CN113043005A - 一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备 - Google Patents

Abstract

一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，包括机架、固定在所述机架上用于完成物料输送的输送线体、与所述输送线体两端分别对接的上下回流提升装置、固定在所述机架上用于螺钉拧紧定位动作的第一机械臂装置、固定在所述机架上用于螺钉取放定位动作的第二机械臂装置、固定在所述机架上的螺钉供料装置、设置于所述第一机械臂装置上的螺钉拧紧装置。本发明的自动拧紧设备通过螺钉取放夹爪从螺钉供料盘抓取螺钉的方式解决了一字带垫片螺钉的自动化拧紧无法实现的垫片取放问题；通过四轴机械臂和视觉系统的集成，使得设备能够同时满足多种规格产品的自动拧紧，实现了柔性化自动生产，提升拧紧工序自动化能力、提高了工序生产效率。

Description

一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备

技术领域

本发明属于螺钉拧紧技术领域，特别涉及一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备。

背景技术

在电路板等电装零部件的实际生产中，其固定方式多为通过螺钉拧紧来实现，其拧紧装配工序常是由人工手动操作或由自动拧紧设备完成。人工装配动作主要是由人取放螺钉至螺孔通过拧紧扳手拧紧；自动拧紧设备是通过运动模组将螺钉取放至指定的螺孔位置并拧紧的设备。人工组装方式，操作灵活，能够适应多种规格螺钉的拧紧，并能够鉴别和剔除其肉眼可见的安装不良，但存在劳动强度大，人工成本高、生产效率低等缺点。自动拧紧设备现可实现吹送螺钉和吸放螺钉等拧紧方式，存在螺钉适用规格单一的问题，缺乏柔性，同时对一字带垫片螺钉的拧紧所涉及的一字槽对准和垫片取放无法应用。

因此，有必要提供一种新的满足一字带垫片螺钉的自动拧紧设备来解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，具体技术方案如下：

一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，包括机架、固定在所述机架上用于完成物料输送的输送线体、与所述输送线体两端分别对接的上下回流提升装置、固定在所述机架上用于螺钉拧紧定位动作的第一机械臂装置、固定在所述机架上用于螺钉取放定位动作的第二机械臂装置、固定在所述机架上的螺钉供料装置、设置于所述第一机械臂装置上的螺钉拧紧装置。

进一步地，所述输送线体包括输送线、安装在所述输送线上的进料挡停气缸、工作位挡停气缸和气缸顶升定位机构、设置在所述输送线上流转的托车载盘。

进一步地，所述上下回流提升装置包括提升机、设置在所述提升机上的输送皮带线和上下提升气缸，所述输送皮带线与对应的所述输送线一端对接，所述输送皮带线通过所述上下提升气缸实现升降。

进一步地，所述第一机械臂装置包括固定在所述机架上的第一支座、固定在所述第一支座上的第一四轴机械臂，所述第一四轴机械臂的动力输出端连接有所述螺钉拧紧装置。

进一步地，所述第二机械臂装置包括固定在所述机架上的第二支座、固定在所述第二支座上的第二四轴机械臂、固定在所述第二四轴机械臂上的螺钉取放夹爪装置、固定在所述螺钉取放夹爪装置上的第一上视觉拍照相机。

进一步地，所述螺钉取放夹爪装置包括固定在所述第二四轴机械臂上的第一固定座、竖直连接于所述第一固定座下端的连接臂、设置于所述连接臂底端的螺钉取放夹爪，所述螺钉取放夹爪通过所述第二四轴机械臂的动力输出端联动实现螺钉取放；所述第一上视觉拍照相机的尾端与所述第一固定座连接，所述第一上视觉拍照相机的拍照端朝向所述螺钉取放夹爪，并与所述连接臂平行设置。

进一步地，所述螺钉拧紧装置包括固定在所述第一四轴机械臂的动力输出端的第二固定座、固定在所述第二固定座上的拧紧螺丝刀、固定在所述第二固定座上的第二上视觉拍照相机、固定在所述第二固定座上的第一上下气缸、与所述第一上下气缸连接的内夹爪、固定在所述第二固定座上的第二上下气缸、与所述第二上下气缸连接的外夹爪。

