CN117324940A - 装配自攻螺栓的装置 - Google Patents

Abstract

一种装配自攻螺栓的装置，包括机架，机架上端设置两平行的悬臂梁，所述悬臂梁上安装十字滑轨，所述十字滑轨的X向滑块固定连接一Z向升降机构，所述Z向升降机构包括固定支架、丝杠机构，所述丝杠机构的上端连接电机，下端通过一水平旋转的接头与一连接座的上端固定连接，所述连接座上设置一横向延伸的Y向轴孔，一连接柱的一端滑动配合在连接座的Y向轴孔中，连接柱的另一端通过X向延伸的销轴与固定座铰接，所述固定座上安装有下压气缸，所述下压气缸的活塞杆与下方的动板连接，一电动拧紧装置轴定位连接在动板上，所述电动拧紧装置的转轴下端连接螺栓套筒，所述固定座两侧安装有操作扶手，所述机架下方设置有工件固定架。

Description

装配自攻螺栓的装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件装配技术领域，具体涉及一种装配自攻螺栓的装置。

背景技术

传统的汽车制造过程中，车架整体由几十个小部件组成，需要分别进行单独加工和组装，车身制造的步骤包括冲压、焊接，增加了制造过程的复杂度和成本。近年来，使用一体化压铸工艺来制造汽车车身的方案逐渐兴起，与传统的汽车制造过程相比，显著降低了生产成本，提高了生产效率，并且一体化高压压铸车身通常使用铝合金材料，使车身更加轻量化。

自攻螺栓是一种可以在被固结的材料上，依靠其自身的螺纹将被固结体攻钻出相应的螺纹，使之相形成牢固的机械螺纹连接的紧固件。但当在铝合金材料的一体压铸的车身件上装配螺栓时，压铸件内孔为光孔，没有螺纹，并且通常同一总成包涵多种规格、涉及不同装配角度，其较大的反作用力矩，普通的机器人无法实现；而大型专用机架固定拧紧轴又通常是针对统一规格的螺栓，对于这样多规格、小批量的自攻螺栓装配时，则投入成本高，制造周期长，柔性化程度低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提出一种装配自攻螺栓的装置，它通过在机架上端安装十字滑轨，在十字滑轨上安装Z向升降机构，再将电动拧紧装置与Z向升降机构连接，电动拧紧装置下端连接螺栓套筒，使电动拧紧装置既实现Z向升降，也可沿X向、Y向自由移动；所述Z向升降机构下端通过一水平旋转的接头与一连接座的上端固定连接，一连接柱的一端滑动配合在连接座的Y向轴孔中，连接柱的另一端通过X向延伸的销轴与固定座铰接，实现了固定座带动电动拧紧装置、下压气缸沿X轴、Y轴、Z轴周向旋转，即实现螺栓向垂直、非垂直角度攻入工件，灵活性高，适应性强，柔性化程度高。

本发明的目的是这样实现的：

一种装配自攻螺栓的装置，包括机架，所述机架上端设置两平行的悬臂梁，所述悬臂梁上安装十字滑轨，所述十字滑轨的X向滑块固定连接一Z向升降机构，所述Z向升降机构包括固定支架、丝杠机构，所述丝杠机构的上端连接电机，下端通过一水平旋转的接头与一连接座的上端固定连接，所述连接座上设置一横向延伸的Y向轴孔，一连接柱的一端滑动配合在连接座的Y向轴孔中，连接柱的另一端通过X向延伸的销轴与固定座铰接，所述固定座上安装有下压气缸，所述下压气缸的活塞杆与下方的动板连接，一电动拧紧装置轴定位连接在动板上，所述电动拧紧装置的转轴下端连接螺栓套筒，所述固定座两侧安装有操作扶手，所述机架下方设置有工件固定架。

进一步地，所述十字滑轨包括两个X向滑轨和两个Y向滑轨，所述Y向滑轨分别安装在各悬臂梁上端，所述X向滑轨均通过Y向滑块与Y向滑轨滑动配合，所述Z向升降机构安装在两个X向滑块之间。

