螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化研發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種雙料道螺釘供料系統(tǒng)，能方便快捷的實(shí)現(xiàn)螺釘自動(dòng)供料、自動(dòng)定位的螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的制造行業(yè)中，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件上數(shù)量眾多的螺絲釘安裝過程都是靠在生產(chǎn)線上的人工作業(yè)，且零件的快速定位夾具的設(shè)計(jì)都有一定的困難，浪費(fèi)大量的人力和時(shí)間，使生產(chǎn)效率大打折扣。因此設(shè)計(jì)出這臺(tái)新型設(shè)備，能夠自動(dòng)加緊工件，自動(dòng)快速實(shí)現(xiàn)多個(gè)工位的螺絲釘鎖付。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)，以解決目前復(fù)雜工件螺絲釘鎖緊的低效率下，改進(jìn)供料模式和螺絲釘自動(dòng)鎖付定位過程中存在的弊病。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括機(jī)架、三軸機(jī)械手、自動(dòng)上料機(jī)、安全防護(hù)裝置和自動(dòng)控制裝置。其中，三軸機(jī)械手有兩套，它們的前端各裝有一套將螺絲釘輸送到螺絲批前端并鎖緊的螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)。
[0005]每套螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)主要由螺絲釘卡爪、氣缸、電動(dòng)螺絲批、滑軌、傳感器和三塊固定板組成，其中一塊固定板安裝在機(jī)械手前端；另一塊固定板安裝滑軌和用于推動(dòng)滑塊上的電動(dòng)螺絲批上下移動(dòng)的氣缸，所述滑軌的兩端裝有傳感器，該滑軌的滑塊上安裝電動(dòng)螺絲批；第三塊固定板設(shè)有圓孔，該圓孔安裝螺絲釘卡爪。
[0006]所述的螺絲釘卡爪設(shè)有螺絲釘卡爪左部件和螺絲釘卡爪右部件；該卡爪內(nèi)部有彈善
O
[0007]本螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)還設(shè)有自動(dòng)控制裝置，該裝置采用PLC+觸摸屏的方式。
[0008]所述的自動(dòng)控制裝置主要由以電信號(hào)相連的工控機(jī)、PLC、繼電器、保護(hù)開關(guān)組成。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0010]1.實(shí)用性能較強(qiáng):
[0011]本實(shí)用新型將螺絲釘鎖付過程的多個(gè)繁瑣的步驟整合為一體，利用兩個(gè)三軸機(jī)械手配合動(dòng)作，可以精確找到鎖付螺絲釘?shù)奈恢?，?shí)現(xiàn)螺絲釘?shù)墓┙o系統(tǒng)和工件裝夾系統(tǒng)自動(dòng)化，成功解決了汽車前端蓋在生產(chǎn)線上的快速裝配問題，避免了生產(chǎn)過程中因裝配效率低而產(chǎn)生的配件堆積，同時(shí)節(jié)省了人力，對(duì)工作環(huán)境要求簡(jiǎn)單，方便調(diào)整工位，使用于多種場(chǎng)合。
[0012]2.生產(chǎn)效率高:
[0013]在螺絲釘鎖付方面，本螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)用于鎖緊螺絲釘時(shí)，每三秒可鎖緊螺絲釘為兩個(gè)。在工件裝夾方面，采用自動(dòng)判斷加緊裝置，安裝工件的時(shí)間節(jié)約30%，比老式鎖付機(jī)整體效率提高1.3倍。
[0014]3.結(jié)構(gòu)合理，工作穩(wěn)定，維修方便。螺絲釘鎖付坐標(biāo)方便設(shè)置，可以滿足不同用戶的不同需求，控制面板可以小角度旋轉(zhuǎn)，方便觀察，機(jī)械結(jié)構(gòu)經(jīng)過多次安裝調(diào)整實(shí)驗(yàn)，可以在各種條件下穩(wěn)定工作，結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，出現(xiàn)故障可以定位故障源頭，方便維修。
[0015]4.目前生產(chǎn)線上的螺絲釘鎖緊機(jī)械大部分依靠人力操縱螺絲批，有人眼去定位螺絲孔的位置，機(jī)械部分僅起到節(jié)省人力的目的，本實(shí)用新型螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)，對(duì)機(jī)械手加裝了機(jī)械手的自動(dòng)定位功能，在螺絲釘鎖付過程中可以脫離人的操作，并且改變了傳統(tǒng)的上料模式，將供料系統(tǒng)和螺絲釘自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，并在螺絲釘鎖付機(jī)上裝有傳感器，可以記錄螺絲釘?shù)臄?shù)量以及工作狀態(tài)。螺絲釘?shù)纳狭戏绞讲捎谜饎?dòng)盤和氣推相結(jié)合，卡槽率幾乎為O。夾具采用仿形加工，選取適當(dāng)材料避免磨損劃傷表面，夾具上裝有兩個(gè)位置傳感器，用來判斷工件是否到位，可以自動(dòng)完成上下料工作，因此實(shí)用性能有很大提升。