进一步地，所述螺钉供料装置包括固定在所述机架上的放置底座、设置于所述放置底座上的四组螺钉供料盘。

本发明的有益效果是：

本发明的自动拧紧设备采用多组供料盘放置的方式，可满足多种不同规格螺钉同时上料取放；同时，通过螺钉取放夹爪从螺钉供料盘抓取螺钉的方式解决了一字带垫片螺钉的自动化拧紧无法实现的垫片取放问题；并能够通过上视觉拍照相机判断螺钉种类并计算螺钉的一字槽的角度协同机械手臂进行对槽，保证了一字螺钉自动拧紧的入槽的可靠性；此外，通过四轴机械臂和视觉系统的集成，使得设备能够同时满足多种规格产品的自动拧紧，实现了柔性化自动生产，提升拧紧工序自动化能力、提高了工序生产效率。

附图说明

图1示出了本发明的整体结构示意图；

图2示出了本发明的第一机械臂装置与螺钉拧紧装置装配结构示意图；

图3示出了本发明的螺钉拧紧装置的结构示意图；

图4示出了本发明的第二机械臂装置的结构示意图；

图5示出了本发明的输送线体的结构示意图；

图6示出了本发明的上下回流提升装置的结构示意图；

图7示出了本发明的螺钉供料装置的结构示意图。

图中所示：1、机架；2、输送线体；21、输送线；22、进料挡停气缸；23、工作位挡停气缸、24、气缸顶升定位机构、25、托车载盘；3、上下回流提升装置；31、提升机、32、输送皮带线、33、上下提升气缸；4、第一机械臂装置；41、第一支座；42、第一四轴机械臂；5、第二机械臂装置；51、第二支座；52、第二四轴机械臂；53、螺钉取放夹爪装置；531、第一固定座；532、连接臂；533、螺钉取放夹爪；54、第一上视觉拍照相机；6、螺钉供料装置；61、放置底座；62、螺钉供料盘；7、螺钉拧紧装置；71、第二固定座；72、拧紧螺丝刀；73、第二上视觉拍照相机；74、第一上下气缸；75、第二上下气缸；76、内夹爪；77、外夹爪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，包括机架1、固定在所述机架1上用于完成物料输送的输送线体2、与所述输送线体2两端分别对接的上下回流提升装置3、固定在所述机架1上用于螺钉拧紧定位动作的第一机械臂装置4、固定在所述机架1上用于螺钉取放定位动作的第二机械臂装置5、固定在所述机架1上的螺钉供料装置6、设置于所述第一机械臂装置4上的螺钉拧紧装置7。

其中，输送线体2与上下回流提升装置3在机架1外侧对接，形成回流流线，用于待加工产品物料的转运，以实现装备连续自动生产。

如图5所示，所述输送线体2包括输送线21、安装在所述输送线21上的进料挡停气缸22、工作位挡停气缸23和气缸顶升定位机构24、设置在所述输送线21上流转的托车载盘25。

如图6所示，所述上下回流提升装置3包括提升机31、设置在所述提升机31上的输送皮带线32和上下提升气缸33，所述输送皮带线32与对应的所述输送线21一端对接，所述输送皮带线32通过所述上下提升气缸33实现升降。

如图2所示，所述第一机械臂装置4包括固定在所述机架1上的第一支座41、固定在所述第一支座41上的第一四轴机械臂42，所述第一四轴机械臂42的动力输出端连接有所述螺钉拧紧装置7。

如图4所示，所述第二机械臂装置5包括固定在所述机架1上的第二支座51、固定在所述第二支座51上的第二四轴机械臂52、固定在所述第二四轴机械臂52上的螺钉取放夹爪装置53、固定在所述螺钉取放夹爪装置53上的第一上视觉拍照相机54。

