CN204954324U - 螺母自动组装系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺母自动组装系统，包括螺母旋拧工作头装置、翻转推进驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，螺母旋拧工作头装置包括工作头座、旋拧工作头和锁螺母动力源，旋拧工作头、锁螺母动力源定位设于工作头座上，锁螺母动力源能够通过旋拧传动机构驱动旋拧工作头旋转；待组装螺栓或螺杆沿Y轴方向设置，Y轴驱动机构、Z轴驱动机构能够沿Y、Z轴方向调节旋拧工作头至设定位置，翻转推进驱动机构能够驱动螺母旋拧工作头装置翻转并朝向待组装螺杆或螺栓推进，使定位在旋拧工作头上的待组装螺母旋合到待组装螺杆或螺栓上。本实用新型能够实现装配螺母的批量化及自动化，自动化效率高，且可实现多种规格螺母的组装。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种螺母自动化组装设备，具体是涉及一种螺母自动组装系统。
背景技术
螺母或螺帽，通常与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧固作用的零件，比如在装配气缸时，通常需要将螺母旋合到气缸轴上，目前，通常采用人工旋合的方式组装，人工旋合装配，生产效率低，劳动强度高，为了提高装配效率，也有采用电机驱动旋转头带动螺母旋合的半自动化组装工具，但是其无法应用到批量化装配螺母的自动生产线上。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种螺母自动组装系统，能够实现装配螺母的批量化及自动化，自动化效率高，且可实现多种规格螺母的组装。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种螺母自动组装系统，包括螺母旋拧工作头装置、翻转推进驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述螺母旋拧工作头装置包括工作头座、旋拧工作头和锁螺母动力源，所述旋拧工作头、所述锁螺母动力源定位设于所述工作头座上，所述锁螺母动力源能够通过旋拧传动机构驱动所述旋拧工作头旋转；待组装螺栓或螺杆沿Y轴方向设置，待组装螺母定位于所述旋转工作头上，所述Y轴驱动机构、所述Z轴驱动机构能够沿Y、Z轴方向调节所述旋拧工作头至设定位置，所述翻转推进驱动机构能够驱动所述螺母旋拧工作头装置翻转并朝向待组装螺杆或螺栓推进，使定位在所述旋拧工作头上的待组装螺母旋合到所述待组装螺杆或螺栓上。
作为本实用新型的进一步改进，所述Y轴驱动机构包括固定底座、Y轴动力源、Y轴导轨和Y轴滑座，所述Y轴导轨设于所述固定底座上侧，所述Y轴滑座滑动设于所述Y轴导轨上，所述Y轴动力源设于所述Y轴导轨一侧，且所述Y轴动力源通过Y轴传动机构驱动所述Y轴滑座沿Y轴方向移动并定位；所述Z轴驱动机构包括Z轴固定板、Z轴动力源、Z轴导轨和Z轴滑座，所述Z轴固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述Z轴动力源、所述Z轴导轨设于所述Z轴固定板上，所述Z轴滑座滑动设于所述Z轴导轨上，所述Z轴动力源通过Z轴传动机构驱动所述Z轴滑座沿Z轴方向移动并定位；所述翻转推进驱动机构固接于所述Z轴滑座上。
