装配螺丝设备的制作方法

本发明实施例涉及装配设备，特别涉及装配螺丝设备。

背景技术：

在工业生产中，很多产品在制造过程中往往需要进行螺丝的装配，在装配螺丝时，一般通过工人手工完成。发明人发现，在人工进行装配时，经常发生螺丝拧松、漏拧等现象，导致后续的生产环节出现问题，严重的甚至直接导致产品的报废；另外，当需要装配螺丝的产品量很大时，人工手工装配的工作效率较低，且人工成本高，导致总的生产成本较高。

因而，如何在装配螺丝时既保证装配的质量又保证装配的效率，同时降低装配的成本是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种装配螺丝设备，使得在装配螺丝时既保证装配的质量又保证装配的效率，同时降低装配的成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种装配螺丝设备，包含机架和设于所述机架一侧的输送线，所述机架上设有主控系统和分别与所述主控系统电性连接的螺丝供给器、螺丝获取拧紧装置和摄像装置；所述输送线电性连接于所述主控系统，用于对产品进行输送，所述输送线上设有分别与所述主控系统电性连接的传感器和夹紧装置；

当所述传感器感应到所述产品后，所述主控系统关闭所述输送线，并驱动所述夹紧装置夹住所述产品，并开启所述摄像装置捕捉所述产品的图像，根据捕捉到的图像获取所述图像中产品的螺丝孔位，所述主控系统还在获得所述螺丝孔位后，驱动所述螺丝获取拧紧装置从所述螺丝供给器内获取螺丝，并控制所述螺丝获取拧紧装置将所述螺丝旋入所述产品的螺丝孔内。

本发明实施方式相对于现有技术而言，利用装配螺丝设备实现了自动化装配螺丝，该设备包含机架和输送线，输送线上设有传感器和夹紧装置，机架上设有主控系统和分别与主控系统电性连接的螺丝供给器、螺丝获取拧紧装置和摄像装置。其中，感应器能在感应到输送线上的产品的第一时间关闭输送线，使产品停留在指定位置进行螺丝的装配；夹紧装置能在拧螺丝时固定住产品，防止产品移动；主控系统通过摄像装置能更精确地捕捉到产品的螺丝孔位；主控系统控制螺丝获取拧紧装置自动从螺丝供给器内获取螺丝，并将螺丝旋入产品的螺丝孔内。该设备不但可以保证螺丝装配时的质量，而且不需要再进行人工协助，提升了装配的效率，相对于人工装配的成本也更低。

另外，所述螺丝获取拧紧装置包括皆与所述主控系统电性连接的吸附式螺丝机和机器手臂，所述机器手臂固定于所述机架并与所述吸附式螺丝机连接，用于带动吸附式螺丝机运动。

另外，所述机器手臂包含：基座、转动平台、转臂、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和第四驱动件；

所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件和第四驱动件分别与所述主控系统连接；

所述基座固定于所述机架，所述转动平台设于所述基座上，所述第一驱动件设于所述基座内并连接所述转动平台一端，所述第一驱动件驱动所述转动平台绕所述转动平台的一端在水平面上转动；

所述转臂设于所述转动平台上，并位于与所述转动平台的一端相对的另一端，所述第二驱动件设置在所述转动平台内，并驱动所述转臂绕所述转动平台的另一端在水平面上转动；

所述转臂远离所述转动平台的一端与所述吸附式螺丝机连接，所述第三驱动件和所述第四驱动件设于所述转臂内，所述第三驱动组件驱动所述吸附式螺丝机在所述转臂上绕所述吸附式螺丝机在垂直方向上的中心轴转动，所述第四驱动件驱动所述吸附式螺丝机沿所述中心轴在垂直方向上移动。

该机械手臂运动空间较大，主控系统可以通过机械手臂帮助吸附式螺丝机从螺丝供给器获取螺丝，并将螺丝选入产品的螺丝孔内。

另外，所述吸附式螺丝机包括：拧紧组件、真空吸头和与所述主控系统电性连接的伺服电机；

所述拧紧组件连接于所述伺服电机，包括一与所述伺服电机的转子连接的批头；

所述真空吸头连接于所述拧紧组件的末端，包括容纳所述螺丝的吸附位，所述拧紧组件的批头末端伸入所述吸附位；

装配所述螺丝时，所述螺丝被吸附于所述吸附位，所述批头在所述伺服电机的驱动下将所述螺丝旋入所述产品相应的螺丝孔内。

由于真空吸头内的吸附位可以容纳吸附的螺丝，拧紧组件的批头可以直接伸入吸附位内将螺丝选入产品相应的螺丝孔内，在旋入的过程中，螺丝始终有部分在吸附位内，防止了螺丝在旋入螺丝孔内时发生倾斜，保证螺丝的装配质量。

另外，所述装配螺丝设备还包括与所述主控系统电性连接的警报装置，所述主控系统记录所述伺服电机在预设时间内反馈的脉冲信号，并通过所述脉冲信号判断所述螺丝是否旋至所述螺丝孔内的预定位置，若所述螺丝未旋至所述预定位置，则所述报警装置发出警报，工作人员可以得知当前的产品螺丝装配未完成，进行人工处理解决。