[0016]5.螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)的四周設(shè)有保護(hù)網(wǎng)和安全光柵，可保障該螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)的核心部件及操作人員的安全，螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)頂端配有三色指示燈，可以隨時(shí)觀察機(jī)器的工狀態(tài)。
[0017]綜上，本實(shí)用新型由于采用了雙機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，通過合理的控制，成功的解決了密集的運(yùn)動(dòng)路線下的碰撞問題，并通過添加傳感器對(duì)機(jī)器整個(gè)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，發(fā)生意外或供料不足時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警。這些改進(jìn)使得在復(fù)雜的工件工作狀態(tài)下，螺釘?shù)逆i緊效率大大提高，實(shí)現(xiàn)了螺釘?shù)纳狭?、工件加緊、定位、螺絲釘鎖緊、工件卸料的一體化。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方便設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)不同尺寸工件的螺絲釘鎖付，能夠滿足了不同用戶的需要。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為工件及夾具圖。
[0020]圖3為圖2的俯視圖。
[0021 ] 圖4為螺絲釘卡爪結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖5為圖6的左視圖。
[0023]圖6為螺釘鎖付機(jī)構(gòu)支撐板零件圖。
[0024]圖7為圖6的左視圖。
[0025]圖8為圖6的俯視圖。
[0026]圖9位快速夾鉗結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖10為螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)構(gòu)模型圖。
[0028]圖中:1.下部機(jī)架;2.腳輪；3.地腳；4.滑塊；5.工作臺(tái)面；6.X軸直線副導(dǎo)軌；7.X軸直線副導(dǎo)軌滑塊；8.X軸直線導(dǎo)軌；9.Z軸直線導(dǎo)軌之滑塊；10.Z軸直線導(dǎo)軌；11.電動(dòng)螺絲批；12.上部機(jī)架；13.按鈕盒；14.觸摸屏；15.三色燈；16.第一有機(jī)玻璃；17.第二有機(jī)玻璃；18.第三有機(jī)玻璃；19.第四有機(jī)玻璃；20.第五有機(jī)玻璃；21.螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)；22.工件；23.震動(dòng)盤；24.安全光柵；25.夾具底板；26.夾具支撐；27.壓緊氣缸；28.螺絲釘卡爪；29.螺絲釘進(jìn)入口 ；30.電動(dòng)螺絲批頂入口 ；31.螺絲釘卡爪左部件；32.螺絲釘卡爪右部件；33.第一螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)的固定板；34.第二螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)的固定板；35.第三螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)的固定板；36.夾鉗柄；37.橡膠壓頭；38.夾鉗底座；39.氣缸；40.滑塊；41.滑軌；42.螺絲釘。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0030]本實(shí)用新型提供的螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括機(jī)架、機(jī)械手、螺釘鎖緊機(jī)構(gòu)、自動(dòng)上料機(jī)、安全防護(hù)裝置和自動(dòng)控制裝置，通過這些部件之間的控制、聯(lián)系與反饋，實(shí)現(xiàn)其功能。其中:自動(dòng)上料機(jī)裝在機(jī)架的下部，通過管道將螺絲釘推入螺絲批內(nèi)，螺絲釘鎖緊設(shè)備與機(jī)械手鏈接，隨機(jī)械手一起運(yùn)動(dòng)，通過傳感器等測(cè)量元件進(jìn)行自動(dòng)化控制。
[0031]所述機(jī)架由上部機(jī)架12、下部機(jī)架I和工作臺(tái)面5組成，如圖1，其中:上機(jī)架安裝有第一有機(jī)玻璃16、第二有機(jī)玻璃17、第三有機(jī)玻璃18、第四有機(jī)玻璃19、第五有機(jī)玻璃20和安全光柵24以及報(bào)警器指示三色燈15，五塊有機(jī)玻璃和安全光柵可以有效保障操作人員和設(shè)備的安全，三色指示燈分為黃、紅、綠，分別代表急停、警報(bào)和正常運(yùn)行。上機(jī)架外部裝有按鈕盒13和觸摸屏14，用于人工控制機(jī)器的運(yùn)行。下機(jī)架采用80*80方鋼焊接而成，保證足夠的強(qiáng)度與剛性要求，封板用鈑金；下機(jī)架的底部裝有6只環(huán)球2.5寸萬(wàn)向腳輪2及6只M16地腳3，地腳用于長(zhǎng)時(shí)間的支撐，并可打孔以固定在地面上，防止機(jī)器在使用時(shí)由于慣性發(fā)生移動(dòng)和晃動(dòng)，當(dāng)需要移動(dòng)設(shè)備時(shí)，可以旋轉(zhuǎn)地腳的螺母，調(diào)整地腳的高度使萬(wàn)向腳輪著地，可以移動(dòng)整個(gè)設(shè)備，方便隨時(shí)調(diào)整本螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)的位置。位于上下機(jī)架結(jié)合部分的工作臺(tái)面5，其底面板采用6061鋁合金制作，表面氧化。
