CN104057292A - 自动锁螺丝装置与一种汽车格栅的自动锁螺丝方法 - Google Patents
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Abstract
利用3个滑动机构调节自动拧螺丝工具与工件的相对位置，在螺丝锁头(1)下方设置圆锥形开口件(7)，每个送至螺丝锁头(1)的螺丝(44)卡止于圆锥形开口件的开口处且螺丝尖端部分外露并插入其对应螺丝孔，气缸(2)带动自动拧螺丝工具(23)下移时使受压弹簧(29)受力压缩，自动拧螺丝工具(23)转动拧螺丝时由弹簧推动拧杆(25)向下施压；由于自动拧螺丝工具转动前其拧杆已顶螺丝插入螺丝孔，能确保螺丝入孔时定位准确，不会偏斜异位；并且转动时由受压弹簧提供向下压力实现柔性力按压方式拧螺丝，拧螺丝动作稳定柔和，不会损坏工件；工作质量好，效率高；适合用于汽车格栅的自动锁螺丝。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动锁螺丝装置与一种汽车格栅的自动锁螺丝方法。
背景技术
自动拧螺丝工具与自动螺丝供应机的问世，大大提高了拧螺钉的速度。目前自动拧螺丝工具主要分为电动的与气动的，电动的俗称电批或电动螺丝刀，气动的俗称风批或风动螺丝刀。自动螺丝供应机主要采用振动盘筛选方式，输出方式分为连续供应式与间隔供应式。目前国内已经有众多厂家提供这种自动拧螺丝工具与自动螺丝供应机；部分厂家进一步提供将二者合在一起的自动锁螺丝装置，但目前这种自动锁螺丝装置方案主要有二种：一种是人工直接操控自动拧螺丝工具，通过人工肉眼判断，手工移动自动拧螺丝工具将其拧杆直接对准已放置在螺丝孔的待锁螺丝，一边启动自动拧螺丝工具转动一边用力住下按压，这样，人工操作的成份还是较高，因操作者技术不足或操作失误均会影响产品装配质量，操作者的熟练程度及行为习惯的差异，均会造成操作一致性差；另一种是采用三维移动装置操控自动拧螺丝工具的自动锁螺丝装置，采用气缸之类的动力装置代替人工住下按压转动中的自动拧螺丝工具；在自动拧螺丝工具的拧杆下面设置螺丝锁头，使从自动螺丝供应机输出的螺丝钉先卡止于螺丝锁头内，再由自动拧螺丝工具的拧杆顶落下至工件螺纹孔，后再拧紧；由于自动拧螺丝工具的拧杆下端顶其经出口管下落至工件螺纹孔，并且下落过程螺丝尖端朝下，螺丝在此过程很容易偏斜异位；另外单纯的刚性力按压方式拧螺丝很容易损坏工件、螺丝及自动拧螺丝工具。所以现有技术有侍进一步改进与提升。
本发明正是解决此问题。并进而为类似技术问题提供可行的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种自动锁螺丝装置与一种汽车格栅的自动锁螺丝方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种自动锁螺丝装置，用于汽车格栅工件(60)装配时自动锁螺丝，其机架包括底架(13)与龙门架(14)，底架(13)上设置第一滑板(15)及供其前后滑动的第一滑动机构；该第一滑板(15)上面设置工件搁置台，所述龙门架(14)的2个立柱(16)位于该第一滑板(15)的左右两侧，龙门架(14)的横梁(17)跨架在工件搁置台之上；所述横梁(17)上设置第二滑板(18)及供其沿该横梁(17)左右滑动的第二滑动机构，该第二滑板(18)前面设置自动锁螺丝机构；所述自动锁螺丝机构包括与第二滑板(18)连接的固定架(19)，所述固定架(19)前面设置第 