CN114227202A - 一种双通道自动锁螺丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双通道自动锁螺丝机，本方案巧妙性在机台上设置一对工件平移机构，配合与其连接的一对工件夹持机构，使得该机台可以形成双通道工位来处理需要螺丝锁附的工件，其还通过将第一平移机构、第二平移机构、第一升降机构、第二升降机构、第一螺丝锁附机构和第二螺丝锁附机构设置在第一龙门架上，令设置在第一龙门架一侧的第一上料机构和第二上料机构可以方便地进行螺丝上料配合，继而再移至待处理工件位置进行螺丝锁附工作，第二龙门架上设置的工件下料机构作为经处理工件的后端配合组件，其能够高效便利地实现工件的卸料，结合双通道的工件螺丝锁附，使得本方案装置能够可靠、高效地完成不同螺丝的锁附工作。

Description

一种双通道自动锁螺丝机

技术领域

本发明涉及螺丝锁附设备领域，尤其涉及一种双通道自动锁螺丝机。

背景技术

螺丝机作为代替人工完成锁附螺钉工艺的产物，是利用自动化机构代替人手完成螺丝的取、送、拧紧的自动化装置。螺丝机作为面向加工对象的技术产物，多用于电子产品加工领域或汽车零部件生产加工领域，已经由之前的单一种类螺钉单工位自动锁附发展到现在可自动上料的多工位多种类螺钉自动锁附。

专利CN113352070A设计了一款应用于电子产品安装领域的螺丝机，该机械产品为解决现有吸气式螺丝机的行程较长、产能较低的技术问题，设计了供料器、送料气管等装置，将吸气式取钉模式与吹气式送钉模式相结合，以提高供钉效率。然而该螺丝机虽提高了螺丝机的供钉效率，但只设置了单通道锁附螺钉，并不适用于需锁附多种类螺钉场合。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种实施可靠、工作效率高且自动化处理便利的双通道自动螺丝机。

为了实现上述的技术方案，本发明所采用的技术方案为：

一种双通道自动锁螺丝机，包括：

机台；

工件平移机构，为一对且相对设置在机台上端面；

第一龙门架，跨设在一对工件平移机构中部；

第一平移机构，连接在第一龙门架上部的宽度方向一侧；

第一升降机构，与第一平移机构连接；

第一螺丝锁附机构，与第一升降机构连接；

第一上料机构，与第一螺丝锁附机构对应且设置在第一龙门架一端下方，其用于供应第一螺丝锁附机构所需的螺丝；

第二平移机构，连接在第一龙门架上部的宽度方向另一侧；

第二升降机构，与第二平移机构连接；

第二螺丝锁附机构，与第二升降机构连接；

第二上料机构，与第二螺丝锁附机构对应且设置在第一龙门架一端下方，其用于供应第二螺丝锁附机构所需的螺丝；

第二龙门架，跨设在一对工件平移机构中部且与第一龙门架对应；

工件夹持机构，为一对且与一对工件平移机构一一对应并与工件平移机构连接，所述工件夹持机构用于夹持待处理工件并由工件平移机构带动在第一龙门架和第二龙门架下方平移；

工件下料机构，与第二龙门架连接且用于将已处理的工件从工件夹持机构上移出；

控制器，与工件平移机构、第一平移机构、第二平移机构、第一升降机构、第二升降机构、第一螺丝锁附机构、第二螺丝锁附机构、第一上料机构、第二上料机构、工件夹持机构和工件下料机构连接。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述第一平移机构包括第一丝杆平移滑台和连接在第一丝杆平移滑台上的第一滑座，所述第一丝杆平移滑台水平固定在第一龙门架上；

所述第一升降机构连接在第一滑座上，所述第一滑座受第一丝杆平移滑台驱动而带动第一升降机构在第一上料机构和工件平移机构上方之间滑动；

所述第二平移机构包括第二丝杆平移滑台和连接在第二丝杆平移滑台上的第二滑座，所述第二丝杆平移滑台水平固定在第一龙门架上；

所述第二升降机构连接在第二滑座上，所述第二滑座受第二丝杆平移滑台驱动而带动第二升降机构在第二上料机构和工件平移机构上方之间滑动。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一升降机构包括第一丝杆升降滑台和连接在第一丝杆升降滑台上的第一升降板；

所述第一螺丝锁附机构连接在第一升降板上，所述第一升降板受第一丝杆升降滑台驱动而带动所述第一螺丝锁附机构做升降运动，使所述第一螺丝锁附机构移动至第一上料机构的螺丝输出端或移动至工件夹持机构上夹持的处理工件上方；

所述第二升降机构包括第二丝杆升降滑台和连接在第二丝杆升降滑台上的第二升降板；

所述第二螺丝锁附机构连接在第二升降板上，所述第二升降板受第二丝杆升降滑台驱动而带动所述第二螺丝锁附机构做升降运动，使所述第二螺丝锁附机构移动至第二上料机构的螺丝输出端或移动至工件夹持机构上夹持的处理工件上方。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述工件平移机构包括第三丝杆平移滑台和连接在第三丝杆平移滑台上的第三滑座，所述工件夹持机构连接在第三滑座上。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述工件夹持机构包括：

