CN110471022A - 用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备及方法，所述智能锁螺丝设备包括型材框架，所述型材框架中央设置有支撑底板，所述型材框架横跨皮带输送线而设置，且所述皮带输送线并行穿过所述支撑底板而设置，所述皮带输送线上设置有电能表和电能表挡停机构，所述支撑底板上设置有固定机架，所述固定机架上设置有滑动轴和与所述滑动轴连接的螺钉旋拧机构，所述支撑底板上还并排设置有电能表定位夹紧机构和螺钉送料器。本发明能够自动检测螺钉到位信息、检测螺钉锁紧的位置、自由控制螺丝的拧紧圈数，精度高，自动化程度高，大大地提高了工作效率。

Description

用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备及方法

技术领域

本发明涉及电能表检定技术领域，且更具体地涉及一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备及方法。

背景技术

电能表自动化生产组装流水线涵盖电能表生产全过程，在电能表自动化生产组装流水线中，其不仅需要对电能表的每个生产环节进行控制，同时还要协调不同生产环节之间的衔接、进度及安排，以使整个生产进程得以有序地进行。通常，在电能表组装完毕后，电能表就进入了包装线进行包装工艺，在该阶段需要对电表外壳进行螺钉组装。传统的螺钉组装方式是采用螺丝锁紧设备，通过打螺钉的方式将电表外壳固定在电能表本体上，而传统的螺丝锁紧设备只能起到螺钉拧紧、固定的作用，性能比较单一，在具体操作时，还需要采用人工的方法对锁紧位置进行衡量和确认，由于传统的螺丝锁紧设备无螺丝拧紧位置检测功能，无法对螺丝位置、方向进行调整，并且在传统的电能表自动化生产组装流水线中，传统皮带线对进入的电能表进行定位时，一次只能进一块电表，当这一只表被锁完螺丝后，需完全离开后，第二块电表才能继续输送，这就大大降低了螺丝机工作效率，因此当对大规模电能表进行组装时，目前传统的螺丝锁紧设备的固定方法就使得整体工作效率降低，无法满足目前生产的需要。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明公开一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备及方法，能够自动检测螺钉到位信息、检测螺钉锁紧的位置、自由控制螺丝的拧紧圈数，精度高，自动化程度高，大大地提高了工作效率。

本发明采用以下技术方案：

一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，包括型材框架，所述型材框架中央设置有支撑底板，所述型材框架横跨皮带输送线而设置，且所述皮带输送线并行穿过所述支撑底板而设置，所述皮带输送线上设置有电能表和电能表挡停机构，所述支撑底板上设置有固定机架，所述固定机架上设置有滑动轴和与所述滑动轴连接的螺钉旋拧机构，所述支撑底板上还并排设置有电能表定位夹紧机构和螺钉送料器。

进一步地，所述螺钉旋拧机构设置有伺服电机，所述伺服电机固定设置在电机固定座上，且所述电机固定座通过安装基板固定设置在所述直线导轨上；

其中所述伺服电机通过联轴器连接有加长批头，且所述联轴器设置在所述电机固定座上方，所述电机固定座下方设置有止推轴承座，所述加长批头设置在所述止推轴承座下方，所述加长批头下方设置有批头导向座，所述批头导向座固定设置有螺钉定位夹子，所述螺钉定位夹子连接设置有螺钉定位夹子升降气缸；

