一种机器人多吸附头锁螺丝机的制作方法

本实用新型涉及锁螺丝技术领域，具体涉及一种机器人多吸附头锁螺丝机。

背景技术：

在机械、电器等产品装配过程中，往往需要进行各种锁紧螺钉的操作。传统的方式是采用手动螺丝刀进行锁紧螺钉的操作，然而这种效率低下的手动操作方式已经无法满足现代化大批量生产以及机械自动化的需求，为此，人们研制出了螺丝机，该设备可以自动输送螺钉以及锁紧螺钉，大大提高了生产效率，适应了现代化大规模生产和装配的需要。为了扩大锁螺丝机的工作范围，现在很多锁螺丝机会结合多轴的机械手，来满足不同工作台不同位置取料下料、锁螺丝的需求。然而现有的锁螺丝机与机械手的结合比较不灵活，一般是在机械手的手臂端部外围增加一个锁付模组，锁付模组悬挂在机械臂的前端之外。为了实现带动锁付模组锁螺丝机功能，机械手和锁螺丝机的结构非常复杂，操作不便。由于现有的锁付模组的重量比较大，常需要重型的机械手才能够承载、带动锁付模组进行移动或者锁螺丝的动作。然而重型机械手体的积比较大，使用时占用较大的空间，而且重型机械手的成本比较高，大大降低经济效益。而且对于短螺丝，吹送式取料容易导致螺丝翻转而无法完成锁螺丝动作，所以一般是采用吸附式的吸附头来吸取短螺丝，一般在锁螺丝机附近设置有提供螺丝的机构，锁螺丝机取一颗螺丝后，机械手运动到达产品的上方进行锁螺丝，要锁多个螺丝时，机械手要来回多次取螺丝和锁螺丝，消耗比较长的时间，降低工作效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种结构紧凑简单、操作方便、体积小重量轻，缩短吸取螺丝时间的机器人多吸附头锁螺丝机。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种机器人多吸附头锁螺丝机，包括多轴机械手机构、Z轴机构、锁付机构和吸料机构；

所述多轴机械手机构包括第一机械臂和第二机械臂，第二机械臂包括臂座，所述臂座与第一机械臂连接；

Z轴机构包括固定于所述臂座的Z轴丝杆、套在Z轴丝杆外的螺母和驱动所述Z轴丝杆转动的Z轴电机，Z轴电机与臂座固定连接，所述螺母连接有驱动板；

所述锁付机构包括锁付传动轴，锁付传动轴穿设于所述臂座的前端部；

所述吸料机构包括R轴、转盘、多个吸附头和用于驱动所述R轴转动的R轴电机，所述R轴电机固定于臂座，R轴穿设于所述臂座的前端部并与所述驱动板连接，所述转盘与所述R轴的下端部固定连接，多个吸附头绕转盘的中心轴排列，多个吸附头转动预设角度依次对齐所述锁付传动轴，以使锁付传动轴对应旋转下压每个吸附头进行取料或者进行锁紧螺丝。

其中，所述锁付机构还包括用于驱动锁付传动轴上下运动的锁付气缸和用于驱动锁付传动轴转动的锁付电机（或者螺丝刀，螺丝刀包括电批、风批等，或者其它驱动件），锁付电机固定于臂座，所述锁付气缸的本体与所述驱动板连接，锁付气缸的活塞杆与所述锁付传动轴的上端部连接以驱动所述锁付传动轴上下运动。

其中，所述吸附头包括外壳、批杆、复位弹簧和磁环，所述外壳固定于所述转盘，所述批杆穿设在外壳内部，所述磁环套接于批杆的下端部，所述复位弹簧套接在批杆外且两端分别抵接外壳和批杆的上端部，批杆的上端部能够与所述锁付传动轴配合以锁付螺丝或螺母。

或者，所述吸附头包括外壳、真空吸附杆、批杆和复位弹簧，真空吸附杆内部设有吸附通道，真空吸附杆与外壳活动连接，批杆穿设于真空吸附杆的吸附通道，批杆与吸附通道上端的连接处设置有密封圈，复位弹簧套接在批杆外且两端分别抵接外壳和真空吸附杆的上端部，吸附通道的上端与外围抽真空机构连接以使吸附通道的下端能够吸附螺丝或者螺母，批杆的上端部能够与所述锁付传动轴配合以锁付螺丝或螺母。

