CN103753201A - 一种自动打螺丝机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自动打螺丝机，包括供料机构和拧螺丝机构，供料机构包括用于将螺丝自动排序并定向输送的振动盘、用于吸取螺丝并转移至备件台的取料机械手、用于储备螺丝的备件台；拧螺丝机构包括至少一个通过磁力吸取螺丝的螺丝刀、带动螺丝刀旋转的通用电批、带动通用电批上下移动的第一气缸，第一气缸带动通用电批下移与螺丝刀卡合，之后由通用电批带动螺丝刀实现自动拧螺丝。本发明的自动打螺丝机是在传统的自动拧螺母的基础上提出了一种磁吸式上料的自动拧螺丝设备，该自动打螺丝机一次可上料多个螺钉，并通过带动多个螺丝刀旋转依次打螺钉，该自动打螺丝机上料快速可靠，工作稳定准确，且不用换螺丝刀就可实现多种不同规格的螺丝的快速上料。

Description

一种自动打螺丝机
技术领域
本发明涉及自动打螺丝机械领域，尤其涉及一种自动打螺丝机。 
背景技术
目前市面上的自动打螺丝机普遍通过排列式和气吹式两种方法实现有序上料及螺丝锁付，这些方法存在以下不足：如排列式自动打螺丝机尽管能实现一定程度的自动化，但其效率非常低，并且结构比较复杂、工作空间较大、可靠性不高、维护不方便、噪音较大，另外针对有限不同规格的螺丝需要手动调整其轨道；气吹式自动送螺丝机相对于前者效率略有提高，但仍然存在上料不稳定、可靠性不高、报警维护差、容易产生螺钉叠加等问题，尤其对于螺丝长径比低于1:1的螺丝很难实现。另外，对于需要快速更换规格以实现不同规格螺丝的即时锁付场合，市面上目前仍然没有有效的自动化解决方案。
因此，现有技术还有待于改进和发展。 
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动打螺丝机，旨在解决传统打螺丝机上料不稳定，容易产生误差的叠加，针对不同规格螺丝的适应性差、自动化程度不高等问题。
本发明的技术方案如下：
一种自动打螺丝机，其中，包括供料机构和拧螺丝机构，所述供料机构包括用于将螺丝自动排序并定向输送至其末端的振动盘、用于吸取所述振动盘末端的螺丝并转移至备件台的取料机械手、用于接受所述取料机械手吸取的螺丝并进行储备的备件台；
所述拧螺丝机构包括至少一个从所述备件台上通过磁力吸取螺丝的螺丝刀、与所述螺丝刀卡合并带动其旋转的通用电批、带动所述通用电批上下移动的第一气缸，所述第一气缸带动所述通用电批下移与对应工位上已上好料的螺丝刀卡合，之后由所述通用电批带动所述螺丝刀旋转实现自动拧螺丝。
所述的自动打螺丝机，其中，所述自动打螺丝机还包括用于使所述螺丝刀与所述通用电批卡合时快速对准的找正机构，所述找正机构包括内孔中插套所述螺丝刀的行星齿轮、与所述行星齿轮啮合的太阳齿轮、驱动所述太阳齿轮转动的直流马达，所述直流马达驱动所述太阳齿轮，并通过啮合传动带动所述行星齿轮，进而带动所述螺丝刀转动实现找正。
所述的自动打螺丝机，其中，所述拧螺丝机构中还包括第一步进电机、设置在所述第一步进电机输出轴上的主动轮、与所述主动轮啮合的从动轮、与所述从动轮镙接的中心柱，所述太阳齿轮和行星齿轮设置在所述中心柱中，所述第一步进电机驱动所述从动轮转动进而使螺丝刀随所述中心柱进行转动。
所述的自动打螺丝机，其中，所述中心柱下面还设置有轴承座，所述轴承座与所述中心柱之间设置有深沟球轴承。
所述的自动打螺丝机，其中，所述拧螺丝机构还设置有用于复位和记忆计数的分度感应片及与所述分度感应片配合使用的第一光电开关，所述分度感应片设置在所述从动轮上并随所述从动轮进行转动，所述第一光电开关固设在用于安装所述拧螺丝机构的安装板上。
所述的自动打螺丝机，其中，所述备件台包括第二步进电机、设置有第一螺丝置位孔并由所述第二步进电机驱动进行分度转动的转盘、设置有第二螺丝置位孔的用于与所述转盘错位转动进而夹紧螺丝的储料片，所述第二步进电机驱动所述转盘，使所述储料片上的第二螺丝置位孔依次接受所述取料机械手吸取的螺丝，并在所述螺丝刀与所述储料片上的螺丝进行对准时，通过所述储料片与所述转盘的错位转动来夹紧螺丝。
