CN105014368B - 可调式多轴自动锁螺丝机及其位置调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式多轴自动锁螺丝机及其位置调节方法，该锁螺丝机包括机架、盛物台、龙门框架、多个锁螺丝机构、可调节锁螺丝机构在X轴移动的位置调节机构、可带动锁螺丝机构上下运动的Z轴运动机构、可带动盛物台或锁螺丝机构移动的Y轴运动机构以及控制机构；所述的位置调节机构包括固定在龙门框架上的螺母旋转式丝杠副，该螺母旋转式丝杠副上根据锁螺丝机构的数量设置有多个螺母，每个螺母设置有一个X轴螺母座与相应的锁螺丝机构固定连动，每个锁螺丝机构配备有一个X轴电机通过传动机构与相应的螺母连接传动。本发明各锁螺丝机构之间的相对位置可以调节，以适应待锁工件上各螺丝孔位，这样即可实现工件上一排多个螺丝孔位的同时锁附。

Description

可调式多轴自动锁螺丝机及其位置调节方法

技术领域

本发明涉及螺丝锁附设备领域，尤其涉及一种可调式多轴自动锁螺丝机及其位置调节方法。

背景技术

由于平板电视的尺寸型号多、背板面积大，需要锁附的螺丝长度短、螺帽直径大、数量多，且呈矩阵式排列，目前在生产过程中，其螺丝的锁附主要靠人工来完成，效率低，稳定性较差。现有可调式的锁螺丝机往往都只有单个锁螺丝机构，而对于有多个锁螺丝机构，其电批之间的距离往往不可调整，柔性较差。对于可调节电批间距的一些设备，往往是机械式的调整，自动化程度低，调节时间长。

例如：中国专利申请号201010212967.8公开的一种“自动锁螺丝机”以及申请号为201020670310.1、名称为“多功能自动螺丝机”的中国专利申请，其公开的锁螺丝机虽然可以实现一次对多个工件进行锁螺丝作业，但是对于类似平板电视那样需要锁附数量较多的螺丝的产品而言，并不适用。

再如：申请号为201510180295.X、名称为“一种多轴多工位独立自动锁螺丝机”的中国发明专利申请，其设置的流水线以及设置在流水线旁边的多个加工机构，可以实现对产品的不同位置甚至不同面进行锁螺丝作业，但同样不能实现一次对一个产品的不同位置进行锁螺丝作业。

上述专利前案，各轴即各螺丝螺附单元之间的相对距离不能调节，因此仅能以产品适应机器，对于类似平板电视等产品，由于锁附螺丝数量多，且各产品的尺寸型号又各不相同，只能单个螺丝一一锁附，效率很低。

CN201220743487.9公开的一种“用于手机组装的自动锁螺丝机”，该锁螺丝机的两个电动螺丝刀虽然可以相对移动，但是其移动是为了在不同工位之前的移动，设置两个电动螺丝刀的目的仅是为了提高效率，每次作业还是只能对产品的一个螺丝位进行锁附。CN201310726959.9公开的“一种龙门式自动锁螺丝机构”，其设置的多个自动锁螺丝模组虽然可以在三维空间内移动，但是设置在龙门上的多个自动锁螺丝模组之间不能相对移动，只能同时移动，如果要调节两个自动锁螺丝模组之间的距离，只能停机操作，自动化程度低，调节时间长。

本案发明人针对类似平板电视等产品，需要同时锁附多个螺丝，且可根据不同种类或型号的产品自动调节各轴的相对距离以适应各螺丝孔位之间的距离，设计开发了一种可调式多轴自动锁螺丝机，本案由此而产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可根据产品螺丝孔位调节各锁螺丝机构之间距离的可调式多轴自动锁螺丝机及其位置调节方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种可调式多轴自动锁螺丝机，包括机架、盛物台、龙门框架、多个锁螺丝机构、可调节锁螺丝机构在X轴移动的位置调节机构、可带动锁螺丝机构上下运动的Z轴运动机构、可带动盛物台或锁螺丝机构移动的Y轴运动机构以及控制机构；所述盛物台与龙门框架均设置在机架上，而龙门框架横跨于该盛物台上方；所述的位置调节机构包括固定在龙门框架上的螺母旋转式丝杠副，该螺母旋转式丝杠副上根据锁螺丝机构的数量设置有多个螺母，每个螺母设置有一个X轴螺母座与相应的锁螺丝机构固定连动，每个锁螺丝机构配备有一个X轴电机及传动机构，该X轴电机通过传动机构与相应的螺母连接传动。

