CN213795149U - 螺丝供料装置及螺丝锁紧机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了螺丝供料装置及螺丝锁紧机器人，螺丝供料装置包括螺丝供应器，螺丝供应器的出料端和螺丝输送管的输送通道的进料端相对且错位，螺丝供应器的出料端和输送通道的进料端的间隙处可移动地设置衔接件，在第一位置处，其上的衔接孔的一端与螺丝供应器的出料端对接，在第二位置处，衔接孔的另一端与输送通道的输入端对接，衔接孔与一气孔连通，输送通道的出料端与一螺丝定位器上的限位通道对接，限位通道连通一与其延伸方向垂直的出料通道。本方案结构简单且省去了抽真空造成的能耗，有利于降低设备成本，同时，各部件的布设方式即可以使整机结构更加紧凑，便于小空间使用，另外可以有效地缩短螺丝的输送形成，提高输送效率。

Description

螺丝供料装置及螺丝锁紧机器人

技术领域

本实用新型涉及螺丝机领域，尤其是螺丝供料装置及螺丝锁紧机器人。

背景技术

螺丝机是一种自动化锁螺丝的小型机械，其动作结构一般可分为供料部分与电批部分两部分，供料部分负责筛选并提供螺丝，电批部分负责取螺丝和锁固螺丝，螺丝机的产生既提升了作业效率又降低了人工作业强度。

在如申请号为201710986005.X所揭示的螺丝供料结构中，其通过移动吸附嘴，使吸附嘴先移动至螺丝上方通过真空吸取，然后将吸附有螺丝的吸附嘴与吹气嘴对接，然后将真空吸取切换为吹气，从而使螺丝通过吹气管道进入夹嘴。

这种结构的问题在于：增加了真空吸取螺丝的结构，且在抓取螺丝时，在移载时，需要持续抽真空以实现吸取，使得结构更复杂且相应的能耗更高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种螺丝供料装置及螺丝锁紧机器人。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

螺丝供料装置，包括螺丝供应器及螺丝输送管，所述螺丝供应器的出料端和螺丝输送管的输送通道的进料端相对且错位设置，所述螺丝供应器的出料端和输送通道的进料端的间隙处可移动地设置衔接件，所述衔接件在第一位置处，其上的衔接孔的一端与所述螺丝供应器的出料端对接，所述衔接件在第二位置处，所述衔接孔的另一端与所述输送通道的输入端对接，所述衔接孔与一气孔连通，所述输送通道的出料端与一螺丝定位器上的限位通道对接，所述限位通道连通一与其延伸方向垂直的出料通道。

优选的，所述的螺丝供料装置中，所述螺丝输送管的进料端与所述螺丝供应器的出料端之间的横向间距小于所述螺丝供应器的出料端到其两侧面的距离。

优选的，所述的螺丝供料装置中，所述螺丝输送管包括刚性的第一板件及第二板件，所述输送通道为曲线状，且其进料端和出料端具有高度差。

优选的，所述的螺丝供料装置中，所述衔接孔、输送通道及限位通道的截面为T形。

优选的，所述的螺丝供料装置中，所述螺丝定位器包括由气缸驱动开闭的两个夹爪，两个夹爪闭合状态下形成所述限位通道和出料通道。

优选的，所述的螺丝供料装置中，所述衔接件连接一驱动其沿直线移动的平移装置，所述衔接件在由所述螺丝供应器的出料端与所述输送通道的进料端之间移动过程中，其衔接孔的两端是有遮挡的。

螺丝锁紧机器人，包括上述任一的螺丝供料装置，还包括位于所述出料通道上方的螺丝批，所述螺丝批的批头端可形成负压，所述螺丝批连接驱动其升降的升降装置，所述螺丝供应器、螺丝输送管、衔接块、螺丝限位器、螺丝批及升降装置位于一载板上。