如图4所示，所述螺钉取放夹爪装置53包括固定在所述第二四轴机械臂52上的第一固定座531、竖直连接于所述第一固定座531下端的连接臂532、设置于所述连接臂532底端的螺钉取放夹爪533，所述螺钉取放夹爪533通过所述第二四轴机械臂52的动力输出端联动实现螺钉取放；所述第一上视觉拍照相机54的尾端与所述第一固定座531连接，所述第一上视觉拍照相机54的拍照端朝向所述螺钉取放夹爪533，并与所述连接臂532平行设置。

通过上述技术方案，螺钉取放夹爪装置53固定在第二四轴机械臂52的法兰上；工作时，第二四轴机械臂52动作移动到螺钉供料装置6的取料位置，螺钉取放夹爪533打开夹取螺钉，夹取完成后，第二四轴机械臂52再动作到螺钉放料位置，螺钉取放夹爪533张开放置螺钉，螺钉放置完成后，整个取放动作便完成。

如图3所示，所述螺钉拧紧装置7包括固定在所述第一四轴机械臂42的动力输出端的第二固定座71、固定在所述第二固定座71上的拧紧螺丝刀72、固定在所述第二固定座71上的第二上视觉拍照相机73、固定在所述第二固定座71上的第一上下气缸74、与所述第一上下气缸74连接的内夹爪76、固定在所述第二固定座71上的第二上下气缸75、与所述第二上下气缸75连接的外夹爪77。

通过上述技术方案，所述第一机械臂装置4与螺钉拧紧装置7通过第二固定座71固定在第一四轴机械臂42的安装法兰上，使得螺钉拧紧装置7能够跟随第一四轴机械臂42的动作完成各种位置螺钉拧紧的动作的实现；工作时，第一四轴机械臂42动作移动到第二四轴机械臂52的螺钉放料位置，内夹爪76、外夹爪77动作取出螺钉，第一四轴机械臂42动作到待加工物料螺钉孔位位置，内夹爪76、外夹爪77打开，放置螺钉到螺孔位，拧紧螺丝刀72启动，将螺丝拧紧。

如图7所示，所述螺钉供料装置6包括固定在所述机架1上的放置底座61、设置于所述放置底座61上的四组螺钉供料盘62。

本发明的工作原理是：

步骤1：上料，预先将待拧紧螺丝的产品固定在托车载盘25上，托车载盘25置于输送线体2的待料区，设备启动，自动将托车载盘25送入设备工作位置；螺钉上料是预先将螺钉供料盘62放置于螺钉上料区，设备自动根据生产需求夹取对应螺钉供料盘62里的螺钉；

步骤2：产品识别，载有步骤1产品的托车载盘25进入工作位自动完成精确定位动作，第一四轴机械臂42动作到达该产品拍照位置，拍取图像计算螺孔安装位置，随后夹取螺钉进行拧紧动作；

步骤3：螺钉自动上料，第二四轴机械臂52根据生产指令取出对应规格螺钉，第二四轴机械臂52动作到螺钉取料位置，螺钉取放夹爪533打开夹取螺钉，夹取完成，第二四轴机械臂52动作到螺钉放料位置，螺钉取放夹爪533打开松开螺钉，第二上视觉拍照相机73拍照，计算当前一字螺钉一字槽角度，计算完成后，第二四轴机械臂52动作继续完成下一个取料动作，同时将计算结果发送到第一机械臂装置4。

步骤4：第一机械臂装置4根据第二上视觉拍照相机73计算的一字螺钉角度结果，启动拧紧螺丝刀72，旋转指定角度，第一四轴机械臂42动作，将拧紧螺丝刀72的刀头准确对入螺钉放料位置螺钉一字槽中，同时，内夹爪76、外夹爪77配合夹取螺钉，内夹爪76夹取一字螺钉的螺钉帽部位，外夹爪77夹取一字螺钉的螺钉杆部位，夹取完成，第一四轴机械臂42动作，将螺钉送入拧紧螺孔位置，到达指定位置后，外夹爪77松开，螺钉进入螺孔，之后内夹爪76松开，启动拧紧螺丝刀72，将螺钉拧紧；启动拧紧螺丝刀72的同时，第一上下气缸74、第二上下气缸75动作，将安装在第一上下气缸74上的内夹爪76，安装在第二上下气缸75上的外夹爪77同时提升，避开螺钉拧紧位置空间；以上动作完成后，继续循环完成待生产产品的所有的螺钉的拧紧工序；

