CN203900853U - 一种自动锁螺丝机及其锁螺丝模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种自动锁螺丝机及其锁螺丝模块,自动锁螺丝机用于将螺丝锁定于第一物件和第二物件上,包括:机架;供应螺丝模块,其设置于机架上,用于传送螺丝;及锁螺丝模块,其移动的设置于机架上,并接收来自供应螺丝模块的螺丝,其包括锁定机构,锁定机构包括:嘴头、推气管气缸、吹气管及电批组件,嘴头位于第一、第二物件上方,推气管气缸用于推动吹气管在嘴头的上方移动,电批组件包括电批、电批电机及电批气缸,电批气缸能够带动电批上下移动,当吹气管移动至离开嘴头的正上方后,电批气缸带动电批下降至进入嘴头,并在电批电机的驱动下拧紧螺丝,将第一、第二物件固定。本申请可避免出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锁螺丝机,特别涉及一种自动锁螺丝机及其锁螺丝模块。
背景技术
目前,自动锁螺丝技术广泛应用于家用电器、电子等领域,关于自动化锁螺丝的设备被大量发开。现有的自动锁螺丝机一般采用吸螺丝或吹螺丝方式将螺丝运送至指定位置,并以电批拧紧螺丝。上述自动锁螺丝机存在以下缺陷:
1.现有的锁螺丝装置中吹气管和电批无法移动,二者只能以倾斜角度朝向嘴头放置,螺丝的对准度差,容易出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
2.采用吸螺丝方式:这种方式最主要问题是速度慢,锁一颗螺丝的周期长;
3.采用吹螺丝方式:相对吸螺丝方式,此方式的速度有明显提升。但此方式会对螺丝的规格尺寸有一定限制(通常要求:长度>1.2*直径)。然而,这种类型的螺丝容易出现反转现象,影响机器使用。现有的长度<1.2*直径的特殊螺丝具有弹簧垫和平垫,此种螺丝接触面积大、稳定、不易松动,能够克服现有螺丝存在的问题,但是,现有的锁螺丝装置无法提供特殊螺丝所需的较大的周围空间,因此无法锁定此种特殊螺丝。
4.锁螺丝位置依靠人肉眼观察,标准不统一,精确度无法保证,容易出现螺丝与螺丝孔不对准,导致螺丝孔面板被破坏。
5.传统电批方式无法控制及显示扭力,设定上也比较麻烦,容易出现过度拧紧或未拧紧的问题。
在所述背景技术部分实用新型的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
实用新型内容
为解决上述现有技术存在的问题,本实用新型了一种自动锁螺丝机及其锁螺丝模块,以提高螺丝的对准度,避免出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述,并且部分地将从描述中变得显然,或者可以通过本实用新型的实践而习得。
根据本实用新型的一个方面,提供一种自动锁螺丝机,用于将螺丝锁定于第一物件和第二物件上,其包括:机架;供应螺丝模块,其设置于机架上,用于传送螺丝;及锁螺丝模块,其移动的设置于机架上,并接收来自供应螺丝模块的螺丝,其包括锁定机构,锁定机构包括:嘴头、推气管气缸、吹气管及电批组件,嘴头位于第一、第二物件上方,推气管气缸用于推动吹气管在嘴头的上方移动,电批组件包括电批、电批电机及电批气缸,电批气缸能够带动电批上下移动,当吹气管移动至离开嘴头的正上方后,电批气缸带动电批下降至进入嘴头,并在电批电机的驱动下拧紧螺丝,将第一、第二物件固定。
优选的,自动锁螺丝机还包括:进料模块、夹爪下料模块、控制模块及驱动模块,在控制模块的作用下,供应螺丝模块、锁螺丝模块、进料模块及夹爪下料模块分别执行供应螺丝、自动锁螺丝、将第一和第二物件输送至锁螺丝模块、及将完成锁定的第一和第二物件输送至流水线的动作。