优选的，所述的螺丝锁紧机器人中，所述螺丝批通过浮动机构连接所述升降装置，所述浮动机构处设置有压力传感器。

优选的，所述的螺丝锁紧机器人中，还包括图像采集装置和/或激光传感器。

优选的，所述的螺丝锁紧机器人中，所述载板是四轴移动机器人的前级关节的基板，所述升降装置的动力源是所述前级关节的电机。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案通过设置带有衔接孔的衔接块，通过衔接块将螺丝与螺丝供应器和输送通道之间移载，采用纯机械结构实现螺丝的移载，不需要采用真空吸附移载的方式，结构更简单，且不需要真空管路的结构，结构更简单且省去了抽真空造成的能耗，有利于降低设备成本，同时，各部件的布设方式即可以使整机结构更加紧凑，便于小空间使用，另外可以有效地缩短螺丝的输送形成，提高输送效率。

本方案通过设置多个挡件与衔接块配合，能够在衔接块移动过程中对衔接孔内的螺丝进行限定，避免螺丝从衔接孔内松脱的风险，保证了移载的可靠性。

衔接孔、输送通道及限位通道采用与螺丝仿形的结构，能够有效地保证螺丝在输送过程中的保持固定状态，从而为后续的真空吸附创造条件，同时螺丝输送管的造型及多组件拼装的设计能够有效保证螺丝在其内移动的顺畅性且便于组装实现。

本方案的螺丝锁紧机器人将供料结构与螺丝批集成在一起，可以有效地根据需要使模块整体移动至任一需要加工的位置，结构更紧凑，实现螺丝供料和螺丝批头一体化，节省空间，实现移动式打螺丝需求，模块化安装拆卸，便于灵活应用。

本方案的螺丝批、螺丝供料装置与四轴机器人集成为一体，并且螺丝批的升降采用四轴机器人自带的电机，可以有效地节约动力源。

螺丝批的下端形成有负压能够有效地实现螺丝批的吸附，保证钉螺丝的可靠性。本方案通过设置激光传感器可以有效地在拧好螺丝后进行状态检查，以使拧装作业符合要求。

附图说明

图1是本实用新型的螺丝供料装置的立体图；

图2是本实用新型的螺丝供料装置的端视图；

图3是图2中A区域的放大图；

图4是本实用新型的螺丝供料装置的局部剖视图；

图5是本实用新型的螺丝供料装置的俯视图；

图6是本实用新型的螺丝限位器的夹爪的立体图；

图7是本实用新型的螺丝锁紧机器人的立体图；

图8是本实用新型的螺丝锁紧机器人的侧视图；

图9是本实用新型的螺丝锁紧机器人的螺丝批的局部剖视图

图10是图7中B区域的放大图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的螺丝供料装置进行阐述，如附图1-附图4所示，其包括

螺丝供应器100，

螺丝输送管200，其上形成有输送通道210；

衔接块300，可在第一位置和第二位置之间移动，其上形成有衔接孔310及与所述衔接孔310连通的气道，其在第一位置时，所述衔接孔的一端与所述螺丝供应器100的出料端对接，其在第二位置时，所述衔接孔的另一端与输送通道210的进料端对接；

螺丝限位器400，其可形成与所述输送通道210的出料端对接的限位通道及与所述输送通道210连通且延伸方向垂直的出料通道。

工作时，所述衔接件上的气道连接供气管路，所述衔接块300上的衔接孔310先与所述螺丝供应器100的出料端对接，螺丝供应器100将一个螺丝输送至所述衔接孔310中，接着所述衔接块300平移至所述衔接孔310与所述螺丝输送管200上的输送通道210对接，然后，所述供气管路供气向所述衔接孔310内的螺丝吹气使螺丝进入到所述输送通道210中并沿所述输送通道210进入到所述螺丝限位器400上的限位通道中，以待螺丝批拧紧。

具体来看，所述螺丝供应器100可以是已知的各种可行的螺丝自动供给设备，例如其可以是振动盘供料及供料通道，也可以采用如申请号为2013200924864.6等所揭示的结构。

所述螺丝供应器100的出料端与所述螺丝输送管200的进料端相对且错位设置，所述螺丝供应器100的出料端的高度与所述螺丝输送管200的进料端的高度相同。同时，如附图5所示，所述螺丝输送管200的进料端与所述螺丝供应器100的出料端之间的横向间距W1小于所述螺丝供应器的出料端到其两侧面110、120的距离W2。

