一种螺钉自动拧紧装置及其扭矩测试方法与流程

本发明涉及螺钉拧紧工装技术领域，更具体地说，涉及一种螺钉自动拧紧装置及其扭矩测试方法。

背景技术：

螺钉自动拧紧装置用于自动取放、拧紧螺钉并检测螺钉的锁付情况，其基本原理是工作台上的待装螺钉产品到达指定位置后，螺钉自动拧紧装置吸取螺钉，再移动到锁付螺钉的位置，完成螺钉的拧紧动作。

螺钉通过螺钉机进行排列后固定位置，以便螺钉自动拧紧装置吸取螺钉。而螺钉自动拧紧装置是通过夹持机构固定拧紧机构，实现拧紧机构的拧紧功能。并且通过计算拧紧机构的拧紧时间以及拧紧机构的行程判断螺钉是否存在浮锁、滑丝。

然而，现有技术中的螺钉自动拧紧装置的用于拧紧螺钉机构为刚性结构，在下行对螺钉进行拧紧时会对产品造成一定的冲击力，强度低的零件甚至会损坏。

另外，现有技术中的螺钉自动拧紧装置通过拧紧时间和拧紧机构的行程对螺钉的锁付情况进行检测，由于滑丝与漏锁的判定条件相同，无法分辨，漏锁产品可重新补上螺钉拧紧仍是合格品，而滑丝产品则需要报废。

再者，现有技术中，为保证每颗螺钉拧紧扭矩的一致性，需要定期对拧紧机构进行测试、校验其输出扭矩，现行的自动拧紧机械需要把拧紧机构拆卸后才能进行测试校验，费时耗力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种螺钉自动拧紧装置，其能够避免对产品造成冲击的问题。本发明的目的还在于提供一种螺钉自动拧紧装置的扭矩测试方法，相对于现有技术中的测试方法大大节省了人力劳动和测试时间。

本发明提供的一种螺钉自动拧紧装置，包括：

支撑架；

设置在所述支撑架上、且能够沿设定轨迹位移的螺钉吸取机构；

设置在所述支撑架上、且能够沿设定轨迹位移的螺钉拧紧机构；

用于驱动所述螺钉吸取机构和所述螺钉拧紧机构位移地驱动机构，所述驱动机构与所述螺钉吸取机构之间连接有第一弹性件，所述驱动机构与所述螺钉拧紧机构之间连接有第二弹性件；当所述螺钉吸取机构将吸取的螺钉与待装螺钉工件接触后，所述驱动机构驱动所述第一弹性件产生弹性形变、以通过所述第一弹性件的弹力使所述螺钉吸取机构压紧螺钉；所述螺钉拧紧机构与被所述螺钉吸取机构压紧的螺钉接触后，所述驱动机构驱动所述第二弹性件产生弹性形变、以通过所述第二弹性件的弹力使所述螺钉拧紧机构压紧螺钉。

优选地，所述驱动机构包括第一滑块，所述支撑架上设有与所述第一滑块相配合的导轨；所述第一弹性件和所述第二弹性件均与所述第一滑块相连接。

优选地，所述螺钉吸取机构固定设有第二滑块，所述螺钉拧紧机构固定设有第三滑块，所述支撑架上设有分别与所述第二滑块和第三滑块相配合的导轨，所述第一弹性件连接在所述第一滑块与所述第二滑块之间，所述第二弹性件连接在所述第一滑块与所述第三滑块之间。

优选地，所述驱动机构还包括电机和由所述电机驱动的传动带装置，所述传动带装置与所述第一滑块相连接。

优选地，所述第一弹性件和所述第二弹性件均为弹性柱。

优选地，所述螺钉吸取机构设有用于检测吸取端气压的气压检测装置、和与所述气压检测装置可通信地相连接的报警部件，当所述螺钉吸取机构吸取螺钉后，若所述气压检测装置检测到吸取端气压大于预设值时，所述报警部件发出提示信息。

优选地，所述螺钉吸取机构包括：

座体，设有气腔，所述气腔与真空源相连接；

吸嘴，安装在所述座体上，所述吸嘴与所述气腔相连通、以能够吸取螺钉；所述螺钉拧紧机构的螺丝刀杆伸入于所述气腔中，且所述螺丝刀杆能够在所述气腔中位移、以能够压紧并旋转螺钉。

