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自動鎖螺絲機

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B23P19/002 Article feeders for assembling machines orientating the articles
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TWI471199B

Taiwan

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English
Inventor
Hsiang Nien Chung
Tung Chuan Wu
Tzu Hsin Kuo

Worldwide applications
2012 TW CN 2013 US JP

Application TW101139641A events
2015-02-01
Application granted

Description

自動鎖螺絲機
本揭露係關於一種鎖螺絲機之技術領域,特別是有關於一種自動化之鎖螺絲機。
當前在眾多的電子、電機、機械五金、玩具和家具產品等製造行業,對於工件的結合和固定,常藉由鎖緊螺絲來完成,故螺絲在日常生活中以及產業上扮演不可或缺的角色,且廣泛地應用於各個領域,市場商機龐大。
傳統工件之鎖螺絲方式,常常是工作人員一手拿螺絲,一手拿電動起子或氣動起子的鎖螺絲動作,此種方式是相當耗時和費力的。相對於傳統的鎖螺絲方式,自動鎖螺絲機則因節省了手工拿取螺絲之過程,並減少將螺絲放置於螺絲起子之步驟,故自動鎖螺絲機之效率比傳統的鎖螺絲方式提高許多。
一般自動鎖螺絲機之螺絲的供給方式,常見的有吹氣式和吸附式二種。一般而言,吹氣式由於工作連續,每鎖一次螺絲時,自動鎖螺絲機之工作頭部無需來回作動一次以吸附螺絲,因此吹氣式的整體效率優於吸附式。但是,吹氣式本身受到螺絲之外形與長徑比(長度與直徑比)的限制,並不是每一種螺絲都適用於吹氣式輸送,舉例說明如下:第1A圖係繪示習知技術中輸送管及適用於吹氣式輸 送之螺絲的立體示意圖,第1B圖係繪示習知技術第1A圖中輸送管及適用於吹氣式輸送之螺絲的平面示意圖。
如圖所示,吹氣式係利用氣壓將螺絲12經由輸送管10之導通孔11輸送至自動鎖螺絲機之工作頭部(圖中未繪示),由於該螺絲12之長度L1大於直徑D1,故該螺絲12於輸送管10之導通孔11內並不會產生翻轉或卡料的情形。
第2A圖係繪示習知技術中輸送管及不適用於吹氣式輸送之螺絲的立體示意圖,第2B圖係繪示習知技術第2A圖中不適用於吹氣式輸送之螺絲的平面示意圖。
如圖所示,螺絲13之長度L2則小於直徑D2,故該螺絲13於輸送管10之導通孔11內可能產生翻轉或卡料的情形,因而該螺絲13並不適用於吹氣式輸送。
因此,如何解決上述習知技術的缺失,以克服螺絲產生翻轉或卡料的問題,遂成為本領域技術人員的重要課題。
本揭露提供一種自動鎖螺絲機,先利用旋轉板逐一分離複數個已整列之螺絲,並採用具有T字型導通孔之輸送管依序輸送已分離之螺絲,同時藉由彈簧滾珠機構支撐該輸送管所輸送之螺絲,以將所輸送之螺絲緊鎖於工件上。藉此,本揭露可克服螺絲之長度太短而於該輸送管或工作頭部之貫穿孔內產生翻轉或卡料的問題,進而提供具有高自動化程度與生產效率之自動鎖螺絲機。
本揭露係提出一種自動鎖螺絲機,其包括自動分離模組、自動輸送模組以及自動鎖緊模組。該自動分離模組係 分離複數個已整列之螺絲。該自動輸送模組係連接該自動分離模組,並具有輸送管,該輸送管係輸送該自動分離模組所分離之螺絲。該自動鎖緊模組係連接該自動輸送模組,並具有第一彈簧滾珠機構與起子,該第一彈簧滾珠機構係支撐該輸送管所輸送之螺絲,以由該起子將該第一彈簧滾珠機構所支撐之螺絲緊鎖於工件上。
以下藉由特定的具體實施形態說明本揭露之實施方式,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效,亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
第3圖係繪示本揭露之自動鎖螺絲機的立體示意圖。
如圖所示,自動鎖螺絲機100係設置於三軸平台200之平台201上,並包括自動整列模組110、自動分離模組120、自動輸送模組130以及自動鎖緊模組140。
