CN113714792B - 一种自动智能拧螺丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动智能拧螺丝装置，包括拧紧装置、固定装置和旋转台；拧紧装置前后滑动设置在旋转台上；拧紧装置包括竖板、横板和第一卡扣治具，横板上下滑动设置在竖板上；第一卡扣治具转动设置在横板上；固定装置包括固定板和第二卡扣治具，第二卡扣治具上下滑动设置在固定板上且可随第一卡扣治具转动；固定板上设有固定工件的螺丝；所述螺丝旋入端朝上设置。第一卡扣治具上设有卡接第二卡扣治具下端的第一卡接部；第二卡扣治具上端设有卡接螺丝的第二卡接部。本发明中，螺丝从下向上旋入固定工件，突破了传统机床中夹持装置对刀具的进给范围的限制；第一卡扣治具、第二卡扣治具和螺丝在PLC程序的控制下精准移动、配合，降低了人工劳动强度。

Description

一种自动智能拧螺丝装置

技术领域

本发明属于拧螺丝技术领域，具体涉及一种自动智能拧螺丝装置。

背景技术

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床，是应用最广泛的数控机床之一。

通常情况下数控加工中心分为立式和卧式两种，在数控卧式加工中心加工零件过程中，为了保证加工的质量和工作过程的安全，常常需要将工件牢牢地固定在工作台上，固定过程可以通过螺丝和夹持设备来实现，由于数控卧式加工中心的刀具均是位于工件的上方的，在传统的固定方式下，刀具为了避免与螺丝和夹持设备的干涉，在进给范围内往往会存在一定的限制，这就很大程度上影响了工作的正常进行。

除此之外，现有的无论是螺丝固定还是夹持设备夹持固定，一般均是通过人工固定的，费时费力，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动智能拧螺丝装置，以解决数控卧式加工中心中为避免固定工件的螺丝或夹持设备对刀头的干涉从而限制刀头的进给范围的问题以及人工固定螺丝或夹持设备效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动智能拧螺丝装置，包括拧紧装置、固定装置和旋转台；所述拧紧装置前后滑动设置在旋转台上；所述拧紧装置包括竖板、横板和第一卡扣治具，横板上下滑动设置在竖板上；第一卡扣治具转动设置在横板上；所述固定装置包括固定板和第二卡扣治具，第二卡扣治具上下滑动设置在固定板上且可随第一卡扣治具转动；所述固定板上设有供螺丝向上旋入的孔；所述第一卡扣治具上设有卡接第二卡扣治具下端的第一卡接部；所述第二卡扣治具上端设有卡接所述螺丝下部的第二卡接部。

进一步优选，所述拧紧装置设有两组，且左右间隔设置在旋转台上；所述固定装置位于两组拧紧装置之间，同样固定在旋转台上。

进一步优选，所述旋转台上设有驱动拧紧装置前后移动的第一气缸，第一气缸伸出端设有第一连接板，第一连接板与竖板固定连接。

进一步优选，所述竖板前后间隔设有两个；所述横板一端滑动设置在两个竖板上。

进一步优选，所述拧紧装置还包括底板，底板上设有滑块；底板上还设有驱动横板上下移动的第二气缸，第二气缸伸出端与横板固定连接。

进一步优选，所述横板上固定设有向第一卡扣治具提供动力的伺服电机；所述伺服电机与第一卡扣治具通过若干啮合的传动齿轮传动连接。

进一步优选，所述固定装置还包括支撑板；所述第二卡扣治具贯穿转动设置在支撑板的一端，支撑板另一端通过滑块滑动设置在固定板上。

进一步优选，所述固定板包括底座；所述滑块下端和底座之间设有弹簧；所述弹簧的上端抵接在滑块下端，下端抵接在底座的上表面。

本发明的有益效果：

一种自动智能拧螺丝装置，包括拧紧装置和固定装置；拧紧装置前后滑动设置在固定台上，固定台上设有旋入端朝上的螺丝，在固定螺丝的过程中，螺丝从下向上旋入固定工件，突破了传统机床中夹持装置对刀具的进给范围的限制；第一气缸控制拧紧装置的前后移动，第二气缸控制拧紧装置的上下移动，使得第一卡扣治具、第二卡扣治具和螺丝之间在PLC程序的控制下精准移动、配合，降低了人工劳动强度，实现了自动拧紧、松开螺丝的过程；采用独特的第一卡扣治具和第二卡扣治具，其上设有的第一卡接部和第二卡接部，完美地将第一卡扣治具、第二卡扣治具和螺丝固定在一起，使其保持同步运动状态，实现扭力的传导，并且可以随时脱离，不会额外干扰旋紧的螺丝；松开后的螺丝，由固定板上的第二卡扣治具所支撑，待下一次再固定工件时，可直接固定，重复使用，无需再额外人工放置螺丝，减少工序，提高效率。

进一步地，本发明中拧紧装置共设有两组，且左右间隔设置在固定工件的固定装置的两侧，可以左右同时对工件进行固定，避免出现由于螺丝施加给工件的作用力不对称导致的工件内部应力集中的现象。