优选地，所述吸嘴设置在所述座体的下端，所述螺钉拧紧机构的螺丝刀杆由所述座体的上端伸入至所述气腔内，所述真空源与所述座体的侧壁通过管路相连接。

优选地，所述座体靠近上端的位置与所述螺钉拧紧机构的螺丝刀杆之间设有密封圈。

优选地，还包括底座，所述支撑架固定在所述底座上，所述底座上设置有至少两个工作台，所述螺钉吸取机构、所述螺钉拧紧机构和所述驱动机构形成的机构整体可移动地设置在所述支撑架上、以使所述机构整体能够移动至任意一个所述工作台上方。

优选地，所述支撑架上设有供所述机构整体移动的轨道，所述螺钉自动拧紧装置还包括用于带动所述机构整体沿所述轨道移动的位移机构。

本发明还提供了一种扭矩测试方法，用于测试如上所述的螺钉自动拧紧装置的扭矩，包括步骤：

所述螺钉拧紧机构通过螺栓测试头与扭矩测试仪对接；

所述螺钉拧紧机构松开所述螺栓测试头，所述扭矩测试仪清零；

所述螺钉拧紧机构重复完成预设次数的对所述螺栓测试头的正向拧紧和反向拧松的动作，扭矩测试仪对每次的拧紧扭矩进行记录；

根据记录的拧紧扭矩判断所述螺钉自动拧紧装置的扭矩是否合格。

本发明提供的螺钉自动拧紧装置，在拧紧螺钉时，螺钉吸取机构用于吸取螺钉，并能够沿设定轨迹位移、以将螺钉压紧在工件的待安装部位，将螺钉压紧过程中，由于驱动机构与螺钉吸取机构之间连接有第一弹性件，螺钉与待安装部位接触后，螺钉吸取机构停止移动，此时在驱动机构的驱动作用下，第一弹性件产生的弹性形变逐渐增大，第一弹性件作用在螺钉吸取机构上的弹性力也就逐渐增大，螺钉吸取机构在弹性力的作用下压紧螺钉的力逐渐增大，进而螺钉与待安装部位的接触力也就逐渐增加，螺钉与待安装部位的压紧接触是逐渐增加的，不会对工件造成较大的冲击。当螺钉被螺钉吸取机构压紧在待安装部位后，驱动机构驱动螺钉拧紧机构与螺钉接触，同样，由于驱动机构与螺钉拧紧机构之间设有第二弹性件，螺钉拧紧机构与螺钉接触后，螺钉拧紧机构停止位移，在驱动机构的驱动作用下第二弹性件产生的弹性形变逐渐增加，在第二弹性件的弹性力的作用下，螺钉拧紧机构与螺钉的接触力也逐渐增加，增加至预设大小后，螺钉拧紧机构旋转带动螺钉旋进工件内，在螺钉旋进工件的过程中，依然是通过第二弹性件恢复形变的作用力使螺钉拧紧机构产生相应位移，以将螺钉旋进工件。由于螺钉拧紧机构与螺钉的接触力也是逐渐增加的，螺钉拧紧机构不会对工件造成较大的冲击。因此，本发明提供的螺钉自动拧紧装置能够避免对工件造成的冲击，避免工件损坏的问题。

本发明还提供了一种扭矩测试方法，用于测试如上的螺钉自动拧紧装置的扭矩，包括步骤：

螺钉拧紧机构通过螺栓测试头与扭矩测试仪对接；

螺钉拧紧机构松开螺栓测试头，扭矩测试仪清零；

螺钉拧紧机构重复完成预设次数的对螺栓测试头的正向拧紧和反向拧松的动作，扭矩测试仪对每次的拧紧扭矩进行记录；

根据记录的拧紧扭矩判断螺钉自动拧紧装置的扭矩是否合格。

本发明提供的扭矩测试方法，可实现扭矩的自动测试，而且不需要将螺钉拧紧机构拆卸下来进行测试，大大节省了人力劳动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中螺钉自动拧紧装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中螺钉拧紧机构和螺钉吸取机构的装配示意图；

图3为本发明实施例中螺钉拧紧机构和螺钉吸取机构的配合示意图；

图1-图3中：

支撑架—11、螺钉吸取机构—12、螺钉拧紧机构—13、驱动机构—14、第一弹性件—15、第二弹性件—16、第一滑块—17、第二滑块—18、第三滑块—19、座体—20、吸嘴—21、螺丝刀杆—22、密封圈—23、第一工作台—24、第二工作台—25。

具体实施方式

本具体实施方式的目的在于提供一种螺钉自动拧紧装置，其能够避免对产品造成冲击的问题。本具体实施方式的目的还在于提供一种螺钉自动拧紧装置的扭矩测试方法，相对于现有技术中的测试方法大大节省了人力劳动和测试时间。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考图1-图3，本具体实施方式提供的螺钉自动拧紧装置，包括支撑架11、螺钉吸取机构12、螺钉拧紧机构13以及驱动机构14，其中，螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13都设置在支撑架11上。

