CN113414577A - 一种带垫片螺钉自动拧紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带垫片螺钉自动拧紧装置,包括支架,所述支架包括水平设置的顶板,所述顶板下表面的两端分别垂直设有第一侧板和第二侧板,所述顶板下表面的中间部固定连接电动螺丝刀的顶端,所述电动螺丝刀的底端可拆卸的设有螺丝刀批头,所述第一侧板远离所述电动螺丝刀的侧壁上设有视觉定位机构,所述视觉定位机构用于检测所述螺丝刀批头是否与对准螺孔孔位;所述第二侧板远离所述电动螺丝刀的侧壁上设有定位夹爪机构,所述定位夹爪机构用于将螺钉送入所述螺丝刀批头的下方。通过本发明带垫片螺钉自动拧紧装置抓取带垫片的螺钉并进行自动拧紧,高效便捷,有利于提高生产效率。

Description

一种带垫片螺钉自动拧紧装置
技术领域
本发明涉及螺钉技术领域,尤其涉及一种带垫片螺钉自动拧紧装置。
背景技术
目前机械领域对于螺钉的拧紧大部分由人手动完成的,这样的工作方式效率较低;为了提高工作效率有些生产车间的设备通过气缸或者伺服电机控制螺丝刀来实现螺钉拧紧。但是对于一些带垫片的螺钉,不能通过吹气或者吸气的方式自动上料,并且现有的自动打螺钉结构也不能实现带垫片螺钉的自动锁紧。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出一种带垫片螺钉自动拧紧装置,可以解决带垫片螺钉上料的问题。
一种带垫片螺钉自动拧紧装置,包括支架,所述支架包括水平设置的顶板,所述顶板下表面的两端分别垂直设有第一侧板和第二侧板,所述顶板下表面的中间部固定连接电动螺丝刀的顶端,所述电动螺丝刀的底端可拆卸的设有螺丝刀批头,所述第一侧板远离所述电动螺丝刀的侧壁上设有视觉定位机构,所述视觉定位机构用于检测所述螺丝刀批头是否与对准螺孔孔位;所述第二侧板远离所述电动螺丝刀的侧壁上设有定位夹爪机构,所述定位夹爪机构用于将螺钉送入所述螺丝刀批头的下方;所述第二侧板面向所述电动螺丝刀的侧壁的下端部设有定位套筒机构,所述定位套筒机构用于保护所述螺丝刀批头。
优选地,所述视觉定位机构包括视觉定位相机、镜头和光源,所述视觉定位相机设置于所述第一侧板的上端部,所述镜头设置于所述第一侧板的中间部,所述光源设置于所述第一侧板的下端部,所述视觉定位相机、镜头和光源位于同一中心轴线。
优选地,所述定位夹爪机构包括Z向滑台气缸,所述Z向滑台气缸固定设置于所述第二侧板的上端部,所述Z向滑台气缸垂直滑动连接X向滑台气缸,所述X向滑台气缸垂直滑动连接夹紧气缸,所述夹紧气缸的底端固定连接一对夹爪。
优选地,所述夹爪包括连接臂,所述连接臂的底端固定连接L型爪壁。
优选地,所述定位套筒机构包括套筒固定块,所述套筒固定块包括立板,所述立板固定在所述第二侧板面向所述电动螺丝刀的一侧的下端部;所述立板的底端面向所述电动螺丝刀的一侧垂直设有横台,所述横台的中间部设有固定套孔,所述固定套孔内设有固定套,所述固定套套设在套筒顶部的外侧,所述固定套的顶部设有轴承,所述轴承的底端与所述套筒的顶端之间设有弹簧,所述轴承、弹簧和套筒的中间部形成的垂直腔体可供所述螺丝刀批头穿出。
优选地,还包括安全检测机构,所述安全检测机构设置于所述第一侧板面向所述电动螺丝刀一侧的下端部,所述安全检测机构用于检测所述螺丝刀批头的起始位置及向下位移距离。
优选地,所述安全检测机构包括传感器固定板和定位板,所述传感器固定板与所述第一侧板固定连接;所述定位板为半圆型,所述定位板固定在所述电动螺丝刀的下端部,所述传感器固定板上设有光电传感器,所述光电传感器设有感应槽,所述定位板设置于所述感应槽的中间部,所述感应槽面向所述定位板的侧壁上设有光敏元件A。
优选地,所述传感器固定板上还设有距离传感器,所述距离传感器设置于所述定位板的下方,所述距离传感器面向所述定位板的一面设有光敏元件B。
优选地,所述顶板的上表面固定连接法兰盘的下端,所述法兰盘的顶端与机械手臂连接。
优选地,所述第一侧板和第二侧板同一侧壁的中间部水平设有横向固定板。
本发明中的有益效果:
本发明提出一种带垫片螺钉自动拧紧装置,通过采用夹爪和电动螺丝刀,解决了带垫片螺钉无法上料的问题,并且通过设计套筒结构,不仅能保证批头不会晃动,而且在螺丝刀过冲时能提供一定的缓冲,既能保护打螺钉机构也对产品起到保护作用,并且使用稳定可靠。