作为本实用新型的进一步改进，所述翻转推进驱动机构包括推进固定板、翻转推进动力源、推进导轨、推进滑座和翻转组件，所述翻转组件包括固定块、旋转轴、翻转块和转动块，所述推进固定板固接于所述Z轴滑座上，所述推进导轨沿Y轴方向设于所述推进固定板上，所述翻转动力源固设于所述导轨固定板一侧，所述推进滑座滑动设于所述推进导轨上；所述旋转轴转动穿设于所述固定块内，所述旋转轴的一端与所述工作头座固定连接，所述旋转轴的另一端与所述转动块固定连接，所述转动块通过转轴转动设于所述推进固定板上，所述翻转块套固于所述旋转轴上，所述固定块与所述Z轴滑座固定连接，所述翻转推进动力源具有沿Y轴输出动力的动力输出轴，所述动力输出轴能够推动所述翻转块并带动所述旋转轴转动设定角度，且能够带动所述固定块沿轴方法移动并定位。
作为本实用新型的进一步改进，所述旋拧传动机构包括主动轮、从动轮和传动带，所述工作头座上设有第一让位通孔和第二让位通孔，所述锁螺母动力源设于所述工作头座一侧，所述锁螺母动力源的动力输出轴穿过所述第一让通孔与所述主动轮固定连接，所述旋拧工作头转动穿设于所述第二让位通孔内，所述从动轮套固于所述旋拧工作头外，所述主动轮、所述从动轮通过所述传送带传动连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述旋拧工作头包括两端开口的固定套管和两端开口的螺母套筒，所述从动轮套固于所述固定套管外，所述螺母套筒穿设于所述固定套管内，并通过快速插销可拆卸定位。
作为本实用新型的进一步改进，所述Y轴传动机构、Z轴传动机构、旋拧传动机构均为丝杠机构；所述Y轴动力源、Z轴动力源、锁螺母动力源均为电机；所述翻转推进动力源为气缸。
作为本实用新型的进一步改进，设有螺母上料装置，所述螺母上料装置包括X轴上料驱动机构、Z轴上料驱动机构和气动夹爪，所述X轴上料驱动机构包括X轴上料固定板、X轴上料动力源、X轴上料导轨和X轴上料滑座，所述Z轴上料驱动机构包括Z轴上料动力源、Z轴上料导轨和Z轴上料滑座；所述X轴上料固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述X轴上料动力源、所述X轴上料导轨设于所述X轴上料固定板上，所述X轴上料滑座滑动设于所述X轴上料导轨上，所述X轴上料动力源设于所述X轴上料导轨一侧，所述X轴上料动力源通过X轴上料传动机构驱动所述X轴上料滑座沿Y轴方向移动并定位；所述Z轴上料动力源固接于所述Y轴上料滑座上，所述Z轴上料导轨固设于所述Z轴上料动力源上，所述Z轴上料滑座滑动设于所述Z轴上料导轨上，所述Z轴上料滑座与所述Z轴上料动力源的Z轴动力输出轴固定连接，所述气动夹爪固接于所述Z轴上料滑座上。
作为本实用新型的进一步改进，所述X轴上料动力源为电机，所述Z轴上料动力源为气缸，所述上料传动机构为丝杠机构。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种螺母自动组装系统，通过Y轴驱动机构和Z轴驱动机构可实现螺母旋拧工作头装置的旋拧工作头在Y、Z轴方向的移动和定位，从而将旋拧工作头调节至设定位置，通过翻转推进驱动机构能够驱动实现旋拧工作头的翻转，使其朝向待组装螺杆或螺栓，并方便上料(上螺母)，且通过翻转推进驱动机构能够提供一旋拧的推进压力；通过锁螺母动力源能够实现驱动旋拧工作头旋转的功能，从而使定位在旋拧工作头上的待组装螺母旋合到待组装螺杆或螺栓上，完成螺母与螺栓或螺杆的组装。通过螺母上料装置的气动夹爪能够实现在指定位置夹取螺母的功能，通过X轴上料动力源、X轴上料导轨、X轴上料滑座和配合，能够实现螺母在X轴方向移动和定位，通过Z轴上料动力源、Z轴上料导轨、Z轴上料滑的配合，能够实现螺母在Z轴方向的移动和定位，从而实现螺母的自动化上料功能。因此，本实用新型能够实现螺母的自动化上料，实现螺母组装的批量化及自动化，自动化效率高，且可实现多种规格螺母的组装，可广泛应用到批量化装配螺母的自动化生产线上。
附图说明
图1为本实用新型装配结构示意图；
