CN114871747B - 一种自动快换吸附拧紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及拆卸安装设备领域，提供了一种自动快换吸附拧紧装置，包括用于拧紧的拧紧枪安装模块、用于吸附或拧紧螺钉的吸附拧紧头和用于快速更换吸附拧紧头的快换连接机构；所述拧紧枪安装模块包括相互传动连接的传动连接杆和拧紧枪；所述吸附拧紧头包括中空的吸钉管和设置在吸钉管内的螺钉批头；所述传动连接杆活动连接于螺钉批头并通过拧紧枪带动旋转实现螺钉的拧紧；所述气动连接管与吸钉管连通，通过抽气或供气实现螺钉的吸附与释放；所述滑动牵引组件包括滑动伸缩件和带动滑动伸缩件移动的驱动件，滑动伸缩件与活动限位组件连接，所述滑动伸缩件滑动连接于安装支架，活动限位件活动连接于吸附拧紧头，实现对吸附拧紧头的快接。

Description

一种自动快换吸附拧紧装置
技术领域
本发明属于拆卸安装设备技术领域，具体涉及一种自动快换吸附拧紧装置。
背景技术
汽车、家电以及3C等行业的产品更新换代速度越来越快，产品的个性化、多样性的要求也越来越高，这就要求自动化装配线在保证高效率的前提下，又必须要兼顾柔性化的要求。生产设备需要满足不同产品的生产要求，以及生产物料和生产工具的快速切换。
目前，在生产线上使用自动拧紧设备时，不同的产品进行生产切换，最常用的传统解决方案是，人工进行拧紧工具、螺钉以及螺钉批头的更换。这种方式切换效率低，且存在人工误操作风险，严重时甚至会造成生产事故。随着人力成本的不断提升，设备成本优势越来越明显，自动化程度的要求也越来越高。为此，对于自动化拧紧设备自动快速换型机构的需求也越来越多。
随着工业制造的发展，专用自动化设备朝着通用型方向发展，是智能制造领域的新趋势。拧紧模块的通用化设计可以降低设备成本，并大批量生产。由于通用化、标准化，设备的维修保养，以及相关修理使用的零部件更容易得到。
专利1（公开号为CN209936277U）公开了一种取钉装置及快换式取钉拧紧装置，取钉装置包括块体和杆体，杆体轴向滑动、径向转动安装于块体内；块体上设有处于杆体外部的腔室，腔室包括上腔室和下腔室，块体和杆体之间安装分隔上腔室和下腔室的密封圈；杆体上固定有处于块体内的活塞，密封圈、活塞和块体构成密闭腔室；下腔室与待拧紧螺钉的形状匹配；块体上设置与密闭腔室连接的第一气孔以及与下腔室连接的第二气孔。快换式取钉拧紧装置包括底座、旋进机构、驱动机构和取钉装置，取钉装置与底座通过连接块和快换装置连接。通过第一气孔正压气体输送至密闭腔室内并驱动活塞向远离密封圈方向运动；通过第二气孔向下腔室提供负压并在下腔室下端开口吸取螺钉。
专利1通过输送气压来直接吸取螺钉，没有柔性连接，容易造成吸取螺钉时发生碰撞并降低使用寿命。
专利2（公开号为CN211916039U）公开一种自动切换拧紧套筒机构，包括拧紧轴安装座，拧紧轴安装座上固定安装有卡座，卡座上固定安装有气缸杆，所述气缸杆下端部开设有环形的杆槽，其中杆槽的截面呈斜槽面，杆槽内安装有多个钢珠，气缸杆外侧滑动连接有滑钢，滑钢内侧下端部开设有斜槽面，其中杆槽位于滑钢内侧，拧紧头组件上端部开设有环形卡槽。
专利2并不能实现自动吸取螺钉，在生产过程中容易产生螺钉脱落，且其连接为硬性连接，容易发生机械碰撞影响工具本身和其生产的产品的使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种自动快换吸附拧紧装置。本发明采用的技术方案如下：