該自動整列模組110係設置於載體230上,並用以整列複數個螺絲(圖中未繪示),且該自動整列模組110可採用振動盤分選機構或搖臂式整列機構來實現。
該自動分離模組120係連接該自動整列模組110,並用以逐一分離複數個已整列之螺絲。
該自動輸送模組130係連接該自動分離模組120,並具有輸送管139,該輸送管139係用以輸送該自動分離模組120所分離之螺絲。
該自動鎖緊模組140係連接該自動輸送模組130,並 設置於三軸平台200或機械手臂上。以該三軸平台200為例,該三軸平台200係具有支撐架202、第一滑軌211、第二滑軌212與第三滑軌213。該第一滑軌211係設置於該支撐架202上,並用以使該自動鎖緊模組140進行左右(如X軸方向)移動。該第二滑軌212係設置於該第一滑軌211上,並用以使該自動鎖緊模組140進行上下(如Z軸方向)移動。該第三滑軌213係設置於該平台201上,並用以使該工件220進行前後(如Y軸方向)移動。藉此,該三軸平台200可加以調整該自動鎖緊模組140及該工件220之位置。
上述之自動鎖緊模組140係具有第二連接管141、工作頭部142、起子143、電動裝置143a、起子座144與氣壓缸145。該第二連接管141之兩端係分別連接該輸送管139及該工作頭部142。該工作頭部142內之第一彈簧滾珠機構(圖中未繪示)係用以支撐該輸送管139所輸送之螺絲,該工作頭部142之端部係用以頂住工件220。
該起子143可為氣動起子或電動起子,並藉由該電動裝置143a(如電動馬達)或氣動裝置進行旋轉,以將該第一彈簧滾珠機構所支撐之螺絲緊鎖於該工件220上或其溝槽內。該起子座144係用以設置該起子143於其中。該氣壓缸145係連接該起子座144,並用以產生氣壓以提供動力予該自動鎖緊模組140,使該起子座144及該起子143進行移動。第4A圖至第4D圖係繪示本揭露之自動整列模組、自動分離模組與自動輸送模組之運作方式的立體示意 圖。
如第4A圖所示,該自動整列模組110係具有承載件112以承載該些已整列完成之螺絲111。該自動分離模組120係具有旋轉板121與旋轉單元122,該旋轉板121係具有第一開孔123,該第一開孔123可為一斜孔,該旋轉單元122可為馬達或旋轉氣缸等機構,並用以旋轉該旋轉板121。該自動輸送模組130係具有氣壓導管131、氣壓接頭132與氣壓調節閥133。
該自動整列模組110係藉由震動或推力等方式,將該些已整列完成之螺絲111往該自動分離模組120之方向移動,使該些已整列之螺絲111逐一進入該旋轉板121之第一開孔123內。
如第4B圖所示,該旋轉單元122會旋轉該旋轉板121,以將該第一開孔123及其內之螺絲111移轉至預定的位置。在本實施例中,該旋轉單元122係依第一旋轉方向124旋轉該旋轉板121,以將該第一開孔123及其內之螺絲111移轉至該氣壓導管131處。
如第4C圖至第4D圖所示,該氣壓導管131係具有第二開孔134與氣壓通孔136。該氣壓接頭132係具有吹氣口135,並用以連接外部之氣壓裝置(圖中未繪示)以取得氣壓。該氣壓調節閥133係連接該氣壓導管131與該氣壓接頭132,並用以調整該氣壓之大小。
該自動輸送模組130亦可具有第一連接管137,其兩端係分別連接該氣壓導管131與輸送管(圖中未繪示)。同 時,該第一連接管137係具有第一連接孔138,其剖面形狀係為T字型。
上述第4B圖之第一開孔123及其內之螺絲111會移轉至第4D圖之該氣壓導管131之第二開孔134處,以藉由該第一開孔123之斜度使其內之螺絲111移動至該第二開孔134內。
接著,該旋轉單元122會依第二旋轉方向125反向旋轉該旋轉板121,以將該第一開孔123回復至原來的位置,使該旋轉板121封閉該第二開孔134以避免該氣壓外洩。
再來,該氣壓會透過該氣壓接頭132之吹氣口135進入該氣壓通孔136及該第二開孔134內,且該氣壓通孔136與該第二開孔134相通,使該第二開孔134內之螺絲111經由該第一連接管137之第一連接孔138及輸送管之導通孔輸送至自動鎖緊模組(圖中未繪示)內。
第5A圖至第5B圖係繪示本揭露之自動輸送模組中,輸送管及其輸送之螺絲於不同方向的立體示意圖。
如圖所示,輸送管139可為軟管,上述第4D圖與第3圖之第一連接管137及第二連接管141可為硬管,以利該輸送管139之兩端易於分別連接第一連接管137及第二連接管141。螺絲111之長度係小於直徑,但在其他實施例中,該螺絲111之長度亦可大於直徑。
