CN105058036A - 一种自动松紧螺丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动机械化设备领域，特别是涉及一种自动松紧螺丝机，包括一个工作台，进一步包括两松紧螺丝部和一治具承放台，松紧螺丝部和治具承放台水平设置在工作台上，两个松紧螺丝部对应设置，其中间预留空间设置治具承放台，松紧螺丝部包括小支承板，小支承板上设置可以沿X方向平移的气动起子固定装置，气动起子固定装置设置有多个气动起子，治具承放台包括升降装置，可以对整个治具承放台的高度进行调整。本发明的一种自动松紧螺丝机能对批量螺丝进行锁紧或松卸作业，生产效率较高，生产质量较好。

Description

一种自动松紧螺丝机

【技术领域】

本发明涉及一种自动机械化设备领域，特别是涉及一种自动松紧螺丝机。

【背景技术】

目前，市场上的产品由各零部件装配成产品时，通常使用螺丝对各零部件进行锁紧加固。传统的螺丝锁紧或松卸作业一般采用人工操作方式，操作人员用螺丝刀将一个个螺丝对各零部件进行锁紧使之装配成所要生产的产品，松卸螺丝时也是由操作人员用螺丝刀一个个卸下螺丝。然而，采用人工操作的方式进行螺丝锁紧或松卸的作业，作业的效率比较低下，质量也难以得到保证。

针对上述问题，市场上出现了一些螺丝机，用以取代人工对螺丝进行锁紧或松卸作业。但是，这些传统的螺丝机通常一台螺丝机只有一个气动起子能对螺丝起到锁紧或松卸的作用，无法实现同时对批量螺丝的锁紧或松卸作业，生产速度慢，效率还是比较低下。

【发明内容】

为克服现有螺丝机无法实现同时对批量螺丝进行锁紧或松卸作业、效率比较低下的缺点，本发明提供了一种能对批量螺丝进行锁紧或松卸作业，生产效率较高，生产质量较好的自动松紧螺丝机。

本发明解决技术问题的方案是提供一种自动松紧螺丝机，包括一个工作台，进一步包括两松紧螺丝部和一治具承放台，松紧螺丝部和治具承放台水平设置在工作台上，两个松紧螺丝部对应设置，其中间预留空间设置治具承放台，松紧螺丝部包括小支承板，小支承板上设置可以沿X方向平移的气动起子固定装置，气动起子固定装置设置有多个气动起子，治具承放台包括升降装置，可以对整个治具承放台的高度进行调整。

