CN107553113A - 一种螺栓的自动拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺栓的自动拧紧装置，包括工作台、拧紧机构、输送机构、控制机构和供料机构，拧紧机构包括拧紧机座、水平滑轨、升降气缸和拧紧爪，拧紧爪包括拧紧壳体、旋紧电机以及可相对移动的第一移料杆和第二移料杆；输送机构包括输送台、输送滑块和输送气缸，输送滑块可水平滑动地设于输送通道中，输送滑块上至少开设有一个置物槽。本发明结构紧凑，能自动进行螺栓的送料及完成部件的螺栓拧紧组装，大大降低了工人的劳动强度，提高了使用的安全性。

Description

一种螺栓的自动拧紧装置

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及到一种螺栓的自动拧紧装置。

背景技术

在机械生产加工的过程中，通过需要用螺栓将机械部件组装起来。传统的方式是将待组装的部件置于工作台上，操作人员一手持螺栓拧紧机，一手按压待组装的部件对其进行固定，工人的劳动强度大，且存在一定的安全隐患，螺栓的拧紧笑效率和拧紧质量都不到的保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种螺栓的自动拧紧装置，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种螺栓的自动拧紧装置，包括工作台以及设于工作台上的拧紧机构、输送机构和控制机构，还包括对拧紧机构提供螺栓的供料机构，

所述拧紧机构包括拧紧机座、水平滑轨、升降气缸和拧紧爪，拧紧机座固定于工作台上，水平滑轨固定于拧紧机座的顶部，水平滑轨上设有可沿其延伸方向水平滑动的安装滑板，升降气缸安装于安装滑板上，拧紧爪通过连接板与升降气缸的活动端相连，拧紧爪包括拧紧壳体、旋紧电机、移料气缸、第一移料杆和第二移料杆，拧紧壳体与连接板固定相连，旋紧电机设于拧紧壳体内，且固定于拧紧壳体的顶面上，旋紧电机的输出端连接有旋转板，第一移料杆和第二移料杆相对设置且均设于旋转板的下方，第一移料杆与旋转板的底部固定相连，移料气缸横向固定于旋转板的下部，移料气缸的活动端通过L形弯板与第二移料杆的顶部相连，并可带动第二移料杆相对第一移料杆靠近或远离；第一移料杆和第二移料杆均为L形结构，第一移料杆和第二移料杆的下部的相对面上均开设有与螺栓的外形相配合的凹口；

输送机构包括输送台、输送滑块和输送气缸，输送台固定于工作台上，输送台设于水平滑轨的下方，输送台上开设有输送通道，输送滑块设于输送通道中，输送气缸设于输送台的一侧，输送气缸的活动端与输送滑块相连，并可带动输送滑块沿输送通道的延伸方向前后移动，输送滑块上至少开设有一个置物槽；

控制机构包括PLC控制器和操作台，操作台设于拧紧机构的一侧，PLC控制器分别与操作台、升降气缸、旋紧电机、输送气缸和移料气缸电连接。

进一步的，所述供料机构包括供料长槽以及设于供料长槽两侧的第一拨料机构和第二拨料机构，供料长槽设于拧紧机座的一侧，供料长槽的底部与工作台固定相连，供料长槽的宽度大于螺栓的杆部的直径且小于螺栓的头部的直径，供料长槽的深度小于螺栓的杆部的长度；第一拨料机构包括第一拨料底座和拨料壳体，第一拨料底座固定于工作台上，拨料壳体设于第一拨料底座上，拨料壳体内设有第一拨料气缸和第二拨料气缸，第一拨料气缸和第二拨料气缸平行设置且其各自的活动端分别连接有第一拨料头和第二拨料头，第一拨料头和第二拨料头伸出拨料壳体，第一拨料头和第二拨料头设于供料长槽的上方，第一拨料头和第二拨料头的结构相同且对称设置，第一拨料头和第二拨料头的前端为板状结构的拨料部，第一拨料头的拨料部与第二拨料头的拨料部之间的距离大于一个螺栓的杆部的直径且不大于一个螺栓的头部的直径；第二拨料机构包括第一平移气缸，第一平移气缸固定于工作台上，第一平移气缸的顶面上连接有X轴导轨，X轴导轨的延伸方向与供料长槽的延伸方向相平行，X轴导轨上设有L形的第一滑板，第一滑板与第一平移气缸的活动端相连，并可在第一平移气缸的带动下沿X轴导轨水平滑动；第一滑板上设有第二平移气缸，第二平移气缸通过气缸安装座固定于第一滑板上，第二平移气缸的顶面上固定有Y轴导轨，Y轴导轨与X轴导轨垂直设置，Y轴导轨上设有第二滑板，第二滑板与第二平移气缸的活动端相连，并可在第二平移气缸的带动下沿Y轴导轨的延伸方向水平移动；第二滑板上连接有第三拨料头，第三拨料头的前端为板状结构；靠近第二拨料底座一侧的供料长槽的侧壁上开设有条形通孔，条形通孔的大小大于第三拨料头顶部的大小。

