CN114871748A - 一种拾取型拧紧模块的自动快换机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺栓拧紧领域，提供了一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，包括拧紧枪固定模块、快换机构、吸钉拧紧组件；所述快换机构包括主体件、活动锁紧件和驱动件和吸附泵连接管，驱动件带动活动锁紧件活动连接于主体件，主体件内设置有锁紧腔，活动锁紧件上设置有活动腔，所述活动腔与锁紧腔连通，活动腔与锁紧腔连接处设置有活动限位件；吸钉拧紧组件包括螺钉批头、中间贯通的螺钉管；所述螺钉管外侧设置有锁定凹陷，活动限位件活动连接于所述锁定凹陷，实现对吸钉组件进行快速锁定或释放；吸附泵连接件与锁紧腔和螺钉管内部连通构成吸附通道，实现对螺钉的快速吸附拾取。

Description

一种拾取型拧紧模块的自动快换机构

技术领域

本发明属于螺栓拧紧技术领域，具体涉及一种拾取型拧紧模块的自动快换机构。

背景技术

汽车、家电以及3C等行业的产品更新换代速度越来越快，产品的个性化、多样性的要求也越来越高，这就要求自动化装配线在保证高效率的前提下，又必须要兼顾柔性化的要求。生产设备需要满足不同产品的生产要求，以及生产物料和生产工具的快速切换。

目前，在生产线上使用自动拧紧设备时，不同的产品进行生产切换，最常用的传统解决方案是，人工进行拧紧工具、螺钉以及螺钉批头的更换。这种方式切换效率低，且存在人工误操作风险，严重时甚至会造成生产事故。随着人力成本的不断提升，设备成本优势越来越明显，自动化程度的要求也越来越高。为此，对于自动化拧紧设备自动快速换型机构的需求也越来越多。

智能制造的发展必然推动着自动化设备朝着轻量化及柔性化方向发展。拧紧模块的轻量化可以降低设备的负载要求，从而减少设备硬件成本。轻量化使拧紧模块有广泛的应用空间，比如负载较小的协作机器人等。

专利1（公开号为CN209936277U）公开了一种取钉装置及快换式取钉拧紧装置，取钉装置包括块体和杆体，杆体轴向滑动、径向转动安装于块体内；块体上设有处于杆体外部的腔室，腔室包括上腔室和下腔室，块体和杆体之间安装分隔上腔室和下腔室的密封圈；杆体上固定有处于块体内的活塞，密封圈、活塞和块体构成密闭腔室；下腔室与待拧紧螺钉的形状匹配；块体上设置与密闭腔室连接的第一气孔以及与下腔室连接的第二气孔。快换式取钉拧紧装置包括底座、旋进机构、驱动机构和取钉装置，取钉装置与底座通过连接块和快换装置连接。通过第一气孔正压气体输送至密闭腔室内并驱动活塞向远离密封圈方向运动；通过第二气孔向下腔室提供负压并在下腔室下端开口吸取螺钉。

专利1通过输送气压来直接吸取螺钉，没有柔性连接，容易造成吸取螺钉时发生碰撞并降低使用寿命。

专利2（公开号为CN211916039U）公开一种自动切换拧紧套筒机构，包括拧紧轴安装座，拧紧轴安装座上固定安装有卡座，卡座上固定安装有气缸杆，所述气缸杆下端部开设有环形的杆槽，其中杆槽的截面呈斜槽面，杆槽内安装有多个钢珠，气缸杆外侧滑动连接有滑钢，滑钢内侧下端部开设有斜槽面，其中杆槽位于滑钢内侧，拧紧头组件上端部开设有环形卡槽。

专利2并不能实现自动吸取螺钉，在生产过程中容易产生螺钉脱落，且其连接为硬性连接，容易发生机械碰撞影响工具本身和其生产的产品的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种拾取型拧紧模块的自动快换机构。本发明采用的技术方案如下：

一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，包括拧紧枪固定模块、快换机构、吸钉拧紧组件；

所述快换机构包括主体件、活动锁紧件、吸附泵连接管接头和驱动件连接管接头，驱动件带动活动锁紧件活动连接于主体件，主体件内设置有锁紧腔，活动锁紧件上设置有活动腔，所述活动腔与锁紧腔连通，活动腔与锁紧腔连接处设置有活动限位件；