或者，所述吸附头包括外壳、真空吸附杆和复位弹簧，真空吸附杆内部设有吸附通道，真空吸附杆与外壳活动连接，复位弹簧套接在真空吸附杆外且两端分别抵接外壳和真空吸附杆的上端部，吸附通道的上端与外围抽真空机构连接以使吸附通道的下端能够吸附螺母，真空吸附杆的上端部能够与所述锁付传动轴配合以锁付螺母。

其中，所述锁付传动轴位于R轴的靠近第一机械臂的一侧，或者锁付传动轴位于R轴的远离第一机械臂的一侧。

其中，所述锁付电机设有传动轮，所述传动轮套设于锁付传动轴，且传动轮与锁付传动轴之间的配合为花键轴和花键孔的配合，或者为多边形轴与多边形孔的滑动配合。

其中，所述锁付传动轴的上端部通过旋转组件来与所述锁付气缸连接，所述旋转组件包括气缸接头、压套和弹簧，气缸接头设置有用于与锁付气缸连接的凹陷部和供锁付传动轴顶部插接的插接部，所述气缸接头与所述锁付传动轴之间设置有顶部滚球，所述插接部的侧壁设置有卡接孔，所述卡接孔处设置有侧滚球，锁付传动轴设置有凹槽，侧滚球陷入凹槽内以在纵向托住锁付传动轴，所述压套套在插接部的外侧，弹簧设置在所述压套与所述气缸接头之间。

其中，所述压套的内侧设置有拆卸槽，在外力作用下所述压套能够移动以使拆卸槽对准所述卡接孔从而让所述侧滚球能够脱离所述凹槽。

其中，所述锁付传动轴的上端部通过随动机构来与所述锁付气缸连接，所述随动机构包括连接接头、轴承和缓冲弹簧，连接接头与所述锁付气缸固定连接，轴承套接于锁付传动轴的上端部，所述轴承容置于所述连接接头，轴承与连接接头在纵向活动连接，缓冲弹簧的两端分别抵住轴承的顶部和连接接头。

其中，该机器人多吸附头锁螺丝机还包括用于检测螺丝锁紧深度的检测机构，所述检测机构与所述驱动板连接。

其中，该机器人多吸附头锁螺丝机还包括分料器，分料器设置在多轴机器人机构的侧方，所述分料器把外围螺丝排列整齐供吸附头吸取。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种机器人多吸附头锁螺丝机，使用过程中，取螺丝时，移动多轴机械手机构进行取螺丝，多个吸附头转动预设角度依次对齐锁付传动轴，以使锁付传动轴对应旋转下压每个吸附头进行取螺丝，待每个吸附头均吸取螺丝后，通过多轴机械手机构把吸料机构移动至待锁付螺丝的产品的上方，然后多个吸附头转动预设角度依次对齐锁付传动轴，以使锁付传动轴对应旋转下压每个吸附头进行锁紧螺丝，与现有技术相比，由于本实用新型的Z轴机构和吸料机构有机地与机械臂结合，锁付传动轴穿设于机械臂的前端部，结构比较紧凑，体积比较小，重量比较轻，大大降低了制造生产成本。并且由于设置了多个吸附头，无需频繁来回取螺丝和锁螺丝，大大缩减了吸取螺丝的时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的局部结构示意图。

图3为图2的截面图。

图4为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的锁付传动轴未插入吸附头状态下的局部结构示意图。

图5为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的锁付传动轴插入吸附头取料后状态下的局部结构示意图。

图6为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的锁付传动轴插入吸附头进行锁螺丝状态下的局部结构示意图。

图7为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机锁付螺母时对应的锁付头的结构示意图。

图8为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的旋转组件的结构示意图。

图9为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的随动机构的结构示意图。

图10为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的旋转组件的锁付传动轴在另一侧的结构示意图。

图11为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的真空吸附式的吸附头的结构示意图。

图12为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的真空吸附式的吸附头的第二工作状态下的结构示意图。

图13为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机的真空吸附式的吸附头的第三工作状态下的结构示意图。

