CN108127390A - 一种3p底座的转盘式锁螺丝设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3P底座的转盘式锁螺丝设备，包括在台面上设置多工位分度的转盘，转盘通过步进电机驱动，转盘上表面沿圆周均匀设置有八个工位，每个工位固定安装有一个组合夹具；在台面上沿转盘外周设置有第一锁螺丝机构、第二锁螺丝机构、第三锁螺丝机构、第四锁螺丝机构、第五锁螺丝机构、成品下料机构、翻转机构、组件上料机构；每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构。本发明的装置，实现了静触头、机架、双金部件装配后螺丝孔与底座上螺钉过孔的自动机械定位、产品限位夹紧、任意工位传输螺钉孔与底座孔孔定位位置不变；结构简单、布局合理，节约场地，降低成本、提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种3P底座的转盘式锁螺丝设备。
背景技术
现有的3P塑壳断路器底座装配零件产品时，需要采用6排60个机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝锁附固定，螺丝规格较多，需7到8人手动完成，而且在进行锁附螺丝时，不仅要工人手持电批或气批，还要将底座翻转，把螺丝放入螺丝孔后再进行锁附作业，操作较为繁锁且效率低下；如果采用单轴多道工序生产线打螺丝机时，螺丝分料缓慢，电批或气批需要在多个螺丝孔位间反复移动作业，零件需要反复多次定位，重复定位一致性差，需要人工介入调试螺纹孔与电批之间的定位，这对于螺丝较多、需要不同规格螺丝的产品而言，生产效率低，人力成本高。
自攻螺钉由于自身(三角形)容易找中心找旋向等优点，在行业内普遍实现自动化，但对于机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝由于自身为平头及技术上的限制，经检索目前还未有实现全自动化锁螺丝的实施案例及专利申请。主要是该机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝不符合自动上料的长度和长宽比的技术限制(长度小于25mm，长宽比小于1.3)，不能实现不卡料的自动上料；由于机牙螺钉与锁附产品的螺纹孔的直径不一致，旋向有误差不一致，锁扣不一致导致自动一次锁附失败率为30％-80％，需要多次手工锁附才可成功，无法实现二次自动锁附。
另外，对于多个零件多个螺纹需锁附，或一个零件上多个螺纹锁附，超过正常螺纹间隙公差偏移，造成零件上的螺纹孔与电批起子螺纹顶无法自动对正，还是需要人工调整，不能实现自动锁附。
发明内容
本发明提供一种3P底座的转盘式锁螺丝设备，解决了现有技术不能锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈组合螺丝的问题。
本发明的技术方案是：一种3P底座的转盘式锁螺丝设备，包括在台面上设置多工位分度的转盘，转盘通过步进电机驱动，转盘上表面沿圆周均匀设置有八个工位，每个工位固定安装有一个组合夹具；在台面上沿转盘外周设置有第一锁螺丝机构、第二锁螺丝机构、第三锁螺丝机构、第四锁螺丝机构、第五锁螺丝机构、成品下料机构、翻转机构、组件上料机构；每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构。
本发明的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征还包括：
所述的第一锁螺丝机构与一工位对应、第二锁螺丝机构与二工位对应、第三锁螺丝机构与三工位对应、第四锁螺丝机构与四工位对应、第五锁螺丝机构与五工位对应、成品下料机构与六工位对应、翻转机构与七工位对应，组件上料机构与八工位对应。
所述的上夹具的结构是，在敞口槽四边围挡上端面分别设置两个倒角板，四边围挡总共八个倒角板；在敞口槽中前后相对设置有两排总共六个倒 L型板，六个倒L型板两两相对；前边的三个倒L型板端面设置有顶槽，每个倒L型板中间的孔一中安装有一个定位销；后边的三个倒L型板端面设置有顶槽，每个倒L型板中间的孔二中同样安装有一个定位销，总共六个定位销；
每个倒L型板(左右两边均设置有边槽；横向每两个倒L型板之间设置有中间槽，中间槽中各安装有一个定位柱)，总共四个定位柱；紧邻前面边两个中间槽开有通透的顶出孔；
前边的两个定位柱上插接有浮动组合板一，后边的两个定位柱上插接有浮动组合板二；浮动组合板二与浮动组合板一形状结构相同，两者对称安装在敞口槽前后两边；
敞口槽左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口，两个缺口之间的敞口槽底板上靠后边开有双螺纹孔五，该双螺纹孔五中分别固定一个双台阶棒；双螺纹孔五的前边分别设置双螺纹孔四及螺纹孔四，双螺纹孔四上分别固定一个L型半圆弧板，螺纹孔四上固定有L型板；
后边的每个倒L型板靠前侧为高台，三个高台上均开有U型槽。
所述的定位销包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔；定位柱包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔；双台阶棒包括上部圆锥体、中部台阶小圆柱体及下部大圆柱体，大圆柱体底部设有盲孔；L型半圆弧板包括上部的圆弧面、中部的台阶面一和底部设有盲孔的底板四；L型板包括上部的第三倒角、中部的台阶面二和底部设有盲孔的底板三。
