CN203266087U - 自动锁螺丝机吸附供料机构 - Google Patents

Abstract

一种自动锁螺丝机吸附供料机构，包括取料嘴、导料管、送料器及控制装置，导料管设置在分料器和载料工作台之间；取料嘴通过取料嘴工作台设置在导料管的上端，能够在导料管的上端和分料器之间移动；送料器通过送料器工作台设置在导料管的下端，能够在导料管的下端和批头之间移动；控制装置包括两个模块，一个模块用于在批头驱动螺丝向工件锁付的过程中，控制取料嘴从分料器吸取螺丝，并通过导料管和送料器将螺丝转移到预备位置，另一个模块用于在螺丝锁紧后工件移向下一个工位的过程中，控制送料器从预备位置移动到批头下，螺丝被批头吸取。本供料机构能使螺丝锁付周期大大缩短。

Description

自动锁螺丝机吸附供料机构

技术领域

    本实用新型涉及自动锁螺丝机，更具体地说，涉及一种自动锁螺丝机的吸附供料机构。

背景技术

工件的结合和固定，常通过锁付螺丝来完成，传统用手工锁付螺丝存在诸多缺陷，如耗时、浪费人力、难以适应大规模生产和装配的需要、小工件装配时难以放入螺丝等等，因此人们开发出了自动锁螺丝机。自动锁螺丝机通常由以下部分组成：用于承载工件及移动工件进行定位的载料工作台、用于驱动螺丝旋转进行锁付的批头（即电动螺丝批）、用于将螺丝排成一列送入分料器的上料器、用于从螺丝队列的首端分离出一颗螺丝的分料器、用于将分料器分出的螺丝送到待装配位的供料机构。

目前，自动锁螺丝机常用的供料方式有吹气式和吸附式两种。

吹气式供料较为常用，其工作原理如下：通过分料器的智能筛选,去掉不良螺丝，借助螺丝自身重量掉入导料管，再通过气压将螺丝一颗一颗的通过导料管，自动输送到批头下，由夹爪夹持等待锁付。锁付时批头下行，顶开夹爪，进行锁付。这种供料方式要求螺丝的总长度要大于螺丝头直径的 1.2 倍,保证螺丝在导料管内不会翻滚，且螺丝自重能使其正常掉入导料管。对于螺纹中径大于 M2 的螺钉，一般都可以采用此种方式。

吹气式供料的优点是：自动锁螺丝机在工作中，主要的工作时间只是锁螺丝的时间和载料工作台在螺丝孔位间移动的时间，效率较高。其主要缺点在于对于较小的螺丝，有以下几点局限性：首先，夹爪的结构难以设计，而且依靠夹爪对螺丝进行扶持时，所能达到的垂直度有限，倾斜较大，在批头向下运动时难以找正。其次，在批头向下顶开夹爪的过程中，如果螺纹牙较细小，容易将牙顶坏。第三，对于较小的螺丝靠自身重量难以保证其正常掉入导料管，且是否正常掉入也没有检测机构。因此，这种结构不适合 M2 及以下螺丝的锁付。

吸附式供料主要是针对吹气式无法完成自动供料的螺丝，主要是M2及以下的较小的螺丝来设计的。其工作原理如下：由批头利用负压产生的吸附力,从分料器取走单个螺丝,再运行定位到工件孔位上,进行锁付。这种设计适合长度相对小，重量轻，同时螺丝头部上表面能和批头的真空吸头型腔形成一定的气密性的螺丝。如，申请号为01231912.0的中国专利公开的伺服多扭力控制锁螺丝装置即采用了吸附式供料方式。

吸附式供料的优点是：由批头采用真空吸附结构取料，不需采用夹爪，适用于较小型号的螺丝。其缺点是：采用这种结构的自动锁螺丝机，其主要工作时间除了包括锁螺丝的时间和载料工作台在螺丝孔位间移动的时间，还需多一个批头移动到分料器取螺丝，再移回工件孔位上的时间，而且由于分料器和载料工作台距离较长，故生产效率较低。目前，用吸附式供料的螺丝锁付机一般锁一个微型螺丝（M2以下）的周期需要 3至 5 秒，这对于现在蓬勃发展的手持终端等行业对微型螺丝锁付的需求而言效率太低下。

发明内容

本实用新型的目的是针对吸附式供料生产效率低的技术问题，提供一种自动锁螺丝机吸附供料机构。

本实用新型提供的一种自动锁螺丝机吸附供料机构，包括：

导料管，设置在分料器和载料工作台之间，所述分料器设置在载料工作台的上方；

取料嘴，通过取料嘴工作台设置在导料管的上端，能够在导料管的上端和分料器之间移动；

送料器，通过送料器工作台设置在导料管的下端，能够在导料管的下端和批头之间移动；

控制装置，包括两个模块，一个模块用于在批头驱动螺丝向工件锁付的过程中，控制取料嘴从分料器吸取螺丝，并通过导料管和送料器将螺丝转移到预备位置，另一个模块用于在螺丝锁紧后工件移向下一个工位的过程中，控制送料器从预备位置移动到批头下，螺丝被批头吸取，所述预备位置在所述批头的一侧靠近批头的端部。

