CN109158865B - 一种自动拧紧机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种拧紧机，特别涉及炮弹和小口径导弹不同舱段之间大螺纹的拧紧，包括机架、拧紧单元、夹紧单元、升降滑台和升降驱动机构，其中升降滑台与机架滑动连接，升降驱动机构设置于机架上、且与升降滑台连接，夹紧单元或拧紧单元设置于升降滑台上；当夹紧单元设置于升降滑台上时，拧紧单元固定于机架的上端；当拧紧单元设置于升降滑台上时，夹紧单元设置于传输线体上，拧紧单元和夹紧单元通过相互配合实现对工件的拧紧。本发明可实现自动拧紧，解决现有拧紧过程中劳动强度大，工作效率低，且具有一定的危险性的问题；本发明结构紧凑，布局合理，适应范围广，可在生产线产品托盘工位直接进行作业。

Description

一种自动拧紧机
技术领域
本发明属于弹体装配技术领域，特别涉及一种自动拧紧机。
背景技术
在炮弹和小口径导弹装配过程中，导引头、战斗部、控制舱、发动机等不同舱段需要进行拧紧组合，且有拧紧力矩要求。现有拧紧过程一般是将产品搬离传输线体，人工进行拧紧工装安装、预拧，再进行自动拧紧或手动拧紧。拧紧过程为半自动化或完全手动，需人工参与。不仅劳动强度大，工作效率低，且具有一定的危险性。国内在炮弹、小口径导弹生产装配领域还没有能够实现自动拧紧的设备，现阶段的操作方式不能满足弹体装配自动化和安全性的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自动拧紧机，以实现炮弹、小口径导弹生产装配中能够实现自动拧紧。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种自动拧紧机，包括机架、拧紧单元及夹紧单元，其中拧紧单元设置于所述机架上，所述夹紧单元布置于所述拧紧单元的下方、且与所述机架连接或安装在位于所述机架一侧的传输线体上，所述拧紧单元和所述夹紧单元可相对移动、且通过相互配合实现对工件的拧紧。
所述自动拧紧机还包括升降滑台和升降驱动机构，所述机架上沿竖直方向设有升降滑台导轨，所述升降滑台与所述升降滑台导轨滑动连接，所述升降驱动机构设置于所述机架上、且与所述升降滑台连接，所述夹紧单元或所述拧紧单元设置于所述升降滑台上；当所述夹紧单元设置于所述升降滑台上时，所述拧紧单元固定于所述机架的上端；当所述拧紧单元设置于所述升降滑台上时，所述夹紧单元设置于所述传输线体上。
所述升降驱动机构包括升降滑台伺服电机、升降滑台丝杠组件及丝母，其中升降滑台丝杠组件沿竖直方向安装在所述机架上、且可转动，所述升降滑台伺服电机设置于所述机架的底部、且输出端与所述升降滑台丝杠组件连接，所述丝母与所述升降滑台丝杠组件形成螺纹副，所述升降滑台与所述丝母连接。
所述自动拧紧机还包括配重单元，所述配重单元包括配重块、牵引绳及导向轮组件，其中导向轮组件安装于所述机架的顶部，所述牵引绳经过导向轮组件，一端与配重块连接，另一端与所述升降滑台连接。
所述配重块的升降通过配重导向杆导向，所述配重导向杆穿过配重块上设有的导向孔，上下两端均与机架连接。
所述夹紧单元包括夹紧单元伺服电机、涡轮蜗杆减速器、中心轴、夹紧单元导轨滑块、螺母、夹爪安装座及下夹爪A，其中涡轮蜗杆减速器安装于升降滑台上，且输入端与夹紧单元伺服电机连接，输出端为空心轴；所述中心轴穿过涡轮蜗杆减速器的空心轴，两端有旋向相反的螺纹；所述导轨滑块安装于升降滑台，为夹爪安装座提供导向；所述螺母分别与两侧夹爪安装座固定连接，内侧分别与中心轴两端螺纹配合；两个下夹爪A分别安装于夹爪安装座上。