图14为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机用于锁螺母时吸附头的结构示意图。

图15为本实用新型实施例中的一种机器人多吸附头锁螺丝机用于锁螺母时吸附头的另一工作状态下结构示意图。

附图标记：

多轴机械手机构1、承载座11、第一机械臂12、第二机械臂13、臂座131；

Z轴机构2、Z轴丝杆21、螺母22、Z轴电机23；

驱动板3；

锁付机构4、锁付传动轴41、凹槽42、锁付气缸43、锁付电机44、传动轮45；

旋转组件5、气缸接头51、凹陷部511、插接部512、卡接孔5121、压套52、拆卸槽521、弹簧53、顶部滚球54、侧滚球55；

随动机构50、连接接头501、轴承502、缓冲弹簧503；

吸料机构6、R轴61、转盘62、吸附头63、外壳631、批杆632、复位弹簧633、磁环634；

外壳601、真空吸附杆602、吸附通道6021、批杆603、复位弹簧604、密封圈605、

R轴电机64；

检测机构7；

分料器8；

螺丝9；

螺母10。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例的一种机器人多吸附头锁螺丝机，如图1至图3所示，包括多轴机械手机构1、Z轴机构2、锁付机构4和吸料机构6；多轴机械手机构1包括依次连接的承载座11、第一机械臂12和第二机械臂13，第二机械臂13包括臂座131，所述臂座131的后端部与第一机械臂12连接；多轴机械手机构1可以是如图1所示的水平多关节的，也可以是直角坐标或极坐标式的机械手机构（图中没示出），或者其它多轴机械手机构，均在本实用新型的保护范围之内。

Z轴机构2包括固定于臂座131的Z轴丝杆21、套在Z轴丝杆21外的螺母22和驱动Z轴丝杆21转动的Z轴电机23，Z轴电机23与臂座131固定连接，螺母22连接有驱动板3；锁付机构4包括锁付传动轴41、用于驱动锁付传动轴41上下运动的锁付气缸43和用于驱动锁付传动轴41转动的锁付电机44（或者螺丝刀，螺丝刀包括电批、风批等），锁付传动轴41穿设于臂座131的前端部，锁付电机44固定于臂座131，锁付气缸43的本体与驱动板3连接，锁付气缸43的活塞杆与锁付传动轴41的上端部连接以驱动锁付传动轴41上下运动。吸料机构6包括R轴61、转盘62、多个吸附头63和用于驱动R轴61转动的R轴电机64，R轴电机64固定于臂座131，R轴61穿设于臂座131的前端部并与驱动板3连接，转盘62与R轴61的下端部固定连接，多个吸附头63绕转盘62的中心轴排列，多个吸附头63转动预设角度依次对齐锁付传动轴41，以使锁付传动轴41对应旋转下压每个吸附头63进行取料或者进行锁紧螺丝。该机器人多吸附头63锁螺丝机还包括分料器8，分料器8设置在多轴机器人机构的侧方，分料器8把外围螺丝排列整齐供吸附头63吸取。

锁付头的结构有两种，一种是通过磁环使批杆带磁从而吸附螺丝或者螺母，另一种是通过真空吸附式吸附螺丝或者螺母。通过磁环吸附式的锁付头的结构，如图3所示，吸附头63包括外壳631、批杆632、复位弹簧633和磁环634，外壳631固定于转盘62，批杆632穿设在外壳631内部，磁环634套接于批杆632的下端部，复位弹簧633套接在批杆632外且两端分别抵接外壳631和批杆632的上端部，批杆632的上端部能够与锁付传动轴41配合以锁付螺丝。当然，该磁环吸附式的锁付头还可以用于锁付螺母10，如图7所示，批杆632的形状有所对应改变，批杆632的直径比较大，批杆632的下端设置有与螺母10相适配的槽口以便于吸附螺母10，磁环634位于该槽口的上方。

真空吸附式锁付头的结构如图11至图13所示，吸附头包括外壳601、真空吸附杆602、批杆603和复位弹簧604，真空吸附杆602内部设有吸附通道6021，真空吸附杆602与外壳601活动连接，批杆603穿设于真空吸附杆602的吸附通道6021，批杆603与吸附通道6021上端的连接处设置有密封圈605，复位弹簧604套接在批杆603外且两端分别抵接外壳和真空吸附杆602的上端部，吸附通道6021的上端与外围抽真空机构通过吸管606连接，以使吸附通道6021的下端能够吸附螺丝，批杆603的上端部能够与所述锁付传动轴配合以锁付螺丝。