图2为本实用新型分解结构示意图；
图3为本实用新型中Y轴驱动机构分解结构示意图；
图4为本实用新型中Z轴驱动机构分解结构示意图；
图5为本实用新型中翻转推进驱动机构分解结构示意图；
图6为本实用新型中螺母旋拧工作头装置分解结构示意图；
图7为本实用新型中螺母上料装置分解结构示意图；
结合附图，作以下说明：
1-螺母旋拧工作头装置11-工作头座
111-第一让位通孔112-第二让位通孔
12-旋拧工作头121-固定套管
122-螺母套筒123-快速插销
13-锁螺母动力源14-旋拧传动机构
141-主动轮142-从动轮
143-传动带2-翻转推进驱动机构
21-推进固定板22-翻转推进动力源
23-推进导轨24-推进滑座
25-翻转组件251-固定块
252-旋转轴253-翻转块
254-转动块3-Y轴驱动机构
31-固定底座32-Y轴动力源
33-Y轴导轨34-Y轴滑座
35-Y轴传动机构4-Z轴驱动机构
41-Z轴固定板42-Z轴动力源
43-Z轴导轨44-Z轴滑座
45-Z轴传动机构5-螺母上料装置
51-X轴上料固定板52-X轴上料动力源
53-X轴上料导轨54-X轴上料滑座
55-X轴上料传动机构56-Z轴上料动力源
57-Z轴上料导轨58-Z轴上料滑座
59-气动夹爪6-待组装螺母
具体实施方式
为使本实用新型能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1和图2所示，一种螺母自动组装系统，包括螺母旋拧工作头装置1、翻转推进驱动机构2、Y轴驱动机构3和Z轴驱动机构4，所述螺母旋拧工作头装置1包括工作头座11、旋拧工作头12和锁螺母动力源13，所述旋拧工作头、所述锁螺母动力源定位设于所述工作头座上，所述锁螺母动力源能够通过旋拧传动机构14驱动所述旋拧工作头旋转；待组装螺栓或螺杆沿Y轴方向设置，待组装螺母6定位于所述旋转工作头上，所述Y轴驱动机构、所述Z轴驱动机构能够沿Y、Z轴方向调节所述旋拧工作头至设定位置，所述翻转推进驱动机构能够驱动所述螺母旋拧工作头装置翻转并朝向待组装螺杆或螺栓推进，使定位在所述旋拧工作头上的待组装螺母旋合到所述待组装螺杆或螺栓上。这样，通过Y轴驱动机构和Z轴驱动机构可实现螺母旋拧工作头装置的旋拧工作头在Y、Z轴方向的移动和定位功能，从而将旋拧工作头调节至设定位置，通过翻转推进驱动机构能够驱动实现旋拧工作头的翻转功能，使其朝向待组装螺杆或螺栓，并方便上料(上螺母)，且通过翻转推进驱动机构能够提供一旋拧的推进压力；通过锁螺母动力源能够实现驱动旋拧工作头旋转的功能，从而使定位在旋拧工作头上的待组装螺母旋合到待组装螺杆或螺栓上，完成螺母与螺栓或螺杆的组装。这里没有设计X轴驱动机构，原因在于自动化生产线可设计成X方向走向，即可完成在X方向的移动和定位功能。
优选的，参见图3，所述Y轴驱动机构包括固定底座31、Y轴动力源32、Y轴导轨33和Y轴滑座34，所述Y轴导轨设于所述固定底座上侧，所述Y轴滑座滑动设于所述Y轴导轨上，所述Y轴动力源设于所述Y轴导轨一侧，且所述Y轴动力源通过Y轴传动机构35驱动所述Y轴滑座沿Y轴方向移动并定位；参见图4，所述Z轴驱动机构包括Z轴固定板41、Z轴动力源42、Z轴导轨43和Z轴滑座44，所述Z轴固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述Z轴动力源、所述Z轴导轨设于所述Z轴固定板上，所述Z轴滑座滑动设于所述Z轴导轨上，所述Z轴动力源通过Z轴传动机构45驱动所述Z轴滑座沿Z轴方向移动并定位；所述翻转推进驱动机构固接于所述Z轴滑座上。作为一种优选实施方式，通过Y轴动力源32、Y轴导轨33和Y轴滑座34的配合，Y轴驱动机构能够提供在Y轴方向移动并定位的功能，且运行平稳可控性高；通过Z轴动力源42、Z轴导轨43和Z轴滑座44的配合，Z轴驱动机构能够提供在Z轴方向移动并定位的功能，且运行平稳可控性高；
