CN209288696U - 一种大扭矩自由式拧螺丝设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大扭矩自由式拧螺丝设备，主要组成由步进电机、动态扭力传感器、柔性浮动机构通过联轴器设置并固定在移动支架组件上，移动支架组件与气缸连接，通过气缸上下运动，形成上下快速运动，螺丝设置在浮动组件上，气缸向下移动，螺丝接触到螺纹，柔性浮动块在弹簧的作用下，螺丝向上回退，通过电器控制，当螺丝与螺纹口部接触，步进电机工作，步进电机可通过脉冲频率设置阶梯转速，通过扭力传感器设置初始旋紧扭力，防止螺丝在拧入螺纹时，因位置偏差导致螺纹损坏，扭力传感器实时检测螺纹旋紧扭力和锁紧扭力，当锁紧扭力到达设定扭力值时，设备自动复位，工作结束，通过步进电机步进角控制螺纹深度，进而实现双重控制。

Description

一种大扭矩自由式拧螺丝设备

技术领域

本实用新型涉及装配生产设备的技术领域，尤其是一种大扭矩自由式拧螺丝设备，别涉及其机械连接结构。

背景技术

现有设备多为小扭矩，采用伺服电机或气动螺丝刀拧紧，局限于控制锁紧力，对大螺纹直径锁紧时，位置偏移产生误判，伺服电机或气动螺丝刀为均速拧紧，一旦螺纹口部尺寸不良，无法有效检测，且导致螺纹损坏，均速锁紧时，冲击力较大，易导致零件外观损伤，塑料制品及铝制品更为突显，固然需要对现有设备进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大扭矩自由式拧螺丝设备，设备不受螺距限制，自动判断螺丝拧紧力，防止螺纹损坏，有效克服塑料制品及铝制品螺纹装配问题，克服了现有技术中存在的缺点和不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种大扭矩自由式拧螺丝设备，所述设备包括柜式机架，柜式机架的上表面形成工作台，柜式机架上部设有纵向分布的立柱式机架，立柱式机架的下端垂直固定于柜式机架上部靠近边缘处，工作台表面设有夹具，立柱式机架的顶部设置有气缸装配平台，气缸装配平台处设置有一台气缸，气缸的推杆垂直向下推送，立柱式机架的一侧设置有电器柜，气缸装配平台的下方设有移动支架组件，所述移动支架组件由背板和顶板构成，所述背板呈纵向分布，顶板呈水平状分布在背板上端，背板和顶板之间呈垂直分布，背板通过直线导轨与立柱式机架活动连接，移动支架组件通过直线导轨在立柱式机架处上下位移，顶板顶部与气缸的推杆下端固定连接，顶板的下部固定有一台步进电机，该步进电机的上部固定在顶板的下部，该步进电机下方依次设有第一联轴器、动态扭力传感器、第二联轴器，第一联轴器通过动态扭力传感器与第二联轴器连接，所述步进电机的传动轴与第一联轴器的上端连接，第一联轴器下端通过动态扭力传感器与第二联轴器上端连接，第二联轴器的下部设置有一轴承座，该轴承座的后侧固定在上述背板上，轴承座内设置有一根转动轴，该转动轴的上端与第二联轴器的下端连接，该转动轴靠近下端处安装有一个法兰，转动轴下端紧固有一个紧固螺母，紧固螺母用于固定法兰和转动轴，法兰的下部设置有一浮动组件支架，浮动组件支架的上部与法兰的下部固定连接，浮动组件支架内腔呈中空状，浮动块的上部设置在浮动组件支架的腔体内，浮动块上部内亦形成一腔体，浮动块上部的腔体内设置有一矩形弹簧，浮动块的下部设置有一塑料螺丝。

