CN114932400A - 一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，包括旋转式操作台，所述旋转式操作台上分别设置有：校准装置、拧紧装置以及检测装置；所述校准装置包括按预定形状、并沿顶点排布的多个定位杆，多个所述定位杆受驱向下以使其端部***所述工件螺孔内以对位；所述拧紧装置包括主体架，所述主体架上通过升降导轨机构固定有拧紧驱动件以及连接管，所述连接管的底端连接有组合夹头；所述检测装置包括按预定形状、并沿顶点分布的多个撞针组件，所述撞针组件包括轴向滑动设置的撞击杆以及铜杆。筒校准装置，便于对工件进行校准；通过拧紧装置对螺栓进行拧紧；通过检测装置对拧紧作业完成后的工件进行检测，提高工件最终加工质量，使用效果好。

Description

一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***

技术领域

本发明涉及零件加工技术领域，具体为一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***。

背景技术

公知的，螺栓为一种圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件，用于紧固连接两个带有通孔的零件，这种连接形式称螺栓连接，螺栓拧紧机设备是用于将螺栓拧入载体的机器。组装链一般采用的人工流水化作业，即人工对加工工件进行组合，然后在通过电动螺栓机进行螺栓的固定。由于工序比较简单，且上手难度极低，因此很多工厂采用的都是人工流水线方式进行。而相比人工组装而言，利用机械设备进行螺栓的拧紧则可以大大提高工作效率，同时也可以降低人工成本，并且组装后品质也会大优于人工的。因此利用自动化设备进行工件的加工成为必然趋势。

现有适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，如CN202020699917.X名称为“一种螺栓拧紧装置”的中国专利，公开了一种螺栓拧紧装置，其包括：竖直延伸的安装杆、运动组件和扭矩枪，所述运动组件的一端可上下滑动地连接于所述安装杆并能够绕所述安装杆转动，所述扭矩枪固定于所述运动组件的另一端，所述扭矩枪的枪头竖直朝下。利用本装置，操作人员无需承受握持工具操作时的反向扭紧力，降低了的工作强度，提高了螺栓的安装效率和安装质量。

现有技术的不足之处在于：现有的适用于螺栓拧紧的半自动化加工，在螺栓拧紧的的过程中，没有给螺栓进行校准的装置，在螺栓拧紧的过程中容易出现螺栓倾斜的情况，从而影响拧紧质量，且在拧紧工作完成后，没有专门给螺栓做测试的装置，从而无法确保工作质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，包括旋转式操作台，所述旋转式操作台上分别设置有：校准装置、拧紧装置以及检测装置；所述校准装置包括按预定形状、并沿顶点排布的多个定位杆，多个所述定位杆受驱向下以使其端部***所述工件螺孔内以对位；所述拧紧装置包括主体架，所述主体架上通过升降导轨机构固定有拧紧驱动件以及连接管，所述连接管的底端连接有组合夹头；所述检测装置包括按预定形状、并沿顶点分布的多个撞针组件，所述撞针组件包括轴向滑动设置的撞击杆以及铜杆。

进一步地，多个所述撞针组件受驱下移，以使撞击杆受工件螺栓顶推与所述铜杆接触，且所述校准装置还包括驱动单元及载具，多个所述定位杆安装于所述载具上，所述驱动单元用于驱使所述载具竖直方向移动。

进一步地，所述载具上安装有检测单元，所述检测单元用于控制所述驱动单元驱使载具下降至预定工位。

进一步地，所述定位杆的端部设置有防螺栓件，所述防螺栓件用于***所述工件螺孔内。

进一步地，所述组合夹头包括安装接头，所述安装接头垂直开设有驱动通孔，所述安装接头的一侧倾斜开设有与所述驱动通孔连通的供料通孔，所述安装接头的两侧对称铰接有夹头机构。

进一步地，所述夹头机构包括接头夹瓣，接头夹瓣的中段位置处通过转轴转动连接在安装接头的侧边，所述接头夹瓣的顶部与安装接头之间连接有支撑弹簧，所述接头夹瓣的底端内侧开设有夹持槽口。

进一步地，所述升降导轨机构包括固定在主体架一侧的光杆，所述光杆由上至下水平滑动连接有第一安装架以及第二安装架，所述电机通过固定架固定在第一安装架上，所述连接管对应固定在第二安装架上，所述主体架的顶部还固定有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的活动端通过连接杆与第一安装架以及第二安装架连接。

