CN105666113A - 一种自动寻位螺栓拧紧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动寻位螺栓拧紧机，包括激光对接装置、填装装置、水平移位机构、纵向移位机构和载物台，通过激光对接装置使拧紧接头能够快速寻找到载体上的螺纹通孔，填装装置将螺栓安装至拧紧接头上，实现快速自动螺栓安装工艺，一次操作拧紧多个螺栓的目的，效率高，安全可靠，极大的解放生产力。

Description

一种自动寻位螺栓拧紧机

技术领域

本发明涉及螺栓装配器械，它是一种自动寻位螺栓拧紧机。

背景技术

由于螺栓采用人工扳手进行拧紧，效率极低，速度过慢，浪费人力。

螺栓拧紧机，是用于将螺栓拧入载体的机器，其扭矩为设定的固定值，不会像人工拧紧存在拧紧力不均的现象。

市场上有一类电动扳手(或气动扳手)，其通过电机等将螺栓快速拧入载体内，并且能够保证拧紧时的扭矩为固定值，但是其存在一定的缺点：

1、首先，质量较重，其工作原理类似于电钻，工作时需要一定的体力用于扶持和抓握电动扳手，保持电动扳手于螺栓拧入时的角度及高度，一旦抓握不牢极易导致螺纹拧花。

2、当拧入的螺栓较大时，拧动所需的扭转力较大，则对体力要求更高，因此不适合力量较弱的工作者，导致使用者的局限性。

发明内容

本发明的发明目的是为了解决螺栓在拧入过程中存在操作困难的问题，提供一种自动寻位螺栓拧紧机，拧紧接头可以自动寻找到载具上的螺纹通孔，并将螺栓进行拧入。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：包括底架、支座、激光对接装置和拧紧装置，所述拧紧装置设于支座前方，底架顶部为载物面板，支座固定于载物面板上表面，所述支座与拧紧装置之间还设有：操作架，包括底板和浮板；水平移位机构，包括横向滑轨、固定板和控制固定板移动的横向驱动装置，所述横向驱动装置固定于底板或支座表面，固定板与横向滑轨滑动连接，拧紧装置固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板表面；纵向移位机构，包括供前后移位机构纵向移动的纵向滑轨、控制前后移位机构高度的提升装置、配重块和转轮，配重块与前后移位机构通过连接件连接，转轮位于支座的顶部，配重块与前后移位机构通过连接件垂挂于转轮的两端；所述载物面板中部设有可旋转的圆形载物台，底架设有供载物台转动的旋转驱动装置以及限制载物台转动角度的旋转限位装置，所述载物台中部镂空设置；拧紧装置包括用于螺栓旋紧的拧紧接头、转动拧紧接头的旋转机构和为拧紧接头放入螺栓的填装装置；所述激光对接装置包括移动轨道、发射器和接收器：所述接收器位于拧紧接头旋转中心内，所述发射器于移动轨道上往复滑动，发射器跟随所述发射器和接收器保持处于同一竖直轴线上；所述提升装置、横向驱动装置、旋转机构、旋转驱动装置和旋转限位装置均与智能终端相连接。

优选的，所述填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒、供螺栓向拧紧接头移动填装导向套管和控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关；所述拧紧接头前还设有可夹持螺栓的封口片。

优选的，所述填装导向套管包括套管入口和导向通槽，所述套管入口与螺栓储筒连通，导向通槽连接套管入口和拧紧接头，所述导向通槽呈“T”型通槽。

优选的，所述拧紧接头呈圆柱形，拧紧接头中部设有六边形的螺栓通槽，拧紧接头侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口，螺栓配口呈“T”型并与导向通槽连通。

优选的，所述螺栓储筒呈竖直设置的管状。

优选的，所述填装导向套管还包括有接头套管，所述拧紧接头套设于接头套管内。

优选的，所述浮板表面枢接有一圆形齿轮，浮板表面共有两个固定板，固定板均设有齿条，所述齿条与齿轮啮合，两个固定板通过齿条关于齿轮中心对称移动。

优选的，所述固定板呈“L”形，横向滑轨共两条，各个固定板与两根横向滑轨均滑动连接。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的自动寻位螺栓拧紧机，具有如下有益效果：

一、采用本发明的螺栓拧紧机，通过支座将拧紧装置架起，再通过纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台，载物台上可以增设夹具，夹具将载体进行夹紧。