连接座，为U形结构，其下端面与第三滑座固定连接；

连接板，设置在连接座的U形结构之间；

轴承座，设置在连接座的U形结构一侧，所述连接板接近轴承座的一侧与轴承座连接；

旋转气缸，设置在连接座的U形结构另一侧，其旋转驱动端与连接板接近旋转气缸的一侧连接，由旋转气缸驱动连接板翻转；

夹持气缸，为至少一个且设置在连接板上，所示夹持气缸的夹持端用于将待处理工件夹持于连接板上；

所述旋转气缸和夹持气缸均与控制器连接，所述控制器还连接有气源组件。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第二龙门架的一侧下方设为卸料区；

所述工件下料机构包括：

第四丝杆平移滑台，水平固定在第二龙门架上部；

第四滑座，连接在第四丝杆平移滑台上且受第四丝杆平移滑台驱动而在卸料区和工件平移机构上方之间水平滑动；

升降气缸，固定在第四滑座上，其升降驱动端朝下；

真空吸取组件，连接在升降气缸的升降驱动端上且用于吸取经处理的工件；

所述升降气缸、真空吸附组件均与控制器连接且由控制器控制工作启闭。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一螺丝锁附机构和第二螺丝锁附机构均为真空吸附式电批或磁吸附式电批。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一上料机构和第二上料机构均为振动盘上料装置；所述机台的下端还设有多个防震脚轮。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一丝杆平移滑台、第二丝杆平移滑台、第一丝杆升降滑台、第二丝杆升降滑台、第四丝杆平移滑台和第四丝杆平移滑台均由伺服电机驱动，该伺服电机还与控制器连接。

基于上述方案，本发明还提供一种螺丝锁附方法，其包括上述所述的双通道自动锁螺丝机，所述方法包括如下步骤：

S01、将待处理的工件装载于一对工件夹持机构上，由工件夹持机构将其固定夹持；

S02、启动第一上料机构和第二上料机构，使需锁附的螺钉进入到第一上料机构和第二上料机构的输出端；

S03、工件平移机构带动工件夹持机构进入到第一龙门架下方的第一螺丝锁附机构工作区域等待螺丝锁附处理；

S04、第一平移机构带动第一升降机构、第一螺丝锁附机构移动至第一上料机构的输出端，然后第一升降机构驱动第一螺丝锁附机构下降，通过第一螺丝锁附机构移取第一上料机构输出的螺丝，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构上升复位，再由第一平移机构带动第一升降机构和第一螺丝锁附机构移动至其中一工件夹持机构上方，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构下降至待处理工件上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件上的螺孔正对，第一螺丝锁附机构工作启动，使螺丝被锁入待处理工件，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构上升复位；

S05、重复S04直至其中一工件夹持机构上的待处理工件完成第一上料机构所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构上的待处理工件进行螺丝锁附，当待处理工件所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件完成所需螺丝的锁附；

S06、工件平移机构带动已完成第一上料机构供应螺丝锁附的已处理工件进入到第一龙门架下方的第二螺丝锁附机构工作区域进行等待螺丝锁附处理；

S07、第二平移机构带动第二升降机构、第二螺丝锁附机构移动至第二上料机构的输出端，然后第二升降机构驱动第二螺丝锁附机构下降，通过第二螺丝锁附机构移取第二上料机构输出的螺丝，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构上升复位，再由第二平移机构带动第二升降机构和第二螺丝锁附机构移动至其中一工件夹持机构上方，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构下降至待处理工件上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件上的螺孔正对，第二螺丝锁附机构工作启动，使螺丝被锁入待处理工件，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构上升复位；

S08、重复S07直至其中一工件夹持机构上的待处理工件完成第二上料机构所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构上的待处理工件进行螺丝锁附，当待处理工件所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件完成所需螺丝的锁附；

S09、工件平移机构带动已完成第二上料机构供应螺丝锁附的已处理工件进入到第二龙门架下方的工件下料机构工作区域；

S10、工件夹持机构解除对工件的夹持，工件下料机构对工件夹持机构上已完成全部螺丝锁附的工件进行卸料，然后工件平移机构带动工件夹持机构复位，以进行下一待处理工件的装载。

