CN112025282A - 一种六轴自动变距型拧紧机及变距拧紧方法 - Google Patents

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张渊
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方志慧
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Abstract

本发明公开一种六轴自动变距型拧紧机，包括顶升机构、螺栓拧紧机构和用于带动螺栓拧紧机构上下移动的调整机构；所述螺栓拧紧机构包括六个拧紧枪，每个拧紧枪均单独固定在一块调整板上，所有六块调整板均处于同一水平面内；所述六个拧紧枪共分成三组，每组包含两个拧紧枪，在对应固定每组两个拧紧枪的两块调整板上方设置一块连板，相应地所述连板共设置三块；所述每组两个拧紧枪之间的距离通过变距气缸调整，所述相邻每组拧紧枪之间的距离通过自动变距直线电机调整。本发明采用直线电机和变距气缸来调整各拧紧枪之间的间距，再配合六块调整板等具体结构设置，可实现拧紧枪的自动变距平稳调整，并具有拧紧枪间距调整过程简单，工作效率高等优点。

Description

一种六轴自动变距型拧紧机及变距拧紧方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机装配流水线领域，具体地说是涉及一种用于缸体螺栓拧紧的六轴自动变距型拧紧机及变距拧紧方法。
背景技术
汽车发动机是为汽车提供动力的机器，影响汽车的动力性、经济性和环保性。在汽车发动机装配过程中，需要通过螺栓将缸盖与缸体拧紧，具体是流水线上输送的缸盖先套上螺栓和缸体通过人工预拧紧，然后随流水线输送至拧紧工位，由多个拧紧枪同时进行拧紧。针对不同型号的缸体，其上的螺栓数量不同，如单缸需要同时拧紧4颗螺栓，双缸需要同时拧紧6颗螺栓，而且相邻之间螺栓的间距也不同，因此需要对各拧紧枪之间的间距进行调整。目前，多是采用伺服电机带动螺杆传动进而调整相邻拧紧枪之间间距的方式，结构复杂繁琐，工作效率低。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种六轴自动变距型拧紧机及变距拧紧方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种六轴自动变距型拧紧机，包括顶升机构、螺栓拧紧机构和用于带动螺栓拧紧机构上下移动的调整机构；
所述顶升机构包括底部固定架，底部固定架布置在流水线的下方，在底部固定架的中心设置有顶升板，所述顶升板的底部与顶升气缸的缸杆连接，在顶升板的两端上方设置有定位销，在顶升板的四角处设置有支撑柱；
所述螺栓拧紧机构包括六个拧紧枪，每个拧紧枪均单独固定在一块调整板上，所有六块调整板均处于同一水平面内；所述六个拧紧枪共分成三组，每组包含两个拧紧枪，在对应固定每组两个拧紧枪的两块调整板上方设置一块连板，相应地所述连板共设置三块；
所述每组两个拧紧枪之间的距离通过变距气缸调整，变距气缸的缸体固定在其中一块调整板的底部，变距气缸的缸杆末端与另一块调整板相连接，在调整板的上部设置有第一滑块，在两块调整板上方对应连板的底部设置有第一滑轨，第一滑块与第一滑轨相配合；
所述相邻每组拧紧枪之间的距离通过自动变距直线电机调整，自动变距直线电机上的动子与连板传动连接，且每个动子对应与一个连板相连接，自动变距直线电机固定在阀座板上；在连板的上部设置有第二滑块，在阀座板上设置有第二滑轨，第二滑块与第二滑轨相配合，且第一滑轨与第二滑轨呈垂直布置；
所述调整机构包括调整气缸和顶部固定架，在顶部固定架上竖向布置有第三滑轨，在阀座板的一侧设置有侧板，在侧板的外侧面设置有第三滑块，第三滑块与第三滑轨相配合；所述调整气缸安装在顶部固定架上，调整气缸的缸杆末端与阀座板相连接。
优选的，在底部固定架上还设置有用于检测工件到位的到位检测开关，到位检测开关与控制装置连接，控制装置分别与顶升气缸、拧紧枪、变距气缸、自动变距直线电机和调整气缸相连接；所述控制装置包括电控***和气控***。