当真空吸附式用于吸附螺母10时，锁付头63的结构有所改变，锁付头内没有批杆的，如图14和图15所示，吸附头包括外壳601、真空吸附杆602和复位弹簧604，真空吸附杆602内部设有吸附通道6021，真空吸附杆602与外壳601活动连接，复位弹簧607套接在真空吸附杆602外且两端分别抵接外壳601和真空吸附杆602的上端部，吸附通道6021的上端与外围抽真空机构连接以使吸附通道6021的下端能够吸附螺母10，真空吸附杆602的上端部能够与锁付传动轴41配合，以带动真空吸附杆602上下运动并转动锁付螺母，同理，真空吸附杆602下端设置有与螺母10相适配的槽口以便于吸附螺母10。

使用过程中，取螺丝时，如图4-图6所示，移动多轴机械手机构1到达分料器8的上方，多个吸附头63转动预设角度依次对齐锁付传动轴41，以使锁付传动轴41对应旋转下压每个吸附头63进行取螺丝9，待每个吸附头63均吸取螺丝9后，通过多轴机械手机构1把吸料机构6移动至待锁付螺丝的产品的上方，然后多个吸附头63转动预设角度依次对齐锁付传动轴41，以使锁付传动轴41对应旋转下压每个吸附头63进行锁紧螺丝9。锁付螺母10时，原理相同。与现有技术相比，由于本实用新型的Z轴机构2和吸料机构6有机地与机械臂结合，锁付传动轴41穿设于机械臂的前端部，结构比较紧凑，体积比较小，重量比较轻，大大降低了制造生产成本。并且由于设置了多个吸附头63，无需频繁来回取螺丝和锁螺丝，大大缩减了吸取螺丝的时间，提高了生产效率。

本实施例中，锁付传动轴41位于R轴61的靠近第一机械臂12的一侧，或者锁付传动轴41位于R轴61的远离第一机械臂12的一侧，如图3和图10所示。

本实施例中，锁付电机44设有传动轮45，传动轮45套设于锁付传动轴41，且传动轮45与锁付传动轴41之间的配合为花键轴和花键孔的配合，或者为多边形轴与多边形孔的滑动配合。目的在于锁付电机44能够带动锁付传动轴41转动，而锁付传动轴41又能够在竖向滑动。

本实施例中，锁付传动轴41与锁付气缸43的连接有以下两种方式：第一种如图8所示，锁付传动轴41的上端部通过旋转组件5来与锁付气缸43连接，旋转组件5包括气缸接头51、压套52和弹簧53，气缸接头51设置有用于与锁付气缸43连接的凹陷部511和供锁付传动轴41顶部插接的插接部512，气缸接头51与锁付传动轴41之间设置有顶部滚球54，插接部512的侧壁设置有卡接孔5121，卡接孔5121处设置有侧滚球55，锁付传动轴41设置有凹槽42，侧滚球55陷入凹槽42内以在纵向托住锁付传动轴41，压套52套在插接部512的外侧，弹簧53设置在压套52与气缸接头51之间。压套52的内侧设置有拆卸槽521，在外力作用下压套52能够移动以使拆卸槽521对准卡接孔5121从而让侧滚球55能够脱离凹槽42。

第二种如图9所示，锁付传动轴41的上端部通过随动机构50来与锁付气缸43连接，随动机构50包括连接接头501、轴承502和缓冲弹簧503，连接接头501与锁付气缸43固定连接，轴承502套接于锁付传动轴41的上端部，轴承502容置于连接接头501，轴承502与连接接头501在纵向活动连接，缓冲弹簧503的两端分别抵住轴承502的顶部和连接接头501。通过上述两种方式实现锁付传动轴41与锁付气缸43的连接，锁付气缸43能够快速地与锁付传动轴41连接，并且锁付转动轴的转动不会带动锁付气缸43转动，锁付气缸434又能够带动锁付传动轴41上下运动。

其中，该机器人多吸附头锁螺丝机还包括用于检测螺丝锁紧深度的检测机构7，检测机构7与驱动板3连接。检测机构7为浮锁感应器。锁付时，锁付气缸43下压，把浮锁感应器的拉杆下压，付浮锁时感应器根据实际下压的位置显示螺丝实际锁紧的深度，并与正确的设置数值比较后判断螺丝锁紧深度是否到位，同时螺丝刀或锁付电机44在锁紧螺丝时有扭力信号输出可检测锁付扭力是否达到要求，能够保障每一颗螺丝的锁付质量。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。