CN220636908U - 一种用于热水壶的螺丝安装机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于热水壶的螺丝安装机，属于组合加工技术领域。该螺丝安装机包括加工台，所述加工台上旋转设置有用于输送工件的旋转机构、用于装配螺丝的螺丝拧紧机构以及用于下料的出料机构，所述旋转机构具有上料工位、螺丝装配工位以及出料工位，所述螺丝拧紧机构与所述螺丝装配工位对应安装，所述出料机构与所述出料工位对应安装。本申请具有提高螺丝拧紧的装配效率的效果。

Description

一种用于热水壶的螺丝安装机

技术领域

本申请涉及组合加工技术领域，尤其是涉及一种用于热水壶的螺丝安装机。

背景技术

螺丝是一种由头部和螺杆两部分组成的紧固件，需与螺母或开设有螺孔的零件配合。螺丝通常用于紧固连接两个零件，在产品生产的装配环节中较为常见。

参照图1为一种热水壶的两个零件，包括套座和设置于套座顶部的钢圈。在该产品的组装流程中，套座和钢圈之间需要通过多个螺丝进行固定。现有的进行上述两个零件的螺丝连接时，通常采用人工手动抓取螺丝，然后利用螺丝批手动拧紧螺丝。但是人工拧螺丝时，通常只能一个一个的逐一拧紧，装配的效率较低，因此需要提供一种半自动化的螺丝拧紧设备。

实用新型内容

为了提高螺丝拧紧的装配效率，本申请提供一种用于热水壶的螺丝安装机。

本申请提供的一种用于热水壶的螺丝安装机采用如下的技术方案：

一种用于热水壶的螺丝安装机，包括加工台，所述加工台上旋转设置有用于输送工件的旋转机构、用于装配螺丝的螺丝拧紧机构以及用于下料的出料机构，所述旋转机构具有上料工位、螺丝装配工位以及出料工位，所述螺丝拧紧机构与所述螺丝装配工位对应安装，所述出料机构与所述出料工位对应安装；

所述螺丝拧紧机构包括设置于所述加工台顶部的固定支架、多个升降设置于所述固定支架的拧紧组件和驱动所述拧紧组件升降的升降驱动件，所述固定支架包括至少两个竖直布置的导向柱、滑动连接于所述导向柱且供所述拧紧组件安装的升降平台以及供所述升降驱动件安装的固定平台；

所述拧紧组件包括拧紧驱动件、连接于所述拧紧驱动件的伸缩缓冲杆、同轴连接于所述伸缩缓冲杆的螺丝刀杆、套设于所述螺丝刀杆的固定管以及设置于所述螺丝刀杆端部的螺丝夹头，所述升降平台包括供所述固定管固定安装的第一平台和供所述拧紧驱动件安装的第二平台。

通过采用上述技术方案，在进行两个工件的螺丝连接时，先将两个工件初步定位后放置在旋转的上料工位，旋转机构旋转使得上料工位上的两个工件切换到螺丝装配工位；驱使螺丝拧紧机构向下降落，使得螺丝对准两个工件的螺孔，然后自动拧紧螺丝实现两个工件的连接，复位螺丝拧紧机构并补充螺丝；旋转机构使完成连接的工件切换至出料工位，通过出料机构将工件进行出料，上述的加工设备能够实现螺丝的自动拧紧和工件的自动上、下料，提高产品组装效率。

在工件旋转至螺丝拧紧工位后，升降驱动件驱使升降平台降落，带动拧紧组件同步降落到工件表面，然后通过拧紧组件自动拧紧螺丝实现两个工件的连接，至少两个导向柱和升降平台的滑移配合能够提高升降平台的升降稳定性。

