CN106514233A

CN106514233A - 一种多轴机械手锁螺丝机

Info

Publication number: CN106514233A
Application number: CN201611217705.4A
Authority: CN
Inventors: 郑学武; 杨翔敏
Original assignee: KINGSUN AUTOMATION TECHNOLOGY (DONGGUAN) Co Ltd
Current assignee: KINGSUN AUTOMATION TECHNOLOGY (DONGGUAN) Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2017-03-22

Abstract

本发明的一种多轴机械手锁螺丝机，涉及锁螺丝机技术领域，使用时，通过多轴机械手机构把锁付头组件移动至待锁付螺丝的产品的上方，然后Z轴电机驱动Z轴丝杆转动，以使锁付头组件下行至离产品适当距离，锁付气缸驱动锁付杆下行且驱动件能够驱动锁付杆转动，从而把螺丝锁进产品内。与现有技术相比，由于本发明的Z轴机构和锁付机构有机地与机械臂结合，锁付杆穿设于机械臂的前端部，结构比较紧凑，体积比较小，重量比较轻，大大降低了制造生产成本，提高了经济效益。

Description

一种多轴机械手锁螺丝机

技术领域

本发明涉及锁螺丝技术领域，具体涉及一种多轴机械手锁螺丝机。

背景技术

在机械、电器等产品装配过程中，往往需要进行各种锁紧螺钉的操作。传统的方式是采用手动螺丝刀进行锁紧螺钉的操作，然而这种效率低下的手动操作方式已经无法满足现代化大批量生产以及机械自动化的需求，为此，人们研制出了螺丝机，该设备可以自动输送螺钉以及锁紧螺钉，大大提高了生产效率，适应了现代化大规模生产和装配的需要。为了扩大锁螺丝机的工作范围，现在很多锁螺丝机会结合多轴的机械手，来满足不同工作台不同位置取料下料、锁螺丝的需求。然而现有的锁螺丝机与机械手的结合比较不灵活，一般是在机械手的手臂端部外围增加一个锁付模组，锁付模组悬挂在机械臂的前端之外。为了实现带动锁付模组锁螺丝机功能，机械手和锁螺丝机的结构非常复杂，操作不便。由于现有的锁付模组的重量比较大，常需要重型的机械手才能够承载、带动锁付模组进行移动或者锁螺丝的动作。然而重型机械手体的积比较大，使用时占用较大的空间，而且重型机械手的成本比较高，大大降低经济效益。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种结构紧凑简单、操作方便、提高经济效益的多轴机械手锁螺丝机。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种多轴机械手锁螺丝机，包括多轴机械手机构、Z轴机构和锁付机构，所述多轴机械手机构包括第一机械臂和第二机械臂，第二机械臂包括臂座，所述臂座与第一机械臂连接；

Z轴机构包括固定于所述臂座的Z轴丝杆、配合套接在Z轴丝杆外的螺母和驱动所述Z轴丝杆转动的Z轴电机，Z轴电机与臂座固定连接，所述螺母连接有驱动板；

所述锁付机构包括锁付传动轴、锁付头组件、锁付批杆（锁付批杆和锁付传动轴可以是一体的，即锁付杆）、用于驱动锁付传动轴上下运动的锁付气缸和用于驱动锁付传动轴转动的锁付电机（或者电批），锁付批杆穿设于锁付头组件，锁付电机固定于臂座，锁付传动轴穿设于所述臂座的前端部，锁付头组件设置在臂座的下方，所述锁付气缸的本体与所述驱动板连接，锁付气缸的活塞杆与所述锁付传动轴的上端部连接以驱动所述锁付传动轴向下运动，从而带动锁付批杆上下运动。