由于在传统的工业生产加工过程中，同一工件往往需锁附多个不同种类的螺钉，传统螺丝机在一次加工中，只能在一个工件上锁附多个同种类螺钉，若需锁附多种类螺钉时，在锁附完成一类螺钉后，需添加下一台螺丝机来锁附下一类螺钉，并投入人工或转运输送带将工件输送至下一台螺丝机设备，耗时耗力，且提高了工件加工成本，而本方案巧妙性通过设置一对工件平移机构配合一对工件夹持结构和龙门架上的升降机构、平移机构、螺丝锁附机构，实现了双通道工位高效工作的配合，实现了相对低成本和高效的螺丝锁附工作，另外，本方案可以通过直接进行程序设定配合间隙，从而使得操作工人仅需人工装载工件后，其余工作均可以由螺丝机的其他组件、机构进行自动配合完成。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性在机台上设置一对工件平移机构，配合与其一一对应连接的一对工件夹持机构，使得该机台可以形成双通道来处理需要螺丝锁附的工件，在此基础上，本方案通过配合跨设一对工件平移机构的第一龙门架和第二龙门架，将第一平移机构、第二平移机构、第一升降机构、第二升降机构、第一螺丝锁附机构和第二螺丝锁附机构设置在第一龙门架上，令设置在第一龙门架一侧的第一上料机构和第二上料机构可以方便地进行螺丝上料配合，继而再移至待处理工件位置进行螺丝锁附工作，第二龙门架上设置的工件下料机构作为经处理工件的后端配合组件，其能够高效便利地实现工件的卸料，结合双通道的工件螺丝锁附，使得本方案装置能够可靠、高效地完成不同螺丝的锁附工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之一，其中，螺丝锁附机构未示出；

图2是本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之二，其中，机台和螺丝锁附机构未示出；

图3是本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之三，其中，机台和螺丝锁附机构未示出；

图4是本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之四，其中，机台和螺丝锁附机构未示出；

图5是本发明方案的工件夹持机构的简要实施结构三维视角示意图；

图6是本发明方案的第一螺丝锁附机构或第二螺丝锁附机构的简要实施结构三维视角示意图之一；

图7是本发明方案的第一螺丝锁附机构或第二螺丝锁附机构的简要实施结构三维视角示意图之二；

图8为本发明方案的螺丝机的简要动作流程示意图；

图9为本发明方案的螺丝机采用伺服驱动系统时的组成示意图之一；

图10为本发明方案的螺丝机采用伺服驱动系统时的组成原理示意图之二；

图11为本发明方案的螺丝机采用气动系统时的气动回路系统结构示意图；

图12为本发明方案的真空吸附式电批和真空吸取组件的简要连接原理示意图；

图13为本发明方案的螺丝机的工作流程原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7之一所示，本发明一种双通道自动锁螺丝机，包括：

机台1；

工件平移机构2，为一对且相对设置在机台1上端面；

第一龙门架3，跨设在一对工件平移机构2中部；

第一平移机构4，连接在第一龙门架3上部的宽度方向一侧；

第一升降机构5，与第一平移机构4连接；

第一螺丝锁附机构6，与第一升降机构5连接；

第一上料机构7，与第一螺丝锁附机构6对应且设置在第一龙门架3一端下方，其用于供应第一螺丝锁附机构6所需的螺丝；

第二平移机构8，连接在第一龙门架3上部的宽度方向另一侧；

第二升降机构9，与第二平移机构8连接；

第二螺丝锁附机构10，与第二升降机构9连接；

第二上料机构11，与第二螺丝锁附机构10对应且设置在第一龙门架3一端下方，其用于供应第二螺丝锁附机构10所需的螺丝；

第二龙门架12，跨设在一对工件平移机构2中部且与第一龙门架3对应；

工件夹持机构13，为一对且与一对工件平移机构2一一对应并与工件平移机构2连接，所述工件夹持机构13用于夹持待处理工件16并由工件平移机构2带动在第一龙门架3和第二龙门架12下方平移；

工件下料机构14，与第二龙门架12连接且用于将已处理的工件16从工件夹持机构13上移出；

控制器，与工件平移机构2、第一平移机构4、第二平移机构8、第一升降机构5、第二升降机构9、第一螺丝锁附机构6、第二螺丝锁附机构10、第一上料机构7、第二上料机构11、工件夹持机构13和工件下料机构14连接。

本方案中，所述第一平移机构4包括第一丝杆平移滑台41和连接在第一丝杆平移滑台41上的第一滑座42，所述第一丝杆平移滑台41水平固定在第一龙门架3上；

所述第一升降机构5连接在第一滑座42上，所述第一滑座42受第一丝杆平移滑台41驱动而带动第一升降机构5在第一上料机构7和工件平移机构2上方之间滑动；

所述第二平移机构8包括第二丝杆平移滑台81和连接在第二丝杆平移滑台81上的第二滑座82，所述第二丝杆平移滑台81水平固定在第一龙门架3上；

所述第二升降机构9连接在第二滑座82上，所述第二滑座82受第二丝杆平移滑台81驱动而带动第二升降机构9在第二上料机构11和工件平移机构2上方之间滑动。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一升降机构5包括第一丝杆升降滑台51和连接在第一丝杆升降滑台51上的第一升降板52；

所述第一螺丝锁附机构6连接在第一升降板52上，所述第一升降板52受第一丝杆升降滑台51驱动而带动所述第一螺丝锁附机构6做升降运动，使所述第一螺丝锁附机构6移动至第一上料机构7的螺丝输出端或移动至工件夹持机构13上夹持的处理工件16上方；

