TWI549772B - 螺絲供給器的螺絲切割機構 - Google Patents

螺絲供給器的螺絲切割機構 Download PDF

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TWI549772B TW103127891A TW103127891A TWI549772B TW I549772 B TWI549772 B TW I549772B TW 103127891 A TW103127891 A TW 103127891A TW 103127891 A TW103127891 A TW 103127891A TW I549772 B TWI549772 B TW I549772B
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太田義武
及川弘文
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大武源工業股份有限公司
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Description

螺絲供給器的螺絲切割機構
本發明係關於一種自螺絲供給器一根一根地切割螺絲之螺絲切割機構,詳細而言,係關於一種具有水平旋轉之旋轉圓盤之切割機構。
習知,關於以自動連接之方式供給螺絲或類似螺絲之零件的螺絲供給器,於取出螺絲並安裝於必要部位時,必需將螺絲供給器自與其連接之螺絲分離。
因此,如專利文獻1之日本專利特開平8-155758號公報所示,於供給螺絲之取出部設置導引刀頭之頂端之導引構件,為直接利用刀頭取出者。該機構係藉由拉直而依序反復取出螺絲,但於螺絲頭較寬之情形或為特殊形狀之情形時,有排列狀態變形之不良情形。
因此,如專利文獻2之日本專利特開2011-224712號公報所示,亦提出有使用上下左右來回旋動之螺絲切割圓盤切割螺絲之螺絲切割機構。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-155758號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-224712號公報
[專利文獻3]日本專利特開平11-15667號公報
[專利文獻4]日本專利特開2011-208852號公報
另外,專利文獻1中所揭示之進行切割之螺絲切割機構係以來回活動之方式切割者,存在如下問題:對速度有限制,因來回活動而零件之消耗亦較為嚴重等。
本發明之目的在於提供一種螺絲切割機構,其係鑒於上述習知問題而 成,且切割螺絲之切割板之移動為一方向者,又,欲提供一種螺絲切割機構,其係使螺絲之姿勢穩定而將螺絲穩定地供給至螺絲刀頭,切割之動作準確且順利者。
為了解決上述問題,第1項之發明係一種螺絲供給器的螺絲切割機構,其特徵在於:其係自螺絲供給器一根一根地切割螺絲者,且該切割機構設置有水平旋轉之旋轉圓盤,於該旋轉圓盤之外周具有朝向旋轉軸開口的收納螺絲之凹部,並且嵌合於設置於框體側上部之圓形空洞內,上述旋轉軸係於框體側上部安裝有上述旋轉圓盤,於框體側之中間部設置有固定軸承部,於框體側之下部設置有可調整並可固定安裝位置之調整軸承部, 將設置有與上述凹部對應之狹縫的狹縫圓盤及驅動齒輪,固定於上述調整軸承部與上述旋轉圓盤之間的旋轉軸之位置,設置檢測該狹縫圓盤之狹縫之檢測機構,根據該檢測機構之檢測信號控制步進馬達而驅動上述驅動齒輪,使上述旋轉圓盤沿著一方向旋轉至特定角度。
第2項之發明於如第1項之螺絲供給器的螺絲切割機構中,上述凹部以等間隔設置於旋轉圓盤之外周。
第3項之發明於如第2項之螺絲供給器的螺絲切割機構中,以角度90度之等間隔設置有4個上述凹部。