其中，该多轴机械手锁螺丝机还包括安装座和连接杆，所述锁付头组件与所述安装座连接，所述安装座通过连接杆来与驱动板固定连接。

其中，所述臂座设有供连接杆穿过的通孔和滑动导向结构。

其中，所述锁付头组件与所述安装座可拆卸连接。

其中，所述锁付头组件为吹送式锁付头组件或吸取式锁付头组件，所述多轴机械手机构的侧方设置有用于给锁付头组件提供螺丝的供料机构。

其中，所述锁付电机设有传动轮，所述传动轮套设于锁付传动轴，且传动轮与锁付传动轴之间的配合为花键轴和花键孔的配合，或者为多边形轴与多边形孔的滑动配合。

其中，所述锁付传动轴的上端部通过旋转组件或随动机构来与所述锁付气缸连接，所述旋转组件包括气缸接头、压套和弹簧，气缸接头设置有用于与锁付气缸连接的凹陷部和供锁付传动轴顶部插接的插接部，所述插接部与所述锁付传动轴顶部之间设置有顶部滚球，所述插接部的侧壁设置有卡接孔，所述卡接孔处设置有侧滚球，锁付传动轴设置有凹槽，侧滚球陷入凹槽内以在纵向托住锁付传动轴，所述压套套在插接部的外侧，弹簧设置在所述压套与所述气缸接头之间；所述随动机构包括连接接头、轴承和缓冲弹簧，连接接头与所述锁付气缸固定连接，轴承套接于锁付传动轴的上端部，所述轴承容置于所述连接接头，轴承与连接接头在纵向活动连接，缓冲弹簧的两端分别抵住轴承的顶部和连接接头。

其中，所述压套的内侧设置有拆卸槽，在外力作用下所述压套能够移动以使拆卸槽对准所述卡接孔从而让所述侧滚球能够脱离所述凹槽。

其中，该多轴机械手锁螺丝机还包括压料气缸，该压料气缸的缸筒与所述安装座连接，该压料气缸的活塞杆能够向下伸缩压紧外围产品。

其中，该多轴机械手锁螺丝机还包括用于检测螺丝锁紧深度的检测机构，所述检测机构与所述驱动板连接。

本发明的有益效果：

本发明的一种多轴机械手锁螺丝机，使用时，通过多轴机械手机构把锁付头组件移动至待锁付螺丝的产品的上方，然后Z轴电机驱动Z轴丝杆转动，以使锁付头组件下行至离产品适当距离，锁付气缸驱动锁付杆下行且驱动件能够驱动锁付杆转动，从而把螺丝锁进产品内。与现有技术相比，由于本发明的Z轴机构和锁付机构有机地与机械臂结合，锁付杆穿设于机械臂的前端部，结构比较紧凑，体积比较小，重量比较轻，大大降低了制造生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种多轴机械手锁螺丝机的结构示意图。

图2为本发明实施例中的一种多轴机械手锁螺丝机的部分结构立体图。

图3为图2的截面图。

图4为本发明实施例中的一种多轴机械手锁螺丝机的旋转组件结构示意图。

图5为本发明实施例中的一种多轴机械手锁螺丝机的随动机构的结构示意图。

图6为本发明实施例中的一种多轴机械手锁螺丝机的另一结构示意图。

附图标记：

多轴机械手机构1、承载座11、第一机械臂12、第二机械臂13、臂座131；

Z轴机构2、Z轴丝杆21、螺母22、Z轴电机23、安装座24、连接杆25；

驱动板3；

锁付机构4、锁付传动轴41、凹槽411、锁付头组件42、吹送式锁付头组件421、吸取式锁付头组件422、锁付气缸43、锁付电机44、锁付批杆45、传动轮46；

旋转组件5、气缸接头51、凹陷部511、插接部512、卡接孔5121、压套52、拆卸槽521、弹簧53、顶部滚球54、侧滚球55；

随动机构50、连接接头501、轴承502、缓冲弹簧503；

压料气缸6；

检测机构7；

供料机构8。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

本实施例的一种多轴机械手锁螺丝机，如图1至图3所示，包括多轴机械手机构1、Z轴机构2和锁付机构4，多轴机械手机构1包括依次连接的承载座11、第一机械臂12和第二机械臂13，第二机械臂13包括臂座131，所述臂座131的后端部与第一机械臂12连接；多轴机械手机构1可以是如图1所示的水平多关节的，也可以是直角坐标或极坐标式的机械手机构（图中没示出），或者其它多轴机械手机构，均在本发明的保护范围之内。

本实施例中，Z轴机构2包括下端部固定于臂座131的Z轴丝杆21、配合套接在Z轴丝杆21外的螺母22和驱动Z轴丝杆21转动的Z轴电机23，Z轴电机23与臂座131固定连接，螺母22连接有驱动板3。

