发动机缸盖螺丝自动拧紧机
技术领域
本发明涉及发动机机械加工设备技术领域,具体涉及一种发动机缸盖螺丝自动拧紧机。
背景技术
随着科技日新月异的进步和发展,自动化、智能化成为新世纪工业发展的宠儿,在螺丝自动紧固这一领域,各种气动,电动的拧紧工具层出不穷,集多种功能于一体的半自动,全自动螺丝自动拧紧机也如雨后春笋般出现于各种工业应用平台。无论是单个螺丝的快速紧固,还是多组螺丝的花样式拧紧,自动化拧紧设备都能够轻松胜任。在我国,随着人民生活水平的不断提高,汽车作为现在不可或缺的日常代步工具,其产量也在逐年提升,而其发动机作为汽车的心脏,其装配产量也在迅速上涨。
但是,术业有专攻,国内多样化的自动拧紧设备虽然满足了市场大部分的拧紧需求,但在发动机装配这一领域还存在明显的短板,发动机装配对螺丝紧固的工作量大,多工艺,高扭矩,高精度的螺丝装配需求,一般自动化拧紧设备很难满足。
因此,生产一种安全可靠,使用方便,便于移动,稳定性强,拧紧效率高,拧紧效果好,一次拧紧工序完成十条发动机缸盖螺丝的拧紧,满足工人与企业需要的发动机缸盖螺丝自动拧紧机,具有广泛的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种安全可靠,使用方便,便于移动,稳定性强,拧紧效率高,拧紧效果好,一次拧紧工序完成十条发动机缸盖螺丝的拧紧,满足工人与企业需要的发动机缸盖螺丝自动拧紧机,用于克服现有技术中缺陷。
本发明采用的技术方案为:一种发动机缸盖螺丝自动拧紧机,包括横向支撑轨道,横向支撑轨道的下方设有纵向支撑轨道,横向支撑轨道与纵向支撑轨道之间设有横向移动滑轮组,横向支撑轨道与纵向支撑轨道通过横向移动滑轮组相连接,纵向支撑轨道下方设有平衡支撑装置,纵向支撑轨道与平衡支撑装置之间设有纵向移动滑轮组,纵向支撑轨道与平衡支撑装置通过纵向移动滑轮组相连接,平衡支撑装置下方设有气缸固定板,气缸固定板与平衡支撑装置相连接,气缸固定板上竖直固定设有伸缩气缸,气缸固定板的下方设有螺丝拧紧装置,螺丝拧紧装置通过伸缩气缸与气缸固定板相连接。
所述的螺丝拧紧装置包括支撑壳体,支撑壳体与伸缩气缸底端固定连接,支撑壳体的侧壁上固定设有触摸控制仪器,支撑壳体上设有螺丝拧紧电机,螺丝拧紧电机的数量为十个,十个螺丝拧紧电机均匀布置在支撑壳体的底板上。
所述的螺丝拧紧装置包括拉钩连接板,拉钩连接板与纵向移动滑轮组固定连接,拉钩连接板与伸缩气缸之间设有拉钩组,拉钩连接板与伸缩气缸通过拉钩组相连接,拉钩组的数量为四个,四个拉钩组均匀分布在拉钩连接板与伸缩气缸之间。
所述的触摸控制仪器包括PLC控制芯片、触摸屏以及主控制器,PLC控制芯片采用三菱Q系列的PLC控制芯片,触摸屏采用昆仑通态7寸触摸屏,主控制器采用ESTIC(艾斯迪克)的伺服控制器,即以PLC为主要控制核心、触摸屏为操作人员快速修改拧紧参数以及主控制器提供标准的可修改的拧紧参数和拧紧程序的触摸控制仪器,所述的触摸屏粘接固定在支撑壳体的外壁上,PLC控制芯片和主控制器均位于支撑壳体内,PLC控制芯片和主控制器粘接固定在支撑壳体的内壁,主控制器、触摸屏以及外接电源均与PLC控制芯片电性连接。