优选的，参见图5，所述翻转推进驱动机构包括推进固定板21、翻转推进动力源22、推进导轨23、推进滑座24和翻转组件25，所述翻转组件包括固定块251、旋转轴252、翻转块253和转动块254，所述推进固定板固接于所述Z轴滑座上，所述推进导轨沿Y轴方向设于所述推进固定板上，所述翻转动力源固设于所述导轨固定板一侧，所述推进滑座滑动设于所述推进导轨上；所述旋转轴转动穿设于所述固定块内，所述旋转轴的一端与所述工作头座固定连接，所述旋转轴的另一端与所述转动块固定连接，所述转动块通过转轴转动设于所述推进固定板上，所述翻转块套固于所述旋转轴上，所述固定块与所述Z轴滑座固定连接，所述翻转推进动力源具有沿Y轴输出动力的动力输出轴，所述动力输出轴能够推动所述翻转块并带动所述旋转轴转动设定角度，且能够带动所述固定块沿轴方法移动并定位。这样，通过翻转推进动力源22、推进导轨23、推进滑座24和翻转组件25，可实现在Y轴方向推进翻转组件并带动旋拧工作头的功能，为旋拧工作头提供一旋拧的推进压力。通过固定块251、旋转轴252、翻转块253和转动块254的配合，能够实现翻转组件翻转并带动旋拧工作头翻转设定角度的功能，以使螺母套筒朝向对准待组装螺杆或螺栓。
优选的，参见图6，所述旋拧传动机构包括主动轮141、从动轮142和传动带143，所述工作头座上设有第一让位通孔111和第二让位通孔112，所述锁螺母动力源设于所述工作头座一侧，所述锁螺母动力源的动力输出轴穿过所述第一让通孔与所述主动轮固定连接，所述旋拧工作头转动穿设于所述第二让位通孔内，所述从动轮套固于所述旋拧工作头外，所述主动轮、所述从动轮通过所述传送带传动连接。这样，通过主动轮与从动轮传动连接，可以错开锁螺母动力源与旋拧工作头在一条直线上，为较长的螺栓或螺杆提供让位。
优选的，所述旋拧工作头包括两端开口的固定套管121和两端开口的螺母套筒122，所述从动轮套固于所述固定套管外，所述螺母套筒穿设于所述固定套管内，并通过快速插销123可拆卸定位。这样，固定套管与螺母套筒通过快速插销实现定位，可以方便更换螺母套筒，以适应不同规格螺母的需要。
优选的，所述Y轴传动机构、Z轴传动机构、旋拧传动机构均为丝杠机构；所述Y轴动力源、Z轴动力源、锁螺母动力源均为电机；所述翻转推进动力源为气缸。
优选的，参见图7，设有螺母上料装置5，所述螺母上料装置包括X轴上料驱动机构、Z轴上料驱动机构和气动夹爪59，所述X轴上料驱动机构包括X轴上料固定板51、X轴上料动力源52、X轴上料导轨53和X轴上料滑座54，所述Z轴上料驱动机构包括Z轴上料动力源56、Z轴上料导轨57和Z轴上料滑座58；所述X轴上料固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述X轴上料动力源、所述X轴上料导轨设于所述X轴上料固定板上，所述X轴上料滑座滑动设于所述X轴上料导轨上，所述X轴上料动力源设于所述X轴上料导轨一侧，所述X轴上料动力源通过X轴上料传动机构55驱动所述X轴上料滑座沿Y轴方向移动并定位；所述Z轴上料动力源固接于所述Y轴上料滑座上，所述Z轴上料导轨固设于所述Z轴上料动力源上，所述Z轴上料滑座滑动设于所述Z轴上料导轨上，所述Z轴上料滑座与所述Z轴上料动力源的Z轴动力输出轴固定连接，所述气动夹爪固接于所述Z轴上料滑座上。通过螺母上料装置的气动夹爪能够实现在指定位置夹取螺母的功能，通过X轴上料动力源、X轴上料导轨、X轴上料滑座的配合，能够实现螺母在X轴方向移动和定位，通过Z轴上料动力源、Z轴上料导轨、Z轴上料滑的配合，能够实现螺母在Z轴方向的移动和定位，从而可以将螺母调节至设定位置，从而实现螺母的自动化上料功能。优选的，所述X轴上料动力源为电机，所述Z轴上料动力源为气缸，所述上料传动机构为丝杠机构。