所述的下夹具的结构是，在底板二上固定安装有限位板一、限位板二，并且滑动安装有弹簧压缩板一和弹簧压缩板二，该四个部件共同围成一个四方形空档，该四个部件上端面内沿均为斜面，该四方形空档向下开有工字型槽孔，工字型槽孔的腰部两边设内凸板，工字型槽孔的两端外沿分别开有等间距的孔一和孔二，内凸板两端与工字型槽孔外边之间称为让位槽；弹簧压缩板一外立面通过两个弹簧连接有前端板一，该前端板一外立面安装有两个滑杆一；弹簧压缩板二外立面同样通过另外两个弹簧连接有前端板二，弹簧压缩板二的前端板二外立面安装有另外两个滑杆二；前端板一和前端板二固定在底板二上。
所述的锁螺丝机构的结构是，在底座上固定有两根滑杆，两根滑杆中部套装有双滚珠轴承二，双滚珠轴承二外圈固定有支撑板二；两根滑杆上部套装有双滚珠轴承一，双滚珠轴承一外圈固定有支撑板一；两根滑杆中部还固定有横架，横架位于双滚珠轴承一和双滚珠轴承二之间，横架上安装有气缸三，气缸三活塞杆向下与支撑板二传动连接；两根滑杆顶部还共同固定有托板，托板上安装有气缸二，气缸二的活塞杆向下与支撑板一传动连接；支撑板一中卡装有多个电批，每个电批向下通过传动机构与一个起子连接；传动机构的结构是，包括与电批旋转轴连接的万向节一，万向节一依次与伸缩轴、轴套一、连杆、万向节二和轴套二连接；支撑板二还固定有竖直的固定板，固定板上安装有多个螺丝夹头。
所述的伸缩轴下端插在轴套一内部，轴套一上部设置有腰形孔一，销轴一穿过伸缩轴下端和腰形孔一；万向节一与轴套一之间的伸缩轴上套有弹簧一；该部分结构称为一级扭力结构
所述的轴套二穿过支撑板二，轴套二与支撑板二之间设置有滑套，滑套固定在支撑板二上，起子的柄部位于轴套二内，轴套二上设置有腰形孔二，销轴二穿过腰形孔二和起子的柄部，且起子的柄部与轴套二的底部之间套有弹簧二，销轴二穿过轴套二和起子的柄部，且销轴二位于支撑板二的上方；销轴三穿过起子的杆部，销轴三位于轴套二的上方，且销轴三抵在轴套二的上表面；销轴二和销轴三呈“十”字形分布；该部分结构称为二级扭力结构。
所述的单头的螺丝夹头的结构是，包括基体，基体正面设置有进料体，基体的两侧面分别设置有第一倒U型槽，进料体下部设置有第二倒U型槽；基体顶上还开有纵向通孔，进料体的上端连接有螺钉进料管，进料体内部设置有斜通孔，进料体下方的基体正面设置有第三倒U型槽。
所述的翻转机构包括支撑板，在支撑板的顶部设置有单活塞气缸，支撑板上设置有竖直的直线导轨，直线导轨上通过滑动副连接有滑板；单活塞气缸活塞杆的端部与滑板传动连接；在滑板上安装有回转气缸，回转气缸的主轴与旋转柄的一端固定连接，旋转柄的另一端设置有双活塞气缸，双活塞气缸两端的两个活塞杆上分别设置有夹板。
本发明的有益效果是：1)能够自动锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝，一次性锁附成功率为100％，自动化程度高；2)锁螺丝机构采用XY轴移动进给，实现螺丝头智能自动寻找螺钉孔中心坐标及定位位置；气缸进给+电机进给+电机无级调试扭力进给+电批定扭力旋转进给组成的Z轴移动进给，克服了螺钉与螺纹孔锁扣、直径及旋向不一致、扭力达不到、阻力大难以成功锁附、螺钉规定扭力到螺钉破坏扭力之间扭力无法被利用为锁附螺钉的行业难题，使螺钉锁附更加准确；3)不仅实现任意数量和螺钉间距的底座与静触头、机架、双金部件螺钉自动锁附，还实现任意数量的底座和产品的自动装配；4)实现了静触头、机架、双金部件装配后螺丝孔与底座上螺钉过孔的自动机械定位、产品限位夹紧、任意工位传输螺钉孔与底座孔孔定位位置不变；5)结构简单、布局合理，节约场地，降低成本、提高生产效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明转盘上的工位分布示意图；
图3是本发明上夹具结构及***示意图；
图4是本发明上夹具空置结构示意图；
图5是本发明装配零件产品的上夹具及底座180反扣结构示意图；
图6是本发明装配对象的底座结构示意图；
图7是本发明下夹具空置状态的结构示意图；
图8是本发明下夹具与上夹具及底座的装配结构示意图；
图9是本发明双排4孔锁螺丝机构的结构示意图；
图10是本发明单排4孔锁螺丝机构的结构示意图；
图11是本发明单排2孔锁螺丝机构的结构示意图；
图12是本发明一级扭力的结构示意图；
图13是本发明二级扭力的结构示意图；
图14是本发明螺丝夹头及部件***结构示意图；
图15是组件上料机构4及成品下料机构10的结构示意图；
图16是翻转机构12的结构示意图。
图中，1.台面，2.循环线，3.组合夹具，4.组件上料机构，5.第一锁螺丝机构，6.第二锁螺丝机构，7.第三锁螺丝机构，8.第四锁螺丝机构，9.第五孔锁螺丝机构，10.成品下料机构12.翻转机构，16.一工位，17.二工位，18.三工位，19.四工位，20.五工位，21.六工位，22.七工位，23.八工位，41.底板二，42.限位板一，44.限位板二，46.孔一，47.前端板一，48.弹簧，49.弹簧压缩板一，50.内凸板，51.滑杆一，52.让位槽，53.工字型槽孔，54.孔二，55.滑杆二，56.弹簧压缩板二，70.螺纹孔二，71.双螺纹孔一，72.双螺纹孔二， 73.双螺纹孔三，76.双金部件，77.静触头，79.螺纹孔一，80.机架，81.螺纹孔三，88.导电元件，89.定位销，90.浮动组合板一，91.敞口槽，92.定位柱， 93.倒角板，95.浮动组合板二，97.双台阶棒，98.L型半圆弧板，99.L型板， 100.U型件，101.纵向立板，102.双倒角，103.横向立板，104.平行隔板二， 105.低台阶，106.第一倒角，109.第二倒角，110.平行隔板一，114.孔二，115. 顶槽三，116.顶槽四，117.边槽二，118.U型槽三，119.U型槽二，120.U型槽一，121.缺口，122.顶出孔，123.倒L型板，124.边槽一，125.顶槽一，126. 孔一，127.