根據第1項之螺絲供給器的螺絲切割機構之發明,與先前之螺絲供給器的來回滑動之螺絲切割相比,可獲得如下作用效果:切割機構為於一方向水平旋轉之旋轉圓盤,因此可縮短供給間隔,螺絲S不會因停止時之衝撃而飛散,可將螺絲S確實地一根一根地分離,故而不會引起螺絲彼此之咬合或重疊,螺絲S之姿勢穩定,可將螺絲穩定地供給至螺絲刀頭。
又,於框體側之中間部設置有固定軸承部,因此可將旋轉圓盤容易地固定於固定軸承部之位置,進而,於框體側之下部設置有可調整並可固定安裝位置之調整軸承部,因此可對該調整軸承部之位置進行微調整,而於框體側上部以旋轉圓盤之外周不接觸圓形空洞之內壁的方式進行準確地調芯。
進而,即便螺絲供給器之排出口位於刀頭B難以進入之位置,亦可藉 由旋轉圓盤而使螺絲S之取出位置位於螺絲切割機構2及螺絲供給器1之前面,可配置於刀頭B容易進入之位置。
又,於狹縫圓盤上設置有與旋轉圓盤之凹部之位置對應之狹縫,該狹縫圓盤與旋轉圓盤為同軸,因此設置檢測狹縫之檢測機構,無論凹部如何,均可準確地對應於旋轉圓盤之狹縫而控制停止位置,因此螺絲S卡止於旋轉圓盤上等而旋轉停止,既便於步進馬達不同步之情形時,檢測機構亦可對其檢測狹縫圓盤之狹縫,可使凹部恢復至特定之原來之位置。
又,根據第2、3項之螺絲供給器的螺絲切割機構之發明,於旋轉圓盤之外周以等間隔設置有凹部,因此可與刀頭之活動有效地連動而將螺絲供給至取出位置。
S‧‧‧螺絲(類)
B‧‧‧刀頭
1‧‧‧螺絲供給器
2‧‧‧螺絲切割機構
11‧‧‧排出口
12‧‧‧刀頭導引構件
13‧‧‧(運轉)開關
14‧‧‧投入口
15‧‧‧排列軌道
21‧‧‧框體
211‧‧‧上段框體
2111‧‧‧圓形空洞
2112‧‧‧(一側之)側緣部
2113‧‧‧接收凹部
2114‧‧‧(另一側之)側緣部
2115‧‧‧供給孔部(螺絲供給部)
2116‧‧‧外側開口
2117‧‧‧螺絲供給部(實施例2)
212‧‧‧中段框體
2121‧‧‧固定軸承部
213‧‧‧下段框體
2131‧‧‧調整軸承部
2132‧‧‧安裝構件
2133‧‧‧螺栓接收部
2134‧‧‧螺栓
2135‧‧‧安裝孔
214‧‧‧阻擋螺帽
2141‧‧‧旋動軸
2142‧‧‧腕部
2143‧‧‧頂端部
2144‧‧‧彈簧
22‧‧‧切割構件
221‧‧‧旋轉圓盤
222‧‧‧凹部
223‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧特定位置停止機構
231‧‧‧狹縫圓盤
232‧‧‧狹縫
233‧‧‧驅動齒輪
234‧‧‧步進馬達
235‧‧‧(定位)檢測機構
2351‧‧‧發光元件
2352‧‧‧受光元件
24‧‧‧螺絲檢測機構
241‧‧‧發光元件
242‧‧‧受光元件
圖1係本發明之實施例1之螺絲供給器1之外觀立體圖,圖2係圖1之螺絲供給器的螺絲切割機構2之外觀立體圖,圖3係圖2之螺絲供給機構2之前視圖,圖4係自圖2之上方觀察之俯視圖,圖5係自圖2之下方觀察之仰視圖,圖6係本發明之實施例2之螺絲供給器1之外觀立體圖,圖7係圖6之螺絲供給器的螺絲切割機構2之外觀立體圖。
本發明係自螺絲或金屬扣等之螺絲供給器一根一根地切割並分離螺絲,可分辨出機器人或操作員等之螺絲刀的螺絲切割機構,合併至螺絲供給器中而使用,切割機構設置有水平旋轉之旋轉圓盤,該旋轉圓盤僅於一方向旋轉,因此可加快旋轉速度,螺絲之切割或取出位置之供給速度亦變快。
再者,所謂本發明中所述之「螺絲」,係指螺絲及類似螺絲之金屬扣等螺絲類。
【實施例1】
以下,根據圖對實施本發明之螺絲供給器的螺絲切割機構之實施例進行詳細地說明。
圖1係於實施例1之螺絲供給器1中合併螺絲切割機構2之整體之立體圖,螺絲供給器1係將開關13設為ON而運轉,自螺絲供給器1之上部之投入口14投入螺絲S,使螺絲排列在排列軌道15上,自其頂端之螺絲S之排出口11依序供給。
圖2至圖5亦為實施例1之圖1,因此若一併参照,則螺絲切割機構2之螺絲接收部(圖4:接收凹部2113)係連接於圖2所示之螺絲供給器1之排出螺絲S之排出口11(参照圖1)的位置,於螺絲供給器1之前上方在螺絲供給器1側安裝有作為螺絲刀之刀頭B之刀頭導引構件12(参照圖1)。藉此,將刀頭B導引至刀頭導引構件12上並導引至螺絲切割機構2之螺絲供給部(供給孔部2115),取出螺絲S。