本发明螺母自动组装系统的工作原理是：
初始位置，螺母上料工位与旋拧工作头在Y轴方向处于同一位置，旋拧工作头的螺母套筒开口朝上，气动夹爪位于螺母上料工位上方。螺母自动化上料过程如下：首先，气动夹爪在Z轴上料驱动机构的驱动下下降，在螺母上料工位处夹住一螺母(从螺母的中心孔撑住)；然后，在Z轴上料驱动机构和X轴上料驱动机构的驱动下，驱动气动夹爪按照Z轴方向上升、X轴方向右移、Z轴方向下降的路线，将螺母从上料工位处移动至旋拧工作头的上方，最后，松开气动夹爪，螺母即可落入旋拧工作头的螺母套筒内。螺母自动化组装过程如下：
首先，通过Z轴驱动机构驱动螺母旋拧工作头装置的旋拧工作头在Z轴方向移动设定距离并定位，然后，通过Y轴驱动机构驱动螺母旋拧工作头装置的旋拧工作头在Y轴方向移动设定距离并定位，将旋拧工作头调节至设定位置。最后，通过翻转推进驱动机构驱动螺母旋拧工作头装置翻转，使其旋拧工作头恰好朝向对准待组装螺杆或螺栓，同时翻转推进驱动机构施加一旋拧的推进压力，同时，通过锁螺母动力源驱动旋拧工作头旋转并带动螺母旋转，在旋拧推进压力的作用下，使定位在旋拧工作头上的待组装螺母旋合到待组装螺杆或螺栓上，完成螺母与螺栓或螺杆的组装。完成螺母与螺栓或螺杆的组装后，各机构复位到初始位置，下一个螺母与螺栓或螺杆组装时，按上述步骤过程重复进行。需要更换不同规格的螺母时，只需要将旋拧工作头的螺母套筒拆卸下来，换成相匹配的螺母套筒，然后通过Y轴驱动机构和Z轴驱动机构调节螺母旋拧工作头装置的旋拧工作头的位置即可。从上述工作原理可知，本实用新型能够实现螺母的自动化上料，实现螺母组装的批量化及自动化，不但省去大量人力，且节约生产时间，自动化效率高，可实现多种规格螺母的组装，广泛应用到批量化装配螺母的自动化生产线上。本实用新型
以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种螺母自动组装系统，其特征在于：包括螺母旋拧工作头装置(1)、翻转推进驱动机构(2)、Y轴驱动机构(3)和Z轴驱动机构(4)，所述螺母旋拧工作头装置(1)包括工作头座(11)、旋拧工作头(12)和锁螺母动力源(13)，所述旋拧工作头、所述锁螺母动力源定位设于所述工作头座上，所述锁螺母动力源能够通过旋拧传动机构(14)驱动所述旋拧工作头旋转；待组装螺栓或螺杆沿Y轴方向设置，待组装螺母(6)定位于所述旋转工作头上，所述Y轴驱动机构、所述Z轴驱动机构能够沿Y、Z轴方向调节所述旋拧工作头至设定位置，所述翻转推进驱动机构能够驱动所述螺母旋拧工作头装置翻转并朝向待组装螺杆或螺栓推进，使定位在所述旋拧工作头上的待组装螺母旋合到所述待组装螺杆或螺栓上。
2.根据权利要求1所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述Y轴驱动机构包括固定底座(31)、Y轴动力源(32)、Y轴导轨(33)和Y轴滑座(34)，所述Y轴导轨设于所述固定底座上侧，所述Y轴滑座滑动设于所述Y轴导轨上，所述Y轴动力源设于所述Y轴导轨一侧，且所述Y轴动力源通过Y轴传动机构(35)驱动所述Y轴滑座沿Y轴方向移动并定位；所述Z轴驱动机构包括Z轴固定板(41)、Z轴动力源(42)、Z轴导轨(43)和Z轴滑座(44)，所述Z轴固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述Z轴动力源、所述Z轴导轨设于所述Z轴固定板上，所述Z轴滑座滑动设于所述Z轴导轨上，所述Z轴动力源通过Z轴传动机构(45)驱动所述Z轴滑座沿Z轴方向移动并定位；所述翻转推进驱动机构固接于所述Z轴滑座上。
