CN110271141A - 螺丝刀帽排布定位装置及螺丝刀帽输送定位设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺丝刀帽排布定位装置，包括工作台、SCARA机械手、错位板和错位驱动装置；工作台设有至少一个工作区，工作区上安装有定位模，定位模上设有按若干阵列单元间隔排布的工件定位孔，工作区对应各工件定位孔设有避空孔；SCARA机械手末端安装有转移单元，转移单元设有真空吸盘；错位板安装在定位模下侧与工作区之间，其上设有工件过孔；错位驱动装置用于驱动错位板相对定位模移动，以使工件过孔与工件定位孔错置或对齐；本发明提供一种螺丝刀帽输送定位设备，应用上述螺丝刀帽排布定位装置；本发明的螺丝刀帽排布定位装置，能对螺丝刀帽进行排布定位；本发明的螺丝刀帽输送定位设备，能对大批量的螺丝刀帽进行快速精准定位。

Description

螺丝刀帽排布定位装置及螺丝刀帽输送定位设备

技术领域

本发明涉及螺丝刀生产装置领域，尤其是指螺丝刀帽排布定位装置及螺丝刀帽输送定位设备。

背景技术

螺丝刀是一种用于旋转螺丝以使其旋转至指定位置的工具，其由螺丝刀头和螺丝刀柄组成，由于用户使用时手心会抵压在螺丝刀柄尾端发力，为了增大用户与螺丝刀柄尾端的摩擦力，螺丝刀生产商在螺丝刀柄尾端设置螺丝刀帽。现有的螺丝刀帽生产方法是使用人手逐一将螺丝刀帽排列到注塑模板内，然后通过注塑设备对注塑模板进行注塑，在螺丝刀帽外侧形成防滑层，但这种通过人手将螺丝刀帽排列到注塑模板内的方法，劳动量大，排列速度慢，且生产工人在生产过程中存在一定的危险性，容易发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种螺丝刀帽排布定位装置，能自动对螺丝刀帽进行排布定位，省去人力成本的投入。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：螺丝刀帽排布定位装置，包括工作台、SCARA机械手、错位板和错位驱动装置；工作台设有至少一个工作区，工作区上安装有定位模，定位模上表面设有按若干阵列单元间隔排布的工件定位孔，工件定位孔连通定位模的下表面，工作区对应各工件定位孔设有避空孔；SCARA机械手末端安装有转移单元，转移单元设有与上述工件定位孔的一个阵列单元数量对应的真空吸盘；SCARA机械手驱动转移单元从上一工位将一个阵列单元数量的工件转移并放置到工件定位孔的一个阵列单元中；错位板安装在定位模下侧与工作区之间，其上设有与各工件定位孔对应的工件过孔；错位驱动装置用于驱动错位板相对定位模移动，以使工件定位孔放置工件前，工件过孔与工件定位孔错置；以及以使工件定位孔放满工件后，工件定位孔与工件过孔对齐，使工件整体下落定位。

与现有技术相比，本发明的螺丝刀帽排布定位装置，具有以下有益效果：

(1)使用SCARA机械手将螺丝刀帽(也称工件)批量排布到工作台内，实现不间断地对螺丝刀帽进行自动化定位，可靠性强，有效降低生产成本，排布速度快，提高整个生产线的生产流畅度，适用于规模化生产的建设，同时减少人工参与环节，降低人工成本，避免安全事故的发生；

(2)通过使用SCARA机械手，便于生产人员根据实际生产需要设定SCARA机械手的运动轨迹，从而提高螺丝刀帽排布定位装置的灵活性，适用于不同场景下的生产，另外，SCARA机械手上的真空吸盘的零部件易得，从而便于生产制造，以及对设备进行维护，降低设备维护成本；

(3)由于SCARA机械手上的转移单元仅设有一个阵列单元数量的真空吸盘，通过设置错位板，以使工件定位孔放置工件前，工件过孔下端与避空孔处于分隔状态，SCARA机械手有充足时间将螺丝刀帽排列到定位模上，当工件定位孔放满工件后，工件定位孔与工件过孔对齐，工件整体下落进行对位，方便后续转移整个定位模上的工件，便于生产人员调整生产流程。