进一步地，所述各X向滑轨、Y向滑轨上均设置有滑轨锁，所述各滑轨锁分别与各滑块固定连接。

进一步地，所述连接座为Z型连接座。

进一步地，所述固定座包括竖直设置的背板、水平设置的与背板固定连接的定板，所述销轴与背板铰接，所述下压气缸安装在定板上，所述定板上设置有一圆孔，所述电动拧紧装置穿过圆孔轴定位连接在动板上。

进一步地，所述电动拧紧装置上安装有一水平方形导向板，所述导向板与背板滑动配合。

进一步地，所述工件固定架的下端安装有固定支脚、滚轮，侧边安装有把手，所述工件固定架的上端设置有若干定位销和若干夹具，所述定位销和夹具由夹紧气缸驱动。

进一步地，所述电动拧紧装置与一连接轴固定，所述螺栓套筒套在连接轴的末端，用锁紧装置锁紧，所述螺栓套筒的下端设置有用于固定螺栓的内腔，所述内腔的底部设置有磁铁，所述螺栓通过磁铁连接固定。

进一步地，所述机架上安装有电动拧紧装置的控制器。

进一步地，所述连接座上安装有一顶紧螺栓，所述顶紧螺栓与连接柱垂直，所述顶紧螺栓用于锁紧连接柱。

采用上述方案，本发明的装配自攻螺栓的装置，电动拧紧装置能沿X向、Y向、Z向自由移动，也能沿X轴、Y轴、Z轴周向旋转调整，实现螺栓既能从垂直角度攻入、又能从非垂直角度攻入工件中，灵活性高，适应性强，柔性化程度高，装置刚性强；并且压铸件内孔为无螺纹的光孔，可根据根据拧紧扭矩选择相应规格的电动拧紧装置、控制器，也可根据不同的螺栓选择相应规格的螺栓套筒，更适合多规格、小批量样件试制，经济性高，装置推广性好。

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的轴测图。

图2为本发明的俯视图。

图3为图2的A向示意图。

图4为图3的B处放大图。

图5为本发明Z向升降机构和拧紧机构的结构示意图。

图6为本发明工件固定架的结构示意图。

图7为本发明一种规格新型螺栓套筒的结构示意图。

图8为本发明一种规格新型螺栓套筒的底部示意图。

图9为图8的A-A向剖视图。

附图标记说明：机架1，悬臂梁2，X向滑块3，Z向升降机构4，固定支架5，丝杠机构6，电机7，接头8，连接座9，连接柱10，销轴11，固定座12，下压气缸13，动板14，电动拧紧装置15，螺栓套筒16，操作扶手17，工件固定架18，X向滑轨19，Y向滑轨20，Y向滑块21，滑轨锁22，背板23，定板24，导向板25，固定支脚26，滚轮27，把手28，定位销29，夹具30，夹紧气缸31，顶紧螺栓32，螺栓33，内腔34，控制器35，电子角度仪36。

实施方式

参见图1至图9，一种装配自攻螺栓的装置，包括机架1，所述机架1上端设置两平行的悬臂梁2，两悬臂梁2沿Y向延伸，所述悬臂梁2上安装十字滑轨，所述十字滑轨的X向滑块3固定连接一Z向升降机构4，进一步地，所述十字滑轨包括两个X向滑轨19和两个Y向滑轨20，所述Y向滑轨20分别安装在各悬臂梁2上端，所述X向滑轨19均通过Y向滑块21与Y向滑轨20滑动配合，所述Z向升降机构4安装在两个X向滑块3之间。进一步地，所述各X向滑轨19、Y向滑轨20上均设置有滑轨锁22，所述各滑轨锁22分别与各滑块固定连接，所述滑轨锁22用于防止到达指定位置后摆动造成的螺栓33错位、歪斜的情况。在本实施方式中，所述滑轨锁22为气动滑轨锁。进一步地，所述机架1上安装有电动拧紧装置15的控制器35。

