自动化螺钉组装设备的制作方法

1.本实用新型涉及自动化螺钉组装设备，属于螺钉组装自动化的技术领域。


背景技术：

2.自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
3.目前存在板材螺钉组装，板材上具备若干组装区，组装区中存在若干螺孔，需要进行对应各螺孔的螺钉嵌入式作业。
4.传统作业中采用人工进行螺钉组装作业，即人工拾取螺钉并通过螺钉旋转工具进行组装成型，成型效率非常低，螺钉旋拧行程不可控，产品质量稳定性较差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统人工螺钉组装效率低质量不稳定等问题，提出自动化螺钉组装设备。
6.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
7.自动化螺钉组装设备，包括板材自动化输送线及设置在所述板材自动化输送线路径上的自动组装台，
8.所述自动组装台上设有螺钉自动供给机构、用于在所述螺钉自动供给机构与所述板材自动化输送线的板材之间周转切换位移的周转机械臂，
9.所述周转机械臂的自由端设有螺钉组装机构，所述螺钉组装机构包括具备升降位移的升降滑座、设置在所述升降滑座上的旋转驱动部、设置在所述旋转驱动部的驱动端上的螺钉夹持端。
10.优选地，所述螺钉组装机构包括升降导轨支架，所述升降导轨支架上设有垂直向相间隔设置的顶端升降滑座和底端升降滑座、用于与所述顶端升降滑座相连的升降驱动源，所述顶端升降滑座与所述底端升降滑座之间设有弹性连接元件；
11.所述螺钉夹持端活动配接在所述底端升降滑座上，所述旋转驱动部设置在所述顶端升降滑座上，并且所述旋转驱动部的驱动端与所述螺钉夹持端相周向锁固轴向活动配接。
12.优选地，所述螺钉夹持端包括至少两个具备枢轴夹料位移的夹爪。
13.优选地，所述螺钉自动供给机构包括螺钉供给舱、螺钉承托部、用于将所述螺钉供给舱内螺钉周转至所述螺钉承托部的螺钉周转部，
14.所述螺钉承托部具备用于调节螺钉旋转位置度的旋转调节位移。
15.优选地，所述螺钉承托部包括旋转托盘，所述旋转托盘上设有螺钉承载孔槽和用于检测螺钉螺帽位置度的检测孔。
16.优选地，所述板材自动化输送线包括两条相平行间隔设置的循环输送料带，任意所述循环输送料带上设有用于板材边侧限位的导向侧挡。
17.优选地，所述板材自动化输送线的板材运行路径上设有具备升降位移的机械阻停机构。
18.优选地，所述自动组装台上设有两组相间隔设置的所述螺钉自动供给机构、与所述螺钉自动供给机构一一对应设置的所述周转机械臂。
19.优选地，所述自动组装台上设有双手腕定位机器人，所述双手腕定位机器人具备两个所述周转机械臂。
20.本实用新型的有益效果主要体现在：
21.1.满足自动化螺钉旋拧锁固作业需求，降低了人力成本，提高了生产效率。
22.2.采用浮动压接与旋拧配合作业，满足旋拧行程配合需求，同时采用了扭力监控，确保旋拧扭力稳定，提高了螺钉组装质量稳定性，产品合格率得到较大提升。
23.3.能实现螺钉转向调节，降低了机械臂轴位要求，设备成本得到有效降低。
24.4.通过双手腕定位机器人能实现双工位同步组装，空间紧凑且组装效率得到进一步提升。
附图说明
25.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
26.图1是本实用新型自动化螺钉组装设备的结构示意图。
27.图2是本实用新型自动化螺钉组装设备的俯视结构示意图。