所述工件定位孔内壁设有与螺丝刀帽适配的锥形面，使螺丝刀帽转移至定位模后依次穿过工件定位孔和避空孔进行定位，有效纠正所述SCARA机械手从上一工位将螺丝刀帽转移至定位模的过程中发生的位置误差，从而能使定位模对螺丝刀帽进行精准定位，同时便于所述SCARA机械手快速对螺丝刀帽进行排布定位。

所述工件过孔设计成大于工件定位孔；这种设置方式能够避免错位板往复运动的过程中，所述工件过孔阻碍螺丝刀帽依次穿过工件定位孔和避空孔下落。

所述错位驱动装置为气缸，其缸体与工作台固定连接，其推杆与错位板连接；所述错位驱动装置为通用装置，便于购买、设置、调整和维修，能有效降低生产成本。

所述错位驱动装置通过连接块与所述错位板连接，所述连接块设置在所述错位驱动装置的推杆外侧，所述连接块下侧设有凸起部，所述错位板端部与所述凸起部连接；所述工作台上对应所述凸起部的运动轨迹设有避空槽。

通过设置连接块，一方面，便于生产人员对错位板进行安装和拆卸，另一方面，便于生产人员根据实际生产需要，选用不同规格的连接块，从而降低对错位驱动装置选型的要求，降低设备设置的难度；另外，在述工作台上对应所述凸起部的运动轨迹设有避空槽，能避免凸起部与工作台发生碰刮，从而延长凸起部、工作台的使用寿命，降低维护成本，同时，避空槽车内侧壁能对凸起部起到限位作用，避免错位板运动幅度过大，阻碍螺丝刀帽下落。

工件定位孔按N×N队列布置，N≥3，每列N个工件定位孔为一个阵列单元，这种设置方式使若干工件定位孔排列成矩形阵列，便于生产人员对SCARA机械手上的真空吸盘进行设置，以及对下一工位的设备进行设置。

还包括行程检测装置，所述行程检测装置用于监测所述错位驱动装置驱动所述错位板运动的行程；通过设置行程检测装置，能提高错位驱动装置的安全性和可靠性，便于生产人员对错位驱动装置进行监控和维修。

所述转移单元还包括吸盘安装件，所述安装件上设有供SCARA机械手连接的连接件，若干真空吸盘设置在所述吸盘安装件相对连接件的一侧；这种设置方式使所述吸盘安装件可作为安装载体供真空吸盘设置，从而使生产人员能够根据实际情况对真空吸盘进行设置和调整，降低设备的调整难度。

所述工作区相对设置有两个，每个工作区上安装有定位模，SCARA机械手安装在两个工作区之间；所述工作区设有两个，使SCARA机械手能轮流在两个工作区内放置螺丝刀帽，缩短SCARA机械手闲置的时间，从而提高设备的利用率，有效提高生产效率。

本发明的另一个目的是提供一种应用上述螺丝刀帽排布定位装置的螺丝刀帽输送定位设备，其包括螺丝刀帽输送装置、螺丝刀帽排布定位装置和物料转移装置；螺丝刀帽输送装置用于将螺丝刀帽定量输送至转移单元，所述物料转移装置将定位模上的工件整体转移至注塑装置。

与现有技术相比，本发明的螺丝刀帽输送定位设备，能对大批量的螺丝刀帽进行快速自动精准定位，便于所述物料转移装置将若干螺丝刀帽转移至注塑装置后，若干螺丝刀帽能精准放置在注塑装置的注塑模板内，从而提高注塑装置的注塑效果和成品的质量。