一种自动快换吸附拧紧装置，包括用于拧紧的拧紧枪安装模块、用于吸附或拧紧螺钉的吸附拧紧头和用于快速更换吸附拧紧头的快换连接机构；所述拧紧枪安装模块包括相互传动连接的传动连接杆和拧紧枪；所述吸附拧紧头包括中空的吸钉管和设置在吸钉管内的螺钉批头；所述快换连接机构包括安装支架、活动限位组件、滑动牵引组件和气动连接管；
所述传动连接杆活动连接于螺钉批头并通过拧紧枪带动旋转实现螺钉的拧紧；所述气动连接管与吸钉管连通，通过抽气或供气实现螺钉的吸附与释放；所述滑动牵引组件包括滑动伸缩件和带动滑动伸缩件移动的驱动件，滑动伸缩件与活动限位组件连接，所述滑动伸缩件滑动连接于安装支架，活动限位组件活动连接于吸附拧紧头，实现对吸附拧紧头的快接。
优选地，驱动件为驱动气缸，安装支架内设置有滑动腔，所述滑动伸缩件上端滑动连接于安装支架，所述滑动伸缩件下端滑动连接于滑动腔。
优选地，滑动伸缩件下端固定连接有活动连接件。
优选地，活动连接件外间隔设置有外接件，活动连接件与外接件滑动连接，活动连接件下端向径向外侧延伸与外接件之间形成活动腔，活动腔中活动连接有活动限位球，活动连接腔与活动连接件外侧连通，活动限位球可伸出活动腔外。
优选地，吸钉管上设置有连接腔，所述连接腔中设置有限位凸，活动连接件穿过连接腔，活动限位球可操作抵接于限位凸下侧。
优选地，所述活动腔横截面轮廓为葫芦型。
优选地，快换连接机构还包括打钉气缸、轴套、固定块、主体件和传动轴，传动轴上下两端分别固定连接于传动连接杆和螺钉批头，所述轴套、固定块、主体件依次套设在传动轴外侧。
优选地，所述打钉气缸与固定块固定连接，打钉气缸输出端与轴套固定连接，打钉气缸输出端伸缩方向与螺钉批头轴线方向平行。
优选地，吸钉管内设置有弹性滑动组件，所述弹性滑动组件包括止动环、滑动轴、压缩弹簧，滑动轴设置在止动环下侧，轴承设置在滑动轴上下两端内，压缩弹簧上下两端分别连接滑动轴和吸钉管内壁。
优选地，螺钉批头穿过弹性滑动组件，螺钉批头上部设置有轴向限位凸，轴向限位凸下端抵接于滑动轴上的轴承。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过拧紧枪依次连接传动连接杆、传动轴、螺钉批头，并带动螺钉批头旋转，实现螺钉的拧紧；通过驱动气缸带动拉簧下端向下移动，进而控制活动连接件向下移动，使活动腔变大，活动限位球在相互作用力下自动退回活动腔内，从而失去对吸钉管限位，实现吸附拧紧头的快速拆卸更换；通过吸附气管连通吸钉管，在吸钉管下端最终与空气连通，通过对吸附气管提供负压，即可实现对螺钉的吸附；通过对打钉气缸供气即可推动传动轴向下移动，从而带动螺钉批头向下移动，实现打钉；集吸钉、拧紧、快换、打钉功能于一体，功能丰富强大；且整体布局巧妙，装置小巧；并通过弹性滑动组件和滑动伸缩件实现柔性连接，为工作过程提供缓冲，减少机械碰撞，提高使用寿命，适于推广。
附图说明
图1为自动快换吸附拧紧装置的整体剖视结构示意图；
图2为自动快换机构的快换连接机构部分剖视结构示意图；
图3为自动快换机构的快换连接机构另一部分剖视结构示意图；
图4为自动快换机构的快换连接机构的吸附拧紧头的剖视结构示意图；
图5为自动快换机构的快换连接机构的部分立体结构示意图；
