CN105666112B - 一种高自动填装螺栓拧紧机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高自动填装螺栓拧紧机，包括螺栓装配装置和摆正装置；摆正装置可以对螺栓进行摆正，使其摆置方向统一，经过运输带运输至螺栓装配装置待用，螺栓装配装置驱动载物台的转动和水平移位机构的移动实现载体上多个螺纹孔的定位；使拧紧装置对准载体上的螺纹孔，并在纵向移位机构的作用下将拧紧装置下压使螺栓拧入通孔内，本发明中的摆正装置可以对螺栓的摆置方向进行统一，然后运输至螺栓装配装置待用，螺栓装配装置的拧紧接头可以根据编程依次寻找到载具上的螺纹通孔，并将螺栓进行拧入。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓转配拧紧装置，它是一种高自动填装螺栓拧紧机。
背景技术
由于螺栓采用人工扳手进行拧紧，效率极低，速度过慢，浪费人力。
螺栓拧紧机，是用于将螺栓拧入载体的机器，其扭矩为设定的固定值，不会像人工拧紧存在拧紧力不均的现象。
市场上有一类电动扳手(或气动扳手)，其通过电机等将螺栓快速拧入载体内，并且能够保证拧紧时的扭矩为固定值，但是其存在一定的缺点：
1、首先，质量较重，其工作原理类似于电钻，工作时需要一定的体力用于扶持和抓握电动扳手，保持电动扳手于螺栓拧入时的角度及高度，一旦抓握不牢极易导致螺纹拧花。
2、当拧入的螺栓较大时，拧动所需的扭转力较大，则对体力要求更高，因此不适合力量较弱的工作者，导致使用者的局限性。
发明内容
本发明的发明目的是为了解决螺栓在拧入过程中存在操作困难的问题，提供一种高自动填装螺栓拧紧机，摆正装置可以对螺栓的摆置方向进行统一，然后运输至螺栓装配装置待用，螺栓装配装置的拧紧接头可以自动寻找到载具上的螺纹通孔，并将螺栓进行拧入。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种高自动填装螺栓拧紧机，包括螺栓装配装置和摆正装置；所述螺栓装配装置，包括底架、支座、和拧紧装置，所述拧紧装置设于支座前方，底架顶部为载物面板，支座固定于载物面板上表面，所述支座与拧紧装置之间还设有：操作架，包括底板和浮板；水平移位机构，包括横向滑轨、固定板和控制固定板移动的横向驱动装置，所述横向驱动装置固定于底板或支座表面，固定板与横向滑轨滑动连接，拧紧装置固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板表面；纵向移位机构，包括供操作架纵向移动的纵向滑轨、控制操作架高度的提升装置、配重块和转轮，配重块与操作架通过连接件连接，转轮位于支座的顶部，配重块与操作架通过连接件垂挂于转轮的两端；所述载物面板中部设有可旋转的圆形载物台，底架设有供载物台转动的旋转驱动装置以及限制载物台转动角度的旋转限位装置；拧紧装置包括用于螺栓旋紧的拧紧接头、转动拧紧接头的旋转机构和为拧紧接头放入螺栓的填装装置；所述提升装置、横向驱动装置、旋转机构、旋转驱动装置和旋转限位装置均与智能终端相连接；
所述摆正装置，与填装装置相连接，包括储料斗、阀门、输送带、外壳和向填装装置输送螺栓的出料管；所述外壳顶部设有储料斗，储料斗设有向输送带添料的通料管道；所述阀门安装于通料管道侧面上；所述输送带设于外壳的内部，输送带包括前端，出料管位于输送带前端的下方，出料管连接填装装置，所述输送带中部向下凹陷且设有仅供螺栓螺杆掉入的摆正间隙；所述外壳设有对储料斗和输送带产生振动的振动机构。
优选的，所述填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒、供螺栓向拧紧接头移动填装导向套管和控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关，螺栓储筒与出料管连接；所述拧紧接头前还设有可夹持螺栓的封口片。