-水平移位机构中的横向驱动装置用于控制拧紧装置的水平位置；

-载物台的旋转驱动装置可以使其转动，旋转限位装置用于限制载物台的转动，达到固定的目的，旋转限位装置可以采用摩擦卡紧、定位销轴限位、卡块限位等多种方式均可实现。

-纵向移位机构中的提升装置用于控制拧紧装置的高低，以及为螺栓拧入时提供一定的下压力量。

-激光对接装置，发射器与拧紧装置处于同一竖直轴线内，发射器将光线照射至接收器内，正常情况下光线会被载体阻挡，当发射器与拧紧装置所在的轴线处于通孔内时，拧紧装置可以接收到发射器的激光，完成螺纹通孔的定位。

通过水平移位机构及载物台，载物台转动且发射器延移动轨道向一侧移动，在载具的表面形成一个涡旋的扫掠面，当激光扫掠到螺纹通孔时，表示拧紧装置正下方为螺纹通孔，拧紧装置的拧紧接头填装螺栓，最后通过纵向移位机构将拧紧装置进行下压拧紧，使螺栓进入载体内部，快速的完成多个螺栓的拧紧。

二、上述的纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台可以与智能终端(如计算机、平板电脑或手机等)进行连接，通过智能终端来控制纵向移位机构、水平移位机构和载物台，单次程序的操作可以完成多个螺钉的快速拧紧，自动化程度高，操作工人仅需对操作过程进行监控即可。

三、由于所有的操作均是通过纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台完成，使用者无需手动将拧紧装置抬起，因此对于使用者的体格也无特殊要求，通过智能终端实现一键式的自动化操作，效率高，安全系数高。

附图说明

图1为本发明自动寻位螺栓拧紧机实施例的结构示意图；

图2为本发明自动寻位螺栓拧紧机实施例的结构示意图；

图3为本发明中支座的结构示意图；

图4为本发明自动寻位螺栓拧紧机实施例的侧视图；

图5为本发明中水平移位机构的结构示意图；

图6为本发明中拧紧装置的结构示意图；

图7为本发明中拧紧装置的结构示意图；

图8为本发明中拧紧接头的结构示意图；

图9为本发明中输送套管的剖视图；

图10为图9中A-A的处剖视图；

图11为本发明中激光对接装置的扫掠示意图。

附图标记：1、底架；10、载物面板；100、滚筒；3、支座；300、纵向滑轨；301、转轮；302、提升装置；303、配重块；310、底板；311、浮板；320、横向滑轨；321、固定板；322、齿轮；323、横向驱动装置；4、拧紧装置；40、旋紧装置；41、螺栓储筒；42、填装导向套管；420、接头套管；421、套管入口；422、导向通槽；43、拧紧接头；44、封口片；430、螺栓配口；431、螺栓通槽；5、旋转载物台；60、发射器；61、接收器；62、移动轨道；7、载体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1至11所示的一种自动寻位螺栓拧紧机，包括底架1、支座3、激光对接装置和拧紧装置4，拧紧装置4设于支座前方，底架1顶部为载物面板10，支座3固定于载物面板10上表面，支座3与拧紧装置4之间还设有水平移位机构和纵向移位机构。

水平移位机构：如图5所示，包括横向滑轨320、固定板321和控制固定板移动的横向驱动装置323，横向驱动装置323固定于底板310或支座3表面，固定板321与横向滑轨320滑动连接，拧紧装置4固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板311表面；

浮板311表面枢接有一圆形齿轮322，浮板311表面共有两个固定板321，固定板321均设有齿条，齿条与齿轮322啮合，两个固定板321通过齿条关于齿轮322中心对称移动，两个固定板321上均设有拧紧接头43。当一个固定板321受到横向驱动装置323的移动时，可以带动另一个固定板进行移动，以此可以达到一个控制多个拧紧装置4的目的，横向驱动装置323仅仅控制单个拧紧接头43所在的固定板，通过齿条与齿轮的配合，可以同时控制2个拧紧接头43所在的固定板。