所述的自动打螺丝机，其中，所述备件台还包括用于实现所述储料片与所述转盘错位转动的错位控制机构，所述错位控制机构包括第二气缸、与所述第二气缸的活塞杆连接用于推动所述储料片与所述转盘错位转动的夹紧块，当所述第二螺丝置位孔放满螺丝时，所述第二气缸驱动所述夹紧块推动所述储料片，使其与所述转盘错位转动进而夹紧所述第二螺丝置位孔中的螺丝。
所述的自动打螺丝机，其中，所述备件台上还设置有与所述第二步进电机同轴联接的旋转分度片和与所述旋转分度片配合使用的第二光电开关。
所述的自动打螺丝机，其中，所述螺丝刀设置为多个，其中，所述螺丝刀包括与所述行星齿轮内孔摩擦配合的锥形摩擦帽、进行自适应调节的弹簧、用于吸取螺丝的磁石及保护套，所述锥形摩擦帽、弹簧、保护套依次套设在所述螺丝刀上。
所述的自动打螺丝机，其中，所述取料机械手上包括机械手、用于控制所述机械手的滑台气缸、设置在所述机械手上用于吸取螺丝的真空装置，所述真空装置吸取所述振动盘上的螺丝，并通过滑台气缸将所述螺丝转移至所述备件台上。
有益效果：本发明提供一种自动打螺丝机，其是在传统的自动拧螺母的基础上提出了一种磁吸式上料模式的自动拧螺丝设备，本发明的自动打螺丝机一次可以上料多个螺钉，可通过带动多个螺丝刀旋转依次打螺钉，本发明的自动打螺丝机具有上料快速可靠，工作稳定准确的特点，并且该自动打螺丝机不用换螺丝刀就可以实现多种不同规格的螺丝的快速上料，十分灵活高效。
附图说明
图1为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的结构示意图。
图2为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的供料机构的结构示意图。
图3为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的拧螺丝机构的结构示意图。
图4为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的找正机构的结构示意图。
图5为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的拧螺丝机构的截面图。
图6为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的备件台的结构示意图。
图7为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的螺丝刀的结构示意图。
图8为本发明的具体实施例中自动打螺丝机的螺丝刀的截面图。 
具体实施方式
本发明提供一种自动打螺丝机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图3所示的一种自动打螺丝机，其中，包括供料机构和拧螺丝机构，所述供料机构包括用于将螺丝自动排序并定向输送至其末端的振动盘1-1、用于吸取所述振动盘末端的螺丝并转移至备件台的取料机械手1-2、用于接受所述取料机械手吸取的螺丝并进行储备的备件台1-3；
所述拧螺丝机构包括至少一个从所述备件台上通过磁力吸取螺丝的螺丝刀2-9、与所述螺丝刀卡合并带动其旋转的通用电批2-13、带动所述通用电批上下移动的第一气缸2-25，所述第一气缸带动所述通用电批下移与对应工位上已上好料的螺丝刀卡合，之后由所述通用电批带动所述螺丝刀旋转实现自动拧螺丝3。
如图2所示，所述取料机械手1-2上包括机械手1-2-2、用于控制所述机械手的滑台气缸1-2-1、设置在所述机械手上用于吸取螺丝的真空装置1-2-3，所述真空装置吸取所述振动盘上的螺丝，并通过滑台气缸将所述螺丝转移至所述备件台上。
进一步地，如图6所示,所述备件台包括第二步进电机1-3-1、设置有第一螺丝置位孔并由所述第二步进电机驱动进行分度转动的转盘1-3-6、设置有第二螺丝置位孔的用于与所述转盘错位转动进而夹紧螺丝的储料片1-3-7，所述第二步进电机驱动所述转盘，使所述储料片上的第二螺丝置位孔依次接受所述取料机械手吸取的螺丝，并在所述螺丝刀与所述储料片上的螺丝进行对准时，通过所述储料片与所述转盘的错位转动来夹紧螺丝。