优选地，所述的位置调节机构进一步设置X轴导轨，所述的锁螺丝机构上设置有滑块可滑移安装在该X轴导轨上。

优选地，所述的锁螺丝机构为吹气式锁螺丝机构。

优选地，所述的锁螺丝机构为吸附式锁螺丝机构，其包括安装在所述龙门框架上的电批和安装在所述机架上的螺丝排列机；该电批与所述的X轴螺母座固定连动。

优选地，所述的锁螺丝机构为吸附式锁螺丝机构，其包括安装在所述龙门框架上的电批和安装在所述机架上的螺丝排列机；该电批固定在一电批底座上，该电批底座上安装有所述的X轴电机及传动机构，并与相应的X轴螺母座固定连动；所述的X轴导轨包括安装在龙门框架上的X1轴导轨及安装在机架上的X2轴导轨，所述的电批底座通过滑块安装在该X1轴导轨上；所述的螺丝排列机安装在一排列机底板上，该排列机底板通过滑块安装在所述X2轴导轨上；所述电批底座上设置有引导销，所述排列机底板上设置有与该引导销配合的引导孔。

优选地，所述的螺丝排列机设置有用以固定该螺丝排列机的排列机固定装置。

优选地，所述的排列机固定装置为固定在所述排列机底板上的电吸盘，或者采用真空吸盘或者机械压紧结构实现排列机的固定。

优选地，所述多个锁螺丝机构分别设置有可带动相应的锁螺丝机构上下运动的Z轴运动机构。

优选地，所述的Y轴运动机构包括用以带动盛物台移动的工件送料机构及用以带动龙门框架移动的龙门移动机构。

优选地，所述的Z轴运动机构与Y轴运动机构均采用电机带动滚珠丝杠副并配备导轨的结构。

上述可调式多轴自动锁螺丝机的位置调节方法为：通过各运动机构带动所述的电批运动，使其上引导销插入到螺丝排列机上的引导孔内，再通过X轴电机带动螺母旋转式丝杠副的螺母转动，使螺母运动到X轴方向相应位置，从而带动锁螺丝机构运动到X轴方向相应位置。

采用上述方案后，本发明具有如下有益效果：

第一：各锁螺丝机构之间的相对位置可以调节。本发明可通过X轴电机带动螺母旋转式丝杠副的螺母转动，使螺母运动到X轴方向的相应位置，从而带动锁螺丝机构运动到X轴方向相应位置，以适应待锁工件上各螺丝孔位，这样即可实现工件上一排多个螺丝孔位的同时锁附。

第二：当锁螺丝机构为由电批及螺丝排列机组成的机构时，可实现两者位置的同步调节。本发明通过在电批上与螺丝排列机上分别设置相配合的引导销和引导孔，配合X轴、Y2轴及Z轴方向的运动使引导销插入引导孔，从而可以实现电批与螺丝排列机的同步移动，可以简化机构，方便调节。

第三：电批及排列机数量可扩展。本发明可根据不同的工件需要，安装一至多组电批及排列机，进行不同节拍的锁附工作。

第四：操作过程简单方便，工作稳定可靠。本发明可自动调整好电批及排列机位置，自动循环锁附作业，整个过程无需人工干预、人工调节。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明锁螺丝机构部分示意图；

