一种高效高精度螺丝安装机
技术领域
本实用新型涉及一种高效高精度螺丝安装机,涉及螺丝安装机技术领域。
背景技术
随着汽车行业的快速发展,汽车零部件加工的自动化程度也越来越高。汽车内饰位于主副驾驶之间的中央扶手面板在集成加工时,需要通过螺丝安装若干个小零部件,现有技术一般采用人工进行安装螺丝,存在很多不足:每个人的施力程度不同,造成螺丝的安装力度不同,后期使用时容易发生螺丝变松或者螺丝过紧导致螺丝安装孔损坏;由于螺丝安装孔一般为竖直方向安装,人工安装时容易发生歪斜,垂直度下降,导致螺丝安装精度差的问题;人工安装效率较低,严重制约着汽车零部件的加工效率。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足,提供一种高效高精度螺丝安装机,用以解决现有技术中螺丝安装效率低,安装精度差的技术问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种高效高精度螺丝安装机,包括机座、工件安装平台、X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构和竖直螺丝安装机构,所述机座上设置水平的工件安装平台,所述工件安装平台上安装X向移动机构,所述X向移动机构上安装Y向移动机构,所述Y向移动机构上安装Z向移动机构,所述 Z向移动机构上安装竖直螺丝安装机构,所述竖直螺丝安装机构在X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构的驱动作用下可以实现沿X向、Y向和Z向的移动,所述工件安装平台上还设置用于固定工件的工件夹紧工装机构;
所述竖直螺丝安装机构包括安装在Z向移动机构上的竖直底板、安装在竖直底板上的竖直滑轨、沿竖直滑轨滑动安装的第一竖直滑块和第二竖直滑块,所述第一竖直滑块和第二竖直滑块之间安装导向杆和套在导向杆外部的弹簧,所述导向杆的一端固定在第一竖直滑块的底部,所述导向杆的另一端穿过第二竖直滑块后安装螺母,所述弹簧的底部通过第二竖直滑块顶部的阶梯台限位,所述螺母通过第二竖直滑块底部的阶梯台限位,所述第一竖直滑块上安装竖直的电动螺丝刀,所述第二竖直滑块上安装固定块,所述电动螺丝刀的端部安装旋转刀头,旋转刀头的端部设置为与螺丝帽花型匹配的凸部,所述固定块底部安装导向管,所述固定块侧面设置吸真空管,所述吸真空管与导向管连通,弹簧常态下,所述旋转刀头穿过固定块和导向管且与导向管的底部平齐,所述第一竖直滑块上还安装气缸支架,所述气缸支架上固定安装竖直气缸的缸体,所述竖直气缸的气缸杆与吸真空气缸的气缸杆固定安装,所述吸真空气缸的缸体上设置与吸真空管连通的吸气管,吸真空气缸的吸气管吸气时实现与吸真空管连通的导向管吸真空,所述吸真空气缸固定安装在底部支撑板上,所述底部支撑板安装在竖直底板的底部;
所述底部支撑板的下表面安装送钉气缸和送钉滑轨,所述送钉气缸的气缸杆连接安装在送钉滑轨上的滑块,所述滑块上安装夹紧气缸,所述夹紧气缸的夹爪夹紧时形成的孔径小于螺丝的丝帽直径,所述夹紧气缸的夹爪在夹紧状态下可承托螺丝的丝帽且对螺丝的丝杆进行夹紧,所述底部支撑板上垂直安装贯穿的吸钉管,送钉气缸复位时,吸钉管的一端与吸钉装置连接,另一端穿过底部支撑板后位于夹紧气缸的夹爪正上方,所述吸钉管上设置用于监测吸钉数量的红外监测传感器。
本实用新型的有益效果是:通过设置竖直气缸实现电动螺丝刀的升降,通过设置弹簧,实现电动螺丝刀的旋转刀头与导向管的相对移动;通过设置吸钉管实现将螺丝吸入至夹紧气缸的夹爪处,通过设置夹紧气缸,对由吸钉管吸入的螺丝进行夹紧,通过设置送钉气缸,实现将夹紧气缸的夹爪夹紧的螺丝送至导向管底部的旋转刀头;工作原理是:使用时,将工件安装在工件夹紧工装机构上进行固定,通过X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构将竖直螺丝安装机构移动到需要安装螺丝的正上方,此时电动螺丝刀位于竖直方向的最上方,旋转刀头的最低处与吸钉管的最低处平齐,吸钉管将螺丝吸入至夹紧气缸的夹爪正上方,夹紧气缸将螺丝夹紧,送钉气缸动作使夹紧气缸移动,夹紧气缸带动夹爪移动至旋转刀头的正下方,此时吸真空气缸的吸气管进行吸气使吸真空管进行吸真空操作,导向管内产生真空将夹紧气缸的夹爪处的螺丝吸附至旋转刀头的端部,夹紧气缸松开,送钉气缸动作使夹紧气缸复位,竖直气缸动作使电动螺丝刀竖直向下运动至需要安装螺丝的位置,弹簧被压缩,电动螺丝刀继续向下运动使螺丝***螺丝孔,从而电动螺丝刀的旋转刀头凸出导向管,从而避免旋转刀头拧螺丝时与导向管的干涉问题,实现旋转刀头拧螺丝的动作。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。
