。

4.根据权利要求3所述的自动打螺丝机，其特征在于：所述送料机构包括物料台（17）以及设置在所述物料台（17）上螺旋结构的螺丝盘，所述螺丝盘底部设有用于引发振动的电磁铁和弹簧片，所述螺丝盘与所述送料管（7）的连接处设有螺丝导料道。

5.根据权利要求4所述的自动打螺丝机，其特征在于：所述电气控制系统包括PLC控制器、操作平台（18）、显示器（19），所述操作平台（18）及显示器（19）与所述PLC控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的自动打螺丝机，其特征在于：所述自动打螺丝机还包括机架（20），所述电气控制系统、所述安装板（1）分别安装在所述机架的上部、中部，所述机架（20）的下部设有功能箱（21），所述机架（20）的侧部设有废料盒（22）。