一种4P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种4p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统。

背景技术：

现有的4p塑壳断路器在组装时，在底座上装配零件产品，需要采用6排60个机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝锁附固定，螺丝规格较多，需7到8人手动完成，而且在进行锁附螺丝时，不仅要工人手持电批或气批，还要将底座翻转，把螺丝放入螺丝孔后再进行锁附作业，操作较为繁锁且效率低下；如果采用单轴多道工序生产线打螺丝机时，螺丝分料缓慢，电批或气批需要在多个螺丝孔位间反复移动作业，零件需要反复多次定位，重复定位一致性差，需要人工介入调试螺纹孔与电批之间的定位，这对于螺丝较多、需要不同规格螺丝的产品而言，生产效率低，人力成本高。

自攻螺钉由于自身(三角形)容易找中心找旋向等优点，在行业内普遍实现自动化，但对于机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝由于自身为平头及技术上的限制，经检索目前还未有实现全自动化锁螺丝的实施案例及专利申请。主要是该机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝不符合自动上料的长度和长宽比的技术限制(长度小于25mm，长宽比小于1.3)，不能实现不卡料的自动上料；由于机牙螺钉与锁附产品的螺纹孔的直径不一致，旋向有误差不一致，锁扣不一致导致自动一次锁附失败率为30％-80％，需要多次手工锁附才可成功，无法实现二次自动锁附。

另外，对于多个零件多个螺纹需锁附，或一个零件上多个螺纹锁附，超过正常螺纹间隙公差偏移，造成零件上的螺纹孔与电批起子螺纹顶无法自动对正，还是需要人工调整，不能实现自动锁附。

技术实现要素：

本发明提供一种4p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，解决了现有技术不能锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈组合螺丝的问题。

本发明的技术方案是，一种4p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，在台面上设置有循环线；围绕循环线分布有九个锁螺丝机构；循环线上的分度位置总共安装有18个组合夹具，每个组合夹具包括下夹具及上夹具，上夹具底部设有4个锥型孔，下夹具上表面设置有4个圆锥型螺栓，上夹具坐在下夹具上表面，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓对应插接；循环线的两个直线滑轨外侧分别设置有多个螺钉供料机构。

本发明的4p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征还包括：

所述的第一锁螺丝机构与一工位对应、第二锁螺丝机构与二工位对应、第三锁螺丝机构与三工位对应、第四锁螺丝机构与四工位对应、五工位空位；第五锁螺丝机构与六工位对应；七工位空位，第六锁螺丝机构与八工位对应；九工位空位，第七锁螺丝机构与十工位对应；十一工位空位，第八锁螺丝机构与十二工位对应；十三工位空位，第九锁螺丝机构与十四工位对应；十五工位为成品出口工位，十六工位为静触头上料位，十七工位为机架双金部件上料位，十八工位为底座的上料位。

所述的下夹具的结构是，包括固定连接的外接板、中间板和内接板，外接板外沿中部开有u型卡位槽；中间板下表面设置有滑块，滑块滑动套装在封闭轨道上，滑块两侧分别设置有滚轮，每个滚轮通过圆锥型螺栓上的螺帽固定；内接板通过连接板与转轴铰接，转轴上套装有挂接头，挂接头通过两个长螺钉与环形链条钩挂连接。

所述的下夹具在循环线上的安装结构是，包括在环形机架内侧布置有环形链条，在环形机架外侧布置有气缸连杆，环形链条与气缸连杆之间布设有封闭轨道，封闭轨道由两个直线导轨及两端拐弯处的半圆型导轨首尾连接而成，两个半圆型导轨位置分别设有主动轮及从动轮，主动轮与步进电机连接；气缸连杆转动支撑在多个滑动轴承座中，多个滑动轴承座固定在环形机架的长杆梁侧面；气缸连杆上均布多个固定板，每个固定板上端布设有连杆滚轮，在环形机架的长杆梁下方布设有气缸一，气缸一通过中间连杆与转板下端转动铰接，转板上端与气缸连杆固定连接；气缸连杆上的连杆滚轮与每个下夹具外沿的u型卡位槽配合卡位。

所述的上夹具结构是，在底槽四边围挡上端面分别设置两个倒角板，四边围挡总共八个倒角板；在底槽中前后相对设置有两排总共八个倒l型板，八个倒l型板两两相对；前边的四个倒l型板端面设置有顶槽，中间设置有孔一，每个孔一中安装有一个定位销；后边的四个倒l型板端面设置有顶槽，中间设置有孔二，每个孔二中同样安装有一个定位销，总共八个定位销；