优选地，所述气动起子一端部安装有螺丝起子，每两个螺丝起子的距离均相等。

优选地，所述松紧螺丝部包括大支承板，大支承板设置在小支承板的下方，大支承板上设置两条Y轴导轨，小支承板可以沿Y轴导轨发生位移。

优选地，所述小支承板上设置Y轴传力结构，Y轴传力结构可以把动力传递到小支承板。

优选地，所述Y轴导轨包括两个Y轴滑块，两个Y轴滑块间的距离为Y轴导轨长度的三分之一至二分之一。

优选地，所述治具承放台上设置治具，治具两边侧面上分别设置有多个锁紧螺丝。

优选地，所述锁紧螺丝每两个的距离均相等，并且为每两个螺丝起子距离的一半。

优选地，所述治具承放台进一步包括旋转夹紧气缸，旋转夹紧气缸为倒“L”形结构。

优选地，所述治具上表面设置有两排零件安装槽，零件安装槽的位置和锁紧螺丝的位置相对应。

优选地，所述零件安装槽排列方向上设置有松紧缝。

与现有技术相比，本发明提供的一种自动松紧螺丝机，其两个松紧螺丝部水平对称设置，中间预留空间来设置治具承放台，这样使得两个松紧螺丝部可以同时对治具承放台的锁紧螺丝进行作业，提高效率；气动起子固定装置上设置多个孔洞，多个孔洞上可以安装多个气动起子，这样多个气动起子可以同时对多个锁紧螺丝进行作业，也能提高效率；治具承放台包括升降装置，通过调节升降装置，整个治具承放台的高度可以改变，这样使得气动起子可以对设置在治具上不同高度的锁紧螺丝进行松紧作业，可以减少更换治具的次数，提高效率；由于多个螺丝起子等距离排成一排，多个锁紧螺丝也等距离排成一排，锁紧螺丝之间距离是螺丝起子之间距离的二分之一，这样使得螺丝起子在完成一次松紧螺丝作业后，只需沿着Y轴导轨移动一个锁紧螺丝之间的距离即可对剩下的锁紧螺丝进行作业；治具承放台上的旋转夹紧气缸可以很方便地固定和放松治具，既可提高更换治具的效率，也能保证松紧螺丝作业的质量；治具上的多个零件安装槽可以同时安装多个加工零件，提高生产效率；松紧缝的缝宽可以通过锁紧螺丝进行调整，这样方便了加工零件的安装和拆卸。综上所述，本发明提供的一种自动松紧螺丝机操作简单，可实现批量生产，效率高，生产质量有保障。

【附图说明】

图1是本发明自动松紧螺丝机的整体示意图。

图2是本发明自动松紧螺丝机的内部结构示意图。

图3是本发明自动松紧螺丝机松紧螺丝部的结构示意图。

图4是本发明自动松紧螺丝机治具承放台的结构示意图。

图5是本发明自动松紧螺丝机治具的结构示意图。

图6是本发明自动松紧螺丝机的内部电气系统示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种自动松紧螺丝机1，其包括一个工作台11、两个松紧螺丝部12、一个治具承放台13和两个设备外套14。工作台11上方两侧对称设置有两个松紧螺丝部12，松紧螺丝部12固定连接在工作台11上(在所有实施例中，上、下、左、右、内、外等位置限定词仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置)。两个松紧螺丝部12中间预留出一定空间，用以设置治具承放台13，治具承放台13固定连接在工作台11上。最后，两个设备外套14覆盖住两个松紧螺丝部12，并不覆盖治具承放台13。设备外套14刚好跟松紧螺丝部12卡固连接。

工作台11是一块长方体板，主要起到承载松紧螺丝部12和治具承放台13的作用，并将其位置固定，使其在同一水平面内稳定工作。

请参阅图3，松紧螺丝部12是自动松紧螺丝机1的主要部件之一。松紧螺丝部12的底部是一块大支承板121，大支承板121的两边设置有两条Y轴导轨122，Y轴导轨122通过螺丝固定在大支承板121上。每条Y轴导轨122上相隔一定距离设置有两块Y轴滑块123，两条Y轴导轨122上的Y轴滑块123各相对应设置，Y轴滑块123通过卡口刚好套在Y轴导轨122上，并且能在上面自由滑动。每块Y轴滑块123上设置有一个支承块124，支承块124通过螺丝固定在Y轴滑块123上。四个支承块124上面设置一块小支承板126，小支承板126通过螺丝和每块支承块124固定。小支承板126的上表面两边分别设置有两条X轴导轨127，X轴导轨127通过螺丝固定在小支承板126上。每条X轴导轨127上设置有一块X轴滑块128，X轴滑块128通过卡口刚好套在X轴导轨127上，两边的X轴滑块128对应设置。在两块X轴滑块128上设置有一个气动起子固定装置1210，气动起子固定装置1210两端通过螺丝分别和两个X轴滑块128相连。一个气动起子固定装置1210上成排均匀设置有五个圆形孔洞，每个孔洞可以穿插安装一个气动起子1211，气动起子1211卡固在气动起子固定装置1210上，并通过气动起子固定装置1210上的螺丝使其锁紧。每个气动起子1211的一端设置一个插口，螺丝起子1212刚好卡在气动起子1211的插口内。在气动起子固定装置1210的下表面上设置有一个X轴传力结构1215，X轴传力结构1215固定在气动起子固定装置1210上。在小支承板126的中间部位的一端设置有一个双杆气缸129，双杆气缸129通过螺丝固定在小支承板126上。双杆气缸129上有两根X轴传力杆1216，X轴传力杆1216一端和双杆气缸129相连，一端通过螺丝和气动起子固定装置1210上的X轴传力结构1215相连。在小支承板126的下表面上设置有Y轴传力结构1213，Y轴传力结构1213跟小支承板126固定连接。Y轴传力结构1213中穿插有一根Y轴传力杆1214，Y轴传力杆1214通过螺丝连接在Y轴传力结构1213中。Y轴传力杆1214的一端插入步进电机125中，步进电机125固定在工作台11上。