螺钉吸取机构12能够吸取螺钉后，沿设定轨迹位移，将螺钉压紧在工件的待安装部位。螺钉拧紧机构13也能够沿设定轨迹位移，用于将定位在待安装部位的螺钉旋进工件内。

驱动机构14用于驱动螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13位移，驱动机构14与螺钉吸取机构12之间连接有第一弹性件15，驱动机构14与螺钉拧紧机构13之间连接有第二弹性件16。当螺钉吸取机构12将吸取的螺钉与待装螺钉工件接触后，驱动机构14驱动第一弹性件15产生弹性形变、以通过第一弹性件15的弹力使螺钉吸取机构12压紧螺钉；螺钉拧紧机构13与被螺钉吸取机构12压紧的螺钉接触后，驱动机构14驱动第二弹性件16产生弹性形变、以通过第二弹性件16的弹力使螺钉拧紧机构13压紧螺钉。

如此设置，本实施例提供的螺钉自动拧紧装置，在拧紧螺钉时，螺钉吸取机构12用于吸取螺钉，并能够沿设定轨迹位移、以将螺钉压紧在工件的待安装部位，将螺钉压紧过程中，由于驱动机构14与螺钉吸取机构12之间连接有第一弹性件15，螺钉与待安装部位接触后，螺钉吸取机构12停止移动，此时在驱动机构14的驱动作用下，第一弹性件15产生的弹性形变逐渐增大，第一弹性件15作用在螺钉吸取机构12上的弹性力也就逐渐增大，螺钉吸取机构12在弹性力的作用下压紧螺钉的力逐渐增大，进而螺钉与待安装部位的接触力也就逐渐增加，螺钉与待安装部位的压紧接触是逐渐增加的，不会对工件造成较大的冲击。当螺钉被螺钉吸取机构12压紧在待安装部位后，驱动机构14驱动螺钉拧紧机构13与螺钉接触，同样，由于驱动机构14与螺钉拧紧机构13之间设有第二弹性件16，螺钉拧紧机构13与螺钉接触后，螺钉拧紧机构13停止位移，在驱动机构14的驱动作用下第二弹性件16产生的弹性形变逐渐增加，在第二弹性件16的弹性力的作用下，螺钉拧紧机构13与螺钉的接触力也逐渐增加，增加至预设大小后，螺钉拧紧机构13旋转带动螺钉旋进工件内，在螺钉旋进工件的过程中，依然是通过第二弹性件16恢复形变的作用力使螺钉拧紧机构13产生相应位移，以将螺钉旋进工件。由于螺钉拧紧机构13与螺钉的接触力也是逐渐增加的，螺钉拧紧机构13不会对工件造成较大的冲击。因此，本实施例提供的螺钉自动拧紧装置能够避免对工件造成的冲击，避免工件损坏的问题。

本实施例中，驱动机构14可具体如下述设置，驱动机构14可以具体包括第一滑块17，为了使滑块能够沿固定轨迹滑动，支撑架11上可以设有与第一滑块17相配合的导轨。

第一弹性件15连接在第一滑块17和螺钉吸取机构12之间，第二弹性件16连接在第一滑块17和螺钉拧紧机构13之间。

驱动机构14还可以包括电机和由电机驱动的传动带装置，传动带装置与第一滑块17相连接，通过传动带装置能够带动第一滑块17位移。当然，上述传动带装置也可为丝杠螺母、蜗轮蜗杆等直线传动机构。

如此设置，第一滑块17可以带动第一弹性件15和第二弹性件16同时运动，在压紧螺钉时，第一弹性件15带动螺钉吸取机构12首先与工件接触，第一滑块17继续位移，第二弹性件16带动螺钉拧紧机构13与螺钉接触，同时，第一弹性件15逐渐产生弹性形变，螺钉拧紧机构13与螺钉接触后，第一滑块17继续位移，第一弹性件15和第二弹性件16产生的弹性形变继续增加。

为了使螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13能够平稳的在支撑架11上位移，进一步地，可以使螺钉吸取机构12固定设有第二滑块18，螺钉拧紧机构13固定设有第三滑块19。支撑架11上设有分别与第二滑块18和第三滑块19相配合的导轨，第一弹性件15连接在第一滑块17与第二滑块18之间，第二弹性件16连接在第一滑块17与第三滑块19之间。

如此设置，螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13都通过滑块与导轨的配合安装在支撑架11上，螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13在位移时具有更好的平稳性。