每个倒l型板左右两边均间隔有沟槽，包括边槽一与边槽二；前后每两个倒l型板横向之间设置有中间槽，即中间槽一和中间槽二、中间槽三和中间槽四；该四个中间槽中各安装有一个定位柱，总共四个定位柱；

前边的两个定位柱上插接有浮动组合板一，后边的两个定位柱上插接有浮动组合板二；浮动组合板二与浮动组合板一形状结构相同，两者对称安装在底槽前后两边。

所述的浮动组合板一的结构是，在u型连接板横向两端分别设置有一个纵向立板，每个纵向立板)内侧上部为第一倒角；位于两个纵向立板之间的u型连接板的内侧面间隔设置有平行隔板一、平行隔板二及平行隔板三，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角，平行隔板一与平行隔板三底部安装有弹簧；u型连接板内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板，每个横向立板内壁上部开有第二倒角；横向立板与平行隔板端部的低台阶依次间隔设置。

所述的底槽左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口，两个缺口之间的底槽底板上靠左设置有四方型槽，该四方型槽靠后边开有双螺纹孔五，该双螺纹孔五)中分别固定一个双台阶棒；该四方型槽靠前边分别设置螺纹孔四与双螺纹孔四，螺纹孔四上固定有l型板，双螺纹孔四上分别固定一个l型半圆弧板；后边的每个倒l型板靠前侧的四个高台上依次开有u型槽。

所述的锁螺丝机构的结构是，在底座上固定有两根滑杆，两根滑杆中部套装有双滚珠轴承二，双滚珠轴承二外圈固定有支撑板二，两根滑杆上部套装有双滚珠轴承一，双滚珠轴承一外圈固定有支撑板一；两根滑杆中部还固定有横架，横架位于双滚珠轴承一和双滚珠轴承二之间，横架上安装有气缸三，气缸三活塞杆向下与支撑板二传动连接；两根滑杆顶部共同固定有托板，托板上安装有气缸二，气缸二)的活塞杆向下与支撑板一传动连接；支撑板一中卡装有多个电批，每个电批向下通过传动机构与一个起子连接；支撑板二下表面还固定有安装板，安装板上根据需要安装有多个双头螺丝夹头或单头螺丝夹头。

所述的伸缩轴的下端插在轴套一内部，轴套一上部设置有腰形孔一，销轴一横穿伸缩轴下端和腰形孔一；万向节一与轴套一之间的伸缩轴上套有弹簧一。

所述的轴套二穿过支撑板二，轴套二与支撑板二之间设置有滑套，滑套固定在支撑板二上，起子的柄部位于轴套二内，轴套二上设置有腰形孔二，销轴二横穿腰形孔二和起子的柄部，且起子的柄部与轴套二的底部之间套有弹簧二，销轴二穿过轴套二和起子的柄部，且销轴二位于支撑板二的上方；销轴三穿过起子的杆部，销轴三位于轴套二的上方，且销轴三抵在轴套二的上表面；销轴二和销轴三呈“十”字形分布。

本发明的有益效果是：1)能够自动锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝，一次性锁附成功率为100％，自动化程度高；2)锁螺丝机构采用xy轴移动进给，实现螺丝头智能自动寻找螺钉孔中心坐标及定位位置；一级扭力+二级扭力组成的z轴移动进给，克服了螺钉与螺纹孔锁扣、直径及旋向不一致、扭力达不到、阻力大难以成功锁附、螺钉规定扭力到螺钉破坏扭力之间扭力无法被利用为锁附螺钉的行业难题，使螺钉锁附更加准确；3)循环线不仅实现任意数量和螺钉间距的底座与静触头、机架、双金部件螺钉自动锁附，还实现任意数量的底座和产品的自动装配；4)组合夹具实现了静触头、机架、双金部件装配后螺丝孔与底座上螺钉过孔的自动机械定位、产品限位夹紧、任意工位传输螺钉孔与底座孔孔定位位置不变；5)结构简单、布局合理，节约场地，降低成本、提高生产效率。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明循环线上定位夹具的工位分布示意图；