所述夹紧单元包括气动卡盘和下夹爪B，所述气动卡盘与传输线体上的托盘固定连接；所述下夹爪B与卡盘卡爪连接。
所述拧紧单元包括电动扳手、电动扳手安装座、传动轴、轴承座、限位板及回转夹紧装置，其中电动扳手安装座与机架连接，所述电动扳手安装于电动扳手支座上、且输出轴与传动轴连接；所述轴承座设置于电动扳手支座上、位置相对固定；所述传动轴与所述轴承座连接、且所述传动轴具有轴向移动和绕自身轴线转动的自由度，所述回转夹紧装置设置于所述传动轴的下端。
所述传动轴的上端设有轴向限位的限位板，所述限位板自由状态时与所述轴承座接触，限制所述传动轴的下降位置。
所述回转夹紧装置包括回转卡盘和上夹爪，所述上夹爪与回转卡盘的卡爪连接。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明可实现自动拧紧，解决现有拧紧过程中劳动强度大，工作效率低，且具有一定的危险性的问题。
2.本发明结构紧凑，布局合理，适应范围广，可在生产线产品托盘工位直接进行作业。
附图说明
图1为本发明实施例一的轴测图；
图2为本发明实施例一的主视图；
图3为本发明实施例一中拧紧单元的结构示意图；
图4为本发明实施例一中夹紧单元的结构示意图；
图5为本发明实施例二的轴测图；
图6为本发明实施例二的主视图。
图中：1为升降滑台伺服电机，2为配重块，3为配重导向杆，4为机架，5为升降滑台丝杠组件，6为夹紧单元，7为升降滑台导轨，8为滑轮组件，9为钢丝绳，10为拧紧单元，11为升降滑台，12为拧紧部件，13为托盘，14为传输线体，15为电动扳手，16为电动扳手安装座，17为限位板，18为轴承座，19为直线轴承，20为传动轴，21为回转卡盘，22为上卡爪，23为夹紧单元导轨滑块，24为夹紧单元伺服电机，25为中心轴，26为夹爪安装座，27为涡轮蜗杆减速器，28为下夹爪A，29为螺母，30为气动卡盘，31为下夹爪B。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的一种自动拧紧机，包括机架、拧紧单元及夹紧单元，其中拧紧单元设置于机架上，夹紧单元布置于拧紧单元的下方、且与机架连接或安装在位于机架一侧的传输线体上，拧紧单元和夹紧单元可相对移动、且通过相互配合实现对工件的拧紧。
实施例一：
如图1-2所示，本发明提供的一种自动拧紧机，包括机架4、拧紧单元10及夹紧单元6，其中拧紧单元10设置于机架4上，夹紧单元6布置于拧紧单元10的下方、且与机架4连接，拧紧单元10和夹紧单元6可相对移动、且通过相互配合实现对工件的拧紧。
自动拧紧机还包括升降滑台11和升降驱动机构，机架4上沿竖直方向设有升降滑台导轨7，升降滑台11与升降滑台导轨7滑动连接，升降驱动机构设置于机架4上、且与升降滑台11连接。夹紧单元6设置于升降滑台11上，拧紧单元10固定于机架4的上端。
升降驱动机构包括升降滑台伺服电机1、升降滑台丝杠组件5及丝母，其中升降滑台丝杠组件5沿竖直方向安装在机架4上、且可转动，升降滑台伺服电机1设置于机架4的底部、且输出端与升降滑台丝杠组件5连接，丝母与升降滑台丝杠组件5形成螺纹副，升降滑台11与丝母连接。升降滑台伺服电机1驱动升降滑台丝杠组件5转动，从而带动升降滑台11沿升降滑台导轨7升降。