图5为本发明锁螺丝机构的引导销与引导孔位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种可调式多轴自动锁螺丝机，如图1至图5所示，为本发明的较佳实施例。所述的自动螺丝机包括机架1、盛物台2、龙门框架3、多个锁螺丝机构4、可调节锁螺丝机构4在X轴移动的位置调节机构5、可带动锁螺丝机构4上下运动的Z轴运动机构6、可带动盛物台2或锁螺丝机构4移动的Y轴运动机构以及控制机构。其中：

所述的盛物台2用于固定安装待加工工件，其设置在机架1上。所述的龙门框架3也设置在机架1上并横跨于所述盛物台2上方。

所述的锁螺丝机构4可以采用现有机构，现有的自动锁螺丝机构一般包括两种，一种是吹气式锁螺丝机构，其电批的一侧设有螺丝供应通道，以吹气的形式将螺丝送入到电批下方；另一种是电批(电动螺丝刀)与螺丝排列机(也称螺丝送料器)分离的吸附式的锁螺丝机构。两种锁螺丝机构适用的螺丝不同，前者适用于螺丝长度大于1.3倍的螺帽直径，后者适用于螺丝长度小于1.3倍的螺帽直径。本发明可以采用上述两种锁螺丝机构中的任意一种，本实施例采用后者，即所述的锁螺丝机构4包括电批41及螺丝排列机42。

所述的位置调节机构5包括固定在龙门框架3上的螺母旋转式丝杠副51，该螺母旋转式丝杠副51上根据锁螺丝机构4的数量设置有多个螺母，每个螺母设置有一个X轴螺母座52与相应的锁螺丝机构4固定连动，每个锁螺丝机构4配备有一个X轴电机53及传动机构54，该X轴电机53通过传动机构54与相应的螺母连接传动。当X轴电机53转动时，可通过传动机构54带动螺母旋转式丝杠副51上的螺母运动，从而带动相应的锁螺丝机构4运动到相应的位置，以适应工件上螺丝孔的位置。所述的传动机构54可以为皮带传动机构(图中实施例所示)，也可以为齿轮传动机构等等。此外，为了平稳运行，所述的位置调节机构5可以进一步设置X轴导轨，所述的锁螺丝机构4上设置有滑块可滑移安装在该X轴导轨上。

上述位置调节机构5可适用于自带螺丝送料装置的锁螺丝机构，而对于本实施例所述包括电批41及螺丝排列机42的锁螺丝机构来说，由于电批41一般被安装在龙门框架3上，而螺丝排列机42则一般安装在机架1上，因此上述位置调节机构5仅可以用来移动所述电批41的位置。如果螺丝排列机42的位置不可移动，或者仅设置少量的螺丝排列机42，将增加取螺丝动作的控制难度。为此本实施例为每个电批41配备了一个螺丝排列机42。为了使螺丝排列机42也可以与相匹配的电批41同步移动，可以为所述的螺丝排列机42也设置一套上述位置调节机构，即可以在所述的机架1上设置螺母旋转式丝杠副、X轴电机及传动机构，还可以进一步设置X轴导轨，以带动所述的螺丝排列机42在X轴上的移动，并通过控制电机的旋转与上方的电批41同步。但是，该方式将增加机构的复杂性，而且使相匹配的电批41与螺丝排列机42同步也较为困难。

为此，本发明采用如下方式解决：所述的位置调节机构5同样包括螺母旋转式丝杠副51，并为每个电批41配备有一个X轴电机53及传动机构54，该电批41固定在一电批底座43上，该电批底座43用以安装所述的X轴电机53及传动机构54，并与相应的X轴螺母座52固定连动。所述的位置调节机构5同样包括导向机构，即X轴导轨，该X轴导轨包括安装在龙门框架3上的X1轴导轨55及安装在机架1上的X2轴导轨56，所述的电批底座43通过滑块安装在X1轴导轨55上，所述的螺丝排列机42安装在一排列机底板44上，该排列机底板44通过滑块安装在所述X2轴导轨56上。所述电批底座43上设置有引导销57，所述排列机底板44上设置有与该引导销57配合的引导孔58。为了固定调节后螺丝排列机42的位置，还可以进一步设置排列机固定装置，该排列机固定装置可以为固定在所述排列机底板44上的电吸盘45，也可以采用真空吸盘或者机械压紧结构实现排列机的固定。