所述第二升降机构9包括第二丝杆升降滑台91和连接在第二丝杆升降滑台91上的第二升降板92；

所述第二螺丝锁附机构10连接在第二升降板92上，所述第二升降板92受第二丝杆升降滑台91驱动而带动所述第二螺丝锁附机构10做升降运动，使所述第二螺丝锁附机构10移动至第二上料机构11的螺丝输出端或移动至工件夹持机构13上夹持的处理工件16上方。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述工件平移机构2包括第三丝杆平移滑台21和连接在第三丝杆平移滑台21上的第三滑座22，所述工件夹持机构13连接在第三滑座22上。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述工件夹持机构13包括：

连接座131，为U形结构，其下端面与第三滑座22固定连接；

连接板132，设置在连接座131的U形结构之间；

轴承座133，设置在连接座131的U形结构一侧，所述连接板132接近轴承座133的一侧与轴承座133连接；

旋转气缸134，设置在连接座131的U形结构另一侧，其旋转驱动端与连接板132接近旋转气缸134的一侧连接，由旋转气缸134驱动连接板132翻转；

夹持气缸135，为至少一个且设置在连接板132上，所示夹持气缸135的夹持端用于将待处理工件16夹持于连接板132上；

所述旋转气缸134和夹持气缸135均与控制器连接，所述控制器还连接有气源组件。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第二龙门架12的一侧下方设为卸料区；

所述工件下料机构14包括：

第四丝杆平移滑台141，水平固定在第二龙门架12上部；

第四滑座142，连接在第四丝杆平移滑台141上且受第四丝杆平移滑台141驱动而在卸料区和工件平移机构2上方之间水平滑动；

升降气缸143，固定在第四滑座142上，其升降驱动端朝下；

真空吸取组件144，连接在升降气缸143的升降驱动端上且用于吸取经处理的工件16；

所述升降气缸143、真空吸附组件均与控制器连接且由控制器控制工作启闭。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一螺丝锁附机构6和第二螺丝锁附机构10均为真空吸附式电批或磁吸附式电批；其中，真空吸附式电批或磁吸附式电批均有市销产品可以直接进行装配使用，便不再赘述。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一上料机构7和第二上料机构11均为振动盘上料装置；所述机台1的下端还设有多个防震脚轮15。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述第一丝杆平移滑台41、第二丝杆平移滑台81、第一丝杆升降滑台51、第二丝杆升降滑台91、第四丝杆平移滑台141和第四丝杆平移滑台141均由伺服电机驱动，该伺服电机还与控制器连接。

由于工件的生产加工过程中，往往需要对工件正面和背面分别锁附不同种类螺钉，这就需将工件进行固定、运送、翻转，还需运送螺钉、锁附螺钉，因此，本方案装置的工作动作流程思路如图8所示，其中，自动螺丝机对工件的加工顺序为：先锁附完成所有1号螺钉，再锁附完成所有2号螺钉(1号螺钉与2号螺钉的命名仅为区分两者为不同种类螺钉)，然后卸料。需锁附螺钉数目可通过固定于机台侧边的人机交互界面设置。

为精确移动工件及螺钉到位，选择伺服驱动系统来移动工件和螺钉；考虑到螺钉的长径比，选用吸气式送钉方式来供应螺钉；根据工件的材质特点，选用气缸对工件进行夹紧固定或翻转等操作，选用真空发生器来吸取螺钉或工件；选用响应快速的电磁阀对各气缸、真空发生器等气动元件进行控制。

为提高加工工件效率，本方案设置双通道的工件平移机构，其可同时移动2个工件以对其进行加工。为供给2种螺钉(1号螺钉、2号螺钉)，设置2个振动盘机构，振动上料2种螺钉。为锁附2种螺钉，设置2条锁螺钉机构，移取并锁附2种螺钉。为提高机器自动化程度，设置1条工件下料机构进行卸料工作。

本方案中，通过机台上的两个振动盘上料装置分别用于两种螺钉的振动送料，该振动盘上料装置为现有市销装置，便不再赘述其工作原理，其利用其特殊结构自动将料斗内的螺钉定向有序、排列整齐、依次将螺钉振动推送至取钉口，等待电批下降吸取螺钉。

本方案的气源组件将空气压缩机的压缩空气通过空气导管为各气动元件供气。安装于机台内部的控制器及伺服驱动器等电控器件搜集各机构上的信息检测组件输入的信号，并通过计算、延时等输出控制信号给伺服驱动器来控制电机运行到位，或将控制信号传送给电磁阀来控制电磁阀的导通与否，从而控制各气动元件的动作或复位。

工件在自动螺丝机上的锁附螺钉及卸工件等动作是由螺丝机的伺服驱动系统和气动回路系统相配合来完成的。其中螺丝机的伺服驱动系统用于移动工件或螺钉到位，气动回路系统用于完成如夹紧工件(防止工件在移动过程中脱落移动)、吸取螺钉等任务。

其中，自动螺丝机的伺服驱动系统以固定于机台内部的一台PLC控制器为主令装置，通过控制器向各伺服驱动器发出运动控制信号，再由安装于机台内部的驱动器通过编码器线缆向工作台上各个机构的伺服电机发出信号，控制电机的启停动作。