大支承板121是一块长方体板，面积占工作台11面积的1/6-1/3，优选为1/3，主要起到承载松紧螺丝部12其他零部件的作用，确定了主要的工作区域。两个大支承板121对称固定在工作台11两边，中间预留出大支承板121一半宽度的空间。

Y轴导轨122是呈工字型的长条导轨，其长度和大支承板121边长相当，分别用螺丝固定在大支承板122的两边，其方向平行于工作台11的对应两条边。Y轴导轨122是Y轴滑块123滑动的轨道。

Y轴滑块123是中间带有贯通凹槽的长方体块，通过该贯通凹槽Y轴滑块123可以卡套在Y轴导轨122上，并且能自由滑动。每条Y轴导轨122上按一定距离设置两个Y轴滑块123，该距离为Y轴导轨122长度的1/3-1/2，每边的Y轴滑块123对应设置，这样保证了Y轴滑块123在Y轴导轨122上能有一定的滑动空间，也使得其上能够支承大小适当的小支承板126。

支承块124是具有一定高度的长方体小块，通过螺丝固定在Y轴滑块123上，方便大支承板121和小支承板126之间形成空间，有利于在小支承板126的下表面设置Y轴传力结构1213。

小支承板126是一块长方体板，其四个角分别通过螺丝固定在四个支承块124上，主要起到支承上部结构、确定上部结构位置的作用。

X轴导轨127是呈工字型的长条导轨，通过螺丝分别固定在小支承板126的两边一端，其方向垂直于Y轴导轨122的方向。X轴导轨127是X轴滑块128的滑动轨道。

X轴滑块128是中间带有贯通凹槽的长方体块，通过该贯通凹槽X轴滑块128可以卡在X轴导轨127上，并且能自由滑动。每条X轴导轨127上设置一个X轴滑块128，每边的X轴滑块128对应设置，这样使得两个X轴滑块128之间可以设置气动起子固定装置1210。

双杆气缸129通过螺丝固定在小支承板126的中间一端，主要起驱动作用，通过X轴传力杆1216和X轴传力结构1215使气动起子固定装置1210在X轴导轨127上发生位移。

气动起子固定装置1210分为上下两层，上下两层分别成排对应设置有五个半圆，合起来刚好形成五个圆形孔洞，每个圆形孔洞可以穿插安装一个气动起子1211。上下层之间通过螺丝连接，螺丝可以调整上下层之间的松紧度。气动起子固定装置1210通过螺丝固定在两块X轴滑块128上。

气动起子1211呈圆柱体，是松紧螺丝的主要动力部件。气动起子1211的一端设置有插口，用来安装螺丝起子1212。气动起子1211穿过气动起子固定装置1210的圆形孔洞，通过气动起子固定装置1210上的螺丝进行固定，其中有安装螺丝起子1212插口的一端朝外。气动起子1211的工作原理主要是，当气动起子1211上安装有螺丝起子1212后，通过外力使螺丝起子1212与螺丝接触并产生挤压效果，气动起子1211即会使螺丝起子1212产生旋转，旋转的力度随挤压力度的增大而增大，随挤压力度的减小而减小，通过控制螺丝起子1212和螺丝的接触时间可以控制锁紧螺丝1342的松紧程度。