所述的Z轴运动机构6用以实现锁螺丝机构4的上下运动，可以为每一个锁螺丝机构4单独配备一个Z轴运动机构，为了简化机构，也可以仅设置一个Z轴运动机构6同时带动所有的锁螺丝机构4上下运动，本实施例即采用仅设置一个Z轴运动机构的形式。所述的Z轴运动机构6可以采用多种结构实现，本实施例中，所述Z轴运动机构6包括安装在龙门框架3上的Z轴导轨61和Z轴驱动装置62以及通过滑块活动安装在该Z轴导轨61上的Z轴运动板63。所述Z轴驱动装置62包括Z轴电机621、Z轴传动座622、Z轴联轴器623、Z轴滚珠丝杠副624及Z轴螺母座625，该Z轴螺母座625与Z轴运动板63固定连动，所述的各锁螺丝机构4或者锁螺丝机构4的电批41固定安装在所述的Z轴运动板63上。

所述的Y轴运动机构用以带动盛物台2移动到锁螺丝机构4的正下方，或者用以带动锁螺丝机构4移动到盛物台2的正上方，以完成锁螺丝作业。为了方便控制，本发明设置有用以带动盛物台2移动的工件送料机构7及用以带动龙门框架3移动的龙门移动机构8。

所述工件送料机构7包括Y1轴导轨71及Y1轴驱动装置72，所述的盛物台2联接于Y1轴导轨71的滑块上，该Y1轴导轨71固定联接于所述机架1上。所述的Y1轴驱动装置72包括Y1轴电机721、Y1轴传动座722、Y1轴联轴器723、Y1轴滚珠丝杠副724及Y1轴螺母座725；所述的盛物台2与该Y1轴螺母座725固定连动。

所述龙门移动机构8包括Y2轴导轨81及Y2轴驱动装置82。所述Y2轴导轨81固定联接于所述机架1上；所述龙门框架3联接于该Y2轴导轨81的滑块上。所述Y2轴驱动装置82也安装于所述机架1上，该Y2轴驱动装置82包括Y2轴电机821、Y2传动座822、Y2轴联轴器823、Y2轴滚珠丝杠副824、Y2轴螺母座825及Y2轴联接板826；该Y2轴联接板826连接在所述Y2轴螺母座825与所述龙门框架3之间，以实现龙门框架3与Y2轴螺母座825的连动。

所述的控制机构用以实现各机构的动作。

本发明实施例的工作过程及原理为：根据不同工件螺丝列间距的要求，调节锁螺丝机构4的位置。其位置调节过程为：通过Y2驱动装置82带动龙门机构3运动，进而带动各电批41在Y轴方向的运动；再通过X轴电机53拖动传动机构54，从而带动螺母旋转式丝杠副51上的各螺母运动，进而带动各电批41在X轴方向的运动；通过XY两轴方向的运动，使得各电批41上的引导销57正对于相应螺丝排列机42上的引导孔58(如图5所示)；通过Z轴驱动装置62带动Z轴运动板63下降使引导销57插入引导孔58；待这些工作准备就绪之后，X轴电机53拖动传动机构54，从而带动螺母旋转式丝杠副51螺母运动，从而带动电批41与螺丝排列机42同步运动到相应的位置；待电批41与螺丝排列机42运动到相应位置后，排列机底板44上的电吸盘45上电工作，使螺丝排列机42位置固定，所述电批41则利用X轴电机53的自锁使其在X轴方向固定，每一组锁螺丝机构4都是以相同的原理调节位置。所有的锁螺丝机构4在X轴的位置根据工件螺丝列间距调节完毕后，Z轴驱动装置62带动电批41上升，Y2轴驱动装置82带动电批41回退，使电批41回到待取螺丝位置。待电批位置调整完毕，将待锁附工件9放在盛物台2上，通过Y1轴驱动装置72将工件9送入待锁附位置；Z轴驱动装置62带动电批41下降完成取螺丝动作，Y2驱动装置82带动电批41前进至至锁螺丝位置，Z轴驱动装置62带动电批41下降，完成锁螺丝动作，Z轴驱动装置62与Y2轴驱动装置82协调运动使电批41回复到待取螺丝位置，Y1轴驱动装置72带动工件9前进相应距离。电批41重复取螺丝、锁螺丝及回位动作，工件送料机构7重复推进工件9直至所有待锁附螺丝全部锁附完成。螺丝锁附完成后，电批41复位到待取螺丝位置，工件送料机构7将工件9退回到放料位置，然后将工件取走，完成一个工作循环。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (6)

