CN111843459B - 一种螺丝自动夹取锁付装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺丝自动夹取锁付装置，包括整体支架、电批支架、电批头套筒、气动直线导轨滑块机构、电机和锁付机构；所述气动直线导轨滑块机构包括导轨和滑块，导轨固定在整体支架上方；在整体支架上设置电批头套筒穿孔，电批支架固定在滑块上；使用交叉滚子轴承的内外环结构将电批旋转运动和夹爪旋转运动分离，利用电批的下压距离来控制夹爪的开合程度，可夹取多种型号规格的螺丝，可在夹取螺丝后进行预锁付并同步支持锁付，压缩弹簧可使夹爪在不受外力影响下为夹紧状态。本装置解决了现有夹爪在夹取过程中夹取、旋转、锁付动作不能在一个工艺中完成的问题。

Description

一种螺丝自动夹取锁付装置
技术领域
本发明涉及一种螺丝自动夹取锁付装置，属于电动工具技术。
背景技术
在某非标螺丝的夹取及锁付过程中，夹具与电批等工具无法有机结合，夹具将螺丝夹取完成后无法直接使用电批将螺丝锁付，必须经过一道专门的工序来摆放螺丝(通常这道工序是使用旋转预锁付装置将螺丝工件预锁付至安装位置)，以使电批能够完成锁付动作。由于额外增加了工艺流程，影响了工作效率；且面对多型号多规格的非标产品时，适配性较低，无法实现单一夹爪支持多种型号螺丝锁付工作。
现在的锁付装置多采用气缸夹爪或电动夹爪，但这两种夹爪都存在一定的缺陷：
气缸夹爪：首先，气缸夹爪使用气体推动动作部位进行夹取松开动作，其必须安装在夹具中心，由于气缸中心无法穿过其它工具，导致部分生产环节受限；其次，对于不同的夹持工件，气缸夹爪无法控制夹取的力度和开合程度，因此应用范围较窄；其三，在夹取之后，需要加装其他装置进行旋转夹爪的动作，夹爪安装的空间需求过大。
电动夹爪：电动夹爪根据信号来进行夹取动作，中心位置为电机或联动结构，无法穿过其它工具进行配合操作，因此无法进一步提高生产效率。
发明内容
发明目的：为了解决在使用电批等工具时，夹取装置无法使电批头或连杆穿过与其联动工作，并且在需要夹具旋转时夹具不可与联动工具独立动作的问题，本发明提供一种螺丝自动夹取锁付装置，该装置能够对多型号规格螺丝进行锁付，解决了预锁付和锁付无法使用同一夹爪实现的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种螺丝自动夹取锁付装置，包括整体支架、电批支架、电批头套筒、气动直线导轨滑块机构、电机和锁付机构；所述气动直线导轨滑块机构包括导轨和滑块，导轨固定在整体支架上方；在整体支架上设置电批头套筒穿孔，电批支架固定在滑块上；
所述锁付机构包括交叉滚子轴承、夹爪框架、轴承、压缩弹簧和N(正整数)组夹爪机构；夹爪框架为底部中心开设套筒孔并向下延伸的桶状结构，夹爪框架内径与轴承外径相适配，套筒孔孔径与套筒外径相适配，环绕夹爪框架外壁设置N组轴孔和支杆，在夹爪框架外壁上设置N条贯穿外壁上下端的镂空；交叉滚子轴承内环固定在整体支架下方，交叉滚子轴承外环与夹爪框架上端固定；轴承放置在夹爪框架内，电批头套筒由下至上穿过套筒孔、压缩弹簧和轴承内环，电批头套筒正对电批头套筒穿孔，轴承内环胀紧在电批头套筒上，压缩弹簧压紧在夹爪框架底部和轴承内环之间；轴承能够在夹爪框架内上下往复移动，电批头套筒能够在套筒孔内上下往复移动；N＝3；
所述夹爪机构环绕夹爪框架均匀布置，夹爪机构包括齿条、齿轮连杆、夹爪臂和连杆，齿条与轴承外环固定，齿条通过夹爪框架外壁上的镂空裸露出，齿轮连杆的齿轮的中心轴安装在轴孔内，且齿轮连杆的齿轮与齿条保持啮合，齿轮连杆的连杆与夹爪臂的一端铰接，夹爪臂的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与支杆铰接，夹爪朝向电批头套筒安装在夹爪臂上；
所述电机的壳体安装在整体支架上，交叉滚子轴承外环与电机的输出轴通过同步带连接。
本发明使用交叉滚子轴承的内外环结构将电批旋转运动和夹爪旋转运动分离，利用电批的下压距离来控制夹爪的开合程度，可夹取多种型号规格的螺丝，可在夹取螺丝后进行预锁付并同步支持锁付，压缩弹簧可使夹爪在不受外力影响下为夹紧状态。本发明的夹爪机构是一个齿轮连杆机构，利用电批的下压力能够使得齿轮连杆机构发生运动，带动夹爪张开夹取螺丝工件；交叉滚子轴承使夹爪在电机的带动下独立旋转进行预拧紧过程；同理，交叉滚子轴承也使电批在拧紧过程中独立于夹爪进行工作。
优选的，所述电机和锁付机构设置在整体支架下方的两侧；在整体支架上方同时设置立板和法兰头，导轨固定在立板上，法兰头和电批支架位于立板的两侧。通过法兰头可以使得该装置能够与其他联动工具进行结合，实现联动工作，将多过程、多步骤集成于一个单独的夹具中。