吸钉拧紧组件包括螺钉批头、中间贯通的螺钉管，所述拧紧枪固定模块内设置有与螺钉批头上端匹配的旋转限位腔，活动限位件锁定后螺钉批头伸入旋转限位腔中；

所述螺钉批头滑动连接于所述螺钉管内且与螺钉管间隙配合，所述螺钉管滑动连接于所述锁紧腔；所述螺钉管外侧设置有锁定凹陷，活动限位件活动连接于所述锁定凹陷对吸钉组件进行锁定与释放；吸附泵连接管接头与锁紧腔和螺钉管内部连通构成吸附通道。

优选地，所述驱动件为气泵，主体件上设置有连接气泵的驱动件连接管接头。

优选地，所述活动锁紧件套设于主体件外，主体件上设置有滑动腔，活动锁紧件滑动连接于滑动腔，驱动件连接管接头与滑动腔连通。

优选地，所述活动限位件为球状，活动腔上部分向外延伸在活动件上形成两个相接的环形凹陷。

优选地，活动锁紧件下端和主体件之间设置有第一压缩弹簧。

优选地，所述螺钉管包括中空的定位管和吸钉管，吸钉管上端伸入定位管中并通过紧定螺母将定位管和吸钉管固定连接。

优选地，所述吸钉管上设置有上大下小的限位阶梯，紧定螺母下端抵接于限位阶梯。

优选地，限位螺母上端和吸钉管之间嵌入连接有卡板。

优选地，螺钉批头上端设置有限位挡凸，螺钉批头外套设有第二压缩弹簧，第二压缩弹簧上下两端分别抵接于螺钉批头和吸钉管。

优选地，螺钉批头伸入螺钉管中的部分从上到下半径不变或逐渐减小。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：通过驱动件带动活动锁紧件移动，进而控制活动限位件卡紧或释放螺钉管，实现吸钉拧紧组件的便捷释放；通过吸附泵连接管接头与锁紧腔和螺钉管内部连通构成吸附通道，实现螺钉的快捷吸附；螺钉批头伸入螺钉管中的部分从上到下半径不变或逐渐减小，可以实现螺钉批头快速与螺钉管分离，便于螺钉批头的快速更换；在活动锁紧件下端和主体件之间设置有第一压缩弹簧，在螺钉批头上端设置有限位挡凸，螺钉批头外套设有第二压缩弹簧，第二压缩弹簧上下两端分别抵接于螺钉批头和吸钉管，实现吸钉拧紧组件拆卸更换过程中的柔性过渡，实现吸钉管与螺钉的柔性接触，提高对本发明提供的装置或待加工件的保护并提高使用寿命；提供自动化操作方式，减少人工误差，减少生产事故，提高生产效率。

附图说明

图1为自动快换机构的立体结构示意图；

图2为自动快换机构的主视剖视结构示意图；

图3为快换机构和吸钉拧紧组件的剖视结构示意图；

图4为快换机构的剖视结构示意图；

图5为吸钉拧紧组件的剖视结构示意图；

其中，1、拧紧枪固定模块；11、拧紧枪；12、结构件；13、铜套；14、安装板；15、法兰件；2、快换机构；21、主体件；22、活动锁紧件；23、吸附泵连接管接头；24、驱动件连接管接头；25、活动腔；26、锁紧腔；27、第一压缩弹簧；28、密封圈；29、活动限位件；3、吸钉拧紧组件；31、螺钉批头；32、螺钉管；321、定位管；322、吸钉管；33、限位螺母；34、卡板；35、第二压缩弹簧；36、铜环；37、轴承；38、限位销轴；4、螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如附图1-5所示，一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，包括拧紧枪固定模块1、快换机构2、吸钉拧紧组件3；

所述快换机构2包括主体件21、活动锁紧件22、吸附泵连接管接头23和驱动件连接管接头24，驱动件带动活动锁紧件22活动连接于主体件21，主体件21内设置有锁紧腔26，活动锁紧件22上设置有活动腔25，所述活动腔25与锁紧腔26连通，活动腔25与锁紧腔26连接处设置有活动限位件29；

吸钉拧紧组件3包括螺钉批头31、中间上下贯通的螺钉管32，所述拧紧枪固定模块1内设置有与螺钉批头31上端匹配的旋转限位腔，活动限位件29锁定后螺钉批头31伸入旋转限位腔中；

所述螺钉批头31滑动连接于所述螺钉管32内，所述螺钉批头31与螺钉管32间隙配合，便于气体流通；所述螺钉管32滑动连接于所述锁紧腔26，所述螺钉管32外侧设置有锁定凹陷；具体的，所述锁定凹陷为周向凹陷，活动限位件29有多个，呈周向等间隔排布；活动限位件29活动连接于所述锁定凹陷对吸钉组件进行锁定与释放；吸附泵连接管接头与锁紧腔26和螺钉管32内部连通构成吸附通道，便于对螺钉4进行吸附。

