CN105269310B - 龙门式智能自动锁附螺丝机及其智能锁附方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种龙门式智能自动锁附螺丝机及其智能锁附方法，是针对解决现有同类产品中三维运动体式行走机构设计欠佳，容易产生螺丝卡位，较难用于沉头螺钉的技术问题而设计。该自动锁附螺丝机的机架设有龙门架、平台、控制器，平台上设有定位板，龙门架的导轨设有批头座组件和批头组件；其要点是所述平台的一侧工作台面设有振动料斗和分度盘组件，平台和批头座组件分别通过滚珠丝杠连接导轨，平台的导轨另一侧边外端角设有夹紧气缸，夹紧气缸与定位板内的工件相对设置；滚珠丝杠的一侧分别设有步进电机和联轴器，批头座组件的气缸固定板通过冲压气缸与光轴固定板连接。同时，上述分度盘组件或替换为下压分料机构，其适合作为智能螺丝锁附机使用。

Description

龙门式智能自动锁附螺丝机及其智能锁附方法

技术领域

本发明涉及自动锁附螺丝机，是一种龙门式智能自动锁附螺丝机及其智能锁附方法。

背景技术

自动锁附螺丝机，或称为自动锁螺丝机，是一种用以取代传统手工拧紧螺丝的机器，包括自动送锁螺丝机、工业拧紧系统、电动批头等。手工的螺丝拧紧包括纯手工拧紧，以及电动螺丝刀或气动螺丝刀拧紧，后者通过电动或者气动的方式产生旋转动力，以代替频繁手工的拧紧动作，在某种程度上减轻了锁螺丝的工作强度，但由于手工放置螺丝和对准螺丝头部仍需要占用大量的工作时间和精力，因此整体效率提升比较有限。为此，如中国专利文献中披露的申请号201320346728.0，授权公告日2013.11.27，实用新型名称“一种龙门式自动锁螺丝机构”；该自动锁螺丝机构包括底板、支撑块、X轴模组、滑轨、滑块、主支板、Y轴模组、锁螺丝模组固定板和自动锁螺丝模组，底板上固定连接两个支撑块；每个支撑块上分别固定连接有X轴模组和滑轨，滑轨上配合连接有滑块；主支板两端分别连接在两组X轴模组和两组滑块上；主支板上连接有Y轴模组，Y轴模组上连接有锁螺丝模组固定板；锁螺丝模组固定板上连接有两组以上自动锁螺丝模组。上述自动锁螺丝机构将两个甚至多个自动锁螺丝模组同时固定在锁螺丝模组固定板上，实现同时锁合两个甚至多个产品，机身构造使工作中产生的震动减小到最低，因此保证了最高的尺寸精度，从而提高了工作效率和质量，降低了劳动强度和生产成本。但其工作平台的调节结构，以及螺丝送料和进料过程中的分拣和抓取结构并未涉及，其整体的自动化和智能化程度较低；同时，同类产品的螺丝送料机构容易产生卡位，较难用于沉头螺钉的情况，其结构有待进一步改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种龙门式智能自动锁附螺丝机及其智能锁附方法，使其解决现有同类产品中三维运动体式行走机构设计欠佳，容易产生螺丝卡位，较难用于沉头螺钉的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种龙门式智能自动锁附螺丝机，该自动锁附螺丝机的机架设有龙门架，机架设有脚轮，龙门架的龙门导轨设有一至两组批头座组件和批头组件，批头组件设置于批头座组件，机架的工作台设有平台，平台上设有定位板，定位板设有均匀排布的定位孔；其结构设计要点是所述平台通过滑块与平台滚珠丝杠连接，平台设有对称设置的平台导轨，平台滚珠丝杠设置于平台导轨之间，平台的平台滚珠丝杠两端分别设有平台轴承座，其中一侧平台轴承座的平台滚珠丝杠一端设有平台步进电机，平台步进电机通过平台联轴器与平台滚珠丝杠连接，工作台底部的机架设有控制器，平台步进电机通过线路与控制器连接。上述结构为该自动锁附螺丝机的Y向机构具体结构，定位板通过平台、平台滚珠丝杠、平台导轨滑动，从而带动定位板的Y向运动；其X和Z向机构亦可采用现有同类龙门式产品中，批头组件在龙门架上的水平滑动和上下运动的结构。