其中，1、拧紧枪安装模块；11、拧紧枪；12、安装法兰；13、传动连接杆；2、快换连接机构；21、安装支架；22、活动连接件；23、拉簧；24、驱动气缸；25、活动限位球；26、外接件；27、快换气管；28、主体件；29、固定块；210、覆盖片；211、传动轴；212、轴套；213、打钉气缸；214、浮动接头；215、卡簧；216、导向轴套；217、深沟球轴承；218、推力球轴承；3、吸附拧紧头；31、吸钉管；32、螺钉批头；33、连接法兰；34、防转片；35、弹性滑动组件；351、止动环；352、滑动轴；353、压缩弹簧；4、螺钉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-5所示，一种自动快换吸附拧紧装置，包括用于拧紧的拧紧枪安装模块1、用于吸附或拧紧螺钉4的吸附拧紧头3和用于快速更换吸附拧紧头3的快换连接机构2；所述拧紧枪安装模块1包括相互传动连接的传动连接杆13和拧紧枪11；所述吸附拧紧头3包括中空的吸钉管31和设置在吸钉管31内的螺钉批头32；所述快换连接机构2包括安装支架21、活动限位组件、滑动牵引组件和气动连接管；具体地，所述螺钉批头32上端为六角形，相对应的，拧紧枪11上设置有六棱柱形的驱动连接孔。
所述传动连接杆13活动连接于螺钉批头32并通过拧紧枪11带动旋转实现螺钉4的拧紧；所述气动连接管与吸钉管31连通，通过抽气或供气实现螺钉4的吸附与释放；所述滑动牵引组件包括滑动伸缩件和带动滑动伸缩件移动的驱动件，滑动伸缩件与活动限位组件连接，所述滑动伸缩件滑动连接于安装支架21，活动限位组件活动连接于吸附拧紧头3，实现对吸附拧紧头3的快接。
具体的，所述拧紧枪安装模块1还包括安装法兰12，拧紧枪11通过锁紧螺母固定安装在安装法兰12上，安装法兰12与快换连接机构2螺栓连接。
具体的，所述快换连接机构2还包括打钉气缸213、轴套212、导向轴套216、固定块29、主体件28、传动轴211，传动轴211上下两端分别固定连接于传动连接杆13和螺钉批头32，所述轴套212、导向轴套216、固定块29、主体件28依次套设在传动轴211外侧，且主体件28侧面镂空设置，镂空处覆盖可拆卸连接有覆盖片210，便于维护；所述主体件28上下两端分别与安装支架21和安装法兰12固定连接。轴套212上下两端分别连接有深沟球轴承217和推力球轴承218。还包括卡簧215，卡簧215设置在传动轴211和轴套212之间并卡接在推力球轴承218和轴套212之间。
所述滑动伸缩件为拉簧23，所述拉簧23竖直设置。
具体的，轴套212下端设置有径向延伸出连接平台，打钉气缸213输出端通过浮动接头214与轴套212连接。打钉气缸213输出端通过浮动接头214与连接平台固定连接，通过浮动接头214可以实现打钉气缸213与连接平台的柔性连接，提高连接平台的受力稳定性；传动轴211在连接平台下侧向外延伸形成环形凸块，连接平台和环形凸块之间设置推力球轴承218，通过打钉气缸213带动浮动接头214移动，进而控制连接平台、推力球轴承218和传动轴211移动，进而实现螺钉批头32的移动，从而实现螺钉批头32打钉过程。
优选地，驱动件为驱动气缸24，安装支架21内设置有滑动腔，所述滑动伸缩件上端滑动连接于安装支架21，所述滑动伸缩件下端滑动连接于活动限位组件，优选地，滑动伸缩件下端固定连接于活动连接件22。
优选地，活动连接件22外间隔设置有外接件26，所述外接件26通过螺栓可拆卸连接于活动连接件22；活动连接件22与外接件26滑动连接，活动连接件22下端向径向外侧延伸与外接件26之间形成活动腔，活动腔中活动连接有活动限位球25，活动连接腔与活动连接件22外侧连通，当活动连接件22上下移动时，活动腔会随之变大或缩小，而活动限位球25可伸出活动腔外。
具体的，安装支架21外设置有快换气管27和吸附气管，快换气管27与驱动气缸24连通，吸附气管与吸钉管31连通，实现对螺钉4的吸附。