优选的，所述填装导向套管包括套管入口和导向通槽，所述套管入口与螺栓储筒连通，导向通槽连接套管入口和拧紧接头，所述导向通槽呈“T”型通槽；所述拧紧接头呈圆柱形，拧紧接头中部设有六边形的螺栓通槽，拧紧接头侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口，螺栓配口呈“T”形并与导向通槽连通。
优选的，所述浮板表面枢接有一圆形齿轮，浮板表面共有两个固定板，固定板均设有齿条，所述齿条与齿轮啮合，两个固定板通过齿条关于齿轮中心对称移动。
优选的，所述固定板呈“L”形，横向滑轨共两条，各个固定板与两根横向滑轨均滑动连接。
优选的，所述输送带包括两个倾斜设置的斜送带，输送带的截面呈“V”形。
优选的，所述输送带的摆正间隙两侧设有水平设置的平送带，平送带与斜送带一体成型连接。
优选的，所述阀门还设有控制阀门定时启闭的开关。
优选的，所述螺栓储筒与出料管之间通过避震软管相连通。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的高自动填装螺栓拧紧机，具有如下有益效果：
一、其中，摆正装置中的振动机构对储料斗产生振动，使储料斗内的螺栓可以通过通料管道落在输送带上；之后，掉落在输送带上的螺栓在振动机构的作用下，不断振动，由于螺栓的螺杆部分重量作用下，部分螺栓的螺帽搁置在摆正间隙两侧的输送带上，由于输送带中部下陷设置，因此所有的螺杆会延输送带落入摆正间隙内，所有从输送带运输出来的螺栓均是螺杆朝下状态进入出料管内。完成螺栓运输过程中摆正，所有螺栓摆放的方向均统一。
二、而本发明中的螺栓装配装置，通过支座将拧紧装置架起，再通过纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台，载物台上可以增设夹具，夹具将载体进行夹紧。
-水平移位机构中的横向驱动装置用于控制拧紧装置的水平位置；
-载物台的旋转驱动装置可以使其转动，旋转限位装置用于限制载物台的转动，达到固定的目的，旋转限位装置可以采用摩擦卡紧、定位销轴限位、卡块限位等多种方式均可实现。
-纵向移位机构中的提升装置用于控制拧紧装置的高低，以及为螺栓拧入时提供一定的下压力量。
-摆正装置将储料斗内的螺栓进行摆正并输送至拧紧装置内，拧紧装置将螺栓拧入对准的螺纹孔内。摆正装置源源不断的为拧紧装置提供摆置方向统一的螺栓，实现高速填装和拧入。
通过计算机编程来控制水平移位机构的移动和载物台的转动，使拧紧装置可以依次对准载体上的多个螺纹孔，拧紧装置的拧紧接头从摆正装置填装螺栓，最后通过控制纵向移位机构将拧紧装置进行下压拧紧，使螺栓进入载体内部，快速的完成多个螺栓的拧紧，单一的载体配合与之对应的程序，可以保证其。
三、上述的纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台可以与智能终端(如计算机、平板电脑或手机等)进行连接，通过智能终端来控制纵向移位机构、水平移位机构和载物台，单次操作可以完成多个螺钉的快速拧紧，自动化程度高，操作工人仅需对操作过程进行监控即可。
四、由于所有的操作均是通过纵向移位机构、水平移位机构和可旋转的载物台完成，使用者无需手动将拧紧装置抬起，因此对于使用者的体格也无特殊要求，通过智能终端实现一键式的自动化操作，效率高，安全系数高。
附图说明
图1为本发明自动填装螺栓拧紧机的结构示意图；
图2为本发明中螺栓装配装置的结构示意图；
图3为本发明中螺栓装配装置内载物台的旋转限位装置的结构示意图；
图4为本发明中螺栓装配装置内支座的结构示意图；
图5为本发明中螺栓装配装置内水平移位机构的结构示意图；
图6为本发明中螺栓装配装置的侧剖视图；
图7为本发明中螺栓装配装置内拧紧装置的结构拆分图；
图8为本发明中螺栓装配装置内拧紧装置的结构示意图；
图9为本发明中螺栓装配装置内拧紧接头的结构示意图；
图10为本发明中螺栓装配装置内填装导向套管的内剖图；