附图说明

图1是本发明于机床中安装位置示意图；

图2是本发明整体结构示意图；

图3是本发明中拧紧装置结构示意图；

图4是本发明中固定装置结构示意图。

图中各标记对应的名称：

1、拧紧装置，10、前竖板，11、后竖板，12、伺服电机，13、横板，130、第一卡扣治具，14、第一气缸，15、第一连接板，16、第二气缸，17、第二连接板，18、第一滑轨，180、第一滑块，19、第二滑轨，190、第二滑块，2、固定装置，20、底座，21、立板，22、固定台，23、第三滑轨，230、第三滑块，24、支撑板，25、第二卡扣治具，26、螺丝，3、旋转台，4、机床，5、工件。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的实施例：

如图1所示，一种自动智能拧螺丝装置，包括拧紧装置1、固定装置2和旋转台3；旋转台3直接固定在机床4上，拧紧装置1前后滑动设置在旋转台3上，固定装置2固定设置在旋转台3上；拧紧装置1左右间隔共设有两组，且两组拧紧装置1对称设于固定装置2的左右两侧。

两组拧紧装置1的结构和连接关系均相同，仅是安装位置不同，即左右对称设置在固定装置2的两侧，下文将以其中位于左侧的一组拧紧装置1为例，进行详细说明，位于右侧的另一组拧紧装置1将不再赘述。

如图2-图3所示，拧紧装置1包括底板、横板13、竖板、第一气缸14和第二气缸16；底板为矩形板，其长度方向沿前后方向设置，底板的下侧面设有第一滑块180，旋转台3上对应的位置处设有第一滑轨18，第一滑块180和第一滑轨18滑动配合，实现底板的前后移动；在其他实施例中，底板和旋转台3之间的滑动也可以通过其他方式实现，如滑槽和滑台等。

竖板前后间隔设有两个，分别为前竖板10和后竖板11，前竖板10和后竖板11的下端均固定在底板上，在前竖板10和后竖板11相对的两个面上，即前竖板10的后侧面和后竖板11的前侧面上分别设有第二滑轨19，第二滑轨19的长度方向沿上下方向设置；横板13的长度方向沿左右方向设置，横板13的左端两个前后侧面上对应第二滑轨19设有第二滑块190，以此实现横板13在前竖板10和后竖板11之间的上下滑动。

旋转台3的左侧面上设有第一气缸14，第一气缸14的伸出端可以前后伸缩，第一气缸14的伸缩端上设有第一连接板15，第一连接板15又与前竖板10相互连接，即第一气缸14的驱动作用通过第一连接板15传导至前竖板10上，以此实现底板以及前竖板10、后竖板11的前后移动，第一气缸14通过电磁阀控制，以实现前后移动的自动化控制。

底板的左侧面上设有第二气缸16，第二气缸16位于第一气缸14的上方，第二气缸16的伸出端可以上下伸缩，第二气缸16的伸出端设有第二连接板17，第二连接板17与横板13的左端固定连接，当第二气缸16伸缩端运动时，即可实现横板13在前竖板10和后竖板11之间的上下滑动。

横板13的右端设有第一卡扣治具130，第一卡扣治具130转动设置在横板13上，横板13的内部设有空腔，空腔内转动设有传动齿轮；横板13的左端上表面设有伺服电机12，伺服电机12提供的动力通过空腔内部设有的传动齿轮传动至第一卡扣治具130上，从而驱动第一卡扣治具130的转动；第一卡扣治具130同样位于空腔中。

如图2-图4所示，固定装置2包括承载板、固定板、支撑板24和第二卡扣治具25。承载板固定在旋转台3上，固定板固定在承载台上；固定板包括底座20、立板21和固定台22，底座20与承载板固定连接，立板21位于底座20上方，固定台22位于立板21上方用于固定工件5，固定台22下侧面设有供螺丝26穿过的孔。在本实施例中，底座20、立板21和固定台22一体成型，整个固定板的前视图与火车轨道横截面相似，均为“工”型，该种结构有利于工件5固定的更加牢固。

固定板的中部，即立板21上，左右两个侧面均设置有第三滑轨23，第三滑轨23长度方向沿上下方向设置，支撑板24由两个矩形板90°焊接而成，其中一个矩形板上设有第三滑块230，与第三滑轨23滑动配合在一起，另一矩形板上设有圆孔，第二卡扣治具25贯穿设置在圆孔中，并可自由转动。

底座20和第三滑块230之间设有弹簧，弹簧上端抵接设置在第三滑块230的下端，下端抵接在底座20的上表面，当螺丝26未固定工件5的时候，螺丝26的下端卡接在第二卡扣治具25上的第二卡接部内，由其支撑防止脱落。在本实施例中，螺丝26优选仅在旋入端设置螺纹的螺丝，与之对应的，固定台22上的孔为通孔。在其他实施例中，螺丝也可采用通体设有螺纹的螺丝，其相对应的孔即为螺纹孔，该实施例中，当固定台22未固定有工件5时，螺丝可于螺纹孔中处于半旋入的状态。

