螺丝机的制作方法

本发明涉及到螺丝锁付机械领域，特别是涉及到一种螺丝机。

背景技术：

随着电视机等家电工件的流水线作业的标准化，螺丝装配工位的操作内容相对固化，重复性高。当前人工成本日益增加，人工装配螺丝效率较低，且人为因素等不可靠性易产生螺丝遗漏等问题。为此，需要效率更高、更加可靠的自动锁螺丝设备取代人工。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提供一种工作效率更高的螺丝机。

本发明提出一种螺丝机，包括主螺丝机和初始定位机构；初始定位机构包括第一摄像机和第一光源，第一摄像机位于第一光源上方，并且第一摄像机和第一光源设于主螺丝机上方；主螺丝机包括控制系统、设备基体、机械手臂、分料装置、验钉机构、剔钉机构和取锁装置；第一摄像机与控制系统数据连接；控制系统分别控制机械手臂、分料装置、验钉机构、剔钉机构和取锁装置；机械手臂一端连接设备基体，取锁装置连接机械手臂的另一端；分料装置、验钉机构和剔钉机构固定连接设备基体；取锁装置包括锁付机架、锁付杆机构、锁付机构、锁付带动机构、监控定位机构；锁付机架与机械手臂连接；监控定位机构固定连接锁付机架，且与控制系统数据连接；锁付杆机构与锁付机架连接，且位于锁付机构上方，锁付杆机构带动锁付机构拧紧螺丝；锁付机构包括滑台件和设于滑台件上的两排拾取螺丝传动机构；锁付带动机构分别连接锁付机架和滑台件，以带动滑台件移动；锁付杆机构和锁付带动机构分别受控于控制系统。

进一步地，还包括副螺丝机；副螺丝机与主螺丝机中心对称设置；副螺丝机包括第二设备基体、第二机械手臂、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置；第二设备基体、第二机械手臂、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置分别与对应的设备基体、机械手臂、分料装置、验钉机构、剔钉机构和取锁装置的结构相同；控制系统分别控制第二设备基体、第二机械手臂、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置。

进一步地，拾取螺丝传动机构包括传动杆件、连接件、回位减震弹簧和吸虹组件；滑台件上设有两排通孔；传动杆件包括上端的杆头和转杆，杆头上设有插入槽，杆头横截面大于转杆的横截面；转杆在通孔活动贯穿滑台件；回位减震弹簧套设在转杆外侧，并位于滑台件与杆头之间；连接件连接转杆和吸虹组件；连接件设于滑台件下方，且大于通孔。

进一步地，监控定位机构包括第二摄像机和第二光源；第二摄像机和第二光源固定连接锁付机架；第二光源位于第二摄像机下方；第二光源发出的光线照射到锁付带动机构；第二摄像机在设定位置直接拍摄到工件。

进一步地，锁付带动机构包括平移传动机构、第一连接台、第二连接件和进步传动机构；第一连接台与锁付机架在x轴方向上滑动连接；第二连接件与滑台件固定连接，且与第一连接台在y轴方向上滑动连接；平移传动机构带动第一连接台在x轴方向上滑动；进步传动机构带动第二连接件在y轴方向上滑动。

进一步地，平移传动机构为平移气缸；平移气缸的缸体固定连接锁付机架，平移气缸的活塞杆连接第一连接台；进步传动机构包括进步伺服电机、传动齿条、传动齿轮；传动齿轮与传动齿条啮合；传动齿条设于第二连接件，传动齿条为沿y轴方向的条形；进步伺服电机固定连接锁付机架，进步伺服电机的转轴固定连接传动齿轮。

进一步地，锁付杆机构包括打钉下压气缸、锁付杆、保护传动机构、锁付伺服电机、引导台和减震机构；锁付伺服电机、保护传动机构、锁付杆依次连接，锁付伺服电机经保护传动机构传动带动锁付杆旋转；锁付伺服电机固定连接引导台；引导台与锁付机架在z轴上滑动连接；打钉下压气缸固定连接锁付机架，其活动端连接减震机构；减震机构连接引导台；打钉下压气缸通过减震机构带动引导台。

进一步地，分料装置包括供料器和分料机构；供料器设有两个，且分别设于分料机构两侧；供料器为分料机构提供螺丝使分料机构排列两列螺丝。

进一步地，分料机构包括分料基体、移动板、步进机构、供料板、阻挡气缸、验钉光纤；移动板与分料基体在移动板的纵向滑动连接；移动板固定连接供料板；供料板在其纵向两侧分别设有向外开口的一排定位槽；分料基体上对应供料板的纵向两侧分别设有连通供料板的供料槽；阻挡气缸对应供料槽设置，以使阻挡气缸的活动端伸出时，可以拦截在供料槽内输送的螺丝；验钉光纤设于供料板上方，以检测经过其的定位槽内是否有螺丝。