步骤5：待螺钉拧紧工序完成后，输送线体2启动，工作位挡停气缸23缩回，输送线21传送托车载盘25(内装有已拧紧好螺丝的产品)流出到设备工作位，并进入上下回流提升装置3，上下回流提升装置3将托车载盘25送入待料处理区，待人工取走。

如此再重复上述步骤1-5，即可完成所需生产物料的自动拧紧工序作业。

本发明能稳定高效的完成一字螺钉的自动拧紧工序；实现带垫片螺钉自动供料、自动取放、自动对螺丝批头、自动拧紧、自动上下料全套自动拧紧工序动作；并通过自动拍照筛选技术使得其在组装时有效发现拧紧不良品，确保组装件满足质量要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：包括机架(1)、固定在所述机架(1)上用于完成物料输送的输送线体(2)、与所述输送线体(2)两端分别对接的上下回流提升装置(3)、固定在所述机架(1)上用于螺钉拧紧定位动作的第一机械臂装置(4)、固定在所述机架(1)上用于螺钉取放定位动作的第二机械臂装置(5)、固定在所述机架(1)上的螺钉供料装置(6)、设置于所述第一机械臂装置(4)上的螺钉拧紧装置(7)。

2.根据权利要求1所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述输送线体(2)包括输送线(21)、安装在所述输送线(21)上的进料挡停气缸(22)、工作位挡停气缸(23)和气缸顶升定位机构(24)、设置在所述输送线(21)上流转的托车载盘(25)。

3.根据权利要求2所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述上下回流提升装置(3)包括提升机(31)、设置在所述提升机(31)上的输送皮带线(32)和上下提升气缸(33)，所述输送皮带线(32)与对应的所述输送线(21)一端对接，所述输送皮带线(32)通过所述上下提升气缸(33)实现升降。

4.根据权利要求1所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述第一机械臂装置(4)包括固定在所述机架(1)上的第一支座(41)、固定在所述第一支座(41)上的第一四轴机械臂(42)，所述第一四轴机械臂(42)的动力输出端连接有所述螺钉拧紧装置(7)。

5.根据权利要求4所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述第二机械臂装置(5)包括固定在所述机架(1)上的第二支座(51)、固定在所述第二支座(51)上的第二四轴机械臂(52)、固定在所述第二四轴机械臂(52)上的螺钉取放夹爪装置(53)、固定在所述螺钉取放夹爪装置(53)上的第一上视觉拍照相机(54)。

6.根据权利要求5所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述螺钉取放夹爪装置(53)包括固定在所述第二四轴机械臂(52)上的第一固定座(531)、竖直连接于所述第一固定座(531)下端的连接臂(532)、设置于所述连接臂(532)底端的螺钉取放夹爪(533)，所述螺钉取放夹爪(533)通过所述第二四轴机械臂(52)的动力输出端联动实现螺钉取放；所述第一上视觉拍照相机(54)的尾端与所述第一固定座(531)连接，所述第一上视觉拍照相机(54)的拍照端朝向所述螺钉取放夹爪(533)，并与所述连接臂(532)平行设置。

7.根据权利要求4所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述螺钉拧紧装置(7)包括固定在所述第一四轴机械臂(42)的动力输出端的第二固定座(71)、固定在所述第二固定座(71)上的拧紧螺丝刀(72)、固定在所述第二固定座(71)上的第二上视觉拍照相机(73)、固定在所述第二固定座(71)上的第一上下气缸(74)、与所述第一上下气缸(74)连接的内夹爪(76)、固定在所述第二固定座(71)上的第二上下气缸(75)、与所述第二上下气缸(75)连接的外夹爪(77)。

8.根据权利要求5所述的一种可适用一字带垫片螺钉的自动拧紧设备，其特征在于：所述螺钉供料装置(6)包括固定在所述机架(1)上的放置底座(61)、设置于所述放置底座(61)上的四组螺钉供料盘(62)。

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