两个拧紧接头43下方均设有与之对应的激光发射器，当载物台5转动过程中，两套激光对接装置均可对螺纹通孔进行寻位及螺栓拧紧，可以有效的降低螺纹通孔无法被扫到的几率。

如图11所示，是单个激光对接装置所能扫掠到的载体表面，而那些无法扫掠到的螺纹通孔，仅能通过人工进行检查，并进行补漏。

固定板321呈“L”形，横向滑轨320共两条，各个固定板321与两根横向滑轨320均滑动连接，滑动过程更为平稳安全。

本实施例中，横向驱动装置323固定于底板310表面，横向驱动装置323可跟随纵向移位机构一同移动。

激光对接装置包括移动轨道62、发射器60和接收器61：接收器61位于拧紧接头43旋转中心内，发射器60于移动轨道62上往复滑动，发射器跟随发射器60和接收器61保持处于同一竖直轴线上。

发射器60与接收器61的位置可以对调，但是考虑到激光发射器60的体积较为庞大，难以安装在拧紧接头43内，因此本实施例中接收器61安装于拧紧接头43内。

移动轨道62主要是供发射器60进行移动，发射器60跟随水平移位机构上的拧紧接头43一同移动，并保持发射器60内的激光能够照射到接收器61内。

纵向移位机构：包括供前后移位机构纵向移动的纵向滑轨300、控制前后移位机构高度的提升装置302、配重块303和转轮301，配重块303与前后移位机构通过连接件连接，转轮301位于支座3的顶部，配重块303与前后移位机构通过连接件垂挂于转轮301的两端；

纵向移位机构，首先是用于拧紧装置4的升降，安装与取出载体，其次是用于拧紧接头43在下压拧紧螺栓时为其提供足够的下压行程。

配重块303和转轮301是用于平衡两边的重量，其原理类似于电梯，可以大幅降低升降装置302控制拧紧装置4所需的力。提升装置302采用气缸进行推动,控制方便。

载物面板10中部设有可旋转的圆形载物台5，底架1设有供载物台5转动的旋转驱动装置以及限制载物台5转动角度的旋转限位装置，载物台5中部镂空设置。

旋转驱动装置是用于带动载物台5的转动，可以采用电机配合齿轮箱或其他部件实现载物台的转动。

旋转限位装置是用于螺栓拧紧时限制载物台的转动，防止螺钉拧紧时载体被拧紧力带动而固定不稳，发生偏转，因此旋转限位装置需要稳定的一个限制，采用定位销等刚性限位安全性高，但是角度选择较少，若采用摩擦进行限位，能够实现多个角度的无级调整限位，本实施例中采用摩擦限位，通过压紧载物台5以控制其转动。

载物台5中部镂空设置的目的在于：尽量减少其对激光对接装置的干扰，本实施例中可以采用细钢筋来弥补载物台中部缺乏的结构强度，类似于自行车轮胎的辐条，载体可以通过夹具固定于细钢筋上。

如图6和图7所示，拧紧装置4包括用于螺栓旋紧的拧紧接头43、转动拧紧接头的旋转机构40和为拧紧接头放入螺栓的填装装置。填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒41、供螺栓向拧紧接头移动填装导向套管42和控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关410；拧紧接头43前还设有可夹持螺栓的封口片44。

螺栓储筒41呈竖直设置的管状，用于放置待安装的统一规格的螺栓，启闭开关410用于控制螺栓的掉落，当发射器60的激光照射至接收器内，表示拧紧装置正下方有螺纹通孔，此时启闭开关410打开，将螺栓运输至拧紧接头43上，用于拧入螺纹通孔内。

填装导向套管42包括套管入口421和导向通槽422，套管入口421与螺栓储筒41连通，导向通槽422连接套管入口421和拧紧接头43，导向通槽422呈“T”型通槽。

如图8至图10所示，拧紧接头43呈圆柱形，拧紧接头43中部设有六边形的螺栓通槽431，拧紧接头43侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口430，螺栓配口430呈“T”型并与导向通槽422连通。

填装导向套管42还包括有接头套管420，拧紧接头43套设于接头套管420内，接头套管420可以有效的防止高速转动的拧紧接头43裸露于外部，防止螺栓飞出，同时保证不易被人误触。

激光对接装置中的发射器和接收器对接后，显示正下方为螺纹通孔，启闭开关410打开后，螺栓于套管入口421进入，并通过导向通槽422滑入螺栓配口430进入拧紧接头43的螺栓通槽431内，之后封口片44将拧紧接头43封住，仅仅漏出螺栓的螺杆部分，螺栓的螺帽位于拧紧接头内。