中间槽一，128.中间槽二，130.顶槽二，132.螺纹孔四，133.双螺纹孔四，134.双螺纹孔五，136.第三倒角，137.底板三，138.台阶面二，140. 底板四，148.圆弧面，149.台阶面一，171.基体，172.进料体，173.螺钉进料件，174.螺钉夹件，175.第一倒U型槽，176.纵向通孔，178.斜通孔，179.第三倒U型槽，180.底座，181.进线螺丝孔，182.静触头螺丝孔，183.机架螺丝孔，184.导电元件螺丝孔，185.双金部件螺丝孔，186.出线螺丝孔，189. 极槽，190.连接头一，191.管体，192.销轴四，193.连接头二，194.过渡部分，195.夹头，196.台阶，197.螺钉进料管，198.销轴五，199.弧形凹槽，220.输入传送带，221.滑槽，222.电机一，223.滑台，224.气缸夹爪一，225.输出传送带，226.滑动块，260.电机二，261.竖移气缸，262.挡板，263.电机四，264. 滚珠丝杠二，265.连接板，266.气缸五，267.气缸夹爪二，268.电机三，269 气缸四，501.支撑板，502.单活塞气缸，503.滑板，504.回转气缸，505.旋转柄，506.双活塞气缸，507.直线导轨，508.主轴，509.夹板，510.滑动副，511. 活塞杆，701.滑杆，702.托板，703.气缸二，704.支撑板一，705.横架，706. 支撑板二，707.气缸三，708.电批，709.万向节一，710.万向节二，711.轴套一，712.轴套二，713.伸缩轴，714.连杆，715.起子，716.销轴一，717.腰形孔一，718.滑套，719.销轴二，720.销轴三，721.安装板，722.双滚珠轴承一， 723.双滚珠轴承二，724.支撑座，725.腰形孔二，726.弹簧一，727.弹簧二。
具体实施方式
以下描述中涉及部件上下前后位置关系，均以各图显示为准，实际位置以此类推。
本发明的***，预先将零件产品装配在上夹具型腔中，再将塑壳断路器底座的极槽反扣在上夹具型腔上，并通过螺钉锁附将底座与零件产品两者固定在一起，零件产品包括静触头、导电元件、机架及转轴与双金部件。
如图5，图6，3P塑壳断路器的底座180底面从前到后依次设置有3个进线螺丝孔181、6个静触头螺丝孔182、2个机架螺丝孔183、3个导电元件螺丝孔184、6个双金部件螺丝孔185和3个出线螺丝孔186；6个静触头螺丝孔182两两一组，6个双金部件螺丝孔185两两一组；底座180正面设置有3个极槽189，3套零件产品对应装配在3个极槽189内；
上述的静触头螺丝孔182、机架螺丝孔183、导电元件螺丝孔184、双金部件螺丝孔185均称为底座孔；底座孔由沉孔和过孔相通并且中轴线重合；零件产品上设置有多个螺纹孔，螺纹孔由内斜螺纹孔和直螺纹孔相通并且中轴线重合；底座孔与螺纹孔的数目相等，位置一一对应并且中轴线重合，底座孔与螺纹孔贯通组成锁附孔。
如图5、图6，零件产品与底座180的装配关系为：静触头77装配入极槽189后端，静触头77中的螺纹孔81、双螺纹孔73分别与进线螺丝孔181、静触头螺丝孔182同轴对中装配；机架80卡位装配于中部位置的方槽中，机架80的两螺纹孔71与机架螺丝孔183同轴对中装配；双金部件88卡位装配于极槽189中部靠前位置，双金部件88的螺纹孔79与导电元件螺丝孔 184同轴对中装配；双金部件76装配入极槽189前端，双金部件76的螺纹孔70及双螺纹孔72与出线螺丝孔186、导电元件螺丝孔185同轴对中装配。
如图1、图2，本发明的整体结构是，包括在台面1上设置多工位分度的转盘2，转盘2通过步进电机驱动，转盘2上表面沿圆周均匀设置有八个工位，每个工位固定安装有一个组合夹具3；在台面1上沿转盘2外周设置有第一锁螺丝机构5(2排4孔)、第二锁螺丝机构6(2排4孔)、第三锁螺丝机构7(2排4孔)、第四锁螺丝机构8(单排2孔)、第五锁螺丝机构9(单排4孔)、成品下料机构10、翻转机构12、组件上料机构4；每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构；
锁螺丝机构中螺丝夹头的数目、底座180上的螺纹过孔沉孔单元的数目、螺丝供料机构的数目，三者相等位置一一对应；
第一锁螺丝机构5与一工位16对应、第二锁螺丝机构6与二工位17对应、第三锁螺丝机构7与三工位18对应、第四锁螺丝机构8与四工位19对应、第五锁螺丝机构9与五工位20对应、成品下料机构10与六工位21对应(用于从上夹具中将底座180及锁附组件取出)、翻转机构12与七工位22 对应(用于从下夹具中取出上夹具)，组件上料机构4与八工位23对应；
零件产品装入上夹具的型腔后，把底座180反扣在上夹具的型腔上，再由组件上料机构4的机械手移动装入第八工位23的下夹具内，上夹具与下夹具一起称为组合夹具3。
如图3、图4，上夹具的结构是，在敞口槽91四边围挡上端面分别设置两个倒角板93，四边围挡总共八个倒角板93；在敞口槽91中前后相对设置有两排总共六个倒L型板123，六个倒L型板123两两相对；前边的三个倒 L型板123端面设置有顶槽二130(及顶槽一125)，每个倒L型板123中间的孔一126中安装有一个定位销89；后边的三个倒L型板123端面设置有顶槽三115(及顶槽四116)，每个倒L型板123中间的孔二114中同样安装有一个定位销89，总共六个定位销89；
每个倒L型板123左右两边均设置有边槽(即边槽一124及边槽二117)；横向每两个倒L型板123之间设置有中间槽(即两个中间槽一127和两个中间槽二128)；该四个中间槽中各安装有一个定位柱92，总共四个定位柱92；