图3a是本发明下夹具271在循环线3的卡位结构示意图；

图3b是本发明下夹具271的上表面结构示意图；

图3c是本发明下夹具271的下表面结构示意图；

图4是本发明上夹具14及浮动定位夹具部件爆炸示意图；

图5是本发明底槽91中未装配零件产品的结构示意图；

图6是本发明底槽91中装配有零件产品的结构示意图；

图7是装配对象的4p塑壳断路器的底座结构示意图；

图8是本发明上夹具14中装配有底座的结构示意图；

图9是本发明双排4孔锁螺丝机构的结构示意图；

图10是本发明单排4孔锁螺丝机构的结构示意图；

图11是本发明单排2孔锁螺丝机构的结构示意图；

图12是本发明一级扭力的结构示意图；

图13是本发明二级扭力的结构示意图；

图14是本发明螺丝夹头及其部件爆炸结构示意图。

图中，1.台面，2.组合夹具，3.循环线，4.螺钉供料机构一，5.第一锁螺丝机构，6.第二锁螺丝机构，7.第三锁螺丝机构，8.第四锁螺丝机构，9.第五孔锁螺丝机构，10.第六锁螺丝机构，11.第七锁螺丝机构，12.第八锁螺丝机构，13.第九锁螺丝机构，14.上夹具，15.螺钉供料机构二，17.十八工位，18.一工位，19.二工位，20.三工位，21.四工位，22.五工位，23.六工位，24.七工位，25.八工位，26.主动轮，27.九工位，28.十工位，29.十一工位，30.十二工位，31.十三工位，32.十四工位，33.十五工位，34.十六工位，35.十七工位，37.从动轮，70.螺纹孔一，71.双螺纹孔一，72.双螺纹孔二，73.双螺纹孔三，76.双金部件，77.静触头，79.螺纹孔二，80.机架，81.螺纹孔三，88.接板，89.定位销，90.浮动组合板一，91.底槽，92.定位柱，93.倒角板，95.浮动组合板二，97.双台阶棒，98.l型半圆弧板，99.l型板，100.u型连接板，101.纵向立板，102.双倒角，103.横向立板，104.平行隔板二，105.低台阶，106.第一倒角，107，108.平行隔板三，109.第二倒角，110.平行隔板一，113.中间槽四，114.孔二，115.顶槽三，116.顶槽四，117.边槽二，118.u型槽三，119.u型槽二，120.u型槽一，121.缺口，123.倒l型板，124.边槽一，125顶槽一，126.孔一，127.中间槽一，128.中间槽二，130.顶槽二，132.螺纹孔四，133.双螺纹孔四，134.双螺纹孔五，135.u型槽四，136.中间槽三，137.底板二，138.台阶面二，140.底板一，141.第三倒角，148.圆弧面，149.台阶面一，150.双头螺丝夹头，160.单头螺丝夹头，171.基体，172.进料体，173.螺钉进料件，174.螺钉夹件，175.第一倒u型槽，176.纵向通孔，178.斜通孔，179.第三倒u型槽，180.底座，181.进线螺丝孔，182.静触头后螺丝孔，183.机架后螺丝孔，184.热元件螺丝孔，185.双金部件螺丝孔，186.出线螺丝孔，187.静触头前螺丝孔，188.机架前螺丝孔，189.极槽，190.连接头一，191.管体，192.销轴四，193.连接头二，194.过渡部分，195.夹头，196.台阶，197.螺钉进料管，198.销轴五，199.弧形凹槽，256.滑动轴承座，257.环形机架，258.气缸连杆，260.环形链条，262.中间板，263.挂接头，264.转轴，265.连接板，266.内接板，267.圆锥型螺栓，268.螺帽，269.封闭轨道，271.下夹具，272.外接板，274.u型卡位槽，275.滑块，276.滚轮，277.长螺钉，701.滑杆，702.托板，703.气缸二，704.支撑板一，705.横架，706.支撑板二，707.气缸三，708.电批，709.万向节一，710.万向节二，711.轴套一，712.轴套二，713.伸缩轴，714.连杆，715.起子，716.销轴一，717.腰形孔一，718.滑套，719.销轴二，720.销轴三，721.安装板，722.双滚珠轴承一，723.双滚珠轴承二，724.底座，725.腰形孔二，726.弹簧一，727.弹簧二。

具体实施方式

以下描述中涉及部件上下前后位置关系，均以各图显示为准，实际位置以此类推。

本发明的4p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，目的是将零件产品(包括静触头、机架、热元件与双金部件)装配在组合夹具中，再将塑壳断路器的底座180极槽反扣在零件产品上，将塑壳断路器底座与零件产品对应好，通过螺钉锁附将两者固定在一起。

如图7，4p塑壳断路器的底座180正面从后到前依次设置有4个进线螺丝孔181、8个静触头后螺丝孔182、8个静触头前螺丝孔187、1个机架后螺丝孔183、2个机架前螺丝孔188、4个热元件螺丝孔184、8个双金部件螺丝孔185和4个出线螺丝孔186；8个静触头后螺丝孔182两两一组，8个双金部件螺丝孔185两两一组；底座180背面设置有4个极槽189，4套零件产品对应装配在4个极槽189内；