上述结构的设计可以使螺丝输送管200的尺寸做的更小，同时可以有效缩短其与所述螺丝供应器100的出料端之间的间距，一方面可以使结构更紧凑，另一方面能够有效地缩短衔接块的移动行程及螺丝在输送通道中的移动距离，从而提高工作效率。

所述螺丝输送管200的位置固定且整体呈现为曲线，其由两个刚性的板材组装而成，如附图1-附图3，其包括整体近似为S形的第一面板220及第二面板230，两者螺接在一起，它们形成所述输送通道210，所述输送通道210是与所述输送管200的形状相同。

为了避免螺丝在输送通道中输送时，出现翻动，在优选的方式中，所述输送通道210的截面形状为与所述螺丝的形状匹配的T形，并且其尺寸可以略大于所述螺丝的尺寸，此处不做限定，所述输送通道的进料端为外大内小的喇叭口。

如附图1所示，所述螺丝输送管200的曲形面上还形成有一段平面240，所述平面240处开设螺孔，可以通过该处螺孔连接支撑结构。

所述衔接块300位于所述螺丝输送器100和螺丝输送管200的间隙处，其用于将所述螺丝输送器100输出的螺丝移载到所述螺丝输送管处进行输送，所述衔接件300在由所述螺丝供应器的出料端与所述输送通道的进料端之间移动过程中，其衔接孔的两端是有遮挡的。如附图1所示，所述衔接件300包括上下设置的第一构件320及第二构件330，它们组合成所述衔接孔310，所述第二构件330为一定厚度的板件，所述第一构件320的主板321的厚度大于第二构件330的厚度，所述第二构件330的顶部形成有一T形通槽，所述主板 321形成与所述T形通槽连通的所述气道（图中未示出）。

如附图4所示，所述第一构件320及第二构件330朝向所述螺丝供应器100的端面平齐，且与一第一挡件600贴近或贴合，所述第一挡件600的长度不小于所述衔接块300的移动行程。所述第二构件330为一具有一定厚度的板件，与所述螺丝输送管的进料端端面贴近或贴合。所述螺丝供应器100的出料端的前方还设置有第二挡件700，所述第二挡件700与所述螺丝供应器的出料端的间隙与所述第二构件330的厚度相当，所述第二挡件700与所述螺丝输送管100紧靠且其朝向所述螺丝供应器的出料端的端面与所述螺丝输送管的进料端所在端面平齐。上述的结构设置，能够在所述衔接件300移载过程中将所述衔接孔310的两端进行封堵，避免螺丝从所述衔接孔310中退出。

如附图1所示，所述衔接块300的移动通过一平移机构800来实现，所述平移机构800包括气缸810，所述气缸810的伸缩轴通过一转接件820连接一滑块830，所述滑块830可滑动地设置在一导轨840上且连接所述第二构件330的尾部332，所述导轨840固定在一基座850上，所述基座850与所述第二挡件700是一体的。

如附图1、附图2所示，所述螺丝限位器400位于所述螺丝输送管200的下端的出料口处，其包括气缸410及由其驱动开闭的两个夹爪420，两个夹爪420的形状相同，如附图6所示，它们的相对的端面上均形成有台阶状的缺口421及位于所述台阶状缺口末端的半圆柱缺口422，两个所述夹爪420闭合状态下，它们的台阶状缺口421形成所述限位通道，它们的半圆柱缺口422组合成所述出料通道，其为一沉孔，所述限位通道截面形状为与所述输送通道210的截面形状一致的T形，从而螺丝能够在风力作用下有效地移动至所述限位通道的末端并保持竖直朝向状态。

为了提高集成度以便于在后续使用中实现任一位置的自动供料及进行螺丝拧装，本方案进一步揭示了一种螺丝锁紧机器人，如附图7、附图8所示，包括上述实施例的螺丝供料装置1000，还包括位于所述出料通道正上方的，所述螺丝批2000的批头与所述出料通道共轴，所述螺丝批2000连接驱动其升降的升降装置3000，所述螺丝供应器100、螺丝输送管200、衔接块300、螺丝限位器400、螺丝批2000及升降装置3000位于一载板4000上。具体的，所述升降装置3000通过一龙门板固定在所述载板4000上且靠近所述载板4000的前端，所述螺丝限位器400通过的气缸410通过一安装板与所述载板4000连接，所述安装板同时与所述螺丝输送管200连接，所述螺丝输送管200同时与所述龙门板连接。