固定台22的下表面上对应第二卡扣治具25设有螺丝26，螺丝26从下往上旋入在固定台22上，当完全旋入固定台22中时，螺丝26的旋入端将会伸出固定台22的上表面，以将工件5固定。螺丝26前后间隔于固定台22上共设有两个，保证对工件5的充分固定，需要注意的是，固定台22上的螺丝26共设有四个，左侧前后间隔的两个对应左侧的一组拧紧装置1，右侧同样前后间隔设有两个，对应右侧的一组拧紧装置1。

第二卡扣治具25对应前后间隔设置的螺丝26同样设有两个，第一卡扣治具130在横板13的前后移动下，可以分别与前后两个第二卡扣治具25一一对应。

如图3-图4所示，第一卡扣治具130上设有第一卡接部，第一卡接部为六边形凹槽，第二卡扣治具25的下端设有与第一卡接部卡接配合的卡接头，第二卡扣治具25的上端设有卡接螺丝26下端螺丝头的第二卡接部，第二卡接部是一个与螺丝头可以相互卡接的凹槽。当第一卡扣治具130和第二卡扣治具25、第二卡扣治具25和螺丝26均相互配合的时候，其三者之间的运动时同步的，即同步转动，同步静止。

在其他实施例中，第一卡接部的形状也可为其他形状，并且不仅限于凹槽，也可以是特定结构凸起，但无论如何变化，第二卡扣治具25的下端总是与其相互卡接配合。

工作原理：

固定工件过程，当工件5置于固定台22上并定位后，左侧拧紧装置1中的第一气缸14动作，在连接板的连接作用下，横板13上的第一卡扣治具130与其中一个第二卡扣治具25上下相互对应，与此同时，右侧拧紧装置1中的第一卡扣治具130也和固定板右侧的其中一个第二认扣治相互对应，为了避免固定工件5的时候导致工件5倾斜，左右两侧的两个第一卡扣治具130在同一时刻对应的两个第二卡扣治具25是处于对角状态的。随后第二气缸16上升，使第一卡扣治具130和对应的第二卡扣治具25、螺丝26上下对应卡接在一起，此时伺服电机12转动，并通过横板13上相互啮合的传动齿轮带动第一卡扣治具130转动，从而带动螺丝26转动，当螺丝26旋入到一定程度时，在第一气缸14和第二气缸16的作用下，左右两个第一卡扣治具130分别重新卡接另一组对角设置的第二卡扣治具25，以拧紧另一组对角设置的螺丝26，最后再重复上述步骤重新拧紧最开始拧紧的螺丝26，至此，即完成工件5的固定。

拆卸工件5过程与固定工件5过程相反。

需要注意的是，上述固定工件5的过程仅是优选的一种固定过程，在其他实施例中，也可有所不同，具体应以根据实际情况预设的PLC程序为准。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：包括拧紧装置、固定装置和旋转台；所述拧紧装置前后滑动设置在旋转台上；所述拧紧装置包括竖板、横板和第一卡扣治具，横板上下滑动设置在竖板上；第一卡扣治具转动设置在横板上；所述固定装置包括固定板和第二卡扣治具，第二卡扣治具上下滑动设置在固定板上且可随第一卡扣治具转动；所述固定板上设有供螺丝向上旋入的孔；所述固定板包括固定台，所述固定台上设有旋入端朝上的螺丝，在固定螺丝的过程中，螺丝从下向上旋入固定工件；所述第一卡扣治具上设有卡接第二卡扣治具下端的第一卡接部；所述第二卡扣治具上端设有卡接所述螺丝下部的第二卡接部，将螺丝从工件上拧下时，螺丝被保留在第二卡扣治具上，下次可以直接用；所述拧紧装置设有两组，且左右间隔设置在旋转台上；所述固定装置位于两组拧紧装置之间，同样固定在旋转台上。

2.根据权利要求1所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述旋转台上设有驱动拧紧装置前后移动的第一气缸，第一气缸伸出端设有第一连接板，第一连接板与竖板固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述竖板前后间隔设有两个；所述横板一端滑动设置在两个竖板上。

4.根据权利要求1所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述拧紧装置还包括底板，底板上设有滑块；底板上还设有驱动横板上下移动的第二气缸，第二气缸伸出端与横板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述横板上固定设有向第一卡扣治具提供动力的伺服电机；所述伺服电机与第一卡扣治具通过若干啮合的传动齿轮传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述固定装置还包括支撑板；所述第二卡扣治具贯穿转动设置在支撑板的一端，支撑板另一端通过滑块滑动设置在固定板上。

7.根据权利要求6所述的一种自动智能拧螺丝装置，其特征在于：所述固定板包括底座；所述滑块下端和底座之间设有弹簧；所述弹簧的上端抵接在滑块下端，下端抵接在底座的上表面。

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