具体的，安装支架21两侧、外接件26上侧设置驱动气缸24，驱动气缸24上设置有导杆，导杆上端固定连接于主体件28，导杆下端与驱动气缸24滑动连接，驱动气缸24输出端抵接于外接件26，驱动气缸24和外接件26之间还设置有连接板，两驱动气缸24固定连接于连接板上，拉簧23下端固定连接于连接板，连接板与活动连接件22固定连接，于是通过向快换气管27供气，驱动气缸24将带动活动连接件22移动。
具体的，所述活动连接件22包括滑动管和分别固定在活动管上下两端的第一连接座和第二连接座，所述第一连接座和第二连接座与滑动管通过螺栓可拆卸连接；第一连接座与拉簧23下端固定连接；第二连接座下端向滑动管径向外侧弧形延伸构成活动腔的下部分。
具体的，所述吸附拧紧头3还包括连接法兰33和防转片34，所述连接法兰33固定连接在吸钉管31上端，所述连接法兰33和法兰盘通过螺栓固定连接。所述防转片34为纵截面为圆角矩形的片状结构，便于拆卸操作。
优选地，吸钉管31上设置有连接腔，所述连接腔中设置有限位凸，活动连接件22穿过连接腔，活动限位球25可操作抵接于限位凸下侧，从而对吸钉管31进行限位固定。
优选地，所述活动腔横截面轮廓为葫芦型,具体来说，活动腔上设置有多个与活动限位球25形状匹配的弧形凹陷，从而对活动限位球25的位置进行阶段性固定，提高吸钉管31固定的稳定性。
进一步的，所述吸钉管31上端可拆卸连接连接法兰33，所述连接法兰33上端向内延伸与吸钉管31拼合形成限位凹槽，限位凹槽上侧即为限位凸，限位凸通过连接法兰33形成。通过更换连接法兰33可以实现限位凸和限位凹槽的快速调整。
优选地，吸钉管31内设置有弹性滑动组件35，所述弹性滑动组件35包括止动环351、滑动轴352、压缩弹簧353，滑动轴352设置在止动环351下侧，轴承设置在滑动轴352上下两端内，压缩弹簧353上下两端分别连接滑动轴352和吸钉管31内壁，从而实现螺钉批头32与吸钉管31的柔性连接，为螺钉批头32和吸钉管31的移动提供缓冲，避免吸钉管31或螺钉批头32与待加工件发生剧烈碰撞，进一步提高装置的使用寿命。
优选地，螺钉批头32穿过弹性滑动组件35，螺钉批头32上部设置有轴向限位凸，轴向限位凸下端抵接于滑动轴352上的轴承。
进一步的，螺钉批头32的轴向限位凸下的部位直径逐渐减小，于是当吸附拧紧头3从快换连接机构2上分离下来时，可以直接将螺钉批头32从吸钉管31上方抽出，方便快捷。
综上所述，本装置可实现的主要过程有：
拧紧过程，拧紧枪11依次连接传动连接杆13、传动轴211、螺钉批头32，并带动螺钉批头32旋转，实现螺钉4的拧紧；
快换过程，通过快换气管27向驱动气缸24供气，带动拉簧23下端向下移动，而活动连接件22也同时相对外接件26向下移动，活动腔变大，活动限位球25在相互作用力下退回活动腔内，从而失去对吸钉管31的限位凸的限位，整个吸附拧紧头3被拆卸下来，之后手动将需要更换的吸附拧紧头3从活动连接件22下侧向上***，在推力作用下，活动连接件22向上移动，活动腔会自适应扩大，活动限位球25伸入吸钉管31的限位凸下，即可实现吸附拧紧头3的快速更换；
吸附过程，由于吸附气管通过吸钉管31，在吸钉管31下端最终与空气连通，对准待吸附的螺钉4后，通过对吸附气管提供负压，即抽气，即可实现对螺钉4的吸附，相应地，对吸附气管供气即可将螺钉4脱落；
打钉过程，通过对打钉气缸213供气即可推动传动轴211向下移动，从而带动螺钉批头32向下移动，实现打钉。
本装置整体性高，布局巧妙，体积小巧，功能全面，可以实现快速而柔性地吸钉、拧钉、打钉和快换过程，适于配合机械臂等智能装置。