螺絲供給器1之構造只要為依序排列而供給螺絲S者,則可為公知者,例如亦可為如上述專利文獻2之螺絲供給器。
其次,根據圖1至圖5對螺絲切割機構2之實施例1進行詳細地說明。
螺絲切割機構2之框體21由上部之上段框體211、中間部之中段框體212、下部之下段框體213所構成,於上段框體211上設置有可旋轉地收納旋轉圓盤221之圓形空洞2111。
該嵌合收納之旋轉圓盤221為切割構件22之主要構件,藉由設置於中段框體212上之固定軸承部2121及設置於下段框體213上之調整軸承部2131而支撐旋轉軸223,在與上部之上段框體211的上表面相同之平面上以水平旋轉之方式構成。
於該旋轉圓盤221之外周設置有朝向旋轉軸223開口並收納螺絲S之切口狀凹部222,該凹部222係以等間隔設置於旋轉圓盤221之外周,本實施例中,以角度90度之等間隔設置有4個。
於上部之上段框體211之一側緣部2112設置有形成有接收與上述凹部222之形狀相同之螺絲S的接收部之接收凹部2113,於上段框體211之對向之另一側緣部2114亦設置有形成有將與上述凹部222之形狀相同之螺絲S供給至刀頭B的供給部之供給孔部2115。
於該供給孔部2115設置有外側開口2116,以不使供給狀態之螺絲S脫離之方式設置有阻擋螺帽214,該阻擋螺帽214係如圖4所示般腕部2142 以旋動軸2141為中心旋動,利用彈簧2144按照不使所供給之螺絲S脫離之方式以較弱之力按壓腕部2142之頂端部2143,於刀頭B嵌合於螺絲S之頭部而移動之情形時,頂端部2143藉由刀頭B移動之力而旋動退避,取出螺絲S。
再者,隔著上部之上段框體211之供給孔部2115而設置有檢測是否存在螺絲S的螺絲檢測機構24,左右設置有一對發光元件241(二極體)及受光元件(光電晶體)242,根據螺絲檢測機構24之檢測信號而控制下述步進馬達234之驅動之開始及停止。換言之,若感測到螺絲S,則步進馬達234之旋轉停止。
旋轉圓盤221之旋轉軸223係軸支撐於2個位置,軸支撐於作為框體側之中間部的中段框體212之固定軸承部2121上,設置可調整並可固定安裝位置之調整軸承部2131而軸支撐於框體側下部之下段框體213上。調整軸承部2131可於下段框體213上前後左右地微調整安裝位置,旋轉圓盤221不會偏移至上段框體211之圓形空洞2111內,以可順利地旋轉之方式調整固定。若該調整軸承部2131為下段框體213之固定位置,則固定位置亦會因框體21之變形等而微妙地偏移,旋轉圓盤221相對於圓形空洞2111而微妙地偏移,因此為自必需利用最終組裝調整至適當位置之方面考慮而設置者。即,可以旋轉圓盤221之外周不與圓形空洞2111之內壁接触之方式進行調芯,藉此旋轉圓盤221之旋轉變得順利。
調整軸承部2131之具體構成係將調整軸承部2131與安裝構件2132一體組裝,於該安裝構件2132之2個位置設置有螺栓接收部2133,另一方面,於下段框體213上亦設置有稍微大於螺栓径之一對安裝孔2135,將螺栓2134自下方插入至安裝孔2135(参照圖5)內並旋接至安裝構件2132上,一面確認旋轉圓盤221之位置一面牢固地旋接安裝構件2132而擰緊固定。
再者,圖2(圖7)、圖5中,螺栓2134可於二維X-Y之全部方向上移動,因此,為了使2個螺栓2134不自較大之安裝孔2135脫落,只要於螺栓頭部視需要介存較大之墊圈等即可。
對上述旋轉圓盤221之特定位置停止機構23進行說明。
將朝向與凹部222對應之軸設置有較細狹縫232之狹縫圓盤231及同軸之驅動齒輪233固定於調整軸承部2131與旋轉圓盤221之間 的旋轉軸223之位置,本實施例中為固定軸承部2121與調整軸承部2131之間的旋轉軸223,利用步進馬達234控制驅動齒輪233之速度而控制旋轉。
