CN112427938A - 矿山设备用先导阀的多功能锁付装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于锁付装置技术领域，具体涉及矿山设备用先导阀的多功能锁付装置。本发明包括用于移动工件的工件移载装置、用于存放批头的批头存放装置、用于取放批头的批头夹取装置以及用于螺丝锁付的锁付机构；锁付机构包括锁付支架、安装在锁付支架上的第一电机、与第一电机输出端连接的第一传动机构、与第一传动机构的输出端同轴设置的第一滚珠丝杠、设置在锁付支架横梁上的第一导轨、滑动设置在第一导轨上的第一滑块以及固定安装在第一滑块上的第一锁付组件和第二锁付组件；第一滚珠丝杠的螺母与第一滑块固定连接；本发明采用两个锁付组件，根据螺丝的不同扭矩，采用不同的锁付组件，能够快速更换批头，实现多种螺丝的锁付。

Description

矿山设备用先导阀的多功能锁付装置

技术领域

本发明属于锁付装置技术领域，具体涉及矿山设备用先导阀的多功能锁付装置。

背景技术

螺丝作为常用的紧固件，主要用于将产品的两个或以上零部件进行连接。近几年随着自动化的不断发展，自动化螺丝锁付装置在工业制造行业得到广泛的应用，替代人工，降低劳动强度的同时提高了工作效率。

矿山设备上的螺丝锁付主要依靠人工采用气动或电动螺丝批进行操作，其人工劳动强度大，螺丝种类多，工具更换频换，操作人员动作幅度大，易疲劳。目前出现的螺丝锁付装置不能适用不同型号、不同尺寸的螺丝，螺丝扭矩不能实时监控、反馈，无法满足不同螺丝的快速切换和安装工作。且目前市场出现的矿上设备用的螺丝锁付装置一般采用气动或电动，工具单一，需人工更换批头，不能实现完全自动化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的对螺丝扭矩不能实时监控且不能适用不同尺寸、不同型号螺丝的缺陷，提供一种能够适用不同扭矩的螺丝且能够自动更换安装批头的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，包括用于移动工件的工件移载装置、用于存放批头的批头存放装置、用于取放批头的批头夹取装置以及用于螺丝锁付的锁付机构；

所述锁付机构包括锁付支架、安装在所述锁付支架上的第一锁付组件和第二锁付组件以及驱动所述第一锁付组件和第二锁付组件在所述锁付支架上沿横梁滑动的第一驱动组件；所述第一锁付组件包括安装在所述第一驱动组件上的第一锁付板、安装在所述第一锁付板上的第一批头升降气缸和第二导轨、与所述第一批头升降气缸输出端固定安装且与所述第二导轨相适配的第二滑块；所述第二滑块上固定安装有第一夹取架，所述第一夹取架上安装有第一锁付伺服电机，所述第一锁付伺服电机的输出端安装有第一批头快换气缸；所述第一批头快换气缸的输出端安装有第一批头快换夹爪；所述第二导轨上滑动设置有第一批头导正装置。

进一步地，所述第二锁付组件包括安装在所述第一驱动组件上的第二锁付板、安装在所述第二锁付板上的第二批头升降气缸和第三导轨、与所述第二批头升降气缸输出端固定安装且与所述第三导轨相适配的第三滑块；所述第三滑块上固定安装有第二夹取架，所述第二夹取架上安装有第二锁付伺服电机，所述第二锁付伺服电机的输出端安装有第二批头快换气缸；所述第二批头快换气缸的输出端安装有第二批头快换夹爪；所述第三导轨上滑动设置有第二批头导正装置。

进一步地，设置第一锁付伺服电机以扭矩模式输出设定扭矩值，使所述第一锁付组件用于扭矩为5N-10N螺丝的锁付，设置第二锁付伺服电机以扭矩模式输出设定扭矩值，所述第二锁付组件用于扭矩大于10N螺丝的锁付。

进一步地，所述第一批头导正装置包括滑动设置在所述第二导轨上的第一滑动架和安装在所述第一滑动架上的第一批头导正夹爪；所述第一批头导正夹爪与所述第一批头快换夹爪的位置相对应；所述第二批头导正装置包括滑动设置在所述第三导轨上的第二滑动架和安装在所述第二滑动架上的第二批头导正夹爪；所述第二批头导正夹爪与所述第二批头快换夹爪的位置相对应。