两个振动盘上料装置将螺钉输送至取钉位置后，由机台上各伺服系统完成对工件或螺钉的移取到位。螺丝机的5条机构各包含一套由伺服驱动器和伺服电机为主要构成部件的伺服系统，用于移动工件或螺钉到位。该系统包括伺服电机、伺服滑台(即丝杆升降滑台或丝杆平移滑台)、滑台拖链等构件，伺服滑台的各构件分置于滑台侧边，各构件相互协作，完成伺服电机驱动滑块及其承载的工作物在丝杆滑台上移动至相应位置。伺服驱动系统的组成原理如图9所示。

作为一种实施举例，本方案自动螺丝机的伺服驱动系统作为各机构的基底，承载滑块(或滑座)及其上的工作物移动至滑台上的指定点。

如图10所示，作为一种实施举例，本方案的控制器控制工作机理可以为：PLC控制器通过CANopen总线向伺服驱动器发出命令，控制驱动器通过编码器线缆向伺服电机释放驱动/停止等信号；伺服电机通过减速机向与丝杆滑块相啮合的传动丝杆出力，驱动传动丝杆顺时针/逆时针转动相应角度，与此同时，与传动丝杆相啮合的丝杆滑块由于受到啮合传动力，在丝杆滑台上向前/向后移动相应距离，以达到丝杆滑块所承载的工作物也向前/向后移动相应距离的目的。

伺服电机的转动方向(顺时针/逆时针旋转)由驱动器通过对比滑块当前位置与目标位置的距离来确定的；固定于丝杆滑台前后两端的两个限位传感器，分别用于限定滑块在滑台上的运动极限位置，其中负限位传感器也作为原点信号用于限定电机运行零点；伺服电机的转速及转动角度(既滑块需移动的距离)通过PLC控制器设定，滑块移动的距离通过丝杆旋转圈数和丝杆螺距计算得出，并通过人机界面将各机构运行点位信息预先输入PLC控制器中。伺服电机由电机动力线缆供电，其启动、停止及转速等信号由伺服驱动器通过编码器输入；PLC、伺服驱动器及限位传感器通过供电线缆供电。

由于向各气动元件供气的空气导管在伺服滑台上往复运动时极易磨损，故在伺服滑台侧边加入拖链，用于包裹空气导管及导线，既能保护导管和导线，又能很好的归置导管导线，节省空间。

由于本方案可能存在螺丝机不仅需要对工件及螺钉进行移动，还需完成如：将振动盘振动到位的螺钉吸取至电批批嘴；为防止工件在移动过程中脱落，需将工件夹紧固定等控制。考虑到螺丝机的工作环境和工件及螺钉的形状材质，选用气缸和真空发生器作为气动回路系统的执行元件，完成夹紧工件、吸取螺钉等控制操作。

自动螺丝机的气动回路系统同样以PLC控制器为主令装置，控制器向各电磁阀发出开关动作信号，再由电磁阀通过控制空气导管的导通与否，来控制各气动执行元件的动作/复位。

螺丝机的气动回路系统用于完成夹紧工件、翻转工件、吸取螺钉和吸取工件等任务，其中两个移工件机构上的气动元件用于夹紧和翻转工件；两个锁螺钉机构上的气动元件用于吸取螺钉；卸工件移载机构上的气动元件用于吸取工件或移动工件上升/下降。

其中，螺丝机的气动回路系统结构可以为图11所示，自动螺丝机的气动回路系统对工件和螺钉的控制是由气动执行元件(气缸、真空发生器)的动作/复位来完成的。

在图11所示的气动回路系统中，PLC通过控制电磁阀的动作，控制与相应电磁阀连接的空气导管是否导通，空气导管的另一端与气缸进气口相连。

当电磁阀1收到PLC发出的气缸动作信号时，空气压缩机将压缩空气通过空气导管输入气缸进气口，活塞杆后段空气由电磁阀阀芯内部排入大气，气缸内部活塞杆受压力推动后缸盖顶升(既气缸动作)。

当电磁阀1收到PLC发出的气缸复位信号时，电磁阀1阀芯动作，压缩空气通过空气导管输入气缸出气口，活塞杆后段空气由阀芯内部排入大气，气缸内部活塞杆受压力拉动后缸盖回缩(既气缸回缩)。

活塞杆伸缩时气缸活塞上的永磁磁环随活塞杆移动，当磁环靠近气缸外侧的磁性开关时，磁性开关内部的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开后，簧片失磁，触点断开。磁性开关的触点闭合或断开即转化为气缸动作/复位到位信号传送给CPU，从而实现相应的控制。

如图12所示，在螺丝锁附机构的真空吸附式电批和工位下料组件的真空吸附组件工作机理方面，本方案真空发生装置的工作原理是利用气源口高速喷射压缩空气，在真空气口形成射流，产生卷吸流动，在卷吸作用下，使得气源接口出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，在真空气口形成一定真空度。