所述的十个螺丝拧紧电机分为两个纵列排,每纵列排有五个螺丝拧紧电机,两纵列排的螺丝拧紧电机等间距排列固定在支撑壳体的底板上;所述的支撑壳体的下方设有套筒固定板,套筒固定板相应螺丝拧紧电机开设有电机套孔,该电机套孔套装在螺丝拧紧电机上,套筒固定板的侧壁上设有夹紧螺栓,螺丝拧紧电机通过该夹紧螺栓夹紧固定在套筒固定板上;所述的螺丝拧紧电机包括电机壳体、驱动电机、压力检测装置和旋转螺丝刀,驱动电机、压力检测装置、旋转螺丝刀均设置在电机壳体中,所述的旋转螺丝刀的刀头伸出电机壳体底端,驱动电机能带动旋转螺纹刀相对电机壳体转动,压力检测装置控制驱动电机输出端的转动,该压力检测装置与触摸控制仪器电性连接。
所述触摸控制仪器下方设有指示灯和蜂呜器,指示灯与蜂呜器位于同一水平面上,蜂呜器和指示灯分别胶粘在支撑壳体的侧壁上,蜂呜器的外侧和指示灯的外侧均分别设有两个快速按钮,快速按钮胶粘在支撑壳体的侧壁上所述的蜂呜器和指示灯以及快速按钮均与触摸控制仪器电性连接。
所述的拉钩组包括螺纹连接件和螺纹拉钩,螺纹连接件的两侧对称设有两个螺纹拉钩,螺纹连接件相应螺纹拉钩开设有连接孔,该连接孔套装在螺纹拉钩上,该连接孔的孔径与螺纹拉钩的直径相配合,螺纹拉钩与螺纹连接件之间采用螺纹连接,所述的拉钩连接板相应拉钩组的顶侧的螺纹拉钩开设有连接孔,该连接孔套装在拉钩组的螺纹拉钩,拉钩连接板拉钩连接板通过连接孔与钩组的螺纹拉钩卡扣固定连接,所述的气缸固定板上焊接固定设有连接环,该连接环套装在拉钩组的底侧的螺纹拉钩上,气缸固定板通过连接环与钩组的螺纹拉钩卡扣固定连接。
所述的横向移动滑轮组和纵向移动滑轮组均由滚轮和滚轮支撑架组成的一体化结构,横向移动滑轮组的滑轮卡扣在横向支撑轨道内,横向移动滑轮组的滑轮沿着横向支撑轨道横向移动,纵向移动滑轮组的滚轮支撑架的底侧与纵向支撑轨道固定连接,纵向移动滑轮组的滑轮卡扣在纵向支撑轨道内,纵向移动滑轮组的滑轮沿着纵向支撑轨道纵向移动,纵向移动滑轮组的滚轮支撑架的底侧与平衡支撑装置固定连接;所述的横向移动滑轮组和横向支撑轨道均为两个,其中一个横向移动滑轮组安装在其中一个横向支撑轨道上,另一个横向移动滑轮组安装在另一个横向支撑轨道上,两个横向移动滑轮组分别安装在纵向支撑轨道的两侧。
所述的气缸固定板的中部相应伸缩气缸开设有通孔,该通孔套装在伸缩气缸的伸出杆上,该通孔的孔径与伸缩气缸的伸出杆的直径相配合,该通孔与伸缩气缸的伸出杆活动连接,所述伸缩气缸的两侧均竖直设有限位柱,气缸固定板的两侧分别相应限位柱开设有通孔,该通孔套装在限位柱上,该通孔的孔径与限位柱的直径相配合,限位柱与气缸固定板活动连接,限位柱的顶端套装有限位螺母,限位柱的底端与螺丝拧紧装置固定连接。
本发明有益效果是:首先,本发明包括所述的横向支撑轨道,横向支撑轨道的下方设有纵向支撑轨道,横向支撑轨道与纵向支撑轨道之间设有横向移动滑轮组,横向支撑轨道与纵向支撑轨道通过横向移动滑轮组相连接,纵向支撑轨道下方设有平衡支撑装置,纵向支撑轨道与平衡支撑装置之间设有纵向移动滑轮组,纵向支撑轨道与平衡支撑装置通过纵向移动滑轮组相连接,平衡支撑装置下方设有气缸固定板,气缸固定板与平衡支撑装置相连接,气缸固定板上竖直固定设有伸缩气缸,气缸固定板的下方设有螺丝拧紧装置,螺丝拧紧装置通过伸缩气缸与气缸固定板相连接,通过螺丝拧紧装置实现了一次拧紧工序完成十条发动机缸盖螺丝的拧紧,大大提高了工作效率;其次,本发明通过将横向支撑轨道固定在工字钢,通过工字钢固定在墙体顶部,而且螺丝拧紧装置设有支撑壳体,保护工人使用时安全可靠;再次,通过横向移动滑轮组和纵向移动滑轮组实现了本发明的横向和纵向移动,以及通过控制伸缩气缸实现本发明的上下移动,使得本发明便于移动,而且通过控制触摸控制仪器和快速按钮,使得控制加工的工艺的需要,实现了操作方便的需求;另外,通过触摸控制仪器控制拧紧加工,满足了机缸盖螺丝的拧紧的需求,使得拧紧效果好,以及通过平衡支撑装置,使得本发明受重力的作用下始终保证竖直向下,使得加工稳定性得到进一步的提高,使得本发明具有很好的社会和经济效益,是易于推广使用的产品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的横向支撑轨道与横向移动滑轮组装配使用图。