进一步地，所述批头存放装置包括存放架、安装在所述存放架上的批头存放座以及用于所述批头存放座沿X轴方向移动的批头座移动装置。

进一步地，所述批头夹取装置包括安装在所述批头存放装置上的第二电机和第四导轨、与所述第四导轨滑动连接的第四滑块、安装在所述第四滑块上的批头夹取架、安装在所述批头夹取架上的批头旋转气缸以及安装在所述批头旋转气缸输出端的批头夹爪；所述第二电机的输出轴同轴设置有第三滚珠丝杠，所述第三滚珠丝杠的螺母与所述第四滑块固定连接。

进一步地，所述工件移载装置包括移载架、安装在所述移载架上的移载电机和移载导轨、与所述移载电机输出轴同轴设置的主动移载带轮、与所述主动移载带轮通过带传动连接的从动移载带轮以及与所述从动移载带轮的输出轴同轴设置的移载第滚珠丝杠；所述移载导轨上滑动连接有移载滑块，所述移载滑块与所述移载滚珠丝杠的螺母固定连接；所述移载滑块上安装有移载平台。

进一步地，第一驱动组件包括安装在所述锁付支架上的第一电机、与所述第一电机输出端连接的第一传动机构、与所述第一传动机构的输出端同轴设置的第一滚珠丝杠、设置在所述锁付支架横梁上的第一导轨以及滑动设置在所述第一导轨上的第一滑块；所述第一锁付组件和第二锁付组件均与第一滑块固定连接。

进一步地，还包括扭矩监控装置。

更进一步地，所述工件移载装置、批头夹取装置以及锁付机构均设置有用于放置电线的拖链。

本发明的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置的有益效果是：

1、本发明采用两组锁付组件，根据不同螺丝的扭矩不同，采用不同的锁付组件，设置伺服电机以扭矩模式输出设定扭矩值，第一锁付组件的扭矩控制在5-10N，第二锁付组件扭矩控制在15-20N,锁付扭矩通过通讯接口实时传递到控制器部分，实现扭矩实时监控。能适用不同型号、不同大小的批头的快速更换，实现多种螺丝的锁付。

2、本发明设置有工件移载装置，能够带动工件移动，使锁付组件能够锁不同位置的螺丝，选用旋转气缸控制批头夹爪对批头的夹取，旋转气缸可以根据需求进行任意角度的旋转，使批头更易安装在锁付组件上，且本发明设置有扭矩监控装置，用以实时监测待锁付螺丝的扭矩。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的整体立体图；

图2是本发明实施例的锁付机构的结构示意图；

图3是本发明实施例的工件移载装置；

图4是本发明实施例的批头存放装置和批头夹取装置的结构示意图；

图5是本发明实施例的第一锁付组件的立体结构示意图；

图6是本发明实施例的第一锁付组件的主视图；

图7是本发明实施例的第二锁付组件的立体结构示意图；

图8是本发明实施例的第二锁付组件的主视图。

图中:1、工件移载装置，11、移载架，12、移载电机，13、主动移载带轮，14、从动移载带轮，15、移载平台，2、批头存放装置，21、存放架，22、批头存放座，23、批头座移动装置，3、批头夹取装置，31、第二电机，32、第四导轨，34、批头夹取架，35、批头旋转气缸，36、批头夹爪，4、锁付机构，41、锁付支架，42、第一锁付组件，421、第一锁付板，422、第一批头升降气缸，423、第二导轨，424、第二滑块，425、第一夹取架，426、第一锁付伺服电机，427、第一批头快换气缸，428、第一批头快换夹爪，429、第一批头导正装置，4291、第一滑动架，4292、第一批头导正夹爪，4210、第一激光测距装置，43、第二锁付组件，431，第二锁付板,432、第二批头升降气缸，433、第三导轨，434、第三滑块，435、第二夹取架，436、第二锁付伺服电机，437、第二批头快换气缸，438、第二批头快换夹爪，439、第二批头导正装置，4391、第二滑动架，4392、第二批头导正夹爪，4310、第二激光测距装置，44、第一驱动组件，5、拖链，6、批头。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图8所示的本发明的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置的具体实施例，包括用于移动工件的工件移载装置1、用于存放批头6的批头存放装置2、用于取放批头6的批头夹取装置3以及用于矿山设备用先导阀螺丝锁付的锁付机构4；