进一步地，验钉机构的下压钉成两排排列，与吸虹组件相匹配；剔钉机构的剔钉工位成两排排列，与吸虹组件相匹配。

本发明螺丝机通过视觉定位，自动完成锁螺丝工作，操作方便，工作效率高，出错几率更小，更加可靠。

附图说明

图1是本发明螺丝机一实施例的结构示意图；

图2是本发明螺丝机的主螺丝机一实施例的结构示意图；

图3是本发明螺丝机的取锁装置一实施例的结构示意图；

图4是图3中圈a部分的结构示意图；

图5是本发明螺丝机的分料装置一实施例的结构示意图；

图6是本发明螺丝机的分料机构一实施例的结构示意图；

图7是本发明螺丝机的验钉机构一实施例的结构示意图；

图8是本发明螺丝机的剔钉机构一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

参照图1-4，本发明螺丝机一实施例，包括主螺丝机1和初始定位机构2；初始定位机构2包括第一摄像机21和第一光源22，第一摄像机21位于第一光源22上方，并且第一摄像机21和第一光源22设于主螺丝机1上方，不会影响主螺丝机1工作；第一光源22照亮下方的工件，第一摄像机21通过拍摄下方工件，经过对拍摄信息处理可以得到工件的每个螺丝孔位的点位信息，不需要对每个螺丝孔位逐个示教，大大缩短了转产时间，简化了转产操作，操作方便，工作效率高。

在本实施例中，第一摄像机21和第一光源22由空中相机架23支撑。

主螺丝机1包括控制系统、设备基体11、机械手臂12、分料装置14、验钉机构15、剔钉机构16和取锁装置13；第一摄像机21与控制系统数据连接；控制系统分别控制机械手臂12、分料装置14、验钉机构15、剔钉机构16和取锁装置13；机械手臂12一端连接设备基体11，取锁装置13连接机械手臂12的另一端；分料装置14、验钉机构15和剔钉机构16固定连接设备基体11；取锁装置13包括锁付机架131、锁付杆机构132、锁付机构135、锁付带动机构134、监控定位机构133；锁付机架131与机械手臂12连接；监控定位机构133固定连接锁付机架131，且与控制系统数据连接；锁付杆机构132与锁付机架131连接，且位于锁付机构135上方，锁付杆机构132带动锁付机构135拧紧螺丝；锁付机构135包括滑台件1351和设于滑台件1351上的两排拾取螺丝传动机构；锁付带动机构134分别连接锁付机架131和滑台件1351，以带动滑台件1351移动；锁付杆机构132和锁付带动机构134分别受控于控制系统。

在工作时，工件到达加工位置后，受控于控制系统，通过第一摄像机21视觉初步获取工件的初步位置，同时分料装置14处螺丝按照设定摆放为两排；之后，机械手臂12带动取锁装置13到达分料装置14，锁付机构135将螺丝吸附并由分料装置14取出，每个拾取螺丝传动机构吸附一个螺丝；之后，机械手臂12带动取锁装置13到达工件的初步位置，并通过监控定位机构133获得工件上螺丝孔点位的精确位置；之后，通过机械手臂12和锁付带动机构134调整锁付机构135的具体位置，并通过锁付杆机构132带动锁付机构135工作，使锁付机构135上的螺丝在螺丝孔点位锁付螺丝；若锁付螺丝时异常，机械手臂12带动锁付机构135移动到检钉机构处，检测锁付机构135是否有残留螺丝，有则移动到剔钉机构16将螺丝剔除；设备若出现故障时，可一键切换至直通模式，由人工进行打钉。

本发明螺丝机通过视觉定位，自动完成锁螺丝工作，操作方便，工作效率高，出错几率更小，更加可靠。

在一些实施例中，控制系统可为可编程逻辑控制器，将包含工件的外形、特征图元及螺丝孔点位等信息导入控制系统后，控制系统通过这些信息确定特征图元与螺丝孔的相对位置，工件外形、特征图元及螺丝孔点位等信息导入控制系统的方式采用现有技术，为业内人士所熟知，在此不再赘述。可编程逻辑控制器根据导入的工件外形、特征图元及螺丝孔点位的信息，并结合第一摄像机21获取的工件位置信息，可编程逻辑控制器确定螺丝孔的绝对位置，并发送动作指令机械手臂12使取锁装置13对工件螺丝孔位准确对位。

