CN205733752U - 一种螺栓自动锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺栓自动锁紧装置，包括支柱，支撑臂，伺服驱动器，电机编码器线，电机动力线，减速机，位置传感器，伺服电机，扭机传感器，连接器，螺纹胶存贮器，螺纹胶滴管等构成；本实用新型通过伺服驱动器缓慢加速驱动电机和减速器，带动连接器将螺栓正常锁入零部件后，连接器保持匀速旋转；当螺栓已经接近锁紧后，所述伺服电机开始减速，当扭矩传感器反馈的扭矩值到达设定的扭矩值后伺服电机停止旋转；通过设置位置传感器，判断螺栓是否安装到位和发生倾斜；通过设置螺纹胶滴管，可以免去人手工控制螺纹胶的挤出使用量；本实用新型提高锁紧螺栓的工作效率，提高装配质量。

Description

一种螺栓自动锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及螺栓紧固技术领域，更具体地说，涉及一种对螺栓进行装配的自动锁紧装置。

背景技术

零部件之间采用螺栓连接是一种广泛使用的紧固方法。此方法具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，应用于各种大中小型、微轻重型的机械机电设备中。因此，螺栓紧固的质量优劣，往往决定了产品的质量优劣。目前市场上常见的自动锁螺丝装置由整流器，无刷直流电机，减速机，套筒或者螺丝刀头组成。其工作原理是当接通220V交流电源，交流电流经过整流器整流成直流后，驱动直流无刷电机转动，从而带动减速机上的套筒或者螺丝刀转动将螺丝锁紧在零部件组件上。现有的螺栓螺栓自动锁紧装置具有的优点是结构简单，成本较低，但也有下列不足：

1、传统锁紧螺栓机的速度是固定的，选用较快的锁紧螺栓机时，如果不能及时发现螺栓的位置不正确或者组件上的螺牙有异常，不能及时停止锁紧进行调整，就会造成锁紧螺栓倾斜，甚至扭断螺栓或者螺栓锁不紧。选用较慢的锁紧螺栓机时，又会造成工作效率低。

2、在锁紧螺栓这个过程中，由于是电机在带动螺丝锁紧，人在这个过程中很难感受到锁紧螺栓的力度，所以很难判断当前螺栓是否锁紧或者滑牙，这样就存在质量隐患。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种螺栓自动锁紧装置，本实用新型首先利用位置传感器，检测螺栓位置是否正确和发生倾斜，将位置信号传输给伺服驱动器，判断装置是否进行工作；通过精准扭矩伺服电机驱动器驱动伺服电机，伺服电机带动减速机转动，从而使减速机上的套筒或者螺丝刀紧固螺栓，实现零部件间稳固的螺纹连接，其该螺纹连接的预紧力由本实用新型精准扭矩伺服锁螺栓机构进行精准控制。该螺栓自动锁紧装置一方面能够提高螺栓锁紧的效率，另一方面能够提高螺栓锁紧的质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种螺栓自动锁紧装置，包括支柱，支撑臂，伺服驱动器，电机编码器线，电机动力线，减速机，位置传感器，伺服电机，扭机传感器，连接器，螺纹胶存贮器，螺纹胶滴管。所述支柱上置有所述伺服驱动器和所述螺纹胶存贮器；所述减速机通过所述支撑臂与所述支柱连接；所述减速机上置有所述伺服电机；所述伺服驱动器和所述伺服电机通过所述电机编码器线，所述电机动力线连接在一起；所述减速机下方固定有所述连接器，所述连接器可以装配套筒或者十字螺丝刀；所述减速机一侧置有位置传感器，构成整个装置。

所述支柱上方设置有报警灯，用于提醒螺栓是否安装到位。

所述减速机与所述连接器之间置有扭矩传感器，用于测量螺栓拧紧时输出到连接器的扭矩。

所述减速机与所述伺服电机直接置有扭矩传感器，用于伺服电机输入到减速机的扭矩。

所述伺服电机内部设置有电机编码器，与所述电机编码器线相连；通过所述电机编码器线将信号反馈给伺服驱动器。

所述位置传感器用于检测螺栓是否安装到位，当所述连机器到达需锁紧的零部件的有效距离后，传感器将信号反馈给伺服驱动器，说明螺栓锁紧。反之，则说明螺栓未安装到位。

所述螺纹胶存贮器置有柔软的螺纹胶滴管，螺纹胶滴管上置有螺纹胶开关，按动开关控制螺纹胶的挤出。螺纹胶存贮器设置有螺纹胶挤出量控制器，用来根据不同规格的螺栓设置螺纹胶的使用量。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、通过设置伺服驱动器，起到对伺服电机的驱动，控制电机输出的扭矩，在装置运行的整个过程中实时监测数据。由于伺服电机输出电流正比于伺服电机扭矩，在伺服驱动器软件上，根据伺服驱器采集当前输出电流，判断当前伺服电机输出电流。通过当前伺服电机电流与伺服驱动器设定的额定扭矩进行对比，当实际伺服电机电流过大，则可能发生螺栓位置倾斜或者卡死，电流过小，则可能是螺丝滑牙。提高锁紧螺栓的工作效率；