所述螺丝批2000可以是已知的各种电动螺丝批，其批头具有磁性，从而可以有效地将所述螺丝限位器400上的螺丝进行吸附，在更优的方式中，为了保证批头抓取螺丝的稳定性，所述螺丝批的批头端可形成负压，从而可以将螺丝吸附在螺丝批的下端。

具体而言，如附图9所示，所述螺丝批2000包括外壳2100、位于其内的电源、控制板、电机、传动机构及由电机驱动自转的批头2200等。所述外壳710的前端设置头部2300，所述头部2300处设置有管接头2400且连接有套设在批头2200外周的风管2500，所述管接头2400对称设置在所述头部2300的两侧，所述风管2500的上端限位于所述头部2300的腔体中且可沿批头的轴线方向往复移动，所述风管2500的上端连接一套设在所述批头2200外周的弹簧2600，所述风管2500的下端连接一吸管2700，所述吸管2700套设在所述批头2200外周且常态下批头2200的下端位于所述吸管2700内，所述吸管2700的末端的开口2710的口径略大于所述批头2200的下部分的直径，从而可以有效地在管接头2400连接抽气管路后在吸管2700的下端形成负压将螺丝吸附。所述吸管2700的末端板形成有一沉孔，所述沉孔与所述批头7200共轴，且所述沉孔的下圆孔的孔径大于上圆孔的孔径，且下圆孔的深度大于待锁螺丝的尾部的厚度，所述螺丝常态下延伸到所述下圆孔中，且延伸到所述下圆孔中的距离与所述待锁螺丝的尾部的传扭槽的深度相当。

驱动所述螺丝批2000的升降装置3000可以是已知的各种能够产生直线移动的机构，例如可以是气缸、油缸等，优选的实施例中，如附图7所示，所述升降装置3000包括电机3100，所述电机3100的电机轴连接带轮3200，所述带轮3200通过同步带3300连接从动带轮3400，所述从动带轮3400连接一丝杠3500的螺杆，所述丝杠3500的活动块连接一滑动板3600，所述滑动板3600可滑动地设置在所述龙门板上的导轨3700上，所述螺丝批2000设置在所述滑动板3600上。

更进一步，如附图7所示，所述螺丝批2000通过浮动机构5000连接所述升降装置3000，从而可以有效缓冲所述螺丝批2000工作时的冲击，具体的，如附图10所示，所述浮动机构5000包括一与所述滑动板3600连接的安装板5100，所述安装板5100上设置有两个与所述批头平行的导向轴5200，所述导向轴5200上可滑动地设置有第一滑动件5300和第二滑动件5400，所述第一滑动件5300和第二滑动件5400可滑动地设置在所述滑动板3600上的导轨5500，所述第一滑动件5300和第二滑动件5400之间设置弹簧5600，所述第一滑动件5300上设置有用于安装螺丝批的安装板5700，所述滑动板3600上防还设置有与所述第二滑动件5400抵靠的限位板5800。

同时，为了有效控制拧螺丝时的力度，在所述浮动机构5000处设置有压力传感器5900，所述压力传感器可以设置在所述弹簧5600的上端，具体是设置在所述限位板5800的下部且与所述第二滑动件5400抵靠，当然也可以放在其他可行的位置，