优选的，在调整板的底部设置有导向机构，所述导向机构共设置两个，其中一个导向机构布置在同一侧三个调整板的底部，另一个导向机构布置在另一侧三个调整板的底部；所述导向机构包括导向杆，在导向杆上设置有三个导向块，每一导向块对应与一个调整板相连接。
优选的，在阀座板的两端还设置有用于对外侧两连板的运动进行限位的限位块。
优选的，在阀座板的中心设置有方便六个拧紧枪竖直穿过的方形通孔。
一种六轴自动变距拧紧方法，采用如上所述的拧紧机，包括以下步骤：
(1)先根据流水线上待拧紧缸体的型号调整六个拧紧枪相互之间的间距，具体是通过启动自动变距直线电机，直线电机的动子带动连板沿第二滑轨移动，以调整各组拧紧枪之间的横向距离，然后通过启动变距气缸，变距气缸的杠杆推动调整板沿第一滑轨移动，以调整每组两个拧紧枪之间的纵向距离；
(2)经人工预拧紧后的工件随流水线继续向前输送，直至拧紧工位，当顶升机构中的到位检测开关检测到信号后，确定工件到位，然后启动顶升气缸，顶升气缸的缸杆推动顶升板上升，顶升板上的定位销***工件定位，同时顶升板将工件继续向上顶起至预定位置；
(3)启动调整气缸，调整气缸的缸杆推动阀座板沿第三滑轨向下移动，当阀座板下降至预定位置时，启动拧紧枪对缸体上的螺栓进行拧紧；
(4)缸体上的螺栓拧紧后，调整气缸的缸杆带动阀座板沿第三滑轨向上移动，回复至初始位置；
(5)顶升机构中的顶升气缸带动顶升板下降，使工件下落再次处于流水线上，并与顶升板相脱离，工件随流水线继续向前输送，完成螺栓拧紧动作；
(6)当流水线上的下一工件需要螺栓拧紧时，重复步骤(2)-(5)；
(7)当流水线上所加工缸体的型号发生变化时，重复步骤(1)，调整各拧紧枪之间的间距至合适位置，再重复步骤(2)-(5)，完成螺栓拧紧动作。
优选的，步骤(3)中：拧紧枪对螺栓拧紧时采用扭矩转角法。
本发明的有益技术效果是：
本发明采用直线电机和变距气缸来调整各拧紧枪之间的间距，再配合六块调整板等具体结构设置，可实现拧紧枪的自动变距平稳调整，并具有拧紧枪间距调整过程简单，精度高，工作效率高等优点。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明六轴自动变距型拧紧机的整体结构示意图；
图2为本发明中螺栓拧紧机构的结构示意图；
图3为图2的上部角度视图；
图4为图2的上部另一角度视图；
图5为本发明中螺栓拧紧机构的底部角度视图；
图6为图5的底部正视图；
图7为本发明螺栓拧紧机构中单组拧紧***构原理示意图；
图8为本发明中顶升机构的结构原理示意图；
图9为本发明六轴自动变距型拧紧机安装在生产线上的整体结构示意图。
具体实施方式
结合附图，一种六轴自动变距型拧紧机，包括顶升机构1、螺栓拧紧机构2和用于带动螺栓拧紧机构2上下移动的调整机构3。所述顶升机构1包括底部固定架101，底部固定架101布置在流水线4的下方，在底部固定架101的中心设置有顶升板102，所述顶升板102的底部与顶升气缸103的缸杆连接。在顶升板102的两端上方设置有定位销104，在顶升板的四角处设置有支撑柱105。通过顶升气缸103可带动顶升板102上下运动，定位销104与上方工件的销孔配合，可起到对上方待顶起工件的定位作用。
所述螺栓拧紧机构2包括六个拧紧枪201，每个拧紧枪201均单独固定在一块调整板202上，所有六块调整板202均处于同一水平面内。所述六个拧紧枪201共分成三组，每组包含两个拧紧枪，整体呈两行排列。在对应固定每组两个拧紧枪的两块调整板上方设置一块连板203，相应地所述连板203共设置三块。
所述每组两个拧紧枪201之间的距离通过变距气缸204调整，变距气缸204的缸体固定在其中一块调整板的底部，变距气缸的缸杆末端与另一块调整板相连接，在调整板的上部设置有第一滑块205，在两块调整板上方对应连板的底部设置有第一滑轨206，第一滑块205与第一滑轨206相配合。通过变距气缸204可推动调整板沿第一滑轨206移动，从而可调整每块连板下方的两调整板之间的间距，进而实现每组两个拧紧枪之间间距的调整。
