CN108907681A - 一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机及方法，包含：可移动的缩回模块，通过沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数；若干个移动模块，与控制并改变该移动模块位置的气缸连接，以调节每轴之间的夹角；固定板，分别与缩回模块和移动模块连接。本发明可通过调节移动模块数量和位置实现五轴、六轴或者其他多轴自动变换，同时还可实现自动变径功能，通过电机和丝杆带动拧紧轴实现，具有无级可调节功能；固定板采用航空铝制作而成，可减轻整体重量和增加可操作性。

Description

一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机及方法

技术领域

本发明涉及拧紧机领域，特别涉及一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机及方法。

背景技术

随着科学技术的进步，汽车制造过程中，有许多新的联接方式，如胶结技术、激光焊接技术、压接技术等，使得配合件的联接方式有了多种选择。但是，由于螺纹联接具有易操作、易维修、装配精度高等优点，其目前在汽车车桥制造中仍然是主要的装配联接方式之一。汽车车桥总成制造中，零部件、分总成以及总成之间大都采用了螺栓与螺母的联接方式。

螺纹自动拧紧机主要是针对汽车零部件的装配，是汽车装配质量控制的关键设备，因为在汽车零部件的装配过程中，有大量的螺栓需要拧紧。它的拧紧对象可以是螺栓，也可以是螺母。但是它的使用范围并不局限于汽车行业,目前己扩展到许多行业的生产工位和生产流水线上。比如用在压力容器的装配上,压力罐上的螺栓装配质量要求比较高用在气动元件的生产行业,气缸上的螺栓拧紧一般都是通过拧紧机拧紧来控制它们的预紧力。可以说，凡是有螺栓需要拧紧的工位，特别是那些需拧紧螺栓多，或者螺栓需用大扭矩来拧紧的，或者螺栓的拧紧程度控制比较严格的工位，或者几种情况都符合的工位。

现有技术中，拧紧机主要应用于汽车厂总装车间的外轮毂的螺母拧紧，但是并不排除类似应用。目前类似拧紧机有五轴、六轴（和外轮毂螺母数量对应的拧紧轴的数量）等单独样式，也有一些是可变直径（外轮毂螺母形成圆的直径，以下简称变径）的拧紧机，还有一些能完成五轴、六轴变换的拧紧机。

但是，现在汽车厂存在多车型生产，往往需要五、六轴自动变换和自动变径功能同时存在，目前现场总是需要多台拧紧机来满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机及方法，通过电机和丝杆带动拧紧轴实现，具有无级可调节功能，可同时实现五轴、六轴自动变换和自动变径功能，多轴混合自动变换不局限于五、六轴变换，还可以适用于其他的包括四轴、五轴变换或三、四轴变换等在内的其他多轴变换模式。

为达到上述目的，本发明提供了一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，包含：

可移动的若干个缩回模块，通过沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数；

若干个移动模块，与控制并改变该移动模块位置的气缸连接，以调节每轴之间的夹角；

固定板，分别与所述缩回模块和所述移动模块连接。

优选地，所述移动模块包含：

第一拧紧轴，安装在第一直线导轨上；

为所述移动模块提供变径动力的带变速箱电机；

第一丝杆传动装置，分别与所述带变速箱电机和所述第一拧紧轴连接，将所述带变速箱电机供给的变径动力传送到所述第一拧紧轴，实现变径。

优选地，所述移动模块进一步包含可充气解锁的气动轨道锁，通过所述圆弧导轨移动以使所述气缸进行调节。

优选地，所述移动模块进一步包含将所述移动模块挂接在所述固定板上的圆弧导轨。

优选地，所述缩回模块包含：

第二拧紧轴，安装在第二直线导轨上；

第二丝杆传动装置，与丝杆连接；

为所述缩回模块提供变径动力的电机；

同步带，传送所述电机供给的动力以带动所述丝杆旋转，使第二直线导轨上的第二拧紧轴运动，实现变径。

优选地，所述缩回模块进一步包含带动所述第二拧紧轴向下移动的缩回气缸，其固定在所述固定板上。

优选地，所述若干个移动模块的数量为两个或两个以上，所述气缸设置在对应的两个移动模块之间；所述缩回模块的数量为一个或一个以上。

优选地，所述固定板采用航空铝制作而成。

本发明还提供了一种采用如上文所述的多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机的多轴混合自动变换方法，该方法包含以下过程：

