CN114211236B - 一种自动锁螺丝设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种自动锁螺丝设备的控制系统，包括控制单元，控制单元通过电源输出端分别与气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C相连接；控制单元通过驱动电机输出端分别与振动电机、减速电机A、减速电机B、减速电机C相连接；控制单元通过信号端分别与压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C相连接；左行程开关、右行程开关、上行程开关、下行程开关通过信号端与控制单元相连通，控制单元还连接有终端输入单元。本发明通过驱动自动锁螺丝设备各功能机构工作，实现将螺丝有序精准输出到待加工板件位置，及对板件实施螺丝埋入，提高生产效率，减少人工操作的劳动强度，避免产品板件岀厂前钻偏、漏放。

Description

一种自动锁螺丝设备的控制系统

技术领域

本发明涉及涉及智能制造技术领域，具体地说，涉及一种自动锁螺丝设备的控制系统。

背景技术

当今工厂制造逐步趋向智能制造，在智能制造中特别在板式家具等行业，对板件排孔及预埋螺母数量众多，人工操作工人的劳动强度大，还容易钻偏、漏放，导致送到消费者手上无法安装，智能自动锁螺丝己成为一个重要研究课题。

为了解决上述问题，特此提出本发明。

发明内容

本发明的的目的在于，提供一种自动锁螺丝设备的控制系统。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种自动锁螺丝设备的控制系统，包括控制单元，控制单元通过电源输出端分别与气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C相连接；控制单元通过驱动电机输出端分别与振动电机、减速电机A、减速电机B、减速电机C相连接；控制单元通过信号端分别与压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C相连接；左行程开关、右行程开关、上行程开关、下行程开关通过信号端与控制单元相连通，控制单元还连接有终端输入单元。

进一步的，所述自动锁螺丝设备还包括控制柜，控制系统设置在控制柜上，控制柜安装在龙门支架上。

进一步的，所述振动电机安装于螺丝存储总成的振动桶内，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给振动电机，控制振动电机工作，将螺丝输出到螺丝输出槽中。

进一步的，所述减速电机A安装在自动锁螺丝总成中横向移动机构上，减速电机A连接丝杆A，丝杆A配合安装有法兰螺母A，所述法兰螺母A前面设置有移动块，移动块与纵向移动机构的U型壳B刚性连接，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机A，控制减速电机A工作，带动纵向移动机构左右移动，并通过控制单元获得左行程开关和右行程开关通过信号端反馈的信号，控制纵向移动机构移动的空间。

进一步的，所述减速电机B连接丝杆B，丝杆B配合安装有法兰螺母B，法兰螺母B前面设置有移动板，移动板设置有电钻，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机B，控制减速电机B工作，带动电钻上下移动，并通过控制单元获得上行程开关和下行程开关通过信号端反馈的信号，控制电钻移动的空间。

进一步的，所述气动电磁阀A设置于压板气缸上，用于控制压板气缸，压板气缸连接有压板件，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀A，压板气缸工作，带动压板件下移夹、压住待加工家具板件。

进一步的，所述气动电磁阀B设置于前边定位气缸上，前边定位气缸安装有前边定位板，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀B，前边定位气缸工作，前边定位板固定待加工家具板件。

进一步的，所述气动电磁阀C设置于侧边定位气缸上，侧边定位气缸安装有侧边定位板，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀C，侧边定位气缸工作，侧边定位板固定待加工家具板件。

进一步的，所述减速电机C安装于带动送板压板机构总成的电机支架板上，直齿轮与减速电机C轴向连接，并与直条齿啮合，所述电机支架板的另一侧安装压板气缸，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机C，控制减速电机C工作，控制送板压板机构总成将板件沿滚筒滚动。

有益技术效果：

本发明自动锁螺丝设备的控制系统，通过驱动自动锁螺丝设备各功能机构工作，实现将螺丝有序精准输出到待加工板件位置，及对板件实施螺丝埋入，提高生产效率，减少人工操作的劳动强度，避免产品板件岀厂前钻偏、漏放，保证送到消费者手上板式家具安装顺利，具有良好社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明自动锁螺丝设备立体图。