本实施例中，锁付机构4包括锁付传动轴41、锁付头组件42、锁付批杆45（锁付批杆45和锁付传动轴41可以是一体的，一体成为锁付杆）、用于驱动锁付传动轴41上下运动的锁付气缸43和用于驱动锁付传动轴41转动的锁付电机44（或者螺丝刀，螺丝刀包括电批、风批等），锁付批杆45穿设于锁付头组件42，锁付电机44固定于臂座131，锁付传动轴41穿设于臂座131的前端部，锁付头组件42设置在臂座131的下方，锁付气缸43的本体与驱动板3连接，锁付气缸43的活塞杆与锁付传动轴41的上端部连接以驱动锁付传动轴41向下运动，从而带动锁付批杆45上下运动。使用时，通过多轴机械手机构1把锁付头组件42移动至待锁付螺丝的产品的上方，然后Z轴电机23驱动Z轴丝杆21转动，以使锁付头组件42下行至离产品适当距离，锁付气缸43驱动锁付传动轴41下行且锁付电机44驱动锁付杆转动，从而把螺丝锁进产品内。与现有技术相比，由于本发明的Z轴机构2和锁付机构4有机地与机械臂结合，锁付传动轴41穿设于机械臂的前端部，结构比较紧凑，体积比较小，重量比较轻，大大降低了制造生产成本，提高了经济效益。

本实施例中，该多轴机械手锁螺丝机还包括安装座24和连接杆25，锁付头组件42与安装座24连接，安装座24通过连接杆25来与驱动板3固定连接，臂座131设有供连接杆25穿过的通孔和滑动导向结构。锁付头组件42与安装座24可拆卸连接，锁付头组件42为吹送式锁付头组件421（如图1所示）或吸取式锁付头组件422（如图6所示），吹送式和吸取式是指螺丝进入锁付头组件42的方式，在此不再赘述，多轴机械手机构1的侧方设置有用于给锁付头组件42提供螺丝的供料机构8，吹送式锁付头组件421的是通过管道把螺丝吹进锁付头组件42，吸取式锁付头组件422则需要通过机械臂移动锁付头组件42来回吸取螺丝。

本实施例中，锁付电机44设有传动轮46，传动轮46套设于锁付传动轴41，且传动轮46与锁付传动轴41之间的配合为花键轴和花键孔的配合，或者为多边形轴与多边形孔的滑动配合，目的在于锁付电机44能够带动锁付传动轴41转动，而锁付传动轴41又能够在竖向滑动。

如图4所示，锁付传动轴41的上端部通过旋转组件5来与锁付气缸43连接，旋转组件5包括气缸接头51、压套52和弹簧53，气缸接头51设置有用于与锁付气缸43连接的凹陷部511和供锁付传动轴41顶部插接的插接部512，插接部512与锁付传动轴41顶部之间设置有顶部滚球54，插接部512的侧壁设置有卡接孔5121，卡接孔5121处设置有侧滚球55，锁付传动轴41设置有凹槽411，侧滚球55陷入凹槽411内以在纵向托住锁付传动轴41，压套52套在插接部512的外侧，弹簧53设置在压套52与气缸接头51之间；其中，压套52的内侧设置有拆卸槽521，在外力作用下压套52能够移动以使拆卸槽521对准卡接孔5121从而让侧滚球55能够脱离凹槽411。

或者，如图5所示，锁付传动轴41的上端部通过随动机构50来与锁付气缸43连接，随动机构包括连接接头501、轴承502和缓冲弹簧503，连接接头501与锁付气缸43固定连接，轴承502套接于锁付传动轴41的上端部，轴承502容置于连接接头501，轴承502与连接接头501在纵向活动连接，缓冲弹簧503的两端分别抵住轴承502的顶部和连接接头501。通过上述两种方式实现锁付传动轴41与锁付气缸43的连接，锁付气缸43能够快速地与锁付传动轴41连接，并且锁付转动轴的转动不会带动锁付气缸43转动，锁付气缸43又能够带动锁付传动轴41上下运动。

本实施例中，该多轴机械手锁螺丝机还包括压料气缸6，该压料气缸6的缸筒与安装座24连接，该压料气缸6的活塞杆能够向下伸缩压紧外围产品，锁完螺丝后，锁付批杆45抬升时可能带动带动产品，影响后续的锁螺丝，因此实用该压料气缸6把产品压住避免产品的移位。