螺絲111之形狀係為T字型,且輸送管139之導通孔139a的剖面形狀亦為T字型。藉此,該螺絲111能平穩地經由該輸送管139輸送至自動鎖緊模組之工作頭部(圖中 未繪示),故可克服該螺絲111之長度太短時,將導致該螺絲111經由該輸送管139輸送至該工作頭部之過程中,可能產生翻轉或卡料的問題。
第6A圖係繪示本揭露之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的立體示意圖。第6B圖係繪示本揭露第6A圖之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的另一立體示意圖。第6C圖係繪示本揭露第6B圖之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的剖面示意圖。
如圖所示,該自動鎖緊模組140除具有第二連接管141、工作頭部142、起子143與第一彈簧滾珠機構149外,亦具有第3圖之起子座144與氣壓缸145。
該第二連接管141之兩端係分別連接該工作頭部142與上述第5A圖至第5B圖之輸送管139,且該第二連接管141之第二連接孔141a的剖面形狀係為T字型。
該工作頭部142係具有本體146、端部147與貫穿孔148。該本體146係連接該端部147,該貫穿孔148係貫穿該本體146與該端部147。
該端部147之直徑係小於該本體146之直徑,當該起子143準備鎖入所吸附之螺絲111時,該端部147可定位及頂住第3圖之工件220上欲鎖入螺絲111的位置點,以利於該螺絲111鎖入較小的凹槽或溝槽。
該第一彈簧滾珠機構149係設置於該工作頭部142內,並對準該第二連接管141。該第一彈簧滾珠機構149 係由三組彈簧151、三個滾珠152與三個T字型螺絲153所組成,該三組彈簧151與該第二連接管141彼此之間相隔90度。該些彈簧151係分別套設於該些T字型螺絲153上並接觸該些滾珠152。該些滾珠152係位於該貫穿孔148處,並用以支撐經由該第二連接管141輸送至該貫穿孔148處之螺絲111。該些T字型螺絲153係用以旋緊或鬆弛該些彈簧151,並用以定位該些滾珠152至適當的位置。
上述第5A圖至第5B圖之輸送管139所輸送之螺絲111係經由第6A圖至第6C圖之第二連接管141輸送至該貫穿孔148處,並由該第一彈簧滾珠機構149支撐該貫穿孔148處之螺絲111。
該起子143係自該本體146進入該貫穿孔148內以吸附該貫穿孔148處之螺絲111,並將所吸附之螺絲111移動至該端部147加以旋轉而鎖緊於第3圖之工件220上。 一般而言,該起子143與該螺絲111均可具有磁性,以利該起子143易於吸牢該螺絲111,進而避免該螺絲111於該貫穿孔148內產生掉落、翻轉或卡料的情形。
第7A圖係繪示本揭露之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的立體示意圖。第7B圖係繪示本揭露第7A圖之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的另一立體示意圖。第7C圖係繪示本揭露第7B圖之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的剖面示意圖。
第7A圖至第7C圖與上述第6A圖至第6C圖之工作 頭部與彈簧滾珠機構等元件大致相似,故相同之處不再重覆贅述,其主要差異如下:第7A圖至第7C圖之自動鎖緊模組140可具有第二彈簧滾珠機構150。該第二彈簧滾珠機構150係設置於該工作頭部142內,並用以支撐來自第一彈簧滾珠機構149之螺絲111。藉此,該第一彈簧滾珠機構149與該第二彈簧滾珠機構150可提供支撐該螺絲111的雙重保障,以避免該些螺絲111於該貫穿孔148內產生掉落、翻轉或卡料的情形。
該第二彈簧滾珠機構150係由三組彈簧154、三個滾珠155與三個T字型螺絲156所組成,該三組彈簧154彼此之間相隔120度。該些彈簧154係分別套設於該些T字型螺絲156上並接觸該些滾珠155。該些滾珠155係位於該貫穿孔148處,並用以支撐來自第一彈簧滾珠機構149之螺絲111。該些T字型螺絲156係用以旋緊或鬆弛該些彈簧154,並用以定位該些滾珠155至適當的位置。