自动拧紧机还包括配重单元，配重单元包括配重块2、牵引绳、导向轮组件及配重导向杆3，其中导向轮组件安装于机架4的顶部，牵引绳经过导向轮组件，一端与配重块2连接，另一端与升降滑台11连接。
本实施例中，牵引绳采用钢丝绳9，导向轮组件采用滑轮组件8，钢丝绳9通过滑轮组件8导向；牵引绳和导向轮组件也可采链条和链轮组件配合的方式。
配重块2的升降通过配重导向杆3导向，配重导向杆3穿过配重块2上设有的导向孔，上下两端均与机架4连接。
配重单元用来抵消升降滑台11、夹紧单元6对升降滑台丝杠组件5的重力作用，减轻升降滑台伺服电机1的负载。
如图3所示，拧紧单元10包括电动扳手15、电动扳手安装座16、传动轴20、轴承座18、限位板17、直线轴承或轴套19及回转夹紧装置，其中电动扳手安装座16与机架4连接，电动扳手15安装于电动扳手支座16上、且输出轴与传动轴20连接，传动轴20垂直于地面；轴承座18设置于电动扳手支座16上、位置相对固定；传动轴20通过直线轴承19或轴套与轴承座18滑动连接，可利用电动扳手15拧紧头自身弹性上下运动；传动轴20的上端设有轴向限位的限位板17，限位板17处于自由状态时与轴承座18接触，限制传动轴20的下降位置；回转夹紧装置设置于传动轴20的下端，可通过传动轴20传递电动扳手15的扭矩，可随传动轴20上下运动。
回转夹紧装置包括回转卡盘21和上夹爪22，回转卡盘21为前置卡盘，侧面通气，上夹爪22与卡盘21卡爪连接。
拧紧单元10采用上夹爪22可对拧紧部件12拧紧端进行夹持，回转卡盘21提供夹紧力。拧紧单元10中力矩由电动扳手15经传动轴20、回转卡盘21，再由上夹爪22与拧紧部件12之间的摩擦力提供给拧紧端。电动扳手15拧紧头自身具有一定弹性，依次连接的传动轴20、限位板17、回转卡盘21和上夹爪22同样具有浮动性，该浮动性可为拧紧过程中拧紧部件12的下移提供补偿。电动扳手15为现有技术，电动扳手15的拧紧头自身具有一定弹性，依次连接的传动轴20、限位板17、回转卡盘21和上夹爪22同样具有浮动性，可随拧紧过程中拧紧部件12的下降而下降，即具有随动性。
如图4所示，夹紧单元6包括夹紧单元伺服电机24、涡轮蜗杆减速器27、中心轴25、夹紧单元导轨滑块23、螺母29、夹爪安装座26及下夹爪A28，其中涡轮蜗杆减速器27安装于升降滑台11上，且输入端与夹紧单元伺服电机24连接，输出端为空心轴；中心轴25穿过涡轮蜗杆减速器27的空心轴，两端有旋向相反的螺纹；导轨滑块23安装于升降滑台11上，为夹爪安装座26提供导向；螺母29分别与两侧夹爪安装座26固定连接，内侧分别与中心轴25两端螺纹配合；两个下夹爪A28分别安装于两个夹爪安装座26上。夹紧单元伺服电机24通过涡轮蜗杆减速器27驱动中心轴25转动，从而带动两个下夹爪A28张开或闭合。
夹紧单元6实现对拧紧部件12固定端的夹紧，夹紧单元6中涡轮蜗杆减速器27将紧单元伺服电机24驱动力转换为中心轴25两端螺纹相同速度的转动，实现夹爪安装座26、下夹爪A28张开与夹紧过程的同步。
本实施例的工作原理为：
本发明可在生产线中传输线体14的产品托盘13工位直接进行作业。
拧紧部件12由托盘13传输到本发明工位后，夹紧单元6由升降滑台驱动下降，夹紧单元6将拧紧部件12固定端夹紧，夹紧单元6由升降滑台11驱动上升，待拧紧部件12与拧紧单元10接触后，继续上升一段距离，此时拧紧单元10中电动扳手15拧紧头、传动轴20、限位板17、回转卡盘21和上夹爪22在拧紧部件12推动下一起上升，限位板17与轴承座18出现一段间隙，这段间隙用来补偿拧紧过程中拧紧部件12拧紧端的下移。
