CN108971957A - 一种多轴拧紧变距变位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化装配技术领域，具体涉及一种多轴拧紧变距变位机构，包括安装底座、变位驱动减速机、变位驱动电机、变位轴组件、变位驱动齿轮机构、变位轴连接基板、机构测距缓冲轴组件、变距板、变距机构驱动单元、变距驱动齿轮机构、滑动限位块、拧紧轴安装座、拧紧轴、机构测距缓冲压杆、机构测距缓冲头。本发明使多根拧紧轴可以拧紧圆周分布的螺钉，并且拧紧轴在一定范围内精确控制径向移动到任意半径，实现不同圆周分布半径螺钉的拧紧，提高了拧紧设备的兼容性和柔性化；在拧紧螺钉时，可以实时监控螺钉拧入的深度，并结合拧紧轴自身的角度和扭矩监控能够更加提高拧紧质量。
Description
技术领域
本发明涉及自动化装配技术领域，具体涉及一种多轴拧紧变距变位机构。
背景技术
现代化发展对于制造工业的自动化水平的要求越来越高，在自动化装配制造技术领域内，螺钉拧紧是最重要的装配工艺之一。而随着形式的发展，螺钉拧紧的自动化要求越来越高。尤其是，螺钉拧紧装配工艺对于拧紧轴拧紧角度及拧紧力矩均有不同程度的要求。而市面上的拧紧轴的价格普遍较高。对于需要拧紧螺钉较多的工业产品，为了满足产品生产节拍的要求，在拧紧螺钉的工艺上通常需要配置多个拧紧轴，多个拧紧轴通常的安装方式为固定式。固定式的拧紧轴降低了设备的柔性化和增加了设备成本。本设计涉及一种多轴拧紧的变距变位机构，可以在一定半径范围内任意控制拧紧轴的分布半径，并能够实现拧紧轴的同步旋转变位功能。提高了拧紧设备的柔性化，降低了拧紧设备甚至工业产品装配线的设备变更成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种多轴拧紧变距变位机构，它可以实现多根拧紧轴在一定范围内任意控制拧紧轴的分布半径、并实现拧紧轴的同步旋转变位功能、提高了拧紧设备的柔性化。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种多轴拧紧变距变位机构，其包括：
安装底座；
变位驱动减速机，所述变位驱动减速机通过安装底座连接在安装底座上；
变位驱动电机，所述变位驱动电机连接在变位驱动减速机上；
变位轴组件，所述变位轴组件连接在安装底座上且穿透安装底座；
变位驱动齿轮机构，所述变位驱动齿轮机构由分别连接在变位驱动减速机下端的和变位轴组件上端的、且互相啮合的两个齿轮组成；
变位轴连接基板，所述变位轴连接基板设有两个且上下对置，分别定义为上变位轴连接基板、下变位轴连接基板，所述上变位轴连接基板连接在变位轴组件穿出安装底座的一端，所述上变位轴连接基板、下变位轴连接基板之间通过拉杆连接；
机构测距缓冲轴组件，所述机构测距缓冲轴组件竖直连接在下变位轴连接基板底部；
变距板，所述变距板套接在机构测距缓冲轴组件上；
变距机构驱动单元，所述变距机构驱动单元由电机及减速机组成，其通过安装块连接在所述下变位轴连接基板上；
变距驱动齿轮机构，所述变距驱动齿轮机构由互相啮合的、且分别固接在所述变距机构驱动单元上的齿轮及变距板上的齿条组成；
滑动限位块，所述滑动限位块成对地固接在变距板上；
拧紧轴安装座，所述拧紧轴安装座卡合在相邻两个滑动限位块之间围成的滑道上，且在所述滑道上沿变距板的径向水平自由滑动，对应的所述下变位轴连接基板上开有供拧紧轴安装座自由通过的方形孔；
拧紧轴，所述拧紧轴竖直插装在拧紧轴安装座上，且穿出所述变距板，所述变距板上对称开有供拧紧轴自由通过的腰型孔；
机构测距缓冲压杆，所述机构测距缓冲压杆同轴插装在机构测距缓冲轴组件上；
机构测距缓冲头，所述机构测距缓冲头连接在机构测距缓冲压杆下端。
进一步地，所述机构测距缓冲轴组件由外侧的轴承座、内侧固定支撑轴组成，外侧的轴承座通过螺钉连接所述变距板，内侧固定支撑轴通过法兰连接所述下变位轴连接基板，内侧固定支撑轴内通过隔套安装所述机构测距缓冲压杆，且所述机构测距缓冲压杆在其内自由滑动，所述机构测距缓冲压杆前端通过轴承连接所述机构测距缓冲头，所述下变位轴连接基板上设有复位弹簧安装座，所述复位弹簧安装座设有复位弹簧，所述复位弹簧抵顶机构测距缓冲压杆后端。
进一步地，变位和变距的驱动方式包括但不限于使用伺服电机。
进一步地，变位和变距的传动形式包括但不限于使用齿轮齿条机构。
