CN107553121B

CN107553121B - 一种自动上料螺钉拧紧装置

Info

Publication number: CN107553121B
Application number: CN201711016436.XA
Authority: CN
Inventors: 韦洲; 张晓光; 马振哲
Original assignee: Liaoning University of Technology
Current assignee: Liaoning University of Technology
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2023-07-21
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: CN107553121A

Abstract

一种自动上料螺钉拧紧装置它的机械部分包括理料装置、传送装置、转送装置、夹具工件装置和拧紧装置五个总成。首先法兰盘工件放在夹具上，实现法兰盘与夹具的夹紧。通过振动盘完成螺钉排序送料到旋转横梁的一端正下方，利用旋转机构实现螺钉由旋转横梁的一端到达旋转横梁另一端，此时位置为法兰盘孔的正上方，螺钉放入法兰盘孔中，旋转机构下是一个步进电机控制角度。夹具和法兰盘作为整体在步进电机的带动下实现旋转60度，进行下一个螺钉的摆放。直到第一个螺钉到拧紧位置，拧紧机构实现单个螺钉的拧紧。直到所有螺钉拧紧完毕。

Description

一种自动上料螺钉拧紧装置

技术领域

本发明涉及一种自动上料螺钉拧紧装置。特别是涉及机械零部件组合安装中，多数零部件要安装多个螺钉的问题。

背景技术

从工业革命开始，螺纹联接的应用就一直存在，同时也是使用最广泛的联接。机械零部件组合中，很容易发现多数零部件之间的联接是螺纹连接。使用螺纹联接的好处在于简单可靠，拆卸方便，因此被应用于广泛的机构装配中。螺纹联接装配是机械行业的基本技术，螺纹联接技术在汽车、机械、机床等行业的装配质量要求很高，对螺钉拧紧的扭矩和角度的变量要严格控制。为了现代化产品的高性能、高可靠性、高安全性等方面的要求，和流水线生产的大规模需要，快速批量安装螺纹联接的技术研究迫在眉睫。例如在汽车主锥螺母拧紧，发动机主轴承盖螺栓拧紧，发动机汽缸盖螺栓拧紧等机构中，都会应用到自动拧紧螺栓设备。尤其在发动机与离合器的装配过程中，所有的螺母都需要可靠的拧紧要求。有时不仅要对单个螺钉进行拧紧，还要对拧紧过程保持一致。通常要求多个螺钉进行统一拧紧，所有的螺钉全部预拧紧到某一定力矩，然后统一再拧紧到目标力矩值。这样的装配工艺有效避免了零件的变形，使加工工艺更加具有密封性，从而达到更好的装配效果。自动螺钉拧紧装置是一款结合机械传动部分、电气传动部分、气动技术、电子技术等于一身的机电一体化设备。它的应用场合非常广泛，凡是有螺纹的装配有定扭矩或定角度的要求的方面，就应用到了该设备。它可以很精确的对螺纹的预紧实现控制。随着国家经济的快速发展，精密零件装配已经成为国家重要产业。尤其是在整车装配过程中，为了节省时间，加快生产速度，传统的自动拧紧设备在完成装配拧紧过程之后，还要进行零件标记。在自动化生产的时代，大大的提高到了生产效率。

发明内容

本发明的目的在解决上述现有所存在的问题，提供一种高效自动上料螺钉拧紧装置。该机构通过良好的控制技术不仅能将螺钉安装在指定的位置，使螺钉安装的误差达到最小，可以在过程中实现高精度，高效率生产安装。

本发明所采用的技术方案是：一种自动上料螺钉拧紧装置，它的机械部分包括理料装置、传送装置、转送装置、夹紧工件装置和拧紧装置五个总成，其中理料装置，拧紧装置和整机的动力都由电动机提供，螺钉排序由滚刷完成，螺钉传送则由带传动完成，螺钉的拧紧则由齿轮传动和弹性旋钉头完成。

所述的一种自动上料螺钉拧紧装置，理料装置是将由库房领来的盒装螺钉散放到托盘上，通过振动盘振动将散放的螺钉送到螺钉导槽中，在螺钉导槽上开有T型槽，使螺钉大头朝上排好顺序，同时螺钉导槽上一边安装有螺钉输送带，在传送带末端连接有直线型气缸，气缸将螺钉推送到旋转横梁边缘电磁铁下方，电磁铁处于通电状态，此时螺钉被吸附在电磁铁下方，转送机构下方的直线气缸将转送机构向上移动一小段距离，此时旋转横梁旋转180度将吸附在电磁铁下方的螺钉送到将要安装的螺钉孔下方，此时转送机构的下方直线气缸再向下运动一段距离，同时电磁铁断电，这是螺钉落在待旋拧安装的位置，旋拧装置由电机带动齿轮组，输出齿轮轴通过扭矩联轴器与内六角套筒相连，并进行螺钉旋拧。该方法技术先进，安装过程简单，关键在于转送装置的精确定位、拧紧装置中螺栓预紧力大小的精确控制，以及整个系统的协调。