回转卡盘21带动上夹爪22将拧紧部件12拧紧端夹紧，电动扳手15转动，经传动轴20、回转卡盘21和上夹爪22对拧紧部件12进行定扭矩拧紧。拧紧过程中，随着拧紧部件12拧紧端的下移，限位板17与轴承座18的间隙逐渐减小。此时升降滑台11可随拧紧过程进行带动拧紧部件12缓慢上升，保证限位板17与轴承座18始终存在间隙。
拧紧完成后，电动扳手15停止转动，上夹爪22松开，夹紧单元6由升降滑台11驱动下降，将拧紧部件12放回托盘13，夹紧单元6松开。夹紧单元6由升降滑台驱动上升避开拧紧部件12最大高度，拧紧部件12由托盘13传输到下一工位。拧紧机等待对一个托盘部件进行拧紧作业。
实施例二
如图5-6所示，本发明提供的一种自动拧紧机，包括机架4、拧紧单元10、夹紧单元6、升降滑台11和升降驱动机构，其中机架4上沿竖直方向设有升降滑台导轨7，升降滑台11与升降滑台导轨7滑动连接，升降驱动机构设置于机架4上、且与升降滑台11连接。拧紧单元10设置于升降滑台11上，升降滑台11可带动拧紧单元10上下运动。夹紧单元6布置于拧紧单元10的下方，夹紧单元6安装在位于机架4一侧的传输线体14上，拧紧单元10和夹紧单元6可相对移动、且通过相互配合实现对工件的拧紧。
夹紧单元6包括气动卡盘30和下夹爪B31，气动卡盘30与传输线体14上的托盘13固定连接；下夹爪B31与卡盘30卡爪连接。
本实施例中，拧紧单元10和夹紧单元6的布局方式与实施例一不同，其余结构均相同，在此不再赘述。回转卡盘21和气动卡盘30均为现有技术。
本实施例的工作原理为：
本发明可在生产线中传输线体14产品托盘13工位直接进行作业。
拧紧部件12在传输线体14上传输时，其固定端已由夹紧单元6夹紧，拧紧部件12由托盘13传输到本发明工位后，拧紧单元10由升降滑台11驱动下降，待拧紧部件12与拧紧单元10接触后，继续下降一段距离，此时拧紧单元10中电动扳手15拧紧头、传动轴20、限位板17、卡盘21和上夹爪22在拧紧部件阻碍下停止下降，限位板17与轴承座18出现一段间隙，这段间隙用来补偿拧紧过程中拧紧部件拧紧端的下移。
回转卡盘21带动上夹爪22将拧紧部件12拧紧端夹紧，电动扳手15转动，经传动轴20、回转卡盘21和上夹爪22对拧紧部件12进行定扭矩拧紧。拧紧过程中，随着拧紧部件拧紧端的下移，限位板17与轴承座18的间隙逐渐减小。此时升降滑台11可随拧紧过程进行带动拧紧单元10缓慢下降，保证限位板17与轴承座18始终存在间隙。
拧紧完成后，电动扳手15停止转动，上夹爪22松开，拧紧单元10由升降滑台11驱动上升，避开拧紧部件最大高度。拧紧部件12由托盘13传输到下一工位，拧紧机等待对一个托盘部件进行拧紧作业。
本发明可实现自动拧紧，解决现有拧紧过程中劳动强度大，工作效率低，且具有一定的危险性的问题；本发明结构紧凑，布局合理，适应范围广，可在生产线产品托盘工位直接进行作业。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动拧紧机，其特征在于，包括机架(4)、拧紧单元(10)及夹紧单元(6)，其中拧紧单元(10)设置于所述机架(4)上，所述夹紧单元(6)布置于所述拧紧单元(10)的下方、且与所述机架(4)连接或安装在位于所述机架(4)一侧的传输线体(14)上，所述拧紧单元(10)和所述夹紧单元(6)可相对移动、且通过相互配合实现对工件的拧紧；