PLC通过控制电磁阀的动作，控制与相应电磁阀相连的空气导管是否导通，空气导管的另一端与真空发生器进气口相连。当电磁阀2收到PLC发出的真空发生器吸气真空信号时，电磁阀2动作开启，空气压缩机将压缩空气通过空气导管高速喷出，在卷吸作用下，使得真空发生器真空气口产生真空气压，真空气压通过与真空发生器真空气口的空气导管作用于电批批嘴或吸盘上，用于电批批嘴吸取螺钉/吸盘吸紧工件。

当电批批嘴/吸盘处真空气压达到压力开关设定值时，压力开关会切换工作模式，真空发生器内保持真空度，电批批嘴/吸盘保持吸紧状态。

当电磁阀2收到PLC发出的真空发生器停止吸气真空信号时，电磁阀2动作，压缩空气通过电磁阀2由真空气口输入，吸盘处吹气释放工件。

电批批嘴处的吸附螺钉通过电批以预设扭矩锁附至对应螺钉孔，当扭矩达到(既锁附螺钉到位)后，PLC控制器向电磁阀2发出关闭信号，与电批批嘴相连的真空发生器停止工作，且无需破真空。

压力开关可通过按钮设置气压源管内的气压值，并可通过数显屏实时观测到气压源管内的气压值。当气压源管内的气压达到预设值时(既电批批嘴吸着螺钉/移载吸盘吸着工件)，压力开关会向PLC输出一个开关信号，从而通过PLC控制器实现下一步控制。

结合图13所示，本方案自动螺丝机设计为可同时对两个工件锁附两种螺钉，并可对工件进行翻转，以对其背部锁附螺钉，可对锁附完成的工件卸料。

操作人员在按下螺丝机自动运行按钮后，两只振动盘开始振动送钉，各机构的伺服电机移动滑块及滑块上各组件至零点。人工放工件至移工件Y轴机构治具载盘内后，按下该通道的启动按钮，治具检测到工件在位后，夹紧气缸动作夹紧工件，移工件Y轴伺服机构动作将工件移动至锁附1号螺钉点位，等待锁1号螺钉机构锁附螺钉。按下通道启动按钮后，两个锁螺钉伺服机构动作，将取钉Z轴机构移动至相应取钉点上方，等待下降取钉。按下通道启动按钮后，当检测到振动盘振动螺钉到位后，相应的推钉气缸推螺钉至取钉口。取螺钉Z轴机构检测到取钉口内螺钉在位后，取钉Z轴伺服机构驱动电批机构下降，同时电批开启且与电批嘴相连的真空发生器吸气真空，下降到位后，压力开关压力值达到预设值(既吸螺钉成功)，取钉Z轴移载电机驱动电批机构吸取螺钉上升至安全点。上升到位后，移钉X轴机构根据移工件Y轴机构工件是否在位及工件已锁附螺钉数目来移动取钉Z轴机构带动螺钉至锁附点，并下降完成锁1号螺钉任务。锁螺钉完成后，取钉Z轴机构上升，移钉X轴机构移动取钉Z轴返回至取钉点上方等待再次取钉。当该工件的所有1号螺钉锁附完成后，移工件Y轴电机驱动治具及其内部工件至锁附2号螺钉点，移动到位后，翻转气缸动作，等待锁2号螺钉机构锁附2号螺钉。当该工件的所有2号螺钉锁附完成后，翻转气缸回缩，翻转工件回零，移工件Y轴电机动作，将工件移动至卸工件点。移动工件到位后，夹紧气缸回缩释放工件，等待卸工件X轴移载机构取走工件。检测到移工件X轴机构卸工件点治具到位且工件未取，卸工件X轴移载电机动作，移动卸工件伸缩组件至相应移工件Y轴通道的卸工件点上方。移动到位后，伸缩气缸动作伸出，同时伸缩组件上的真空发生器开启真空吸气。伸缩气缸伸出到位后，压力开关压力值达到预设值(既吸盘吸工件到位)，伸缩气缸回缩上升。伸缩气缸吸取工件上升到位后，卸工件X轴移载电机驱动伸缩组件移动至卸工件点位。卸工件X轴电机移动到位后，伸缩气缸吸取工件伸出，伸出到位后，吸盘处破真空吹气，工件掉落至卸工件点的工件收集筐内。当检测到吸盘处无工件(既卸工件完成)后，伸缩气缸回缩上升。卸工件X轴移载机构在卸工件点等待再次移取工件。

结合图1至图7，基于上述，本方案还提供一种螺丝锁附方法，其包括上述所述的双通道自动锁螺丝机，所述方法包括如下步骤：

S01、将待处理的工件16装载于一对工件夹持机构13上，由工件夹持机构13将其固定夹持；

S02、启动第一上料机构7和第二上料机构11，使需锁附的螺钉进入到第一上料机构7和第二上料机构11的输出端；

S03、工件平移机构2带动工件夹持机构13进入到第一龙门架3下方的第一螺丝锁附机构6工作区域等待螺丝锁附处理；

S04、第一平移机构4带动第一升降机构5、第一螺丝锁附机构6移动至第一上料机构7的输出端，然后第一升降机构5驱动第一螺丝锁附机构6下降，通过第一螺丝锁附机构6移取第一上料机构7输出的螺丝，然后第一升降机构5带动第一螺丝锁附机构6上升复位，再由第一平移机构4带动第一升降机构5和第一螺丝锁附机构6移动至其中一工件夹持机构13上方，然后第一升降机构5带动第一螺丝锁附机构6下降至待处理工件16上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件16上的螺孔正对，第一螺丝锁附机构6工作启动，使螺丝被锁入待处理工件16，然后第一升降机构5带动第一螺丝锁附机构6上升复位；