附图说明

图1是本发明的侧面示意图；

图2是本发明的俯视示意图；

图3是工作台的***图；

图4是图3的A区域的局部放大图；

图5是工作台的剖视图；

图6是SCARA机械手的示意图；

图7是螺丝刀帽的示意图；

图8是螺丝刀帽输送定位设备的俯视示意图；

图9是螺丝刀帽输送装置的侧面示意图；

图10是螺丝刀帽输送装置的俯视示意图；

图11是定位装置的俯视示意图；

图12是定位装置的侧面示意图；

图13是物料转移装置的示意图。

标号说明：

1螺丝刀帽排布定位装置，11工作台，12工作区，13避空孔，14避空槽，15SCARA机械手，2转移单元，20连接件，21吸盘安装件，22真空吸盘，31定位模，32工件定位孔，34错位板，35工件过孔，36错位驱动装置，37连接块，38凸起部，39行程检测装置，4物料转移装置，51物料转移机械手，52上下料夹具，6螺丝刀帽输送装置，7振动盘，71圆振盘，72送料轨道，73直振送料器，74检测传感器，8定位装置，81安装支架，82底座，821上基板，83安装板，84可调支撑机构，85调节杆，86锁定件，87定位件，870定位槽，871定位驱动装置，872连接件，873滑轨，874丝杆，88定位电机，9限位件，90过料口。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的实施方式：

实施例一

参见图1至图5、图7,本实施例的螺丝刀帽排布定位装置1，包括工作台11、SCARA机械手15、错位板34和错位驱动装置36；工作台11设有至少一个工作区12，工作区12上安装有定位模31，定位模31上表面设有按若干阵列单元间隔排布的工件定位孔32，工件定位孔32连通定位模31的下表面，工作区12对应各工件定位孔32设有避空孔13；SCARA机械手15末端安装有转移单元2，转移单元2设有与上述工件定位孔32的一个阵列单元数量对应的真空吸盘22；SCARA机械手15驱动转移单元2从上一工位将一个阵列单元数量的工件转移并放置到工件定位孔32的一个阵列单元中；错位板34安装在定位模31下侧与工作区12之间，其上设有与各工件定位孔32对应的工件过孔35；错位驱动装置36用于驱动错位板34相对定位模31移动，以使工件定位孔32放置工件前，工件过孔35与工件定位孔32错置；以及以使工件定位孔32放满工件后，工件定位孔32与工件过孔35对齐，使工件整体下落定位。真空吸盘22需要与抽真空装置(如真空泵)连接，抽真空装置可以为真空吸盘22提供负压或正压。

所述工件定位孔32内壁设有与螺丝刀帽适配的锥形面，使螺丝刀帽转移至定位模31后依次穿过工件定位孔32和避空孔13进行定位，有效纠正所述SCARA机械手15从上一工位将螺丝刀帽转移至定位模31的过程中发生的位置误差，从而能使定位模31对螺丝刀帽进行精准定位，同时便于所述SCARA机械手15快速对螺丝刀帽进行排布定位。

所述工件过孔35设计成大于工件定位孔32；这种设置方式能够避免错位板34往复运动的过程中，所述工件过孔35阻碍螺丝刀帽依次穿过工件定位孔32和避空孔13下落。

所述错位驱动装置36为气缸，其缸体与工作台11固定连接，其推杆与错位板34连接；所述错位驱动装置36为通用装置，便于购买、设置、调整和维修，能有效降低生产成本。

所述错位驱动装置36通过连接块37与所述错位板34连接，所述连接块37设置在所述错位驱动装置36的推杆外侧，所述连接块37下侧设有凸起部38，所述错位板34端部与所述凸起部38连接；所述工作台11上对应所述凸起部38的运动轨迹设有避空槽14。

通过设置连接块37，一方面，便于生产人员对错位板34进行安装和拆卸，另一方面，便于生产人员根据实际生产需要，选用不同规格的连接块37，从而降低对错位驱动装置36选型的要求，降低设备设置的难度；另外，在述工作台11上对应所述凸起部38的运动轨迹设有避空槽14，能避免凸起部38与工作台11发生碰刮，从而延长凸起部38、工作台11的使用寿命，降低维护成本，同时，避空槽14车内侧壁能对凸起部38起到限位作用，避免错位板34运动幅度过大，阻碍螺丝刀帽下落。

