CN105414942B - 智能扭力驱动控制机构及运用该机构的智能螺丝组装机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能扭力驱动控制机构，包括伺服电机、减速机和用于监测伺服电机输出扭力值的控制器，所述减速机与伺服电机相连，所述控制器与减速机相连，所述控制器包括一与外界相连的扭力输出端。
Description
技术领域
本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种智能扭力驱动控制机构及运用扭力控制机构的智能螺丝组装机。
背景技术
自动螺丝组装机是自动化生产过程中经常需要使用的设备，自动螺丝组装机又称自动螺丝锁紧机、自动螺丝锁付机、工业拧紧系统等，是用自动化机构代替人工完成螺丝的取、放、拧紧的自动化装置。现有的自动螺丝组装机构结构复杂，螺丝与手柄准备进行旋转拧合时，由于手柄与螺丝之间的螺纹没有完全对齐，因此拧动时会出现螺纹偏差，螺丝向手柄的侧部歪斜，而现有组装机忽略了该偏差，强行拧动导致螺纹损坏。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种智能扭力驱动控制机构和运用该扭力驱动控制机构的智能螺丝组装机。
技术方案：本发明公开了一种智能扭力驱动控制机构，包括伺服电机、减速机和用于监测伺服电机输出扭力值的控制器，所述减速机与伺服电机相连，所述控制器与减速机相连，所述控制器包括一与外界相连的扭力输出端。
通过控制器对伺服电机输出的扭力进行监测，当输出扭力值达到控制器预设定的扭力值时，伺服电机停止工作，本发明应用在螺丝组装机上，通过对输出扭力进行监测控制，能够防止在拧紧螺丝时因扭力不够导致螺丝未拧紧，或因扭力过大，导致螺丝断裂在工件中等不良情况的发生，保证螺丝组装机的组装质量。
本发明还公开了一种智能螺丝组装机，包括进料输送带、与进料输送带平行设置的出料输送带、位于进料输送带尽头的工作台和位于工作台前端的螺丝拧紧机构，该螺丝拧紧机构包括带动螺丝拧紧的扭力驱动控制机构，所述工作台设置在进料输送带和出料输送带之间，该工作台上设置有工件旋转机构、工件定位机构、螺丝，所述进料输送带、工作台、出料输送带上方设有机械手及供机械手在进料输送带、工作台、出料输送带上方来回移动轨道槽，所述工件旋转机构包括通过旋转气缸驱动旋转的旋转台，所述工件定位机构设置在所述旋转台两侧，所述螺丝和扭力驱动控制机构设置在旋转台前端。
本发明将待螺丝拧紧的工件放置在进料输送带上进行输送至进料输送带的尽头，通过机械手对工件进行夹取移动至工作台的旋转台上，工件随着旋转台进行旋转，并通过位于旋转台两侧的工件定位机构进行固定固定，扭力驱动控制机构的扭力输出端输出合适的扭力将螺丝拧紧在工件上，螺丝拧紧后，机械手夹取工件至出料输送带上进行出料。
作为本发明的进一步优化，本发明所述的工件定位机构包括检测传感器和可伸缩固定杆，所述工件上设有若干定位孔，检测传感器感应到该定位孔时，固定杆伸长至定位孔内，对工件进行定位，以确保工件在组装螺丝的过程中不会发生位置偏移，保证螺丝拧紧质量。
作为本发明的进一步优化，本发明所述的旋转台的后端设有螺丝检测机构，所述螺丝检测机构包括高度传感器和控制机械手运动的控制器，现有技术的螺丝上通常设有垫片，对带有垫片的螺丝拧紧在工件上时，为检测垫片情况，保证一垫片一螺丝，通过高度传感器来监测螺丝顶部与工件表面的高度差，将该高度差数据输送至控制器中，当高度差大于或小于预先设置的高度差时，控制器判断该工件为次品，当高度差等于预先设置的高度差时，控制器判断该工件为良品，并驱动机械手拾取该良品进行出料。
作为本发明的进一步优化，本发明所述的出料输送带远离工作台的一侧设有次料回收槽，经由控制器判断为次品的工件，通过机械手拾取放入该次料回收槽内，实现良品与次品的自动检测和分类。
作为本发明的进一步优化，本发明所述的进料输送带靠近工作台的一端设有V型卡槽，为确保机械手能够准确拾取工件，通过V型卡槽对待拾取加工的工件进行定位。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明实现了全自动螺丝组装，并通过扭力驱动控制机构，保证拧紧螺丝的扭力，进而确保螺丝拧紧的质量，大大降低产品不良率，同时采用螺丝检测机构实现加工良品和次品的自动检测，配合机械手完成良品和次品的自动化分类，大大降低工人的劳动量，提高生产加工效率和质量，且本发明结构简单，制作成本低，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的螺丝拧紧机构的结构示意图；
图2为本发明的螺丝组装机的结构示意图；
图3为本发明的工作台上各组件位置示意图；