进一步的，所述水平滑轨的一侧平移丝杠，平移丝杠与水平滑轨平行设置，拧紧机座上安装有用于带动平移丝杠转动的丝杠电机，平移气缸上套设有丝杠螺母，丝杠螺母通过连接条与安装滑板相连，丝杠电机与PLC控制器电连接。

进一步的，所述供料机构包括储料底座、平移轨道和储料板，储料底座设于拧紧机座的一侧，平移轨道固定于工作台上且与水平滑轨垂直设置，储料板可水平滑动地设于平移轨道上，储料板上均匀开设有若干搁置孔，搁置孔的孔径与螺栓的杆部的直径相适应，搁置孔的深度不大于螺栓的杆部的直径。

进一步的，所述供料机构有两个，且平行设置；相应的，所述拧紧爪和输送机构分别有两个，拧紧爪分别设于连接板的两侧，两个供料机构之间的距离分别与两个拧紧爪之间的距离以及两个输送机构之间的距离相同。

进一步的，所述置物槽的底部开设有第一落料孔，第一落料孔的孔径与置物槽的大小相同；输送通道的底部开设有第二落料孔，第二落料孔的孔径与第一落料孔的孔径相同，第二落料孔的下方设有接料斗。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

通过供料机构对螺栓进行逐一有序供料，通过移料气缸带动第二移料杆相对第一移料杆靠近或远离，从而通过两根移料杆的爪钩部对螺栓进行夹住或松开；旋紧电机带动旋转板旋转，从而通过两根移料杆带动螺栓旋转，使螺栓拧紧到待组装部件的螺孔中。通过置物槽对待组装的部件进行有效定位，当完成拧紧后通过输送气缸带动输送滑块移动使完成组装的部件便顺着落料孔自动掉入到接料斗中，使用十分方便。本发明结构紧凑，操作简单，能自动进行螺栓的送料及完成部件的螺栓拧紧组装，提高了使用的安全性，大大降低了工人的劳动强度，提高了组装的效率和组装质量。

附图说明

图1为本发明所述的螺栓的自动拧紧装置的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明所述的第二实施例的供料机构的结构示意图。

图3为本发明所述的螺栓的自动拧紧装置的局部结构示意图。

图4为本发明所述的螺栓的拧紧爪的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

第一实施例：

参见图1、图3和图4，本发明所述的一种螺栓的自动拧紧装置，包括工作台10以及设于工作台10上的拧紧机构20、输送机构30和控制机构，还包括对拧紧机构20提供螺栓的供料机构40。

拧紧机构20包括拧紧机座21、水平滑轨22、升降气缸23和拧紧爪。拧紧机座21固定于工作台10上，水平滑轨22固定于拧紧机座21的顶部。水平滑轨22上设有可沿其延伸方向水平滑动的安装滑板。升降气缸23安装于安装滑板上，拧紧爪通过连接板24与升降气缸23的活动端相连。拧紧爪包括拧紧壳体251、旋紧电机252、移料气缸253、第一移料杆254和第二移料杆255。拧紧壳体251与连接板24固定相连，旋紧电机252设于拧紧壳体251内，且固定于拧紧壳体251的顶面上。旋紧电机252的输出端连接有旋转板256，第一移料杆254和第二移料杆255相对设置且均设于旋转板256的下方。第一移料杆254与旋转板256的底部固定相连，移料气缸253横向固定于旋转板256的下部。移料气缸253的活动端通过L形弯板257与第二移料杆255的顶部相连，并可带动第二移料杆255相对第一移料杆254靠近或远离。第一移料杆254和第二移料杆255均为L形结构，第一移料杆254和第二移料杆255的下部的相对面上均开设有与螺栓的外形相配合的凹口。