进一步地，所述伸缩调节件包括套管调节件，所述套管调节件一端通过第一万向节联轴器连接有传动轴，所述传动轴与电机连接，所述套管调节件另一端通过第二万向节联轴器连接有电控伸缩杆，且电控伸缩杆的活动端与螺丝刀杆连接。

进一步地，所述套管调节件包括套管，所述套管两侧对称开设有条形开口，所述套管中活动嵌设有芯杆，所述芯杆位于套管内侧一端设置有横向限位杆，横向限位杆两端延伸至条形开口外侧，所述芯杆上还套接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的弹力用于驱动芯杆向套管外部移动。

进一步地，所述撞针组件包括筒体，所述筒体内设置有膨胀管，所述膨胀管内设置有橡胶软管，所述铜杆通过所述橡胶软管固定于所述膨胀管内；所述撞针组件还包括导滑套和撞击杆，所述导滑套通过其外壁设置的膨胀环固定于所述筒体内，所述撞击杆则滑动设置于所述导滑套内，并受自重远离所述铜杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，通过校准装置、定位杆、以及螺纹孔之间的配合，利用多点分布的定位杆下移并***工件上的螺栓孔内，可以实现快速对工件对位工作，防止螺栓在拧紧过程中出现倾斜的情况；通过拧紧装置、驱动件、连接管之间的配合，安装接头上设置供料通孔与驱动通孔导通，并在安装接头两侧对称转动设置接头夹瓣，在进行螺栓拧紧加工时，配合供料连接管与供料通孔连通实现气动输送螺栓，螺栓通过供料通孔进入到驱动通孔中，然后在由两个接头夹瓣在支撑弹簧作用下底端贴合以使得两个夹持槽口对接形成螺栓孔对输送的螺栓进行限位，再通过拧紧驱动件驱动螺栓转动下移进行安装，且螺栓转动下移时自动挤压两个接头夹瓣张开实现螺栓分离，从而实现自动进行供料以及拧紧操作；通过检测装置、组合夹头、撞针组件、撞击杆以及铜杆之间的配合，多个撞针组件下移至所有的或任意几个的撞击杆在受到螺栓顶推下上移并与铜芯杆接触，并会停止下移并进行复位，当全部的撞击杆在受到螺栓顶推下上移并与铜芯杆接触则螺栓拧紧符合要求，若其中一个或任意几个撞击杆率先受到螺栓顶推下上移并与铜芯杆接触，则对应的螺栓没有拧到固定的位置，属于残次需要人工处理，提高工作质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的校准装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的校准装置另一视角结构示意图；

图4为本发明实施例提供的拧紧检测机构的***结构示意图；

图5为本发明实施例提供的撞针***结构示意图

图6为本发明实施例提供的拧紧装置整体结构示意图；

图7为本发明实施例提供的拧紧驱动件与连接管的装配结构示意图；

图8为本发明实施例提供的伸缩调节件结构示意图；

图9为本发明实施例提供的组合夹头背面拆分结构示意图；

图10为本发明实施例提供的组合夹头正面拆分结构示意图；

图11为本发明实施例提供的检测装置结构示意图；

图12为本发明实施例提供的撞针结构示意图；

图13为本发明实施例提供的撞针***结构示意图。

附图标记说明：1、主体架；2、光杆；3、液压伸缩杆；31、连接杆；4、第一安装架；5、第二安装架；6、拧紧驱动件；61、电机；62、固定架；63、伸缩调节件；631、套管；632、芯杆；633、横向限位杆；634、第一万向节联轴器；635、第二万向节联轴器；636、电控伸缩杆；637、螺丝刀杆；7、连接管；8、组合夹头；80、安装接头；81、驱动通孔；811、供料通孔；82、接头夹瓣；821、夹持槽口；83、支撑弹簧；12、驱动盘；13、校准装置；131、定位杆；1311、防螺栓件；132、驱动单元；133、载具；134、检测单元；14、拧紧装置；15、检测装置；16、承载台；17、撞针组件；171、撞击杆；172、铜杆；173、筒体；174、膨胀管；175、橡胶软管；176、导滑套；177、膨胀环；18、电动伸缩杆；19、安装板；191、支架；20、承载架。

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、完整地描述，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。

请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其包括旋转式操作台，旋转式操作台上分别设置有：校准装置13、拧紧装置14以及检测装置15；校准装置13包括按预定形状、并沿顶点排布的多个定位杆131，多个定位杆131受驱向下以使其端部***工件螺孔内以对位；拧紧装置14包括主体架1，主体架1上通过升降导轨机构固定有拧紧驱动件6以及连接管7，连接管7的底端连接有组合夹头8；检测装置15包括按预定形状、并沿顶点分布的多个撞针组件17，撞针组件17包括轴向滑动设置的撞击杆171以及铜杆172。