在一些实施例中，机械手臂12为三轴机器手或四轴机器手或六轴机器手或七轴机器手或直角坐标机械手，机械手臂12起到承载取锁装置13运动到指定位置的作用。

在一些实施例中，螺丝机还包括副螺丝机3；副螺丝机3与主螺丝机1中心对称设置；副螺丝机3包括第二设备基体31、第二机械手臂32、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置33；第二设备基体31、第二机械手臂32、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置33分别与对应的设备基体11、机械手臂12、分料装置14、验钉机构15、剔钉机构16和取锁装置13的结构相同；控制系统分别控制第二设备基体31、第二机械手臂32、第二分料装置、第二验钉机构、第二剔钉机构和第二取锁装置33。副螺丝机3与主螺丝机1仅少了控制系统的控制操作终端，工作原理也相同，增加了副螺丝机3可以增加螺丝机的工作效率。

在本实施例中，拾取螺丝传动机构包括传动杆件、连接件1355、回位减震弹簧1354和吸虹组件1356；滑台件1351上设有两排通孔；传动杆件包括上端的杆头1353和转杆1352，杆头1353上设有插入槽，杆头1353横截面大于转杆1352的横截面；转杆1352在通孔活动贯穿滑台件1351；回位减震弹簧1354套设在转杆1352外侧，并位于滑台件1351与杆头1353之间；连接件1355连接转杆1352和吸虹组件1356；连接件1355设于滑台件1351下方，且大于通孔。

滑台件1351上设有两排通孔，每一排通孔可以有2-6个或更多，锁付杆机构132通过下压传动杆件的杆头1353，使传动杆件带动连接件1355和吸虹组件1356，并最终带动螺丝到达螺丝孔；并通过杆头1353带动螺丝转动锁付螺丝；在完成锁付后锁付杆机构132上移，回位减震弹簧1354抵顶杆头1353使传动杆件回位，连接件1355在下方抵顶滑台件1351，定位传动杆件使传动杆件回到初始位置；在更换吸虹组件1356时，可以之间更换滑台件1351，更换整组吸虹组件1356，提高工作效率。

在本实施例中，监控定位机构133包括第二摄像机1331和第二光源1332；第二摄像机1331和第二光源1332固定连接锁付机架131；第二光源1332位于第二摄像机1331下方；第二光源1332发出的光线照射到锁付带动机构134；第二摄像机1331在设定位置直接拍摄到工件。

第二光源1332照射工件方便第二摄像机1331获取工件的螺丝孔点位的信息。

在本实施例中，锁付带动机构134包括平移传动机构1341、第一连接台1342、第二连接件1343和进步传动机构；第一连接台1342与锁付机架131在x轴方向上滑动连接；第二连接件1343与滑台件1351固定连接，且与第一连接台1342在y轴方向上滑动连接；平移传动机构1341带动第一连接台1342在x轴方向上滑动；进步传动机构带动第二连接件1343在y轴方向上滑动。

平移传动机构1341为平移气缸；平移气缸的缸体固定连接锁付机架131，平移气缸的活塞杆连接第一连接台1342；进步传动机构包括进步伺服电机、传动齿条1344、传动齿轮1345；传动齿轮1345与传动齿条1344啮合；传动齿条1344设于第二连接件1343，传动齿条1344为沿y轴方向的条形；进步伺服电机固定连接锁付机架131，进步伺服电机的转轴固定连接传动齿轮1345。

在工作时，通过平移气缸带动第一连接台1342，进而带动滑台件1351，实现吸虹组件1356的排间转换；通过进步传动机构带动滑台件1351，实现一排吸虹组件1356中位置转换，将适当的吸虹组件1356移动到锁付杆下方；带有螺丝的吸虹组件1356在锁付带动机构134带动下依次在锁付杆机构132作用下完成拧紧螺丝动作后为一次锁付动作。

锁付杆机构132包括打钉下压气缸1321、锁付杆1326、保护传动机构1325、锁付伺服电机1324、引导台1323和减震机构1322；锁付伺服电机1324、保护传动机构1325、锁付杆1326依次连接，锁付伺服电机1324经保护传动机构1325传动带动锁付杆1326旋转；锁付伺服电机1324固定连接引导台1323；引导台1323与锁付机架131在z轴上滑动连接；打钉下压气缸1321固定连接锁付机架131，其活动端连接减震机构；减震机构连接引导台1323；打钉下压气缸1321通过减震机构带动引导台1323。