其中所述伺服电机和电机固定座还连接有伺服电机升降气缸，且所述伺服电机升降气缸固定设置在直线导轨上。

进一步地，所述直线导轨上还设置有光电传感器。

进一步地，所述光电传感器为光电开关。

进一步地，所述电机固定座上还固定设置有感应片。

进一步地，所述电能表挡停机构设置有控制所述电能表挡停机构动作的PLC自动化控制系统。

进一步地，所述电能表定位夹紧机构设置有控制所述电能表定位夹紧机构动作的PLC自动化控制系统。

进一步地，所述固定机架横跨所述皮带输送线而设置，且所述固定机架设置为门框形结构。

进一步地，所述螺钉旋拧机构还连接有设置所述螺钉旋拧机构工作参数的工控机或计算机系统。

一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝方法：所述方法包括以下步骤

(S0) 开始；

(S1) 电能表到位；电能表被皮带输送线运输至电能表挡停机构处；

（S2）电能表停止在皮带输送线上的运行；所述电能表挡停机构使得电能表停止在皮带输送线上的输送，停留在所述螺钉旋拧机构工位处；

（S3）电能表定位、夹紧；电表定位夹紧机构对电能表执行定位、夹紧操作，使得电能表表体被牢牢固定；

（S4）螺钉旋拧机构对电能表执行锁螺丝操作；其中锁螺丝操作的方法包括以下步骤：

（S41）送料：所述螺钉送料器向所述螺钉旋拧机构送料；

（S42）抓取、定位：所述螺钉定位夹子对从螺钉送料器送来的螺钉抓取并定位；

（S43）位置控制：所述螺钉定位夹子升降气缸控制螺钉定位夹子的位置；通过对螺钉定位夹子的位置的控制，实现对待锁定螺钉的位置控制；

（S44）位置定位：伺服电机升降气缸控制伺服电机的位置，使得加长批头处于电能表外壳需锁定的位置，对待锁定螺钉的位置进行定位；

（S45）螺丝锁定：加长批头对螺钉定位夹子夹取的螺钉进行锁定；

（S46）锁定检测判断：当光电传感器亮时，则螺钉被固定牢固，进行步骤（S42），当光电传感器不亮时，则螺钉没有被固定牢固，则进行步骤（S47）；

（S47）报警、人工干预。

（S5）电能表放行；电能表被电表定位夹紧机构松开，电能表挡停机构对锁紧螺钉的电能表放行；电能表经皮带输送线输送至下一个工位；

（S6）换表判断：当对下一只电能表进行螺钉锁定时，则进行步骤，当不再对电能表进行螺钉锁定操作时，则进行步骤（S7）；

（S7）任务结束。

积极有益效果：

1、本发明通过采用螺钉旋拧机构实现多种类型电能表螺钉的自动组装，通过控制伺服电机，能够精确控制加长批头的旋转圈数和旋转方向，并对螺丝槽孔方向进行调整，自动化程度高；

2、本发明通过在加长批头上设置光电传感器，能够检测加长批头是否下降到位，检测螺钉是否拧紧，自由控制螺丝的拧紧圈数，精度高；

3、本发明能够同时可进仓多块表，效率高，皮带输送线上能够一次输送多块电能表，电表定位夹紧机构加紧第二块电表并对其进行锁螺丝工作的同时释放第一块电表，螺丝锁完动作后，电表定位夹紧机构松开，第三块电表和第二块电表同时向前输送，从而实现了皮带线上产品同时进仓、出仓，比传统电能表定位方式节省了一半的进仓时间，节拍快，自动化程度高，大大提高了工作效率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明的总装结构示意图；

图2为本发明中螺钉旋拧机构的结构示意图；

图3为本发明中电能表定位夹紧机构示意图；

图4为本发明工作方法的流程示意图；

图5为本发明锁螺丝方法的流程示意图；

图中：1、固定机架；2、滑动轴；3、螺钉旋拧机构；4、电能表定位夹紧机构；5、皮带输送线；6、螺钉送料器；7、型材框架；8、支撑底板；9、电能表；10、电能表挡停机构；

3-1、伺服电机；3-2、联轴器；3-3电机固定座；3-4止推轴承座；3-5加长批头；3-6批头导向座；3-7螺钉定位夹子；3-8光电传感器；3-9安装基板；3-10感应片；3-11直线导轨；3-12螺钉定位夹子升降气缸；3-13伺服电机升降气缸；

9-1、第一电能表；9-2、第二电能表；9-3、第三电能表。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，包括型材框架7，所述型材框架7中央设置有支撑底板8，所述型材框架7横跨皮带输送线5 而设置，且所述皮带输送线5并行穿过所述支撑底板8而设置，所述皮带输送线5上设置有电能表9和电能表挡停机构10，所述支撑底板8上设置有固定机架1，所述固定机架1上设置有滑动轴2和与所述滑动轴2连接的螺钉旋拧机构3，所述支撑底板8上还并排设置有电能表定位夹紧机构4和螺钉送料器6。在具体实施例中，所述皮带输送线5是电能表自动化生产组装流水线中传输电能表9的载体，使得电能表9传输至各个工位。滑动轴2可带动螺钉旋拧机构3在固定机架1上滑动，便于在螺钉旋拧机构3对电能表9进行锁螺丝操作。