所述相邻每组拧紧枪之间的距离通过自动变距直线电机207调整，自动变距直线电机207上的三个动子分别与三块连板传动连接，具体是每个动子通过过渡板208对应与一个连板203相连接。自动变距直线电机207固定在阀座板5上。在连板203的上部设置有第二滑块209，在阀座板5上设置有第二滑轨501，第二滑块209与第二滑轨501相配合，且第一滑轨206与第二滑轨501呈垂直布置。通过自动变距直线电机207可带动三块连板横向移动，从而可调整三块连板之间的间距，进而实现每组拧紧枪之间间距的调整。通过变距气缸和自动变距直线电机，可实现相邻拧紧枪之间横向间距和纵向间距的调整，以适应不同型号缸体的螺栓拧紧要求。
所述调整机构3包括调整气缸301和顶部固定架302，在顶部固定架上竖向布置有第三滑轨303，在阀座板5的一侧设置有侧板502，在侧板502的外侧面设置有第三滑块503，第三滑块503与第三滑轨303相配合。所述调整气缸301安装在顶部固定架302上，调整气缸301的缸杆末端与阀座板5相连接。通过调整气缸301可控制阀座板5沿第三滑轨303上下移动，进而实现拧紧枪竖向位置的调整。
作为对本发明的进一步设计，在底部固定架101上还设置有用于检测工件到位的到位检测开关106，到位检测开关106与控制装置连接，控制装置分别与顶升气缸、拧紧枪、变距气缸、自动变距直线电机和调整气缸相连接；所述控制装置包括电控***107和气控***108。这样当工件运行到位后，可通过到位检测开关106检测到信号，并通过控制顶升气缸执行顶起动作，使工件定位升起。
进一步的，在调整板的底部设置有导向机构6，所述导向机构6共设置两个，其中一个导向机构布置在同一侧三个调整板的底部，另一个导向机构布置在另一侧三个调整板的底部。所述导向机构6包括导向杆601，在导向杆601上设置有三个导向块602，每一导向块602对应与一个调整板相连接。通过导向机构6可对自动变距直线电机207带动连板203、进而带动调整板运动时起到导向作用，进一步增强了拧紧枪之间间距调整的稳定性、精准性。
更进一步的，上述阀座板5的两端还设置有用于对外侧两连板的运动进行限位的限位块504。通过限位块504可起到对连板运动限位的作用。
上述阀座板5的中心还设置有方形通孔505，以方便六个拧紧枪竖直穿过。
上述顶升机构1、螺栓拧紧机构2和调整机构3的外部布置有外框架7。
本发明还提供一种采用上述六轴自动变距型拧紧机的变距拧紧方法，具体包括以下步骤：
(1)先根据流水线上待拧紧缸体的型号调整六个拧紧枪201相互之间的间距，具体是通过启动自动变距直线电机207，直线电机的动子带动连板203沿第二滑轨501移动，以调整各组拧紧枪之间的横向距离。然后通过启动变距气缸204，变距气缸的杠杆推动调整板202沿第一滑轨206移动，以调整每组两个拧紧枪201之间的纵向距离。
(2)经人工预拧紧后的工件随流水线4继续向前输送，直至拧紧工位，当顶升机构中的到位检测开关106检测到信号后，确定工件到位，然后启动顶升气缸103，顶升气缸103的缸杆推动顶升板102上升，顶升板上的定位销104***工件定位，同时顶升板将工件继续向上顶起至预定位置。
(3)启动调整气缸301，调整气缸的缸杆推动阀座板5沿第三滑轨303向下移动，当阀座板5下降至预定位置时，启动拧紧枪对缸体上的螺栓进行拧紧。
(4)缸体上的螺栓拧紧后，调整气缸301的缸杆带动阀座板5沿第三滑轨向上移动，回复至初始位置。
(5)顶升机构1中的顶升气缸103带动顶升板102下降，使工件下落再次处于流水线4上，并与顶升板相脱离，工件随流水线4继续向前输送，完成螺栓拧紧动作。
(6)当流水线上的下一工件需要螺栓拧紧时，重复步骤(2)-(5)即可。
(7)当流水线上所加工缸体的型号发生变化时，重复步骤(1)，调整各拧紧枪之间的间距至合适位置，再重复步骤(2)-(5)，完成螺栓拧紧动作。
上述步骤(3)中：拧紧枪对螺栓拧紧时可采用扭矩转角法。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种六轴自动变距型拧紧机，其特征在于：包括顶升机构、螺栓拧紧机构和用于带动螺栓拧紧机构上下移动的调整机构；