S05、重复S04直至其中一工件夹持机构13上的待处理工件16完成第一上料机构7所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构13上的待处理工件16进行螺丝锁附，当待处理工件16所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件16完成所需螺丝的锁附；

S06、工件平移机构2带动已完成第一上料机构7供应螺丝锁附的已处理工件16进入到第一龙门架3下方的第二螺丝锁附机构10工作区域进行等待螺丝锁附处理；

S07、第二平移机构8带动第二升降机构9、第二螺丝锁附机构10移动至第二上料机构11的输出端，然后第二升降机构9驱动第二螺丝锁附机构10下降，通过第二螺丝锁附机构10移取第二上料机构11输出的螺丝，然后第二升降机构9带动第二螺丝锁附机构10上升复位，再由第二平移机构8带动第二升降机构9和第二螺丝锁附机构10移动至其中一工件夹持机构13上方，然后第二升降机构9带动第二螺丝锁附机构10下降至待处理工件16上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件16上的螺孔正对，第二螺丝锁附机构10工作启动，使螺丝被锁入待处理工件16，然后第二升降机构9带动第二螺丝锁附机构10上升复位；

S08、重复S07直至其中一工件夹持机构13上的待处理工件16完成第二上料机构11所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构13上的待处理工件16进行螺丝锁附，当待处理工件16所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件16完成所需螺丝的锁附；

S09、工件平移机构2带动已完成第二上料机构11供应螺丝锁附的已处理工件16进入到第二龙门架12下方的工件下料机构14工作区域；

S10、工件夹持机构13解除对工件的夹持，工件下料机构14对工件夹持机构13上已完成全部螺丝锁附的工件进行卸料，然后工件平移机构2带动工件夹持机构13复位，以进行下一待处理工件16的装载。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双通道自动锁螺丝机，其特征在于，包括：

机台；

工件平移机构，为一对且相对设置在机台上端面；

第一龙门架，跨设在一对工件平移机构中部；

第一平移机构，连接在第一龙门架上部的宽度方向一侧；

第一升降机构，与第一平移机构连接；

第一螺丝锁附机构，与第一升降机构连接；

第一上料机构，与第一螺丝锁附机构对应且设置在第一龙门架一端下方，其用于供应第一螺丝锁附机构所需的螺丝；

第二平移机构，连接在第一龙门架上部的宽度方向另一侧；

第二升降机构，与第二平移机构连接；

第二螺丝锁附机构，与第二升降机构连接；

第二上料机构，与第二螺丝锁附机构对应且设置在第一龙门架一端下方，其用于供应第二螺丝锁附机构所需的螺丝；

第二龙门架，跨设在一对工件平移机构中部且与第一龙门架对应；

工件夹持机构，为一对且与一对工件平移机构一一对应并与工件平移机构连接，所述工件夹持机构用于夹持待处理工件并由工件平移机构带动在第一龙门架和第二龙门架下方平移；

工件下料机构，与第二龙门架连接且用于将已处理的工件从工件夹持机构上移出；

控制器，与工件平移机构、第一平移机构、第二平移机构、第一升降机构、第二升降机构、第一螺丝锁附机构、第二螺丝锁附机构、第一上料机构、第二上料机构、工件夹持机构和工件下料机构连接。

2.如权利要求1所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第一平移机构包括第一丝杆平移滑台和连接在第一丝杆平移滑台上的第一滑座，所述第一丝杆平移滑台水平固定在第一龙门架上；

所述第一升降机构连接在第一滑座上，所述第一滑座受第一丝杆平移滑台驱动而带动第一升降机构在第一上料机构和工件平移机构上方之间滑动；

所述第二平移机构包括第二丝杆平移滑台和连接在第二丝杆平移滑台上的第二滑座，所述第二丝杆平移滑台水平固定在第一龙门架上；

所述第二升降机构连接在第二滑座上，所述第二滑座受第二丝杆平移滑台驱动而带动第二升降机构在第二上料机构和工件平移机构上方之间滑动。

3.如权利要求2所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第一升降机构包括第一丝杆升降滑台和连接在第一丝杆升降滑台上的第一升降板；

所述第一螺丝锁附机构连接在第一升降板上，所述第一升降板受第一丝杆升降滑台驱动而带动所述第一螺丝锁附机构做升降运动，使所述第一螺丝锁附机构移动至第一上料机构的螺丝输出端或移动至工件夹持机构上夹持的处理工件上方；

所述第二升降机构包括第二丝杆升降滑台和连接在第二丝杆升降滑台上的第二升降板；

所述第二螺丝锁附机构连接在第二升降板上，所述第二升降板受第二丝杆升降滑台驱动而带动所述第二螺丝锁附机构做升降运动，使所述第二螺丝锁附机构移动至第二上料机构的螺丝输出端或移动至工件夹持机构上夹持的处理工件上方。