在拧紧组件上的螺丝抵接在工件上后，拧紧驱动件驱使伸缩缓冲杆和螺丝刀杆同步转动，螺丝刀杆在固定管内随着螺丝的旋入逐渐向下移动，待螺丝拧紧后再重新复位。

可选的，所述旋转机构包括旋转设置于所述加工台的旋转盘、至少三个安装于所述旋转盘且用于供工件放置的定位盘以及驱动所述旋转盘转动的转动驱动件，所述旋转盘周向间隔设置所述旋转盘顶部。

通过采用上述技术方案，公开了旋转机构的组成结构，在进行组装时，将两个待组装的零件定位放置在定位盘，转动驱动件驱使旋转盘转动，将工件从上料工位依次切换到螺丝拧紧工位、出料工位，至少三个定位盘的设置使得三个工位能够同时进行，提高装配效率。

可选的，所述第一平台上设置有与所述固定管一一对应的固定板，所述固定板具有供所述固定管过盈插入的固定通孔，所述固定板与所述第一平台固定安装。

通过采用上述技术方案，固定管过盈插接到固定板实现与第一平台的固定连接，使得在进行螺丝的拧紧时，固定管内的螺丝刀杆能够在固定管内上下升降，固定管的设置能够使得螺丝拧紧的稳定性较为理想。

可选的，所述伸缩缓冲杆包括连接所述螺丝刀杆的连接杆、连接所述拧紧驱动件的缓冲杆、供所述缓冲杆滑移安装的缓冲套管以及套设于所述缓冲杆外侧的缓冲弹簧，所述连接杆与所述缓冲套管对称开设有条形通孔，所述缓冲杆在所述缓冲套管内设置有穿设所述条形通孔的限位杆。

通过采用上述技术方案，公开了伸缩缓冲杆的组成结构，在拧紧螺丝后，升降驱动件带动缓冲杆在缓冲套管内向下移动，使得缓冲弹簧产生轴向的压缩，限位杆的设置，能够对缓冲杆在缓冲套管内的滑移起到轴向限位作用，上述的结构能够对拧紧组件的向上复位行程起到缓冲作用。

可选的，所述螺丝夹头包括连接所述固定管的连接座和铰接设置于所述连接座且用于夹持螺丝的夹持机构，所述连接座内具有供螺丝布置的布置通孔，所述连接座的侧壁还设置有连通所述布置通孔的供料孔。

通过采用上述技术方案，螺丝布置在布置通孔内，在夹持机构作用对螺丝起到夹持限位作用，随着螺丝的拧紧下移，螺丝驱使夹持机构转动，解除对螺丝的夹持效果，实现螺丝和螺丝夹头的分离，之后再通过供料孔补充消耗的螺丝。

可选的，所述夹持机构包括铰接于所述连接座相对两侧的螺丝夹板，所述螺丝夹板通过转动轴与所述连接座连接，所述连接座在所述转动轴的一侧还设置有连接所述螺丝夹板的支撑弹簧，两个所述螺丝夹板的内部形成有夹持槽。

通过采用上述技术方案，具体公开了夹持机构的结构，在进行螺丝下移时，螺丝挤压两块螺丝夹板朝相互远离的方向移动，使得夹持槽被撑开，从而使得螺丝能够从夹持机构的夹持状态解除。

可选的，所述排料机构包括用于夹持工件的三爪卡盘、驱使所述三爪卡盘升降的升降气缸以及驱使所述升降气缸水平移动的液压缸，所述旋转平台设置有供所述液压缸安装的安装支架。

通过采用上述技术方案，当工件完成螺丝连接旋转至出料工位后，升降气缸驱使三爪卡盘向下移动，三爪卡盘的卡爪压紧抵接在工件的内壁，复位升降气缸带动工件脱离定位盘，然后通过液压缸将工件水平移动到下料的区域，向内收缩卡爪，使得工件自动掉落，上述的结构实现了工件的自动下料，结构简单，节省人力。