紧邻两个中间槽二128开有通透的顶出孔122，用于下方的顶出气缸将锁附好零件产品的底座180从敞口槽91中顶出，以便机械手从上夹具15中移走锁附好零件产品的底座180成品；
前边的两个定位柱92上插接有浮动组合板一90，后边的两个定位柱92 上插接有浮动组合板二95；浮动组合板二95与浮动组合板一90形状结构相同，两者对称安装在敞口槽91前后两边；其中浮动组合板一90的结构是，在U型件100横向两端分别设置有一个纵向立板101，每个纵向立板101内侧上部为第一倒角106；位于两个纵向立板101之间的U型件100的内侧面间隔设置有平行隔板一110及平行隔板二104，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角102，平行隔板一110与平行隔板二104底部分别设有盲孔，安装有弹簧实现上下浮动；U型件100内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板103，每个横向立板103内壁上部开有第二倒角109；横向立板 103与平行隔板端部的低台阶105依次间隔设置；
敞口槽91左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口121，两个缺口121 之间的敞口槽91底板上靠后边开有双螺纹孔五134，该双螺纹孔五134中分别固定一个双台阶棒97；双螺纹孔五134的前边分别设置双螺纹孔四133 及螺纹孔四132，双螺纹孔四133上分别固定一个L型半圆弧板98，螺纹孔四132上固定有L型板99，两个L型半圆弧板98用于支撑机架80上的转轴，L型板99与双台阶棒97用于对机架80前后支撑和限位；
定位销89包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；定位柱92包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；
双台阶棒97包括上部圆锥体、中部台阶小圆柱体及下部大圆柱体，大圆柱体底部设有盲孔，用于安装弹簧；L型半圆弧板98包括上部的圆弧面 148、中部的台阶面一149和底部设有盲孔的底板四140；L型板99包括上部的第三倒角136、中部的台阶面二138和底部设有盲孔的底板三137；
后边的每个倒L型板123靠前侧为高台，三个高台上依次开有U型槽一120、U型槽二119、U型槽三118；该三个U型槽用于支撑和限位静触头前端连接的防护板；
浮动组合板一90和浮动组合板二95与所在空位的倒L型板123通过定位销89定位，定位销89与相邻U型槽及U型槽高台的形状与静触头77形状及双金部件76形状相吻合，使静触头77上的螺纹孔三81和双螺纹孔三 73，双金部件76上的螺纹孔二70和双螺纹孔二72、导电元件88上的螺纹孔一79，分别与底座180上的相应螺纹孔保持同轴；
如图5，每个定位销89与相邻U型槽定位静触头77的螺丝孔81与双金部件76螺丝孔70及开有U型槽高台组成一组扣合单元，浮动组合板二 95及其上的部件合计四套扣合单元，浮动组合板一90及其上的部件合计四套扣合单元，一个上夹具14总共八个扣合单元；八个扣合单元与底座180 的4个极槽189对应装配；机架80前端由双台阶棒97限位，机架80的转轴卡入两L型半圆弧板98的台阶面一142上，机架80的转轴由L型半圆弧板98上的圆弧面141限位支撑；动触头进入高台的U型槽内由L型板99 台阶面二138限位支撑。
如图7，下夹具的结构是，在底板二41上固定安装有限位板一42、限位板二44，并且滑动安装有弹簧压缩板一49和弹簧压缩板二56，该四个部件共同围成一个四方形空档，该四个部件上端面内沿均为斜面，该四方形空档向下开有工字型槽孔53，工字型槽孔53的腰部两边设内凸板50，工字型槽孔53的两端外沿分别开有等间距的孔一46和孔二54，内凸板50两端与工字型槽孔53外边之间称为让位槽52；弹簧压缩板一49外立面通过两个弹簧48连接有前端板一47，该前端板一47外立面安装有两个滑杆一51；弹簧压缩板二56外立面同样通过另外两个弹簧连接有前端板二，弹簧压缩板二56的前端板二外立面安装有另外两个滑杆二55；前端板一47和前端板二固定在底板二41上，弹簧压缩板一49和弹簧压缩板二56可以随弹簧伸缩自动调节对四方形空档中上夹具的夹紧力；
如图8，底座180两长边搭接在两边内凸板50上得到支撑，底座180 两短边与孔一46和孔二54所在的外沿搭接得到支撑，孔一46和孔二54用于ccd摄像校正底座180的过孔与锁螺孔同轴偏移检测；在第六工位21下料时，顶出气缸一通过工字型槽孔53从下往上从下夹具中顶出锁附好零件产品的底座180，实现成品下料；同样也用于在第七工位22下料时，顶出气缸二从下往上从下夹具中推出上夹具，再把上夹具从下夹具中取出。
如图9、图10、图11，锁螺丝机构的结构是，在支撑座724上固定有两根滑杆701，两根滑杆701中部套装有双滚珠轴承二723，双滚珠轴承二723 外圈固定有支撑板二706，两根滑杆701上部套装有双滚珠轴承一722；双滚珠轴承一722外圈固定有支撑板一704；两根滑杆701中部还固定有横架 705，横架705位于双滚珠轴承一722和双滚珠轴承二723之间，横架705 上安装有气缸三707，气缸三707活塞杆向下与支撑板二706传动连接，两根滑杆701顶部还固定有托板702，托板702上安装有气缸二703，气缸二 703的活塞杆向下与支撑板一704传动连接；支撑板一704中卡装有多个电批708，每个电批708向下通过传动机构与一个起子715连接；传动机构的结构是，包括与电批708旋转轴连接的万向节一709，万向节一709依次与伸缩轴713、第一轴套711、连杆714、万向节二710和第二轴套712连接；支撑板二706上表面还固定有竖直的固定板721，固定板721上根据需要安装有多个螺丝夹头140。