所述顶升机构包括底部固定架，底部固定架布置在流水线的下方，在底部固定架的中心设置有顶升板，所述顶升板的底部与顶升气缸的缸杆连接，在顶升板的两端上方设置有定位销，在顶升板的四角处设置有支撑柱；
所述螺栓拧紧机构包括六个拧紧枪，每个拧紧枪均单独固定在一块调整板上，所有六块调整板均处于同一水平面内；所述六个拧紧枪共分成三组，每组包含两个拧紧枪，在对应固定每组两个拧紧枪的两块调整板上方设置一块连板，相应地所述连板共设置三块；
所述每组两个拧紧枪之间的距离通过变距气缸调整，变距气缸的缸体固定在其中一块调整板的底部，变距气缸的缸杆末端与另一块调整板相连接，在调整板的上部设置有第一滑块，在两块调整板上方对应连板的底部设置有第一滑轨，第一滑块与第一滑轨相配合；
所述相邻每组拧紧枪之间的距离通过自动变距直线电机调整，自动变距直线电机上的动子与连板传动连接，且每个动子对应与一个连板相连接，自动变距直线电机固定在阀座板上；在连板的上部设置有第二滑块，在阀座板上设置有第二滑轨，第二滑块与第二滑轨相配合，且第一滑轨与第二滑轨呈垂直布置；
所述调整机构包括调整气缸和顶部固定架，在顶部固定架上竖向布置有第三滑轨，在阀座板的一侧设置有侧板，在侧板的外侧面设置有第三滑块，第三滑块与第三滑轨相配合；所述调整气缸安装在顶部固定架上，调整气缸的缸杆末端与阀座板相连接。
2.根据权利要求1所述的一种六轴自动变距型拧紧机，其特征在于：在底部固定架上还设置有用于检测工件到位的到位检测开关，到位检测开关与控制装置连接，控制装置分别与顶升气缸、拧紧枪、变距气缸、自动变距直线电机和调整气缸相连接；所述控制装置包括电控***和气控***。
3.根据权利要求1所述的一种六轴自动变距型拧紧机，其特征在于：在调整板的底部设置有导向机构，所述导向机构共设置两个，其中一个导向机构布置在同一侧三个调整板的底部，另一个导向机构布置在另一侧三个调整板的底部；所述导向机构包括导向杆，在导向杆上设置有三个导向块，每一导向块对应与一个调整板相连接。
4.根据权利要求1所述的一种六轴自动变距型拧紧机，其特征在于：在阀座板的两端还设置有用于对外侧两连板的运动进行限位的限位块。
5.根据权利要求1所述的一种六轴自动变距型拧紧机，其特征在于：在阀座板的中心设置有方便六个拧紧枪竖直穿过的方形通孔。
6.一种六轴自动变距拧紧方法，采用如权利要求1-5中任一权利要求所述的拧紧机，其特征在于包括以下步骤：
(1)先根据流水线上待拧紧缸体的型号调整六个拧紧枪相互之间的间距，具体是通过启动自动变距直线电机，直线电机的动子带动连板沿第二滑轨移动，以调整各组拧紧枪之间的横向距离，然后通过启动变距气缸，变距气缸的杠杆推动调整板沿第一滑轨移动，以调整每组两个拧紧枪之间的纵向距离；
(2)经人工预拧紧后的工件随流水线继续向前输送，直至拧紧工位，当顶升机构中的到位检测开关检测到信号后，确定工件到位，然后启动顶升气缸，顶升气缸的缸杆推动顶升板上升，顶升板上的定位销***工件定位，同时顶升板将工件继续向上顶起至预定位置；
(3)启动调整气缸，调整气缸的缸杆推动阀座板沿第三滑轨向下移动，当阀座板下降至预定位置时，启动拧紧枪对缸体上的螺栓进行拧紧；
(4)缸体上的螺栓拧紧后，调整气缸的缸杆带动阀座板沿第三滑轨向上移动，回复至初始位置；
(5)顶升机构中的顶升气缸带动顶升板下降，使工件下落再次处于流水线上，并与顶升板相脱离，工件随流水线继续向前输送，完成螺栓拧紧动作；
(6)当流水线上的下一工件需要螺栓拧紧时，重复步骤(2)-(5)；
(7)当流水线上所加工缸体的型号发生变化时，重复步骤(1)，调整各拧紧枪之间的间距至合适位置，再重复步骤(2)-(5)，完成螺栓拧紧动作。
7.根据权利要求6所述的一种六轴自动变距拧紧方法，其特征在于，步骤(3)中：拧紧枪对螺栓拧紧时采用扭矩转角法。
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