图11为图10中A-A处的剖视图；
图12为本发明中摆正装置的结构示意图；
图13为本发明中摆正装置的结构拆分图；
图14为本发明中摆正装置的侧剖视图；
图15为本发明中摆正装置的横切面示意图；
图16为图15中A处的局部放大图；
图17为本发明中摆正装置内输送带结构示意图；
图18为图1中B处局部放大图。
附图标记：1、底架；10、载物面板；3、支座；300、纵向滑轨；301、转轮；302、提升装置；303、配重块；310、底板；311、浮板；320、横向滑轨；321、固定板；322、齿轮；323、横向驱动装置；4、拧紧装置；40、旋紧装置；41、螺栓储筒；42、填装导向套管；420、接头套管；421、套管入口；422、导向通槽；43、拧紧接头；44、封口片；430、螺栓配口；431、螺栓通槽；5、载物台；50、限位插槽；52、旋转限位装置；520、限位卡块；
7、摆正装置；71、储料斗；72、阀门；73、输送带；74、出料管；740、避震软管；75、振动机构；76、外壳；78、支架；711、通料管道；73a、输送带前端；730、斜送带；731、摆正间隙；732、平送带；8、载体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1至18所示的一种高自动寻位摆正填装的螺栓拧紧机，他由两部分组成：螺栓装配装置和摆正装置。
其中，摆正装置如图13至图17所示，与填装装置相连接，包括储料斗71、阀门72、输送带73、外壳76和向填装装置输送螺栓的出料管74；外壳76顶部设有储料斗71，储料斗71设有向输送带添料的通料管道711；阀门72安装于通料管道711侧面上；述输送带73设于外壳76的内部，输送带73包括前端，出料管74位于输送带前端73a的下方，出料管74连接填装装置，所述输送带73中部向下凹陷且设有仅供螺栓螺杆掉入的摆正间隙731；外壳76设有对储料斗和输送带产生振动的振动机构75。
储料斗71通过输料管道711负责向高自动螺栓摆正机内添加螺栓，保持机器的正常运行；
阀门72位于通料管道711的侧面，安装有定时启闭开关，负责定时的开启和关闭通料管道711，以达到管理添料的速度和时间，启闭的时间间隔可以是71秒钟，能够保证至少71秒内通料管道711落入输送带73上的螺栓在一个以内，可以有效防止输送带上螺栓堆叠现象。
输送带73是整个自动螺栓摆正机的主要工作部位，负责接收通料管道711落下的螺栓，并通过输送带73上的斜送带730保证螺栓的作用方向，两根斜送带共同构成一个V形的输送带，斜送带730可以使螺栓倾斜并集中于输送带73的摆正间隙731上，如图15示为斜送带730对螺栓的摆正原理，使螺栓翻滚螺杆朝下。
进入摆正间隙731的螺栓经过平送带732保持水平位移的传送可以落入输送带前端73a的出料管74中，平送带732设置的原因在于：由于螺栓的螺帽下方为平整面，平送带可以保证螺帽在振动运输过程中保持一个水平，如果仅有斜送带而没有平送带，螺栓在输出时螺母紧贴斜送带导致左右偏斜朝向不均，因此需要一个水平的平送带保持螺栓运输的平稳。
出料管74位于输送带前端73a的正下方，负责接收从输送带摆正间隙731中掉落的螺栓，出料管74还要将掉入的螺栓以生产机器所需方向添料入生产机器。
外壳76负责保护整个机体不受外力破坏，同时也可以保证使用者的人身安全。
振动机构75由一个或数个偏振器组成，对储料斗71产生振动，使储料斗71内的螺栓振动并落入通料管道711内，振动机构75还对输送带73产生振动，使输送带73表面的螺栓进入摆正间隙731内。
支架78承担了整部机器的重量和由振动机构75导致的振动，避免了机器因振动与地面发生的磕碰与摩擦，保证了机器的耐用性和机器内部的平稳；同时支架也提高了机器的高度，方便配合重力向下进行移动传输，用于下一步的操作。
经过摆正装置摆正的螺栓，通过出料管74运输至螺栓装配装置的螺栓储筒41内，用于螺栓装配装置将螺栓拧入载体内部。