所述定位板位于一侧平台导轨的该侧平台侧边，平台导轨另一侧边的平台外端角设有夹紧气缸，夹紧气缸与定位板内的工件相对设置，定位板该侧端角为直倒角，夹紧气缸通过气管与控制器的出气孔连接，夹紧气缸的夹紧电磁阀通过线路与控制器连接。上述结构中夹紧气缸与定位板构成的夹具采用两角定位，形成L型定位加一个活动的夹紧气缸；从而由夹紧气缸夹紧工件，进而定位工件。

所述平台设置定位板的侧边工作台面设有振动料斗和分度盘组件，龙门架与平台、振动料斗、分度盘组件侧相对设置，龙门架的批头组件位于分度组件的上方，振动料斗与分度盘组件之间通过螺旋轨道连接；分度盘组件的分度导向盘通过分度转轴与分度气缸连接，分度气缸通过气管与控制器的出气孔连接，分度气缸的分度电磁阀通过线路与控制器连接；分度导向盘设置于分度支撑板，分度转轴设置于分度支撑板内，分度导向盘的盘口边沿设有弧形的螺丝孔，螺丝孔对应的支撑板设有限位螺丝的环形导轨。从而由振动料斗进入分度盘组件的螺丝，由分度盘组件的分度盘和分度转轴排布于支撑板的环线导轨，从而等待龙门架上批头组件的抓取。

所述分度盘组件替换为下压分料机构，下压分料机构的分料座通过螺旋轨道与振动料斗的出料口连接，分料座的出料孔上方设有下压气缸，分料座的出料孔的一侧设有钢珠弹簧，分料座内的出料孔设有连接高压气管的高压气体入口，分料座的出料孔通过气管与批头组件的进料孔连接，下压气缸通过气管与控制器的出气孔连接，下压气缸的下压电磁阀与控制器通过线路与控制器连接。上述该自动锁附螺丝机的下压分料机构亦可实现螺丝通过振动料斗经下压分料机构输送至批头组件的过程，但该机构容易产生螺丝的卡主，较难适用于沉头螺钉，同时该机构涉及的螺丝最大外径不大于长度的0.7倍。

所述批头座组件通过座块与龙门架的龙门滚珠丝杠连接，龙门架设有对称设置的龙门导轨，龙门滚珠丝杠设置于龙门导轨之间，龙门架的龙门滚珠丝杠两端分别设有龙门轴承座，其中一侧龙门轴承座的龙门滚珠丝杠一端设有龙门步进电机，龙门步进电机通过龙门联轴器与龙门滚珠丝杠连接，龙门滚珠丝杠的轴心与设置平台滚珠丝杠的工作台平面垂直，龙门步进电机通过线路与控制器连接。上述为该自动锁附螺丝机的X向机构具体结构，批头组件通过批头座组件、龙门滚珠丝杠、龙门导轨滑动，从而带动批头组件的X向运动。

所述批头座组件通过气缸固定板与批头组件连接，气缸固定板通过冲压气缸与光轴固定板连接，光轴固定板一端的槽口内设有冲压气缸，批头组件位于光轴固定板的外侧，光轴固定板的另一侧通过导轨固定板与龙门滚珠丝杠的座块连接，冲压气缸通过气管与控制器的出气孔连接，冲压气缸的冲压电磁阀与控制器通过线路与控制器连接；批头组件设有电动批头和批头吸头，批头组件的吸气孔通过气管与控制器的吸气孔连接，批头组件的批头电磁阀通过线路与控制器连接。上述为该自动锁附螺丝机的Z向机构具体结构，批头组件通过冲压气缸带动批头组件上下运动，从而带动批头组件的Z向运动。

所述光轴固定板呈“[”字形，光轴固定板另一端的槽口内设有液压缓冲器，液压缓冲器与冲压气缸在光轴固定板内相对设置；冲压气缸两侧对称设置的光轴设置于光轴固定板，气缸固定板的龙门架侧通过铜套设置于光轴。液压缓冲器用于冲压气缸行程的限位和缓冲，光轴和光轴固定板用于批头组件上下运动的稳定。