具体的，该适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，实施例中的旋转式操作台内设置有驱动电机以及相应的传动机构(链条传动、皮带传动、齿轮传动)以驱使旋转式操作台旋转，从而便于对螺栓进行加工，使用效果好；更具体的，在旋转式操作台上还设置有承载台16，人工将工件放置在承载台16内，受传感器或计时程序控制，旋转90°至校准装置13进行对位工序、完成对位之后旋转90°至拧紧装置14进行螺栓的拧紧、完成拧紧之后旋转90°至检测装置15进行检查螺栓拧紧度，不符合则进行报警(符合则无报警提示)、最后再旋转90°至人工工位，人工将符合或不符合规定的工件进行分类放置，然后再换上新的待加工工件；实施例中的采用预定形状、并沿顶点排布的多个定位杆131对工件进行定位，所指的预定形状是指多个定位杆131布置后所呈形状，其可以为三角形、四边形等多边形结构，其具体的形状以工件的螺孔布置具体而定；拧紧驱动件6包括电机61，电机61输出端传动连接有伸缩调节件63，且伸缩调节件63底端连接有螺丝刀杆637，螺丝刀杆637活动嵌设在连接管7中；组合夹头8包括安装接头80，安装接头80垂直开设有驱动通孔81，安装接头80的一侧倾斜开设有与驱动通孔81连通的供料通孔811，安装接头80的两侧对称铰接有夹头机构；在进行螺栓拧紧加工时，首先在供料通孔811上连接供料管，通过气动驱动螺栓在供料管中输送进入到供料通孔811中，然后从供料通孔811中进入到驱动通孔81，其中，驱动通孔81与连接管7对接，当螺栓进入到驱动通孔81中时，此时安装接头80上两侧对称铰接的夹头机构自动将螺栓夹持固定，防止螺栓从驱动通孔81中滑脱，接着通过伸缩调节件63驱动螺丝刀杆637伸长嵌入到安装接头80上的驱动通孔81中，使得螺丝刀杆637的低端与螺栓端头对接，然后通过电机61配合伸缩调节件63带动螺丝刀杆637转动，最终通过螺丝刀杆637带动螺栓转动以将螺栓拧入载体的设备，从而实现自动对螺栓进行供料以及拧紧操作，不需要工作人员手动进行供料，显著提高工作效率；检测装置15包括按预定形状、并沿顶点分布的多个撞针组件17，撞针组件17包括轴向滑动设置的撞击杆171以及铜杆172，实施例中的撞针组件17包括筒体173，筒体173内设置有膨胀管174，膨胀管174内设置有橡胶软管175，铜杆172通过橡胶软管175固定于膨胀管174内，再者，撞针组件17还包括导滑套176和撞击杆171，导滑套176通过其外壁设置的膨胀环177固定于筒体173内，撞击杆171则滑动设置于导滑套176内，并受自重远离铜杆172；且多个撞针组件17下移至所有的或任意几个的撞击杆171在受到螺栓顶推下上移并与铜杆172接触，并会停止下移并进行复位，当全部的撞击杆171在受到螺栓顶推下上移并与铜杆172接触则螺栓拧紧符合要求，若其中一个或任意几个撞击杆171率先受到螺栓顶推下上移并与铜杆172接触，则对应的螺栓没有拧到固定的位置，属于残次需要人工处理，结构简单，不易损坏。

多个撞针组件17受驱下移，以使撞击杆171受工件螺栓顶推与铜杆172接触，且校准装置13还包括驱动单元132及载具133，多个定位杆131安装于载具133上，驱动单元132用于驱使载具133竖直方向移动。

优选的，校准装置13还包括防螺栓件1311及载具133，多个定位杆131安装于载具133上，防螺栓件1311用于驱使载具133竖直方向移动，防螺栓件1311具体为电动推杆，电动推杆的机座安装于承载架20上，而承载架20则安装于旋转式操作台上，具体的，实施例中的防螺栓件1311可以为步进丝杆机构，而载具133则安装于滑台上，并与驱动盘12平行、由或者是连杆机构，驱动盘12设置有凸起件，且凸起件与连杆机构输入端相切摆动，从而驱使连杆机构输出端摆动带动载具133下移、再或者是本领域技术人员公知的驱动机构均可。