1.一种可调式多轴自动锁螺丝机，其特征在于：包括机架(1)、盛物台(2)、龙门框架(3)、多个锁螺丝机构(4)、可调节各锁螺丝机构分别在X轴移动的位置调节机构(5)、可带动锁螺丝机构上下运动的Z轴运动机构(6)、可带动盛物台或锁螺丝机构移动的Y轴运动机构以及控制机构；所述盛物台(2)与龙门框架(3)均设置在机架(1)上，而龙门框架横跨于该盛物台上方；所述的位置调节机构(5)包括固定在龙门框架(3)上的螺母旋转式丝杠副(51)，该螺母旋转式丝杠副上根据锁螺丝机构(4)的数量设置有多个螺母，每个螺母设置有一个X轴螺母座(52)与相应的锁螺丝机构固定连动，每个锁螺丝机构配备有一个X轴电机(53)及传动机构(54)，该X轴电机通过传动机构与相应的螺母连接传动；所述的位置调节机构(5)进一步设置X轴导轨，所述的锁螺丝机构(4)上设置有滑块可滑移安装在该X轴导轨上；所述的锁螺丝机构(4)为吸附式锁螺丝机构，其包括安装在所述龙门框架(3)上的电批(41)和安装在所述机架(1)上的螺丝排列机(42)；该电批固定在一电批底座(43)上，该电批底座上安装有所述的X轴电机(53)及传动机构(54)，并与相应的X轴螺母座(52)固定连动；所述的X轴导轨包括安装在龙门框架(3)上的X1轴导轨(55)及安装在机架(1)上的X2轴导轨(56)，所述的电批底座(43)通过滑块安装在该X1轴导轨上；所述的螺丝排列机(42)安装在一排列机底板(44)上，该排列机底板通过滑块安装在所述X2轴导轨(56)上；所述电批底座(43)上设置有引导销(57)，所述排列机底板(44)上设置有与该引导销配合的引导孔(58)。

2.根据权利要求1所述的可调式多轴自动锁螺丝机，其特征在于：所述的Y轴运动机构包括用以带动盛物台(2)移动的工件送料机构(7)及用以带动龙门框架(3)移动的龙门移动机构(8)。

3.根据权利要求1所述的可调式多轴自动锁螺丝机，其特征在于：所述的螺丝排列机(42)设置有用以固定该螺丝排列机的排列机固定装置。

4.根据权利要求3所述的可调式多轴自动锁螺丝机，其特征在于：所述的排列机固定装置为固定在所述排列机底板(44)上的电吸盘(45)，或者采用真空吸盘或者机械压紧结构实现排列机的固定。

5.根据权利要求1-4之一所述的可调式多轴自动锁螺丝机，其特征在于：所述多个锁螺丝机构(4)分别设置有可带动相应的锁螺丝机构上下运动的Z轴运动机构。

6.根据权利要求1所述的可调式多轴自动锁螺丝机的位置调节方法，其特征在于：通过各运动机构带动所述的电批运动，使其上引导销插入到螺丝排列机上的引导孔内，再通过X轴电机带动螺母旋转式丝杠副的螺母转动，使螺母运动到X轴方向相应位置，从而带动锁螺丝机构运动到X轴方向相应位置。