螺丝起子1212是直接跟螺丝接触的部件，其型号可以根据螺丝型号的不同进行调整。

Y轴传力结构1213和X轴传力结构1215分别设置在小支承板126和气动起子固定装置1210的下表面，作用是把步进电机125和双杆气缸129产生的动力分别通过Y轴传力杆1214和X轴传力杆1216传递到小支承板126和气动起子固定装置1210上，使其分别在Y轴导轨122和X轴导轨127上发生位移。

请参阅图4，治具承放台13包括两个支承腿131、一块支承板132、两个旋转夹紧气缸133、一个治具134和升降装置135。治具承放台13通过螺丝固定在工作台11中间部位，位于两个松紧螺丝部12预留的空间内，并与两个松紧螺丝部12对齐。升降装置135在最下方，通过螺丝直接和工作台11固定连接。支承腿131设置在升降装置135上方。两个支承腿131之间架设支承板132，两者固定连接。两个支承腿131上分别设置有旋转夹紧气缸133。治具134放置在支承板132上，通过旋转夹紧气缸133固定。

支承腿131是呈L形的物块，其较高一端上可以承载支承板132的端部，较低一端用来设置旋转夹紧气缸133，这样的高度差使得旋转夹紧气缸133方便对放置在支承板132上的治具134进行固定。

支承板132是长方体板，主要用来支承治具134。

旋转夹紧气缸133呈倒L形，包括旋转部1331和气缸1332，旋转部1331连接在气缸1332的旋转轴上。旋转部1331通过旋转可以上升或下降，可以对治具134的位置起到固定作用。

请参阅图5，治具134包括零件安装槽1341、锁紧螺丝1342、加工零件1343、和松紧缝1344。治具134呈类长方体，两短边侧面的底部各凸出有一个台阶，方便旋转夹紧气缸133的旋转部1331卡住台阶，达到把治具134固定在支承板132上的作用。治具134的两长边侧面上分别均匀划分有十块矩形区域，每块矩形区域的中间部位设置有一颗锁紧螺丝1342，每个锁紧螺丝1342在同一高度上并且相隔的距离相同，锁紧螺丝1342之间的距离是螺丝起子1212之间距离的一半，这样才能保证螺丝起子1212在完成一次松紧螺丝作业后，只需在Y轴方向上移动一个锁紧螺丝1342之间距离，再进行一次锁紧螺丝作业即可完成整个治具134上锁紧螺丝1342的松紧作业。锁紧螺丝1342的高度位置和螺丝起子1212的高度位置一一对应，锁紧螺丝1342的排列面和螺丝起子1212严格垂直。在治具134的上表面两边靠边处，跟每颗锁紧螺丝1342对应的位置上设置有两排零件安装槽1341，一共二十个，一个零件安装槽1341刚好可以容纳一个加工零件1343。在每排零件安装槽1341的排列方向中轴线上设置有一条松紧缝1344。当加工零件1343放入零件安装槽1341后，通过松紧锁紧螺丝1342，可以改变松紧缝1344的缝宽，从而起到固定或放松加工零件1343的作用。

升降装置135下部和工作台11固定连接，上部和支承腿131固定连接。通过升降装置135，整个治具承放台13的高度可以调整，这样使得气动起子1211可以对设置在治具134上不同高度的锁紧螺丝1342进行松紧作业。

设备外套14主要对松紧螺丝部起到保护作用，使整个自动松紧螺丝机1更具整体性。

请参阅图6，系统启动运行后，PLC输出脉冲信号给伺服驱动器，并且接收来自传感器的有关物料锁紧状况和气动起子1211运行时长等信息用于进行逻辑运算，伺服驱动器接收到信息后输出信号给电机继电器和气缸继电器，当气动起子1211整体需要移动到另一工位时，电机继电器驱动步进电机125运行，使得气动起子1211整体移动，锁紧完毕之后，气缸继电器驱动气缸运行，并带动气动起子1211整体回初始位置，完成一次锁紧或者松开的循环。