优选的，所述立板与整体支架之间设置加强肋。
优选的，所述锁付机构设置在保护外壳内，夹爪和电批头套筒底部能够伸出保护外壳，保护外壳包括上下两部分，上部分固定在整体支架下方，下部分与上部分转动连接，且下部分与交叉滚子轴承外环连接，在夹爪旋转时，下部分与跟随夹爪同步转动。
优选的，所述环绕夹爪框架外壁设置的N组T型件，T型件的两个横向短端，一个横向短端与夹爪框架外壁固定，另一个横向短端上设置轴孔，T型件的一个竖向长端作为支杆。
优选的，每组T型件有两个，分别位于夹爪框架外壁上的镂空的两侧。
优选的，所述夹爪上设置胶垫。
有益效果：本发明提供的螺丝自动夹取锁付装置，解决了现有夹爪在夹取过程中夹取、旋转、锁付动作不能在一个工艺中完成的问题；本装置在夹具夹取零件的过程中可以旋转夹具实现预锁付功能；同时本装置与电批工具联动，可实现单一夹具完成夹取、预锁付、锁付全套工艺。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为夹爪框架一个视角的立体机构示意图；
图4为夹爪框架另一个视角的立体机构示意图；
图中包括：
1-电批；2-电批支架；3-电机外壳；4-法兰头；5-保护外壳；6-夹爪臂；7-上部电批头；8-导轨；9-滑块；10-整体支架；11-电机；12-电批头套筒；13-下部电批头；14-轴承；15-交叉滚子轴承；16-夹爪框架；17-齿轮连杆；18-齿条；19-压缩弹簧；20-连杆； 21-胶垫。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、2所示为一种螺丝自动夹取锁付装置，包括整体支架10、法兰头4、电批支架2、电批头套筒12、气动直线导轨滑块机构、电机11和锁付机构；在整体支架10 上方设置立板，电批1和法兰头4分别位于整体支架10上方立板的两侧，电机11和锁付机构设置在整体支架10下方的两侧，通过法兰头4可以固定夹具，实现联动目的。
所述气动直线导轨滑块机构包括导轨8和滑块9，导轨8通过螺栓固定在立板上；在整体支架10上设置电批头套筒穿孔，电批1安装在电批支架2上，电批支架2通过螺栓固定在滑块9上，上部电批头7安装在电批1上，上部电批头7正对电批头套筒穿孔。
所述锁付机构包括交叉滚子轴承15、夹爪框架16、轴承14、压缩弹簧19和三组夹爪机构。如图3、4所示，夹爪框架16为底部中心开设套筒孔并向下延伸的桶状结构，夹爪框架16内径与轴承14外径相适配，套筒孔孔径与套筒外径相适配，在夹爪框架16 外壁上设置三条贯穿外壁上下端的镂空，环绕夹爪框架16外壁设置三对T型件，每对 T型件位于一条镂空的两侧；T型件的两个横向短端，一个横向短端与夹爪框架16外壁固定，另一个横向短端上设置轴孔，T型件的一个竖向长端作为支杆。
所述交叉滚子轴承15内环通过螺栓固定在整体支架10下方，交叉滚子轴承15外环通过螺栓与夹爪框架16上端固定；轴承14放置在夹爪框架16内，电批头套筒12由下至上穿过套筒孔、压缩弹簧19和轴承14内环，电批头套筒12正对电批头套筒穿孔，轴承14内环胀紧在电批头套筒12上，压缩弹簧19压紧在夹爪框架16底部和轴承14 内环之间；轴承14能够在夹爪框架16内上下往复移动，电批头套筒12能够在套筒孔内上下往复移动，在电批头套筒12下端安装下部电批头13。
所述夹爪机构环绕夹爪框架16均匀布置，夹爪机构包括齿条18、齿轮连杆17、夹爪臂6和连杆20，齿条18与轴承14外环焊接固定，齿条18通过夹爪框架16外壁上的镂空裸露出，齿轮连杆17的齿轮的中心轴安装在轴孔内，且齿轮连杆17的齿轮与齿条18保持啮合，齿轮连杆17的连杆与夹爪臂6的一端铰接，夹爪臂6的另一端与连杆20 的一端铰接，连杆20的另一端与支杆铰接，夹爪朝向电批头套筒12安装在夹爪臂6上，夹爪上设置胶垫21。
所述锁付机构设置在保护外壳5内，夹爪和电批头套筒12底部能够伸出保护外壳5，保护外壳5包括上下两部分，上部分固定在整体支架10下方，下部分与上部分转动连接，且下部分与交叉滚子轴承15外环连接，在夹爪旋转时，下部分与跟随夹爪同步转动。
所述电机11的壳体3安装在整体支架10上，交叉滚子轴承15外环与电机11的输出轴通过同步带连接；电机11可以采用步进电机，使用通过开关信号控制电机驱动器，控制电机进行旋转；使用电磁开关和电磁继电器控制气动直线导轨滑块机构中气缸的伸缩位置，信号为开关量信号。
本装置的工作过程如下：
当夹具到达指定位置后滑块9向下运动，带动电批1一同向下运动；运动过程中通过齿条 18的向下移动带动齿轮连杆17向上抬起；夹爪臂6随齿轮连杆17进行夹爪开合动作。