本实施例中，该多轴机械手锁螺丝机还包括用于检测螺丝锁紧深度的检测机构7，检测机构7与驱动板3连接，检测机构7为浮锁感应器。锁付时，锁付气缸43下压，把浮锁感应器的拉杆下压，付浮锁时感应器根据实际下压的位置显示螺丝实际锁紧的深度，并与正确的设置数值比较后判断螺丝锁紧深度是否到位，同时螺丝刀或锁付电机44在锁紧螺丝时有扭力信号输出可检测锁付扭力是否达到要求，能够保障每一颗螺丝的锁付质量。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：包括多轴机械手机构（1）、Z轴机构（2）和锁付机构（4），所述多轴机械手机构（1）包括第一机械臂（12）和第二机械臂（13），第二机械臂（13）包括臂座（131），所述臂座（131）与第一机械臂（12）连接；

Z轴机构（2）包括固定于所述臂座的Z轴丝杆（21）、配合套接在Z轴丝杆外的螺母（22）和驱动所述Z轴丝杆（21）转动的Z轴电机（23），Z轴电机（23）与臂座（131）固定连接，所述螺母（22）连接有驱动板（3）；

所述锁付机构（4）包括锁付杆、锁付头组件（42）、用于驱动锁付杆上下运动的锁付气缸（43）和用于驱动锁付杆转动的驱动件（44），驱动件（44）固定于臂座（131），锁付头组件（42）设置在臂座（131）的下方，锁付杆穿设于所述臂座（131）的前端部并插入锁付头组件（42），所述锁付气缸（43）的本体与所述驱动板（3）连接，锁付气缸（43）与所述锁付杆的上端部连接以驱动所述锁付杆上下运动以锁付螺丝。

2.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：驱动件（44）为锁付电机或螺丝刀。

3.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：锁付杆包括锁付传动轴（41）和锁付批杆（45），锁付批杆（45）穿设于锁付头组件（42），锁付传动轴（41）穿设于所述臂座（131）的前端部，锁付气缸（43）的活塞杆与所述锁付传动轴（41）的上端部连接以驱动所述锁付传动轴（41）上下运动，从而带动锁付批杆（45）上下运动。

4.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：该多轴机械手锁螺丝机还包括安装座（24）和连接杆（25），所述锁付头组件（42）与所述安装座（24）连接，所述安装座（24）通过连接杆（25）来与驱动板（3）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：所述臂座（131）设有供连接杆（25）穿过的通孔和滑动导向结构。

6.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：所述锁付头组件（42）与所述安装座（24）可拆卸连接，所述锁付头组件（42）为吹送式锁付头组件或吸取式锁付头组件，所述多轴机械手机构（1）的侧方设置有用于给锁付头组件（42）提供螺丝的供料机构（8）。

7.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：所述驱动件（44）设有传动轮（46），所述传动轮（46）套设于锁付杆，且传动轮（46）与锁付杆之间的配合为花键轴和花键孔的配合，或者为多边形轴与多边形孔的滑动配合。

8.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：所述锁付杆的上端部通过旋转组件（5）或随动机构（50）来与所述锁付气缸（43）连接，所述旋转组件（5）包括气缸接头（51）、压套（52）和弹簧（53），气缸接头（51）设置有用于与锁付气缸（43）连接的凹陷部（511）和供锁付杆顶部插接的插接部（512），所述插接部（512）与所述锁付杆的顶部之间设置有顶部滚球（54），所述插接部（512）的侧壁设置有卡接孔（5121），所述卡接孔处设置有侧滚球（55），锁付杆设置有凹槽（411），侧滚球（55）陷入凹槽（411）内以在纵向托住锁付杆，所述压套（52）套在插接部（512）的外侧，弹簧（53）设置在所述压套（52）与所述气缸接头（51）之间；所述随动机构（50）包括连接接头（501）、轴承（502）和缓冲弹簧（503），连接接头（501）与所述锁付气缸（43）固定连接，轴承（502）套接于锁付杆的上端部，所述轴承（502）容置于所述连接接头（501），轴承（502）与连接接头（501）在纵向活动连接，缓冲弹簧（503）的两端分别抵住轴承（502）的顶部和连接接头（501）。

9.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：该多轴机械手锁螺丝机还包括压料气缸（6），该压料气缸（6）的缸筒与所述安装座（24）连接，该压料气缸（6）的活塞杆能够向下伸缩压紧外围产品。

10.根据权利要求1所述的一种多轴机械手锁螺丝机，其特征是：该多轴机械手锁螺丝机还包括用于检测螺丝锁紧深度的检测机构（7），所述检测机构（7）与所述驱动板（3）连接。