[0032]為了保證生產(chǎn)效率要求，采用獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的兩套機(jī)械手和兩套螺釘鎖付機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行螺釘鎖付，兩套機(jī)械手可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)，效率提高一倍。在高速、高沖擊力的環(huán)境下能夠平穩(wěn)無干涉的工作。
[0033]所述的兩套機(jī)械手結(jié)構(gòu)相同，為現(xiàn)有技術(shù)。每套機(jī)械手由X軸、Y軸、Z軸的三個(gè)直線導(dǎo)軌和副直線導(dǎo)軌、控制運(yùn)動(dòng)的六個(gè)伺服電機(jī)以及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)的電路組成；其中X軸直線導(dǎo)軌8、Z軸直線導(dǎo)軌10以及Y軸直線導(dǎo)軌均配有滑塊4。X軸、Y軸、Z軸的三個(gè)副直線導(dǎo)軌也配有滑塊，例如在X軸方向有X軸直線副導(dǎo)軌滑塊7，在Z軸方向有Z軸直線導(dǎo)軌之滑塊9，導(dǎo)軌和滑塊為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和尺寸，安裝方法與現(xiàn)有三維機(jī)械手相同。機(jī)械手可以在螺絲釘自動(dòng)鎖付機(jī)內(nèi)部空間按X、Y、Z軸三個(gè)方向移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)按一定的速度和轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)帶動(dòng)X、Y、Z軸三個(gè)方向的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制機(jī)械手的移動(dòng)。該機(jī)械手由工控機(jī)控制，機(jī)械手前部連接電動(dòng)螺絲批和控制螺絲釘運(yùn)動(dòng)的氣缸、卡爪等機(jī)械部件(也就是螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)部分)，能夠準(zhǔn)確的找到螺絲孔的位置，效率提高一倍以上。使用過程中，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器受上位工控機(jī)控制，發(fā)出信號(hào)給伺服電機(jī)，伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠按一定的速度和圈數(shù)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)械手和安裝在機(jī)械手前部的螺絲批到達(dá)指定位置，送料設(shè)備開始工作，螺絲釘通過軌道進(jìn)入螺絲批前段，氣缸推動(dòng)螺絲批運(yùn)動(dòng)，將螺絲釘推入螺絲孔，并旋轉(zhuǎn)鎖緊。
[0034]所述兩套螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)21是本實(shí)用新型的重點(diǎn)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，在圖1中用虛線框代表，它們分別裝在兩套機(jī)械手前端，該機(jī)構(gòu)的主要作用是將螺絲釘輸送到螺絲批的前端并鎖緊，從而解決了現(xiàn)有螺絲釘鎖付機(jī)必須靠人力實(shí)現(xiàn)螺絲釘鎖付的難題，以往的螺絲釘鎖付工作靠人手將螺絲釘放入電動(dòng)螺絲批的批頭處進(jìn)行鎖緊，而本實(shí)用新型設(shè)計(jì)制造出了特殊的螺絲釘卡爪和支撐板等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)螺絲批和卡爪之間可控的動(dòng)態(tài)連接，使得形狀復(fù)雜難以控制的螺絲釘可以快速無誤的鎖入工件內(nèi)部，整個(gè)過程無需任何人為操作，實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化。該機(jī)構(gòu)的具體安裝模型如圖10所示，下面對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳盡的描述。螺絲釘鎖付機(jī)構(gòu)21，如圖4，由螺絲釘卡爪28、氣缸39、電動(dòng)螺絲批11、滑軌41、滑塊40、傳感器等組成，其中:電動(dòng)螺絲批采用日東或奇力速電動(dòng)螺絲批，為現(xiàn)有設(shè)備，該電動(dòng)螺絲批扭力參數(shù)由賣方提供，扭力可機(jī)械設(shè)定并具有記數(shù)功能，扭力、數(shù)量未達(dá)到設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警提示，配合控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)功能。由于加工工件有大尺寸的凹陷，并且要脫離人工操作滿足自動(dòng)化的需求，需要對(duì)標(biāo)