优选的,锁定机构还包括嘴头面板、推气缸固定架、气管固定块及气管推块,嘴头面板居中的设有开孔,嘴头固定于嘴头面板的下表面,并与开孔对齐连通,推气管气缸设置于推气缸固定架上,吹气管的上部分为倾斜管,下部分为竖直管,吹气管的上部分与供应螺丝模块连接,以接收螺丝,下部分通过气管固定块固定于气管推块,活塞杆与气管推块固定连接,使得吹气管随着活塞杆的伸缩而移动。
优选的,嘴头面板上固定连接带凹槽的夹座,气管固定块和气管推块能够水平移动以选择性的容纳于凹槽内,夹座上还设有感应装置,用于感应是否有螺丝经由气管进入嘴头内。
优选的,感应装置为对射光纤。
优选的,锁螺丝模块在驱动模块的作用下移动,锁螺丝模块还包括座体,电批气缸通过气缸固定座固定于座体,电批组件还包括滑轨,电批气缸带动电批电机及电批沿着滑轨升降,电批电机为能够控制转动量的伺服电机。
优选的,锁螺丝模块还包括定位机构,定位机构能够随着锁螺丝模块移动,以记录第一物件上的螺丝孔的坐标,以及检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差。
优选的,定位机构包括图像传感器、光源、光源固定件及图像传感器固定件,光源通过光源固定件固定于图像传感器的下方,光源向正下方发出光线,图像传感器通过图像传感器固定件固定于座体的下方,图像传感器移动过程中能够记录第一物件上螺丝孔的坐标,控制模块能够根据螺丝孔的坐标控制锁定机构的位移量,从而依次进行各个螺丝孔的锁定,并且,图像传感器能够检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差,若该偏差超出图像传感器中预设的偏差范围,则向控制模块发出警报。
优选的,图像传感器为CCD图像传感器。
优选的,夹爪下料模块包括一对移动轨道、移动平台、升降气缸、升降杆及夹爪,该移动轨道平行的设置于机架的两侧,移动平台夹设于该对移动轨道上,并能够在控制模块及驱动模块的作用下在移动轨道上平移,升降气缸设置于移动平台上,移动平台的下方设有升降杆,其与升降气缸的活塞杆连接,并随着升降气缸的活塞杆升降。
优选的,自动锁螺丝机锁定的螺丝为长度小于1.2倍直径的螺丝。
根据本实用新型的另一方面,一种锁螺丝模块,包括锁定机构,锁定机构包括:嘴头、推气管气缸、吹气管及电批组件,推气管气缸用于推动吹气管在嘴头的上方移动,电批组件包括电批、电批电机及电批气缸,电批气缸能够带动电批上下移动,当吹气管移动至离开嘴头的正上方后,电批气缸带动电批下降至进入嘴头,并在电批电机的驱动下拧紧螺丝。
本实用新型的自动锁螺丝机通过分别控制吹气管和电批移动,从而能够使二者分别置于嘴头的正上方,相比于现有的锁螺丝装置中吹气管和电批无法移动,二者只能以倾斜角度朝向嘴头放置,本申请大幅提高螺丝的对准度,确保锁定方向准确,避免出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出本实用新型的自动锁螺丝机的立体图。
图2示出本实用新型的自动锁螺丝机的另一角度的立体图。
图3示出自动锁螺丝机的锁螺丝模块的立体图。
图4示出自动锁螺丝机的锁螺丝模块的另一角度的立体图。
图5示出锁螺丝模块的局部立体图。
图6示出锁螺丝模块的另一角度的局部立体图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中,为了清晰,夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。
本实施例是利用自动锁螺丝机将PCB100固定在机壳200上为例进行说明,应当理解,自动锁螺丝机的应用领域不限于此。