如图2-图3所示，在本发明中，所述螺钉旋拧机构3设置有伺服电机3-1，所述伺服电机3-1固定设置在电机固定座3-3上，且所述电机固定座3-3通过安装基板3-9固定设置在所述直线导轨3-11上；

其中所述伺服电机3-1通过联轴器3-2连接有加长批头3-5，且所述联轴器3-2设置在所述电机固定座3-3上方，所述电机固定座3-3下方设置有止推轴承座3-4，所述加长批头3-5设置在所述止推轴承座3-4下方，所述加长批头3-5下方设置有批头导向座3-6，所述批头导向座3-6固定设置有螺钉定位夹子3-7，所述螺钉定位夹子3-7连接设置有螺钉定位夹子升降气缸3-12；

其中所述伺服电机3-1和电机固定座3-3还连接有伺服电机升降气缸3-13，且所述伺服电机升降气缸3-13固定设置在直线导轨3-11上。

在本发明中，所述直线导轨3-11上还设置有光电传感器3-8。

在本发明中，所述光电传感器3-8为光电开关。

在本发明中，所述电机固定座3-3上还固定设置有感应片3-10。其中在具体实施例中，光电传感器3-8用于感测感应片3-10是够到位。

在本发明中，所述电能表挡停机构10设置有控制所述电能表挡停机构10动作的PLC自动化控制系统。PLC自动化控制系统能够控制电能表挡停机构10的执行挡停电能表9的动作以及放行电能表9的动作。

在本发明中，所述电能表定位夹紧机构4设置有控制所述电能表定位夹紧机构4动作的PLC自动化控制系统。

在本发明中，所述固定机架1横跨所述皮带输送线5而设置，且所述固定机架1设置为门框形结构。

在本发明中，所述螺钉旋拧机构3还连接有设置所述螺钉旋拧机构3工作参数的工控机或计算机系统。通过工控机或计算机系统控制，可通过控制伺服电机脉冲信号进而控制设定螺钉旋拧机构3在拧紧螺丝时的旋转圈数及方向，实现了螺丝拧紧动作的精确控制。