进一步地，所述备件台还包括用于实现所述储料片与所述转盘错位转动的错位控制机构，所述错位控制机构包括第二气缸1-3-9、与所述第二气缸1-3-9的活塞杆连接用于推动所述储料片与所述转盘错位转动的夹紧块1-3-10，当所述第二螺丝置位孔放满螺丝时，所述第二气缸驱动所述夹紧块推动所述储料片，使其与所述转盘错位转动进而夹紧所述第二螺丝置位孔中的螺丝。
如图3、图4和图5所示，所述自动打螺丝机还包括用于使所述螺丝刀与所述通用电批卡合时快速对准的找正机构，所述找正机构包括内孔中插套所述螺丝刀的行星齿轮2-26、与所述行星齿轮啮合的太阳齿轮2-7、驱动所述太阳齿轮转动的直流马达2-14，所述直流马达驱动所述太阳齿轮，并通过啮合传动带动所述行星齿轮，进而带动所述螺丝刀转动实现找正。
所述拧螺丝机构中还包括第一步进电机2-3、设置在所述第一步进电机输出轴上的主动轮2-4、与所述主动轮啮合的从动轮2-5、与所述从动轮镙接的中心柱2-8，所述太阳齿轮和行星齿轮设置在所述中心柱中，所述第一步进电机驱动所述从动轮转动进而使螺丝刀随所述中心柱进行转动。
较佳的是，所述中心柱下面还设置有轴承座2-6，所述轴承座与所述中心柱之间设置有深沟球轴承2-16。
较佳实施例中，所述拧螺丝机构还设置有用于复位和记忆计数的分度感应片2-10及与所述分度感应片配合使用的第一光电开关2-12，所述分度感应片设置在所述从动轮上并随所述从动轮进行转动，所述第一光电开关固设在用于安装所述拧螺丝机构的安装板上2-1。
较佳实施例中，所述备件台上还设置有与所述第二步进电机同轴联接的旋转分度片1-3-5和与所述旋转分度片配合使用的第二光电开关1-3-4。
如图7和图8所示，所述螺丝刀设置为多个，其中，所述螺丝刀包括与所述行星齿轮内孔摩擦配合的锥形摩擦帽2-9-2、进行自适应调节的弹簧2-9-3、用于吸取螺丝的磁石及保护套2-9-4，所述锥形摩擦帽、弹簧、保护套依次套设在所述螺丝刀上。
具体的，所述振动盘1-1、取料机械手1-2和备件台1-3三部分分别固定在底板1-4上。由振动盘1-1将螺丝自动排序定向送至其末端，接着由滑台气缸组合而成的取料机械手1-2采用真空装置将末端的螺丝吸送至备件台1-3上，其中备件台1-3采取特殊处理的工艺保证螺丝位置准确稳定，如此过程反复备件台1-3上可圆形均匀分布式储备十个不同规格的螺丝。接下来拧螺丝机构运动，使其上的螺丝刀组件正处于备件台1-3的均匀分布十个不同规格的螺丝的正上方，由拧螺丝机构的采取特殊工艺处理的磁吸式螺丝刀将螺丝从备件台1-3上吸取，从而实现磁吸式上料。
所述拧螺丝机构主要由一个步进电机2-3，一个直流马达2-14，一个气缸2-25，一个通用电批2-13和十个特制的螺丝刀2-9通过PLC控制实现全自动换刀打螺丝的功能。其中安装板2-1固定于直角坐标机械手上（图中未显示），第一步进电机2-3通过电机安装座2-2固结于安装板2-1，且其伸出轴与主动轮2-4联接，主动轮2-4与从动轮2-5的啮合、从动轮2-5与中心柱2-8螺结，而十个特制的螺丝刀2-9各自通过两个轴承2-18插套于中心柱2-8的十个孔中，从而第一步进电机2-3分度旋转带动十个特制的螺丝刀2-9转动。另外轴承座2-6固结在安装板2-1下端，轴承座2-6与中心柱2-8之间设有深沟球轴承2-16。
所述的直流马达2-14通过安装座2-15固结于安装板2-1，同时该直流马达2-14的输出轴与转轴2-11联接，转轴2-11的另一端与太阳齿轮2-7联接，环绕于太阳齿轮2-7的***呈圆周式均布着十行星齿轮2-26分别与该太阳齿轮2-7啮合，同时十个特制的螺丝刀2-9分别插套于该十个行星齿轮2-26的内孔，转轴2-11与中心柱2-8之间设有两个轴承2-17。
所述的第一气缸2-25转接固定于安装板2-1，且其活塞杆与通过L形转接板2-23与电批座2-19相连，电批座2-19通过线性滑块滑轨组合2-22固定于支撑板2-21上，支撑板2-21固定于安装板2-1，通用电批2-20插套于电批座2-19，且穿过鱼眼接头2-24以导向。