上述的静触头后螺丝孔182、静触头前螺丝孔187、机架后螺丝孔183、机架前螺丝孔188、热元件螺丝孔184、双金部件螺丝孔185均称为底座孔；底座孔由沉孔和过孔相通并且中轴线重合；零件产品上设置有多个螺纹孔，螺纹孔由内斜螺纹孔和直螺纹孔相通并且中轴线重合；底座孔与螺纹孔的数目相等，位置一一对应并且中轴线重合，底座孔与螺纹孔贯通组成锁附孔。

如图1，图2，本发明的结构是，在台面1上设置有输入输出环型多工位分度的循环线3，输入输出的起始端与末端对接；围绕循环线3分布有九个锁螺丝机构(编号5-13)；循环线3上的分度位置总共安装有18个组合夹具2，每个组合夹具2包括下夹具271及上夹具14，上夹具14底部设有4个锥型孔，下夹具271上表面设置有4个圆锥型螺栓267，上夹具14坐在下夹具271上表面，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓267对应插接，实现上夹具14与下夹具271的定位；循环线3的两个直线滑轨外侧分别设置有多个吹气式多路出料的螺钉供料机构一4与螺钉供料机构二15，螺钉供料机构与锁螺丝机构的数量一一对应，均为9个(图3中没有全部显示)；

单排四孔的第一锁螺丝机构5与一工位18对应(锁付4个双金部件热元件孔184)、单排双孔的第二锁螺丝机构6与二工位19对应(锁附2个机架前螺丝孔188)、单排单孔的第三锁螺丝机构7与三工位20对应(锁附1个机架后螺丝孔183)、单排4孔的第四锁螺丝机构8与四工位21对应(锁附4个静触头前螺丝孔187)、五工位22空位；单排4孔的第五锁螺丝机构9与六工位23对应(锁附4个静触头前螺丝孔187)；七工位24空位，双排4孔的第六锁螺丝机构10与八工位25对应(锁附2个第一极静触头螺丝孔182与2个第一极双金部件螺丝孔185)；九工位27空位，双排4孔的第七锁螺丝机构11与十工位28对应(锁附2个第二极静触头螺丝孔182与2个第二极双金部件螺丝孔185)；十一工位29空位，双排4孔的第八锁螺丝机构12与十二工位30对应(锁附2个第三极静触头螺丝孔182与2个第三极双金部件螺丝孔185)；十三工位31空位，双排4孔的第九锁螺丝机构13与十四工位32对应(锁附2个第四极静触头螺丝孔182与2个第四极双金部件螺丝孔185)；十五工位33为成品出口工位，设置顶出气缸配合机械手将完成锁付螺丝的底座翻转后，移出循环线3空出下夹具271；十六工位34为静触头77上料位，十七工位35为机架双金部件上料位，十八工位17为底座180的上料位；

如图3a，下夹具271在循环线3上的安装结构是，包括在环形机架257内侧布置有环形链条260，在环形机架257外侧布置有气缸连杆258，环形链条260与气缸连杆258之间布设有环形的封闭轨道269，封闭轨道269由两个直线导轨及两端拐弯处的半圆型导轨首尾连接而成，两个半圆型导轨位置分别设有主动轮26及从动轮37，主动轮26与步进电机连接；气缸连杆258转动支撑在多个滑动轴承座256中，多个滑动轴承座256固定在环形机架257的长杆梁侧面；气缸连杆258上均布多个固定板，每个固定板上端布设有连杆滚轮，在环形机架257的长杆梁下方布设有气缸一，气缸一通过中间连杆与转板下端转动铰接，转板上端与气缸连杆258固定连接；气缸一动作，气缸连杆258上的连杆滚轮与每个下夹具271外沿的u型卡位槽274配合卡位，实现间隙分度的功能。

如图3b、图3c，每个下夹具271的结构是，包括固定连接的外接板272、中间板262和内接板266，外接板272外沿中部开有u型卡位槽274；中间板262下表面设置有滑块275，滑块275滑动套装在封闭轨道269上，滑块275两侧分别设置有滚轮276，用于保持下夹具的稳定滑动，每个滚轮276通过圆锥型螺栓267上的螺帽268固定；内接板266通过连接板265与转轴264铰接，转轴264上套装有挂接头263，挂接头263通过两个长螺钉277与环形链条260钩挂连接，实现下夹具在环形链条260牵引下沿封闭轨道269向前滑动。

步进电机带动主动轮26及从动轮37使得环形链条260走动，环形链条260带动组合夹具2上的底座及零件产品间歇移动到各个工位，同时由气缸一推动中间连杆、转板及气缸连杆258旋转，使转板上端的连杆滚轮卡位在各个组合夹具2下夹具的u型卡位槽274中，实现各工位组合夹具2上的装配产品准确停位在各个锁螺丝机构正下方。