本发明专利公开了一种带垫片螺钉自动拧紧装置,包括套筒组件、视觉定位机构、定位夹爪机构和安全检测机构。视觉定位机构通过视觉定位相机对螺钉孔进行定位,视觉定位机构与螺钉自动拧紧机构距离恒定。定位夹爪机构对带垫片螺钉进行夹持、定位,并且夹爪能够上下、前后移动,还能防止垫片滑落;螺丝刀批头一端与电动螺丝刀连接、另一端穿过套筒并且与螺钉接触。通过本发明带垫片螺钉自动拧紧装置抓取带垫片的螺钉并进行自动拧紧,高效便捷,有利于提高生产效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为一种带垫片螺钉自动拧紧装置的整体示意图;
图2为视觉定位机构示意图;
图3为一种带垫片螺钉自动拧紧装置的爆炸图;
图4为夹爪的结构示意图;
图5为定位套筒机构示意图;
图6为套筒的结构示意图
图7为安全检测机构示意图;
图8为光电传感器的结构示意图;
图9为距离传感器的结构示意图。
图中:1-支架、11-顶板、12-第一侧板、13-第二侧板、14-横向固定板、2-电动螺丝刀、21-螺丝刀批头、3-视觉定位机构、31-视觉定位相机、311-相机固定板、32-镜头、33-光源、331-光源固定板、4-定位夹爪机构、41-Z向气缸固定板、42-Z向滑台气缸、43-X向气缸固定板、44-X向滑台气缸、45-夹紧气缸安装板、46-夹紧气缸、47-夹爪安装架、48-夹爪、481-连接臂、482-L型爪壁、5-法兰盘、6-定位套筒机构、61-套筒固定块、611-立板、612-横台、613-固定套孔、62-轴承、63-套筒、631-挡片、64-弹簧、65-固定套、7-安全检测机构、71-传感器固定板、72-光电传感器、721-感应槽、722-光敏元件A、73-距离传感器、731-光敏元件B、74-定位板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参照图1-9,一种带垫片螺钉自动拧紧装置,包括支架1,支架1包括水平设置的顶板11,顶板11下表面的两端分别垂直设有第一侧板12和第二侧板13,顶板11下表面的中间部固定连接电动螺丝刀2的顶端,电动螺丝刀2的底端可拆卸的设有螺丝刀批头21;顶板11的上表面固定连接法兰盘5的下端,法兰盘5的顶端与机械手臂连接。第一侧板12和第二侧板13同一侧壁的中间部水平设有横向固定板14,横向固定板14提高了支架1的稳定性。
第一侧板12远离电动螺丝刀2的侧壁上设有视觉定位机构3,视觉定位机构3包括视觉定位相机31、镜头32和光源33,视觉定位相机31通过螺钉固定在相机固定板311上,相机固定板311通过螺钉固定在第一侧板12的上端部,设置相机固定板311方便上下调整视觉定位相机31的位置;镜头32设置于第一侧板12的中间部,光源33通过螺钉固定在光源固定板331上,光源固定板331上设置于第一侧板12的下端部,视觉定位相机31、镜头32和光源33位于同一中心轴线;视觉定位机构3用于检测螺丝刀批头21是否与对准螺孔孔位。
第二侧板13远离电动螺丝刀2的侧壁上设有定位夹爪机构4,述定位夹爪机构4包括Z向滑台气缸42,第二侧板13的上端部垂直固定连接Z向气缸固定板41,Z向滑台气缸42通过螺钉固定在Z向气缸固定板41上,Z向滑台气缸42的滑台上通过螺钉连接X向气缸固定板43,X向气缸固定板43上通过螺钉固定X向滑台气缸44,以上设置使得Z向滑台气缸42垂直滑动连接X向滑台气缸44;X向滑台气缸44的滑台上通过螺钉固定夹紧气缸安装板45,夹紧气缸安装板45上通过螺钉固定夹紧气缸46,以上设置使得X向滑台气缸44垂直滑动连接夹紧气缸46;夹紧气缸46的底端固定连接夹爪安装架47,夹爪安装架47的底端通过螺钉连接一对夹爪48,夹爪48包括连接臂481,连接臂481的底端固定连接L型爪壁482;L型爪壁482可以实现对带垫片的螺钉进行夹持;Z向滑台气缸42实现了夹爪48的上下移动,X向滑台气缸44实现了夹爪48沿螺丝刀批头42方向的前进和后退;夹紧气缸46实现了夹爪48对螺丝钉的夹持;该定位夹爪机构4可将螺钉送入螺丝刀批头21的下方。