1--包括伺服电机、2--减速机、3--控制器、4--扭力输出端、00--进料输送带、01--出料输送带、03--工作台、04--螺丝拧紧机构、031--工件定位机构、05--机械手、033--旋转台、0311--检测传感器、0312--固定杆、001--V型卡槽、06--螺丝检测机构、07--次料回收槽。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本实施例的一种智能扭力驱动控制机构，包括伺服电机1、减速机2和用于监测伺服电机输出扭力值的控制器3，减速机2与伺服电机1相连，控制器3与减速机2相连，控制器3包括一与外界相连的扭力输出端4。
通过控制器3对伺服电机1输出的扭力进行监测，当输出扭力值达到控制器3预设定的扭力值时，伺服电机1停止工作，该扭力值由操作人员进行合理设定，以确保螺丝能够被拧紧，本实施例应用在螺丝组装机上，通过对输出扭力进行监测控制，能够防止在拧紧螺丝时因扭力不够导致螺丝未拧紧，或因扭力过大，导致螺丝断裂在工件中等不良情况的发生，保证螺丝组装机的组装质量，但本实施例的应用不仅限在螺丝组装机上，任何需要控制扭力输出的驱动机构都可采用本实施例。
如图2和图3所示，本实施例采用上述的智能扭力驱动控制机构的一种智能螺丝组装机，包括进料输送带00、与进料输送带00平行设置的出料输送带01、位于进料输送带00尽头的工作台03和位于工作台03前端的螺丝拧紧机构04，该螺丝拧紧机构04包括扭力驱动控制机构，工作台03设置在进料输送带00和出料输送带01之间，该工作台03上设置有工件旋转机构、工件定位机构031、螺丝，进料输送带00、工作台03、出料输送带01上方设有机械手05及供机械手在进料输送带00、工作台03、出料输送带01上方来回移动轨道槽，工件旋转机构包括通过旋转气缸驱动旋转的旋转台033，工件定位机构031设置在所述旋转台033两侧，螺丝和扭力驱动控制机构设置在旋转台033前端，本实施例的工件定位机构031包括检测传感器0311和可伸缩固定杆0312。
本实施例的进料输送带00靠近工作台03的一端设有V型卡槽001，为确保机械手05能够准确拾取工件，通过V型卡槽001对待拾取加工的工件进行定位。
将待螺丝拧紧的工件放置在进料输送带00上进行输送至进料输送带00的尽头，设置在进料输送带00上的机械手05对工件进行夹取移动至工作台03的旋转台033上，工件随着旋转台033进行旋转，由于工件上设有的若干定位孔，工件定位机构031的检测传感器0311感应到该定位孔时，固定杆0312伸长至定位孔内，对工件进行定位，以确保工件在组装螺丝的过程中不会发生位置偏移，扭力驱动控制机构032的扭力输出端4输出合适的扭力将螺丝拧紧在工件上，螺丝拧紧后，机械手05夹取工件至出料输送带01上进行出料，而后机械手05回到进料输送带00的尽头进行下个工件的加工。
为进一步保证螺丝组装机的工作质量，同时针对现有的生产加工，现有的螺丝常设有一垫片，在螺丝拧紧的时候，为确保一个螺丝一个垫片一个工件的组合，本实施例在旋转台033的后端设有螺丝检测机构06，该螺丝检测机构06包括高度传感器和控制机械手运动的控制器，为检测垫片情况，保证一垫片一螺丝，通过高度传感器来监测螺丝顶部与工件表面的高度差，将该高度差数据输送至控制器中，当高度差大于或小于预先设置的高度差时，控制器判断该工件为次品，当高度差等于预先设置的高度差时，控制器判断该工件为良品，并驱动机械手拾取该良品进行出料。
为配合次品的快速回收和分类，本实施例在出料输送带01远离工作台03的一侧设有次料回收槽07，经由控制器判断为次品的工件，通过机械手05拾取放入该次料回收槽07内，实现良品与次品的自动检测和分类，减少操作人员的工作量。
为方便对加工完成后的工件进行激光雕刻标记，在旋转台的任意一侧设有激光雕刻机构，以对加工的工件进行标识。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (3)
1.螺丝组装机，其特征在于：包括进料输送带、与进料输送带平行设置的出料输送带、位于进料输送带尽头的工作台和位于工作台前端的螺丝拧紧机构，该螺丝拧紧机构包括带动螺丝拧紧的扭力驱动控制机构，所述工作台设置在进料输送带和出料输送带之间，该工作台上设置有工件旋转机构、工件定位机构、螺丝，所述进料输送带、工作台、出料输送带上方设有机械手及供机械手在进料输送带、工作台、出料输送带上方来回移动轨道槽，所述工件旋转机构包括通过旋转气缸驱动旋转的旋转台，所述工件定位机构设置在所述旋转台两侧，所述螺丝和扭力驱动控制机构设置在旋转台前端，所述工件定位机构包括检测传感器和可伸缩固定杆，所述旋转台的后端设有螺丝检测机构，所述螺丝检测机构包括高度传感器和控制机械手运动的控制器，所述扭力驱动控制机构包括伺服电机、减速机和用于监测伺服电机输出扭力值的控制器，减速机与伺服电机相连，控制器与减速机相连，控制器包括一与外界相连的扭力输出端。
2.根据权利要求1所述的螺丝组装机，其特征在于：所述出料输送带远离工作台的一侧设有次料回收槽。
3.根据权利要求1所述的螺丝组装机，其特征在于：所述进料输送带靠近工作台的一端设有V型卡槽。
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