在上述的自动锁螺丝机供料机构中，优选地，所述取料嘴工作台包括两个气缸，一个气缸驱动取料嘴上下移动，另一个气缸驱动取料嘴水平移动。

在上述的自动锁螺丝机供料机构中，优选地，所述取料嘴可拆卸地安装在取料嘴工作台，取料嘴设置有用于容纳螺丝头的型腔，并设置通向该型腔的气道。

在上述的自动锁螺丝机供料机构中，优选地，所述自动锁螺丝机包括X工作台、Y工作台和Z工作台，工件安装在Y工作台，批头通过Z工作台安装在X工作台，所述送料器工作台安装在所述X工作台，所述导料管为软管，导料管的下端固定在所述X工作台。

在上述的自动锁螺丝机供料机构中，优选地，所述送料器设置定位孔，送料器复位后，该定位孔与导料管的下端相对。

在上述的自动锁螺丝机供料机构中，优选地，所述取料嘴和/或送料器设置螺丝检测装置。

本实用新型将吸附式供料的供料过程融合到螺丝锁付过程和工件移动过程中，省去了锁好一个螺丝后，批头到分料器取下一个螺丝再移回工件孔位上的时间，相较于现有吸附式供料的锁螺丝机，螺丝锁付周期（包括供料、锁付和工件移动定位）可大大缩短。

附图说明

图1为一实施例自动锁螺丝机供料机构的结构示意图；

图2a-2f为其供料过程示意图；

图3为较佳实施例中吸料嘴及其工作台的结构示意图；

图4a-4c为较佳实施例中送料器及其工作台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本自动锁螺丝机供料机构包括：导料管1，取料嘴2，取料嘴工作台3，送料器4，送料器工作台5，控制装置（图中未示出）。图1中，6a-6f分别为自动锁螺丝机的分料器、Z工作台、X工作台、批头、载料工作台（Y工作台）和工件，分料器6a设置在载料工作台6e的上方。导料管1设置在分料器6a和载料工作台6e之间。取料嘴2通过取料嘴工作台3设置在导料管1的上端，能够在导料管1的上端和分料器2之间移动。送料器4通过送料器工作台5设置在导料管1的下端，能够在导料管1的下端和批头6d之间移动。

控制装置优选采用可编程逻辑控制器或者工控机实现，可以是自动锁螺丝机自身的可编程逻辑控制器或工控机，也可以是一个独立的可编程逻辑控制器，但并不限于此。控制装置包括两个模块，一个模块用于在批头6d驱动螺丝向工件6f锁付的过程中，控制取料嘴2从分料器6a吸取螺丝，并通过导料管1和送料器4将螺丝转移到预备位置（如图2d中所示），另一个模块用于在螺丝锁紧后工件6f移向下一个工位的过程中，控制送料器4从预备位置移动到批头6d下，螺丝被批头6d吸取。如图2d中所示，所述预备位置在所述批头6d的一侧靠近批头6d的端部。

下面结合附图2a-2f进一步说明在控制装置的控制下进行吸附供料的方法。

首先，在批头6d驱动螺丝向工件6f锁付的过程中，从分料器6a吸取螺丝转移到预备位置。具体包括：用取料嘴2从分料器6a吸取螺丝（如图2a所示），然后，取料嘴2在取料嘴工作台3的驱动下移动到导料管1的上方（如图2b所示），将取料嘴2的负气压切换为正气压，使螺丝掉到导料管1内沿着导料管1被吹送到下方的送料器4（如图2c所示），然后，将送料器工作台5的驱动下，送料器4移动到预备位置（如图2d所示）。

在批头6d将螺丝锁付在工件6f后，在Z工作台6b驱动下，批头6d抬起，在Y工作台6e驱动下，工件6f移动到下一个工位。在工件6f移动到下一个工位的过程中，实现批头6d取料，具体地说，包括送料器4从预备位置移动到批头6d下，批头6d吸取送料器4上的螺丝（如图2e所示）。

然后，如图2f所示，送料器4复位，Z工作台6b驱动批头6d下移，批头6d驱动螺丝转动，向工件6f锁付，在此过程中，取料嘴2再次执行上述动作，进行下一次取送料。如此循环，实现自动供料。

由上可以看出，从分料器6a到工件的待装孔位的供料，采用的是吸附式供料，而且由批头6d以外的机构（导料管1、取料嘴2、取料嘴工作台3、送料器4、送料器工作台5和控制装置组成的供料机构）实现吸附式供料，将供料过程融合在了批头6d锁螺丝和工件6f移动定位的过程中，与现有的吸附式供料相比，省去了批头锁好一个螺丝后，批头到分料器取下一个螺丝再移回工件孔位上的时间，因此能够大大缩短自动锁螺丝机的螺丝锁付周期（包括供料、锁付和工件移动定位）。