如图4、图5、图6，上夹具14的结构是，在底槽91四边围挡上端面分别设置两个倒角板93，四边围挡总共八个倒角板93；在底槽91中前后相对设置有两排总共八个倒l型板123，八个倒l型板123两两相对；前边的四个倒l型板123端面设置有顶槽二130(及顶槽一125)，中间设置有孔一126，每个孔一126中安装有一个定位销89；后边的四个倒l型板123端面设置有顶槽三115(及顶槽四116)，中间设置有孔二114，每个孔二114中同样安装有一个定位销89，总共八个定位销89；

每个倒l型板123左右两边均间隔有沟槽，包括边槽一124与边槽二117；前后每两个倒l型板123横向之间设置有中间槽，即中间槽一127和中间槽二128、中间槽三136和中间槽四113；该四个中间槽中各安装有一个定位柱92，总共四个定位柱92；

前边的两个定位柱92上插接有浮动组合板一90，后边的两个定位柱92上插接有浮动组合板二95；浮动组合板二95与浮动组合板一90形状结构相同，两者对称安装在底槽91前后两边；其中浮动组合板一90的结构是，在u型连接板100横向两端分别设置有一个纵向立板101，每个纵向立板101内侧上部为第一倒角106；位于两个纵向立板101之间的u型连接板100的内侧面间隔设置有平行隔板一110、平行隔板二104及平行隔板三108，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角102，平行隔板一110与平行隔板三108底部设有螺纹孔，安装有弹簧实现上下浮动；u型连接板100内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板103，每个横向立板103内壁上部开有第二倒角109；横向立板103与平行隔板端部的低台阶105依次间隔设置；

底槽91左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口121，两个缺口121之间的底槽91底板上靠左设置有四方型槽，该四方型槽靠后边开有双螺纹孔五134，该双螺纹孔五134中分别固定一个双台阶棒97；该四方型槽靠前边分别设置螺纹孔四132与双螺纹孔四133，螺纹孔四132上固定有l型板99，双螺纹孔四133上分别固定一个l型半圆弧板98，两个l型半圆弧板98用于支撑机架80上的转轴，l型板99与双台阶棒97用于对机架80前后支撑和限位；

定位销89包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；定位柱92包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；

双台阶棒97包括上部的圆锥体、中部的台阶小圆柱体及下部的大圆柱体，大圆柱体底部设有螺纹孔，用于安装弹簧；l型半圆弧板98包括上部的圆弧面148、中部的台阶面一149和底部设有螺纹孔的底板一140；l型板99包括上部的第三倒角141、中部的台阶面二138和底部设有螺纹孔的底板二137；

后边的每个倒l型板123靠前侧为高台，四个高台上依次开有u型槽一120、u型槽二119、u型槽三118及u型槽四135；该四个u型槽用于支撑和限位静触头前端连接的防护板；

浮动组合板一90和浮动组合板二95与所在空位的倒l型板123通过定位销89定位，定位销89与相邻u型槽及u型槽高台的形状与静触头77形状及双金部件76(热元件)形状相吻合，使静触头77上的螺纹孔三81和双螺纹孔三73，双金部件76上的双螺纹孔二72和螺纹孔二79及螺纹孔一70，分别与底座181上的相应螺纹孔保持同轴；

每个定位销89与相邻u型槽定位静触头77的螺丝孔81与双金部件76螺丝孔70及开有u型槽高台组成一组扣合单元，浮动组合板二95及其上的部件合计四套扣合单元，浮动组合板一90及其上的部件合计四套扣合单元，一个上夹具14总共八个扣合单元；八个扣合单元与底座180的4个极槽189对应装配。

机架80前端由双台阶棒97限位，机架80的转轴卡入两l型半圆弧板98的台阶面一149上，机架80的转轴由l型半圆弧板98上的圆弧面148限位支撑；动触头进入高台的u型槽内由l型板99台阶面二138限位支撑。

如图6、图8，底座180的4个极槽189向下扣在装配有零件产品的上夹具14上，4个极槽189分别嵌在4个扣合单元上；四个双金部件76分别安装在浮动组合板一90上露出的四个定位销89上，四个双金部件76的螺纹孔一70及双螺纹孔二72向上与出线螺丝孔186及双金部件螺丝孔185对正，双金部件76上热元件88的螺纹孔二79与热元件螺丝孔184对正；机架80上的双螺纹孔一71及螺纹孔191与机架前螺丝孔188及静触头前螺丝孔187对正；静触头77的螺纹孔三81与进线螺丝孔181对正、双螺纹孔三73与静触头后螺丝孔182对正，静触头77的防护板缺口槽84搭接在机架80的接板88上。