输送机构30包括输送台31、输送滑块32和输送气缸33。输送台31固定于工作台10上，输送台31设于水平滑轨22的下方。输送台31上开设有输送通道，输送滑块32设于输送通道中。输送气缸33设于输送台31的一侧，输送气缸33的活动端与输送滑块32相连，并可带动输送滑块32沿输送通道的延伸方向前后移动。输送滑块32上至少开设有一个置物槽。置物槽的大小与待组装的部件形状相适应。

控制机构包括PLC控制器和操作台50，操作台50设于拧紧机构20的一侧。PLC控制器分别与操作台50、升降气缸23、旋紧电机252、输送气缸33和移料气缸253电连接。

供料机构40包括供料长槽41以及设于供料长槽41两侧的第一拨料机构和第二拨料机构，供料长槽41设于拧紧机座21的一侧。供料长槽41的底部与工作台10固定相连。供料长槽41的宽度大于螺栓的杆部的直径且小于螺栓的头部的直径，供料长槽41的深度小于螺栓的杆部的长度。第一拨料机构包括第一拨料底座和拨料壳体421，第一拨料底座固定于工作台10上，拨料壳体421设于第一拨料底座上。拨料壳体421内设有第一拨料气缸和第二拨料气缸。第一拨料气缸和第二拨料气缸平行设置且其各自的活动端分别连接有第一拨料头422和第二拨料头423。第一拨料头422和第二拨料头423伸出拨料壳体421，第一拨料头422和第二拨料头423设于供料长槽41的上方。第一拨料头422和第二拨料头423的结构相同且对称设置。第一拨料头422和第二拨料头423的前端为板状结构的拨料部。第一拨料头422的拨料部与第二拨料头423的拨料部之间的距离大于一个螺栓的杆部的直径且不大于一个螺栓的头部的直径。第二拨料机构包括第一平移气缸431，第一平移气缸431固定于工作台10上。第一平移气缸431的顶面上连接有X轴导轨，X轴导轨的延伸方向与供料长槽41的延伸方向相平行。X轴导轨上设有L形的第一滑板，第一滑板与第一平移气缸431的活动端相连，并可在第一平移气缸431的带动下沿X轴导轨水平滑动。第一滑板上设有第二平移气缸432，第二平移气缸432通过气缸安装座固定于第一滑板上。第二平移气缸432的顶面上固定有Y轴导轨，Y轴导轨与X轴导轨垂直设置。Y轴导轨上设有第二滑板433，第二滑板433与第二平移气缸432的活动端相连，并可在第二平移气缸432的带动下沿Y轴导轨的延伸方向水平移动。第二滑板433上连接有第三拨料头434，第三拨料头434的前端为板状结构。靠近第二拨料底座一侧的供料长槽41的侧壁上开设有条形通孔，条形通孔的大小大于第三拨料头434顶部的大小。

水平滑轨22的一侧平移丝杠261，平移丝杠261与水平滑轨22平行设置。拧紧机座21上安装有用于带动平移丝杠261转动的丝杠电机262，平移气缸上套设有丝杠螺母263。丝杠螺母263通过连接条与安装滑板相连，丝杠电机262与PLC控制器电连接。通过丝杠电机262带动平移丝杠261转动，从而带动丝杠螺母263沿平移气缸的长度方向移动，丝杠螺母263通过连接条带动安装滑板，从而使安装滑板在水平滑轨22上水平移动，以实现螺栓从供料机构40到拧紧机构20的转移。

供料机构40有两个，且平行设置；相应的，所述拧紧爪和输送机构30分别有两个。拧紧爪分别设于连接板24的两侧，两个供料机构40之间的距离分别与两个拧紧爪之间的距离以及两个输送机构30之间的距离相同。