本发明的有益效果：1、通过其结构设计，使多根拧紧轴可以拧紧圆周分布的螺钉，并且拧紧轴在一定范围内精确控制径向移动到任意半径，实现不同圆周分布半径螺钉的拧紧，提高了拧紧设备的兼容性和柔性化；
2、在拧紧螺钉时，通过机构测距缓冲压杆的移动，及相配置的位移传感器可以实时监控螺钉拧入的深度，并结合拧紧轴自身的角度和扭矩监控能够更加提高拧紧质量；
3、该机构结构简单可靠，使用效率比较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为图1中去除下变位轴连接基板后的立体结构示意图；
图3为图1中仰视角度的立体结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件如下：
1-安装底座，2-变位驱动减速机，3-变位驱动电机，4-变位轴组件，5-变位驱动齿轮机构，6-上变位轴连接基板，7-下变位轴连接基板，8-机构测距缓冲轴组件，9-变距板，10-变距机构驱动单元，11-变距驱动齿轮机构，12-滑动限位块，13-拧紧轴安装座，14-滑道，15-方形孔，16-拧紧轴，17-腰型孔，18-机构测距缓冲压杆，19-机构测距缓冲头。
具体实施方式
为了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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示的一种多轴拧紧变距变位机构，其包括：
安装底座1；
变位驱动减速机2，所述变位驱动减速机2通过安装底座连接在安装底座1上；
变位驱动电机3，所述变位驱动电机3连接在变位驱动减速机2上；
变位轴组件4，所述变位轴组件4连接在安装底座1上且穿透安装底座1；
变位驱动齿轮机构5，所述变位驱动齿轮机构5由分别连接在变位驱动减速机2下端的和变位轴组件4上端的、且互相啮合的两个齿轮组成；
变位轴连接基板，所述变位轴连接基板设有两个且上下对置，分别定义为上变位轴连接基板6、下变位轴连接基板7，所述上变位轴连接基板6连接在变位轴组件4穿出安装底座1的一端，所述上变位轴连接基板6、下变位轴连接基板7之间通过拉杆连接；
机构测距缓冲轴组件8，所述机构测距缓冲轴组件8竖直连接在下变位轴连接基板7底部；
变距板9，所述变距板9套接在机构测距缓冲轴组件8上；
变距机构驱动单元10，所述变距机构驱动单元由电机及减速机组成，其通过安装块连接在所述下变位轴连接基板7上；
变距驱动齿轮机构11，所述变距驱动齿轮机构11由互相啮合的、且分别固接在所述变距机构驱动单元上的齿轮及变距板9上的齿条组成；
滑动限位块12，所述滑动限位块12成对地固接在变距板9上；
拧紧轴安装座13，所述拧紧轴安装座13卡合在相邻两个滑动限位块12之间围成的滑道14上，且在所述滑道14上沿变距板9的径向水平自由滑动，对应的所述下变位轴连接基板7上开有供拧紧轴安装座13自由通过的方形孔15；
拧紧轴16，所述拧紧轴16竖直插装在拧紧轴安装座13上，且穿出所述变距板9，所述变距板9上对称开有供拧紧轴16自由通过的腰型孔17；
机构测距缓冲压杆18，所述机构测距缓冲压杆18同轴插装在机构测距缓冲轴组件8上；
机构测距缓冲头19，所述机构测距缓冲头19连接在机构测距缓冲压杆18下端。
所述机构测距缓冲轴组件8由外侧的轴承座、内侧固定支撑轴组成，外侧的轴承座通过螺钉连接所述变距板9，内侧固定支撑轴通过法兰连接所述下变位轴连接基板7，内侧固定支撑轴内通过隔套安装所述机构测距缓冲压杆18，且所述机构测距缓冲压杆18在其内自由滑动，所述机构测距缓冲压杆18前端通过轴承连接所述机构测距缓冲头19，所述下变位轴连接基板7上设有复位弹簧安装座，所述复位弹簧安装座设有复位弹簧，所述复位弹簧抵顶机构测距缓冲压杆18后端。
变位和变距的驱动方式包括但不限于使用伺服电机。
变位和变距的传动形式包括但不限于使用齿轮齿条机构。
本发明在使用时：该机构安装于设备上，当需要拧紧圆周分布的一系列螺钉时，首先变距机构驱动单元中的电机及减速机转动带动变距驱动齿轮机构转动，随后带动变距板转动，变距板上腰型孔和下变位轴连接基板上的方形孔之间的交叉角度发生变化，变距板上的腰型孔分布和尺寸控制合适后，在变距板转动时，穿过两个孔的拧紧轴将会受到力的作用而同时沿着腰型孔和方形孔两个方向移动，而通过变距机构驱动单元中电机及减速机的精密驱动控制之下，多根拧紧轴将会同时变距到预定半径的圆周的分布位置之上，用来拧紧预定产品螺钉。