如图9、图10、图11，锁螺丝机构的基本结构是，在底座724上固定有两根滑杆701，两根滑杆701中部套装有双滚珠轴承二723，双滚珠轴承二723外圈固定有支撑板二706，两根滑杆701上部套装有双滚珠轴承一722，双滚珠轴承一722外圈固定有支撑板一704；两根滑杆701中部还固定有横架705，横架705位于双滚珠轴承一722和双滚珠轴承二723之间，横架705上安装有气缸三707，气缸三707活塞杆向下与支撑板二706传动连接；两根滑杆701顶部共同固定有托板702，托板702上安装有气缸二703，气缸二703的活塞杆向下与支撑板一704传动连接；支撑板一704中卡装有多个电批708，每个电批708向下通过传动机构与一个起子715连接；支撑板二706下表面还固定有安装板721，安装板721上根据需要安装有多个双头螺丝夹头150或单头螺丝夹头160；传动机构的结构是，包括与电批708旋转轴连接的万向节一709，万向节一709依次与伸缩轴713、轴套一711、连杆714、万向节二710和轴套二712连接；

在图9、图10、图11的三种结构的锁螺丝机构中，根据需要设置2-4个双头螺丝夹头150或单头螺丝夹头160；起子715呈2排或1排；每个起子715的刀头对着一个螺丝夹头的纵向通孔176；每个锁螺丝机构对应的螺钉供料机构一4(及螺钉供料机构二15)有四个四通，四根第二管道分别与螺丝夹头上的螺钉进料管197对应连接。

如图12，伸缩轴713的下端插在轴套一711内部，轴套一711上部设置有腰形孔一717，销轴一716横穿伸缩轴713下端和腰形孔一717；万向节一709与轴套一711之间的伸缩轴713上套有弹簧一726；该部分结构称为一级扭力结构。

如图13，轴套二712穿过支撑板二706，轴套二712与支撑板二706之间设置有滑套718，滑套718固定在支撑板二706上，起子715的柄部位于轴套二712内，轴套二712上设置有腰形孔二725，销轴二719横穿腰形孔二725和起子715的柄部，且起子715的柄部与轴套二712的底部之间套有弹簧二727，销轴二719穿过轴套二712和起子715的柄部，且销轴二719位于支撑板二706的上方；销轴三720穿过起子715的杆部，销轴三720位于轴套二712的上方，且销轴三720抵在轴套二712的上表面；销轴二719和销轴三720呈“十”字形分布；该部分结构称为二级扭力结构。

如图14，单头螺丝夹头160的结构是，包括基体171、一个进料体172、一个螺钉进料件173和两个螺钉夹件174；基体171正面设置有进料体172，基体171的两侧面分别设置有第一倒u型槽175，进料体172下部设置有第二倒u型槽；基体171顶上还开有纵向通孔176，进料体172的上端连接有螺钉进料管197，进料体172内部设置有斜通孔178，进料体172下方的基体171正面设置有第三倒u型槽179；

螺钉进料件173由连接头一190和管体191组成一体结构，连接头一190嵌在第二倒u型槽内，连接头一190上穿有销轴四192，销轴四192的两端固定在进料体172中；螺钉进料管197、斜通孔178和管体191相通；

螺钉夹件174由连接头二193、过渡部分194和夹头195组成一体结构，过渡部分194上设置有台阶196，夹头195上设置有弧形凹槽199；两个螺钉夹件174的连接头二193分别嵌在第一倒u型槽175内，每个螺钉夹件174的连接头二193上穿有销轴五198，销轴五198的两端固定在基体171中，两个螺钉夹件174呈相对设置；两个螺钉夹件174的夹头195位于基体171的下方，两个夹头195的弧形凹槽199相对扣接组成圆口径，管体191的端口对着该圆口径。

上述的各个机构均与中央控制器连接，接受统一协调的指令，实现步进式的操作。

本发明锁螺丝系统的工作原理为：

1)循环线3在停止状态下，在指定位置配置装配所需静触头、机架双金部件及底座180，由多个机械手分别同时将输送来的静触头77装配入十六工位34的上夹具4后，步进电机驱动环形链条260转动20度，组合夹具2间歇停在17工位35，同时气缸一驱动气缸连杆258的长转轴旋转运动，使转板上端的连杆滚轮卡位在下夹具上的u型卡位槽274实现锁位组合夹具2，由多个机械手分别同时将输送来的机架与双金部件装配进组合夹具2后，气缸一复位带动气缸连杆258及连杆滚轮松开组合夹具2；