图2为本发明螺丝存储总成结构示意图。

图3为本发明自动锁螺丝总成结构示意图。

图4为本发明自动锁螺丝总成又一结构示意图。

图5为本发明送板压板机构总成结构示意图。

图6为本发明滚筒定位总成一结构示意图。

图7为本发明滚筒定位总成二结构示意图。

图8为本发明滚筒定位总成三结构示意图。

图9为本发明龙门支架结构示意图。

图10为本发明自动锁螺丝设备的控制系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1，一种自动锁螺丝设备，包括螺丝存储总成1、自动锁螺丝总成3、送板压板机构总成2以及滚筒定位总成4、龙门支架6，自动锁螺丝总成3固定在龙门支架6上；所述螺丝存储总成1和送板压板机构总成2设置于滚筒定位总成4一侧，螺丝存储总成1通过振动方式将螺钉或螺母有序输出到自动锁螺丝总成3下方；所述滚筒定位总成4用于设置定位待加工板件5，送板压板机构总成2用于固定待加工板件5，自动锁螺丝总成3对板件5实施螺钉或螺母埋入。

参照图2，所述螺丝存储总成1包括振动盘11、螺丝夹紧块13、振动桶12；所述振动盘11设置在振动桶12上方，振动盘11设置有多级螺旋阶梯，并在振动盘11顶端圆切线方向设置有螺丝输出槽16，所述螺丝输出槽16与螺丝夹紧块13连接。

还包括振动盘支架15，振动桶12设置在振动桶支架15上方，振动桶12内设置有振动电机，振动电机输出轴上方设置有搅拌头14，所述搅拌头14穿过振动盘11底部。

使用时，振动电机工作，振动盘11的螺丝或螺母，被搅拌头14搅拌后在离心力作用下沿着振动盘11的螺旋阶梯逐级升入振动盘11顶端，逐个进入螺丝输出槽16，由于螺丝输出槽16的槽宽略大于螺丝或螺母尺寸，因此螺丝被挤压推进到夹紧块13，自动锁螺丝总成3的电钻33移动到夹紧块13上方夹取一颗螺丝或螺母时，后面的螺丝或螺母又被挤压推进夹紧块13中。

参照图3-4，所述自动锁螺丝总成3包括可以横向移动的横向移动机构31和可以纵向移动的纵向移动机构32，纵向移动机构32上通过连接扣331锁定可以纵向移动的电钻33；所述横向移动机构31刚性连接于龙门支架6上横梁前方，所述纵向移动机构32连接于横向移动机构31前方并与之可以横向移动，所述电钻33设置在纵向移动机构32前方，并与之可以纵向移动。

所述横向移动机构31包括横向设置的U型壳A313和减速电机A315，所述减速电机A315设置于U型壳A313的外侧，U型壳A313内横向设置有丝杆A和法兰螺母A，丝杆A和法兰螺母A相配合安装，丝杆A的二端横向安装有支撑的左轴承和右轴承，丝杆A与减速电机A315的输出轴相连接，减速电机A315转动带动丝杆A转动；丝杆A转动带动法兰螺母A左右移动，所述法兰螺母A前面设置有移动块314，法兰螺母A左右移动带动移动块314左右移动，所述U型壳A313内部设置有左行程开关311、右行程开关312，法兰螺母A位于左行程开关311、右行程开关312形成的空间内，法兰螺母A在左行程开关311、右行程开关312形成的空间内左右移动。

所述纵向移动机构32包括纵向设置的U型壳B322和减速电机B321，减速电机B321位于U型壳B322的外侧，所述壳体B322内纵向设置有丝杆B和法兰螺母B；丝杆B和法兰螺母B相配合安装，丝杆B二端纵向安装有支撑的上轴承和下轴承；丝杆B与减速电机B321的输出轴相连接，减速电机B321转动带动丝杆B转动；丝杆B转动带动法兰螺母B上下移动，所述法兰螺母B前面设置有移动板323，法兰螺母B上下移动带动移动板323上下移动，移动板323前面设置有电钻33及连接扣331，电钻33通过连接扣331固定于移动板323上，所述U型壳B322内部设置有上行程开关和下行程开关，法兰螺母B位于上行程开关和下行程开关形成的空间内，法兰螺母B在上行程开关和下行程开关形成的空间内上下移动。