三滑板(20)及供其沿该固定架(19)上下滑动的第三滑动机构；所述第三滑板(20)前面设置竖向直线导轨(21)及其竖向滑块(22)、自动拧螺丝工具(23)及其如权利要求1或2所述的螺丝锁头(1)，该自动拧螺丝工具(23)经夹持件(24)固定安装在竖向滑块(22)上，该螺丝锁头(1)固定安装在所述第三滑板(20)前面，自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)下端对准其竖向通道(2)；所述第三滑板(20)前面沿竖向还设置气缸(26)，该气缸(26)的活塞杆尾端加设连接杆(27)，该连接杆(27)经套装其下端外的固定片(28)固定连接所述夹持件(24)，所述连接杆(27)还套装有受压弹簧(29)；所述底架(13)上还设置自动螺丝供应机(30)，其螺丝出口由螺丝输送管连接至所述螺丝锁头(1)的斜向开口(3)。
进一步地，所述第一滑动机构为：在底架(13)上面沿纵向对称设置2条第一直线导轨(31)及其第一滑块(32)，且居中位置设置由第一伺服电机(33)驱动的第一丝杆(34)及第一丝杆螺母(35)，第一滑板(15)固定在所述第一滑块(32)及第一丝杆螺母(35)之上。
进一步地，所述第二滑动机构为：沿横向设置在所述横梁(17)前面的上下2条第二直线导轨(36)及其第二滑块(37)，其居中位置还设置由第二伺服电机(38)驱动的第二丝杆(39)及第二丝杆螺母(40)，第二滑板(18)后面与第二滑块(37)、第二丝杆螺母(40)固定连接，前面与固定架(19)固定连接。
进一步地，所述第三滑动机构为：该固定架(19)沿竖向二侧设置内滑槽(41)及其内滑块(51)，内滑槽(41)之间还设置由第三伺服电机(42)驱动的第三丝杆(43)，该内滑块(51)同时充作第三丝杆螺母，该内滑块(41)前面连接第三滑板(20)。
作为优选，所述工件搁置台由各分块组成，分为左块(44)、右块(45)、前块(46)、后块(47)及中块(48)，各分块表面形状均与待装配的汽车格栅工件(60)的相应部位的表面形状相配；在其左块(44)与右块(45)的附近各自设置压紧气缸(49)，所述压紧气缸(49)的活塞杆连接压块(50)。
进一步地，所述自动锁螺丝机构与第二滑板(18)沿所述龙门架(14)横梁(17)设置为左右2个，与第二滑板(18)固定连接的第二滑块(37)也设置为左右2组，并共同沿所述2条第二直线导轨(36)布置；所述第二丝杆(39)分左右2根对称布置，其各自配置的2个第二伺服电机(38)分别位于其左右两端，与各自第二滑板(18)的后板固定连接的2个第二丝杆螺母(40)套装在各自第二丝杆(39)上；相应的，所述自动螺丝供应机(30)也设置为左右2个，分别布置在所述龙门架(14)的2个立柱(16)前面的底架(13)上面，其螺丝出口各自用螺丝输送管连接至所述螺丝锁头(1)的斜向开口(3)。
一种汽车格栅的自动锁螺丝方法，其特征在于，使用以上所述的自动锁螺丝装置，先 将待锁螺丝的汽车格栅工件(60)放置在所述工件搁置台上固定或夹紧；每锁一枚螺丝，包括以下步骤：步骤1：按设定顺序，启动第一伺服电机(33)与/或第二伺服电机(38)与/或第三伺服电机(42)，按设定顺序依次将所述自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)对准工件(60)的该螺丝孔并保留合适高度，同时或先后，所述自动螺丝供应机(30)在上一枚被拧入后，筛选并以尖端朝前方式发射下一枚螺丝(44)，该螺丝(44)经螺丝输送管及螺丝锁头(1)的斜向开口(3)卡止