进一步,所述工件夹紧工装机构包括工件安装底板、前托板、后托板和若干组侧面吸附装置,所述工件安装底板安装在工件安装平台上,所述前托板、后托板和侧面吸附装置均安装在工件安装底板上,所述前托板和后托板分别用于支撑工件的前端和后端,所述侧面吸附装置用于对工件的侧面进行吸附固定。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置工件夹紧工装机构,实现对工件的固定,从而增加对工件拧螺丝时的稳定性,进而提高工件拧螺丝的精度。
进一步,所述X向移动机构包括固定在立柱上的X向底座,所述X向底座上安装 X向滑轨,所述X向滑轨上通过X向滑块安装X向滑板,所述X向滑板底部安装X向丝母座,所述X向底座上安装由X向电机驱动旋转的X向丝杠,所述X向丝杠和X向丝母座螺纹安装,所述X向电机工作时实现X向滑板在X向滑轨上滑动。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置X向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的X向移动。
进一步,所述Y向移动机构包括固定在X向滑板上的Y向底座,所述Y向底座上安装Y向滑轨,所述Y向滑轨上通过Y向滑块安装Y向滑板,所述Y向滑板上安装Y 向丝母座,所述Y向底座上安装由Y向电机驱动旋转的Y向丝杠,所述Y向丝杠和Y 向丝母座螺纹安装,所述Y向电机工作时实现Y向滑板在Y向滑轨上滑动。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置Y向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的Y向移动。
进一步,所述Z向移动机构包括固定在Y向滑板上的Z向底座,所述Z向底座上安装Z向滑轨,所述Z向滑轨上通过Z向滑块安装Z向滑板,所述Z向滑板上安装Z 向丝母座,所述Z向底座上安装由Z向电机驱动旋转的Z向丝杠,所述Z向丝杠和Z 向丝母座螺纹安装,所述Z向电机工作时实现Z向滑板在Z向滑轨上滑动,所述竖直底板安装在Z向滑板上。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置Z向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的Z向移动。
进一步,所述竖直底板的侧面安装用以对第一竖直滑块限位的限位气缸,所述限位气缸的气缸杆伸出时用于对第一竖直滑块进行限位。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置限位气缸,可以实现对电动螺丝刀的升降行程进行调节,从而实现不同高度的位置进行安装螺丝。
进一步,所述机座上设置框架,所述框架上安装防护板,所述机座前侧两端的框架上安装安全光栅,框架顶部安装照明灯,所述防护板顶部安装报警灯。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置防护板,对该装置进行防护,防止周围的危险因素影像该装置的正常运行;通过设置安全光栅,对操作人员进行人身安全保护;通过设置照明灯,对工作区域进行照明,防止光线太低影响正常操作;通过设置报警灯,当安全光栅检测到非正常操作时,报警灯进行及时报警提示。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图;
图2为本实用新型的俯视结构示意图;
图3为本实用新型的正视结构示意图;
图4为竖直螺丝安装机构的正视结构示意图;
图5为竖直螺丝安装机构的左视结果示意图;
图6为竖直螺丝安装机构的立体结构示意图;