锁付机构4包括锁付支架41、安装在锁付支架41上的第一锁付组件42和第二锁付组件43以及驱动第一锁付组件42和第二锁付组件43在锁付支架41横梁上滑动的第一驱动组件44；即实现第一锁付组件42和第二锁付组件43在X轴向上的运动。参见图5和图6所示的第一锁付组件42包括安装在第一驱动组件44上的第一锁付板421、安装在第一锁付板421上的第一批头升降气缸422和第二导轨423、与第一批头升降气缸422输出端固定安装且与第二导轨423相适配的第二滑块424；第二滑块424上固定安装有第一夹取架425，第一夹取架425上安装有第一锁付伺服电机426，第一锁付伺服电机426的输出端安装有第一批头快换气缸427；第一批头快换气缸427的输出端安装有第一批头快换夹爪428；第二导轨423上滑动设置有第一批头导正装置429。第一批头升降气缸422实现第一快换夹爪428和第一批头导正装置429在Z轴方向上的移动，在第一夹取架425上安装有第一激光测距装置4210，用来检测反馈批头6距离。

如图7和图8所示，第二锁付组件43包括安装在第一驱动组件44上的第二锁付板431、安装在第二锁付板431上的第二批头升降气缸432和第三导轨433、与第二批头升降气缸432输出端固定安装且与第三导轨433相适配的第三滑块434；第三滑块434上固定安装有第二夹取架435，第二夹取架435上安装有第二锁付伺服电机436，第二锁付伺服电机436的输出端安装有第二批头快换气缸437；第二批头快换气缸437的输出端安装有第二批头快换夹爪438；第三导轨433上滑动设置有第二批头导正装置439。第二批头升降气缸432实现第二快换夹爪438和第二批头导正装置439在Z轴方向上的移动，在第一夹取架425上安装有第一激光测距装置4210，用来检测反馈批头6距离。

本发明实施例中第一驱动组件44包括安装在锁付支架41上的第一电机、与第一电机输出端连接的第一传动机构、与第一传动机构的输出端同轴设置的第一滚珠丝杠、设置在锁付支架41横梁上的第一导轨、滑动设置在第一导轨上的第一滑块以及固定安装在第一滑块上的第一锁付组件42和第二锁付组件43；第一滚珠丝杠的螺母与第一滑块固定连接。其第一传动机构包括与第一电机输出轴同轴设置的第一主动带轮和与第一主动带轮通过带传动的第一从动带轮；第一滚珠丝杠的螺杆与第一从动带轮同轴设置。保证第一锁付组件42和第二锁付组件43在锁付支架41的横梁上能够自由滑动，实现第一锁付组件42或第二锁付组件43上的批头6的更换和在适当位置对螺丝的锁付。

本发明实施例中设置第一锁付伺服电机426以扭矩模式输出设定扭矩值，使第一锁付组件42用于扭矩为5N-10N螺丝的锁付，设置第二锁付伺服电机436以扭矩模式输出设定扭矩值，第二锁付组件43用于扭矩大于10N螺丝的锁付。

第一批头导正装置429包括滑动设置在第二导轨423上的第一滑动架4291和安装在第一滑动架4291上的第一批头导正夹爪4292；第一批头导正夹爪4292与第一批头快换夹爪428的位置相对应；第二批头导正装置439包括滑动设置在第三导轨433上的第二滑动架4391和安装在第二滑动架4391上的第二批头导正夹爪4392；第二批头导正夹爪4392与第二批头快换夹爪438的位置相对应。两个批头6导向装置的设置，防止夹取的批头6不正而使对螺丝的锁付不能正常进行，或者对螺丝锁不紧或锁偏的情况。