如图4和图5所示，一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝方法，包括以下步骤：

(S0) 开始；

(S1) 电能表9到位；电能表9被皮带输送线5运输至电能表挡停机构10处；

（S2）电能表9停止在皮带输送线5上的运行；所述电能表挡停机构10使得电能表9停止在皮带输送线5上的输送，停留在所述螺钉旋拧机构3工位处；

（S3）电能表9定位、夹紧；电表定位夹紧机构4对电能表9执行定位、夹紧操作，使得电能表9表体被牢牢固定；

（S4）螺钉旋拧机构3对电能表9执行锁螺丝操作；其中锁螺丝操作的方法包括以下步骤：

（S41）送料：所述螺钉送料器6向所述螺钉旋拧机构3送料；

（S42）抓取、定位：所述螺钉定位夹子3-7对从螺钉送料器6送来的螺钉抓取并定位；

（S43）位置控制：所述螺钉定位夹子升降气缸3-12控制螺钉定位夹子3-7的位置；通过对螺钉定位夹子3-7的位置的控制，实现对待锁定螺钉的位置控制；

（S44）位置定位：伺服电机升降气缸3-13控制伺服电机3-1的位置，使得加长批头3-5处于电能表外壳需锁定的位置，对待锁定螺钉的位置进行定位；

（S45）螺丝锁定：加长批头3-5对螺钉定位夹子3-7夹取的螺钉进行锁定；

（S46）锁定检测判断：当光电传感器3-8亮时，则螺钉被固定牢固，进行步骤S42，当光电传感器3-8不亮时，则螺钉没有被固定牢固，则进行步骤（S47）；

（S47）报警、人工干预。

（S5）电能表放行；电能表9被电表定位夹紧机构4松开，电能表挡停机构10对锁紧螺钉的电能表放行；电能表9经皮带输送线5输送至下一个工位；

（S6）换表判断：当对下一只电能表9进行螺钉锁定时，则进行步骤（S5），当不再对电能表9进行螺钉锁定操作时，则进行步骤（S7）；

（S7）任务结束。

结合上述实施例，下面对本发明的工作过程及原理做进一步的说明。

本发明在工作时，如图3所示，电能表9由皮带输送线5输送至电能表挡停机构10处，本发明能同时输送多块表，在本实施例中，以第一电能表9-1、第二电能表9-2、第三电能表9-3进行说明，当第一电能表9-1被送至电能表挡停机构10处时，第一电能表9-1停止在皮带输送线5上的传输，电能表定位夹紧机构4在PLC自动化控制系统的控制下，对第一电能表9-1进行夹紧操作，使得第一电能表9-1的表体被牢牢固定，这便于后期的锁螺丝操作。

然后，螺钉旋拧机构3开始对第一电能表9-1进行锁螺丝操作，在螺钉旋拧机构3中，伺服电机3-1通过联轴器3-2与加长批头3-5相连，中间设置有止推轴承座3-4，这种结构保证了加长批头3-5的旋转精度，在锁螺丝过程中，依靠加长批头3-5的旋转进行螺钉的旋拧操作。伺服电机升降气缸3-13带动电机固定座3-3在直线导轨3-11上进行运动，由于螺钉定位夹子3-7被固定在批头导向座3-6上，并安装在直线导轨3-11上，在螺钉定位夹子升降气缸3-12的作用下，也在直线导轨3-11上进行运动。螺钉送料器6向螺钉旋拧机构3送料，满足螺钉旋拧机构3锁螺丝的材料需求。因此，通过控制伺服电机3-1，能够精确控制加长批头3-5的旋转圈数和旋转方向，并对螺丝槽孔方向进行调整，自动化程度高。

接着，光电传感器3-8检测感应片3-10有没有到位，在正常情况下，螺钉被打紧后，感应片3-10位置下降到与光电传感器3-8的位置平齐，当出现螺丝拧不牢固、螺钉打偏等情况时，感应片3-10无法下降到与光电传感器3-8的位置平齐的位置，由于感应片3-10与光电传感器3-8之间的距离较远，那么光电开关3-8便检测不到感应片3-10的信息，这种情况被视为锁螺钉异常，将报警提醒进行人工干预。因此本发明能够实现多种类型电能表螺钉的自动组装、螺钉方向调整及螺钉到位检测，用户可根据检测到的情况判断螺钉锁紧情况，检测精度高。

当第一电能表9-1完成锁螺钉操作后，电能表定位夹紧机构4在PLC自动化控制系统的控制下，使第一电能表9-1放行，电能表挡停机构10升起，不再阻挡第一电能表9-1的运行，从而使第一电能表9-1继续在皮带输送线5上运行并传输至下一个工位，同时，电能表挡停机构10阻挡第二电能表9-2、第三电能表9-3，在本发明中，皮带输送线5能够一次输送多块电能表，电表定位夹紧机构4加紧第二电能表9-2并对其进行锁螺丝工作的同时释放第一电能表9-1；螺丝锁完动作后，电表定位夹紧机构4松开，第三电能表9-3和第二电能表9-2同时向前输送，从而实现了皮带线上多个电能表的同时进仓、出仓，具体来说，电能表定位夹紧机构4夹取第二电能表9-2，然后螺钉旋拧机构3以上文所述的方法进行锁螺丝动作，然后对第三电能表9-3进行锁螺丝工作，以此类推；实现对多块电能表9的操作。传统皮带输送线5输送方法是一次只进一块电能表9，锁完螺丝后，需完全离开后第二块电表才能继续输送，因此大大影响锁螺丝的工作效率，本发明比传统电能表定位方式节省了一半的进仓时间，节拍快，自动化程度高，大大提高了工作效率，克服了常规技术中存在的技术缺陷。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，包括型材框架（7），其特征在于：所述型材框架（7）中央设置有支撑底板（8），所述型材框架（7）横跨皮带输送线（5） 而设置，且所述皮带输送线（5）并行穿过所述支撑底板（8）而设置，所述皮带输送线（5）上设置有电能表（9）和电能表挡停机构（10），所述支撑底板（8）上设置有固定机架（1），所述固定机架（1）上设置有滑动轴（2）和与所述滑动轴（2）连接的螺钉旋拧机构（3），所述支撑底板（8）上还并排设置有电能表定位夹紧机构（4）和螺钉送料器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述螺钉旋拧机构（3）设置有伺服电机（3-1），所述伺服电机（3-1）固定设置在电机固定座（3-3）上，且所述电机固定座（3-3）通过安装基板（3-9）固定设置在所述直线导轨（3-11）上；