第二侧板13面向电动螺丝刀2的侧壁的下端部设有定位套筒机构6,定位套筒机构6包括套筒固定块61,套筒固定块61包括立板611,立板611固定在第二侧板13面向电动螺丝刀2的一侧的下端部;立板611的底端面向电动螺丝刀2的一侧垂直设有横台612,横台612的中间部设有固定套孔613;固定套孔613内设有固定套65,固定套65的为顶部开口的筒状结构,固定套65的底部设有供套筒63穿过的孔,固定套65套设在套筒63顶部的外侧,固定套65的顶部设有轴承62,轴承62的底端与套筒63的顶端之间设有弹簧64,轴承62、弹簧64和套筒63的中间部形成的垂直腔体可供螺丝刀批头21穿入。使用时,螺丝刀批头21从轴承62、弹簧64和套筒63的中间穿出,螺丝刀批头21与套筒63同心,能够保证螺丝刀批头21在工作时不会晃动;套筒63的顶端外侧壁设有水平的挡片631,挡片631的直径大于固定套65底部的孔径,该设置可以使套筒63与固定套65底部活动连接,弹簧64在轴承62底部和套筒63顶部之间,能够为套筒过冲时提供一定的缓冲。
第一侧板12面向电动螺丝刀2一侧的下端部设有安全检测机构7,安全检测机构7包括传感器固定板71和定位板74,传感器固定板71与第一侧板12固定连接;定位板74为半圆型,定位板74固定在电动螺丝刀2的下端部,传感器固定板71上设有光电传感器72,光电传感器72设有感应槽721,定位板74设置于感应槽721的中间部,感应槽721面向定位板74的侧壁上设有光敏元件A722。该光电传感器72与中央控制器电性连接;当电动螺丝刀2启动时,若定位板74位于感应槽721内,则光敏元件A722的光电信号发生变化,中央控制器判断电动螺丝刀2的位置非起始位,则发送信号使电动螺丝刀2复位。
传感器固定板71上还设有距离传感器73,距离传感器73设置于定位板74的下方,距离传感器73面向定位板74的一面设有光敏元件B731。该距离传感器73与中央控制器电性连接,当电动螺丝刀2向下移动时,若定位板74距离光敏元件B731太近,则光敏元件B731的光电信号发生变化,中央控制系统判断电动螺丝刀2的位置距离下方螺孔位置太近,则发送信号使得机械手臂上抬从而带动电动螺丝刀2上抬。
工作原理:
本发明提出的一种带垫片螺钉自动拧紧装置中视觉定位机构3、螺丝刀批头21和夹爪48的中心轴线处于同一条直线上,该装置中电动螺丝刀2、视觉定位机构3、定位夹爪机构4、安全检测机构7均与中央控制系统进行信号传输;工作时,机械手臂带动该自动拧紧装置移动,将视觉定位机构3移动至螺孔所在的位置,视觉定位相机31对目标产品上的螺纹孔进行拍照并传输至中央控制系统,中央控制系统根据照片的位置对螺孔进行定位,然后机械手臂将电动螺丝刀2移动至螺孔的上方;定位夹爪机构4的夹爪48夹取带垫片的螺钉,此时L型爪壁482水平端位于垫片的下表面,通过X向滑台气缸44送入到螺丝刀批头2的下方,此时螺钉和螺丝刀批头21在同一轴线上,然后Z向滑台气缸42带动夹爪48向上运动,使得螺钉帽与螺丝刀批头21接触;随后启动电动螺丝刀2带动螺丝刀批头21将螺钉旋入螺钉孔,当旋入一半长度时,启动夹紧气缸46松开夹爪48,随后启动X向滑台气缸44撤出夹爪48;电动螺丝刀2继续将螺钉旋入。
工作时,定位套筒机构6中的套筒3触碰到目标产品后会上抬,露出螺丝刀批头21,到工作完成后,机械臂带动该装置远离目标产品,套筒63在弹簧64的作用下复位,实现了对螺丝刀批头21的保护。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带垫片螺钉自动拧紧装置,包括支架(1),所述支架(1)包括水平设置的顶板(11),所述顶板(11)下表面的两端分别垂直设有第一侧板(12)和第二侧板(13),所述顶板(11)下表面的中间部固定连接电动螺丝刀(2)的顶端,所述电动螺丝刀(2)的底端可拆卸的设有螺丝刀批头(21),其特征在于,所述第一侧板(12)远离所述电动螺丝刀(2)的侧壁上设有视觉定位机构(3),所述视觉定位机构(3)用于检测所述螺丝刀批头(21)是否与对准螺孔孔位;所述第二侧板(13)远离所述电动螺丝刀(2)的侧壁上设有定位夹爪机构(4),所述定位夹爪机构(4)用于将螺钉送入所述螺丝刀批头(21)的下方;所述第二侧板(13)面向所述电动螺丝刀(2)的侧壁的下端部设有定位套筒机构(6),所述定位套筒机构(6)用于保护所述螺丝刀批头(21)。