所述横向移动机构31的移动块314与纵向移动机构32的U型壳B322刚性连接。

自动锁螺丝总成3的横向移动机构的减速电机A315工作，丝杆A随减速电机A正转或反转，带动法兰螺母A向左或右横向移动，法兰螺母A带动设置在它前面的移动块314横向移动，移动块314因为与纵向移动机构连接，因此，横向移动机构31横向移动同时也带动纵向移动机构32作横向移动至合适位置。

纵向移动机构32的减速电机B321工作，如正转或反转，丝杆B随减速电机B正转或反转，带动法兰螺母B向上或向下纵向移动，法兰螺母B带动设置在它前面的移动板323向上或向下纵向移动，从而带动电钻33下降夹取螺丝后上升到一定位置，电钻33纵向下降对板件实施螺钉或螺母埋入，埋入完成后，电钻33又纵向上升，并在横向移动机构31带动下移动至夹取螺丝或螺母位置。

参照图5，所述送板压板机构总成2安装在龙门支架6一侧，包括槽型构件21、安装在槽型构件21内的直条齿24及直齿轮23、安装在槽型构件21上端的上导向装置的光轴一25、安装在槽型构件21下端的下导向装置的光轴二27、减速电机C211、压板气缸29、压板件210、电机支架板22、直线轴承一26、直线轴承二28。

所述电机支架板22一侧安装减速电机C211、直线轴承一26、直线轴承二28，电机支架板22的另一侧安装压板气缸29。

直线轴承一26的另一端安装于光轴一25上，直线轴承二28的另一端安装于光轴二27上，电机支架板22通过直线轴承一26、直线轴承二28与槽型构件21相连接。

所述直线轴承一26与光轴一25构成上导向装置，直线轴承二28与光轴二27构成下导向装置。

所述压板件210与压板气缸29连接。压板件210上设置有压力传感器A。

压板气缸29设有气动电磁阀A，通过气动电磁阀A控制压板气缸29工作。

所述直齿轮23与减速电机C211轴向连接，并与直条齿24啮合。

参照图6-9，所述滚筒定位总成4包括滚筒41和滚筒支架42，滚筒41固定于滚筒支架42上。滚筒支架42的侧边设置有前边定位气缸44，定位气缸44上方设置有前边定位板43。滚筒支架42底部设置有侧边定位导轨47，侧边定位气缸46置于侧边定位导轨47中，侧边定位气缸46上部安装有侧边定位板45。前边定位气缸44设有气动电磁阀B，通过气动电磁阀B控制前边定位气缸44工作，侧边定位气缸46设有气动电磁阀C，通过气动电磁阀C控制侧边定位气缸46工作。

前边定位板43设置有压力传感器B，侧边定位板45设置有压力传感器C。

所述减速电机A、减速电机B、减速电机C包括但不限于伺服电机、步进电机、减速机构。

使用时，将待加工家具板件5放至滚筒定位总成4的滚筒41上，前边定位气缸44和侧边定位气缸46工作，将前边定位板43和侧边定位板45上升举起，板件5被框在送板压板机构总成2的压板件210、前边定位板43、侧边定位板45之间，当压板气缸29的气动电磁阀下降，压板件210夹、压住待加工家具板件5，使电钻33可以纵向下降对板件5实施螺钉或螺母埋入；如果压板件210夹压位置不正确或待加工家具板件位置前后位置不对，通过减速电机211工作，减速电机211的直齿轮沿着直条齿啮合作前后直线运动，带动电机支架板22运动同时同步带动压板件210也移动修改夹压位置或夹压加工家具板件一起前后直线运动至合适位置。