图7为工件夹紧工装机构的立体结构示意图;
图8为工件夹紧工装机构的俯视结构示意图;
图9为图5中A处结构的局部放大剖视示意图;
图10为夹紧气缸的夹爪结构示意图。
图中1.机座,2.工件安装平台,3.框架,4.安全光栅,5.防护板,6.报警灯,7.照明灯,8.立柱,9.X向底座,10.X向滑轨,11.X向滑板,12.Y向底座,13.Y向滑轨,14.Y 向滑板,15.Z向底座,16.Z向滑板,17.电动螺丝刀,18.限位气缸,19.X向电机,20.Y 向电机,21.Z向电机,22.竖直底板,23.竖直滑轨,24.第一竖直滑块,25.固定块,26. 第二竖直滑块,27.底部支撑板,28.导向管,29.旋转刀头,30.竖直气缸,31.气缸支架, 32.吸真空气缸,33.吸钉管,34.送钉气缸,35.送钉滑轨,36.夹紧气缸,37.红外检测传感器,38.工件,39.工件安装底板,40.前托板,41.侧面吸附装置,42.后托板,43.弹簧, 44.导向杆,45.吸真空管,46.吸气管,47-1.顶部的阶梯台,47-2.底部的阶梯台。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
一种高效高精度螺丝安装机,包括机座1、工件安装平台2、X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构和竖直螺丝安装机构,所述机座1上设置水平的工件安装平台 2,所述工件安装平台2上安装X向移动机构,所述X向移动机构上安装Y向移动机构,所述Y向移动机构上安装Z向移动机构,所述Z向移动机构上安装竖直螺丝安装机构,所述竖直螺丝安装机构在X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构的驱动作用下可以实现沿X向、Y向和Z向的移动,所述工件安装平台2上还设置用于固定工件38的工件夹紧工装机构;
所述竖直螺丝安装机构包括安装在Z向移动机构上的竖直底板22、安装在竖直底板22上的竖直滑轨23、沿竖直滑轨23滑动安装的第一竖直滑块24和第二竖直滑块26,所述第一竖直滑块24和第二竖直滑块26之间安装导向杆44和套在导向杆44外部的弹簧43,所述导向杆44的一端固定在第一竖直滑块24的底部,所述导向杆44的另一端穿过第二竖直滑块26后安装螺母,所述弹簧43的底部通过第二竖直滑块26顶部的阶梯台47-1限位,所述螺母通过第二竖直滑块26底部的阶梯台47-2限位,所述第一竖直滑块24上安装竖直的电动螺丝刀17,所述第二竖直滑块26上安装固定块25,所述电动螺丝刀17的端部安装旋转刀头29,旋转刀头29的端部设置为与螺丝帽花型匹配的凸部,所述固定块25底部安装导向管28,所述固定块25侧面设置吸真空管45,所述吸真空管45与导向管28连通,弹簧43常态下,所述旋转刀头29穿过固定块25和导向管28且与导向管28的底部平齐,所述第一竖直滑块24上还安装气缸支架31,所述气缸支架31上固定安装竖直气缸30的缸体,所述竖直气缸30的气缸杆与吸真空气缸32 的气缸杆固定安装,所述吸真空气缸32的缸体上设置与吸真空管45连通的吸气管46,吸真空气缸32的吸气管46吸气时实现与吸真空管45连通的导向管28吸真空,所述吸真空气缸32固定安装在底部支撑板27上,所述底部支撑板27安装在竖直底板22的底部,所述底部支撑板27的下表面安装送钉气缸34和送钉滑轨35,所述送钉气缸34的气缸杆连接安装在送钉滑轨35上的滑块,所述滑块上安装夹紧气缸36,所述夹紧气缸 36的夹爪夹紧时形成的孔径小于螺丝的丝帽直径,所述夹紧气缸36的夹爪在夹紧状态下可承托螺丝的丝帽且对螺丝的丝杆进行夹紧,所述底部支撑板27上垂直安装贯穿的吸钉管33,送钉气缸34复位时,吸钉管33的一端与吸钉装置连接,另一端穿过底部支撑板27后位于夹紧气缸36的夹爪正上方,所述吸钉管33上设置用于监测吸钉数量的红外监测传感器37。
所述工件夹紧工装机构包括工件安装底板39、前托板40、后托板42和若干组侧面吸附装置41,所述工件安装底板39安装在工件安装平台2上,所述前托板40、后托板 42和侧面吸附装置41均安装在工件安装底板39上,所述前托板40和后托板42分别用于支撑工件38的前端和后端,所述侧面吸附装置41用于对工件38的侧面进行吸附固定,所述侧面吸附装置41包括吸真空装置和真空吸盘,所述真空吸盘用于对工件38进行吸附;通过设置工件夹紧工装机构,实现对工件38的固定,从而增加对工件38拧螺丝时的稳定性,进而提高工件38拧螺丝的精度。