如图4所示，本发明批头存放装置2包括存放架21、安装在存放架21上的批头存放座22以及用于批头存放座22沿X轴方向移动的批头座移动装置23。批头6移动装置通过气缸完成批头6存放座在X轴方向上的移动，在这里不做详细介绍。批头夹取装置3包括安装在批头存放装置2上的第二电机31和第四导轨32、与第四导轨32滑动连接的第四滑块、安装在第四滑块上的批头夹取架34、安装在批头夹取架34上的批头旋转气缸35以及安装在批头旋转气缸35输出端的批头夹爪36；第二电机31的输出轴同轴设置有第三滚珠丝杠，第三滚珠丝杠的螺母与第四滑块固定连接。启动第二电机31，第二电机31的转动带动第三滚珠丝杠的转动，从而带动固定在其螺母上的第四滑块在第四导轨32上移动，实现批头夹爪36在Y轴方向上的移动，移动到待夹取或待放置批头6的位置，其批头存放座22为现有技术，在此不再做详细说明。

如图3所示，工件移载装置1包括移载架11、安装在移载架11上的移载电机12和移载导轨、与移载电机12输出轴同轴设置的主动移载带轮13、与主动移载带轮13通过带传动连接的从动移载带轮14以及与从动移载带轮14的输出轴同轴设置的移载第滚珠丝杠；移载导轨上滑动连接有移载滑块，移载滑块与移载滚珠丝杠的螺母固定连接；移载滑块上安装有移载平台15。启动移载电机12，移载电机12的转动带动主动移载带轮13的转动，从而带动从动移载带轮14和与从动移载带轮14的输出轴同轴设置的移载滚珠丝杠的转动，实现移载平台15在Y轴方向上的移动。

工件移载装置1、批头夹取装置3以及锁付机构4均设置有用于放置电线的拖链5，避免在工装移动的过程中出现电线的拉伤、划伤等现象。

本发明实施例的锁付装置，采用批头6以库位方式存放，不同的产品对应不同的批头6，在需要用到时第二电机31带动批头旋转气缸35转动，移到批头6对应位置，由批头夹爪36抓取批头6，从固定批头夹爪36上把批头6取出。取出批头6后第一驱动装置带动第一锁付组件42和第二锁付组件43移动到批头夹取装置3的对应位置，启动第一批头升降气缸422和第二批头升降气缸432将批头6快速夹爪移动到批头6位置，启动批头6快换气缸，批头6快换气缸带动批头6快换夹爪实现批头6快换。实现批头6自动更换，多种螺丝，不同型号的批头6可以通用。工件由用工件移载装置1带动，锁不同位置的螺丝，伺服轴走相应的位置，以适应螺丝的锁付。

根据矿山设备用先导阀上的不同的螺丝的扭矩不同，采用两组锁付机构4，锁付扭矩通过通讯接口实时传递到控制器部分，实现扭矩实时监控，当扭矩监控装置检测到的待锁付的螺丝的扭矩在5N-10N时，采用第一锁付组件42夹取批头6，利用第一锁付组件42对螺丝进行锁付，当扭矩监控装置检测到的待锁付的螺丝的扭矩超过10N时,采用第二锁付组件43夹取批头6，利用第二锁付组件43对螺丝进行锁付。

参见图1到图6，整个锁付装置的动作过程如下：工件放置在工件移载装置1的移载平台15上，根据系统发出的螺丝型号螺丝的扭矩，锁付组件自动更换对应的批头6，根据锁付位置，工件移载装置1运动到对应位置，进行锁付。锁付装置根据系统识别螺丝，扭矩5-10N采用第一锁付组件42锁付，扭矩超过10N，锁付装置移动到第二锁付装置，第二锁付装置根据扭矩进行锁付，扭矩锁付值实时显示在操作屏上，并形成报表储存下来。锁付机构4控制器根据锁付次数及锁付到位情况，计算批头6的使用寿命，其每个批头6使用次数进行设定，如果使用次数到了，控制器会提示报警，人工需检查批头6是否到了使用寿命了。如使用寿命到了极限，系统装置会提醒更换批头6。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：包括用于移动工件的工件移载装置(1)、用于存放批头(6)的批头存放装置(2)、用于取放批头(6)的批头夹取装置(3)以及用于螺丝锁付的锁付机构(4)；