将移动模块和缩回模块与固定板进行连接；

可移动的缩回模块通过沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数；

气缸控制移动模块进行移动改变该移动模块的位置，调节每轴之间的夹角。

优选地，当所述移动模块需要变径时，带变速箱电机供给动力，并通过第一丝杆传动装置传动到第一直线导轨上的第一拧紧轴上；

当所述气缸进行调节过程时，气动轨道锁充气解锁，通过圆弧导轨进行移动；

当所述缩回模块需要变径时，电机通过同步带传送动力，同步带旋转第一丝杆传动装置的丝杆，带动安装在第二直线导轨上的第二拧紧轴，实现变径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本发明的拧紧机可同时实现五轴、六轴自动变换和自动变径功能，该自动变径通过电机和丝杆带动拧紧轴实现，具有无级可调节功能，可安装外轮毂螺母形成圆的直径范围为90毫米到400毫米，通过简单调节程序可适应多种直径车型使用。（2）本发明的拧紧机的固定板采用航空铝制作而成，从而可减轻整体重量和增加可操作性。（3）本发明并不局限于五轴、六轴变换，还可通过调节移动模块数量和位置，以实现四轴、五轴变换，或者三轴、四轴变换，或者两轴、三轴变换等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例中的五六轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机整体设备外形结构示意图；

图2本发明实施例中的五六轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机整体设备前视图；

图3本发明的移动模块结构示意图；

图4本发明的缩回模块结构示意图。

其中，1.挂接梁；2.拧紧部分；3.缩回模块；4.固定板；5.移动模块；6.气缸；7.带变速箱电机；8.丝杆传动装置；9.气动轨道锁；10.圆弧导轨；11.直线导轨；12.拧紧轴；13.缩回气缸；14.同步带；15.丝杆传动装置；16.电机；17.直线导轨；18拧紧轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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，在本文中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。

如图1所示，作为本发明的一个实施例，本发明的多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机是一种可实现五轴、六轴自动变换的无级变径螺母拧紧机，包含挂接梁1和拧紧部分2。该挂接梁1用于挂接本实施例的拧紧机，该拧紧部分2用于实现拧紧机的拧紧工作。

如图2所示，本实施例的拧紧部分2主要包含缩回模块3、五个移动模块5、四个气缸6和固定板4。

其中，缩回模块3可以向下移动并沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数。移动模块5通过气缸6来控制调节每轴之间的夹角。每个气缸6设置在两个移动模块5之间。

固定板4分别与缩回模块3和移动模块5连接，该固定板4采用航空铝制作而成，从而可减轻整体重量和增加可操作性。

如图2所示为本实施例中的五六轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机处在六轴状态示意图，此时所有的移动模块5沿着拧紧部分2的圆周方向均匀分布，相邻两个移动模块5之间的夹角均相等，即每轴之间的夹角为60度。

当需要从六轴状态转换为五轴状态时，通过缩回模块3会向下移动并向轴向方向回缩，然后移动模块5通过气缸6进行调节角度，调节后每轴之间的夹角为72度，此时所有的移动模块5沿着拧紧部分2的圆周方向也均匀分布。

本发明在上述变换前或变换后的相邻两个移动模块5之间的夹角相等或者不相等均可，本发明对此不做限制。

如图3所示，移动模块5包含带变速箱电机7、丝杆传动装置8、气动轨道锁9、圆弧导轨10、直线导轨11和拧紧轴12。

其中，拧紧轴12安装在直线导轨11上，带变速箱电机7为移动模块5提供变径动力，丝杆传动装置8分别与带变速箱电机7和拧紧轴12连接。气动轨道锁9可充气解锁。另，本实施例的移动模块整体通圆弧导轨10挂接在固定板4上。

本实施例的移动模块5的工作原理为：当需要五轴、六轴变换时，若气缸6需要进行调节时，气动轨道锁9充气解锁，通过圆弧导轨10进行移动；若移动模块5需要变径时，动力来自带变速箱电机7，并通过丝杆传动装置8传动到直线导轨11上的拧紧轴12上。