所述Z向升降机构4包括固定支架5、丝杠机构6，所述固定支架5与X向滑块3固定连接，所述丝杠机构6的上端连接电机7，在本实施方式中，所述电机7为异步变频电机，所述丝杠机构6的下端通过一水平旋转的接头8与一连接座9的上端固定连接，所述连接座9为Z型连接座，所述连接座9的下端设置一横向延伸的Y向轴孔，一连接柱10的一端通过轴承滑动配合在连接座9的Y向轴孔中，所述连接柱10的另一端通过X向延伸的销轴11与固定座12铰接，所述连接柱10在Y向轴孔中沿Y轴周向转动，所述固定座12沿X向延伸的销轴11周向转动；进一步地，所述连接座9位于连接柱10下端设置有一延伸段，所述延伸段上安装有一顶紧螺栓32，所述顶紧螺栓32与连接柱10垂直设置，顶紧螺栓32用于锁紧连接柱10，防止转动后角度改变；进一步地，所述连接柱10上端安装一电子角度仪36，用于观察角度。

所述固定座12上安装有下压气缸13，所述下压气缸13的活塞杆与下方的动板14连接，一电动拧紧装置15轴定位连接在动板14上，进一步地，所述固定座12包括竖直设置的背板23、水平设置的与背板23固定连接的定板24，所述销轴11与背板23铰接，所述下压气缸13安装在定板24上，所述定板24上设置有一圆孔，所述电动拧紧装置15穿过圆孔轴定位连接在动板14上，当下压气缸13驱动动板14向下运动时，电动拧紧装置15一起向下运动，保证攻入时一直有推进力。进一步地，所述电动拧紧装置15上安装有一水平方形导向板25，所述导向板25与背板23滑动配合，所述背板23垂直设置，所述导向板25起导向作用，使电动拧紧装置15沿Z向稳定移动；所述定板24的左右两侧还设置有立板，两个操作扶手17分别与各立板固定连接。

所述电动拧紧装置15的转轴下端连接螺栓套筒16，进一步地，所述电动拧紧装置15输出端与一连接轴固定，所述螺栓套筒16套在连接轴的末端，所述连接轴为方形连接轴，用锁紧装置锁紧，在本实施方式中，所述螺栓套筒16的外壁设置有环形槽，所述环形槽中设置的径向延伸的通孔与方形连接轴的通孔连通，所述锁紧装置为销子，将销子插入通孔中，即可将螺栓套筒16与方形连接轴锁定；所述螺栓套筒16的下端设置有用于固定螺栓33的内腔34，所述内腔34的形状与螺栓33头端的形状匹配，根据不同螺栓33，设计不同的内腔34的形状，所述内腔34的底部设置有磁铁，所述螺栓33通过磁铁连接固定。

所述机架1下方设置有工件固定架18，所述工件固定架18的下端安装有固定支脚26、滚轮27，侧边安装有把手28，所述工件固定架18的上端设置有若干定位销29和若干夹具30，所述定位销29和夹具30用于对待加工的工件锁紧定位，所述定位销29和夹具30由夹紧气缸31驱动，所述定位销29和夹具30可针对不同工件进行调整、更换；所述工件固定架18通过叉车、或滚轮27移动，所述滚轮27为万向轮。

本发明的装配自攻螺栓的装置为垂直角度攻入时，首先将待加工工件放置在工件固定架18上，用定位销29和夹具30进行锁紧固定，接着操作人员手持操作扶手17在XY平面移动，带动螺栓33移动至与工件光孔处在同一轴心线，微调后锁定滑轨锁22，设置控制器35参数，电机7运行带动固定座12沿Z轴向下移动至工件的光孔上方，下压气缸13的活塞杆推动下方动板14向下运动，同时动板14带动电动拧紧装置15攻入螺栓；若为非垂直角度攻入，操作人员首先手持操作扶手17根据攻入角度沿X轴、Y轴、Z轴周向旋转调整，同时观察电子角度仪36显示的角度，调整好角度后拧紧顶紧螺栓32锁紧连接柱10，锁定滑轨锁22，此时即可攻入螺栓33。

