CN1699025A - 螺纹拧紧机自动对孔机构及对孔方法 - Google Patents

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Abstract

螺纹拧紧机自动对孔机构及对孔方法，其特征是设置由步进电机驱动，并以螺柱的轴线为回转轴的回转机构，在其回转架上设置由传感器发射端和接收端构成的对射式光纤传感器，传感器发射端和接收端以是回转轴为中心，沿径向分设在螺柱的两侧，并与螺柱销孔处在同一水平位置上，传感器发射端发出的不可见光可以穿过螺柱销孔抵达传感器接收端，位于拧紧轴底端的拧紧套筒按螺母各槽口所在位置对应设置各透光孔。本发明使得为实施锁定，在螺母拧紧过程中能够方便、准确地与螺柱销孔进行对孔，极大地提高拧紧效率。

Description

螺纹拧紧机自动对孔机构及对孔方法
技术领域：
本发明涉及螺纹拧紧机附件，更具体地说是一种应用在单轴螺纹拧紧机上、对拧紧后需要安装开口销的螺母和螺栓进行对孔的机构及对孔方法。
背景技术：
对于拧紧的螺母，用开口销穿销锁紧是一种常规的螺母锁紧方式，尤其是在汽车驱动桥装配过程中。
通常的销孔设置为：针对六角螺母，在其外周均匀设置六只槽口，并且两两呈径向对称设置，在螺柱上沿其径向呈“十”字或60度角设置一对螺柱销孔。为了进行穿销，必须在保证螺母拧紧程度的同时，对螺母和螺柱进行准确对孔。但是，在采用拧紧机进行拧紧的过程中，螺母被套装在拧紧机的拧紧套筒中，同时，螺母是拧在螺柱上，无法观察到螺母上的槽口和螺柱上的螺柱销孔之间的位置关系，造成对孔困难，工作效率的提高受到阻碍。
发明内容：
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种螺纹拧紧机自动对孔机构及对孔方法，使得为实施锁紧，在螺母拧紧过程中能够方便、准确地与螺柱销孔进行对孔，从而提高拧紧效率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
本发明螺纹拧紧机自动对孔机构的特点是设置由步进电机驱动，并以螺柱的轴线为回转轴的回转机构，在其回转架上设置由传感器发射端和传感器接收端构成的对射式光纤传感器，所述传感器发射端和传感器接收端是以回转轴为中心，沿径向分设在螺柱的两侧，并与螺柱销孔处在同一水平位置上，传感器发射端发出的不可见光可以穿过螺柱销孔抵达传感器接收端，位于拧紧轴底端的拧紧套筒按螺母上各槽口所在位置对应设置各透光孔。
本发明自动对孔机构的对孔方法是按如下步骤进行：
a、将螺母放置在螺柱上，以步进电机的转动带动光纤传感器绕螺柱转动，传感器接收端第一次接收到传感器发射端发射的不可见光时，回转机构停止转动，并锁定在这一位置上，完成对螺柱销孔的位置检测；
b、由拧紧套筒套装在螺母上，此时，拧紧套筒上的各透光孔与螺母上的各槽口位置一一对应，可透光；
c、实施拧紧，拧紧过程中，在线检测拧紧机的拧紧扭矩，在拧紧扭矩达到设定扭矩的下限，但尚未达到上限的合格扭矩范围内，随着螺母的不断拧紧，在传感器接收端第一次接收到传感器发射端发射的不可见光信号时，锁定螺母的拧紧位置即可。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明采用步进电机带动光纤传感器来对孔，其结构简单、操作方便。
2、本发明通过更换拧紧套筒和改变光纤传感器在回转架上的安装位置，就可以适应不同产品的螺母拧紧，具有很高的柔性。
附图说明：
图1为本发明在拧紧机中的位置示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明对孔状态示意图。
图中标号：1步进电机、2滚针轴承、3销孔跟踪齿轮、4电机齿轮、5电机安装座、6推力轴承、7拧紧轴、8拧紧套筒、9回转架、10传感器发射端、11传感器接收端、12螺柱、13螺母、14机箱、15螺柱销孔、16透光孔、17槽口、18轴套。
具体实施方式：
参见图1，图2，本实施例中设置由步进电机1驱动，并以螺柱12的轴线为回转轴的回转机构，在其回转架9上设置由传感器发射端10和传感器接收端11构成的对射式光纤传感器，传感器发射端10和传感器接收端11以是回转轴为中心，沿径向分设在螺柱12的两侧，并与螺柱销孔15处在同一水平位置上，传感器发射端10发出的不可见光可以穿过螺柱销孔15抵达传感器接收端11，位于拧紧轴7底端的拧紧套筒8按螺母13各槽口17所在位置对应设置各透光孔16。