当利用计算机系统控制好治具的放置和运行的时间后，整个自动松紧螺丝机1可以较好的实现智能化，且运行过程稳定，有较高的生产效率。为适应物联网在工业设备上的发展趋势，以单个自动松紧螺丝机1为终端，在其结构中增加通讯模块等其他模块，利用网络实现多个自动松紧螺丝机1终端和远程控制中心的互联互通，工作人员或使用者可以及时了解和查阅到各终端的详细运行信息，以便合理的调整生产或对产品的追踪等，较好的实现物联网概念，同样也可以利用远程自检及远程诊断实现对各独立自动松紧螺丝机1的检测和诊断操作，自动松紧螺丝机1的松紧螺丝数量信息都可以及时通过网络传输到数据处理中心，在产量的计算等方面实现自动化，有效的提高生产和管理效率。

该自动松紧螺丝机1在进行锁紧螺丝作业时，治具134上面的锁紧螺丝1342是松的，操作者将加工零件1343放入零件安装槽1341。启动双杆气缸129使其收缩退回到极限位置，这时气动起子固定装置1210也沿着X轴导轨127退到极限位置。然后把治具134放置在治具承放台13上，启动旋转夹紧气缸133固定治具134的位置，使治具134上一端的锁紧螺丝1342刚好对准气动起子固定装置1210一端的螺丝起子1212。启动双杆气缸129使其顶出，这时气动起子固定装置1210也沿着X轴导轨127顶出，当螺丝起子1212接触到锁紧螺丝1342时开始计时，达到预定时间时关闭双杆气缸129，完成一次锁紧螺丝作业。然后让双杆气缸129后退，启动步进电机125，使小支承板126沿着Y轴导轨122发生一个锁紧螺丝1342之间距离的位移，这时螺丝起子1212刚好对准剩下没有被锁紧的锁紧螺丝1342，再将双杆气缸129顶出，使螺丝起子1212和锁紧螺丝1342接触，作用与第一次相同的时间，完成第二次锁紧螺丝作业。这样，经过两次锁紧螺丝作业即可把治具134中的二十颗锁紧螺丝1342全部锁紧，锁紧螺丝作业的松紧程度由螺丝起子1212和锁紧螺丝1342的作用时间控制。当治具134上有两排或两排以上的锁紧螺丝1342需要锁紧时，启动旋转夹紧气缸133使其松开治具134，再启动升降装置135来调整治具承放台13的高度，使未锁紧的锁紧螺丝1342和螺丝起子1212对应，再重复上面的锁紧螺丝作业操作即可。

进行松开螺丝作业时，治具134上的锁紧螺丝1342是锁紧的。先启动双杆气缸129使其收缩退回到极限位置，这时气动起子固定装置1210也沿着X轴导轨127退到极限位置。然后把治具134放置在治具承放台13上，启动旋转夹紧气缸133固定治具134的位置，使治具134上一端的锁紧螺丝1342刚好对准气动起子固定装置1210一端的螺丝起子1212。启动双杆气缸129使其顶出，这时气动起子固定装置1210也沿着X轴导轨127顶出，当螺丝起子1212接触到锁紧螺丝1342时开始计时，作用达到预定时间时关闭双杆气缸129，完成第一次松开螺丝作业。然后让双杆气缸129后退，启动步进电机125，使小支承板126沿着Y轴导轨122发生一个锁紧螺丝1342之间距离的位移，这时螺丝起子1212刚好对准剩下没有被松开的锁紧螺丝1342，再将双杆气缸129顶出，使螺丝起子1212和锁紧螺丝1342接触，作用与第一次相同的时间，完成第二次松开螺丝作业。这样，经过两次松开螺丝作业即可把治具134中的二十颗锁紧螺丝1342全部松开，松开螺丝作业的松紧程度由螺丝起子1212和锁紧螺丝1342的作用时间控制。当治具134上有两排或两排以上的锁紧螺丝1342需要松开时，启动旋转夹紧气缸133使其松开治具134，再启动升降装置135来调整治具承放台13的高度，使未松开的锁紧螺丝1342和螺丝起子1212对应，再重复上面的松开螺丝作业操作即可。