如图1、2所示,本实施例的自动锁螺丝机包括:机架10、供应螺丝模块1、锁螺丝模块2、进料模块3、夹爪下料模块4、控制模块及驱动模块。供应螺丝模块1、锁螺丝模块2、进料模块3、夹爪下料模块4及控制模块设置于机架10上,控制模块包括控制器及显示器,在控制器的作用下,上述模块分别执行供应螺丝、自动锁螺丝、输送带有PCB的机壳、及将完成锁定的PCB与机壳输送至流水线的动作。以下对上述模块进行说明。
供应螺丝模块1固定于机架10上,用于供应及输送螺丝。供应螺丝模块1包括:振动盘及分离器(未示出)。螺丝放置于振动盘上,通过振动盘的振动将螺丝分散至分离器。分离器将螺丝传送至锁螺丝模块2,进行后续锁定动作。由于供应螺丝模块1的结构与现有技术类似,故不在此赘述。
如图3、4所示,锁螺丝模块2可移动的设置在机架10上。本实施例中,锁螺丝模块2通过固定板20可移动的连接于机架10的轨道11,并在控制系统的作用下在轨道11上平移。
锁螺丝模块2包括座体21、定位机构22、锁定机构23、感应机构26。定位机构22、锁定机构23设置于座体21上,座体21通过固定板20连接于轨道11。
如图4所示,定位机构22包括图像传感器221、光源222、光源固定件223、图像传感器固定件224。本实施例中,图像传感器221为CCD图像传感器。光源222通过光源固定件223固定于图像传感器221的下方,光源222向正下方发出光线。图像传感器221通过图像传感器固定件224固定于座体21的下方。定位机构22能够随着锁螺丝模块2移动,以记录机壳的螺丝孔的坐标,以及检测PCB的通孔与螺丝孔的偏差。将于下文对此详细说明。
锁定机构23包括:嘴头231、嘴头面板232、推气管气缸233、推气缸固定架234、吹气管235、气管固定块236、气管推块237、电批组件238、
嘴头231和推气缸固定架234与座体21固定连接。嘴头231位于推气缸固定架234下方。嘴头面板232居中的设有开孔2321,嘴头231与开孔2321连通。推气管气缸233设置于推气缸固定架234上,其活塞杆2331与吹气管232固定连接。本实施例中,吹气管235的上部分为倾斜管,下部分为竖直管,吹气管235的上部分与供应螺丝模块1连接,以接收螺丝,下部分通过气管固定块236固定于气管推块237,活塞杆2331与气管推块237固定连接,使得吹气管235随着活塞杆2331的伸缩而移动,以将吹气管235移至嘴头231的正上方,使吹气管235的下端与嘴头231的中心对齐。具有倾斜部分和竖直部分的吹气管235能使螺丝垂直吹进嘴头231内,从而能够适用于长度<1.2*直径的特殊螺丝。嘴头面板232上固定连接带凹槽的夹座239,气管固定块236和气管推块237可水平移动的容纳于凹槽内。夹座239上还设有感应装置2391,用于感应是否有螺丝掉在PCB上,若是,则向控制器发出信号,以进行锁螺丝动作。本实施例中,感应装置2391为对射光纤。
电批组件238包括电批2381、电批电机2382、电批气缸2383、滑轨2384。电批气缸2383通过气缸固定座2385固定于座体21。电批电机2382固定于电机安装板2386,电批气缸2383的活塞杆与电机安装板2386连接,用以带动电批电机2382及电批2381沿着滑轨2384升降。电批2381的上端与电批电机2382的输出端通过联轴器连接,电批2381的下端穿过固定于座体21的直线轴承2387。电批2381位于嘴头231的正上方,且中心始终与嘴头231的中心一致。当吹气管235随着活塞杆2331的收缩而离开嘴头231的正上方位置时,电批2381可下降并经由夹座239的凹槽伸入嘴头231内,与螺丝接触,在电批电机2382的作用下转动螺丝,将其锁定在PCB100及机壳200上。