出料管74与螺栓储筒41之间设有避震软管740，由出料管74内出来的螺栓可以通过避震软管740滑落至螺栓储筒41内。同时避震软管可以有效降低振动的传输：由于摆正装置内含有偏振器，整个装置处于振动，若是直接将螺栓储通41与出料管74相连接，则会将振动余波传递至拧紧装置内，影响螺栓拧入的稳定性。
其次，由于螺栓装配装置的操作架在螺栓对接拧入过程中需要上下移动，因此出料管74与螺栓储筒41之间的间距是不断的往复伸缩，因此需要采用软管。
本实施例中的避震软管740可以采用波纹管、橡胶软管或其他。
其中，螺栓装配装置包括底架1、支座3和拧紧装置4，拧紧装置4设于支座前方，底架1顶部为载物面板10，支座3固定于载物面板10上表面，支座3与拧紧装置4之间还设有水平移位机构和纵向移位机构。
水平移位机构，如图5所示，包括横向滑轨320、固定板321和控制固定板移动的横向驱动装置323，横向驱动装置323固定于底板310或支座3表面，固定板321与横向滑轨320滑动连接，拧紧装置4固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板311表面；
浮板311表面枢接有一圆形齿轮322，浮板311表面共有两个固定板321，固定板321均设有齿条，齿条与齿轮322啮合，两个固定板321通过齿条关于齿轮322中心对称移动，两个固定板321上均设有拧紧接头42。当一个固定板321受到横向驱动装置323的移动时，可以带动另一个固定板进行移动，以此可以达到一个控制多个拧紧装置4的目的，横向驱动装置323仅仅控制单个拧紧接头43所在的固定板，通过齿条与齿轮的配合，可以同时控制2个拧紧接头43所在的固定板。
当载物台5转动过程中，两套拧紧装置均可对螺纹通孔进行寻位及螺栓拧紧，可以有效的提高操作架的工作效率。
固定板321呈“L”形，横向滑轨320共两条，各个固定板321与两根横向滑轨320均滑动连接，滑动过程更为平稳安全。
本实施例中，横向驱动装置323固定于底板310表面，横向驱动装置323可跟随纵向移位机构一同移动。
纵向移位机构，包括供操作架纵向移动的纵向滑轨300、控制操作架高度的提升装置302、配重块303和转轮301，配重块303与操作架通过连接件连接，转轮301位于支座3的顶部，配重块303与操作架通过连接件垂挂于转轮301的两端；
纵向移位机构，首先是用于拧紧装置4的升降，安装与取出载体，其次是用于拧紧接头43在下压拧紧螺栓时为其提供足够的下压行程。
配重块303和转轮301是用于平衡两边的重量，其原理类似于电梯，可以大幅降低升降装置302控制拧紧装置4所需的力。提升装置302采用气缸进行推动,控制方便。
载物面板10中部设有可旋转的圆形载物台5，底架1设有供载物台5转动的旋转驱动装置以及限制载物台5转动角度的旋转限位装置50，载物台5中部镂空设置。
旋转驱动装置是用于带动载物台5的转动，可以采用电机配合齿轮箱或其他部件实现载物台的转动。
旋转限位装置50是用于螺栓拧紧时限制载物台的转动，防止螺钉拧紧时载体被拧紧力带动而固定不稳，发生偏转，因此旋转限位装置50需要稳定的一个限制，采用定位销等刚性限位安全性高，但是角度选择较少，若采用摩擦进行限位，能够实现多个角度的无级调整限位，本实施例中采用前者进行限位。
旋转限位装置52：如图3所示，包括限位卡块520、供限位卡块520往复伸缩的驱动装置和多个限位插槽50，限位插槽50分布于圆形载物台5的外周。
旋转限位装置52中的限位卡块520在驱动装置的作用下伸出或进入限位插槽50内，限位插槽50根据实际载体所需进行开设多个限位插槽50。由于在实际生产过程中，单个厂家所生产的物品数量较大，品种单一，螺栓拧紧的位置也较为单一，因此这种插槽的限位方式更为稳定，无需使用摩擦进行限位。
载物面板10表面还设有方便载物运输及转动的滚筒100，极大的方便载物台转动，以及方便工人运输、放置载体。