所述拧螺丝机构功能实现过程如下：首先十个特制的螺丝刀2-9通过磁吸式上好料，然后将拧螺丝机构运行到需要打螺丝的位置，十个螺丝刀2-9此时只有一个对准需要打螺丝的孔位，第一气缸2-25带动通用电批2-20下移，从而通用电批2-20与对应的某个螺丝刀卡合，此时压敏式通用电批2-20带动该螺丝刀2-9旋转，从而实现打螺丝的功能。其中为了保证通用电批2-20下移时与对应的某个螺丝刀刀柄凸块快速准确的找正卡合，本发明采用直流马达2-14通过驱动太阳齿轮2-7转动，而太阳齿轮2-7与其圆周均布的10个行星齿轮2-26分别啮合传动，由于行星齿轮2-26内孔与各自配合的螺丝刀2-9刀杆具有自适应摩擦作用，从而带动螺丝刀2-9的刀柄转动，实现找正卡合。当拧好一个螺丝后，再运行到下一个孔位，此时第一气缸2-25复位带动通用电批2-20上移，接着步进电机2-3分度旋转，使下一个所需规格的螺丝刀2-9末端对准相应的需要打螺丝的位置，此时刀柄恰好处于通用电批2-20正下方，然后重复以上步骤，直到十个螺丝刀2-9中所需规格的螺丝刀2-9上的螺丝全部拧完，设备回到上料的位置再次上料，然后再如此重复以上步骤。另外，分度感应片2-10固结于中心柱2-8，且穿过所述十个螺丝刀2-9，光电开关2-12固定于安装板2-1，分度感应片2-10介于光电开关2-12之间起到复位和记忆计数的作用。
具体的，所述备件台1-3中第二步进电机1-3-1固定于四个立柱1-3-2，所述的四个立柱1-3-2螺结于底板1-4，第二步进电机1-3-1直接驱动转盘1-3-6分度转动，储料片1-3-7与转盘1-3-6同轴安装同时二者通过弹簧作用实现一定的复位扭力，并且二者各自的十个螺丝置位孔相应对准。气缸安装座1-3-8固定于底板1-4，且与第二气缸1-3-9螺结。设有夹紧块1-3-11与所述气缸1-3-9的活塞杆相连，且与固定于气缸安装座1-3-8上的导向块1-3-10滑动接触。其功能实现如下：当螺丝由取料机械手1-2放置于储料片1-3-7上的对应第二螺丝置位孔前，储料片1-3-7的第二螺丝置位孔与转盘1-3-6各自的十个第一螺丝置位孔相应同轴对准。放置一个螺丝后，第二步进电机1-3-1驱动转盘1-3-6转动一个分度，则下一空位到达对应接料点，如前所述步骤取料机械手1-2放置第二个螺丝，如此重复，当十个置位孔都放满螺丝后，第二气缸1-3-9动作，使得夹紧块1-3-11推动储料片1-3-7相对于转盘1-3-6错位转动，从而夹紧螺丝的螺杆部分，接下来的拧螺丝机构运动进行磁吸式上料时，由于螺丝位置夹紧定位，从而不受磁力的影响而实现螺帽的十字槽可靠对准，接着第二气缸1-3-9收回活塞杆带动夹紧块1-3-11回撤，在弹簧的回复力矩作用下的储料片1-3-7与转盘1-3-6各自的十个螺丝置位孔重新同轴对准，进而放松螺丝以便实现磁吸式上料。为了确保分度可靠，另外还设有旋转分度片1-3-5与第二步进电机1-3-1同轴联接，同时光电开关1-3-4通过转接板1-3-3 与两立柱1-3-2固定，旋转分度片1-3-5间于电开关1-3-4，从而起到更可靠地辅助分度的作用。
具体的，十个特制的螺丝刀2-9组件包括螺丝刀2-9-1，锥形摩擦帽2-9-2，弹簧2-9-3，保护套2-9-4和磁石2-9-5。其中螺丝刀2-9-1依次插套于锥形摩擦帽2-9-2、弹簧2-9-3、磁石2-9-5和保护套2-9-4。锥形摩擦帽2-9-2与行星齿轮2-26内孔起到配合摩擦的作用。弹簧2-9-3起到辅助压紧和自适应调节的作用。磁石2-9-5插套于螺丝刀2-9-1的刀头，当靠近相应规格的螺丝3时，在磁石2-9-5的磁力吸引和备件台1-3的机械矫正作用下，实现螺丝3与螺丝刀2-9-1的十字槽刀头精确对准。当然，对于不同规格的螺丝3，所述的磁石2-9-5的磁吸效果也相应不同，磁石2-9-5的数量也可相应调整。所述保护套2-9-4起到将螺丝刀2-9-1和特制磁石2-9-5同时包络的作用。
本发明提供一种自动打螺丝机，其是在传统的自动拧螺母的基础上提出了一种磁吸式上料模式的自动拧螺丝设备，本发明的自动打螺丝机一次可以上料多个螺钉，可通过带动多个螺丝刀旋转依次打螺钉，本发明的自动打螺丝机具有上料快速可靠，工作稳定准确的特点，并且该自动打螺丝机不用换螺丝刀就可以实现多种不同规格的螺丝的快速上料，十分灵活高效。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动打螺丝机，其特征在于，包括供料机构和拧螺丝机构，所述供料机构包括用于将螺丝自动排序并定向输送至其末端的振动盘、用于吸取所述振动盘末端的螺丝并转移至备件台的取料机械手、用于接受所述取料机械手吸取的螺丝并进行储备的备件台；