上述自动锁螺丝机包括X工作台6c、Y工作台（载料工作台6e）和Z工作台6b，它们通过对应的伺服电机驱动沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动，以带动工件6f和批头6d移动。工件6f安装在Y工作台，批头6d通过Z工作台6b安装在X工作台6c，送料器工作台5安装在所述X工作台6c，所述导料管1为软管，导料管1的下端固定在所述X工作台6c。即，送料器工作台5与批头6d共同安装在X 工作台6c上，使送料器4与批头6d之间的距离可以设计到很近，且送料器4由单独的送料器工作台5控制，与载料工作台6e的运动分开，从而使批头6d取料（包括送料器4从预备位置移动到批头6d下，批头6d吸取送料器4上的螺丝）的时间完全可以重合到载料工作台6e在螺丝孔位间移动的时间中，使自动锁螺丝机的主要工作时间仅为锁螺钉的时间和载料工作台6e在螺丝孔位间移动的时间，相对于现有吸附式供料的自动锁螺丝机，螺钉的锁附周期缩短了一半，可达 2s/pcs。

图3示出了较佳实施例中吸料嘴2及其工作台3的结构。取料嘴2设置有用于容纳螺丝头的型腔，并设置通向该型腔的气道，取料嘴2可拆卸地安装在取料嘴工作台3，以方便更换不同型号的取料嘴2，适应不同大小的螺丝。取料嘴工作台3包括两个气缸31、32，一个气缸31用于驱动取料嘴2上下移动，另一个气缸32用于驱动取料嘴2水平移动。具体取料操作为：首先气缸31驱动取料嘴2向上移动从分料器6a取起一颗螺丝，接着气缸32驱动向右移动使取料嘴2处于导料管1的上端处，将取料嘴2型腔的负气压切换成正气压，将螺丝吹落到导料管，并沿导料管吹往送料器，从而完成一次取料。

通向取料嘴2型腔的气道可以只设置一个，将该气道通过电磁阀分别联接空气压缩机和真空泵，通过电磁阀切换使型腔产生正气压或负气压。

通向取料嘴2型腔的气道也可以设置两个，分别与空气压缩机和真空泵联接，以在型腔产生正气压或负气压。

图4a-4c示出了较佳实施例中送料器4及其工作台5的结构,图4a为主视图，图4b为右视图，图4c为俯视图。其中，送料器4呈板状，其上设置定位孔41。送料器工作台5包括水平导杆51、竖向支撑杆52以及驱动器，竖向支撑杆52上端与水平导杆51滑动配合，送料器4安装在竖向支撑杆52下端，驱动器驱动竖向支撑杆52沿水平导杆51滑动，从而实现送料器4从导料管1下端到所述预备位置、再从预备位置到批头6d下、以及从批头6d下回到导料管1下端（即复位）的移动。驱动器可以采用气缸、伺服电机等。   

送料器4复位后，定位孔41与导料管1的下端相对，定位孔41用于对落入其内的螺丝起扶持作用，使螺丝与水平面垂直。

进一步在取料嘴2和送料器4设置螺丝检测装置，最好是光纤传感器，分别在取料嘴2吸取螺丝后且螺丝被吹送前、以及吹送螺丝后且送料器4向预备位置移动前，检测取料嘴2和送料器4是否有螺丝，以保证正常工作的连续性。也可以只在二者中的一个设置螺丝检测装置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，包括：

导料管(1)，设置在分料器(6a)和载料工作台(6e)之间，所述分料器设置在载料工作台的上方；

取料嘴(2)，通过取料嘴工作台(3)设置在导料管的上端，能够在导料管的上端和分料器之间移动；

送料器(4)，通过送料器工作台(5)设置在导料管的下端，能够在导料管的下端和批头(6d)之间移动；

控制装置，包括两个模块，一个模块用于在批头驱动螺丝向工件锁付的过程中，控制取料嘴从分料器吸取螺丝，并通过导料管和送料器将螺丝转移到预备位置，另一个模块用于在螺丝锁紧后工件移向下一个工位的过程中，控制送料器从预备位置移动到批头下，螺丝被批头吸取，所述预备位置在所述批头的一侧靠近批头的端部。

2.根据权利要求1所述的自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，所述取料嘴工作台(3)包括两个气缸(31、32)，一个气缸驱动取料嘴上下移动，另一个气缸驱动取料嘴水平移动。

3.根据权利要求1所述的自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，所述取料嘴可拆卸地安装在取料嘴工作台，取料嘴设置有用于容纳螺丝头的型腔，并设置通向该型腔的气道。

4.根据权利要求1所述的自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，所述自动锁螺丝机包括X工作台(6c)、Y工作台和Z工作台(6b)，工件安装在Y工作台，批头通过Z工作台安装在X工作台，所述送料器工作台安装在所述X工作台，所述导料管为软管，导料管的下端固定在所述X工作台。

5.根据权利要求2所述的自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，所述送料器(4)设置定位孔(41)，送料器复位后，该定位孔与导料管(1)的下端相对。

6.根据权利要求2所述的自动锁螺丝机吸附供料机构，其特征在于，所述取料嘴和/或送料器设置螺丝检测装置。

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