于圆锥形开口件(7)，螺丝(44)的尖端部分外露；步骤2：启动所述气缸(26)，其活塞杆带动自动拧螺丝工具(23)随所述竖向滑块(22)向下移动至其拧杆(25)下端与螺丝帽盖触碰啮合，此时待锁螺丝(44)仍卡止于圆锥形开口件(7)内，但其外露的螺丝尖端部分已经插入其对应螺丝孔，气缸(26)的活塞杆继续向下移动设定距离后停止，此时套装在所述连接杆(27)上的受压弹簧(29)受力压缩，自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)施加给螺丝帽盖的竖向推力就是受压弹簧(29)所受的回复弹力；步骤3：启动所述自动拧螺丝工具(23)转动，螺丝(44)在拧杆(25)施加的旋转扭力与竖向推力的双重作用下向下移动拧紧。
作为优选，使用上述自动锁螺丝机构与第二滑板(18)设置为左右2个的自动锁螺丝装置，左右2个自动锁螺丝机构同步工作。
本发明一种自动锁螺丝装置与一种汽车格栅的自动锁螺丝方法，利用3个滑动机构调节自动拧螺丝工具(23)与工件(60)的相对位置，在螺丝锁头(1)下方设置圆锥形开口件(7)，每个送至螺丝锁头(1)的螺丝(44)卡止于圆锥形开口件(7)的开口处且螺丝尖端部分外露并插入其对应螺丝孔，气缸2带动自动拧螺丝工具(23)下移时使受压弹簧(29)受力压缩，自动拧螺丝工具(23)转动拧螺丝(44)时由弹簧(29)推动拧杆(25)向下施压；由于自动拧螺丝工具转动前其拧杆已顶螺丝插入螺丝孔，能确保螺丝(44)入孔时定位准确，不会偏斜异位；并且转动时由受压弹簧(29)提供向下压力实现柔性力按压方式拧螺丝，拧螺丝动作稳定柔和，不会损坏工件；工作质量好，效率高；尤其适合用于汽车格栅的自动锁螺丝。
附图说明
图1为作为本发明工件的汽车格栅组件示意图；
图2为该汽车格栅底件示意图；
图3为该汽车格栅盖件示意图；
图4为本发明自动锁螺丝装置正面示意图；
图5为本发明自动锁螺丝装置装上工件后的正面示意图；
图6为本发明自动锁螺丝装置背面示意图；
图7为本发明自动锁螺丝装置隐藏横梁(17)状态的背面示意图；
图8为本发明装置中的自动锁螺丝机构左侧透视立体示意图；
图9为本发明装置中的自动锁螺丝机构右侧透视立体示意图；
图10为本发明固定架(19)立体示意图；
图11为本发明气缸(26)组件立体示意图；
图12为本发明自动拧螺丝工具(23)及其螺丝锁头(1)组件立体示意图；
图13为本发明螺丝锁头(1)立体示意图；
图14为本发明螺丝锁头(1)中的螺丝输入部(1A)仰视立体示意图；
图15为本发明螺丝锁头(1)中的螺丝输出部(1B)立体示意图；
具体实施方式
下面以图1至图3所示的汽车格栅作为工件60说明本发明的具体实施方式。
该汽车格栅工件60如图1所示，由底件60A与盖件60B组装而成，底件60A如图2所示，底件60A上面设有多个凸起的筋壁，与多个螺纹底孔；盖件60B如图3所示，盖件60B上面也设有多个凸起的筋壁，与多个螺纹盖孔；底件60A与盖件60B之间用众多的螺丝连接，所以适合采用自动锁螺丝装置。