通过分别控制吹气管235和电批2381移动,从而能够根据需要使二者分别置于嘴头231的正上方,相比于现有的锁螺丝装置中吹气管和电批无法移动,二者只能以倾斜角度朝向嘴头放置,本申请大幅提高螺丝的对准度,确保锁定方向准确,避免出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
另外,电批电机2382为伺服电机,可控制转动量。操作者在控制器中预设扭力,并可在显示器上显示出电批电机2382的实际扭力,由此可实时监控,避免螺丝未拧紧或过紧。
感应机构26包括感应器261及感应片262,用于感应螺丝是否出现浮锁。
如图2所示,进料模块3包括进料轨道31和承载机构32。承载机构32用于承载带有PCB的机壳,并可在控制模块的作用下在进料轨道31上移动,将PCB及机壳运送至锁螺丝模块2的下方。
如图1、2所示,夹爪下料模块4包括一对移动轨道41、移动平台42、升降气缸43、升降杆44及夹爪45。该移动轨道41平行的设置于机架10的两侧,移动平台42夹设于该对移动轨道41上,并可在控制模块及驱动模块的作用下在移动轨道41上平移。升降气缸43设置于移动平台42上,移动平台42的下方设有升降杆44,其与活塞杆连接,随着活塞杆的伸缩而升降。本实施例中,进料模块3还包括多个导向杆46,移动平台42上开设多个导向孔47,供导向杆46穿过,导向杆46与升降杆44连接,在随升降杆44升降的过程中,由导向孔47限定其升降路径,保证其以预定的方向运动。夹爪45连接于导向杆46的下端,夹持住完成锁定的PCB与机壳后,随移动平台42移动至机架10的外部,升降气缸43带动其下降,以将PCB与机壳放置于流水线上,完成下料,以进行后续工艺。
以下对本申请的自动锁螺丝机的动作过程进行说明:
定位步骤:
将机壳放置于承载机构32上,接着使承载机构32在进料轨道31上运动,将机壳输送至锁螺丝模块2的下方。
将定位机构22移至机壳的正上方,以光源222照射机壳,利用图像传感器221记录机壳上所有螺丝孔的坐标,具体为:把图像传感器221移到螺丝孔的上方,按一下触发,图像传感器221就能自动找到螺丝孔的坐标,并将坐标存储。控制模块可根据螺丝孔的坐标控制锁定机构23的位移量,从而依次进行各个螺丝孔的锁定。图像传感器221中可记录多种类型机壳的螺丝孔的坐标。应说明的是,如果此类型机壳已被图像传感器221记录过,可省略此步骤。
接着,将PCB放置在机壳上,操作者可先用两个螺丝将二者连接,肉眼大致将螺丝孔对齐。接着用图像传感器221照PCB上的通孔和机壳上的螺丝孔,检测二者的中心的偏差。在图像传感器221中预设偏差范围,若实际偏差处于该范围内,则为可接受的偏差,可进行后续的固定步骤;若实际偏差超出该范围,则向控制模块发出警报,控制模块不允许驱动模块运行,由操作者微调,直到偏差在设偏差范围内。
因此,定位机构22可记录螺丝孔的坐标,以确定锁定机构23的位移量,进行连续的锁定,还可自动检测PCB上的通孔与机壳上的螺丝孔的偏移量,提高对准精度。
锁定步骤:
完成PCB与机壳的对齐后,由驱动模块带动锁螺丝模块2移动,使得嘴头231与机壳的螺丝孔对齐。由于图像传感器221中记录了螺丝孔的坐标,因此,控制模块可根据坐标控制嘴头231的移动量,由驱动模块带动嘴头231到达螺丝孔的正上方,达成对齐,优选为,嘴头231和PCB之间的距离约为1mm。
接着,推气管气缸233将吹气管235推至气管头的中心与嘴头231的中心重合。螺丝S被吹入吹气管235,并经由吹气管235落入嘴头231内,感应装置2391能够感应到螺丝S进入嘴头231,由此向控制模块发出信号,使控制器控制推气管气缸233将吹气管235收回,从嘴头23上方离开。