拧紧接头43内增设有下压装置，将螺栓的螺帽压紧于封口片44上，纵向移位机构将整个拧紧装置下压，并将螺栓拧入载体内，在拧入过程中封口片44打开，使螺帽能够移出拧紧接头43。

本实施例中下述的驱动装置均与智能终端相连接。

驱动装置包括：

-水平移位机构中的横向驱动装置323，为气缸。

-纵向移位机构中的提升装置302，为气缸。

-载物台5上的旋转驱动装置51，为电机。

-拧紧装置中的旋转机构40，均为电机。

现智能终端采用普通的计算机通过数据线进行连接和传导，后期可以采用无线电波如蓝牙、wifi等实现无线传输控制。而智能终端除了计算机，还可以是手机、平板电脑等通过app实现实时控制及数据反馈，更方便智能。

以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：包括底架(1)、支座(3)、激光对接装置和拧紧装置(4)，所述拧紧装置(4)设于支座前方，底架(1)顶部为载物面板(10)，支座(3)固定于载物面板(10)上表面，所述支座(3)与拧紧装置(4)之间还设有：

-操作架，包括底板(310)和浮板(311)；

-水平移位机构，包括横向滑轨(320)、固定板(321)和控制固定板移动的横向驱动装置(323)，所述横向驱动装置(323)固定于底板(310)或支座(3)表面，固定板(321)与横向滑轨(320)滑动连接，拧紧装置(4)固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板(311)表面；

-纵向移位机构，包括供前后移位机构纵向移动的纵向滑轨(300)、控制前后移位机构高度的提升装置(302)、配重块(303)和转轮(301)，配重块(303)与前后移位机构通过连接件连接，转轮(301)位于支座(3)的顶部，配重块(303)与前后移位机构通过连接件垂挂于转轮(301)的两端；

所述载物面板(10)中部设有可旋转的圆形载物台(5)，底架(1)设有供载物台(5)转动的旋转驱动装置以及限制载物台(5)转动角度的旋转限位装置，所述载物台(5)中部镂空设置；

拧紧装置(4)包括用于螺栓旋紧的拧紧接头(43)、转动拧紧接头的旋转机构(40)和为拧紧接头放入螺栓的填装装置；

所述激光对接装置包括移动轨道(62)、发射器(60)和接收器(61)：所述接收器(61)位于拧紧接头(43)旋转中心内，所述发射器(60)于移动轨道(62)上往复滑动，发射器跟随所述发射器(60)和接收器(61)保持处于同一竖直轴线上，发射器(60)及移动轨道(62)均位于载物台(5)下方；

所述提升装置(302)、横向驱动装置(323)、旋转机构(40)、旋转驱动装置和旋转限位装置均与智能终端相连接。

2.根据权利要求1所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒(41)、供螺栓向拧紧接头移动填装导向套管(42)和控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关(410)；所述拧紧接头(43)前还设有可夹持螺栓的封口片(44)。

3.根据权利要求2所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述填装导向套管(42)包括套管入口(421)和导向通槽(422)，所述套管入口(421)与螺栓储筒(41)连通，导向通槽(422)连接套管入口(421)和拧紧接头(43)，所述导向通槽(422)呈“T”型通槽。

4.根据权利要求3所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述拧紧接头(43)呈圆柱形，拧紧接头(43)中部设有六边形的螺栓通槽(431)，拧紧接头(43)侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口(430)，螺栓配口(430)呈“T”型并与导向通槽(422)连通。

5.根据权利要求2所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述螺栓储筒(41)呈竖直设置的管状。

6.根据权利要求3所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述填装导向套管(42)还包括有接头套管(420)，所述拧紧接头(43)套设于接头套管(420)内。

7.根据权利要求1所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述浮板(311)表面枢接有一圆形齿轮(322)，浮板(311)表面共有两个固定板(321)，固定板(321)均设有齿条，所述齿条与齿轮(322)啮合，两个固定板(321)通过齿条关于齿轮(322)中心对称移动。

8.根据权利要求7所述的自动寻位螺栓拧紧机，其特征在于：所述固定板(321)呈“L”形，横向滑轨(320)共两条，各个固定板(321)与两根横向滑轨(320)均滑动连接。