本发明自动锁螺丝装置如图4至图7所示，用于汽车格栅工件60装配时自动锁螺丝，其机架包括底架13与龙门架14，底架13上设置第一滑板15及供其前后滑动的第一滑动机构；该第一滑板15上面设置工件搁置台，龙门架14的2个立柱16位于该第一滑板15的左右两侧，龙门架14的横梁17跨架在工件搁置台之上；横梁17上设置第二滑板18及供其沿该横梁17左右滑动的第二滑动机构，该第二滑板18前面设置自动锁螺丝机构；如图8、图9所示，自动锁螺丝机构包括与第二滑板18连接的固定架19，固定架19前面设置第三滑板20及供其沿该固定架19上下滑动的第三滑动机构；第三滑板20前面设置竖向直线导轨21及其竖向滑块22、自动拧螺丝工具23及其螺丝锁头1，该自动拧螺丝工具23经夹持件24固定安装在竖向滑块22上，该螺丝锁头1固定安装在第三滑板20前面，自动拧螺丝工具23的拧杆25下端对准螺丝锁头1的竖向通道2；第三滑板20前面沿竖向还设置气缸26，该气缸26的活塞杆尾端加设连接杆27，该连接杆27经套装其下端外的固定片28固定连接夹持件24，连接杆27还套装有受压弹簧29；气缸26组件的具体结构如图11所示。另外，该气缸26内的活塞头部设有磁环，在气缸26外壁设定的上止位、下止位分别设置上磁性感应器26A与下上磁性感应器26B。自动拧螺丝工具23及其螺丝锁头1组件的具体结构如图12所示。底架13上还设置自动螺丝供应机30，其螺丝出口由螺丝输送管连接至螺丝锁头1的斜向开口3。目前国内有多家公司能够按需求方要求规格提供这种自动螺丝供应机30，可直接向它们订购。螺丝输送管可采用透明塑料管，透明塑料管的内径必须至少大于相应螺丝的帽盖的外径，而必须小于相应螺丝的长度，使螺丝在透明塑料管内不能翻转或倾倒。
第一滑动机构的具体方案如图4、图6所示，在底架13上面沿纵向对称设置2条第一 直线导轨31及其第一滑块32，且居中位置设置由第一伺服电机33驱动的第一丝杆34及第一丝杆螺母35，第一滑板15固定在第一滑块32及第一丝杆螺母35之上。
第二滑动机构的具体方案如图4、图7所示，沿横向设置在横梁17前面的上下2条第二直线导轨36及其第二滑块37，其居中位置还设置由第二伺服电机38驱动的第二丝杆39及第二丝杆螺母40，第二滑板18后面与第二滑块37、第二丝杆螺母40固定连接，前面与固定架19固定连接。
第三滑动机构的具体方案如图8、图9所示，该固定架19沿竖向二侧设置内滑槽41及其内滑块51，内滑槽41之间还设置由第三伺服电机42驱动的第三丝杆43，该内滑块51同时充作第三丝杆螺母，该内滑块41前面连接第三滑板20。
如图4、图6所示，工件搁置台由各分块组成，分为左块44、右块45、前块46、后块47及中块48，各分块表面形状均与待装配的汽车格栅工件60的相应部位的表面形状相配；在其左块44与右块45的附近各自设置压紧气缸49，压紧气缸49的活塞杆连接压块50。装上汽车格栅工件60后的状态如图5所示。
本发明螺丝锁头1，如图13所示，包括相互连接的螺丝输入部1A与螺丝输出部1B，该螺丝输入部1A如图13、图14所示，包括竖向通道2，与接收螺丝的斜向开口3；螺丝输出部1B如图13、图15所示，包括与螺丝输入部连接的圆筒状联接件4，联接件4下面设置圆锥形开口件7。
进一步地，针对如图1至图3所示的汽车格栅之类的大型工件60，如图5、图7所示，自动锁螺丝机构与第二滑板18沿龙门架14横梁17设置为左右2个，与第二滑板18固定连接的第二滑块37也设置为左右2组，并共同沿2条第二直线导轨36布置；第二丝杆39分左右2根对称布置，其各自配置的2个第二伺服电机38分别位于其左右两端，与各自第二滑板18的后板固定连接的2个第二丝杆螺母40套装在各自第二丝杆39上；相应的，自动螺丝供应机30也设置为左右2个，分别布置在龙门架14的2个立柱16前面的底架13上面，其螺丝出口各自用螺丝输送管连接至所述螺丝锁头1的斜向开口3。这样可以控制左右2个自动锁螺丝机构同时工作，进一步提升自动锁螺丝装置的工作效率。