所述自动拧紧机还包括升降滑台(11)和升降驱动机构，所述机架(4)上沿竖直方向设有升降滑台导轨(7)，所述升降滑台(11)与所述升降滑台导轨(7)滑动连接，所述升降驱动机构设置于所述机架(4)上、且与所述升降滑台(11)连接，所述夹紧单元(6)或所述拧紧单元(10)设置于所述升降滑台(11)上；当所述夹紧单元(6)设置于所述升降滑台(11)上时，所述拧紧单元(10)固定于所述机架(4)的上端；当所述拧紧单元(10)设置于所述升降滑台(11)上时，所述夹紧单元(6)设置于所述传输线体(14)上；
所述夹紧单元(6)包括夹紧单元伺服电机(24)、涡轮蜗杆减速器(27)、中心轴(25)、夹紧单元导轨滑块(23)、螺母(29)、夹爪安装座(26)及下夹爪A(28)，其中涡轮蜗杆减速器(27)安装于升降滑台(11)上，且输入端与夹紧单元伺服电机(24)连接，输出端为空心轴；所述中心轴(25)穿过涡轮蜗杆减速器(27)的空心轴，两端有旋向相反的螺纹；所述导轨滑块(23)安装于升降滑台(11)，为夹爪安装座(26)提供导向；所述螺母(29)分别与两侧夹爪安装座(26)固定连接，内侧分别与中心轴(25)两端螺纹配合；两个下夹爪A(28)分别安装于夹爪安装座(26)上；
所述拧紧单元(10)包括电动扳手(15)、电动扳手安装座(16)、传动轴(20)、轴承座(18)、限位板(17)及回转夹紧装置，其中电动扳手安装座(16)与机架(4)连接，所述电动扳手(15)安装于电动扳手支座(16)上、且输出轴与传动轴(20)连接；所述轴承座(18)设置于电动扳手支座(16)上、位置相对固定；所述传动轴(20)与所述轴承座(18)连接、且所述传动轴(20)具有轴向移动和绕自身轴线转动的自由度，所述回转夹紧装置设置于所述传动轴(20)的下端。
2.根据权利要求1所述的自动拧紧机，其特征在于，所述升降驱动机构包括升降滑台伺服电机(1)、升降滑台丝杠组件(5)及丝母，其中升降滑台丝杠组件(5)沿竖直方向安装在所述机架(4)上、且可转动，所述升降滑台伺服电机(1)设置于所述机架(4)的底部、且输出端与所述升降滑台丝杠组件(5)连接，所述丝母与所述升降滑台丝杠组件(5)形成螺纹副，所述升降滑台(11)与所述丝母连接。
3.根据权利要求1所述的自动拧紧机，其特征在于，所述自动拧紧机还包括配重单元，所述配重单元包括配重块(2)、牵引绳及导向轮组件，其中导向轮组件安装于所述机架(4)的顶部，所述牵引绳经过导向轮组件，一端与配重块(2)连接，另一端与所述升降滑台(11)连接。
4.根据权利要求3所述的自动拧紧机，其特征在于，所述配重块(2)的升降通过配重导向杆(3)导向，所述配重导向杆(3)穿过配重块(2)上设有的导向孔，上下两端均与机架(4)连接。
5.根据权利要求1所述的自动拧紧机，其特征在于，所述夹紧单元(6)包括气动卡盘(30)和下夹爪B(31)，所述气动卡盘(30)与传输线体(14)上的托盘(13)固定连接；所述下夹爪B(31)与卡盘(30)卡爪连接。
6.根据权利要求1所述的自动拧紧机，其特征在于，所述传动轴(20)的上端设有轴向限位的限位板(17)，所述限位板(17)自由状态时与所述轴承座(18)接触，限制所述传动轴(20)的下降位置。
7.根据权利要求1所述的自动拧紧机，其特征在于，所述回转夹紧装置包括回转卡盘(21)和上夹爪(22)，所述上夹爪(22)与回转卡盘(21)的卡爪连接。
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