另一方面,於框體21側之中段框體212上設置有檢測狹縫圓盤231之狹縫232之檢測機構235,該檢測機構235隔著狹縫圓盤231而於上下方設置有一對發光元件2351(二極體)及受光元件(光電晶體)2352,於螺絲供給器1之驅動時,根據該檢測機構235之檢測信號控制步進馬達234而驅動驅動齒輪233,使旋轉圓盤221於一方向旋轉至特定角度。
因此,螺絲S卡止於旋轉圓盤221上等而旋轉停止,即便於步進馬達234不同步之情形時,檢測機構235亦可對其檢測狹縫圓盤231之狹縫232,可恢復至原來之位置。
[動作之概要]
此處,主要根據圖4及圖5對自螺絲S之螺絲接收部(接收凹部2113)至螺絲供給部(供給孔部2115)之移動進行說明。
首先,若將運轉開關13(参照圖1)設為ON,則檢測出特定位置停止機構23(参照圖2、3)之狹縫232,使旋轉圓盤221旋轉至凹部222與接收凹部2113及供給孔部2115一致之位置並停止。
其次,根據螺絲檢測機構24之檢測信號而感測到於螺絲切割機構2之螺絲S的供給孔部2115無螺絲S,驅動步進馬達234,於螺絲S之接收凹部2113自螺絲供給器1之排出口11接收螺絲S,收納於旋轉圓盤221之凹部222內,驅動步進馬達234直至於螺絲切割機構2之螺絲S之供給孔部2115內存在螺絲S為止,使旋轉圓盤221旋轉而於與收納有螺絲S之凹部222一致之供給孔部2115停止。
於供給孔部2115內,操作員等操作自動螺絲刀將刀頭B導引至刀頭導引構件12(参照圖1)而取出螺絲S。此時,即便螺絲供給器1之排出口11存在於刀頭B難以進入之位置,亦可藉由旋轉圓盤221而配置於螺絲切割機構2及螺絲供給器1之前面的刀頭B容易進入之位置。
並且,取出螺絲S,根據螺絲檢測機構24之檢測信號感測到於螺絲切割機構2之螺絲S的供給孔部2115內無螺絲S,檢測出特定位 置停止機構23之狹縫232(参照圖2、3),使旋轉圓盤221旋轉至凹部222與接收凹部2113及供給孔部2115一致之位置並停止。
然後,驅動步進馬達234而於螺絲S之接收凹部2113自螺絲供給器1之排出口11接受螺絲S,收納於旋轉圓盤221之凹部222內,驅動步進馬達234直至於螺絲切割機構2之螺絲S的供給孔部2115內存在螺絲S為止,使旋轉圓盤221旋轉而於與收納有螺絲S之凹部222一致的供給孔部2115停止。其後,反復進行上述操作,使旋轉圓盤221以每次90度旋轉,繼續進行直至運轉開關13成為OFF為止。
關於本實施例1之螺絲供給器的螺絲切割機構的作用效 果,由於為如上所述之構成,且由於切割機構2為水平旋轉之旋轉圓盤221,故而使螺絲S之姿勢穩定而將螺絲S穩定地供給至螺絲刀頭,螺絲S於垂直方向之升降較為準確,由於在旋轉圓盤221之外周以等間隔之90度設置有凹部222,故而可將螺絲S確實地一根一根地分離,因此不會引起螺絲彼此之咬合或重疊,螺絲姿勢穩定,可將螺絲穩定地供給至螺絲刀頭,可與刀頭B之活動有效地連動而將螺絲S供給至取出位置。
又,螺絲供給器1之排出口11位於刀頭B難以進入之位置,藉由旋轉圓盤221,可使螺絲S之取出位置位於螺絲切割機構2及螺絲供給器1之前面而配置於刀頭B容易進入之位置。再者,旋轉圓盤221之上表面水平,因此只要為旋轉圓盤221之外周,則可於自排出口11分離之任意位置配置螺絲供給部(供給孔部2115)。
進而,於框體21側之中間部之中段框體212內設置有固定軸承部121,因此可將旋轉軸223容易地固定於固定軸承部121之位置,進而,於框體21側下部之下段框體213設置有可調整並可固定安裝位置之調整軸承部2131,因此可對框體21側上部之旋轉圓盤221進行微調整,以旋轉圓盤221之外周不與圓形空洞2111的內壁接触之方式準確地進行調芯而準確地固定。
又,設置有檢測機構235,該檢測機構235以與設置有與旋轉圓盤221之凹部222對應之狹縫232的狹縫圓盤231位於同軸上之方式固定於旋轉圓盤221之旋轉軸223上,且檢測該狹縫232,於此種情形時,亦可根據檢測機構235之信號而準確地控制以使得旋轉圓盤221之凹部222於特定停止位 置停止。