图3为本发明的安装在工字钢上的结构示意图。
图4为本发明的PLC控制示意图。
图5为本发明的操作流程示意图。
图6为本发明的拧紧工艺流程示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示,一种发动机缸盖螺丝自动拧紧机,包括横向支撑轨道1,横向支撑轨道1的下方设有纵向支撑轨道2,横向支撑轨道1与纵向支撑轨道2之间设有横向移动滑轮组3,横向支撑轨道1与纵向支撑轨道2通过横向移动滑轮组3相连接,纵向支撑轨道2下方设有平衡支撑装置,纵向支撑轨道2与平衡支撑装置之间设有纵向移动滑轮组4,纵向支撑轨道2与平衡支撑装置通过纵向移动滑轮组4相连接,平衡支撑装置下方设有气缸固定板5,气缸固定板5与平衡支撑装置相连接,气缸固定板5上竖直固定设有伸缩气缸6,气缸固定板5的下方设有螺丝拧紧装置,螺丝拧紧装置通过伸缩气缸6与气缸固定板5相连接。
所述的螺丝拧紧装置包括支撑壳体7,支撑壳体7与伸缩气缸6底端固定连接,支撑壳体7的侧壁上固定设有触摸控制仪器8,支撑壳体7上设有螺丝拧紧电机9,螺丝拧紧电机9的数量为十个,十个螺丝拧紧电机9均匀布置在支撑壳体7的底板上。所述的螺丝拧紧装置包括拉钩连接板10,拉钩连接板10与纵向移动滑轮组4固定连接,拉钩连接板10与伸缩气缸6之间设有拉钩组11,拉钩连接板10与伸缩气缸6通过拉钩组11相连接,拉钩组11的数量为四个,四个拉钩组11均匀分布在拉钩连接板10与伸缩气缸6之间。所述的纵向移动滑轮组4与拉钩连接板10之间设有连接螺栓,纵向移动滑轮组4与拉钩连接板10通过连接螺栓固定连接。
所述的触摸控制仪器8包括PLC控制芯片、触摸屏以及主控制器,PLC控制芯片采用三菱Q系列的PLC控制芯片,触摸屏采用昆仑通态7寸触摸屏,主控制器采用ESTIC(艾斯迪克)的伺服控制器,即以PLC为主要控制核心、触摸屏为操作人员快速修改拧紧参数以及主控制器提供标准的可修改的拧紧参数和拧紧程序的触摸控制仪器,所述的触摸屏粘接固定在支撑壳体7的外壁上,PLC控制芯片和主控制器均位于支撑壳体7内,PLC控制芯片和主控制器粘接固定在支撑壳体7的内壁,主控制器、触摸屏以及外接电源均与PLC控制芯片电性连接。所述的十个螺丝拧紧电机9分为两个纵列排,每纵列排有五个螺丝拧紧电机9,两纵列排的螺丝拧紧电机9等间距排列固定在支撑壳体7的底板上,螺丝拧紧电机9与支撑壳体7之间设有连接螺栓,螺丝拧紧电机9与支撑壳体7通过连接螺栓固定连接;所述的支撑壳体7的下方设有套筒固定板12,套筒固定板12相应螺丝拧紧电机9开设有电机套孔,该电机套孔套装在螺丝拧紧电机9上,套筒固定板12的侧壁上设有夹紧螺栓,螺丝拧紧电机9通过该夹紧螺栓夹紧固定在套筒固定板12上;所述的螺丝拧紧电机9包括电机壳体、驱动电机、压力检测装置和旋转螺丝刀,驱动电机、压力检测装置、旋转螺丝刀均设置在电机壳体中,所述的旋转螺丝刀的刀头伸出电机壳体底端,驱动电机能带动旋转螺纹刀相对电机壳体转动,压力检测装置控制驱动电机输出端的转动,该压力检测装置与触摸控制仪器8电性连接,压力检测装置可实时检测和反馈拧紧螺丝的动态扭矩,同时,反馈信号保证螺丝拧紧电机9的刀头旋转精度,压力检测装置可通过编码器的反馈,计算出螺丝拧紧电机9的刀头旋转的角度。