在拧紧该预定产品螺钉时，一组螺钉拧紧后，变位驱动电机转动，带动变位驱动减速机转动，进而带动变为驱动齿轮机构转动。变位驱动齿轮机构转动将通过变位轴组件带动变位轴连接基板、变距机构驱动单元、变距驱动齿轮机构、变距板、机构测距缓冲头、机构测距缓冲压杆、机构测距缓冲轴组件、拧紧轴安装座、拧紧轴滑动限位块、拧紧轴同步转动，根据预定产品螺钉的数量或分布角度，变位驱动电机可以精确控制变位角度，使拧紧轴到达下一组螺钉拧紧的正确位置，进而拧紧螺钉。
当该机构拧紧一组螺钉时，首先该机构会由设备上的外驱动力的作用下，下降移动到预定拧紧位置，此时机构测距缓冲压杆与参考基准面接触。进而该机构在外力驱动下继续往下移动，同时拧紧轴启动对螺钉进行拧紧。此时，机构测距缓冲压杆相对于该拧紧机构向上移动，压缩复位弹簧。外接于设备上或内接于该机构上的位移传感器可以记录该拧紧机构拧紧螺钉下行的行程，对螺钉拧入的深度进行实时监控。该机构可以实现工业产品圆周均布螺钉的变距和变位拧紧，配置该机构的拧紧设备可以实现同系列产品中不同分布半径螺钉的拧紧。使拧紧设备更加柔性化。减少了工业产品更新换代后拧紧设备升级改造的成本。该机构的驱动电机均由伺服控制，变位变距具有较高的控制精度。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种多轴拧紧变距变位机构，其特征在于，其包括：
安装底座(1)；
变位驱动减速机(2)，所述变位驱动减速机(2)通过安装底座连接在安装底座(1)上；
变位驱动电机(3)，所述变位驱动电机(3)连接在变位驱动减速机(2)上；
变位轴组件(4)，所述变位轴组件(4)连接在安装底座(1)上且穿透安装底座(1)；
变位驱动齿轮机构(5)，所述变位驱动齿轮机构(5)由分别连接在变位驱动减速机(2)下端的和变位轴组件(4)上端的、且互相啮合的两个齿轮组成；
变位轴连接基板，所述变位轴连接基板设有两个且上下对置，分别定义为上变位轴连接基板(6)、下变位轴连接基板(7)，所述上变位轴连接基板(6)连接在变位轴组件(4)穿出安装底座(1)的一端，所述上变位轴连接基板(6)、下变位轴连接基板(7)之间通过拉杆连接；
机构测距缓冲轴组件(8)，所述机构测距缓冲轴组件(8)竖直连接在下变位轴连接基板(7)底部；
变距板(9)，所述变距板(9)套接在机构测距缓冲轴组件(8)上；
变距机构驱动单元(10)，所述变距机构驱动单元由电机及减速机组成，其通过安装块连接在所述下变位轴连接基板(7)上；
变距驱动齿轮机构(11)，所述变距驱动齿轮机构(11)由互相啮合的、且分别固接在所述变距机构驱动单元上的齿轮及变距板(9)上的齿条组成；
滑动限位块(12)，所述滑动限位块(12)成对地固接在变距板(9)上；
拧紧轴安装座(13)，所述拧紧轴安装座(13)卡合在相邻两个滑动限位块(12)之间围成的滑道(14)上，且在所述滑道(14)上沿变距板(9)的径向水平自由滑动，对应的所述下变位轴连接基板(7)上开有供拧紧轴安装座(13)自由通过的方形孔(15)；
拧紧轴(16)，所述拧紧轴(16)竖直插装在拧紧轴安装座(13)上，且穿出所述变距板(9)，所述变距板(9)上对称开有供拧紧轴(16)自由通过的腰型孔(17)；
机构测距缓冲压杆(18)，所述机构测距缓冲压杆(18)同轴插装在机构测距缓冲轴组件(8)上；
机构测距缓冲头(19)，所述机构测距缓冲头(19)连接在机构测距缓冲压杆(18)下端。
2.根据权利要求1所述的一种多轴拧紧变距变位机构,其特征在于，所述机构测距缓冲轴组件(8)由外侧的轴承座、内侧固定支撑轴组成，外侧的轴承座通过螺钉连接所述变距板(9)，内侧固定支撑轴通过法兰连接所述下变位轴连接基板(7)，内侧固定支撑轴内通过隔套安装所述机构测距缓冲压杆(18)，且所述机构测距缓冲压杆(18)在其内自由滑动，所述机构测距缓冲压杆(18)前端通过轴承连接所述机构测距缓冲头(19)，所述下变位轴连接基板(7)上设有复位弹簧安装座，所述复位弹簧安装座设有复位弹簧，所述复位弹簧抵顶机构测距缓冲压杆(18)后端。
3.根据权利要求1所述的一种多轴拧紧变距变位机构,其特征在于，变位和变距的驱动方式包括但不限于使用伺服电机。
4.根据权利要求1所述的一种多轴拧紧变距变位机构,其特征在于，变位和变距的传动形式包括但不限于使用齿轮齿条机构。
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