实施例2

参照图10，一种自动锁螺丝设备的控制系统，包括控制单元，控制单元通过电源输出端分别与气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C相连接；控制单元通过驱动电机输出端分别与振动电机、减速电机A、减速电机B、减速电机C相连接；控制单元通过信号端分别与压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C相连接；左行程开关311、右行程开关312、上行程开关、下行程开关通过信号端与控制单元相连通；控制单元还连接有终端输入单元。

自动锁螺丝设备还包括控制柜7，控制系统安装于控制柜7上，控制柜7安装在龙门支架6上。

控制单元通过控制电子板实现，终端输入单元通过操作面板实现。

实施例3

操作面板上设置有“启动”键、“取螺丝”键、“定位”键，终端输入单元通过“启动”键、“取螺丝”键获得输入信息，控制单元通过终端输入单元获得输入信息。

电钻夹取螺丝并左右移动控制方法如下：

使用时，当按操作面板的“启动”键时，自动锁螺丝设备获电，处于待机工作状态，控制单元获电处于待机工作状态，当操作“取螺丝”键，取螺丝的信息通过终端输入单元，将控制单元的输出端传输到控制单元，控制单元的输出端驱动电机输岀单元与振动电机、减速电机A之间导通，设置在螺丝存储总成1的振动桶12内的振动电机获电工作，设置在自动锁螺丝总成中横向移动机构的减速电机A获电工作，带动丝杆A随减速电机A反转，带动设置于丝杆A中的法兰螺母A向左横向移动，法兰螺母A带动设置在它前面的纵向移动机构作横向移动至螺丝存储总成位置，驱动电机输岀单元与减速电机A之间导通的信息消失，导通被关闭，减速电机A停止；控制单元的信号输出端驱动电机输岀端与减速电机B之间导通，纵向移动机构的减速电机B获电工作，带动丝杆B随减速电机B正转，带动设置于丝杆B中的法兰螺母B下降纵向移动，法兰螺母B带动设置在它前面的电钻下降夹取螺丝，控制单元的信号输出端控制减速电机B反转，法兰螺母B带动设置在它前面的电钻上升至设定位置，信号输出端驱动电机输岀端与减速电机B之间导通的信息消失，控制单元的信号输出端驱动电机输岀端与减速电机B之间关闭。

法兰螺母B带动设置在它前面的电钻上升至设定位置，通过上行程开关控制电钻的上升距离，电钻在上升的过程中，碰触到上行程开关，上行程开关发出信号，控制单元通过信号端接收到上行程开关的信息，控制单元的信号输出端驱动电机输岀端与减速电机B之间关闭。

实施例4

待加工板件固定或前后移动方式控制方法如下：

操作“启动”键，自动锁螺丝设备获电，处于待机工作状态，控制单元获电处于待机工作状态，按“定位”键时，终端输入单元获得“定位”键信息，控制单元获得终端输入单元的输入信息，送板压板机构总成2和滚筒定位总成4工作，控制单元通过电源输出端的端口将信息输给气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C，气动电磁阀B、气动电磁阀C导通，与气动电磁阀B连接的前边定位气缸44，与气动电磁阀C连接的侧边定位气缸46工作升起，并将与前边定位气缸44连接的前边定位板43，与侧边定位气缸46连接的侧边定位板45上升举起，待加工板件被框在压板件210、前边定位板43、侧边定位板45之间；同时“定位”键信息传输到控制单元时，芯片电机输岀端C驱动减速电机C211工作，减速电机C211带动直齿轮23沿直齿条24运动，带动送板压板机构总成2将板件沿滚筒41滚动，当板件碰撞到前边定位板的压力传感器B，压力传感器B信息通过信号端反馈到控制单元，控制单元停止驱动电机输岀端C驱动，减速电机C211失电停止，控制单元电源输岀端关闭，气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C失电关闭，压板气缸29带动压板件210下降，当安装在压板件210上的压力传感器A的信息反馈到控制单元，自动锁螺丝总成3能够自动工作，或者通过“锁螺丝”键功能启动自动锁螺丝总成3。