所述触摸控制仪器8下方设有指示灯13和蜂呜器14,指示灯13与蜂呜器14位于同一水平面上,蜂呜器14和指示灯13分别胶粘在支撑壳体7的侧壁上,蜂呜器14的外侧和指示灯的外侧均分别设有两个快速按钮15,快速按钮15胶粘在支撑壳体7的侧壁上所述的蜂呜器14和指示灯13以及快速按钮均与触摸控制仪器8电性连接。所述的蜂呜器14会在设备发生错误时报警,指示灯13指示设备完成拧紧的状态是完成还是进行中,快速按钮15分别为上升、下降、反转以及开始四个快速按钮。所述的拉钩组11包括螺纹连接件和螺纹拉钩,螺纹连接件的两侧对称设有两个螺纹拉钩,螺纹连接件相应螺纹拉钩开设有连接孔,该连接孔套装在螺纹拉钩上,该连接孔的孔径与螺纹拉钩的直径相配合,螺纹拉钩与螺纹连接件之间采用螺纹连接,所述的拉钩连接板10相应拉钩组11的顶侧的螺纹拉钩开设有连接孔,该连接孔套装在拉钩组11的螺纹拉钩,拉钩连接板10拉钩连接板10通过连接孔与钩组11的螺纹拉钩卡扣固定连接,所述的气缸固定板5上焊接固定设有连接环,该连接环套装在拉钩组11的底侧的螺纹拉钩上,气缸固定板5通过连接环与钩组11的螺纹拉钩卡扣固定连接。
所述的横向移动滑轮组3和纵向移动滑轮组4均由滚轮和滚轮支撑架组成的一体化结构,横向移动滑轮组3的滑轮卡扣在横向支撑轨道1内,横向移动滑轮组3的滑轮沿着横向支撑轨道1横向移动,纵向移动滑轮组4的滚轮支撑架的底侧与纵向支撑轨道2固定连接,纵向移动滑轮组4的滑轮卡扣在纵向支撑轨道2内,纵向移动滑轮组4的滑轮沿着纵向支撑轨道2纵向移动,纵向移动滑轮组4的滚轮支撑架的底侧与平衡支撑装置固定连接;所述的横向移动滑轮组3和横向支撑轨道1均为两个,其中一个横向移动滑轮组3安装在其中一个横向支撑轨道1上,另一个横向移动滑轮组3安装在另一个横向支撑轨道1上,两个横向移动滑轮组3分别安装在纵向支撑轨道2的两侧,从而实现螺丝拧紧装置的横向移动和纵向移动的需求。所述的气缸固定板5的中部相应伸缩气缸6开设有通孔,该通孔套装在伸缩气缸6的伸出杆上,该通孔的孔径与伸缩气缸6的伸出杆的直径相配合,该通孔与伸缩气缸6的伸出杆活动连接,所述伸缩气缸6的两侧均竖直设有限位柱16,气缸固定板5的两侧分别相应限位柱16开设有通孔,该通孔套装在限位柱16上,该通孔的孔径与限位柱16的直径相配合,限位柱16与气缸固定板活动连接,限位柱的顶端套装有限位螺母,限位柱16的底端与螺丝拧紧装置固定连接。所述的伸缩气缸6焊接固定在气缸固定板5上,伸缩气缸6的控制电磁阀门与触摸控制仪器8电性连接。所述的支撑壳体7的顶板中部焊接固定有固定螺母,该固定螺母套装在伸缩气缸6的底端,该固定螺母的内径与伸缩气缸6的伸出杆的直径相配合,该固定螺母与伸缩气缸6之间采用螺纹连接,限位柱16的底端焊接固定在支撑壳体7上。
本产品的控制方法如图1、2、3、4所示,本发明的触摸控制仪器8是以PLC芯片为主要控制核心,通过串口与外接通讯,PLC芯片与触摸屏和主控制器进行数据交换;PC机通过串口通讯,可修改和上载PLC芯片和主控制器的拧紧程序;主控制器控制十台螺丝拧紧电机9的驱动电机,十台拧紧电机按照设定好的拧紧参数和工艺流程自动完成拧紧动作;通过PLC芯片控制蜂呜器14和指示灯13,使得蜂呜器14会在设备发生错误时报警,指示灯13指示设备完成拧紧的状态是完成还是进行中,即指示灯13能够发出红光或绿光,指示灯13能够发出红光时,加工完成,指示灯13能够发出绿光时,加工正在进行中,而通过快速按钮15向PLC芯片进行通讯,从而控制十台螺丝拧紧电机的上升、下降、启动和反转。