具体实施中，如图2所示，设置步进电机1在机箱14内，步进电机1为垂直安装，通过螺栓与电机安装座5固定连接，电机安装座5又通过螺栓与机箱14的底板连接。电机齿轮4通过键安装在步进电机1的输出轴上，电机齿轮4的轴向固定是用紧定螺钉固定在电机输出轴上。电机齿轮4在电机安装座5的空腔内，可由步进电机1带动旋转，电机齿轮4与销孔跟踪齿轮3进行齿轮啮合，以带动销孔跟踪齿轮3的旋转。
如图2所示，本实施例中，用于带动回转架9进行转动的是销孔跟踪齿轮3，销孔跟踪齿轮3与电机齿轮4的啮合，通过滚针轴承2和推力轴承6的旋转，在电机齿轮4的带动下围绕拧紧轴7旋转。
具体实施中，销孔跟踪齿轮3是通过滚针轴承2安装在拧紧轴7的轴套18上的，它的轴向位置是通过推力轴承6来限制的，推力轴承6安装在销孔跟踪齿轮3和机箱14的底板之间。销孔跟踪齿轮3带动回转架9转动，进而带动安装在回转架9上的对射式光纤传感器进行旋转。
具体实施中，回转架9是通过三个紧定螺钉固定在销孔跟踪齿轮3上，光纤传感器安装在回转架9的下部，并且在垂直方向上可上下调整安装位置，必须保持传感器发射端10和传感器接收端11处在一条水平线上。回转架9的高度要正好使得拧紧机下降到拧紧位置后，传感器接收端11和传感器发射端10的轴线所在位置与螺柱12上的螺柱销孔15在同一水平位置上。
具体设置时，螺柱12的位置应与拧紧套筒8在一条垂直线上，使得螺母13拧到螺柱12上后，拧紧套筒8能对准螺母13。
本实施例中的对孔方法是按如下步骤进行：
a、将螺母13放置在螺柱12上，以步进电机1的转动带动光纤传感器绕螺柱12转动，传感器接收端11第一次接收到发射端10发射的不可见光时，回转机构停止转动，并锁定在这一位置上，完成对螺柱销孔15的位置检测；
b、由拧紧套筒8套装在螺母13上，此时，拧紧套筒8上的各透光孔15与螺母13上的各槽口17位置一一对应，可透光；
c、实施拧紧，拧紧过程中，在线检测拧紧机的拧紧扭矩，在拧紧扭矩达到设定扭矩的下限，但尚未达到上限的合格扭矩范围内，随着螺母13的不断拧紧，在传感器接收端11第一次接收到发射端10发射的不可见光信号时，锁定螺母13的拧紧位置即可。
工作方式：
将要拧紧的产品放在操作台上，操作台摆放在拧紧机的正下方，手工将螺母放置在螺柱上，适当旋入以防螺母滑落，注意不能拧入太深，以避免螺母直接将螺柱销孔挡住。
启动拧紧机，拧紧装置下降，带动回转架下降，直至安装在回转架上的传感器发射端及传感器接受端与螺柱销孔在统一的高度上(可以通过行程传感器来调整拧紧装置下降的最低位置以达到统一高度)，同时拧紧套筒套装在螺母上，此时的螺母仍然处在原来位置上，即保持未遮挡螺柱销孔。
启动步进电机，通过齿轮啮合传动带动回转架转动，回转架带动对射式光纤传感器转动。步进电机可在一个设定的角度内来回转动，当传感器发射端发出的不可见光通过任一螺柱销孔而被传感器接收端所接收时，步进电机停止转动，锁定此时对射式光纤传感器所在的位置，也即完成对螺柱销孔的位置检测。此后传感器一直处在工作状态下，即一直由传感器发射端发出不可见光，并由传感器接收端对其进行接收。测定到螺柱销孔的位置之后，拧紧套筒开始拧紧螺母。在拧紧螺母的过程中，传感器接收端可能会多次接收到来自传感器发射端的不可见光信号，但在所检测到的螺母的拧紧扭矩未达到要求扭矩的下限值时，拧紧机会继续拧紧螺母。当螺母的拧紧扭矩达到要求扭矩范围的下限后，一旦传感器接收端再一次接收到来自传感器发射端的不可见光信号，则表明传感器发射端发出的不可见光同时穿过了套筒上的透光孔、螺母的槽口以及螺柱上的螺柱销孔，即是螺母的槽口与螺柱销孔处在一条直线上(如图3所示)，此时对孔成功且螺母的拧紧扭矩也在规定范围内，拧紧工作结束。随后，拧紧装置上升，带动拧紧套筒和回转架都上升，手工将开口销穿入螺柱销孔和螺母的槽口中，实施锁紧。
若是，自螺母的拧紧扭矩达到要求扭矩范围的下限值起，直至超过上限值，传感器接收端始终未接收到来自传感器发射端的不可见光信号，则需要更换螺母重新按上述过程进行操作。