在图9、图10、图11中，每个锁螺丝机构根据需要设置2-4个螺丝夹头 140；起子715呈2排或1排；每个起子715的刀头对着一个螺丝夹头140 的第二通孔176；每个锁螺丝机构对应的螺丝供料机构有四个四通，四根第二管道分别与2-4个螺丝夹头140上的螺钉进料管197连接。
如图12，伸缩轴713的下端插在第一轴套711内部，第一轴套711上部设置有腰形孔一717，销轴一716穿过伸缩轴13下端和腰形孔一717；万向节一709与第一轴套711之间的伸缩轴713上套有弹簧一726；该部分称为一级扭力结构。
如图13，第二轴套712穿过支撑板二706，第二轴套712与支撑板二706 之间设置有滑套718，滑套718固定在支撑板二706上，起子715的柄部位于第二轴套712内，第二轴套712上设置有腰形孔二725，销轴二719穿过腰形孔二725和起子715的柄部，且起子715的柄部与第二轴套712的底部之间套有弹簧二727，销轴二719穿过第二轴套712和起子715的柄部，且销轴二719位于支撑板二706的上方；销轴三720穿过起子715的杆部，销轴三720位于第二轴套712的上方，且销轴三720抵在第二轴套712的上表面；销轴二719和销轴三720呈“十”字形结构；该部分称为二级扭力结构。
如图14，单头的螺丝夹头140的结构是，包括基体171、一个进料体172、一个螺钉进料件173和两个螺钉夹件174，基体171正面设置有进料体172，基体171的两侧面分别设置有第一倒U型槽175，进料体172下部设置有第二倒U型槽；基体171顶上还开有纵向通孔176，进料体172的上端连接有螺钉进料管197，进料体172内部设置有斜通孔178，进料体172下方的基体171正面设置有第三倒U型槽179；
螺钉进料件173由连接头一190和管体191组成一体结构，连接头一190 嵌在第二倒U型槽内，连接头一190上穿有销轴四192，销轴四192的两端固定在进料体172中；螺钉进料管197、斜通孔178和管体191相通；
螺钉夹件174由连接头二193、过渡部分194和夹头195组成一体结构，过渡部分194上设置有台阶196，夹头195上设置有弧形凹槽199；两个螺钉夹件174的连接头二193分别嵌在第一倒U型槽175内，每个螺钉夹件 174的连接头二193上穿有销轴五198，销轴五198的两端固定在基体171 中，两个螺钉夹件174呈相对设置；两个螺钉夹件174的夹头195位于基体171的下方，两个夹头195的弧形凹槽199相对扣接组成圆口径，管体191 的端口对着该圆口径。
如图15，成品下料机构10的结构是，在支架上设置有输出传送带225，输出传送带225与电机二260驱动连接；在支架一侧外面设置竖移气缸261，竖移气缸261活塞杆连接有挡板262，竖移气缸261与挡板262一起配合用于翻转机构12将锁附好零件产品的底座成品下料到输出传送带225上的定位，使锁附好零件产品的底座成品保持固定姿势，由输出传送带225输出；在支架另一侧外面高支撑架上设置有滑动块226，滑动块226通过滚珠丝杠二264与电机四263传动连接，滑动块226通过连接板265安装有气缸五266，气缸五266活塞杆向下连接有气缸夹爪二267；
组件上料机构4的结构是，包括与电机一222驱动连接的输入传送带 220，输入传送带220出料端上方设置有气缸夹爪一224，气缸夹爪一224 与气缸四269传动连接，气缸四269缸体与滑台223上的滑块连接，滑块通过滚珠丝杠与电机三268传动连接；输入传送带120出料端下方设置有不良组装品的滑槽221；输入传送带220上放置有组装好零件产品的上夹具，电机一222驱动输入传送带120，气缸四269伸缩气缸夹爪224加持移动上夹具，对于组装良好的底座及上夹具，电机二268控制滑台223前伸到达锁位夹具3上方，气缸四269控制气缸夹爪224将组装良好的底座180及上夹具夹取放入锁位夹具3中；对于组装不好的底座180及产品的上夹具，由垂直于输入传送带220正对滑槽221的推出气缸推出，被推出气缸推出不良产品滑槽221中。
如图16，翻转机构12包括支撑板501，在支撑板501的顶部设置有单活塞气缸502，支撑板501上设置有竖直的直线导轨507，直线导轨507上通过滑动副连接有滑板503；单活塞气缸502活塞杆的端部与滑板503传动连接；在滑板503上安装有回转气缸504，回转气缸504的主轴508与旋转柄505的一端固定连接，旋转柄505的另一端设置有双活塞气缸506，双活塞气缸506两端的两个活塞杆511上分别设置有夹板509。
翻转机构12的初始状态是：滑翻转机构12包括支撑板501，在支撑板 501的顶部设置有单活塞气缸502，支撑板501上设置有竖直的直线导轨507，直线导轨507上通过滑动副510连接有滑板503，单活塞气缸502活塞杆的端部与滑板503传动连接；在滑板503上安装有回转气缸504，回转气缸504 的主轴508与旋转柄505的一端固定连接，旋转柄505的另一端设置有双活塞气缸506，双活塞气缸506两端的两个活塞杆511上分别安装有一个夹板 509。滑板503位于直线导轨507的上端，双活塞气缸506与转盘2(七工位) 同侧；单活塞气缸502启动，单活塞气缸502的活塞杆向下推滑板503，滑板503带动着回转气缸504、旋转柄504、双活塞气缸506和两个夹板509 向下直线移动，然后双活塞气缸506工作，驱动两个活塞杆511相向移动，使两个夹板509将上夹具夹住，回转气缸504工作，驱动主轴508旋转，主轴508带动旋转柄505旋转，将被两个夹板509夹持住的上夹具转动到出料传送带处，双活塞气缸506再驱动两个活塞杆511背向移动，使两个夹板509 将上夹具松开后复位。