如图7和图8所示，拧紧装置4包括用于螺栓旋紧的拧紧接头43、转动拧紧接头的旋转机构40和为拧紧接头放入螺栓的填装装置。填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒41、供螺栓向拧紧接头移动填装导向套管42和控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关410；拧紧接头43前还设有可夹持螺栓的封口片44。
螺栓储筒41呈竖直设置的管状，用于放置待安装的统一规格的螺栓，启闭开关410用于控制螺栓的掉落，当拧紧装置在水平移位装置配合载物台的转动使拧紧装置对准螺纹孔时，启闭开关410打开，将螺栓运输至拧紧接头43上，用于拧入螺纹通孔内。
填装导向套管42包括套管入口421和导向通槽422，套管入口421与螺栓储筒41连通，导向通槽422连接套管入口421和拧紧接头43，导向通槽422呈“T”型通槽。
如图9至图11所示，拧紧接头43呈圆柱形，拧紧接头43中部设有六边形的螺栓通槽431，拧紧接头43侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口430，螺栓配口430呈“T”型并与导向通槽422连通。
填装导向套管42还包括有接头套管420，拧紧接头43套设于接头套管420内，接头套管420可以有效的防止高速转动的拧紧接头43裸露于外部，防止螺栓飞出，同时保证不易被人误触。
当拧紧装置在水平移位装置配合载物台的转动使拧紧装置对准螺纹孔时，启闭开关410打开后，螺栓于套管入口421进入，并通过导向通槽422滑入螺栓配口430进入拧紧接头43的螺栓通槽431内，之后封口片44将拧紧接头43封住，仅仅漏出螺栓的螺杆部分，螺栓的螺帽位于拧紧接头内。
拧紧接头43内增设有下压装置，将螺栓的螺帽压紧于封口片44上，纵向移位机构将整个拧紧装置下压，并将螺栓拧入载体内，在拧入过程中封口片44打开，使螺帽能够移出拧紧接头43。
本实施例中下述的驱动装置均与智能终端相连接，驱动装置包括：
-水平移位机构中的横向驱动装置323，为气缸。
-纵向移位机构中的提升装置302，为气缸。
-摆正装置中的阀门72，为气缸或电机。
-载物台5上的旋转驱动装置51，为电机。
-拧紧装置中的旋转机构40，均为电机。
现智能终端采用普通的计算机通过数据线进行连接和传导，后期可以采用无线电波如蓝牙、WIFI等实现无线传输控制。而智能终端除了计算机，还可以是手机、平板电脑等通过app实现实时控制及数据反馈，更方便智能。
本实施例的优点在于：自动化程度高，配合电脑程序，水平移位装置将拧紧装置水平移动位置调节，而载物台转动使拧紧装置可以依次对准载体上的螺纹孔，每个不同的载体有相应的编程，可以保证每个螺纹孔均不被遗落。
以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：包括螺栓装配装置和摆正装置；
所述螺栓装配装置，包括底架(1)、支座(3)、和拧紧装置(4)，所述拧紧装置(4)设于支座前方，底架(1)顶部为载物面板(10)，支座(3)固定于载物面板(10)上表面，所述支座(3)与拧紧装置(4)之间还设有：
-操作架，包括底板(310)和浮板(311)；
-水平移位机构，包括横向滑轨(320)、固定板(321)和控制固定板移动的横向驱动装置(323)，所述横向驱动装置(323)固定于底板(310)或支座(3)表面，固定板(321)与横向滑轨(320)滑动连接，拧紧装置(4)固定于固定板表面，水平移位机构设于浮板(311)表面；
-纵向移位机构，包括供操作架纵向移动的纵向滑轨(300)、控制操作架高度的提升装置(302)、配重块(303)和转轮(301)，配重块(303)与操作架通过连接件连接，转轮(301)位于支座(3)的顶部，配重块(303)与操作架通过连接件垂挂于转轮(301)的两端；