置物槽的底部开设有第一落料孔，第一落料孔的孔径与置物槽的大小相同。输送通道的底部开设有第二落料孔，第二落料孔的孔径与第一落料孔的孔径相同，第二落料孔的下方设有接料斗34。

使用时，将待组装的部件放置于置物槽中，等待使用螺栓拧紧，当完成拧紧后，通过输送气缸33带动输送滑块32移动，直到第一落料孔和第二落料孔相重合，此时完成组装的部件便顺着落料孔自动掉入到接料斗34中。当然接料斗34也可以替换成接料传送带，使部件完成组装后自动进入到接料传送带上送出到下一工序中。

本发明在使用的过程中将螺栓置于供料长槽41中，并通过推动板使螺栓顺着供料长槽41向前输送，第一拨料气缸带动第一拨料头422向前运动。通过第一拨料头422的拨料部对输送在供料长槽41最前端的螺栓进行拦截。随后第二拨料气缸带动第二拨料头423向前运动，使输送在供料长槽41最前端的螺栓被限制在第一拨料头422的拨料部和第二拨料头423的拨料部之间。第一平移气缸431带动第三拨料头434水平移动，第二平移气缸432带动第三拨料头434前后移动，从而使第三拨料头434的前端移动至第二拨料头423的拨料部的下方。随后第一拨料气缸带动第一拨料头422向后回位，且第一平移气缸431带动第三拨料头434右移，从而使输送在供料长槽41最前端的螺栓向前移动并与后续的螺栓有效分隔开，等待拧紧爪取料使用。此后，第二拨料气缸带动第一拨料头422前移，第二拨料头423向后回位。后续的螺栓继续顺着供料长槽41输送，通过第一拨料头422的拨料部对此时输送在最前端的螺栓进行拦截，依此循环对螺栓进行有序供料。

通过移料气缸253带动第二移料杆255相对第一移料杆254靠近或远离，从而通过两根移料杆的爪钩部对螺栓进行夹住或松开。旋紧电机252带动旋转板256旋转，从而通过两根移料杆带动螺栓旋转，使螺栓拧紧到待组装部件的螺孔中，使用十分方便。

第二实施例：

参见图2，也可以通过其他的供料机构对螺栓进行供料。供料机构包括储料底座51、平移轨道52、伸缩气缸和储料板53。储料底座51设于拧紧机座21的一侧，平移轨道52固定于工作台10上且与水平滑轨22垂直设置。伸缩气缸固定于储料底座51上，伸缩气缸的活动端与储料板53相连，从而使储料板53可水平滑动地设于平移轨道52上。储料板53上呈矩形阵列结构均匀开设有若干搁置孔531。搁置孔531的孔径与螺栓的杆部的直径相适应，搁置孔531的深度不大于螺栓的杆部的直径。使用时先将螺栓分别插设于各个搁置孔531中，通过平移轨道52带动储料板53移动，配合拧紧爪的移动使螺栓从储料板53上转移到待组装的部件处进行使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：包括工作台以及设于工作台上的拧紧机构、输送机构和控制机构，还包括对拧紧机构提供螺栓的供料机构，

所述拧紧机构包括拧紧机座、水平滑轨、升降气缸和拧紧爪，拧紧机座固定于工作台上，水平滑轨固定于拧紧机座的顶部，水平滑轨上设有可沿其延伸方向水平滑动的安装滑板，升降气缸安装于安装滑板上，拧紧爪通过连接板与升降气缸的活动端相连，拧紧爪包括拧紧壳体、旋紧电机、移料气缸、第一移料杆和第二移料杆，拧紧壳体与连接板固定相连，旋紧电机设于拧紧壳体内，且固定于拧紧壳体的顶面上，旋紧电机的输出端连接有旋转板，第一移料杆和第二移料杆相对设置且均设于旋转板的下方，第一移料杆与旋转板的底部固定相连，移料气缸横向固定于旋转板的下部，移料气缸的活动端通过L形弯板与第二移料杆的顶部相连，并可带动第二移料杆相对第一移料杆靠近或远离；第一移料杆和第二移料杆均为L形结构，第一移料杆和第二移料杆的下部的相对面上均开设有与螺栓的外形相配合的凹口；