如图4所示，缩回模块3包含缩回气缸13、同步带14、丝杆传动装置15、电机16、直线导轨17和拧紧轴18。

其中，拧紧轴18安装在直线导轨17上，丝杆传动装置15与丝杆连接，电机16为缩回模块3提供变径动力；同步带14用于传送该电机16供给的动力，以带动丝杆旋转使拧紧轴18运动，从而实现变径。

本实施例的缩回模块3的工作原理为：当需要五轴、六轴变换时，电机16通过同步带14传送动力，同步带14旋转丝杆传动装置15的丝杆，带动安装在11直线导轨上的拧紧轴12，从而实现缩回模块3变径功能。

另，本实施例的缩回气缸13固定在固定板4上，通过缩回气缸13将拧紧轴18向下移动，避免不需要此轴时，此轴对安装的影响。

综上所述，本发明的拧紧机可同时实现五轴、六轴自动变换和自动变径功能，通过调节调节缩回模块的数量和位置，实现多轴变换，本发明对此变换的轴数不做限制。另，自动变径可通过电机和丝杆带动拧紧轴实现，具有无级可调节功能，本发明的整体设备并不局限于五轴、六轴变换，通过调节移动模块数量和位置，可实现四轴、五轴变换，三轴、四轴变换，两轴、三轴变换等。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，包含：

可移动的若干个缩回模块（3），通过沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数；

若干个移动模块（5），与控制并改变该移动模块（5）位置的气缸（6）连接，以调节每轴之间的夹角；

固定板（4），分别与所述缩回模块（3）和所述移动模块（5）连接。

2.如权利要求1所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述移动模块（5）包含：

第一拧紧轴（12），安装在第一直线导轨（11）上；

为所述移动模块（5）提供变径动力的带变速箱电机（7）；

第一丝杆传动装置（8），分别与所述带变速箱电机（7）和所述第一拧紧轴（12）连接，将所述带变速箱电机（7）供给的变径动力传送到所述第一拧紧轴（12），实现变径。

3.如权利要求1或2的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述移动模块（5）进一步包含可充气解锁的气动轨道锁（9），通过所述圆弧导轨（10）移动以使所述气缸（6）进行调节。

4.如权利要求3所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述移动模块（5）进一步包含将所述移动模块（5）挂接在所述固定板（4）上的圆弧导轨（10）。

5.如权利要求1所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述缩回模块（3）包含：

第二拧紧轴（18），安装在第二直线导轨（17）上；

第二丝杆传动装置（15），与丝杆连接；

为所述缩回模块（3）提供变径动力的电机（16）；

同步带（14），传送所述电机（16）供给的动力以带动所述丝杆旋转，使第二直线导轨（17）上的第二拧紧轴（18）运动，实现变径。

6.如权利要求5所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述缩回模块（3）进一步包含带动所述第二拧紧轴（18）向下移动的缩回气缸（13），其固定在所述固定板（4）上。

7.如权利要求1所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述若干个移动模块（5）的数量为两个或两个以上，所述气缸（6）设置在对应的两个移动模块（5）之间；

所述缩回模块（3）的数量为一个或一个以上。

8.如权利要求1或6所述的一种多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机，其特征在于，

所述固定板（4）采用航空铝制作而成。

9.一种采用如权利要求1-8任意一项所述的多轴混合自动变换无级变径螺母拧紧机的多轴混合自动变换方法，其特征在于，该方法包含以下过程：

将移动模块（5）和缩回模块（3）与固定板（4）进行连接；

可移动的缩回模块（3）通过沿着其轴向回缩，以调节拧紧机的轴数；

气缸（6）控制移动模块（5）进行移动改变该移动模块（5）的位置，调节每轴之间的夹角。

10.如权利要求9所述的一种多轴混合自动变换方法，其特征在于，进一步包含：

当所述移动模块（5）需要变径时，带变速箱电机（7）供给动力，并通过第一丝杆传动装置（8）传动到第一直线导轨（11）上的第一拧紧轴（12）上；

当所述气缸（6）进行调节过程时，气动轨道锁（9）充气解锁，通过圆弧导轨（10）进行移动；

当所述缩回模块（3）需要变径时，电机（16）通过同步带（14）传送动力，同步带（14）旋转第一丝杆传动装置（15）的丝杆，带动安装在第二直线导轨（17）上的第二拧紧轴（18），实现变径。