所述拧螺丝机构包括至少一个从所述备件台上通过磁力吸取螺丝的螺丝刀、与所述螺丝刀卡合并带动其旋转的通用电批、带动所述通用电批上下移动的第一气缸，所述第一气缸带动所述通用电批下移与对应工位上已上好料的螺丝刀卡合，之后由所述通用电批带动所述螺丝刀旋转实现自动拧螺丝。
2.根据权利要求1所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述自动打螺丝机还包括用于使所述螺丝刀与所述通用电批卡合时快速对准的找正机构，所述找正机构包括内孔中插套所述螺丝刀的行星齿轮、与所述行星齿轮啮合的太阳齿轮、驱动所述太阳齿轮转动的直流马达，所述直流马达驱动所述太阳齿轮，并通过啮合传动带动所述行星齿轮，进而带动所述螺丝刀转动实现找正。
3.根据权利要求2所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述拧螺丝机构中还包括第一步进电机、设置在所述第一步进电机输出轴上的主动轮、与所述主动轮啮合的从动轮、与所述从动轮镙接的中心柱，所述太阳齿轮和行星齿轮设置在所述中心柱中，所述第一步进电机驱动所述从动轮转动进而使螺丝刀随所述中心柱进行转动。
4.根据权利要求2所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述中心柱下面还设置有轴承座，所述轴承座与所述中心柱之间设置有深沟球轴承。
5.根据权利要求3所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述拧螺丝机构还设置有用于复位和记忆计数的分度感应片及与所述分度感应片配合使用的第一光电开关，所述分度感应片设置在所述从动轮上并随所述从动轮进行转动，所述第一光电开关固设在用于安装所述拧螺丝机构的安装板上。
6.根据权利要求1所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述备件台包括第二步进电机、设置有第一螺丝置位孔并由所述第二步进电机驱动进行分度转动的转盘、设置有第二螺丝置位孔的用于与所述转盘错位转动进而夹紧螺丝的储料片，所述第二步进电机驱动所述转盘，使所述储料片上的第二螺丝置位孔依次接受所述取料机械手吸取的螺丝，并在所述螺丝刀与所述储料片上的螺丝进行对准时，通过所述储料片与所述转盘的错位转动来夹紧螺丝。
7.根据权利要求6所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述备件台还包括用于实现所述储料片与所述转盘错位转动的错位控制机构，所述错位控制机构包括第二气缸、与所述第二气缸的活塞杆连接用于推动所述储料片与所述转盘错位转动的夹紧块，当所述第二螺丝置位孔放满螺丝时，所述第二气缸驱动所述夹紧块推动所述储料片，使其与所述转盘错位转动进而夹紧所述第二螺丝置位孔中的螺丝。
8.根据权利要求6所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述备件台上还设置有与所述第二步进电机同轴联接的旋转分度片和与所述旋转分度片配合使用的第二光电开关。
9.根据权利要求1所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述螺丝刀设置为多个，其中，所述螺丝刀包括与所述行星齿轮内孔摩擦配合的锥形摩擦帽、进行自适应调节的弹簧、用于吸取螺丝的磁石及保护套，所述锥形摩擦帽、弹簧、保护套依次套设在所述螺丝刀上。
10.根据权利要求1所述的自动打螺丝机，其特征在于，所述取料机械手上包括机械手、用于控制所述机械手的滑台气缸、设置在所述机械手上用于吸取螺丝的真空装置，所述真空装置吸取所述振动盘上的螺丝，并通过滑台气缸将所述螺丝转移至所述备件台上。
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