本发明的有益效果是，可以在批量螺钉拧紧中，始终保持安装在精准位置上，螺钉预紧力的大小也可以精确控制，达到更好的装配工艺效果。而且没有机械式离合、制动传动部件，驱动电机也不是在突然状态下的启动或停止，因此电机不会出现过热，更不会发生烧毁现象。运用该项技术的螺钉拧紧过程不仅运行平稳、以后的设备维护成本低廉，而且结构简单，非常适合大批量连续安装，同时在安装过程中实现螺钉的安装精度误差在允许的范围内。

本发明的优点是：

1.没有机械式离合，制动传动部件，电机不会过热，更不会发生烧毁现象；

2.设备运行平稳，结构简单，维护成本低廉，易于批量生产加工；

3.可以保证螺钉安装的高精确度，快速大批量安装；

4.自动螺钉拧紧装置安全性高，灵活性好。

附图说明：

图1是理料装置组成主视图；

图2是理料装置组成俯视图；

图3是拧紧装置组成主视图；

图4是拧紧装置组成俯视图；

图5是拧紧装置组成左视图；

图6是本发明机构组成主视图；

图7是本发明机构组成俯视图；

其中：1-外筒 2-底座 3-振动电机 4-六角头螺栓 5-电机安装架1 6-电机安装架2 7-圆柱螺旋压缩弹簧 8-弹簧固定柱 9-料斗支撑板 10-螺旋形滑道 11-料斗外壁 12-弹簧支板 13-料斗底板 14-料道支撑架 15-料道底板 16-气缸 17-螺杆 18-气缸固定板19-折弯件 20-滑轨 21-步进电机 22-内六角螺栓1 23-法兰盘上24-摩擦片 25-法兰盘下26-轴支撑座 27-内六角螺栓2 28-推力球轴承 29-套筒 30-深沟球轴承 31-旋钉头 32-轴 33-电磁铁 34-六角螺母1 35-钢板 36-六角头螺栓1 37-理料装置 38-总支架1 39-六角头螺栓2 40-支架 41-圆柱头螺钉 42-旋转装置 43-内六角螺钉 44-夹盘 45-总支架246-六角圆柱头螺钉 47-螺钉拧紧装置 48-旋转横梁 49-六角头螺栓3 50-直线气缸 51-内六角圆柱头螺钉1 52-电磁铁 53-内六角圆柱头螺钉2 54-内六角圆柱头螺钉3 55-导轨56-内六角圆柱头螺钉4 57-直线气缸1 58-气缸固定座 59-六角螺母2 60-导轨定位板。

具体实施方式：

具体实施方式：下面结合附图及具体的实施例对发明进一步介绍，但发明的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1：一种自动上料螺钉拧紧装置，主要由机械部分和控制部分二部分组成，机械部分包括理料装置、传送装置、转送装置、夹紧工件装置和拧紧装置五个总成。

所述理料装置由外筒（1）连接在底座（2）上，振动电机（3）通过六角头螺栓（4）以及螺母安装在电机安装架1（5）和电机安装架2（5）上，振动电机依靠弹簧支撑板上的圆柱螺旋压缩弹簧（7）与弹簧固定柱（8）与料斗支撑板（9）相连。料斗支撑板（9）通过六角头螺栓螺母与料斗相连接。料斗部分包括螺旋形滑道（10），料斗外壁（11）。料斗通过料道支撑架（14）与料道固定架相连接。料道底板（15）和料道杆等固定在料道中。

所述拧紧装置中由气缸（16），螺杆（17），气缸固定板（18）通过内六角螺栓连接在一起。折弯件（19）通过螺钉连接在滑轨（20）上。步进电机（21）通过内六角螺栓1（22）与螺母安装在折弯件（19）上，法兰盘上（23），摩擦片（24），法兰盘下（25）连在一起。轴支撑座（26）通过内六角螺栓2（27）与推力球轴承（28）并且与套筒（29）相连。内六角圆柱头螺钉连接深沟球轴承（30）和轴支撑座（26）。内六角圆柱头螺钉连接旋钉头（31）和轴（32），电磁铁（33）在旋钉头（31）内部。