2)步进电机驱动环形链条260转动20度，组合夹具2间歇在十八工位17，同时气缸一驱动气缸连杆258的长转轴267旋转运动，使转板258上端的连杆滚轮卡位在下夹具的u型卡位槽274实现锁位组合夹具2，由多个机械手将输送来的底座180反扣装配进组合夹具2后，气缸一复位带动气缸连杆258及连杆滚轮松开组合夹具2；

3)步进电机驱动环形链条260转动20度，组合夹具2间歇在一工位18，同时气缸一驱动气缸连杆258及连杆滚轮卡位在下夹具271的u型卡位槽274锁位组合夹具2，第一组螺丝供料机构4和单排四孔的第一锁螺丝机构5开始工作，第一组螺丝供料机构4给单排四孔的第一锁螺丝机构5供应螺钉，若干个螺钉由直振运送至分料器处，螺钉掉入第一管道内，电磁阀的吹气口吹气，将螺钉吹到螺丝夹头150的螺钉进料管197内，再由单排四孔的第一锁螺丝机构5将装配有零件产品的底座180上的4个热元件螺丝孔184进行锁附；第一次锁附完后，气缸一复位带动气缸连杆258及连杆滚轮松开组合夹具2，恢复原始位置；

4)步进电机驱动环形链条260再转动20度，重复以上过程，以此实现单排双孔的第二锁螺丝机构6与二工位19对2个机架前螺丝孔188的锁附；单排双孔第三锁螺丝机构7与三工位20对机架前螺丝孔188的1个螺丝孔锁附；单排4孔的第四锁螺丝机构8与四工位21对4个静触头前螺丝孔187的锁附；单排4孔的第四锁螺丝机构9与六工位23对4个静触头前螺丝孔187的锁附；双排4孔的第六锁螺丝机构10与八工位25对2个第一极静触头后螺丝孔182的锁附、以及对2个第一极双金部件螺丝孔185的锁附；双排4孔的第七锁螺丝机构11与十工位28对2个第二极静触头后螺丝孔182的锁附，以及2个第二极双金部件螺丝孔185的锁附；双排4孔的第八锁螺丝机构12与十二工位30对2个第三极静触头后螺丝孔182的锁附、以及2个第三极双金部件螺丝孔185的锁附；双排4孔的第九锁螺丝机构13与十四工位32对2个第四极静触头后螺丝孔182的锁附、以及对2个第四极双金部件螺丝孔185的锁附；

5)在工位五22空位，工位七24空位，工位九27空位，工位十一29空位，工位十三31空位，到塑壳断路器底座上需要锁附的锁附孔都被螺钉锁附完后，工位十五33出料(气缸顶出成品配合机械手在十工位下料，将锁付螺丝的底座成品翻转)，机械手拿取成品离开封闭轨道269；

步进电机驱动环形链条260转动20度，组合夹具2由环形链条260带动沿封闭轨道269运动后间歇由工位十五33转到工位十六34，同时气缸一驱动气缸连杆258及连杆滚轮卡位在下夹具的u型卡位槽274实现锁位组合夹具2，回到初始位置，实现一个产品的完整锁附循环。

本发明锁螺丝机构对锁附孔进行锁附的工作过程为：

1)当步进电机驱动环形链条260转动20度，组合夹具2间歇在工位一18，并由气缸连杆258旋转锁位装配好底座180及零件产品的组合夹具2时，第一组螺丝供料机构4和单排四孔的第一锁螺丝机构5开始工作；若干个螺钉由直振运送至分料器处，螺钉掉入第一管道内，电磁阀的吹气口吹气，将螺钉吹到螺丝夹头150的螺钉进料管197内，螺钉再依次通过斜通孔178和管体191，螺钉的螺杆会掉入两个相对设置的螺钉夹件174弧形凹槽199组成圆口径内；

2)启动工位一18的气缸二703，气缸二703的推杆伸出向上推支撑板一704，双滚珠轴承一722沿着滑杆701向上移动，双滚珠轴承一722带动着支撑板一704及设置在支撑板一704上的电批708向上移动，电批708通过传动机构带动起子715向上移动，起子715的刀头插进螺丝夹头150的纵向通孔176内，并穿进呈相对设置的两个螺钉校夹件174之间，然后气缸二703停止工作，起子715停止向上移动，电批708的旋转轴再逆时针转动，扭力依次通过万向节一709、伸缩轴713、轴套一711、连杆714、万向节二710、轴套二712和销轴三720传递给起子715的杆部，带动起子715逆时针转动，在起子715逆时针转动过程中，起子715的刀头会找到螺钉头部的十字槽，并与螺钉头部的十字槽匹配，两者匹配上后，在起子715继续逆时针转动过程中，螺钉的螺杆插入两个呈相对设置的弧形凹槽199组成的圆口径中，螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，最终螺钉的中轴线、起子715的中轴线和两个弧形凹槽199组成圆口径的中轴线重合；由于螺钉夹件174的过渡部分194上设置有台阶196，能够防止螺钉蹿动到纵向通孔176处；