组合夹头8包括安装接头80，安装接头80垂直开设有驱动通孔81，安装接头80的一侧倾斜开设有与驱动通孔81连通的供料通孔811，安装接头80的两侧对称铰接有夹头机构，夹头机构包括接头夹瓣82，接头夹瓣82的中段位置处通过转轴转动连接在安装接头80的侧边，接头夹瓣82的顶部与安装接头80之间连接有支撑弹簧83，接头夹瓣82的底端内侧开设有夹持槽口821。

优选的，两个接头夹瓣82在支撑弹簧83作用下底端贴合以使得两个夹持槽口821对接形成螺栓孔，螺栓孔与驱动通孔81对应导通，且螺栓孔的直径小于待安装螺栓端头直径。其中，螺栓进入到驱动通孔81中时通过安装接头80上两侧对称铰接的夹头机构自动将螺栓夹持固定具体为，在支撑弹簧83的作用下，使得转动连接在安装接头80两侧的接头夹瓣82顶端向两侧展开，从而使得两个接头夹瓣82底端贴合，即使得两个接头夹瓣82底端的两个夹持槽口821对接形成螺栓孔，螺栓孔的直径小于待安装螺栓端头直径，使得螺栓的杆部区段从螺栓孔凸伸至外侧，而螺栓的头部卡接在驱动通孔81与螺栓孔之间的过渡位置处，实现将螺栓进行固定，防止螺栓滑脱，当通过螺丝刀杆637带动螺栓转动以将螺栓拧入载体的设备，此时螺栓头部挤压两个接头夹瓣82底端，从而使得两个接头夹瓣82的底端转动张开，并压缩支撑弹簧83，当螺栓与接头夹瓣82完全分离后，在支撑弹簧83的作用下两个接头夹瓣82自动复位，即两个接头夹瓣82底端的两个夹持槽口821对接形成螺栓孔。

升降导轨机构包括固定在主体架1一侧的光杆2，光杆2由上至下水平滑动连接有第一安装架4以及第二安装架5，电机61通过固定架62固定在第一安装架4上，连接管7对应固定在第二安装架5上，主体架1的顶部还固定有液压伸缩杆3，液压伸缩杆3的活动端通过连接杆31与第一安装架4以及第二安装架5连接。

优选的，升降导轨机构带动拧紧驱动件6以及连接管7进行升降调节具体为，光杆2设置有两个，第一安装架4和第二安装架5滑动连接在两个光杆2上，第一安装架4位于第二安装架5的上方，两者相互平行，电机61通过固定架62固定在第一安装架4上，连接管7对应固定在第二安装架5上，且两者位置上下相对应，通过液压伸缩杆3配合连接杆31带动第一安装架4以及第二安装架5在光杆2上进行升降滑动调节。

伸缩调节件63包括套管调节件，套管调节件一端通过第一万向节联轴器634连接有传动轴，传动轴与电机61连接，套管调节件另一端通过第二万向节联轴器635连接有电控伸缩杆636，且电控伸缩杆636的活动端与螺丝刀杆637连接，套管调节件包括套管631，套管631两侧对称开设有条形开口，套管631中活动嵌设有芯杆632，芯杆632位于套管631内侧一端设置有横向限位杆633，横向限位杆633两端延伸至条形开口外侧，芯杆632上还套接有缓冲弹簧，缓冲弹簧的弹力用于驱动芯杆632向套管631外部移动。

优选的，通过螺丝刀杆637带动螺栓转动以将螺栓拧入载体的设备时，通过电控伸缩杆636缓慢驱动螺丝刀杆637下移，当电控伸缩杆636驱动螺丝刀杆637下移行程出现误差使，可以通过芯杆632向套管631内部移动实现对电控伸缩杆636进行伸长误差进行补偿，防止以电控伸缩杆636驱动螺丝刀杆637下移行程过大导致螺丝拧入出现损伤，效果好。

载具133上安装有检测单元134，检测单元134用于控制驱动单元132驱使载具133下降至预定工位，定位杆131的端部设置有防螺栓件1311，防螺栓件1311用于***工件螺孔内。

优选的，定位杆131的端部设置有防螺栓件1311，防螺栓件1311用于***工件螺孔内，具体的，螺栓包括螺杆和螺帽，而定位杆131的半径与螺帽半径一直，而螺杆的半径则与防螺栓件1311半径一致，待电动推杆驱使定位杆131***定位杆131时，硅胶弹性块受抵触而收缩，则完成对位，检测单元134驱使电动推杆进行复位，从而完成定位。