所述理料装置（37）通过六角头螺栓1（36）固定在总支架1（38）上，另外通过六角头螺栓2（39）把支架（40）和底座板连接在一起。圆柱头螺钉（41）将整个旋转装置（42）与底座板连接在一起。内六角圆螺钉（43）把夹盘（44）和底座板连接在一起。总支架2（45）上的底座板由六角圆柱头螺钉（46）与螺钉拧紧装置（47）固定在一起。旋转横梁（48）通过六角头螺栓3（49）与直线气缸（50）连接在一起，内六角圆柱头螺钉1（51）将电磁铁（52）与旋转横梁（48）连接在一起，其中旋转横梁（48）的左右两侧下方各有一个电磁铁（52）。内六角圆柱头螺钉2（53）、内六角圆柱头螺钉3（54）将导轨（55）和导轨定位板固定在一起，内六角圆柱头螺钉4（56）将直线气缸1（57）固定在气缸固定座（58）上。

实施例2：一种自动上料螺钉拧紧装置，是通过以下步骤实现工作过程的：

1、首先将需要拧紧的法兰盘工件放在夹具上夹紧，然后将库房中领取的螺栓放在理料装置（37）上，通过振动盘上滚刷的作用完成螺钉排序；

2、由传送带把螺钉送料到指定位置，通过直线气缸1（57）运动把螺钉推动到电磁铁（52）的下方位置。旋转机构上的旋转横梁（48）两端各布置一个电磁铁（52），通电将螺钉吸住，然后利用旋转装置下面的直线气缸（50）实现向上运动一定距离，保证螺钉顺利取出；

3、利用旋转横梁（48）实现螺钉从旋转横梁的一端旋转180度到达旋转横梁的另一端，到达工件螺钉孔的正上方，旋转机构由电机控制角度，保证螺钉进入法兰盘的螺钉孔内，然后重复操作进行下一个螺钉的摆放；

当摆放好的螺钉旋转至拧紧装置（47）下方时，拧紧机构整体向下运动，通过电动旋钉头（31）实现拧紧，然后拧紧机构抬起，直到所有螺钉拧紧结束。

Claims

1.一种自动上料螺钉拧紧装置，其特征是：包括理料装置、传送装置、转送装置、夹紧工件装置和拧紧装置，所述理料装置由外筒（1）连接在底座（2）上，振动电机（3）通过六角头螺栓（4）安装在电机安装架1（5）和电机安装架2（5）上，振动电机（3）依靠圆柱螺旋压缩弹簧（7）与弹簧固定柱（8）与料斗支撑板（9）相连，所述料斗部分包括螺旋形滑道（10）、料斗外壁（11）、料道支撑架（14）和料道底板（15）组成，料道底板（15）和料道杆固定在料道中；所述转送装置主要由旋转横梁（48），六角头螺栓3（49），直线气缸（50），内六角圆柱头螺钉1（51），电磁铁（52）等组成，当螺钉由理料装置（37）按顺序排好，并由直线气缸1（57）推送到螺钉槽中，旋转装置中的旋转横梁（48）右端的电磁铁（52）吸引住螺钉，旋转机构下方的直线气缸（50）向上运动一段距离，螺钉脱离螺钉槽，旋转横梁（48）旋转180度，然后下方的直线气缸（50）再向下运动一段距离，此时螺钉到达法兰孔的上方，电磁铁（52）断电，螺钉准确进入待安装位置，整个转送完成；所述拧紧装置由气缸（16）、螺杆（17）、气缸固定板（18）、折弯件（19）、摩擦片（24）、轴支撑座（26）、旋钉头（31）、轴（32）和电磁铁（33）组成，所述折弯件（19）通过螺钉连接在滑轨（20）上，折弯件（19）通过内六角螺栓1（22）与步进电机（21）连接，所述摩擦片（24）与法兰盘上（23）、法兰盘下（25）连在一起，所述轴支撑座（26）通过内六角螺栓2（27）与推力球轴承（28）与套筒（29）相连，内六角圆柱头螺钉连接深沟球轴承（30）和轴支撑座（26），内六角圆柱头螺钉连接旋钉头（31）和轴（32），电磁铁（33）在旋钉头（31）内部。

2.在如权利要求1所述的一种自动上料螺钉拧紧装置，其特征在于：所述理料装置（37）通过六角头螺栓1（36）固定在总支架1（38）上，支架（40）通过六角头螺栓2（39）和底座板连接；整个旋转装置（42）通过圆柱头螺钉（41）与底座板连接，夹盘（44）通过内六角圆螺钉（43）和底座板连接，总支架2（45）上的底座板由六角圆柱头螺钉（46）与螺钉拧紧装置（47）固定，旋转横梁（48）通过六角头螺栓3（49）与直线气缸（50）连接，内六角圆柱头螺钉1（51）将电磁铁（52）与旋转横梁（48）连接在一起，其中旋转横梁（48）的左右两侧下方各有一个电磁铁（52），内六角圆柱头螺钉2（53）、内六角圆柱头螺钉3（54）将导轨（55）和导轨定位板固定，内六角圆柱头螺钉4（56）将直线气缸1（57）固定在气缸固定座（58）上。