实施例5

电钻锁螺丝控制方法如下：

操作“启动”键，自动锁螺丝设备获电处于待机工作状态，控制单元获电也处于待机工作状态，当按“锁螺丝”键，控制单元芯片信号输出端再次驱动电机输岀端A导通，设置在自动锁螺丝总成3中的横向移动机构31的减速电机A315获电工作，带动丝杆A随减速电机A正转，带动设置于丝杆A中的法兰螺母A向右横向移动，法兰螺母A带动设置在它前面的纵向移动机构32，也同步作横向移动至准备锁螺丝位置，驱动电机输岀端A信息消失，减速电机A的导通被关闭，减速电机A停止；控制单元控制驱动电机输岀端口B导通，纵向移动机构32的减速电机B321获电工作，带动丝杆B随减速电机B321正转，带动设置于丝杆B中的法兰螺母B下降运动，电钻33纵向下降N距离达到对板件实施螺钉或螺母埋入完成后，电机输岀端B获得反向电流并导通，减速电机B321反转，带动丝杆B、法兰螺母B反转，电钻33又纵向回升到设置位置。

实施例6

自动锁螺丝控制方法如下：

操作“启动”键，自动锁螺丝设备获电，处于待机工作状态，控制单元获电处于待机工作状态，当按“自动”键时，按上述“实施例3～5”顺序工作。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制另一方面通过本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种自动锁螺丝设备的控制系统，其特征在于：包括控制单元，控制单元通过电源输出端分别与气动电磁阀A、气动电磁阀B、气动电磁阀C相连接；控制单元通过驱动电机输出端分别与振动电机、减速电机A、减速电机B、减速电机C相连接；控制单元通过信号端分别与压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C相连接；左行程开关、右行程开关、上行程开关、下行程开关通过信号端与控制单元相连通，控制单元还连接有终端输入单元；

所述自动锁螺丝设备还包括控制柜，控制系统设置在控制柜上，控制柜安装在龙门支架上；

所述振动电机安装于螺丝存储总成的振动桶内，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给振动电机，控制振动电机工作，将螺丝输出到螺丝输出槽中；

所述减速电机A安装在自动锁螺丝总成中横向移动机构上，减速电机A连接丝杆A，丝杆A配合安装有法兰螺母A，所述法兰螺母A前面设置有移动块，移动块与纵向移动机构的U型壳B刚性连接，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机A，控制减速电机A工作，带动纵向移动机构左右移动，并通过控制单元获得左行程开关和右行程开关通过信号端反馈的信号，控制纵向移动机构移动的空间；

所述减速电机B连接丝杆B，丝杆B配合安装有法兰螺母B，法兰螺母B前面设置有移动板，移动板设置有电钻，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机B，控制减速电机B工作，带动电钻上下移动，并通过控制单元获得上行程开关和下行程开关通过信号端反馈的信号，控制电钻移动的空间；

所述气动电磁阀A设置于压板气缸上，用于控制压板气缸，压板气缸连接有压板件，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀A，压板气缸工作，带动压板件下移夹、压住待加工家具板件；

所述气动电磁阀B设置于前边定位气缸上，前边定位气缸安装有前边定位板，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀B，前边定位气缸工作，前边定位板固定待加工家具板件；

所述气动电磁阀C设置于侧边定位气缸上，侧边定位气缸安装有侧边定位板，控制单元通过电源输出端将信号输给气动电磁阀C，侧边定位气缸工作，侧边定位板固定待加工家具板件；

减速电机C带动直齿轮沿直齿条运动，带动送板压板机构总成将板件沿滚筒滚动。

2.根据权利要求1所述自动锁螺丝设备的控制系统，其特征在于：所述减速电机C安装于带动送板压板机构总成的电机支架板上，直齿轮与减速电机C轴向连接，并与直条齿啮合，所述电机支架板的另一侧安装压板气缸，控制单元通过驱动电机输出端将信号输出给减速电机C，控制减速电机C工作，控制送板压板机构总成将板件沿滚筒滚动。

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