启动电批气缸2383使其带动电批2381连同电批电机2382一起下降至电批2381顶到螺丝S不能动后,电批电机2382开始按照设定扭力转动把螺丝S锁下去。
螺丝锁紧后,电批电机2382停止并向控制模块输出反馈信号,电批气缸2383带动电批2381和电批电机2382升起来,至此完成锁一颗螺丝的动作,然后驱动模块带动锁螺丝模块2跑到下一个锁螺丝位置,重复上述步骤完成PCB与机壳上各个位置的锁螺丝动作。
送料步骤:
完成PCB与机壳的安装后,由夹爪45夹持物料,并在移动轨道41移动,将物料移送至流水线上。接着由升降气缸带动夹爪下降,放下物料。
综上所述,本实用新型的自动锁螺丝机具有以下技术效果:
1.通过分别控制吹气管和电批移动,从而能够使二者分别置于嘴头的正上方,相比于现有的锁螺丝装置中吹气管和电批无法移动,二者只能以倾斜角度朝向嘴头放置,本申请大幅提高螺丝的对准度,确保锁定方向准确,避免出现螺丝与螺孔不对齐而损坏电子元件的问题。
2.具有倾斜部分和竖直部分的吹气管提供较大的螺丝传送空间,从而能够适用于长度<1.2*直径的特殊螺丝。
3.采用例如CCD的定位机构自动判断PCB孔与机壳螺丝同心度,确保PCB不会损坏。
4.考虑到生产线产品规格多样,更换机种频繁,采用例如CCD的定位机构自动寻找特征并输出坐标的技术,大大提高更换机种效率,在精度上也克服了人为判断不一致的问题。
5.由控制模块控制及监控电批的扭力输出,避免出现过度拧紧或未拧紧的问题。
以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解,本实用新型不限于所实用新型的实施方式,相反,本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
Claims (16)
1.一种自动锁螺丝机,用于将螺丝锁定于第一物件和第二物件上,其特征在于,包括:
机架;
供应螺丝模块,其设置于机架上,用于传送螺丝;及
锁螺丝模块,其移动的设置于机架上,并接收来自供应螺丝模块的螺丝,其包括锁定机构,锁定机构包括:嘴头、推气管气缸、吹气管及电批组件,嘴头位于第一、第二物件上方,推气管气缸用于推动吹气管在嘴头的上方移动,电批组件包括电批、电批电机及电批气缸,电批气缸能够带动电批上下移动,当吹气管移动至离开嘴头的正上方后,电批气缸带动电批下降至进入嘴头,并在电批电机的驱动下拧紧螺丝,将第一、第二物件固定。
2.如权利要求1所述的自动锁螺丝机,其特征在于,自动锁螺丝机还包括:进料模块、夹爪下料模块、控制模块及驱动模块,在控制模块的作用下,供应螺丝模块、锁螺丝模块、进料模块及夹爪下料模块分别执行供应螺丝、自动锁螺丝、将第一和第二物件输送至锁螺丝模块、及将完成锁定的第一和第二物件输送至流水线的动作。
3.如权利要求2所述的自动锁螺丝机,其特征在于,锁定机构还包括嘴头面板、推气缸固定架、气管固定块及气管推块,嘴头面板居中的设有开孔,嘴头固定于嘴头面板的下表面,并与开孔对齐连通,推气管气缸设置于推气缸固定架上,吹气管的上部分为倾斜管,下部分为竖直管,吹气管的上部分与供应螺丝模块连接,以接收螺丝,下部分通过气管固定块固定于气管推块,活塞杆与气管推块固定连接,使得吹气管随着活塞杆的伸缩而移动。
4.如权利要求3所述的自动锁螺丝机,其特征在于,嘴头面板上固定连接带凹槽的夹座,气管固定块和气管推块能够水平移动以选择性的容纳于凹槽内,夹座上还设有感应装置,用于感应是否有螺丝经由气管进入嘴头内。