与现有技术相比，本发明提供的一种自动松紧螺丝机1，其两个松紧螺丝部12水平对称设置，中间预留空间来设置治具承放台13，这样使得两个松紧螺丝部12可以同时对治具承放台13的锁紧螺丝1342进行作业，提高效率；气动起子固定装置1210上设置多个孔洞，多个孔洞上可以安装多个气动起子1211，这样多个气动起子1211可以同时对多个锁紧螺丝1342进行作业，也能提高效率；治具承放台13包括升降装置135，通过调节升降装置135，整个治具承放台13的高度可以改变，这样使得气动起子1211可以对设置在治具134上不同高度的锁紧螺丝1342进行松紧作业，可以减少更换治具134的次数，提高效率；由于多个螺丝起子1212等距离排成一排，多个锁紧螺丝1342也等距离排成一排，锁紧螺丝1342之间距离是螺丝起子1212之间距离的二分之一，这样使得螺丝起子1212在完成一次松紧螺丝作业后，只需沿着Y轴导轨122移动一个锁紧螺丝1342之间的距离即可对剩下的锁紧螺丝1342进行作业；治具承放台13上的旋转夹紧气缸133可以很方便地固定和放松治具134，既可提高更换治具134的效率，也能保证松紧螺丝作业的质量；治具134上的多个零件安装槽1341可以同时安装多个加工零件1343，提高生产效率；松紧缝1344的缝宽可以通过锁紧螺丝1342进行调整，这样方便了加工零件1343的安装和拆卸。综上所述，本发明提供的一种自动松紧螺丝机操作简单，可实现批量生产，效率高，生产质量有保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动松紧螺丝机，包括一个工作台，其特征在于：进一步包括两松紧螺丝部和一治具承放台，松紧螺丝部和治具承放台水平设置在工作台上，两个松紧螺丝部对应设置，其中间预留空间设置治具承放台，松紧螺丝部包括小支承板，小支承板上设置可以沿X方向平移的气动起子固定装置，气动起子固定装置设置有多个气动起子，治具承放台包括升降装置，可以对整个治具承放台的高度进行调整。

2.如权利要求1中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述气动起子一端部安装有螺丝起子，每两个螺丝起子的距离均相等。

3.如权利要求1中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述松紧螺丝部包括大支承板，大支承板设置在小支承板的下方，大支承板上设置两条Y轴导轨，小支承板可以沿Y轴导轨发生位移。

4.如权利要求3中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述小支承板上设置Y轴传力结构，Y轴传力结构可以把动力传递到小支承板。

5.如权利要求4中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述Y轴导轨包括两个Y轴滑块，两个Y轴滑块间的距离为Y轴导轨长度的三分之一至二分之一。

6.如权利要求2中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述治具承放台上设置治具，治具两边侧面上分别设置有多个锁紧螺丝。

7.如权利要求6中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述锁紧螺丝每两个的距离均相等，并且为每两个螺丝起子距离的一半。

8.如权利要求6中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述治具承放台进一步包括旋转夹紧气缸，旋转夹紧气缸为倒“L”形结构。

9.如权利要求6中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述治具上表面设置有两排零件安装槽，零件安装槽的位置和锁紧螺丝的位置相对应。

10.如权利要求9中所述的自动松紧螺丝机，其特征在于：所述零件安装槽排列方向上设置有松紧缝。