具体的，拧紧枪固定模块1包括拧紧枪11、结构件12、铜套13、法兰件15、锁紧螺母和安装板14；所述铜套13嵌入安装在拧紧枪11外，结构件12通过铜套13套设在拧紧枪11外；法兰件15通过锁紧螺母连接在拧紧枪11底部；安装板14水平固定连接在结构件12下端，安装板14上设置有用于与机械手的连接的多定位凸和多个安装孔。拧紧枪11通过法兰件15配合多个螺栓与主体件21连接，且主体件21和法兰件15之间设置密封垫，连接可靠。

具体的，所述主体件21、活动锁紧件22、螺钉管32为回转类零件，相互同轴设置。

优选地，所述驱动件为气泵，主体件21上设置有连接气泵的驱动件连接管接头24。

具体的，所述吸附泵连接管接头23有两个，每个吸附泵连接管接头23都可单独进行供气或吸气，进而分别控制螺钉4的释放和吸附。

优选地，所述活动锁紧件22套设于主体件21外，主体件21上设置有滑动腔，活动锁紧件22滑动连接于滑动腔，驱动件连接管接头24与滑动腔连通。

优选地，所述活动限位件29为球状，活动腔25上部分向外延伸在活动件上形成两个相接的环形凹陷，具体的，两环形凹陷形状与活动限位件29相适应，活动限位件29的球状结构在环形凹陷中能趋于稳定，便于球状活动限位件29的阶段性限位。其中，上方的环形凹陷相对于下方的环形凹陷内径更大，即更偏向锁紧腔26外侧，方便活动限位件29脱离对螺钉管32的竖向限位。

优选地，活动锁紧件22下端和主体件21之间设置有第一压缩弹簧27。具体的，主体件21下端径向向外延伸形成用于连接弹簧的弹簧凸台，弹簧凸台上方对应活动锁紧件22的部位径向向外凹陷形成用于放置第一压缩弹簧27的弹簧槽，弹簧槽与主体件21、弹簧凸台合围形成封闭的弹簧腔。

进一步地，活动锁紧件22上端套通过套设密封圈28实现滑动腔上半部分的密封，于是驱动件连接管接头24供气后，滑动腔上半部分气压增大，活动锁紧件22将相对主体件21向下移动，滑动腔向下移动，而活动限位件29所在的滑动腔部位的外侧空间变大，于是活动限位件29将远离限位腔向径向外侧移动，于是吸钉拧紧组件3便被释放。

通过设置第一压缩弹簧27可以实现自然状态下活动锁紧件22趋向滑动腔顶部，使活动腔25上窄下宽，而使活动限位件29向锁紧腔26突出，让螺钉管32处于锁定状态；当需要将吸钉拧紧组件3更换时，向驱动件连接管接头24供气后，第一压缩弹簧27也可以为活动锁紧件22的移动提供缓冲，从而避免活动限位件29或密封圈28移动过快而导致受损过重影响使用寿命，同时能够确保活动限位件29的平稳移动，表面锁定或释放过程中活动限位件29被卡住。

优选地，为了使活动限位件29能够灵活移动，可为活动限位件29进行油润滑或脂润滑。

优选地，所述活动锁紧件22外套设有限位环，所述限位环横截面为L形，活动锁紧件22上径向向外延伸有限位凸，限位环下端轴向向内延伸有限位凸环便于对活动锁紧件22进行限位；具体的，限位环上端抵接于主体件21；

当吸钉拧紧组件3处于锁定状态时，由限位件内侧抵接于定位管321,当活动件相对主体件21向下滑动时，活动限位件29外侧的滑动腔空隙变大，活动限位件29向外侧移动，定位管321不再受活动限位件29限位，然后整个吸钉拧紧组件3单独分离开来，实现吸钉拧紧组件3的快速拆卸。

优选地，所述螺钉管32包括中空的定位管321和吸钉管322，吸钉管322上端伸入定位管321中并通过紧定螺母将定位管321和吸钉管322固定连接。

优选地，所述吸钉管322上设置有直径上大下小的限位阶梯，紧定螺母下端抵接于限位阶梯。将紧定螺母从定位管321上拆卸下来后可以直接对定位管321进行更换，维护方便。

优选地，定位管321外设置有销孔，锁紧腔26内对应销孔设置有竖直方向延伸的导向孔，导向孔下方一直延伸至锁紧腔下端，定位管321的销孔中连接限位销轴38，限位销轴38另一端延伸至导向孔中，实现对定位管321周向方向的限位，以便拧螺钉4。