检测装置15还包括安装板19，撞针组件17的数量最低为三个，并沿三角形顶点布置于安装板19上，其为三角形结构，因为其螺栓的分布为三点式，这里的电动伸缩杆18通过支架191安装于旋转式操作台上，使用效果好。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：

包括旋转式操作台，所述旋转式操作台上分别设置有：

校准装置(13)：所述校准装置(13)包括多个定位杆(131)，多个所述定位杆(131)受驱向下以使其端部***所述工件螺孔内以对位；

拧紧装置(14)：包括主体架(1)，所述主体架(1)上通过升降导轨机构固定有拧紧驱动件(6)以及连接管(7)，所述连接管(7)的底端连接有组合夹头(8)；

检测装置(15)：包括按预定形状、并沿顶点分布的多个撞针组件(17)，所述撞针组件(17)包括轴向滑动设置的撞击杆(171)以及铜杆(172)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：多个所述撞针组件(17)受驱下移，以使撞击杆(171)受工件螺栓顶推与所述铜杆(172)接触，且所述校准装置(13)还包括驱动单元(132)及载具(133)，多个所述定位杆(131)安装于所述载具(133)上，所述驱动单元(132)用于驱使所述载具(133)竖直方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述载具(133)上安装有检测单元(134)，所述检测单元(134)用于控制所述驱动单元(132)驱使载具(133)下降至预定工位。

4.根据权利要求2所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述定位杆(131)的端部设置有防螺栓件(1311)，所述防螺栓件(1311)用于***所述工件螺孔内。

5.根据权利要求1所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述组合夹头(8)包括安装接头(80)，所述安装接头(80)垂直开设有驱动通孔(81)，所述安装接头(80)的一侧倾斜开设有与所述驱动通孔(81)连通的供料通孔(811)，所述安装接头(80)的两侧对称铰接有夹头机构。

6.根据权利要求5所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述夹头机构包括接头夹瓣(82)，接头夹瓣(82)的中段位置处通过转轴转动连接在安装接头(80)的侧边，所述接头夹瓣(82)的顶部与安装接头(80)之间连接有支撑弹簧(83)，所述接头夹瓣(82)的底端内侧开设有夹持槽口(821)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述升降导轨机构包括固定在主体架(1)一侧的光杆(2)，所述光杆(2)由上至下水平滑动连接有第一安装架(4)以及第二安装架(5)；

所述拧紧驱动件(6)包括电机(61)，所述电机(61)输出端传动连接有伸缩调节件(63)，且伸缩调节件(63)底端连接有螺丝刀杆(637)，所述螺丝刀杆(637)活动嵌设在连接管(7)，所述电机(61)通过固定架(62)固定在第一安装架(4)上；

所述连接管(7)对应固定在第二安装架(5)上，所述主体架(1)的顶部还固定有液压伸缩杆(3)，所述液压伸缩杆(3)的活动端通过连接杆(31)与第一安装架(4)以及第二安装架(5)连接。

8.根据权利要求7所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述伸缩调节件(63)包括套管调节件，所述套管调节件一端通过第一万向节联轴器(634)连接有传动轴，所述传动轴与电机(61)连接，所述套管调节件另一端通过第二万向节联轴器(635)连接有电控伸缩杆(636)，且电控伸缩杆(636)的活动端与螺丝刀杆(637)连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述套管调节件包括套管(631)，所述套管(631)两侧对称开设有条形开口，所述套管(631)中活动嵌设有芯杆(632)，所述芯杆(632)位于套管(631)内侧一端设置有横向限位杆(633)，横向限位杆(633)两端延伸至条形开口外侧，所述芯杆(632)上还套接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的弹力用于驱动芯杆(632)向套管(631)外部移动。

10.根据权利要求1所述的一种适用于螺栓拧紧的半自动化加工***，其特征在于：所述撞针组件(17)包括筒体(173)，所述筒体(173)内设置有膨胀管(174)，所述膨胀管(174)内设置有橡胶软管(175)，所述铜杆(172)通过所述橡胶软管(175)固定于所述膨胀管(174)内；

所述撞针组件(17)还包括导滑套(176)和撞击杆(171)，所述导滑套(176)通过其外壁设置的膨胀环(177)固定于所述筒体(173)内，所述撞击杆(171)则滑动设置于所述导滑套(176)内，并受自重远离所述铜杆(172)。

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