所述锁付机构(4)包括锁付支架(41)、安装在所述锁付支架(41)上的第一锁付组件(42)和第二锁付组件(43)以及驱动所述第一锁付组件(42)和第二锁付组件(43)在所述锁付支架(41)的横梁上滑动的第一驱动组件(44)；所述第一锁付组件(42)包括安装在所述第一驱动组件(44)上的第一锁付板(421)、安装在所述第一锁付板(421)上的第一批头升降气缸(422)和第二导轨(423)、与所述第一批头升降气缸(422)输出端固定安装且与所述第二导轨(423)相适配的第二滑块(424)；所述第二滑块(424)上固定安装有第一夹取架(425)，所述第一夹取架(425)上安装有第一锁付伺服电机(426)，所述第一锁付伺服电机(426)的输出端安装有第一批头快换气缸(427)；所述第一批头快换气缸(427)的输出端安装有第一批头快换夹爪(428)；所述第二导轨(423)上滑动设置有第一批头导正装置(429)。

2.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述第二锁付组件(43)包括安装在所述第一驱动组件(44)上的第二锁付板(431)、安装在所述第二锁付板(431)上的第二批头升降气缸(432)和第三导轨(433)、与所述第二批头升降气缸(432)输出端固定安装且与所述第三导轨(433)相适配的第三滑块(434)；所述第三滑块(434)上固定安装有第二夹取架(435)，所述第二夹取架(435)上安装有第二锁付伺服电机(436)，所述第二锁付伺服电机(436)的输出端安装有第二批头快换气缸(437)；所述第二批头快换气缸(437)的输出端安装有第二批头快换夹爪(438)；所述第三导轨(433)上滑动设置有第二批头导正装置(439)。

3.根据权利要求2所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：设置第一锁付伺服电机(426)以扭矩模式输出设定扭矩值，使所述第一锁付组件(42)用于扭矩为5N-10N螺丝的锁付，设置第二锁付伺服电机(436)以扭矩模式输出设定扭矩值，所述第二锁付组件(43)用于扭矩大于10N螺丝的锁付。

4.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述第一批头导正装置(429)包括滑动设置在所述第二导轨(423)上的第一滑动架(4291)和安装在所述第一滑动架(4291)上的第一批头导正夹爪(4292)；所述第一批头导正夹爪(4292)与所述第一批头快换夹爪(428)的位置相对应；所述第二批头导正装置(439)包括滑动设置在所述第三导轨(433)上的第二滑动架(4391)和安装在所述第二滑动架(4391)上的第二批头导正夹爪(4392)；所述第二批头导正夹爪(4392)与所述第二批头快换夹爪(438)的位置相对应。

5.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述批头存放装置(2)包括存放架(21)、安装在所述存放架(21)上的批头存放座(22)以及用于所述批头存放座(22)沿X轴方向移动的批头座移动装置(23)。

6.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述批头夹取装置(3)包括安装在所述批头存放装置(2)上的第二电机(31)和第四导轨(32)、与所述第四导轨(32)滑动连接的第四滑块、安装在所述第四滑块上的批头夹取架(34)、安装在所述批头夹取架(34)上的批头旋转气缸(35)以及安装在所述批头旋转气缸(35)输出端的批头夹爪(36)；所述第二电机(31)的输出轴同轴设置有第三滚珠丝杠，所述第三滚珠丝杠的螺母与所述第四滑块固定连接。

7.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述工件移载装置(1)包括移载架(11)、安装在所述移载架(11)上的移载电机(12)和移载导轨、与所述移载电机(12)输出轴同轴设置的主动移载带轮(13)、与所述主动移载带轮(13)通过带传动连接的从动移载带轮(14)以及与所述从动移载带轮(14)的输出轴同轴设置的移载第滚珠丝杠；所述移载导轨上滑动连接有移载滑块，所述移载滑块与所述移载滚珠丝杠的螺母固定连接；所述移载滑块上安装有移载平台(15)。

8.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：第一驱动组件(44)包括安装在所述锁付支架(41)上的第一电机、与所述第一电机输出端连接的第一传动机构、与所述第一传动机构的输出端同轴设置的第一滚珠丝杠、设置在所述锁付支架(41)横梁上的第一导轨以及滑动设置在所述第一导轨上的第一滑块；所述第一锁付组件(42)和第二锁付组件(43)均与第一滑块固定连接。

9.根据权利要求1所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：还包括扭矩监控装置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的矿山设备用先导阀的多功能锁付装置，其特征在于：所述工件移载装置(1)、批头夹取装置(3)以及锁付机构(4)均设置有用于放置电线的拖链(5)。

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