【實施例2】
其次,根據圖6、圖7對實施本發明之螺絲供給器的螺絲切割機構之另一實施例2進行說明。
實施例2與實施例1不同處在於,係未設置實施例1之供給孔部2115、阻擋螺帽214或刀頭導引構件12之構成,其他構成與實施例1相同,說明引用實施例1之說明。
於實施例2中,收納螺絲S並旋轉至旋轉圓盤221之凹部222內,螺絲供給部2117自接收凹部2113分離,於特定位置、實施例2中於側緣部2114之特定位置停止,利用機器人(未圖示)等使收納於凹部222內之螺絲S嵌合於螺絲刀之刀頭B上,移動至特定組裝位置,可旋接於對象組裝物之旋接對象部位之螺絲孔內。
如此,實施例2係進行自動編程之刀頭B之位置或動作確定之動作,因此無需供給孔部2115、阻擋螺帽214或刀頭導引構件12。
又,實施例2之螺絲供給器的螺絲切割機構之作用效果亦與實施例1相同,因此省略說明。
再者,只要為無損本發明之特徴者,則當然並不限定於上述實施例1及2。例如將螺絲接收凹部及供給孔部或供給部設置於180度之對向位置,即便並非180度,亦可以如下方式設計:於旋轉圓盤之凹部與螺絲S之接收凹部一致之情形時,旋轉圓盤之凹部亦與先前之成為螺絲S之供給孔部或供給部一致。又,實施例中,以角度90度之等間隔設置有4個旋轉圓盤外周之凹部,亦可以角度45度之等間隔設置8個,亦可為其以上,反之,亦可為2個。
S‧‧‧螺絲(類)
B‧‧‧刀頭
2‧‧‧螺絲切割機構
11‧‧‧排出口
15‧‧‧排列軌道
21‧‧‧框體
211‧‧‧上段框體
2111‧‧‧圓形空洞
2112‧‧‧(一側之)側緣部
2113‧‧‧接收凹部
2114‧‧‧(另一側之)側緣部
2115‧‧‧供給孔部(螺絲供給部)
2116‧‧‧外側開口
212‧‧‧中段框體
2121‧‧‧固定軸承部
213‧‧‧下段框體
2131‧‧‧調整軸承部
2132‧‧‧安裝構件
2133‧‧‧螺栓接收部
2134‧‧‧螺栓
2135‧‧‧安裝孔
214‧‧‧阻擋螺帽
2142‧‧‧腕部
2144‧‧‧彈簧
221‧‧‧旋轉圓盤
222‧‧‧凹部
223‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧特定位置停止機構
231‧‧‧狹縫圓盤
232‧‧‧狹縫
233‧‧‧驅動齒輪
234‧‧‧步進馬達
24‧‧‧螺絲檢測機構
242‧‧‧受光元件

Claims (3)

  1. 一種螺絲供給器的螺絲切割機構,係自螺絲供給器一根一根地切割螺絲者,其特徵在於:該切割機構設置有水平旋轉之旋轉圓盤,於該旋轉圓盤之外周具有朝向旋轉軸開口的收納螺絲之凹部,並且嵌合於設置於框體側上部之圓形空洞內,上述旋轉軸係於框體側上部安裝有上述旋轉圓盤,於框體側之中間部設置有固定軸承部,於框體側之下部設置有可調整並可固定安裝位置之調整軸承部,將設置有與上述凹部對應之狹縫的狹縫圓盤及驅動齒輪,固定於上述調整軸承部與上述旋轉圓盤之間的旋轉軸之位置,設置檢測該狹縫圓盤之狹縫之檢測機構,根據該檢測機構之檢測信號控制步進馬達而驅動上述驅動齒輪,使上述旋轉圓盤沿著一方向旋轉至特定角度。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之螺絲供給器的螺絲切割機構,其中上述凹部以等間隔設置於旋轉圓盤之外周。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之螺絲供給器的螺絲切割機構,其中以角度90度之等間隔設置有4個上述凹部。
TW103127891A 2014-07-02 2014-08-14 螺絲供給器的螺絲切割機構 TWI549772B (zh)

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