上述过程中，在气缸二703停止工作，支撑板一704停止向上压电批708，电批708旋转轴通过传动机构向起子715传递逆时针扭力时，套在伸缩轴713上的弹簧一726受到的压力不变，弹簧一726传递的旋转扭力也不变，称为一级扭力；螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，最终使螺钉的中轴线、起子715的中轴线和圆口径的中轴线重合；

3)螺钉的中轴线、起子715的中轴线与两个弧形凹槽199组成圆口径的中轴线重合后，气缸二703再次启动，上压力和扭力通过传动机构传给起子715，起子715逆时针转动的同时继续向上移动，将螺钉向上顶，螺钉螺杆的上端先露出螺丝夹头150，随着螺钉继续向上转动，螺钉螺杆的上端穿过槽孔，再穿过塑壳断路器底座上的沉孔和过孔，到达零件产品的内斜螺纹孔中，起子715带动螺钉在内斜螺纹孔中逆时针转动，螺钉在逆时针转动过程中自动找正调整位置，使螺钉的中轴线、起子715的中轴线与螺纹孔的中轴线重合；此时，螺钉已经完全被顶出螺丝夹头150外，螺钉的头部在穿过两个弧形凹槽199组成的圆口径时，螺钉的头部将两个螺钉夹件174的夹头195朝外侧顶，螺钉夹件174绕着销轴五198转动，就能使螺钉的头部完全穿出两个弧形凹槽199组成的圆口径；

4)螺钉的中轴线与底座螺纹孔的中轴线重合后，电批708的旋转轴再顺时针旋转，通过传动机构带动起子715顺时针向上转动，起子715再带动螺钉在内斜螺纹孔中顺时针旋转，螺钉进入直螺纹孔，既而螺钉上的螺纹与直螺纹孔内的螺纹啮合上；

5)螺钉上的螺纹与直螺纹孔内的螺纹啮合上后，电批708的旋转轴继续顺时针转动，气缸二703继续通过传动机构上压起子715，驱动起子715顺时针向直螺纹孔内部旋进；电批708的旋转轴通过传动机构向起子715传递顺时针旋转扭力时，弹簧一726压缩受到进给压力，根据弹簧一726的压缩比，弹簧一726使旋转扭力增大10-20％；起子715的旋转扭力加上弹簧一726增大的旋转扭力，使螺钉的螺杆旋入直螺纹孔162的进给扭力足够大，使螺钉能走完所有螺程，气缸三707就不用工作；如果起子715的旋转扭力加上弹簧一726增大的旋转扭力，不足以克服锁附阻力时，气缸二703工作的同时启动气缸三707，气缸三707的活塞杆伸出向上推支撑板二706，双滚珠轴承二723沿着滑杆701向上移动，支撑板二706向上压销轴二719，销轴二719沿着第二腰形孔725向上压起子715的柄部，弹簧二727压缩受到进给压力，根据弹簧二727的压缩比，弹簧二727使旋转扭力增大15-30％，称为二级扭力；在电批708的旋转轴、气缸二703和气缸三707的共同驱动下，弹簧一726和弹簧二727的共同辅助下，起子715有足够的旋转扭力来克服锁附阻力，此时，起子715顺时针向直螺纹孔内部旋进，直到螺钉走完所有螺程；然后气缸二703、气缸三707及电批708的旋转轴停止工作，完成整个自动锁附工作；

6)最后，气缸二703和气缸三707的活塞杆缩回，带动电批708、传动机构和起子715回到初始位置。

通过上述方法，锁螺丝机构控制螺钉依次穿过沉孔、过孔、内斜螺纹孔，最后旋进直螺纹孔内，就将塑壳断路器底座和装配在底座上的零件产品固定在一起。

本发明的锁螺丝机构利用2级万向节和可自动调节螺丝夹头，可以克服锁螺丝中螺钉与螺纹孔锁扣、直径、旋向不一致、扭力不够造成的难以成功实现自动锁付组合螺钉的行业难题。

进线螺丝孔181和出线螺丝孔186由于孔径较大，不能直接采用本发明装置进行锁附，需要利用其它设备实现锁附。