工件定位孔32按N×N队列布置，N≥3，每列N个工件定位孔32为一个阵列单元，这种设置方式使若干工件定位孔32排列成矩形阵列，便于生产人员对SCARA机械手15上的真空吸盘22进行设置，以及对下一工位的设备进行设置。如图2所述的实施例中，定位模31上设有4×4列工件定位孔32，在其它实施例中，也可以根据需要设置工件定位孔32的数量。

还包括行程检测装置39，所述行程检测装置39用于监测所述错位驱动装置36驱动所述错位板34运动的行程；通过设置行程检测装置39，能提高错位驱动装置36的安全性和可靠性，便于生产人员对错位驱动装置36进行监控和维修。

参见图6,所述转移单元2还包括吸盘安装件21，所述安装件上设有供SCARA机械手15连接的连接件20，若干真空吸盘22设置在所述吸盘安装件21相对连接件20的一侧；这种设置方式使所述吸盘安装件21可作为安装载体供真空吸盘22设置，从而使生产人员能够根据实际情况对真空吸盘22进行设置和调整，降低设备的调整难度。

所述工作区12相对设置有两个，每个工作区12上安装有定位模31，SCARA机械手15安装在两个工作区12之间；所述工作区12设有两个，使SCARA机械手15能轮流在两个工作区12内放置螺丝刀帽，缩短SCARA机械手15闲置的时间，从而提高设备的利用率，有效提高生产效率。

与现有技术相比，本发明的螺丝刀帽排布定位装置1，具有以下有益效果：

(1)使用SCARA机械手15将螺丝刀帽(也称工件)批量排布到工作台11内，实现不间断地对螺丝刀帽进行自动化定位，可靠性强，有效降低生产成本，排布速度快，提高整个生产线的生产流畅度，适用于规模化生产的建设，同时减少人工参与环节，降低人工成本，避免安全事故的发生；

(2)通过使用SCARA机械手15，便于生产人员根据实际生产需要设定SCARA机械手15的运动轨迹，从而提高螺丝刀帽排布定位装置1的灵活性，适用于不同场景下的生产，另外，SCARA机械手15上的真空吸盘22的零部件易得，从而便于生产制造，以及对设备进行维护，降低设备维护成本；

(3)由于SCARA机械手15上的转移单元2仅设有一个阵列单元数量的真空吸盘22，通过设置错位板34，以使工件定位孔32放置工件前，工件过孔35下端与避空孔13处于分隔状态，SCARA机械手15有充足时间将螺丝刀帽排列到定位模31上，当工件定位孔32放满工件后，工件定位孔32与工件过孔35对齐，工件整体下落进行对位，方便后续转移整个定位模31上的工件，便于生产人员调整生产流程。

实施例二

参见图8，本发明的另一个目的是提供一种应用上述螺丝刀帽排布定位装置8的螺丝刀帽输送定位设备，其包括螺丝刀帽输送装置6、螺丝刀帽排布定位装置8和物料转移装置4；螺丝刀帽输送装置6用于将螺丝刀帽定量输送至转移单元，所述物料转移装置4将定位模上的工件整体转移至注塑装置(图中未示出)。

参见图9至图12,所述螺丝刀帽输送装置6包括振动盘7和定位装置8；所述振动盘7包括圆振盘71和送料轨道72，所述送料轨道72首端连接所述圆振盘71的出料端；所述定位装置8包括限位件9、定位件87和定位驱动装置871，所述限位件9垂直设于所述送料轨道72末端，所述限位件9上设有与所述送料轨道72末端对应的过料口90，所述定位件87相邻地设于限位件9外侧；所述定位件87内侧设有若干间隔设置的定位槽870，所述定位驱动装置871驱动所述定位件87相对所述限位件9间歇移动，以使其中一个定位槽870与所述过料口90对应时，位于所述送料轨道72末端的工件进入至所述定位槽870内。

所述送料轨道72的首端设有检测传感器74，所述检测传感器74用于监测所述振动盘7是否对所述送料轨道72进行送料；通过设置检测传感器74检测所述振动盘7的送料情况，避免出现因断料导致生产效率下降的情况。