当夹具到达待夹取位置时，滑块9向上收缩带动电批1上升，齿轮连杆17受力向下旋转，使夹爪臂6向内收缩夹紧待夹取物。
当夹具夹紧工件并移动至装配位置后，进行预拧紧，即由电机11带动交叉滚子轴承15外环进行水平旋转，固定在交叉滚子轴承15外环的夹爪框架16随之旋转，夹爪夹持工件旋转数圈达到预拧紧效果。
预拧紧完成后，工件已连接至装配位置，需要进一步锁付，此时滑块9再次向下运动，夹爪臂6相应进行张开动作，下部电批头13运动至工件锁付位置，电批1开始工作，当锁付到达指定扭矩发出信号，气动直线导轨滑块9向上收缩，夹爪臂6失去下压力，回到默认夹持状态等待下一次夹取。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：包括整体支架(10)、电批支架(2)、电批头套筒(12)、气动直线导轨滑块机构、电机(11)和锁付机构；所述气动直线导轨滑块机构包括导轨(8)和滑块(9)，导轨(8)固定在整体支架(10)上方；在整体支架(10)上设置电批头套筒穿孔，电批支架(2)固定在滑块(9)上；
所述锁付机构包括交叉滚子轴承(15)、夹爪框架(16)、轴承(14)、压缩弹簧(19)和N组夹爪机构；夹爪框架(16)为底部中心开设套筒孔并向下延伸的桶状结构，夹爪框架(16)内径与轴承(14)外径相适配，套筒孔孔径与套筒外径相适配，环绕夹爪框架(16)外壁设置N组轴孔和支杆，在夹爪框架(16)外壁上设置N条贯穿外壁上下端的镂空；交叉滚子轴承(15)内环固定在整体支架(10)下方，交叉滚子轴承(15)外环与夹爪框架(16)上端固定；轴承(14)放置在夹爪框架(16)内，电批头套筒(12)由下至上穿过套筒孔、压缩弹簧(19)和轴承(14)内环，电批头套筒(12)正对电批头套筒穿孔，轴承(14)内环胀紧在电批头套筒(12)上，压缩弹簧(19)压紧在夹爪框架(16)底部和轴承(14)内环之间；轴承(14)能够在夹爪框架(16)内上下往复移动，电批头套筒(12)能够在套筒孔内上下往复移动；N＝3；
所述夹爪机构环绕夹爪框架(16)均匀布置，夹爪机构包括齿条(18)、齿轮连杆(17)、夹爪臂(6)和连杆(20)，齿条(18)与轴承(14)外环固定，齿条(18)通过夹爪框架(16)外壁上的镂空裸露出，齿轮连杆(17)的齿轮的中心轴安装在轴孔内，且齿轮连杆(17)的齿轮与齿条(18)保持啮合，齿轮连杆(17)的连杆与夹爪臂(6)的一端铰接，夹爪臂(6)的另一端与连杆(20)的一端铰接，连杆(20)的另一端与支杆铰接，夹爪朝向电批头套筒(12)安装在夹爪臂(6)上；
所述电机(11)的壳体(3)安装在整体支架(10)上，交叉滚子轴承(15)外环与电机(11)的输出轴通过同步带连接。
2.根据权利要求1所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：所述电机(11)和锁付机构设置在整体支架(10)下方的两侧；在整体支架(10)上方同时设置立板和法兰头(4)，导轨(8)固定在立板上，法兰头(4)和电批支架(2)位于立板的两侧。
3.根据权利要求2所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：所述立板与整体支架(10)之间设置加强肋。
4.根据权利要求1所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：所述锁付机构设置在保护外壳(5)内，夹爪和电批头套筒(12)底部能够伸出保护外壳(5)，保护外壳(5)包括上下两部分，上部分固定在整体支架(10)下方，下部分与上部分转动连接，且下部分与交叉滚子轴承(15)外环连接。
5.根据权利要求1所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：所述环绕夹爪框架(16)外壁设置的N组T型件，T型件的两个横向短端，一个横向短端与夹爪框架(16)外壁固定，另一个横向短端上设置轴孔，T型件的一个竖向长端作为支杆。
6.根据权利要求5所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：每组T型件有两个，分别位于夹爪框架(16)外壁上的镂空的两侧。
7.根据权利要求1所述的螺丝自动夹取锁付装置，其特征在于：所述夹爪上设置胶垫(21)。
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