输送机构包括输送台、输送滑块和输送气缸，输送台固定于工作台上，输送台设于水平滑轨的下方，输送台上开设有输送通道，输送滑块设于输送通道中，输送气缸设于输送台的一侧，输送气缸的活动端与输送滑块相连，并可带动输送滑块沿输送通道的延伸方向前后移动，输送滑块上至少开设有一个置物槽；

控制机构包括PLC控制器和操作台，操作台设于拧紧机构的一侧，PLC控制器分别与操作台、升降气缸、旋紧电机、输送气缸和移料气缸电连接。

2.根据权利要求1所述的螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：所述供料机构包括供料长槽以及设于供料长槽两侧的第一拨料机构和第二拨料机构，供料长槽设于拧紧机座的一侧，供料长槽的底部与工作台固定相连，供料长槽的宽度大于螺栓的杆部的直径且小于螺栓的头部的直径，供料长槽的深度小于螺栓的杆部的长度；第一拨料机构包括第一拨料底座和拨料壳体，第一拨料底座固定于工作台上，拨料壳体设于第一拨料底座上，拨料壳体内设有第一拨料气缸和第二拨料气缸，第一拨料气缸和第二拨料气缸平行设置且其各自的活动端分别连接有第一拨料头和第二拨料头，第一拨料头和第二拨料头伸出拨料壳体，第一拨料头和第二拨料头设于供料长槽的上方，第一拨料头和第二拨料头的结构相同且对称设置，第一拨料头和第二拨料头的前端为板状结构的拨料部，第一拨料头的拨料部与第二拨料头的拨料部之间的距离大于一个螺栓的杆部的直径且不大于一个螺栓的头部的直径；第二拨料机构包括第一平移气缸，第一平移气缸固定于工作台上，第一平移气缸的顶面上连接有X轴导轨，X轴导轨的延伸方向与供料长槽的延伸方向相平行，X轴导轨上设有L形的第一滑板，第一滑板与第一平移气缸的活动端相连，并可在第一平移气缸的带动下沿X轴导轨水平滑动；第一滑板上设有第二平移气缸，第二平移气缸通过气缸安装座固定于第一滑板上，第二平移气缸的顶面上固定有Y轴导轨，Y轴导轨与X轴导轨垂直设置，Y轴导轨上设有第二滑板，第二滑板与第二平移气缸的活动端相连，并可在第二平移气缸的带动下沿Y轴导轨的延伸方向水平移动；第二滑板上连接有第三拨料头，第三拨料头的前端为板状结构；靠近第二拨料底座一侧的供料长槽的侧壁上开设有条形通孔，条形通孔的大小大于第三拨料头顶部的大小。

3.根据权利要求1所述的螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：所述水平滑轨的一侧平移丝杠，平移丝杠与水平滑轨平行设置，拧紧机座上安装有用于带动平移丝杠转动的丝杠电机，平移气缸上套设有丝杠螺母，丝杠螺母通过连接条与安装滑板相连，丝杠电机与PLC控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：所述供料机构包括储料底座、平移轨道和储料板，储料底座设于拧紧机座的一侧，平移轨道固定于工作台上且与水平滑轨垂直设置，储料板可水平滑动地设于平移轨道上，储料板上均匀开设有若干搁置孔，搁置孔的孔径与螺栓的杆部的直径相适应，搁置孔的深度不大于螺栓的杆部的直径。

5.根据权利要求1所述的螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：所述供料机构有两个，且平行设置；相应的，所述拧紧爪和输送机构分别有两个，拧紧爪分别设于连接板的两侧，两个供料机构之间的距离分别与两个拧紧爪之间的距离以及两个输送机构之间的距离相同。

6.根据权利要求1所述的螺栓的自动拧紧装置，其特征在于：所述置物槽的底部开设有第一落料孔，第一落料孔的孔径与置物槽的大小相同；输送通道的底部开设有第二落料孔，第二落料孔的孔径与第一落料孔的孔径相同，第二落料孔的下方设有接料斗。