28.图3是本实用新型自动化螺钉组装设备的侧视结构示意图。
29.图4是本实用新型自动化螺钉组装设备的另一视角侧视结构示意图。
30.图5是本实用新型自动化螺钉组装设备中螺钉组装机构的结构示意图。
31.图6是本实用新型自动化螺钉组装设备中螺钉自动供给机构的结构示意图。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.本实用新型提供了自动化螺钉组装设备，如图1至图6所示，包括板材自动化输送线1及设置在板材自动化输送线路径上的自动组装台2。
35.自动组装台2上设有螺钉自动供给机构3、用于在螺钉自动供给机构3与板材自动
化输送线1的板材之间周转切换位移的周转机械臂4。
36.周转机械臂4的自由端设有螺钉组装机构5，螺钉组装机构5包括具备升降位移的升降滑座6、设置在升降滑座6上的旋转驱动部7、设置在旋转驱动部的驱动端上的螺钉夹持端8。
37.具体地实现过程及原理说明：
38.传统自动组装由人工拾取螺钉后进行旋拧作业，效率非常低。
39.本案中，采用板材自动化输送线1与自动组装台2进行配合，能实现自动化组装作业，具体地，螺钉自动供给机构3进行螺钉单个供给，而周转机械臂4能拾取螺钉自动供给机构3上的螺钉并转移至输送线上板材的螺接孔道处进行自动化旋拧作业。
40.周转机械臂4进行位置切换的控制属于现有技术，在此不再赘述。
41.本案中周转机械臂4的自由端上具备螺钉组装机构5，其在具体作业时，通过螺钉夹持端8进行对螺钉的螺母夹持，有周转机械臂4的周转切换位移进行夹持螺钉的螺杆与板材的螺接孔道相对位，通过升降滑座6的升降位移进行垂直向对位配合，并且利用旋转驱动部7的旋转位移驱动螺钉夹持端8实现螺接作业。
42.需要说明的是，在旋转驱动部7进行螺接作业过程中，升降滑座6能提供螺接垂直向的配合行程，满足螺接作业需求。
43.在一个具体实施例中，如图5所示，螺钉组装机构5包括升降导轨支架50，升降导轨支架上设有垂直向相间隔设置的顶端升降滑座61和底端升降滑座62、用于与顶端升降滑座61相连的升降驱动源610，顶端升降滑座与底端升降滑座之间设有弹性连接元件63。
44.螺钉夹持端8周向活动配接在底端升降滑座62上，旋转驱动部7设置在顶端升降滑座61上，并且旋转驱动部的驱动端与螺钉夹持端相周向锁固轴向活动配接。
45.具体地实现过程及原理说明：
46.当螺钉夹持端8夹持螺钉的螺帽后，由周转机械臂4进行螺钉与板材上孔道的垂直向对位，此时由升降驱动源610驱动顶端升降滑座61下行，其下行过程中通过弹性连接元件63作用使得底端升降滑座62浮动下行，从而使得螺钉夹持端8所夹持的螺钉与板材上的螺孔道相浮动抵接并保持一定地压力，当压接完成后，旋转驱动部7进行螺钉夹持端8的周向旋转驱动，在维持压力作用下进行旋拧作业。
47.对旋转驱动部7的驱动端与螺钉夹持端8相周向锁固轴向活动配接进行说明，旋转驱动部7的驱动端具备与螺钉夹持端8穿接配合的升降轴杆，该升降轴杆与螺钉夹持端8的穿接孔之间存在周向限位结构，可以为设置在升降轴杆上的径向外凸筋或径向内凹槽，如此满足轴向活动与周向配合需求。
48.如此设计，无需升降驱动源610进行较为精确的螺旋行程下行配合，仅需要满足一定地浮动下行压力即可满足旋拧螺接需求。
49.需要说明的是，旋转驱动部7的驱动端具备一个与螺钉夹持端8相配合的旋转杆，该旋转杆与驱动端之间存在周向扭力监控部，可以采用扭力配合环的结构。
50.即当旋转杆的旋转扭力超过扭力配合环时，驱动端与旋转杆之间产生相对周向位移，如此能满足旋拧扭力控制需求，在旋拧到位后即扭力传递阻断。
