CN202079394U - 机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机 - Google Patents

Abstract

一种机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机，在机座上设置有部件传送机构，部件传送机构的导轨上设置部品定位平台，两个无杆气缸相对设备中心对称设置用于驱动部品定位平台在导轨上移动；设备的中央区域是螺钉紧固操作区，在螺钉紧固操作区内设置螺钉供料及自动紧固装配机构，螺钉供料及自动紧固装配机构包括双轴伺服机器人、螺钉供给分离机构和真空吸取式自动紧固装配机构，其中真空吸取式自动紧固装配机构底部安装有取钉器；螺钉供料机构主要包括旋转的螺钉供料桶；螺钉供料桶经过料道连接到螺钉分离机构，螺钉分离机构的料道口与取钉器的吸入口紧邻。本实用新型有利于提高劳动生产效率并获得稳定的合格率。

Description

机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机

技术领域

本实用新型涉及一种螺钉自动紧固装配平台。

背景技术

装备制造业是一国工业之基石，而装配又是装备制造业制作过程中的重要环节，随着经济的发展、产业格局的变化、社会人均收入的不断提高，以往劳动密集型的装配生产模式面临着巨大挑战，而其中以自动化程度较低的多体紧固连接装配环节问题尤为突出：

1)装配效率亟待提高：装备制造行业由于产品迥异、规格多样，行业内难以实施完全自动化的装配流水线，尤其是紧固连接在定位、上下料、紧固等诸多环节，仍然处于手工作业状态，工作不连续，准结时间过长，劳动效率非常低，已经成为了很多企业装配效率的瓶颈。

2)人力资源波动较大：由于目前紧固装配的手工作业特点，对操作者依赖性强，人员变动影响较大。但是，随着国内经济的不断发展，劳动力成本和劳动就业机会不断增加，劳动者人力资源流失情况严重，装配过程无法有效保障。

3)装配成本不断提高：随着劳动力成本的不断提高，原有装备业劳动力密集型的工作模式导致企业成本不断增加，市场竞争力不断下降。

针对上述问题，紧固装配的自动化将成为装备制造行业下一步发展的必然趋势，才能帮助企业有效提高生产效率、减少生产成本、降低劳动强度、提高产品质量，进一步提升企业竞争实力。例如光驱机芯螺钉紧固时，由于螺钉较小，不仅传统的人工拾取螺钉很困难，而且拾取成功率无法保障；由于螺孔也很小，不仅螺钉与螺孔对中不易，还增加了产品的不良率。另外工人在疲劳状态下操作，也会使得螺钉紧固的可靠性出现波动，不利于产品质量的保证，并且单纯靠工人完成此类螺钉紧固工作，生产效率低，不利于大批量产品生产。

发明内容

本实用新型为解决现有生产过程中对小螺钉紧固工人劳动量较大，生产易产生疲劳，影响生产效率的提高和产品合格率的稳定等问题，设计了一种新型的机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机。

机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机的创新点在于将传统的多工序紧固件装配过程高度集成缩短为单工位装配过程，提升装配效率3倍以上。即它将传统的螺钉紧固装配(人工移动螺钉枪去拾取螺钉，再移动回来进行手工紧固装配)高度集成设计为单工位高速智能化紧固装配过程，包括螺钉的供给、阵列排序、分离、真空吸取、紧固装配全部实现自动化，提高了劳动生产率，降低了工人劳动强度，保证了产品具有稳定的合格率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

在机座上设置有部件传送机构，用于将部品定位平台传送到螺钉紧固操作区，部件传送机构的导轨上设置有部品定位平台，用以实现部件的快速安装和定位，两个无杆气缸相对设备中心对称设置用于驱动部品定位平台在导轨上移动。设备的中央区域是螺钉紧固操作区，在螺钉紧固操作区内设置螺钉供料及自动紧固装配机构，用以实现对部件的螺钉紧固；螺钉供料及自动紧固装配机构包括双轴伺服机器人、螺钉供给分离机构和真空吸取式自动紧固装配机构，其中双轴伺服机器人用于驱动螺钉供料及自动紧固装配机构；真空吸取式自动紧固装配机构底部安装有取钉器，取钉器通过真空吸取的方式获取由螺钉分离机构分离出的螺钉；螺钉供给分离机构包括螺钉供料机构和螺钉分离机构，螺钉供料机构主要包括旋转的螺钉供料桶，螺钉供料桶经过料道连接到螺钉分离机构，螺钉分离机构的料道口与取钉器的吸入口紧邻；螺钉分离机构采用一个拨叉，在PLC的控制下以既定的规律完成螺钉分离。

螺钉紧固操作区位于设备的中央区域，工作人员在设备两端完成部件的定位工作，两人同时操作，当部件在部件定位平台上完成定位后，传感器得到信号，此时工人若按下按钮，PLC将得到信号，将载有部件的部件定位平台利用无杆气缸送到到螺钉紧固操作区，接下来在该区域内，将完成螺钉紧固的工作。另外，本设备采用先按优先原则，主要通过互锁实现，哪一侧的工人将工件放置完毕，并首先按下按钮，则该侧工人面前的两个部件定位平台将首先被运送到螺钉紧固操作区，同时，当操作区内有正在被安装螺钉的部件时，两侧任何一侧按下按钮都将视为无效，从而避免了在工作中因工人同时完成部件安装，或者因为在工作区内有正在被安装螺钉的部件时按下按钮，而引起的部件定位平台对撞的问题。