所述机架和龙门架的支架分别采用铝合金型材，所述螺丝为沉头螺钉。铝合金型材具有自身质量小，成本低，修改简单，承载能力强等优点。

该自动锁附螺丝机采用三维运动体式行走机构，具体如下：所述振动料斗的出料口通过螺旋轨道卡入输送的螺丝，螺丝再通过螺旋轨道输送至分度盘组件上分度导向盘的螺丝孔，分度导向盘通过分度转轴和分度气缸带动旋转，并带动螺丝落入支撑板的环形导轨；此时批头组件作X方向移动，移动到分度导向盘的螺丝孔上方，Z方向的批头座组件下降至设定高度，使批头组件的批头吸头将螺丝吸住；完成这一动作后，批头组件沿X方向返回至定位板的工件上方，Z方向的批头座组件下降至设定高度，对定位板上工件的螺丝孔进行锁附操作。从而实现该自动锁附螺丝机的智能控制机械结构采用了三维运动体结构，锁附的工件放置于Y向平台，Z向平台设置于X向平台，电批组件固定于Z向平台。

所述振动料斗通过螺旋轨道输送出的螺丝，通过分度盘组件的螺丝落入支撑板内的进料口，并通过气管输送至批头组件的进料口，批头组件触动出料开关，螺丝移动至批头组件的批头吸头；批头组件沿X方向移动至定位板的工件上方，Z方向的批头座组件下降至设定高度，对工件的螺丝孔进行锁附操作。同时，根据上述气体输送螺丝至批头组件的原理，其亦可将分度盘组件替换为上述的下压分料机构，将螺丝输送至批头组件。

本发明结构设计合理，生产装配方便，使用操作简单，适用螺丝范围广，自动化智能化程度高，稳定性好；其适合作为智能螺丝锁附机使用，及其同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图，图中部分作了剖视。

图2是本发明的俯视结构示意图，图中省略龙门架结构。

图3是本发明的左视结构示意图，图中部分作了剖视，省略控制器。

图4是本发明的批头座组件剖视放大结构示意图。

图5是本发明的下压分料机构部分剖视结构示意图。

附图序号及名称：1、机架，2、龙门架，3、分度盘组件，4、龙门步进电机，5、龙门联轴器，6、龙门轴承座，7、龙门滚珠丝杠，8、批头座组件，801、导轨固定板，802、冲压气缸，803、光轴固定板，804、液压缓冲器，805、气缸固定板，806、光轴，9、龙门导轨，10、平台滚珠丝杠，11、定位板，12、平台，13、控制器，14、脚轮，15、振动料斗，16、平台导轨，17、夹紧气缸，18、批头组件，1801、电动批头，1802、批头吸头，19、沉头螺钉，20、平台步进电机，21、平台联轴器，22、平台轴承座。

具体实施方式

现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1～图4所示，该自动锁附螺丝机的机架1设有龙门架2，机架设有脚轮14，龙门架的龙门导轨9设有一至两组批头座组件8和批头组件18，批头组件设置于批头座组件，机架的工作台设有平台12，平台上设有定位板11，定位板设有均匀排布的定位孔；定位板的一侧边工作台面设有振动料斗15和分度盘组件3，龙门架与平台、振动料斗、分度盘组件侧相对设置，龙门架的批头组件位于分度组件的上方。平台通过滑块与平台滚珠丝杠10连接，平台设有对称设置的平台导轨16，平台滚珠丝杠设置于平台导轨之间，平台的平台滚珠丝杠两端分别设有平台轴承座22，其中一侧平台轴承座的平台滚珠丝杠一端设有平台步进电机20，平台步进电机通过平台联轴器21与平台滚珠丝杠连接。定位板位于一侧平台导轨的该侧平台侧边，平台导轨另一侧边的平台外端角设有夹紧气缸17，夹紧气缸与定位板内的工件相对设置，定位板该侧端角为直倒角。