可选的，所述安装支架具有沿所述液压缸的活塞的长度方向布置的滑轨，所述升降气缸上设置有与所述滑轨滑移配合的滑块。

通过采用上述技术方案，滑轨和滑块的配合，使得液压缸驱动升降气缸水平移动时，能够提高升降气缸水平移动的稳定性，降低了工件出现晃动而掉落的概率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请螺丝拧紧加工设备，包括加工台、旋转机构、螺丝拧紧机构以及出料机构，加工设备具有上料工位、螺丝拧紧工位、出料工位，能够实现套环和钢圈的半自动化螺丝拧紧；

2.本申请通过将螺丝刀杆竖直限位在固定管内，使得提高螺丝刀杆在拧紧螺丝时的稳定性；

3.本申请通过升降气缸上的滑块和滑轨的配合，能够提高升降气缸水平移动的稳定性，降低了工件从三爪卡盘掉落的概率。

附图说明

图1是本申请需要进行螺丝连接的两个工件。

图2是本申请实施例的整体结构示意图。

图3是本申请实施例的旋转机构的结构示意图。

图4是本申请实施例的螺丝拧紧机构的结构示意图。

图5是本申请实施例的拧紧组件的结构示意图。

图6是本申请实施例的螺丝夹头的爆炸结构示意图。

图7是本申请实施例的出料机构的结构示意图。

附图标记说明：1、加工台；11、固定框架；12、安装支架；121、滑轨；2、旋转机构；21、旋转盘；22、定位盘；221、定位槽；3、螺丝拧紧机构；31、固定支架；311、导向柱；312、升降平台；3121、第一平台；3122、第二平台；313、固定平台；32、拧紧组件；321、拧紧驱动件；322、伸缩缓冲杆；3221、连接杆；3222、缓冲杆；3223、缓冲套管；32231、条形通孔；32232、限位杆；3224、缓冲弹簧；323、螺丝刀杆；324、固定管；325、螺丝夹头；3251、连接座；32511、布置通孔；32512、供料孔；32513、铰接槽；3252、夹持机构；32521、螺丝夹板；32522、夹持槽；3253、供料管；3254、转动轴；3255、支撑弹簧；33、升降驱动件；331、升降杆；34、固定板；341、固定通孔；4、出料机构；41、三爪卡盘；42、升降气缸；421、滑块；43、液压缸。

具体实施方式

以下结合附图2-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于热水壶的螺丝安装机。

参照图2，一种用于热水壶的螺丝安装机，包括加工台1，加工台1上设置有用于输送工件的旋转机构2、用于装配螺丝的螺丝拧紧机构3以及用于下料的出料机构4。

参照图2和图3，旋转机构2包括设置于加工台1顶部的旋转盘21、至少三个周向安装于旋转盘21顶部且用于供工件放置的定位盘22以及驱动旋转盘21周向转动的转动驱动件。旋转盘21的旋转，使得至少三个定位盘22分别对应三个工位。三个工位按照工件旋转顺序依次为上料工位、螺丝装配工位以及下料工位。螺丝拧紧机构3和螺丝装配工位对应布置，出料机构4和下料工位对应布置。

本实施例中，转动驱动件为伺服电机（图中未标识）。转动驱动件固定安装于加工台1的底部，转动驱动件与旋转盘21可通过齿轮传动、皮带传动等方式实现传动，使得旋转盘21能够以中心轴线进行转动。

定位盘22通过螺丝和旋转盘21固定连接，定位盘22的顶部具有供工件放置的定位槽221。在本实施例中，旋转盘21上设置有四个定位盘22，四个定位盘22沿旋转盘21的中心轴线周向间隔均匀布置。其中，四个定位盘22中，上料工位包括两个定位盘22。

在工件定位放置在定位盘22后，驱动电机受到传感器或计时器程序控制，使得旋转盘21每次转动90°。放置有工件的定位盘22旋转至螺丝装配工位，进行螺丝的装配；待螺丝拧紧后，转动90°至下料工位，工件在下料工位完成下料，再转动90°至上料工位重新上料。