本发明的装配自攻螺栓的装置，电动拧紧装置15能沿X向、Y向、Z向自由移动，也能沿X轴、Y轴、Z轴周向旋转调整，实现螺栓33既能从垂直角度攻入、又能从非垂直角度攻入工件中，灵活性高，适应性强，柔性化程度高，装置刚性强；并且压铸件内孔为无螺纹的光孔，可根据根据拧紧扭矩选择相应规格的电动拧紧装置15、控制器35，也可根据不同的螺栓33选择相应规格的螺栓套筒16，更适合多规格、小批量样件试制，经济性高，装置推广性好。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种装配自攻螺栓的装置，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上端设置两平行的悬臂梁（2），所述悬臂梁（2）上安装十字滑轨，所述十字滑轨的X向滑块（3）固定连接一Z向升降机构（4），所述Z向升降机构（4）包括固定支架（5）、丝杠机构（6），所述丝杠机构（6）的上端连接电机（7），下端通过一水平旋转的接头（8）与一连接座（9）的上端固定连接，所述连接座（9）上设置一横向延伸的Y向轴孔，一连接柱（10）的一端滑动配合在连接座（9）的Y向轴孔中，连接柱（10）的另一端通过X向延伸的销轴（11）与固定座（12）铰接，所述固定座（12）上安装有下压气缸（13），所述下压气缸（13）的活塞杆与下方的动板（14）连接，一电动拧紧装置（15）轴定位连接在动板（14）上，所述电动拧紧装置（15）的转轴下端连接螺栓套筒（16），所述固定座（12）两侧安装有操作扶手（17），所述机架（1）下方设置有工件固定架（18）。

2.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述十字滑轨包括两个X向滑轨（19）和两个Y向滑轨（20），所述Y向滑轨（20）分别安装在各悬臂梁（2）上端，所述X向滑轨（19）均通过Y向滑块（21）与Y向滑轨（20）滑动配合，所述Z向升降机构（4）安装在两个X向滑块（3）之间。

3.根据权利要求2所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述各X向滑轨（19）、Y向滑轨（20）上均设置有滑轨锁（22），所述各滑轨锁（22）分别与各滑块固定连接。

4.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述连接座（9）为Z型连接座。

5.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述固定座（12）包括竖直设置的背板（23）、水平设置的与背板（23）固定连接的定板（24），所述销轴（11）与背板（23）铰接，所述下压气缸（13）安装在定板（24）上，所述定板（24）上设置有一圆孔，所述电动拧紧装置（15）穿过圆孔轴定位连接在动板（14）上。

6.根据权利要求5所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述电动拧紧装置（15）上安装有一水平方形导向板（25），所述导向板（25）与背板（23）滑动配合。

7.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述工件固定架（18）的下端安装有固定支脚（26）、滚轮（27），侧边安装有把手（28），所述工件固定架（18）的上端设置有若干定位销（29）和若干夹具（30），所述定位销（29）和夹具（30）由夹紧气缸（31）驱动。

8.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述电动拧紧装置（15）与一连接轴固定，所述螺栓套筒（16）套在连接轴的末端，用锁紧装置锁紧，所述螺栓套筒（16）的下端设置有用于固定螺栓（33）的内腔（34），所述内腔（34）的底部设置有磁铁，所述螺栓（33）通过磁铁连接固定。

9.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述机架（1）上安装有电动拧紧装置（15）的控制器（35）。

10.根据权利要求1所述的装配自攻螺栓的装置，其特征在于：所述连接座（9）上安装有一顶紧螺栓（32），所述顶紧螺栓（32）与连接柱（10）垂直，所述顶紧螺栓（32）用于锁紧连接柱（10）。