上述的各个机构均与中央控制器连接，接受统一协调的指令，实现步进式的操作。
本发明锁螺丝机构对锁附孔进行螺丝锁附的工作过程为：
1)将各个零件产品装入上夹具中，然后将3P塑壳断路器的底座180扣在上夹具各扣合单元中，由组件上料机构4的输入传送带220传送到气缸四 269控制的气缸夹爪224处，气缸四269控制的气缸夹爪224将其装入转盘 2八工位23上的下夹具上；
2)转盘2转动45度后间歇停在一工位16，2排4孔的第一锁螺丝机构5及其螺丝供料机构开始工作；若干个螺钉由直振运送至分料器处，螺钉掉入第一管道内，电磁阀的吹气口吹气，将螺钉吹到螺丝夹头140的螺钉进料管197内，螺钉再依次通过第三通孔178和管体191，螺钉的螺杆会掉入两个相对设置的螺钉夹件174弧形凹槽199组成的圆口径内；
3)在一工位16，启动气缸二703，气缸二703的推杆伸出向上推支撑板一704，双滚珠轴承一722沿着滑杆701向上移动，双滚珠轴承一722带动着支撑板一704及设置在支撑板一704上的电批708向上移动，电批708 通过传动机构带动起子715向上移动，起子715的刀头插进螺丝夹头150的第二通孔176内，并穿进呈相对设置的两个螺钉夹件174之间，然后气缸二 703停止工作，起子715停止向上移动，电批708的旋转轴再逆时针转动，扭力依次通过万向节一709、伸缩轴713、第一轴套711、连杆714、万向节二710、第二轴套712和销轴三720传递给起子715的杆部，带动起子715 逆时针转动，在起子715逆时针转动过程中，起子715的刀头会找到螺钉头部的十字槽，并与螺钉头部的十字槽匹配，两者匹配上后，在起子715继续逆时针转动过程中，螺钉的螺杆***两个呈相对设置的弧形凹槽199组成的圆口径中，螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，最终螺钉的中轴线、起子715的中轴线和两个弧形凹槽199组成圆口径的中轴线重合；由于螺钉夹件174的过渡部分194上设置有台阶196，能够防止螺钉蹿动到第二通孔 176处；
上述过程后，气缸二703停止工作，支撑板一704停止向上压电批708，电批708旋转轴通过传动机构向起子715传递逆时针扭力时，套在伸缩轴713 上的弹簧一726受到的压力不变，弹簧一726传递的旋转扭力也不变，称为一级扭力；螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，最终使螺钉的中轴线、起子715的中轴线和圆口径的中轴线重合；
4)螺钉的中轴线、起子715的中轴线与两个弧形凹槽199组成圆口径的中轴线重合后，气缸二703再次启动，上压力和扭力通过传动机构传给起子715，起子715逆时针转动的同时继续向上移动，将螺钉向上顶，螺钉螺杆的上端先露出螺丝夹头140，随着螺钉继续向上转动，螺钉螺杆的上端穿过槽孔，再穿过塑壳断路器底座上的沉孔和过孔，到达零件产品的内斜螺纹孔中，起子715带动螺钉在内斜螺纹孔中逆时针转动，螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，使螺钉的中轴线、起子715的中轴线与螺纹孔的中轴线重合；此时，螺钉已经完全被顶出螺丝夹头140外，螺钉的头部在穿过两个弧形凹槽199组成的圆口径时，螺钉的头部将两个螺钉夹件174的夹头 195朝外侧顶，螺钉夹件174绕着第五销轴198转动，就能使螺钉的头部完全穿出两个弧形凹槽199组成的圆口径；
5)螺钉的中轴线与底座螺纹孔的中轴线重合后，电批708的旋转轴再顺时针旋转，通过传动机构带动起子715顺时针向上转动，起子715再带动螺钉在内斜螺纹孔中顺时针旋转，螺钉进入直螺纹孔，既而螺钉上的螺纹与直螺纹孔内的螺纹啮合上；
6)螺钉上的螺纹与直螺纹孔内的螺纹啮合上后，电批708的旋转轴继续顺时针转动，气缸二703继续通过传动机构上压起子715，驱动起子715 顺时针向直螺纹孔内部旋进；电批708的旋转轴通过传动机构向起子715传递顺时针旋转扭力时，弹簧一726压缩受到进给压力，根据弹簧一726的压缩比，弹簧一726使旋转扭力增大10-20％；起子715的旋转扭力加上弹簧一726增大的旋转扭力，使螺钉的螺杆旋入直螺纹孔162的进给扭力足够大，使螺钉能走完所有螺程，气缸三707就不用工作；如果起子715的旋转扭力加上弹簧一726增大的旋转扭力，不足以克服锁附阻力时，气缸二703工作的同时启动气缸三707，气缸三707的活塞杆伸出向上推支撑板二706，双滚珠轴承二723沿着滑杆701向上移动，支撑板二706向上压销轴二719，销轴二719沿着第二腰形孔725向上压起子715的柄部，弹簧二727压缩受到进给压力，根据弹簧二727的压缩比，弹簧二727使旋转扭力增大15-30％，称为二级扭力；在电批708的旋转轴、气缸二703和气缸三707的共同驱动下，弹簧一726和弹簧二727的共同辅助下，起子715有足够的旋转扭力来克服锁附阻力，此时，起子715顺时针向直螺纹孔内部旋进，直到螺钉走完所有螺程；然后气缸二703、气缸三707及电批708的旋转轴停止工作，完成整个自动锁附工作；
7)最后，气缸二703和气缸三707的活塞杆缩回，带动电批708、传动机构和起子715回到初始位置。
通过上述方法，第一锁螺丝机构5控制螺钉依次穿过沉孔、过孔、内斜螺纹孔，最后旋进直螺纹孔内，就将底座180和装配在底座180上的零件产品固定在一起，其它锁螺丝机构的锁付过程与第一锁螺丝机构5相同。
本发明锁螺丝机构利用2级万向节和可自动调节螺丝夹头，克服锁螺丝中螺钉与螺纹孔锁扣、直径、旋向不一致、扭力不够造成的难以成功实现自动锁付组合螺钉的行业难题。
实施例1