2、根据伺服电机内部设置的电机编码器反馈的编码器信号，判断当前伺服电机转动圈数，计算当前螺栓旋转进度。当伺服驱动器发送的位置脉冲指令达到预先设定的值，且电机编码器反馈的的实际位置信号与发送的位置脉冲信号数目在误差范围内。电机实际输出电流与设定值在误差范围内。则可判断当前螺丝锁紧，无偏差。提高锁紧螺栓的工作效率；

3、通过在减速机的输入输出端分别设置动态扭矩传感器，检测当前拧紧螺栓的扭矩。两个扭矩传感器可分别将信息传递给伺服驱动器，伺服驱动器根据当前两个扭矩值，判断当前工作状况并修订误差。提高锁紧质量；

4、通过设置位置传感器，避免当零部件的螺纹公差较小时，螺栓拧紧扭矩到达预设值后，螺栓并未安装到位和发生倾斜的情况。提高锁紧质量；

5、通过设置螺纹胶滴管，可以免去人手工控制螺纹胶的挤出使用量。只需要人手工控制螺纹胶开关，螺纹胶即可自动挤出，且挤出量可以通过螺栓的规格进行预设，不会出现挤出过多或者过少的问题。提高锁紧螺栓的工作效率和质量。

6、伺服驱动器设置加减速处理程序，当装置开始工作的时候，伺服电机缓慢加速减速器，减速器带动所述连接器将螺栓正常锁入零部件后，连接器保持匀速旋转。当螺栓已经接近锁紧后，所述伺服电机开始减速，当扭矩传感器反馈的扭矩值到达设定的扭矩值后伺服电机停止旋转。提高锁紧螺栓的工作效率。

本实用新型在用户实际使用中，通过统计两种螺栓自动锁紧装置在工作中出现的故障，发现采用本实用新型，螺丝锁偏和卡死的故障率由1.5%降为0.04%；螺丝滑牙没锁紧的故障率由0.8% 降为0.02%；螺丝拧断的故障率由0.09%降为0.0001%；异常故障发现率由96.7% 提高到99.999%；每小时锁螺丝由50颗/min 提高到180/min。

通过图数据对比，可以明显看出本采用本实用新型，能够大大降低机械在工作中出现的螺丝卡死，滑牙，锁不紧等异常情况，且在出现异常情况后，提高异常情况发现率，提高工作效率。

附图说明

图1-本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1，本实用新型包括支柱1，支撑臂2，伺服驱动器3，电机编码器线4，电机动力线5，减速机6，位置传感器7，伺服电机8，扭机传感器9，扭机传感器10，连接器11，螺纹胶存贮器12，螺纹胶滴管13。所述支柱1上置有所述伺服驱动器3和所述螺纹胶存贮器4；所述减速机6通过所述支撑臂2与所述支柱1连接；所述减速机6上置有所述伺服电机8；所述伺服驱动器3和所述伺服电机8通过所述电机编码器线4，所述电机动力线5连接在一起；所述减速机6下方固定有所述连接器11，所述连接器11可以装配套筒或者十字螺丝刀；所述减速机11一侧置有位置传器感7，构成整个装置。

参见图1，所述支柱1上方设置有报警灯14。

参见图1，所述减速机6与所述连接器11之间置有扭矩传感器10。

参见图1，所述减速机6与所述伺服电机8直接置有扭矩传感器9。

参见图1，所述伺服电机8内部设置有电机编码器15，与所述电机编码器线4相连。

参见图1，所述螺纹胶存贮器12置有螺纹胶滴管13，所述螺纹胶滴管13上置有螺纹胶开关16。

参见图1，所述螺纹胶存贮器12上置有螺纹胶挤出量控制器17。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种螺栓自动锁紧装置，其特征在于：包括支柱，支撑臂，伺服驱动器，电机编码器线，电机动力线，减速机，位置传感器，伺服电机，扭机传感器，扭机传感器，连接器，螺纹胶存贮器，螺纹胶滴管；所述支柱上置有所述伺服驱动器和所述螺纹胶存贮器；所述减速机通过所述支撑臂与所述支柱连接；所述减速机上置有所述伺服电机；所述伺服驱动器和所述伺服电机通过所述电机编码器线，所述电机动力线连接在一起；所述减速机下方固定有所述连接器，所述连接器可以装配套筒或者十字螺丝刀；所述减速机一侧置有位置传器感，构成整个装置；所述支柱上方设置有报警灯；所述减速机与所述连接器之间置有扭矩传感器；所述减速机与所述伺服电机直接置有扭矩传感器；所述伺服电机内部设置有电机编码器，与所述电机编码器线相连。

2.根据权利要求1所述一种螺栓自动锁紧装置，其特征在于：所述伺服驱动器实时监控当前电机电流，通过所述扭矩传感器反馈的信号监控当前螺栓的扭力，从而判断当前装置的工作状态是否异常。

3.根据权利要求1所述一种螺栓自动锁紧装置，其特征在于：所述螺纹胶存贮器（12）置有螺纹胶滴管（13），所述螺纹胶滴管（13）上置有螺纹胶开关（16）。

4.根据权利要求3所述一种螺栓自动锁紧装置，其特征在于：所述螺纹胶存贮器（12）上置有螺纹胶挤出量控制器（17）。