实施例二：
与实施例一不同之处在于，所述打钉气缸213或驱动气缸24更换为直线电机或旋转电机与丝杠、丝杠螺母配合，直线电机的输出端或丝杠螺母固定连接于传动轴211，通过直线电机或旋转电机来带动传动轴211移动，进而控制螺钉批头32移动来实现打钉。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种自动快换吸附拧紧装置，其特征在于：包括用于拧紧的拧紧枪安装模块(1)、用于吸附或拧紧螺钉(4)的吸附拧紧头(3)和用于快速更换吸附拧紧头(3)的快换连接机构(2)；所述拧紧枪安装模块(1)包括相互传动连接的传动连接杆(13)和拧紧枪(11)；所述吸附拧紧头(3)包括中空的吸钉管(31)和设置在吸钉管(31)内的螺钉批头(32)；所述快换连接机构(2)包括安装支架(21)、活动限位组件、滑动牵引组件和气动连接管；
所述传动连接杆(13)活动连接于螺钉批头(32)并通过拧紧枪(11)带动旋转实现螺钉(4)的拧紧；所述气动连接管与吸钉管(31)连通，通过抽气或供气实现螺钉(4)的吸附与释放；所述滑动牵引组件包括滑动伸缩件和带动滑动伸缩件移动的驱动件，滑动伸缩件与活动限位组件连接，所述滑动伸缩件滑动连接于安装支架(21)，活动限位组件活动连接于吸附拧紧头(3)，实现对吸附拧紧头(3)的快接；
滑动伸缩件下端固定连接有活动连接件(22)；
活动连接件(22)外间隔设置有外接件(26)，活动连接件(22)与外接件(26)滑动连接，活动连接件(22)下端向径向外侧延伸与外接件(26)之间形成活动腔，活动腔中活动连接有活动限位球(25)，活动连接腔与活动连接件(22)外侧连通，活动限位球(25)可伸出活动腔外；
吸钉管(31)上设置有连接腔，所述连接腔中设置有限位凸，活动连接件(22)穿过连接腔，活动限位球(25)可操作抵接于限位凸下侧；
吸钉管(31)内设置有弹性滑动组件(35)，所述弹性滑动组件(35)包括止动环(351)、滑动轴(352)、压缩弹簧(353)，滑动轴(352)设置在止动环(351)下侧，轴承设置在滑动轴(352)上下两端内，压缩弹簧(353)上下两端分别连接滑动轴(352)和吸钉管(31)内壁；
螺钉批头(32)穿过弹性滑动组件(35)，螺钉批头(32)上部设置有轴向限位凸，轴向限位凸下端抵接于滑动轴(352)上的轴承；
快换连接机构(2)还包括打钉气缸(213)、轴套(212)、固定块(29)、主体件(28)和传动轴(211)，传动轴(211)上下两端分别固定连接于传动连接杆(13)和螺钉批头(32)，所述轴套(212)、固定块(29)、主体件(28)依次套设在传动轴(211)外侧；
且主体件（28）侧面镂空设置，镂空处覆盖可拆卸连接有覆盖片（210）。
2.基于权利要求1所述的一种自动快换吸附拧紧装置，其特征在于：驱动件为驱动气缸(24)，安装支架(21)内设置有滑动腔，所述滑动伸
缩件上端连接于安装支架(21)，所述滑动伸缩件下端滑动连接于滑动腔。
3.基于权利要求1所述的一种自动快换吸附拧紧装置，其特征在于：所述活动腔横截面轮廓为葫芦型。
4.基于权利要求1所述的一种自动快换吸附拧紧装置，其特征在于：所述打钉气缸(213)与固定块(29)固定连接，打钉气缸(213)输出端与轴套(212)固定连接，打钉气缸(213)输出端伸缩方向与螺钉批头(32)轴线方向平行。
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