本产品的操作方法如图1、2、3、5所示,首先,操作快速按钮15使得螺丝拧紧电机9的降下,使其对准待拧紧的待拧紧的螺丝;然后,操作快速按钮15启动螺丝拧紧电机9,使得其拧紧螺丝;再然后操作快速按钮15使得螺丝拧紧电机9的升上,完成加工需要;另外,拧紧后检查其拧紧是否完成,未完成拧紧,控制快速按钮15反转螺丝拧紧电机9的旋转,使得其拧松螺丝,并重新进行加工。
本产品的工艺方法如图1、2、3、6所示,其加工的工艺为在开始之前,操作人员已经对十条发动机缸盖螺丝进行了预拧紧,即用风炮将螺丝全部拧到底,使得其螺丝所受的扭矩在10N*M左右,预拧紧起到顺丝和方便发动机缸盖的十只套筒对准十条螺丝的作用;发动机缸盖的十只套筒全部套上发动机缸盖螺丝的外六角螺丝头后,开始执行拧紧动作,其加工工艺依次为开始拧紧、反转退丝、扭矩法一阶段、扭矩法二阶段以及角度法,使得拧紧后,十条发动机缸盖螺丝的最终扭矩在75N*M~95N*M的范围内,以下是工艺流程个阶段具体说明:(为了更好理解,将两排的十台螺丝拧紧电机9进行编号,第一排的五台螺丝拧紧电机9从一侧到另一侧依次为1至5,第二排的五台螺丝拧紧电机9从另一侧到一侧依次为6至10)
1)反转退丝:动作属于对发动机缸盖螺丝的顺丝阶段,十台螺丝拧紧电机9带动十条发动机缸盖螺同时做450°的反转动作,将螺丝退出一部分,螺丝退出的丝数根拧紧电机反转的角度有关;
2)扭矩法一阶段:扭矩法是主控制器内自带的一种可修改的拧紧方法,可设定拧紧螺丝的目标扭矩,扭矩上限,扭矩下限,拧紧时间和电机转速等参数。十台螺丝拧紧电机9带动十只条发动机缸盖螺同时做正转运动,当十条发动机缸盖螺丝扭矩达到25N*M时,拧紧电机停止;
3)扭矩法二阶段:本阶段的目标扭矩为45N*M,且十台拧紧电机不是同时旋转,这一阶段10台螺丝拧紧电机9的拧紧顺序是:首先,操作3和8号螺丝拧紧电机9进行拧紧,然后操作2,4,7,9号螺丝拧紧电机9进行拧紧,再然后,1,5,6,10号螺丝拧紧电机9进行拧紧;即标号为3和8号螺丝拧紧电机9先旋转,其余电机不动作,将3号和8号螺丝拧紧电机9对应的发动机缸盖螺丝拧紧到45N*M的目标扭矩后,标号为2,4,7,9的四台螺丝拧紧电机9旋转,其余电机不动作,同理将这四台拧紧电机对应的发动机缸盖螺丝拧紧到45N*M的目标扭矩后,标号为1,5,6,10的四台螺丝拧紧电机9旋转,其余电机不动作,待剩余4条螺丝的扭矩达到45N*M后,本阶段拧紧结束;
4)角度法:同扭矩法类似,此阶段可设定拧紧螺丝的目标角度,角度上限和角度下限。拧紧电机在扭矩法二阶段的基础上,正向旋转100°至130°后停止,这一阶段十台螺丝拧紧电机9的拧紧顺序同扭矩法二阶段。
另外,如图3所述,本产品的横向支撑轨道1固定安装在工字钢上,即横向支撑轨道1安装在两个纵向安置的工字钢上,两个纵向安置的工字钢位于同一水平面,两个纵向安置的工字钢之间的距离不大于横向支撑轨道1的长度,纵向安置的工字钢的两端分别固定在墙体的顶部,从而将本产品固定悬于空中,从而操作本产品。
本发明通过供一种安全可靠,使用方便,便于移动,稳定性强,拧紧效率高,拧紧效果好,一次拧紧工序完成十条发动机缸盖螺丝的拧紧,满足工人与企业需要的发动机缸盖螺丝自动拧紧机,使得本发明具有广泛的市场前景。