还包括直振送料器73，所述直振送料器73设置在放置面上，所述送料轨道72设置在所述直振送料器73上端，通过设置直振送料器73，为位于所述送料轨道72上的螺丝刀帽提供向所述送料轨道72的末端运动的动力，确保所述送料轨道72匀速对外输出螺丝刀帽。

所述定位装置8还包括安装支架81，所述限位件9设于安装支架81后侧，所述定位件87可滑动地设有安装支架81上侧；所述定位驱动装置871包括定位电机88和丝杆874，所述丝杆874的螺母与所述定位件87固定连接，所述丝杆874的螺杆与所述定位电机88传动连接；通过设置定位驱动装置871，能确保所述定位件87沿着丝杆874的导向方向运动，提高所述定位件87运动时的稳定性，另外，所述定位驱动装置871采用这种设置方式具有定位精度高的效果，能保证定位件87与所述过料口90精准对位，提高定位件87对螺丝刀帽的定位效果。

所述定位件87通过滑轨机构与所述安装支架81连接，所述滑轨机构包括设置在所述安装支架81上侧的滑轨873，以及设置在所述定位件87下侧的连接件872，所述连接件872与所述滑轨873滑动连接；通过设置滑轨机构，一方面能提高所述定位件87与所述安装支架81连接的稳固性，另一方面，能降低所述丝杆874所承受的压力，从而延长丝杆874的使用寿命。

定位驱动装置871驱动所述定位件87运动的过程如下：所述定位驱动装置871驱动所述定位件87沿单一方向间歇移动，使定位件87上的定位槽870依次对齐过料口90，定位槽870对齐过料口90时，定位驱动装置871暂停，使螺丝刀帽可以进入定位槽870内，随后定位驱动装置871工作驱动下一个定位槽870对齐过料口90，直至各定位槽870内均进入有螺丝刀帽；定位件87上排布满螺丝刀帽后，外部的排布定位装置转移各定位槽870内的螺丝刀帽至下一工序；然后，定位驱动装置871驱动所述定位件87沿相反方向间歇移动，使螺丝刀帽再依次进入各定位槽870内，以此循环。

所述安装支架81包括底座82和安装板83，所述安装板83设置在所述底座82上部，所述限位件9、定位件87和定位驱动装置871安装在所述安装板83上，所述安装支架81结构简单，便于生产制造。

所述底座82与所述安装板83通过可调支撑机构84连接，通过可调支撑机构84可调节所述安装板83与底座82的相对位置；通过设置可调支撑机构84，使生产人员可根据实际生产需要调节所述定位件87所述送料轨道72末端之间的高度差，提高螺丝刀帽从所述送料轨道72移动至所述定位件87上的流畅性，便于所述定位件87对螺丝刀帽进行定位排布。

所述底座82上端设有上基板821，所述安装板83通过四个距形布置的所述可调支撑机构84安装在上基板821上侧；所述可调支撑机构84包括调节杆85和锁定件86，所述调节杆85上端与安装板83连接，所述调节杆85下端贯穿所述上基板821，所述调节杆85在上基板821的两侧安装有锁定件86；所述可调支撑机构84结构简单，零部件数量较少，便于生产人员操作调整，另外，这种设置方式一方面能减少单个调节杆85所承受的压力，从而延长可调支撑机构84的使用寿命，另一方面，能提高所述安装板83设置在所述底座82上的稳定性，避免所述安装板83在使用过程中发生倾侧。具体地，所述锁定件86为调节螺母。

所述过料口90的宽度大于所述定位槽870的宽度，所述过料口90的上侧敞口；这种设置方式能使螺丝刀帽从所述送料轨道72末端输出后先经过所述过料口90的限位和导向后再移动至所述定位槽870，从而避免由于定位槽870的孔径小于所述送料轨道72末端宽度，导致螺丝刀帽卡在定位件87外侧无法进入至定位槽870内。

所述定位槽870向所述过料口90一侧的敞口内壁为圆弧曲面，这种设置方式能使所述定位槽870外侧对螺丝刀帽起到导向作用，同时避免定位槽870外侧过于锋利，损伤螺丝刀帽。