使用以上所述的本发明自动锁螺丝装置，可以优质、高效地完成以图1至图3所示的汽车格栅作为工件60的自动锁螺丝工作，先将待锁螺丝的汽车格栅工件60放置在工件搁置台上固定或夹紧；每锁一枚螺丝，包括以下步骤：步骤1：按设定顺序，启动第一伺服电机33与/或第二伺服电机38与/或第三伺服电机42，按设定顺序依次将自动拧螺丝工具23的拧杆25对准工件60的该螺丝孔并保留合适高度，同时或先后，自动螺丝供应机30在上一枚被拧入后，筛选并以尖端朝前方式发射下一枚螺丝(44)，该螺丝44经螺丝输送管 及螺丝锁头1的斜向开口3卡止于圆锥形开口件7，螺丝44的尖端部分外露；具体可利用气缸26内活塞头部的磁环及其上磁性感应器26A或下磁性感应器26B发出上信号，指示下一枚螺丝44的发射；步骤2：启动气缸26，其活塞杆带动自动拧螺丝工具23随竖向滑块22向下移动至其拧杆25下端与螺丝帽盖触碰啮合，此时待锁螺丝44仍卡止于圆锥形开口件7内，但其外露的螺丝尖端部分已经插入其对应螺丝孔，气缸26的活塞杆继续向下移动设定距离后停止，此时套装在连接杆27上的受压弹簧29受力压缩，自动拧螺丝工具23的拧杆25施加给螺丝帽盖的竖向推力就是受压弹簧29所受的回复弹力；步骤3：启动自动拧螺丝工具23转动，螺丝44在拧杆25施加的旋转扭力与竖向推力的双重作用下向下移动拧紧。还可选用图4、图5所示的配置左右2个自动锁螺丝机构的自动锁螺丝装置，实现2个自动锁螺丝机构同步工作。
另外，本专利申请文件中左、右、前、后等所称方位，仅相对本专利申请图的表示便于表述而言，并不构成对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种自动锁螺丝装置，用于汽车格栅工件(60)装配时自动锁螺丝，其机架包括底架(13)与龙门架(14)，底架(13)上设置第一滑板(15)及供其前后滑动的第一滑动机构；该第一滑板(15)上面设置工件搁置台，所述龙门架(14)的2个立柱(16)位于该第一滑板(15)的左右两侧，龙门架(14)的横梁(17)跨架在工件搁置台之上；所述横梁(17)上设置第二滑板(18)及供其沿该横梁(17)左右滑动的第二滑动机构，该第二滑板(18)前面设置自动锁螺丝机构；所述自动锁螺丝机构包括与第二滑板(18)连接的固定架(19)，所述固定架(19)前面设置第三滑板(20)及供其沿该固定架(19)上下滑动的第三滑动机构；所述第三滑板(20)前面设置竖向直线导轨(21)及其竖向滑块(22)、自动拧螺丝工具(23)及其螺丝锁头(1)，该自动拧螺丝工具(23)经夹持件(24)固定安装在竖向滑块(22)上，该螺丝锁头(1)固定安装在所述第三滑板(20)前面，自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)下端对准其竖向通道(2)；所述第三滑板(20)前面沿竖向还设置气缸(26)，该气缸(26)的活塞杆尾端加设连接杆(27)，该连接杆(27)经套装其下端外的固定片(28)固定连接所述夹持件(24)，所述连接杆(27)还套装有受压弹簧(29)；所述底架(13)上还设置自动螺丝供应机(30)，其螺丝出口由螺丝输送管连接至所述螺丝锁头(1)的斜向开口(3)。
2.如权利要求1所述的自动锁螺丝装置，其特征在于，所述第一滑动机构为：在底架(13)上面沿纵向对称设置2条第一直线导轨(31)及其第一滑块(32)，且居中位置设置由第一伺服电机(33)驱动的第一丝杆(34)及第一丝杆螺母(35)，第一滑板(15)固定在所述第一滑块(32)及第一丝杆螺母(35)之上。