所述载物面板(10)中部设有可旋转的圆形载物台(5)，底架(1)设有供载物台(5)转动的旋转驱动装置以及限制载物台(5)转动角度的旋转限位装置；
拧紧装置(4)包括用于螺栓旋紧的拧紧接头(43)、转动拧紧接头的旋转机构(40)和为拧紧接头放入螺栓的填装装置；
所述提升装置(302)、横向驱动装置(323)、旋转机构(40)、旋转驱动装置和旋转限位装置均与智能终端相连接；
所述摆正装置，与填装装置相连接，包括储料斗(71)、阀门(72)、输送带(73)、外壳(76)和向填装装置输送螺栓的出料管(74)；
-所述外壳(76)顶部设有储料斗(71)，储料斗(71)设有向输送带添料的通料管道(711)；
-所述阀门(72)安装于通料管道(711)侧面上；
-所述输送带(73)设于外壳(76)的内部，输送带(73)包括前端，出料管(74)位于输送带前端(73a)的下方，出料管(74)连接填装装置，所述输送带(73)中部向下凹陷且设有仅供螺栓螺杆掉入的摆正间隙(731)；
-所述外壳(76)设有对储料斗和输送带产生振动的振动机构(75)，所述振动机构(75)由一个或数个偏振器组成。
2.根据权利要求1所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述填装装置包括用于放置螺栓的螺栓储筒(41)、供螺栓向拧紧接头移动并进行填装的导向套管(42)、控制螺栓进入填装导向套管的启闭开关(410)，螺栓储筒(41)与出料管(74)连接；所述拧紧接头(43)前还设有可夹持螺栓的封口片(44)。
3.根据权利要求2所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述填装导向套管(42)包括套管入口(421)和导向通槽(422)，所述套管入口(421)与螺栓储筒(41)连通，导向通槽(422)连接套管入口(421)和拧紧接头(43)，所述导向通槽(422)呈“T”型通槽；所述拧紧接头(43)呈圆柱形，拧紧接头(43)中部设有六边形的螺栓通槽(431)，拧紧接头(43)侧壁设有供螺栓进入的螺栓配口(430)，螺栓配口(430)呈“T”形并与导向通槽(422)连通。
4.根据权利要求1所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述浮板(311)表面枢接有一圆形齿轮(322)，浮板(311)表面共有两个固定板(321)，固定板(321)均设有齿条，所述齿条与齿轮(322)啮合，两个固定板(321)通过齿条关于齿轮(322)中心对称移动。
5.根据权利要求4所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述固定板(321)呈“L”形，横向滑轨(320)共两条，各个固定板(321)与两根横向滑轨(320)均滑动连接。
6.根据权利要求1所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述输送带(73)包括两个倾斜设置的斜送带(730)，输送带(73)的截面呈“V”形。
7.根据权利要求6所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述输送带的摆正间隙(731)两侧设有水平设置的平送带(732)，平送带(732)与斜送带(730)一体成型连接。
8.根据权利要求1所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述阀门(72)还设有控制阀门定时启闭的开关。
9.根据权利要求2所述的高自动填装螺栓拧紧机，其特征在于：所述螺栓储筒(41)与出料管(74)之间通过避震软管(740)相连通。
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