2.根据权利要求1所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述视觉定位机构(3)包括视觉定位相机(31)、镜头(32)和光源(33),所述视觉定位相机(31)设置于所述第一侧板(12)的上端部,所述镜头(32)设置于所述第一侧板(12)的中间部,所述光源(33)设置于所述第一侧板(12)的下端部,所述视觉定位相机(31)、镜头(32)和光源(33)位于同一中心轴线。
3.根据权利要求1所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述定位夹爪机构(4)包括Z向滑台气缸(42),所述Z向滑台气缸(42)固定设置于所述第二侧板(13)的上端部,所述Z向滑台气缸(42)垂直滑动连接X向滑台气缸(44),所述X向滑台气缸(44)垂直滑动连接夹紧气缸(46),所述夹紧气缸(46)的底端固定连接一对夹爪(48)。
4.根据权利要求3所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述夹爪(48)包括连接臂(481),所述连接臂(481)的底端固定连接L型爪壁(482)。
5.根据权利要求1所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述定位套筒机构(6)包括套筒固定块(61),所述套筒固定块(61)包括立板(611),所述立板(611)固定在所述第二侧板(13)面向所述电动螺丝刀(2)的一侧的下端部;所述立板(611)的底端面向所述电动螺丝刀(2)的一侧垂直设有横台(612),所述横台(612)的中间部设有固定套孔(613),所述固定套孔(613)内设有固定套(65),所述固定套(65)套设在套筒(63)顶部的外侧,所述固定套(65)的顶部设有轴承(62),所述轴承(62)的底端与所述套筒(63)的顶端之间设有弹簧(64),所述轴承(62)、弹簧(64)和套筒(63)的中间部形成的垂直腔体可供所述螺丝刀批头(21)穿出。
6.根据权利要求2所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,还包括安全检测机构(7),所述安全检测机构(7)设置于所述第一侧板(12)面向所述电动螺丝刀(2)一侧的下端部,所述安全检测机构(7)用于检测所述螺丝刀批头(21)的起始位置及向下位移距离。
7.根据权利要求6所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述安全检测机构(7)包括传感器固定板(71)和定位板(74),所述传感器固定板(71)与所述第一侧板(12)固定连接;所述定位板(74)为半圆型,所述定位板(74)固定在所述电动螺丝刀(2)的下端部,所述传感器固定板(71)上设有光电传感器(72),所述光电传感器(72)设有感应槽(721),所述定位板(74)设置于所述感应槽(721)的中间部,所述感应槽(721)面向所述定位板(74)的侧壁上设有光敏元件A(722)。
8.根据权利要求7所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述传感器固定板(71)上还设有距离传感器(73),所述距离传感器(73)设置于所述定位板(74)的下方,所述距离传感器(73)面向所述定位板(74)的一面设有光敏元件B(731)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述顶板(11)的上表面固定连接法兰盘(5)的下端,所述法兰盘(5)的顶端与机械手臂连接。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种带垫片螺钉自动拧紧装置,其特征在于,所述第一侧板(12)和第二侧板(13)同一侧壁的中间部水平设有横向固定板(14)。
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