3.如权利要求1所述的自动锁螺丝装置，其特征在于，所述第二滑动机构为：沿横向设置在所述横梁(17)前面的上下2条第二直线导轨(36)及其第二滑块(37)，其居中位置还设置由第二伺服电机(38)驱动的第二丝杆(39)及第二丝杆螺母(40)，第二滑板(18)后面与第二滑块(37)、第二丝杆螺母(40)固定连接，前面与固定架(19)固定连接。
4.如权利要求1所述的自动锁螺丝装置，其特征在于，所述第三滑动机构为：该固定架(19)沿竖向二侧设置内滑槽(41)及其内滑块(51)，内滑槽(41)之间还设置由第三伺服电机(42)驱动的第三丝杆(43)，该内滑块(51)同时充作第三丝杆螺母，该内滑块(41)前面连接第三滑板(20)。
5.如权利要求1所述的自动锁螺丝装置，其特征在于，所述工件搁置台由各分块组成，分为左块(44)、右块(45)、前块(46)、后块(47)及中块(48)，各分块表面形状均与待装配的汽车格栅工件(60)的相应部位的表面形状相配；在其左块(44)与右块(45)的附近各自设置压紧气缸(49)，所述压紧气缸(49)的活塞杆连接压块(50)。
6.如权利要求1至5任一项所述的自动锁螺丝装置，其特征在于，所述自动锁螺丝机构与第二滑板(18)沿所述龙门架(14)横梁(17)设置为左右2个，与第二滑板(18)固定连接的第二滑块(37)也设置为左右2组，并共同沿所述2条第二直线导轨(36)布置；所述第二丝杆(39)分左右2根对称布置，其各自配置的2个第二伺服电机(38)分别位于其左右两端，与各自第二滑板(18)的后板固定连接的2个第二丝杆螺母(40)套装在各自第二丝杆(39)上；相应的，所述自动螺丝供应机(30)也设置为左右2个，分别布置在所述龙门架(14)的2个立柱(16)前面的底架(13)上面，其螺丝出口各自用螺丝输送管连接至所述螺丝锁头(1)的斜向开口(3)。
7.一种汽车格栅的自动锁螺丝方法，其特征在于，使用如权利要求1至5任一项所述的自动锁螺丝装置，先将待锁螺丝的汽车格栅工件(60)放置在所述工件搁置台上固定或夹紧；每锁一枚螺丝，包括以下步骤：步骤1：按设定顺序，启动第一伺服电机(33)与/或第二伺服电机(38)与/或第三伺服电机(42)，按设定顺序依次将所述自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)对准工件(60)的该螺丝孔并保留合适高度，同时或先后，所述自动螺丝供应机(30)在上一枚被拧入后，筛选并以尖端朝前方式发射下一枚螺丝(44)，该螺丝(44)经螺丝输送管及螺丝锁头(1)的斜向开口(3)卡止于圆锥形开口件(7)，螺丝(44)的尖端部分外露；步骤2：启动所述气缸(26)，其活塞杆带动自动拧螺丝工具(23)随所述竖向滑块(22)向下移动至其拧杆(25)下端与螺丝帽盖触碰啮合，此时待锁螺丝(44)仍卡止于圆锥形开口件(7)内，但其外露的螺丝尖端部分已经插入其对应螺丝孔，气缸(26)的活塞杆继续向下移动设定距离后停止，此时套装在所述连接杆(27)上的受压弹簧(29)受力压缩，自动拧螺丝工具(23)的拧杆(25)施加给螺丝帽盖的竖向推力就是受压弹簧(29)所受的回复弹力；步骤3：启动所述自动拧螺丝工具(23)转动，螺丝(44)在拧杆(25)施加的旋转扭力与竖向推力的双重作用下向下移动拧紧。
8.如权利要求7所述的自动锁螺丝方法，其特征在于，使用如权利要求6所述的自动锁螺丝装置，左右2个自动锁螺丝机构同步工作。
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