其中所述伺服电机（3-1）通过联轴器（3-2）连接有加长批头（3-5），且所述联轴器（3-2）设置在所述电机固定座（3-3）上方，所述电机固定座（3-3）下方设置有止推轴承座（3-4），所述加长批头（3-5）设置在所述止推轴承座（3-4）下方，所述加长批头（3-5）下方设置有批头导向座（3-6），所述批头导向座（3-6）固定设置有螺钉定位夹子（3-7），所述螺钉定位夹子（3-7）连接设置有螺钉定位夹子升降气缸（3-12）；

其中所述伺服电机（3-1）和电机固定座（3-3）还连接有伺服电机升降气缸（3-13），且所述伺服电机升降气缸（3-13）固定设置在直线导轨（3-11）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述直线导轨（3-11）上还设置有光电传感器（3-8）。

4.根据权利要求3所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述光电传感器（3-8）为光电开关。

5.根据权利要求2所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述电机固定座（3-3）上还固定设置有感应片（3-10）。

6.根据权利要求1所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备， 其特征在于：所述电能表挡停机构（10）设置有控制所述电能表挡停机构（10）动作的PLC自动化控制系统。

7.根据权利要求1所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述电能表定位夹紧机构（4）设置有控制所述电能表定位夹紧机构（4）动作的PLC自动化控制系统。

8.根据权利要求1所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述固定机架（1）横跨所述皮带输送线（5）而设置，且所述固定机架（1）设置为门框形结构。

9.根据权利要求2所述的一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝设备，其特征在于：所述螺钉旋拧机构（3）还连接有设置所述螺钉旋拧机构（3）工作参数的工控机或计算机系统。

10.一种用于电能表自动化检定皮带线的智能锁螺丝方法，包括以下步骤：

(S0) 开始；

(S1) 电能表（9）到位；电能表（9）被皮带输送线（5）运输至电能表挡停机构（10）处；

（S2）电能表（9）停止在皮带输送线（5）上的运行；所述电能表挡停机构（10）使得电能表（9）停止在皮带输送线（5）上的输送，停留在所述螺钉旋拧机构（3）工位处；

（S3）电能表（9）定位、夹紧；电表定位夹紧机构（4）对电能表（9）执行定位、夹紧操作，使得电能表（9）表体被牢牢固定；

（S4）螺钉旋拧机构（3）对电能表（9）执行锁螺丝操作；其中锁螺丝操作的方法包括以下步骤：

（S41）送料：所述螺钉送料器（6）向所述螺钉旋拧机构（3）送料；

（S42）抓取、定位：所述螺钉定位夹子（3-7）对从螺钉送料器（6）送来的螺钉抓取并定位；

（S43）位置控制：所述螺钉定位夹子升降气缸（3-12）控制螺钉定位夹子（3-7）的位置；通过对螺钉定位夹子（3-7）的位置的控制，实现对待锁定螺钉的位置控制；

（S44）位置定位：伺服电机升降气缸（3-13）控制伺服电机（3-1）的位置，使得加长批头（3-5）处于电能表外壳需锁定的位置，对待锁定螺钉的位置进行定位；

（S45）螺丝锁定：加长批头（3-5）对螺钉定位夹子（3-7）夹取的螺钉进行锁定；

（S46）锁定检测判断：当光电传感器（3-8）亮时，则螺钉被固定牢固，进行步骤（S42），当光电传感器（3-8）不亮时，则螺钉没有被固定牢固，则进行步骤（S47）；

（S47）报警、人工干预；

（S5）电能表放行；电能表（9）被电表定位夹紧机构（4）松开，电能表挡停机构（10）对锁紧螺钉的电能表放行；电能表（9）经皮带输送线（5）输送至下一个工位；

（S6）换表判断：当对下一只电能表（9）进行螺钉锁定时，则进行步骤（S5），当不再对电能表（9）进行螺钉锁定操作时，则进行步骤（S7）；

（S7）任务结束。