优选地，限位螺母33上端和吸钉管322之间嵌入连接有卡板34，便于整个吸钉拧紧组件3的放置和定位。后期更换吸钉管321时可夹持固定卡板34，方便拆卸。

优选地，螺钉批头31上端设置有限位挡凸，螺钉批头31外套设有第二压缩弹簧35，第二压缩弹簧35上下两端分别抵接于螺钉批头31和吸钉管322。

进一步的，螺钉批头31外套设有铜环36和轴承37，铜环36和轴承37依次设置在限位挡凸下，第二压缩弹簧35上端抵接于轴承37；通过设置轴承37可以减少螺钉批头31转动过程中的磨损，提高能量转化效率，节约能源。

当吸钉管322抵接到螺钉4后，吸钉管322在第二压缩弹簧35作用下可以缓慢平稳向上移动，实现柔性接触，避免机械碰撞损坏装置或产品，还可以使接触更加紧密，提高密闭性，提高螺钉4的吸取力度。

优选地，螺钉批头31伸入螺钉管32中的部分从上到下半径不变或逐渐减小。于是当吸钉拧紧组件从快换机构2上分离下来后，可以直接将螺钉批头31从定位管321上方抽离下来，便于螺钉批头31的快速维护。

实施例二：

所述驱动件为气泵，压缩气体连接于活动锁紧件22，直接控制活动锁紧件22移动，从而控制活动限位件29向滑动腔内侧移动，活动限位件29离开限位腔，实现将定位管321释放，相应地，反向控制活动限位件29即可实现将定位管321固定锁紧。

实施例三：

与实施例一不同之处在于，限位螺母33螺纹连接于定位管321，连接更加紧密。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：包括拧紧枪固定模块(1)、快换机构(2)、吸钉拧紧组件(3)；

所述快换机构(2)包括主体件(21)、活动锁紧件(22)、吸附泵连接管接头(23)和驱动件连接管接头(24)，驱动件带动活动锁紧件(22)活动连接于主体件(21)，主体件(21)内设置有锁紧腔(26)，活动锁紧件(22)上设置有活动腔(25)，所述活动腔(25)与锁紧腔(26)连通，活动腔(25)与锁紧腔(26)连接处设置有活动限位件(29)；

吸钉拧紧组件(3)包括螺钉批头(31)、中间贯通的螺钉管(32)，所述拧紧枪固定模块(1)内设置有与螺钉批头(31)上端匹配的旋转限位腔，活动限位件(29)锁定后螺钉批头(31)伸入旋转限位腔中；

所述螺钉批头(31)滑动连接于所述螺钉管(32)内且与螺钉管(32)间隙配合，所述螺钉管(32)滑动连接于所述锁紧腔(26)；所述螺钉管(32)外侧设置有锁定凹陷，活动限位件(29)活动连接于所述锁定凹陷对吸钉组件进行锁定与释放；吸附泵连接管接头(23)与锁紧腔(26)和螺钉管(32)内部连通构成吸附通道。

2.根据权利要求1所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：所述驱动件为气泵，主体件(21)上设置有连接气泵的驱动件连接管接头(24)。

3.根据权利要求2所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：所述活动锁紧件(22)套设于主体件(21)外，主体件(21)上设置有滑动腔，活动锁紧件(22)滑动连接于滑动腔，驱动件连接管接头(24)与滑动腔连通。

4.根据权利要求1所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：所述活动限位件(29)为球状，活动腔(25)上部分向外延伸在活动件上形成两个相接的环形凹陷。

5.根据权利要求1所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：活动锁紧件(22)下端和主体件(21)之间设置有第一压缩弹簧(27)。

6.根据权利要求1所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：所述螺钉管(32)包括中空的定位管(321)和吸钉管(322)，吸钉管(322)上端伸入定位管(321)中并通过紧定螺母将定位管(321)和吸钉管(322)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：所述吸钉管(322)上设置有上大下小的限位阶梯，紧定螺母下端抵接于限位阶梯。

8.根据权利要求6所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：限位螺母(33)上端和吸钉管(322)之间嵌入连接有卡板(34)。

9.根据权利要求6所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：螺钉批头(31)上端设置有限位挡凸，螺钉批头(31)外套设有第二压缩弹簧(35)，第二压缩弹簧(35)上下两端分别抵接于螺钉批头(31)和吸钉管(322)。

10.根据权利要求1所述的一种拾取型拧紧模块的自动快换机构，其特征在于：螺钉批头(31)伸入螺钉管(32)中的部分从上到下半径不变或逐渐减小。

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