在监控定位机构133确定要拧螺丝的螺丝孔位置后，在锁付带动机构134调节下使螺丝对正螺丝孔，在需要拧紧螺丝时，在控制系统控制下，打钉下压气缸1321带动减震机构1322，减震机构1322带动引导台1323下移，进而带动锁付杆1326下移，使锁付杆1326下端与传动杆件的杆头1353插接；锁付杆1326下端与传动杆件的杆头1353相匹配，锁付伺服电机1324电机通过保护传动机构1325带动锁付杆1326旋转时，也带动传动杆件轴向旋转，拧紧螺丝；保护传动机构1325起到保护作用，防止螺丝旋转过量，损伤工件；减震机构1322可以起到减震效果，防止锁付杆1326下压时损伤工件。

请一并参照图5-6，在本实施例中，分料装置14包括供料器141和分料机构142；供料器141设有两个，且分别设于分料机构142两侧；供料器141为分料机构142提供螺丝使分料机构142排列两列螺丝。两个供料器141分别为对应的为分料机一侧提供螺丝。

分料机构142包括分料基体1421、移动板1422、步进机构1424、供料板1423、阻挡气缸1425、验钉光纤1426；移动板1422与分料基体1421在移动板1422的纵向滑动连接；移动板1422固定连接供料板1423；供料板1423在其纵向两侧分别设有向外开口的一排定位槽1427；分料基体1421上对应供料板1423的纵向两侧分别设有连通供料板1423的供料槽14211；阻挡气缸1425对应供料槽14211设置，以使阻挡气缸1425的活动端伸出时，可以拦截在供料槽14211内输送的螺丝；验钉光纤1426设于供料板1423上方，以检测经过其的定位槽1427内是否有螺丝。

在供料板1423的定位槽1427内没有螺丝时，在控制系统控制下，步进机构1424带动移动板1422移动进而带动供料板1423；通过位置感应器在定位槽1427对正供料槽14211时供料板1423停止，阻挡气缸1425放开供料槽14211使螺丝进入定位槽1427，在螺丝进入定位槽1427后会被验钉光纤1426检测到，阻挡气缸1425阻止后面的螺丝继续供料；之后重复之前动作，在位置感应器感应到供料板1423已是指定位置时，停止供料器141供螺丝，等待取螺丝。

验钉机构15的下压钉成两排排列，与吸虹组件1356相匹配；剔钉机构16的剔钉工位成两排排列，与吸虹组件1356相匹配。

请一并参照图7，在本实施例中，验钉机构15包括两排下压钉151，在下压钉151外侧套有复位弹簧152，在下压钉151下方设有验钉感应器153，数量与取锁装置13上的吸杆组件相对应；在锁付机构135每次完成锁付螺丝后，都会在验钉机构15检验，以备下次锁付动作；在无异常情况下，吸虹组件1356下方都没有螺丝，下压钉151受吸虹组件1356压力作用下同时下移；当某个或某几个下压钉151先于其他下压钉151下移时，表示螺丝还在吸虹组件1356下方，此时吸虹组件1356需要移动到剔钉机构16处，将多余的螺丝剃掉。

请一并参照图8，在本实施例中，剔钉机构16包括剔钉基体162、剔钉板161、剔钉板移动气缸163和抛料盒164；抛料盒164位于剔钉板161下方；剔钉板移动气缸163带动剔钉板161在剔钉板161纵向移动；剔钉板161的纵向两侧分别设有一排第一剔钉爪1611；剔钉基体162对应剔钉板161的纵向两侧分别设有第二剔钉爪1621；第一剔钉爪1611和第二剔钉爪1621在同一平面交叉设置；在初始状态时，剔钉板161带动第一剔钉爪1611与一侧的第二剔钉爪1621贴紧，第一剔钉爪1611与另一侧的第二剔钉爪1621间形成螺丝进入口164，螺丝进入口164与吸虹组件1356排列相对应；在感应吸虹组件1356到达设定位置后，剔钉板移动气缸163带动剔钉板161在剔钉板161纵向移动使螺丝进入口164缩小，在第一剔钉爪1611移动至设定位置时，第一剔钉爪1611与第二剔钉爪1621夹紧吸虹组件1356上的螺丝，在吸虹组件1356上移时，螺丝被取下，之后剔钉板移动气缸163带动剔钉板161回位，螺丝由螺丝进入口164掉落至抛料盒164。

本发明螺丝机通过视觉定位，自动完成锁螺丝工作，操作方便，工作效率高，出错几率更小，更加可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。