Claims (3)

1、螺纹拧紧机自动对孔机构，其特征是设置由步进电机(1)驱动，并以螺柱(12)的轴线为回转轴的回转机构，在其回转架(9)上设置由传感器发射端(10)和传感器接收端(11)构成的对射式光纤传感器，所述传感器发射端(10)和传感器接收端(11)是以回转轴为中心，沿径向分设在螺柱(12)的两侧，并与螺柱销孔(15)处在同一水平位置上，传感器发射端(10)发出的不可见光可以穿过螺柱销孔(15)抵达传感器接收端(11)，位于拧紧轴(7)底端的拧紧套筒(8)按螺母(13)上各槽口(17)所在位置对应设置各透光孔(16)。
2、根据权利要求1所述的自动对孔机构，其特征是所述步进电机(1)为垂直安装，步进电机(1)通过电机安装座(5)固定设置在机箱(14)的底板上，其输出轴上固联电机齿轮(4)，用于带动回转架(9)进行转动的是与电机齿轮(4)相啮合的销孔跟踪齿轮(3)，所述销孔跟踪齿轮(3)通过滚针轴承(2)安装在拧紧轴(7)的轴套(18)上。
3、一种权利要求1所述机构的对孔方法，其特征是按如下步骤进行：
a、将螺母(13)放置在螺柱(12)上，以步进电机(1)的转动带动光纤传感器绕螺柱(12)转动，传感器接收端(11)第一次接收到传感器发射端(10)发射的不可见光时，回转机构停止转动，并锁定在这一位置上，完成对螺柱销孔(15)的位置检测；
b、由拧紧套筒(8)套装在螺母(13)上，此时，拧紧套筒(8)上的各透光孔(15)与螺母(13)上的各槽口(17)位置一一对应，可透光；
c、实施拧紧，拧紧过程中，在线检测拧紧机的拧紧扭矩，在拧紧扭矩达到设定扭矩的下限，但尚未达到上限的合格扭矩范围内，随着螺母(13)的不断拧紧，在传感器接收端(11)第一次接收到传感器发射端(10)发射的不可见光信号时，锁定螺母(13)的拧紧位置即可。
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