51.在一个具体实施例中，螺钉夹持端8包括至少两个具备枢轴夹料位移的夹爪80。
52.具体地说明，本案针对螺钉的螺帽为六边螺帽，通过两个或者三个夹爪80能满足
夹持需求，当进行外周圆形螺帽时，带螺钉夹持端8的夹持面底部需要设计对应螺帽旋拧槽的配合部，并通过弧形的夹爪80实现夹持位移与导向。
53.在一个具体实施例中，如图6所示，螺钉自动供给机构3包括螺钉供给舱31、螺钉承托部32、用于将螺钉供给舱内螺钉周转至螺钉承托部的螺钉周转部33，螺钉承托部具备用于调节螺钉旋转位置度的旋转调节位移。螺钉承托部32包括旋转托盘320，旋转托盘320上设有螺钉承载孔槽321和用于检测螺钉螺帽位置度的检测孔322。
54.具体地实现过程及原理说明：
55.螺钉自动供给机构3属于现有技术，一般通过螺钉供给舱31进行螺钉上料，螺钉周转部33进行单个螺钉拾取后并推送至螺钉承托部32上。
56.一般情况下，螺钉组装机构5上需要设计视觉识别元件，同时视觉识别元件进行螺钉夹持端8的旋转调节从而与螺帽角度相匹配。
57.本案中，采用了具备调节螺钉位置度的螺钉承托部32，而螺钉夹持端8仅需要保持固定地初始对位转角即可。
58.该螺钉承托部32在承载螺钉时，螺钉的螺杆会穿过螺钉承载孔槽321内，而其螺帽会被检测孔322进行检测，此时进行旋转托盘320的驱动，使得螺帽不被检测孔322检测到，即表示其旋转位置度达到调节需求。
59.当然，在针对非多边螺帽时，可采用顶部设置视角检测器的调节方案。
60.在一个具体实施例中，板材自动化输送线1包括两条相平行间隔设置的循环输送料带10，任意循环输送料带上设有用于板材边侧限位的导向侧挡11。板材自动化输送线的板材运行路径上设有具备升降位移的机械阻停机构。
61.附图中省略了机械阻停机构的图示，板材上一般存在多个螺孔区，每个螺孔区会分布若干螺孔道，周转机械臂4会设置针对若干螺孔道的切换对位输送设定，此设定为现有技术，一般为固定板材对位的配合设定。
62.本案中，采用两个具备导向侧挡11的循环输送料带10与机械阻停机构配合，能满足板材的输送导向与阻停精度需求，在阻停状态下，满足与周转机械臂4的对位精度需求，如此满足各螺孔道的切换位组装精度需求。
63.在一个具体实施例中，自动组装台上设有两组相间隔设置的螺钉自动供给机构、与螺钉自动供给机构一一对应设置的周转机械臂。
64.一般情况下，板材上存在多组螺孔区，为了提高效率，采用了多组周转机械臂与对应螺钉自动供给机构的配合。
65.在一个具体实施例中，自动组装台上设有双手腕定位机器人20，双手腕定位机器人20具备两个周转机械臂。
66.具体地说明，双手腕定位机器人20属于现有技术，其具备两个周转机械臂，两个周转机械臂的第一轴位共轴设置，如此能在紧凑空间中提供双组装机位，满足受限空间的高效率组装生产需求。
67.通过以上描述可以发现，本实用新型自动化螺钉组装设备，满足自动化螺钉旋拧锁固作业需求，降低了人力成本，提高了生产效率。采用浮动压接与旋拧配合作业，满足旋拧行程配合需求，同时采用了扭力监控，确保旋拧扭力稳定，提高了螺钉组装质量稳定性，产品合格率得到较大提升。能实现螺钉转向调节，降低了机械臂轴位要求，设备成本得到有
效降低。通过双手腕定位机器人能实现双工位同步组装，空间紧凑且组装效率得到进一步提升。
68.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
69.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。