振动料斗与分度盘组件之间通过螺旋轨道连接，分度盘组件的分度导向盘通过分度转轴与分度气缸连接；分度导向盘设置于分度支撑板，分度转轴设置于分度支撑板内，分度导向盘的盘口边沿设有弧形的螺丝孔，螺丝孔对应的支撑板设有限位螺丝的环形导轨。批头座组件通过座块与龙门架的龙门滚珠丝杠7连接，龙门架设有对称设置的龙门导轨，龙门滚珠丝杠设置于龙门导轨之间，龙门架的龙门滚珠丝杠两端分别设有龙门轴承座6，其中一侧龙门轴承座的龙门滚珠丝杠一端设有龙门步进电机4，龙门步进电机通过龙门联轴器5与龙门滚珠丝杠连接，龙门滚珠丝杠的轴心与设置平台滚珠丝杠10的工作台平面垂直。批头座组件通过气缸固定板805与批头组件18连接，气缸固定板通过冲压气缸802与光轴固定板803连接，光轴固定板一端的槽口内设有冲压气缸，批头组件位于光轴固定板的外侧，光轴固定板的另一侧通过导轨固定板801与龙门滚珠丝杠7的座块连接。同时，光轴固定板呈“[”字形，光轴固定板另一端的槽口内设有液压缓冲器804，液压缓冲器与冲压气缸在光轴固定板内相对设置；冲压气缸两侧对称设置的光轴806设置于光轴固定板，气缸固定板的龙门架侧通过铜套设置于光轴。

上述批头组件设有电动批头1801和批头吸头1802，批头组件的吸气孔通过气管与控制器13的吸气孔连接，控制器设置于工作台底部的机架，批头组件的批头电磁阀、分度气缸的分度电磁阀、冲压气缸的冲压电磁阀、夹紧气缸的夹紧电磁阀、平台步进电机、龙门步进电机通过线路与控制器连接，冲压气缸、分度气缸、夹紧气缸通过气管与控制器的出气孔连接。上述机架和龙门架的支架分别采用铝合金型材，所述螺丝为沉头螺钉19。

该自动锁附螺丝机的工作原理和使用方法由以上该自动锁附螺丝机采用三维运动体式行走机构的具体说明可知，在此不再重复说明。

如图5所示，上述分度盘组件或替换为下压分料机构，下压分料机构的分料座通过螺旋轨道与振动料斗的出料口连接，分料座的出料孔上方设有下压气缸，分料座的出料孔的一侧设有钢珠弹簧，分料座内的出料孔设有连接高压气管的高压气体入口，分料座的出料孔通过气管与批头组件的进料孔连接，下压气缸通过气管与控制器的出气孔连接，下压气缸的下压电磁阀与控制器通过线路与控制器连接。螺丝经振动料斗输送至下压分料机构的分料座，钢珠弹簧将出料孔的螺丝卡住，下压气缸将单个颗螺丝压入下分料座的出料孔内实现分料，并通过高压气体冲入批头组件的进料孔，从而将螺丝送入批头组件的批头吸头处。同时，上述该自动锁附螺丝机的取料机构采用气动吹入式送料机构，气动吹入式送料机构的螺丝从下压分料机构出来使其自由掉入气管内，同时以气压为动力将螺丝送入电批组件。

Claims (9)

1.一种龙门式智能自动锁附螺丝机，该自动锁附螺丝机的机架（1）设有龙门架（2），机架设有脚轮（14），龙门架的龙门导轨（9）设有一至两组批头座组件（8）和批头组件（18），批头组件设置于批头座组件，机架的工作台设有平台（12），平台上设有定位板（11），定位板设有均匀排布的定位孔；其特征在于所述平台（12）通过滑块与平台滚珠丝杠（10）连接，平台设有对称设置的平台导轨（16），平台滚珠丝杠设置于平台导轨之间，平台的平台滚珠丝杠两端分别设有平台轴承座（22），其中一侧平台轴承座的平台滚珠丝杠一端设有平台步进电机（20），平台步进电机通过平台联轴器（21）与平台滚珠丝杠连接，工作台底部的机架（1）设有控制器（13），平台步进电机通过线路与控制器连接；所述平台（12）设置定位板（11）的侧边工作台面设有振动料斗（15）和分度盘组件（3），龙门架（2）与平台、振动料斗、分度盘组件侧相对设置，龙门架的批头组件（18）位于分度组件的上方，振动料斗与分度盘组件之间通过螺旋轨道连接；分度盘组件的分度导向盘通过分度转轴与分度气缸连接，分度气缸通过气管与控制器（13）的出气孔连接，分度气缸的分度电磁阀通过线路与控制器连接；分度导向盘设置于分度支撑板，分度转轴设置于分度支撑板内，分度导向盘的盘口边沿设有弧形的螺丝孔，螺丝孔对应的支撑板设有限位螺丝的环形导轨。