参照图2和图4，螺丝拧紧机构3包括设置于加工台1顶部且位于旋转盘21一侧的固定支架31、多个升降设置于固定支架31且用于拧紧螺丝的拧紧组件32以及驱动拧紧组件32升降的升降驱动件33。

固定支架31包括两根竖直固定于加工台1的导向柱311、固定套设在两根导向柱311的升降平台312以及供升降驱动件33安装的固定平台313。加工台1上还设置有固定框架11，拧紧组件32整体安装于固定框架11内。固定平台313水平安装于导向柱311的顶部，且与所述固定框架11的侧壁通过螺丝或焊接等方式固定连接。在本实施例中，升降驱动件33为液压油缸，升降驱动件33竖直安装于固定平台313的顶部。升降驱动件33的活塞杆连接有用于带动升降平台312升降的升降杆331。

参照图4和图5，拧紧组件32包括拧紧驱动件321、与拧紧驱动件321同轴连接的伸缩缓冲杆322、设置于伸缩缓冲杆322端部的螺丝刀杆323、套设于螺丝刀杆323的固定管324以及设置于螺丝刀杆323端部用于放置螺丝的螺丝夹头325。

拧紧驱动件321为旋转电机，拧紧驱动件321呈输出轴竖直朝下布置。其中，升降平台312包括供固定管324固定安装的第一平台3121和供拧紧驱动件321安装的第二平台3122。拧紧驱动件321通过螺丝固定于第一平台3121。第一平台3121和第二平台3122相互平行，第二平台3122位于第一平台3121的上方。升降杆331依次穿设第二平台3122和第二平台3122，且端部凸出于第一平台3121的底面。当升降驱动件33启动后能够带动第一平台3121和第二平台3122同步升降。

拧紧组件32的数量可根据工件需要的螺丝数量进行调整，在本实施例中，螺丝拧紧机构3具有四个拧紧组件32，四个拧紧组件32沿位于螺丝装配工位的定位盘22的轴线周向间隔布置。第一平台3121上设置有与四个固定管324一一对应的固定板34。固定板34呈长条状，固定板34的一端具有供固定管324穿过的固定通孔341，固定板34的另一端通过螺丝和第一平台3121固定连接。固定通孔341与固定管324过盈配合，使得固定管324通过固定板34和第一平台3121固定连接，以使得在螺丝刀杆323拧紧螺丝时，螺丝刀杆323相对第一平台3121在固定管324进行轴向滑移，提高螺丝刀杆323的拧紧稳定性。

伸缩缓冲杆322包括连接螺丝刀杆323的连接杆3221、连接拧紧驱动件321输出轴的缓冲杆3222、供缓冲杆3222滑移安装的补偿缓冲套管3223以及套设于缓冲杆3222外侧的缓冲弹簧3224。连接杆3221的外径大于螺丝刀杆323的外径，连接杆3221滑移布置于固定管324内。其中，连接杆3221和缓冲套管3223、缓冲杆3222和拧紧驱动件321的输出轴之间均通过联轴器进行连接。缓冲套管3223远离缓冲杆3222的端部具有用于和联轴器固定配合的螺柱。

缓冲套管3223的相对两侧壁沿长度方向开设有贯穿内外侧壁的条形通孔32231。缓冲杆3222中位于补偿缓冲套管3223内的端部水平连接有限位杆32232，限位杆32232水平穿过两个条形通孔32231且两端均凸出于补偿缓冲套管3223的外壁。缓冲弹簧3224的两端分别抵接于补偿缓冲套管3223的顶部端面和联轴器。在拧紧螺丝后，再次启动升降驱动件33，由于螺丝刀杆323和螺丝抵接，使得螺丝刀杆323、连接杆3221以及第一平台3121不会向下移动，而缓冲杆3222能够在补偿缓冲套管3223内进行升降滑移，待限位杆32232抵接到条形通孔32231的底壁后，再通过升降驱动件33驱使整体拧紧组件32上升。缓冲杆3222在进行缓冲套管3223内向下滑移时，缓冲弹簧3224被进行压缩，使得能够对进行复位时的拧紧组件32起到缓冲的作用。