上述實施形態僅例示性說明本揭露之原理、特點及其功效,並非用以限制本揭露之可實施範疇,任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下,對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾,均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。因此,本揭露之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所列。
10‧‧‧輸送管
11‧‧‧導通孔
12、13‧‧‧螺絲
100‧‧‧自動鎖螺絲機
110‧‧‧自動整列模組
111‧‧‧螺絲
112‧‧‧承載件
120‧‧‧自動分離模組
121‧‧‧旋轉板
122‧‧‧旋轉單元
123‧‧‧第一開孔
124‧‧‧第一旋轉方向
125‧‧‧第二旋轉方向
130‧‧‧自動輸送模組
131‧‧‧氣壓導管
132‧‧‧氣壓接頭
133‧‧‧氣壓調節閥
134‧‧‧第二開孔
135‧‧‧吹氣口
136‧‧‧氣壓通孔
137‧‧‧第一連接管
138‧‧‧第一連接孔
139‧‧‧輸送管
139a‧‧‧導通孔
140‧‧‧自動鎖緊模組
141‧‧‧第二連接管
141a‧‧‧第二連接孔
142‧‧‧工作頭部
143‧‧‧起子
143a‧‧‧電動裝置
144‧‧‧起子座
145‧‧‧氣壓缸
146‧‧‧本體
147‧‧‧端部
148‧‧‧貫穿孔
149‧‧‧第一彈簧滾珠機構
150‧‧‧第二彈簧滾珠機構
151、154‧‧‧彈簧
152、155‧‧‧滾珠
153、156‧‧‧T字型螺絲
200‧‧‧三軸平台
201‧‧‧平台
202‧‧‧支撐架
211‧‧‧第一滑軌
212‧‧‧第二滑軌
213‧‧‧第三滑軌
220‧‧‧工件
230‧‧‧載體
D1、D2‧‧‧直徑
L1、L2‧‧‧長度
第1A圖係繪示習知技術中輸送管及適用於吹氣式輸送之螺絲的立體示意圖。
第1B圖係繪示習知技術第1A圖中輸送管及適用於吹氣式輸送之螺絲的平面示意圖。
第2A圖係繪示習知技術中輸送管及不適用於吹氣式輸送之螺絲的立體示意圖。
第2B圖係繪示習知技術第2A圖中不適用於吹氣式輸送之螺絲的平面示意圖。
第3圖係繪示本揭露之自動鎖螺絲機的立體示意圖。
第4A圖至第4D圖係繪示本揭露之自動整列模組、自動分離模組與自動輸送模組之運作方式的立體示意圖。
第5A圖至第5B圖係繪示本揭露之自動輸送模組中,輸送管及其輸送之螺絲於不同方向的立體示意圖。
第6A圖係繪示本揭露之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的立體示意圖。
第6B圖係繪示本揭露第6A圖之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的另一立體示意圖。
第6C圖係繪示本揭露第6B圖之自動鎖緊模組中,第一種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的剖面示意圖。
第7A圖係繪示本揭露之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的立體示意圖。
第7B圖係繪示本揭露第7A圖之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的另一立體示意 圖。
第7C圖係繪示本揭露第7B圖之自動鎖緊模組中,第二種工作頭部與彈簧滾珠機構等元件的剖面示意圖。
100‧‧‧自動鎖螺絲機
110‧‧‧自動整列模組
120‧‧‧自動分離模組
130‧‧‧自動輸送模組
139‧‧‧輸送管
140‧‧‧自動鎖緊模組
141‧‧‧第二連接管
142‧‧‧工作頭部
143‧‧‧起子
143a‧‧‧電動裝置
144‧‧‧起子座
145‧‧‧氣壓缸
200‧‧‧三軸平台
201‧‧‧平台
202‧‧‧支撐架
211‧‧‧第一滑軌
212‧‧‧第二滑軌
213‧‧‧第三滑軌
220‧‧‧工件
230‧‧‧載體

Claims (16)