2.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述定位板（11）位于一侧平台导轨（16）的该侧平台（12）侧边，平台导轨另一侧边的平台外端角设有夹紧气缸（17），夹紧气缸与定位板内的工件相对设置，定位板该侧端角为直倒角，夹紧气缸通过气管与控制器（13）的出气孔连接，夹紧气缸的夹紧电磁阀通过线路与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述分度盘组件（3）替换为分料机构，分料机构的分料座通过螺旋轨道与振动料斗（15）的出料口连接，分料座的出料孔上方设有下压气缸，分料座的出料孔的一侧设有钢珠弹簧，分料座内的出料孔设有连接高压气管的高压气体入口，分料座的出料孔通过气管与批头组件（18）的进料孔连接，下压气缸通过气管与控制器（13）的出气孔连接，下压气缸的下压电磁阀与控制器通过线路与控制器连接。

4.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述批头座组件（8）通过座块与龙门架（2）的龙门滚珠丝杠（7）连接，龙门架设有对称设置的龙门导轨（9），龙门滚珠丝杠设置于龙门导轨之间，龙门架的龙门滚珠丝杠两端分别设有龙门轴承座（6），其中一侧龙门轴承座的龙门滚珠丝杠一端设有龙门步进电机（4），龙门步进电机通过龙门联轴器（5）与龙门滚珠丝杠连接，龙门滚珠丝杠的轴心与设置平台滚珠丝杠（10）的工作台平面垂直，龙门步进电机通过线路与控制器（13）连接。

5.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述批头座组件（8）通过气缸固定板（805）与批头组件（18）连接，气缸固定板通过冲压气缸（802）与光轴固定板（803）连接，光轴固定板一端的槽口内设有冲压气缸，批头组件位于光轴固定板的外侧，光轴固定板的另一侧通过导轨固定板（801）与龙门滚珠丝杠（7）的座块连接，冲压气缸通过气管与控制器（13）的出气孔连接，冲压气缸的冲压电磁阀与控制器通过线路与控制器连接；批头组件设有电动批头（1801）和批头吸头（1802），批头组件的吸气孔通过气管与控制器的吸气孔连接，批头组件的批头电磁阀通过线路与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述光轴固定板（803）呈“[”字形，光轴固定板另一端的槽口内设有液压缓冲器（804），液压缓冲器与冲压气缸（802）在光轴固定板内相对设置；冲压气缸两侧对称设置的光轴（806）设置于光轴固定板（803），气缸固定板（805）的龙门架侧通过铜套设置于光轴。

7.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机，其特征在于所述机架（1）和龙门架（2）的支架分别采用铝合金型材，所述螺丝为沉头螺钉（19）。

8.根据权利要求1所述的龙门式智能自动锁附螺丝机的智能锁附方法，其特征在于所述振动料斗（15）的出料口通过螺旋轨道卡入输送的螺丝，螺丝再通过螺旋轨道输送至分度盘组件（3）上分度导向盘的螺丝孔，分度导向盘通过分度转轴和分度气缸带动旋转，并带动螺丝落入支撑板的环形导轨；此时批头组件（18）作X方向移动，移动到分度导向盘的螺丝孔上方，Z方向的批头座组件（8）下降至设定高度，使批头组件的批头吸头（1802）将螺丝吸住；完成这一动作后，批头组件沿X方向返回至定位板（11）的工件上方，Z方向的批头座组件下降至设定高度，对定位板上工件的螺丝孔进行锁附操作。

9.根据权利要求8所述的龙门式智能自动锁附螺丝机的智能锁附方法，其特征在于所述振动料斗（15）通过螺旋轨道输送出的螺丝，通过分度盘组件（3）的螺丝落入支撑板内的进料口，并通过气管输送至批头组件（18）的进料口，批头组件触动出料开关，螺丝移动至批头组件的批头吸头（1802）；批头组件沿X方向移动至定位板（11）的工件上方，Z方向的批头座组件（8）下降至设定高度，对工件的螺丝孔进行锁附操作。