另外，需要说明的是，本实施例中第一弹性件15和第二弹性件16可以均为弹性柱，具体可以为由弹簧和弹簧导向柱构成的弹性柱，也可为自身具有弹性的橡胶柱等。

本实施例的优选方案中，螺钉吸取机构12设有用于检测吸取端气压的气压检测装置(图中未示出)、和与气压检测装置可通信地相连接的报警部件(图中未示出)。

需要说明的是，上述螺钉吸取机构12的吸取端是指吸取螺钉的一端，当螺钉吸取机构12吸附有螺钉时，吸取端的气压会明显下降，若实际吸取过程中，吸取端未能够将螺钉吸起来，那么吸取端的气压不会产生明显变化。而且，当螺钉吸取机构12吸取螺钉后，若气压检测装置检测到吸取端气压大于预设值时，报警部件发出提示信息。

应当理解，当螺钉吸取机构12吸取螺钉后，若气压检测装置检测到吸取端气压大于预设值时，则说明螺钉吸取机构12未能够将螺钉吸取起来，此时报警部件发出提示信息，比如，可以发出提示音或者提示灯亮起等。如此设置，本实施例提供的螺钉自动拧紧装置能够自动分辨出漏锁的情况，避免将合格产品混入非合格产品之中。

另外，本实施例中为了使得螺钉吸取机构12和螺钉拧紧机构13不互相影响，在螺钉吸取机构12将螺钉压紧的情况下，螺钉拧紧机构13依然能够对螺钉进行操作。本实施例中提供的螺钉吸取机构12可以包括座体20和吸嘴21。其中，座体20设有气腔，气腔与真空源相连接，吸嘴21安装在座体20上，吸嘴21与气腔相连通、以能够吸取螺钉。

螺钉拧紧机构13的螺丝刀杆22伸入于气腔中，且螺丝刀杆22能够在气腔中位移、以能够压紧并旋转螺钉。

如此设置，螺钉拧紧机构13的螺丝刀杆22始终位于座体20的气腔中，而且螺丝拧紧机构的螺丝刀能够在座体20中进行位移，这样，在吸住螺钉的同时，螺丝拧紧机构能够对螺钉进行拧紧动作。

进一步地，吸嘴21设置在座体20的下端，螺钉拧紧机构13的螺丝刀杆22由座体20的上端伸入至气腔内，真空源与座体20的侧壁通过管路相连接。

如此设置，螺钉拧紧机构13的螺丝刀杆22由座体20的上端伸入至气腔中，而真空源与座体20的侧壁相连接，吸气方向和螺丝刀杆22位移方向不同，避免了二者之间相互影响的问题。

另外，需要说明的是，为了避免螺钉吸取机构12在吸取螺钉时，负压从螺丝刀杆22与座体20之间的缝隙泄漏的问题，本实施例中，在座体20靠近上端的位置与螺钉拧紧机构13的螺丝刀杆22之间设有密封圈23，以避免低压泄漏的问题。

为了提高工作效率，本实施例提供的螺钉自动拧紧装置还可以包括底座，支撑架11固定在底座上，底座上设置有至少两个工作台。比如，可以设有第一工作台24和第二工作台25。

螺钉吸取机构12、螺钉拧紧机构13和驱动机构14形成的机构整体可移动地设置在支撑架11上、以使机构整体能够移动至任意一个工作台上方。

如此设置，第一工作台24和第二工作台25上可分别用于放置待安装螺钉的工件，通过控制上述机构整体移动可以对任意一个工作台上的工件进行拧螺钉工作，有效提高了工作效率。

进一步地，支撑架11上设有供机构整体移动的轨道，螺钉自动拧紧装置还包括用于带动机构整体沿轨道移动的位移机构。如此设置，通过位移机构可以带动上述机构整体沿轨道在支撑架11上移动，以便自动控制对第一工作台24和第二工作台25上的工件进行拧紧螺钉。

本实施例还提供了一种扭矩测试方法，用于测试如上实施例中的螺钉自动拧紧装置的扭矩，包括步骤：

螺钉拧紧机构13通过螺栓测试头与扭矩测试仪对接；

螺钉拧紧机构13松开螺栓测试头，扭矩测试仪清零；

螺钉拧紧机构13重复完成预设次数的对螺栓测试头的正向拧紧和反向拧松的动作，扭矩测试仪对每次的拧紧扭矩进行记录；

根据记录的拧紧扭矩判断螺钉自动拧紧装置的扭矩是否合格。

如此设置，本实施例提供的螺钉自动拧紧装置的扭矩测试方法，不需对螺钉拧紧机构13进行拆卸即可进行自动测试，相对于现有技术中的测试方法大大节省了人力劳动和测试时间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。