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  1. 一種自動鎖螺絲機,其包括:自動分離模組,係分離複數個已整列之螺絲;自動輸送模組,係連接該自動分離模組,並具有輸送管,該輸送管係輸送該自動分離模組所分離之螺絲;以及自動鎖緊模組,係連接該自動輸送模組,並具有第一彈簧滾珠機構與起子,該第一彈簧滾珠機構係支撐該輸送管所輸送之螺絲,以由該起子將該第一彈簧滾珠機構所支撐之螺絲鎖緊於工件上;其中,該自動分離模組係具有旋轉板與旋轉單元,該些已整列之螺絲係逐一進入該旋轉板之第一開孔內,並由該旋轉單元旋轉該旋轉板以移轉該第一開孔及其內之螺絲至預定的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動鎖螺絲機,其中,該第一開孔係為一斜孔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動輸送模組復具有氣壓導管,且該氣壓導管具有第二開孔,該第一開孔及其內之螺絲係旋轉至該第二開孔處,以藉由該第一開孔之斜度使其內之螺絲移動至該第二開孔內,並由該旋轉單元反向旋轉該旋轉板以將該第一開孔回復至原來的位置,俾使該旋轉板封閉該第二開孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自動鎖螺絲機,其中, 該自動輸送模組復具有氣壓接頭,係連接外部之氣壓裝置以取得氣壓,使該氣壓透過該氣壓接頭之吹氣口進入該氣壓導管之氣壓通孔及該第二開孔內,並使該第二開孔內之螺絲經由該輸送管輸送至該自動鎖緊模組內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動輸送模組復具有氣壓調節閥,係連接該氣壓導管與該氣壓接頭,並用以調整該氣壓之大小。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動輸送模組復具有第一連接管,其兩端係分別連接該氣壓導管與該輸送管,且該自動鎖緊模組復具有第二連接管以連接該輸送管。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之自動鎖螺絲機,其中,該輸送管係為軟管,該第一連接管及該第二連接管係為硬管。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之自動鎖螺絲機,其中,該第一彈簧滾珠機構係由三組彈簧、三個滾珠與三個T字型螺絲所組成,該三組彈簧與該第二連接管彼此之間相隔90度。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之自動鎖螺絲機,其中,該第一連接管之第一連接孔、該輸送管之導通孔或該第二連接管之第二連接孔的剖面形狀係為T字型。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動鎖緊模組復具有工作頭部,該第一彈簧滾珠機 構係設置於該工作頭部內並對準該第二連接管。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之自動鎖螺絲機,其中,該工作頭部係具有本體、端部與貫穿孔,該本體係連接該端部,該端部之直徑係小於該本體之直徑,該貫穿孔係貫穿該本體與該端部。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之自動鎖螺絲機,其中,該輸送管所輸送之螺絲係經由該第二連接管輸送至該貫穿孔處,並由該第一彈簧滾珠機構支撐該貫穿孔處之螺絲。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之自動鎖螺絲機,其中,該起子係自該本體進入該貫穿孔內以吸附該貫穿孔處之螺絲,並將所吸附之螺絲移動至該端部加以旋轉而鎖緊於該工件上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動鎖緊模組復具有第二彈簧滾珠機構,係設置於該工作頭部內,並用以支撐來自該第一彈簧滾珠機構之螺絲。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之自動鎖螺絲機,其中,該自動鎖緊模組復具有起子座與氣壓缸,該起子座係用以設置該起子於其中,該氣壓缸係連接該起子座,並用以產生氣壓以提供動力予該自動鎖緊模組,使該起子座及該起子進行移動。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之自動鎖螺絲機,復包括自動整列模組,係連接該自動分離模組,並整列該些 螺絲,以使該自動分離模組逐一分離該些已整列之螺絲。