4.如权利要求3所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述工件平移机构包括第三丝杆平移滑台和连接在第三丝杆平移滑台上的第三滑座，所述工件夹持机构连接在第三滑座上。

5.如权利要求4所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述工件夹持机构包括：

连接座，为U形结构，其下端面与第三滑座固定连接；

连接板，设置在连接座的U形结构之间；

轴承座，设置在连接座的U形结构一侧，所述连接板接近轴承座的一侧与轴承座连接；

旋转气缸，设置在连接座的U形结构另一侧，其旋转驱动端与连接板接近旋转气缸的一侧连接，由旋转气缸驱动连接板翻转；

夹持气缸，为至少一个且设置在连接板上，所示夹持气缸的夹持端用于将待处理工件夹持于连接板上；

所述旋转气缸和夹持气缸均与控制器连接，所述控制器还连接有气源组件。

6.如权利要求5所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第二龙门架的一侧下方设为卸料区；

所述工件下料机构包括：

第四丝杆平移滑台，水平固定在第二龙门架上部；

第四滑座，连接在第四丝杆平移滑台上且受第四丝杆平移滑台驱动而在卸料区和工件平移机构上方之间水平滑动；

升降气缸，固定在第四滑座上，其升降驱动端朝下；

真空吸取组件，连接在升降气缸的升降驱动端上且用于吸取经处理的工件；

所述升降气缸、真空吸附组件均与控制器连接且由控制器控制工作启闭。

7.如权利要求3至6之一所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第一螺丝锁附机构和第二螺丝锁附机构均为真空吸附式电批或磁吸附式电批。

8.如权利要求1所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第一上料机构和第二上料机构均为振动盘上料装置；所述机台的下端还设有多个防震脚轮。

9.如权利要求6所述的双通道自动锁螺丝机，其特征在于，所述第一丝杆平移滑台、第二丝杆平移滑台、第一丝杆升降滑台、第二丝杆升降滑台、第四丝杆平移滑台和第四丝杆平移滑台均由伺服电机驱动，该伺服电机还与控制器连接。

10.一种螺丝锁附方法，其特征在于，其包括权利要求1至9之一所述的双通道自动锁螺丝机，所述方法包括如下步骤：

S01、将待处理的工件装载于一对工件夹持机构上，由工件夹持机构将其固定夹持；

S02、启动第一上料机构和第二上料机构，使需锁附的螺钉进入到第一上料机构和第二上料机构的输出端；

S03、工件平移机构带动工件夹持机构进入到第一龙门架下方的第一螺丝锁附机构工作区域等待螺丝锁附处理；

S04、第一平移机构带动第一升降机构、第一螺丝锁附机构移动至第一上料机构的输出端，然后第一升降机构驱动第一螺丝锁附机构下降，通过第一螺丝锁附机构移取第一上料机构输出的螺丝，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构上升复位，再由第一平移机构带动第一升降机构和第一螺丝锁附机构移动至其中一工件夹持机构上方，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构下降至待处理工件上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件上的螺孔正对，第一螺丝锁附机构工作启动，使螺丝被锁入待处理工件，然后第一升降机构带动第一螺丝锁附机构上升复位；

S05、重复S04直至其中一工件夹持机构上的待处理工件完成第一上料机构所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构上的待处理工件进行螺丝锁附，当待处理工件所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件完成所需螺丝的锁附；

S06、工件平移机构带动已完成第一上料机构供应螺丝锁附的已处理工件进入到第一龙门架下方的第二螺丝锁附机构工作区域进行等待螺丝锁附处理；

S07、第二平移机构带动第二升降机构、第二螺丝锁附机构移动至第二上料机构的输出端，然后第二升降机构驱动第二螺丝锁附机构下降，通过第二螺丝锁附机构移取第二上料机构输出的螺丝，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构上升复位，再由第二平移机构带动第二升降机构和第二螺丝锁附机构移动至其中一工件夹持机构上方，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构下降至待处理工件上方预设位置，同时使需锁附的螺丝与待处理工件上的螺孔正对，第二螺丝锁附机构工作启动，使螺丝被锁入待处理工件，然后第二升降机构带动第二螺丝锁附机构上升复位；

S08、重复S07直至其中一工件夹持机构上的待处理工件完成第二上料机构所供应对应螺丝的锁附，然后，对另一工件夹持机构上的待处理工件进行螺丝锁附，当待处理工件所需锁附的螺丝位置位于不同面时，通过翻转待处理工件完成所需螺丝的锁附；

S09、工件平移机构带动已完成第二上料机构供应螺丝锁附的已处理工件进入到第二龙门架下方的工件下料机构工作区域；

S10、工件夹持机构解除对工件的夹持，工件下料机构对工件夹持机构上已完成全部螺丝锁附的工件进行卸料，然后工件平移机构带动工件夹持机构复位，以进行下一待处理工件的装载。

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