所述X向移动机构包括固定在立柱8上的X向底座9,所述X向底座9上安装X 向滑轨10,所述X向滑轨10上通过X向滑块安装X向滑板11,所述X向滑板11底部安装X向丝母座,所述X向底座9上安装由X向电机19驱动旋转的X向丝杠,所述X 向丝杠和X向丝母座螺纹安装,所述X向电机19工作时实现X向滑板11在X向滑轨 10上滑动,通过设置X向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的X向移动。
所述Y向移动机构包括固定在X向滑板11上的Y向底座12,所述Y向底座12上安装Y向滑轨13,所述Y向滑轨13上通过Y向滑块安装Y向滑板14,所述Y向滑板 14上安装Y向丝母座,所述Y向底座12上安装由Y向电机20驱动旋转的Y向丝杠,所述Y向丝杠和Y向丝母座螺纹安装,所述Y向电机20工作时实现Y向滑板14在Y 向滑轨13上滑动,通过设置Y向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的Y向移动。
所述Z向移动机构包括固定在Y向滑板14上的Z向底座15,所述Z向底座15上安装Z向滑轨,所述Z向滑轨上通过Z向滑块安装Z向滑板16,所述Z向滑板16上安装Z向丝母座,所述Z向底座15上安装由Z向电机驱动旋转的Z向丝杠,所述Z向丝杠和Z向丝母座螺纹安装,所述Z向电机21工作时实现Z向滑板16在Z向滑轨上滑动,所述竖直底板22安装在Z向滑板16上,通过设置Z向移动机构,实现对对竖直螺丝安装机构的Z向移动。
所述竖直底板22的侧面安装用以对第一竖直滑块24限位的限位气缸18,所述限位气缸18的气缸杆伸出时用于对第一竖直滑块24进行限位,通过设置限位气缸18,可以实现对电动螺丝刀17的升降行程进行调节,从而实现不同高度的位置进行安装螺丝。
所述机座1上设置框架3,所述框架3上安装防护板5,所述机座1前侧两端的框架3上安装安全光栅4,框架3顶部安装照明灯7,所述防护板5顶部安装报警灯6,通过设置防护板5,对该装置进行防护,防止周围的危险因素影像该装置的正常运行;通过设置安全光栅4,对操作人员进行人身安全保护;通过设置照明灯7,对工作区域进行照明,防止光线太低影响正常操作;通过设置报警灯6,当安全光栅4检测到非正常操作时,报警灯6进行及时报警提示。
本实用新型的有益效果是:通过设置竖直气缸30实现电动螺丝刀17的升降,通过设置弹簧43,实现电动螺丝刀17的旋转刀头29与导向管28的相对移动;通过设置吸钉管33实现将螺丝吸入至夹紧气缸36的夹爪正上方,通过设置夹紧气缸36,对由吸钉管33吸入的螺丝进行夹紧,通过设置送钉气缸34,实现将夹紧气缸36的夹爪夹紧的螺丝送至导向管28底部的旋转刀头29;工作原理是:使用时,将工件38安装在工件夹紧工装机构上进行固定,通过X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构将竖直螺丝安装机构移动到需要安装螺丝的正上方,此时电动螺丝刀17位于竖直方向的最上方,旋转刀头29的最低处与吸钉管33的最低处平齐,吸钉管33将螺丝吸入至夹紧气缸36的夹爪处,红外检测传感器37检测到螺丝经过后,夹紧气缸36将螺丝夹紧,送钉气缸34 动作使夹紧气缸36移动,夹紧气缸36带动夹爪移动至旋转刀头29的正下方,此时吸真空气缸32的吸气管46进行吸气使吸真空管45进行吸真空操作,导向管28内产生真空将夹紧气缸36的夹爪处的螺丝吸附至旋转刀头29的端部,夹紧气缸36松开,送钉气缸34动作使夹紧气缸36复位,竖直气缸30动作使电动螺丝刀17竖直向下运动至需要安装螺丝的位置,弹簧43被压缩,电动螺丝刀17继续向下运动使螺丝***螺丝孔,从而电动螺丝刀17的旋转刀头29凸出导向管28,从而避免旋转刀头29拧螺丝时与导向管28的干涉问题,实现旋转刀头29拧螺丝的动作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。