本实用新型公开了一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其主要部件有机架、电气控制系统、气缸、步进电机、动态扭力传感器、直线导轨、柔性浮动机构等组成；设定最大扭力为30N.m，最大行程为100mm，最大螺纹直径150mm，且螺距不受步进电机转速限制。主要组成由步进电机、动态扭力传感器、柔性浮动机构通过联轴器设置并固定在移动支架组件上，移动支架组件与气缸连接，通过气缸上下运动，形成上下快速运动，螺丝设置在浮动组件上，气缸向下移动，螺丝接触到螺纹，柔性浮动块在弹簧的作用下，螺丝向上回退，通过电器控制，当螺丝与螺纹口部接触，步进电机工作，步进电机可通过脉冲频率设置阶梯转速，通过扭力传感器设置初始旋紧扭力，防止螺丝在拧入螺纹时，因位置偏差导致螺纹损坏，扭力传感器实时检测螺纹旋紧扭力和锁紧扭力，当锁紧扭力到达设定扭力值时，设备自动复位，工作结束，通过步进电机步进角控制螺纹深度，进而实现双重控制。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2位本实用新型移动支架组件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其区别于现有技术在于：所述设备包括柜式机架1，柜式机架1的上表面形成工作台2，柜式机架1上部设有纵向分布的立柱式机架3，立柱式机架3的下端垂直固定于柜式机架1上部靠近边缘处，工作台2表面设有夹具4，该夹具4用于固定加工的工件，立柱式机架3的顶部设置有气缸装配平台5，气缸装配平台5的两侧下方还对称设置有三角形的支撑筋板，用于支撑上方的气缸装配平台5，气缸装配平台5处设置有一台气缸6，气缸6的推杆7垂直向下推送，立柱式机架3的一侧设置有电器柜31，电器柜31内设有电器控制单元，用于控制设备各个传动部件的运作，气缸装配平台5的下方设有移动支架组件，所述移动支架组件由背板8和顶板9构成，所述背板8呈纵向分布，顶板9呈水平状分布在背板8上端，背板8和顶板9之间呈垂直分布，背板8通过直线导轨与立柱式机架3活动连接，该直线导轨有滑轨和滑块构成，背板8的两侧均分布有滑块，立柱式机架3两侧设置有与滑块配合的滑轨，滑块可沿着滑轨上下位移滑动，进而整个移动支架组件通过直线导轨在立柱式机架3处上下位移，顶板9顶部与气缸6的推杆7下端固定连接，顶板9的下部固定有一台步进电机10，该步进电机10的上部固定在顶板9的下部，该步进电机10下方依次设有第一联轴器11、动态扭力传感器12、第二联轴器13，第一联轴器11通过动态扭力传感器12与第二联轴器13连接，所述步进电机10的传动轴与第一联轴器11的上端连接，第一联轴器11下端通过动态扭力传感器12与第二联轴器13上端连接，第二联轴器13的下部设置有一轴承座14，该轴承座14的后侧固定在上述背板8上，轴承座14内设置有一根转动轴15，该转动轴15的上端与第二联轴器13的下端连接，该转动轴15靠近下端处安装有一个法兰16，转动轴15下端紧固有一个紧固螺母17，紧固螺母17用于固定法兰16和转动轴15，法兰16的下部设置有一浮动组件支架18，浮动组件支架18的上部与法兰16的下部固定连接，浮动组件支架18内腔呈中空状，浮动块19的上部设置在浮动组件支架18的腔体内，浮动块19上部内亦形成一腔体，浮动块19上部的腔体内设置有一矩形弹簧20，浮动块19的下部设置有一塑料螺丝21。

在具体实施时，所述步进电机10的下部通过一水平分布的电机固定板22固定在后侧的背板8处。

在具体实施时，所述动态扭力传感器12与背板8之间设有一垫板23。

在具体实施时，所述工作台2两侧处分别设置有一块防护罩24，两侧的防护罩24后侧还分别延伸至工作台2的后部边缘，两侧防护罩24靠近前部边缘处呈纵向安全光栅25，两侧的安全光栅25呈对称分布。