所述定位装置8还包括位置传感器(图中未示出)，所述位置传感器用于检测所述定位件87的位置，所述定位电机88根据所述位置传感器的检测信号控制所述定位件87运动至其中一个定位槽870与所述过料口90对应的位置上。

通过设置位置传感器检测所述定位件87的位置，确保所述定位槽870与送料轨道72的末端精准对位，避免由于所述定位槽870无法与送料轨道72的末端对位，导致送料轨道72堵塞；另外，这种设置方式能确保定位件87沿着定位驱动装置871的驱动方向运动，实现多个定位槽870轮流与送料轨道72的末端对位，确保定位件87对螺丝刀帽进行定量排布。

参见图13，所述物料转移装置4包括物料转移机械手51和上下料夹具52，所述上下料夹具52的连接头与物料转移机械手51的末端连接。

本发明所述的SCARA机械手是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，是一种应用于装配作业的机器人手臂，它有3个旋转关节，适用于平面定位。SCARA机械手的不是本发明的改进，本发明只是应用SCARA机械手进行工件转移，SCARA机械手具体工作原理可以参考现有的公知的资料。

与现有技术相比，本发明的螺丝刀帽输送定位设备，能对大批量的螺丝刀帽进行快速自动精准定位，便于所述物料转移装置将若干螺丝刀帽转移至注塑装置后，若干螺丝刀帽能精准放置在注塑装置的注塑模板内，从而提高注塑装置的注塑效果和成品的质量。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.螺丝刀帽排布定位装置，包括：

工作台，设有至少一个工作区，工作区上安装有定位模，定位模上表面设有按若干阵列单元间隔排布的工件定位孔，工件定位孔连通定位模的下表面，工作区对应各工件定位孔设有避空孔；

SCARA机械手，其末端安装有转移单元，转移单元设有与上述工件定位孔的一个阵列单元数量对应的真空吸盘；

SCARA机械手驱动转移单元从上一工位将一个阵列单元数量的工件转移并放置到工件定位孔的一个阵列单元中；

错位板，安装在定位模下侧与工作区之间，其上设有与各工件定位孔对应的工件过孔；

错位驱动装置，驱动错位板相对定位模移动，以使工件定位孔放置工件前，工件过孔与工件定位孔错置；以及以使工件定位孔放满工件后，工件定位孔与工件过孔对齐，使工件整体下落定位。

2.根据权利要求1所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述工件定位孔内壁设有与螺丝刀帽适配的锥形面。

3.根据权利要求2所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述工件过孔设计成大于工件定位孔。

4.根据权利要求1所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述错位驱动装置为气缸，其缸体与工作台固定连接，其推杆与错位板连接。

5.根据权利要求4所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述错位驱动装置通过连接块与所述错位板连接，所述连接块设置在所述错位驱动装置的推杆外侧，所述连接块下侧设有凸起部，所述错位板端部与所述凸起部连接；

所述工作台上对应所述凸起部的运动轨迹设有避空槽。

6.根据权利要求1所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：工件定位孔按N×N队列布置，N≥3，每列N个工件定位孔为一个阵列单元。

7.根据权利要求1所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：还包括行程检测装置，所述行程检测装置用于监测所述错位驱动装置驱动所述错位板运动的行程。

8.根据权利要求1所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述转移单元还包括吸盘安装件，所述安装件上设有供SCARA机械手连接的连接件，若干真空吸盘设置在所述吸盘安装件相对连接件的一侧。

9.根据权利要求1至8任一项所述的螺丝刀帽排布定位装置，其特征在于：所述工作区相对设置有两个，每个工作区上安装有定位模，SCARA机械手安装在两个工作区之间。

10.螺丝刀帽输送定位设备，其特征在于：包括螺丝刀帽输送装置、螺丝刀帽排布定位装置和物料转移装置，所述螺丝刀帽排布定位装置为权利要求1至9任一项所述的螺丝刀帽排布定位装置；

螺丝刀帽输送装置用于将螺丝刀帽定量输送至转移单元，所述物料转移装置将定位模上的工件整体转移至注塑装置。