利用本发明转盘式锁螺丝设备对3P断路器的底座180进行锁附，工作过程是：
1)在八工位23，输入传送带220将装配有底座180及产品的上夹具，由上料机构14装配到转盘2的组合夹具3，转盘2在步进电机驱动下转动 45度后停止，装配产品的底座180随着组合夹具3转到转盘2上的一工位 16，第一锁螺丝机构5锁附的孔为：静触头螺丝孔182从左到右第一个锁附孔和第二个锁附孔，导电元件螺丝孔185从左到右第一个锁附孔和第二个锁附孔；
2)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止，装配产品的底座180随着组合夹具3转到转盘2上的二工位17，第二锁螺丝机构6锁附的孔为：第二极静触头螺丝孔182从左到右第三个锁附孔和第四个锁附孔，第二极导电元件螺丝孔185从左到右第三个锁附孔和第四个锁附孔；
3)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止，装配产品的底座180随着组合夹具3转到转盘2上的三工位18，第三锁螺丝机构7锁附的孔为：第三极静触头螺丝孔182从左到右第五个锁附孔和第六个锁附孔，导电元件螺丝孔185从左到右第五个锁附孔和第六个锁附孔；
4)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止，装配产品的底座180随着组合夹具3转到转盘2上的四工位23，第四锁螺丝机构8锁附的孔为：机架螺丝孔183的2个锁附孔。；
5)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止，装配产品的底座180随着组合夹具3转到转盘2上的五工位24第五锁螺丝机构9锁附的孔为：导电***导电元件螺丝孔184的4个锁附孔；
6)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止在六工位21，六工位21 对应的成品下料机构10工作，输出传送带225对锁付好的底座180自动下料；
7)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止七工位22，上夹具随着组合夹具3转到转盘2上的七工位，上夹具由翻转机构12从组合夹具3夹取。
8)转盘2在步进电机驱动下转动45度后停止八工位23，装配有零件产品的新的上夹具随着输入传送带223送入组件上料机构4的气缸269的夹爪 224的下方，组合夹具3的下夹具转到转盘2的八工位，重新自动上料。
进线螺丝孔181和出线螺丝孔186由于孔径较大，本发明装置不能实现锁付，需要采用其它锁附装置进行锁附。
Claims (10)
1.一种3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：包括在台面(1)上设置多工位分度的转盘(2)，转盘(2)通过步进电机驱动，转盘(2)上表面沿圆周均匀设置有八个工位，每个工位固定安装有一个组合夹具(3)；在台面(1)上沿转盘(2)外周设置有第一锁螺丝机构(5)、第二锁螺丝机构(6)、第三锁螺丝机构(7)、第四锁螺丝机构(8)、第五锁螺丝机构(9)、成品下料机构(10)、翻转机构(12)、组件上料机构(4)；每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构。
2.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的第一锁螺丝机构(5)与一工位(16)对应、第二锁螺丝机构(6)与二工位(17)对应、第三锁螺丝机构(7)与三工位(18)对应、第四锁螺丝机构(8)与四工位(19)对应、第五锁螺丝机构(9)与五工位(20)对应、成品下料机构(10)与六工位(21)对应、翻转机构(12)与七工位(22)对应，组件上料机构(4)与八工位(23)对应。
3.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的上夹具的结构是，在敞口槽(91)四边围挡上端面分别设置两个倒角板(93)，四边围挡总共八个倒角板(93)；在敞口槽(91)中前后相对设置有两排总共六个倒L型板(123)，六个倒L型板(123)两两相对；前边的三个倒L型板(123)端面设置有顶槽，每个倒L型板(123)中间的孔一(126)中安装有一个定位销(89)；后边的三个倒L型板(123)端面设置有顶槽，每个倒L型板(123)中间的孔二(114)中同样安装有一个定位销(89)，总共六个定位销(89)；
每个倒L型板(123)左右两边均设置有边槽；横向每两个倒L型板(123)之间设置有中间槽，中间槽中各安装有一个定位柱(92)，总共四个定位柱(92)；紧邻前面边两个中间槽开有通透的顶出孔(128)；
前边的两个定位柱(92)上插接有浮动组合板一(90)，后边的两个定位柱(92)上插接有浮动组合板二(95)；浮动组合板二(95)与浮动组合板一(90)形状结构相同，两者对称安装在敞口槽(91)前后两边；
敞口槽(91)左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口(121)，两个缺口(121)之间的敞口槽(91)底板上靠后边开有双螺纹孔五(134)，该双螺纹孔五(134)中分别固定一个双台阶棒(97)；双螺纹孔五(134)的前边分别设置双螺纹孔四(133)及螺纹孔四(132)，双螺纹孔四(133)上分别固定一个L型半圆弧板(98)，螺纹孔四(132)上固定有L型板(99)；
后边的每个倒L型板(123)靠前侧为高台，三个高台上均开有U型槽。