参照图4、图5和图6，螺丝夹头325包括连接于固定管324端部的连接座3251和设置于连接座3251侧壁用于夹持螺丝的夹持机构3252。连接座3251和固定管324的端部螺纹连接固定，连接座3251具有上下贯通且供螺丝布置的布置通孔32511。螺丝刀杆323的端部穿过固定管324布置于布置通孔32511内与螺丝的螺丝头相互对应。其中，连接座3251的侧壁还设置有连通布置通孔32511且用于补充螺丝的供料孔32512。供料孔32512内连接有供料管3253，供料管3253内排列有螺杆朝向供料孔32512的螺丝，本申请通过气动的方式驱使螺丝从供料管3253内输送至供料孔32512，完成一次螺丝拧紧后，供料孔32512内的螺丝补充至布置通孔32511。

夹持机构3252包括铰接于连接座3251相对两侧螺丝夹板32521。连接座3251的侧壁具有供螺丝夹板32521铰接的铰接槽32513，并在铰接槽32513的侧壁穿设有和螺丝夹板32521铰接配合的转动轴3254。两个螺丝夹板32521的底部贴合形成有供螺丝布置的夹持槽32522。连接座3251的转动轴3254的顶部一侧还设置有支撑弹簧3255，支撑弹簧3255的两端分别连接铰接槽32513底壁和螺丝夹板32521。

夹持机构3252用于对补充到布置通孔32511内的螺丝起到夹持固定的作用，当螺丝拧紧时，随着螺丝的不断向下旋紧，螺丝夹板32521受到螺丝的挤压朝外侧转动，实现螺丝从螺丝夹头325的脱离。

参照图2和图7，出料机构4包括用于夹持工件的三爪卡盘41、驱使三爪卡盘41升降的升降气缸42以及驱动升降气缸42和三爪卡盘41朝远离旋转盘21的方向水平移动的伸缩液压缸43。本实施例中三爪卡盘41为现有技术中的三爪卡盘41。伸缩液压缸43的水平移动，使得三爪卡盘41具有初始端和终止端，初始端与下料工位上完成螺丝连接的工件对应布置。升降气缸42螺丝固定于三爪卡盘41的顶部。固定框架11上设置有供液压缸43安装的安装支架12，安装支架12和固定框架11可通过螺丝或焊接等方式固定连接。安装支架12上沿水平方向具有与液压缸43的活塞杆相互平行的滑轨121。升降气缸42的侧壁具有与滑轨121滑移配合的滑块421。

升降气缸42驱动三爪卡盘41朝定位盘22移动，使得三爪卡盘41的卡爪压紧抵接在工件的内壁；复位升降气缸42，使得工件从定位盘22上脱离；最后驱动液压缸43，带动升降启动和三爪卡盘41从初始端水平移动至终止端。