在具体实施时，所述工作台2的前缘处设置有控制台面板26，控制台面板26处分别设置有一启动按钮27和一急停按钮28。

在具体实施时，所述电器柜31表面设置有液晶面板29和控制按键单元30。

设备立柱式机架3呈垂直设置，立柱式机架顶部设置气缸安装位置，气缸推杆连接步进电机组件支架，组件支架通过直线导轨，紧固在立柱式机架内侧，在气缸的拖动下，步进电机组件随着导轨上下移动，步进电机及动态扭力传感器分别通过螺栓紧固在移动支架组件的背板上，柔性浮动机构与动态扭力传感器旋转轴下端连接，步进电机旋转轴端与动态扭力传感器旋转轴端，通过联轴器设置，步进电机传动动态扭力传感器旋转，动态扭力传感器呈上下设置，上下两端设置传动轴，下端传动轴连接柔性浮动机构，螺丝设置在柔性浮动机构下端，随着步进电机转动，通过动态扭力传感器，最终带动柔性浮动机构旋转，气缸顶出带动移动支架组件随着直线导轨移动，当气缸向下移动，螺丝接触到工件，在弹簧的作用下柔性浮动块向上回退，步进电机带动动态扭力传感器及柔性浮动机构旋转，此时气缸下降设置位置并保持不动，螺丝在步进电机的传动下开始拧螺丝，动态扭力传感器设置两节扭力，第一阶段为旋转扭力，第二阶段为锁紧扭力，当螺丝位置偏移或螺纹尺寸偏差，通过扭力设定值检测，旋转扭力值超出设定值时，设备自动报警并停止工作，第二阶段为锁紧力，当螺丝接近锁紧时，步进电机转速下降，启动第二阶段锁紧扭力，螺丝缓慢锁死，直至到达第二阶段锁紧扭力设定值，有效控制因电机旋转扭力所带来的冲击力，电机停止工作结束。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述设备包括柜式机架(1)，柜式机架(1)的上表面形成工作台（2），柜式机架(1)上部设有纵向分布的立柱式机架（3），立柱式机架（3）的下端垂直固定于柜式机架(1)上部靠近边缘处，工作台（2）表面设有夹具（4），立柱式机架（3）的顶部设置有气缸装配平台（5），气缸装配平台（5）处设置有一台气缸（6），气缸（6）的推杆（7）垂直向下推送，立柱式机架（3）的一侧设置有电器柜（31），气缸装配平台（5）的下方设有移动支架组件，所述移动支架组件由背板（8）和顶板（9）构成，所述背板（8）呈纵向分布，顶板（9）呈水平状分布在背板（8）上端，背板（8）和顶板（9）之间呈垂直分布，背板（8）通过直线导轨与立柱式机架（3）活动连接，移动支架组件通过直线导轨在立柱式机架（3）处上下位移，顶板（9）顶部与气缸（6）的推杆（7）下端固定连接，顶板（9）的下部固定有一台步进电机（10），该步进电机（10）的上部固定在顶板（9）的下部，该步进电机（10）下方依次设有第一联轴器（11）、动态扭力传感器（12）、第二联轴器（13），第一联轴器（11）通过动态扭力传感器（12）与第二联轴器（13）连接，所述步进电机（10）的传动轴与第一联轴器（11）的上端连接，第一联轴器（11）下端通过动态扭力传感器（12）与第二联轴器（13）上端连接，第二联轴器（13）的下部设置有一轴承座（14），该轴承座（14）的后侧固定在上述背板（8）上，轴承座（14）内设置有一根转动轴（15），该转动轴（15）的上端与第二联轴器（13）的下端连接，该转动轴（15）靠近下端处安装有一个法兰（16），转动轴（15）下端紧固有一个紧固螺母（17），紧固螺母（17）用于固定法兰（16）和转动轴（15），法兰（16）的下部设置有一浮动组件支架（18），浮动组件支架（18）的上部与法兰（16）的下部固定连接，浮动组件支架（18）内腔呈中空状，浮动块（19）的上部设置在浮动组件支架（18）的腔体内，浮动块（19）上部内亦形成一腔体，浮动块（19）上部的腔体内设置有一矩形弹簧（20），浮动块（19）的下部设置有一塑料螺丝（21）。

2.根据权利要求1所述的一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述步进电机（10）的下部通过一水平分布的电机固定板（22）固定在后侧的背板（8）处。

3.根据权利要求1所述的一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述动态扭力传感器（12）与背板（8）之间设有一垫板（23）。

4.根据权利要求1所述的一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述工作台（2）两侧处分别设置有一块防护罩（24），两侧的防护罩（24）后侧还分别延伸至工作台（2）的后部边缘，两侧防护罩（24）靠近前部边缘处呈纵向安全光栅（25），两侧的安全光栅（25）呈对称分布。

5.根据权利要求1所述的一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述工作台（2）的前缘处设置有控制台面板（26），控制台面板（26）处分别设置有一启动按钮（27）和一急停按钮（28）。

6.根据权利要求1所述的一种大扭矩自由式拧螺丝设备，其特征在于：所述电器柜（31）表面设置有液晶面板（29）和控制按键单元（30）。