4.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的定位销(89)包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔；定位柱(92)包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔；双台阶棒(97)包括上部圆锥体、中部台阶小圆柱体及下部大圆柱体，大圆柱体底部设有盲孔；L型半圆弧板(98)包括上部的圆弧面(148)、中部的台阶面一(149)和底部设有盲孔的底板四(140)；L型板(99)包括上部的第三倒角(136)、中部的台阶面二(138)和底部设有盲孔的底板三(137)。
5.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的下夹具的结构是，在底板二(41)上固定安装有限位板一(42)、限位板二(44)，并且滑动安装有弹簧压缩板一(49)和弹簧压缩板二(56)，该四个部件共同围成一个四方形空档，该四个部件上端面内沿均为斜面，该四方形空档向下开有工字型槽孔(53)，工字型槽孔(53)的腰部两边设内凸板(50)，工字型槽孔(53)的两端外沿分别开有等间距的孔一(46)和孔二(54)，内凸板(50)两端与工字型槽孔(53)外边之间称为让位槽(52)；弹簧压缩板一(49)外立面通过两个弹簧(48)连接有前端板一(47)；弹簧压缩板二(56)外立面同样通过另外两个弹簧连接有前端板二；前端板一(47)和前端板二固定在底板二(41)上。
6.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的锁螺丝机构的结构是，在底座(724)上固定有两根滑杆(701)，两根滑杆(701)中部套装有双滚珠轴承二(723)，双滚珠轴承二(723)外圈固定有支撑板二(706)；两根滑杆(701)上部套装有双滚珠轴承一(722)，双滚珠轴承一(722)外圈固定有支撑板一(704)；两根滑杆(701)中部还固定有横架(705)，横架(705)位于双滚珠轴承一(722)和双滚珠轴承二(723)之间，横架(705)上安装有气缸三(707)，气缸三(707)活塞杆向下与支撑板二(706)传动连接；两根滑杆(701)顶部还共同固定有托板(702)，托板(702)上安装有气缸二(703)，气缸二(703)的活塞杆向下与支撑板一(704)传动连接；支撑板一(704)中卡装有多个电批(708)，每个电批(708)向下通过传动机构与一个起子(715)连接；传动机构的结构是，包括与电批(708)旋转轴连接的万向节一(709)，万向节一(709)依次与伸缩轴(713)、轴套一(711)、连杆(714)、万向节二(710)和轴套二(712)连接；支撑板二(706)还固定有竖直的固定板(721)，固定板(721)上安装有多个螺丝夹头(140)。
7.根据权利要求6所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的伸缩轴(713)下端插在轴套一(711)内部，轴套一(711)上部设置有腰形孔一(717)，销轴一(716)穿过伸缩轴(713)下端和腰形孔一(717)；万向节一(709)与轴套一(711)之间的伸缩轴(713)上套有弹簧一(726)；该部分结构称为一级扭力结构。
8.根据权利要求6所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的轴套二(712)穿过支撑板二(706)，轴套二(712)与支撑板二(706)之间设置有滑套(718)，滑套(718)固定在支撑板二(706)上，起子(715) 的柄部位于轴套二(712)内，轴套二(712)上设置有腰形孔二(725)，销轴二(719)穿过腰形孔二(725)和起子(715)的柄部，且起子(715)的柄部与轴套二(712)的底部之间套有弹簧二(727)，销轴二(719)穿过轴套二(712)和起子(715)的柄部，且销轴二(719)位于支撑板二(706)的上方；销轴三(720)穿过起子(715)的杆部，销轴三(720)位于轴套二(712)的上方，且销轴三(720)抵在轴套二(712)的上表面；销轴二(719)和销轴三(720)呈“十”字形分布；该部分结构称为二级扭力结构。
9.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的单头的螺丝夹头(140)的结构是，包括基体(171)、一个进料体(172)、一个螺钉进料件(173)和两个螺钉夹件(174)，基体(171)正面设置有进料体(172)，基体(171)的两侧面分别设置有第一倒U型槽(175)，进料体(172)下部设置有第二倒U型槽；基体(171)顶上还开有纵向通孔(176)，进料体(172)的上端连接有螺钉进料管(197)，进料体(172)内部设置有斜通孔(178)，进料体(172)下方的基体(171)正面设置有第三倒U型槽(179)。
10.根据权利要求1所述的3P底座的转盘式锁螺丝设备，其特征是：所述的翻转机构(12)包括支撑板(501)，在支撑板(501)的顶部设置有单活塞气缸(502)，支撑板(501)上设置有竖直的直线导轨(507)，直线导轨(507)上通过滑动副连接有滑板(503)；单活塞气缸(502)活塞杆的端部与滑板(503)传动连接；在滑板(503)上安装有回转气缸(504)，回转气缸(504)的主轴(508)与旋转柄(505)的一端固定连接，旋转柄(505)的另一端设置有双活塞气缸(506)，双活塞气缸(506)两端的两个活塞杆(511)上分别设置有夹板(509)。
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