本申请实施例一种用于热水壶的螺丝安装机的实施原理为：首先装配人员将待组装的工件定位放置在定位盘22上；然后旋转至螺丝装配工位，升降驱动件33驱使拧紧组件32向下降落，使得螺丝夹头325上的螺丝对应插入到工件的螺孔内，启动拧紧驱动件321驱使螺丝刀杆323将螺丝旋紧，螺丝在旋紧时将夹持机构3252撑开，使得螺丝和螺丝夹头325上完成脱离，螺丝装配后，再次通过升降驱动件33将拧紧组件32向上移动复位；之后，转动旋转盘21，使得组装好的工件和下料工位的出料机构4对应，出料机构4将组装好的工件和定位盘22分离，并输送至下料区域。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，包括加工台（1），所述加工台（1）上旋转设置有用于输送工件的旋转机构（2）、用于装配螺丝的螺丝拧紧机构（3）以及用于下料的出料机构（4），所述旋转机构（2）具有上料工位、螺丝装配工位以及出料工位，所述螺丝拧紧机构（3）与所述螺丝装配工位对应安装，所述出料机构（4）与所述出料工位对应安装；所述螺丝拧紧机构（3）包括设置于所述加工台（1）顶部的固定支架（31）、多个升降设置于所述固定支架（31）的拧紧组件（32）和驱动所述拧紧组件（32）升降的升降驱动件（33），所述固定支架（31）包括至少两个竖直布置的导向柱（311）、滑动连接于所述导向柱（311）且供所述拧紧组件（32）安装的升降平台（312）以及供所述升降驱动件（33）安装的固定平台（313）；所述拧紧组件（32）包括拧紧驱动件（321）、连接于所述拧紧驱动件（321）的伸缩缓冲杆（322）、同轴连接于所述伸缩缓冲杆（322）的螺丝刀杆（323）、套设于所述螺丝刀杆（323）的固定管（324）以及设置于所述固定管（324）端部的螺丝夹头（325），所述升降平台（312）包括供所述固定管（324）固定安装的第一平台（3121）和供所述拧紧驱动件（321）安装的第二平台（3122）。

2.根据权利要求1所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述旋转机构（2）包括旋转设置于所述加工台（1）的旋转盘（21）、至少三个安装于所述旋转盘（21）且用于供工件放置的定位盘（22）以及驱动所述旋转盘（21）转动的转动驱动件，所述定位盘（22）周向间隔设置于所述旋转盘（21）顶部。

3.根据权利要求1所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述第一平台（3121）上设置有与所述固定管（324）一一对应的固定板（34），所述固定板（34）具有供所述固定管（324）过盈插入的固定通孔（341），所述固定板（34）与所述第一平台（3121）螺丝固定。

4.根据权利要求3所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述伸缩缓冲杆（322）包括连接所述螺丝刀杆（323）的连接杆（3221）、连接所述拧紧驱动件（321）的缓冲杆（3222）、供所述缓冲杆（3222）滑移安装的缓冲套管（3223）以及套设于所述缓冲杆（3222）外侧的缓冲弹簧（3224），所述缓冲套管（3223）对称开设有条形通孔（32231），所述缓冲杆（3222）在所述缓冲套管（3223）内设置有穿设所述条形通孔（32231）的限位杆（32232）。

5.根据权利要求1所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述螺丝夹头（325）包括连接所述固定管（324）的连接座（3251）和铰接设置于所述连接座（3251）且用于夹持螺丝的夹持机构（3252），所述连接座（3251）内具有供螺丝布置的布置通孔（32511），所述连接座（3251）的侧壁还设置有连通所述布置通孔（32511）的供料孔（32512）。

6.根据权利要求5所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述夹持机构（3252）包括铰接于所述连接座（3251）相对两侧的螺丝夹板（32521），所述螺丝夹板（32521）通过转动轴（3254）与所述连接座（3251）连接，所述连接座（3251）在所述转动轴（3254）的一侧还设置有连接所述螺丝夹板（32521）的支撑弹簧（3255），两个所述螺丝夹板（32521）的内部形成有夹持槽（32522）。

7.根据权利要求1所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述出料机构（4）包括用于夹持工件的三爪卡盘（41）、驱使所述三爪卡盘（41）升降的升降气缸（42）以及驱使所述升降气缸（42）水平移动的液压缸（43），所述加工台（1）上设置有供所述液压缸（43）安装的安装支架（12）。

8.根据权利要求7所述的一种用于热水壶的螺丝安装机，其特征在于，所述安装支架（12）具有沿所述液压缸（43）的活塞的长度方向布置的滑轨（121），所述升降气缸（42）上设置有与所述滑轨（121）滑移配合的滑块（421）。