5.如权利要求4所述的自动锁螺丝机,其特征在于,感应装置为对射光纤。
6.如权利要求3所述的自动锁螺丝机,其特征在于,锁螺丝模块在驱动模块的作用下移动,锁螺丝模块还包括座体,电批气缸通过气缸固定座固定于座体,电批组件还包括滑轨,电批气缸带动电批电机及电批沿着滑轨升降,电批电机为能够控制转动量的伺服电机。
7.如权利要求2所述的自动锁螺丝机,其特征在于,锁螺丝模块还包括定位机构,定位机构能够随着锁螺丝模块移动,以记录第一物件上的螺丝孔的坐标,以及检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差。
8.如权利要求7所述的自动锁螺丝机,其特征在于,定位机构包括图像传感器、光源、光源固定件及图像传感器固定件,光源通过光源固定件固定于图像传感器的下方,光源向正下方发出光线,图像传感器通过图像传感器固定件固定于座体的下方,图像传感器移动过程中能够记录第一物件上螺丝孔的坐标,控制模块能够根据螺丝孔的坐标控制锁定机构的位移量,从而依次进行各个螺丝孔的锁定,并且,图像传感器能够检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差,若该偏差超出图像传感器中预设的偏差范围,则向控制模块发出警报。
9.如权利要求8所述的自动锁螺丝机,其特征在于,图像传感器为CCD图像传感器。
10.如权利要求2所述的自动锁螺丝机,其特征在于,夹爪下料模块包括一对移动轨道、移动平台、升降气缸、升降杆及夹爪,该移动轨道平行的设置于机架的两侧,移动平台夹设于该对移动轨道上,并能够在控制模块及驱动模块的作用下在移动轨道上平移,升降气缸设置于移动平台上,移动平台的下方设有升降杆,其与升降气缸的活塞杆连接,并随着升降气缸的活塞杆升降。
11.如权利要求1至10中任一项所述的自动锁螺丝机,其特征在于,自动锁螺丝机锁定的螺丝为长度小于1.2倍直径的螺丝。
12.一种锁螺丝模块,其特征在于,包括锁定机构,锁定机构包括:嘴头、推气管气缸、吹气管及电批组件,推气管气缸用于推动吹气管在嘴头的上方移动,电批组件包括电批、电批电机及电批气缸,电批气缸能够带动电批上下移动,当吹气管移动至离开嘴头的正上方后,电批气缸带动电批下降至进入嘴头,并在电批电机的驱动下拧紧螺丝。
13.如权利要求12所述的锁螺丝模块,其特征在于,锁定机构还包括嘴头面板、推气缸固定架、气管固定块及气管推块,嘴头面板居中的设有开孔,嘴头固定于嘴头面板的下表面,并与开孔对齐连通,推气管气缸设置于推气缸固定架上,吹气管的上部分为倾斜管,下部分为竖直管,吹气管的上部分与供应螺丝模块连接,以接收螺丝,下部分通过气管固定块固定于气管推块,活塞杆与气管推块固定连接,使得吹气管随着活塞杆的伸缩而移动。
14.如权利要求13所述的锁螺丝模块,其特征在于,锁螺丝模块还包括定位机构,定位机构能够随着锁螺丝模块移动,以记录第一物件上的螺丝孔的坐标,以及检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差。
15.如权利要求14所述的锁螺丝模块,其特征在于,定位机构包括图像传感器、光源、光源固定件及图像传感器固定件,光源通过光源固定件固定于图像传感器的下方,光源向正下方发出光线,图像传感器通过图像传感器固定件固定于座体的下方,图像传感器移动过程中能够记录第一物件上螺丝孔的坐标,并且,图像传感器能够检测第二物件的通孔与第一物件的螺丝孔的偏差。
16.如权利要求15所述的锁螺丝模块,其特征在于,图像传感器为CCD图像传感器。
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