实际工作时，如附图7所示，通过一移动装置6000来驱动所述载板4000移动，从而可以带动其上的全部结构整体移动，所述移动装置2000可以是各种可行的移动设备，例如六轴机器人或多轴移动模组或者手动控制的移动机构，如平衡吊等，当采用自动控制载板4000的移动方式时，可以通过控制器中的控制软件的控制程序，按照设定的路径进行载板的移动控制，也可以通过视觉定位的方式来进行载板的移动控制，因此，所述螺丝锁紧机器人还包括图像采集装置7000，所述图像采集装置7000位于所述螺丝批的前侧且固定在所述滑动板上。另外，所述图像采集装置7000还可以用来采集拧装后的图像以确定是否有漏拧或拧装不符合要求的情况。当然为了确保每个点位拧装了螺丝且螺丝拧紧符合要求，避免歪斜等情况，所述螺丝锁紧机器人还包括激光传感器，所述激光传感器可以是激光测距仪或激光平面度测量仪等可行的设备。

优选的实施例中，所述移动装置6000是四轴机器人，并且所述载板4000是所述四轴机器人的前级关节的基板，所述升降装置3000的电机是所述前级关节原有的电机。

整个设备工作时，所述螺丝供应器100将一个螺丝供料至所述衔接孔310中后，所述平移机构370驱动所述衔接块直线平移至所述衔接孔310与输送通道210位置对应，此时，供气管路供气将所述衔接孔310中的螺丝吹入所述输送通道210，螺丝210进入到两个夹爪420形成的限位通道中，随后，所述螺丝批连接的抽气管路开始抽气，同时升降装置3000可以驱动所述螺丝批2000下移将限位通道中的螺丝吸附，随后，所述两个夹爪420打开，所述移动装置2000驱动所述载板移动至待拧螺丝位置，最后，所述升降装置3000驱动所述螺丝批2000下移且所述螺丝批2000启动拧紧螺丝。当然，上述过程并不是唯一的，例如可以先将螺丝批的下端移动至取料位置，然后再将两个夹爪420闭合。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.螺丝供料装置，其特征在于：包括螺丝供应器及螺丝输送管，所述螺丝供应器的出料端和螺丝输送管的输送通道的进料端相对且错位设置，所述螺丝供应器的出料端和输送通道的进料端的间隙处可移动地设置衔接件，所述衔接件在第一位置处，其上的衔接孔的一端与所述螺丝供应器的出料端对接，所述衔接件在第二位置处，所述衔接孔的另一端与所述输送通道的输入端对接，所述衔接孔与一气孔连通，所述输送通道的出料端与一螺丝定位器上的限位通道对接，所述限位通道连通一与其延伸方向垂直的出料通道。

2.根据权利要求1所述的螺丝供料装置，其特征在于：所述螺丝输送管的进料端与所述螺丝供应器的出料端之间的横向间距小于所述螺丝供应器的出料端到其两侧面的距离。

3.根据权利要求1所述的螺丝供料装置，其特征在于：所述螺丝输送管包括刚性的第一板件及第二板件，所述输送通道为曲线状。

4.根据权利要求1所述的螺丝供料装置，其特征在于：所述衔接孔、输送通道及限位通道的截面为T形。

5.根据权利要求1所述的螺丝供料装置，其特征在于：所述螺丝定位器包括由气缸驱动开闭的两个夹爪，两个夹爪闭合状态下形成所述限位通道和出料通道。

6.根据权利要求1-5任一所述的螺丝供料装置，其特征在于：所述衔接件连接一驱动其沿直线移动的平移装置，所述衔接件在由所述螺丝供应器的出料端与所述输送通道的进料端之间移动过程中，其衔接孔的两端是有遮挡的。

7.螺丝锁紧机器人，包括下端可形成负压的螺丝批，其特征在于：还包括权利要求1-6任一所述的螺丝供料装置，所述螺丝批的批头与所述出料通道共轴，所述螺丝批连接驱动其升降的升降装置，所述螺丝批通过浮动机构连接所述升降装置，所述螺丝供应器、螺丝输送管、衔接块、螺丝限位器、螺丝批及升降装置位于一载板上。

8.根据权利要求7所述的螺丝锁紧机器人，其特征在于：所述浮动机构处设置有压力传感器。

9.根据权利要求7所述的螺丝锁紧机器人，其特征在于：还包括图像采集装置和/或激光传感器。

10.根据权利要求7-9任一所述的螺丝锁紧机器人，其特征在于：所述载板是四轴移动机器人的前级关节的基板，所述升降装置的动力源是所述前级关节的电机。

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