3.根据权利要求2所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述翻转推进驱动机构包括推进固定板(21)、翻转推进动力源(22)、推进导轨(23)、推进滑座(24)和翻转组件(25)，所述翻转组件包括固定块(251)、旋转轴(252)、翻转块(253)和转动块(254)，所述推进固定板固接于所述Z轴滑座上，所述推进导轨沿Y轴方向设于所述推进固定板上，所述翻转动力源固设于所述导轨固定板一侧，所述推进滑座滑动设于所述推进导轨上；所述旋转轴转动穿设于所述固定块内，所述旋转轴的一端与所述工作头座固定连接，所述旋转轴的另一端与所述转动块固定连接，所述转动块通过转轴转动设于所述推进固定板上，所述翻转块套固于所述旋转轴上，所述固定块与所述Z轴滑座固定连接，所述翻转推进动力源具有沿Y轴输出动力的动力输出轴，所述动力输出轴能够推动所述翻转块并带动所述旋转轴转动设定角度，且能够带动所述固定块沿轴方法移动并定位。
4.根据权利要求1或3所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述旋拧传动机构包括主动轮(141)、从动轮(142)和传动带(143)，所述工作头座上设有第一让位通孔(111)和第二让位通孔(112)，所述锁螺母动力源设于所述工作头座一侧，所述锁螺母动力源的动力输出轴穿过所述第一让通孔与所述主动轮固定连接，所述旋拧工作头转动穿设于所述第二让位通孔内，所述从动轮套固于所述旋拧工作头外，所述主动轮、所述从动轮通过所述传送带传动连接。
5.根据权利要求4所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述旋拧工作头包括两端开口的固定套管(121)和两端开口的螺母套筒(122)，所述从动轮套固于所述固定套管外，所述螺母套筒穿设于所述固定套管内，并通过快速插销(123)可拆卸定位。
6.根据权利要求3所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述Y轴传动机构、Z轴传动机构、旋拧传动机构均为丝杠机构；所述Y轴动力源、Z轴动力源、锁螺母动力源均为电机；所述翻转推进动力源为气缸。
7.根据权利要求1所述的螺母自动组装系统，其特征在于：设有螺母上料装置(5)，所述螺母上料装置包括X轴上料驱动机构、Z轴上料驱动机构和气动夹爪(59)，所述X轴上料驱动机构包括X轴上料固定板(51)、X轴上料动力源(52)、X轴上料导轨(53)和X轴上料滑座(54)，所述Z轴上料驱动机构包括Z轴上料动力源(56)、Z轴上料导轨(57)和Z轴上料滑座(58)；所述X轴上料固定板与所述Y轴滑座固定连接，所述X轴上料动力源、所述X轴上料导轨设于所述X轴上料固定板上，所述X轴上料滑座滑动设于所述X轴上料导轨上，所述X轴上料动力源设于所述X轴上料导轨一侧，所述X轴上料动力源通过X轴上料传动机构(55)驱动所述X轴上料滑座沿Y轴方向移动并定位；所述Z轴上料动力源固接于所述Y轴上料滑座上，所述Z轴上料导轨固设于所述Z轴上料动力源上，所述Z轴上料滑座滑动设于所述Z轴上料导轨上，所述Z轴上料滑座与所述Z轴上料动力源的Z轴动力输出轴固定连接，所述气动夹爪固接于所述Z轴上料滑座上。
8.根据权利要求7所述的螺母自动组装系统，其特征在于：所述X轴上料动力源为电机，所述Z轴上料动力源为气缸，所述上料传动机构为丝杠机构。
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