所述的设备，取钉器采用气动方式通过形成真空吸取螺钉，可以极大的减轻设备的重量，减少环境污染，同时通过安装消声器，减小因使用气动设备而带来的噪音，便于改善工作环境。

所述的设备安装有动作灵巧拨叉螺钉分离机构，在控制系统的作用下，实现有规律的运动，为取钉器分拨待吸取的螺钉，实现了工作的协同配合，使整个螺钉紧固过程更加条理化，可靠性得到进一步提高。极大地减小了螺钉在运送及被吸取过程中被卡住的可能，整个机械工作过程协调性得以改善；有利于维持工作环境的清洁，营造良好的工作环境；

本实用新型专利的有益效果是：有利于提高劳动生产效率并获得稳定的合格率。

附图说明

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型做进一步的描述。

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的导轨位置示意图。

图中，1.机座，2.螺钉供料桶，3.真空吸取式自动紧固装配机构，4.取钉器，5.螺钉分离机构，6.部件定位平台，7.导轨，8.无杆气缸，9.双轴伺服机器人。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机。

如图1和图2所示，在机座1上设置有部件传送机构，用于将定位平台及部件传送到螺钉紧固操作区，部件传送机构的导轨7上设置有四个部品定位平台6，用以实现部件的快速安装和定位，两个无杆气缸8相对设备中心对称设置用于驱动部品定位平台6在导轨7上移动。设备的中央区域是螺钉紧固操作区，在螺钉紧固操作区内设置螺钉供料及自动紧固装配机构，用以实现对部件的螺钉紧固；螺钉供料及自动紧固装配机构包括双轴伺服机器人9、螺钉供给分离机构和真空吸取式自动紧固装配机构3，其中真空吸取式自动紧固装配机构3上安装有取钉器4，取钉器4通过真空吸取的方式获取由螺钉分离机构5分离出的螺钉；螺钉供料机构主要包括旋转的螺钉供料桶2，螺钉供料桶2经过料道连接到螺钉分离机构5，螺钉分离机构5的料道口与取钉器4的吸入口紧邻；螺钉分离机构采用一个拨叉，在PLC的控制下以既定的规律完成螺钉分离。

本实施例的初始位置，部件定位平台6位于部件传送机构两侧，当设备启动后，螺钉供料桶2开始旋转，螺钉送料机构开始通过料道传送供料，螺钉分离机构5设置在料道口，在取钉器4吸取螺钉前，拨叉运动到料道口，为取钉器分离螺钉，取钉器4则吸起螺钉分离机构5分离出的的螺钉，等待安装，当部件定位平台6从一侧送到螺钉紧固操作区时，取钉器4经过导向孔与需要安装螺钉的螺孔对中，并向下移动，旋转，将螺钉旋紧。在使用中，通过设定，一次可以完成两个定位平台上两个部件总共八个螺钉的安装，极大地提高了工作效率。

这种机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机的优点在于：螺钉供料桶及螺钉分离机构使螺钉整齐排列进入送料道，加上拨叉按照合适的节拍分离螺钉，使得工作过程井然有序，使取钉器吸取螺钉的工作可以顺利进行。取钉器经过导向孔再将螺钉旋入部件，可以提高对中的准确性，减小了因对中偏差造成的工作不稳性。采用气动真空吸取螺钉方式，减轻了整个设备的重量，使得设备更加轻巧，而且污染小，便于保持良好的工作环境。一个部件同一平面上的螺钉旋紧工作，凭借双轴伺服机器人的运动线路的设计，只需要一次定位就可全部完成。两个工人同时工作，四个部件定位平台，一次旋紧两个部件定位平台上的部件，这样的设计，充分协调了工人手工操作以及机器紧固螺钉的时间，使得整个生产过程流畅，极大的利用了一切有利于提高生产率的因素，使得利用此机器进行螺钉紧固可以获得很高的生产率。

本实用新型不局限于上述实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种机械手操作式高速智能螺钉自动紧固装配机，其特征在于：在机座(1)上设置有部件传送机构，部件传送机构的导轨(7)上设置部品定位平台(6)，两个无杆气缸(8)相对设备中心对称设置用于驱动部品定位平台(6)在导轨(7)上移动；设备的中央区域是螺钉紧固操作区，在螺钉紧固操作区内设置螺钉供料及自动紧固装配机构，螺钉供料及自动紧固装配机构包括双轴伺服机器人(9)、螺钉供给分离机构和真空吸取式自动紧固装配机构(3)，其中真空吸取式自动紧固装配机构(3)底部安装有取钉器(4)；螺钉供给分离机构包括螺钉供料机构和螺钉分离机构，螺钉供料机构主要包括旋转的螺钉供料桶(2)；螺钉供料桶(2)经过料道连接到螺钉分离机构(5)，螺钉分离机构(5)的料道口与取钉器(4)的吸入口紧邻。

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