另外，所述摄像装置设置在所述机械手臂上，跟随所述吸附式螺丝机运动。摄像装置能随着机械手臂的运动而运动，能更清晰地捕捉到螺丝孔位的图像。

另外，所述装配螺丝设备还包括检测装置，所述检测装置与所述主控系统连接并设于所述螺丝获取拧紧装置，所述检测装置包括激光位移传感器和警报装置，所述激光位移传感器用于检测所述螺丝是否旋至所述螺丝孔内的预定位置，若所述螺丝未旋至所述预定位置，则所述报警装置发出警报，工作人员可以得知当前的产品螺丝装配未完成，进行人工处理解决。

另外，所述传感器为激光定位装置，包括：光线发射端和与所述主控系统电性连接的光线接收端，所述光线发射端和所述光线接收端分别相对设于所述输送线的两侧，所述光线发射端和所述光线接收端布置的方向与所述输送线的输送方向垂直。激光定位装置的定位较为精准。

另外，所述装配螺丝系统还包括与所述主控系统电性连接的标签打印装置，所述主控系统用于在所述螺丝获取拧紧装置将所有螺丝旋入所述产品相应的螺丝孔后，驱动所述标签打印装置在所述产品上打印标签，使工作人员可以一眼分辨出产品的螺丝是否装配完成。

另外，所述夹紧装置设于所述输送线靠近所述机架的一侧，包含：固定板、弹力组件、推板和与所述主控系统电性连接的驱动组件；所述弹力组件两端分别与所述固定板和所述推板连接；所述驱动组件设于所述机架并与所述固定板连接；所述传感器感应到所述产品后，所述主控系统关闭所述输送线，所述驱动组件驱动所述固定板，带动所述弹力组件和所述推板将所述产品夹紧，设置弹力组件可以使产品的夹持更为稳定。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式中装配螺丝设备的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中装配螺丝设备的电路装置图；

图3是本发明第一实施方式中装配螺丝设备中螺丝获取拧紧装置的结构示意图；

图4是本发明第一实施方式中吸附式螺丝机真空吸头与批头的结构示意图；

图5是本发明第一实施方式中装配螺丝设备中夹紧装置的结构示意图；

图6是本发明第二实施方式中装配螺丝设备的电路装置图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种装配螺丝设备，如图1所示，包含机架1和设于机架1一侧的输送线2。机架1上设有主控系统(未图示)、螺丝供给器6、螺丝获取拧紧装置7和摄像装置8，输送线2与所述主控系统电性连接，用于对产品3进行输送，输送线2上设有传感器4和夹紧装置5。如图2所示，输送线2上的传感器4与夹紧装置5分别与主控系统连接；机架1上的螺丝供给器6、螺丝获取拧紧装置7和摄像装置8也分别与主控系统连接。当传感器4感应到产品3后，主控系统关闭输送线2，驱动夹紧装置5夹住产品3，并开启摄像装置8捕捉产品3的图像，根据捕捉到的图像获取图像中产品3的螺丝孔位，主控系统还在获得螺丝孔位后，驱动螺丝获取拧紧装置7从螺丝供给器6内获取螺丝，并控制螺丝获取拧紧装置7将螺丝旋入产品3的螺丝孔内。

通过上述描述不难发现，该设备的输送线2上设有传感器4和夹紧装置5，机架1上设有主控系统和分别与主控系统电性连接的螺丝供给器6、螺丝获取拧紧装置7和摄像装置8。其中，感应器能在感应到输送线2上的产品3的第一时间关闭输送线2，使产品3停留在指定位置进行螺丝的装配；夹紧装置5能在拧螺丝时固定住产品3，防止产品3移动；主控系统通过摄像装置8能更精确地捕捉到产品3的螺丝孔位；主控系统控制螺丝获取拧紧装置7自动从螺丝供给器6内获取螺丝，并将螺丝旋入产品3的螺丝孔内。利用该装配螺丝设备可以实现自动化装配螺丝，不但可以保证螺丝装配时的质量，而且不需要再进行人工协助，提升了装配的效率，相对于人工装配的成本也更低。

值得一提的是，如图2、3所示，螺丝获取拧紧装置7包括皆与主控系统电性连接的吸附式螺丝机9和机器手臂10，机器手臂10固定于机架1并与吸附式螺丝机9连接，用于带动吸附式螺丝机9运动。其中，机器手臂10包含：基座11、转动平台12、转臂13、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和第四驱动件。第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和第四驱动件分别与主控系统连接。摄像装置8设置在机器手臂10上，跟随吸附式螺丝机9运动。摄像装置8能随着机器手臂10的运动而运动，能更清晰地捕捉到螺丝孔位的图像。基座11固定于机架1，转动平台12设于基座11上，第一驱动件设于基座11内并连接转动平台12一端，第一驱动件驱动转动平台12绕转动平台12的一端在水平面上转动；转臂13设于转动平台12上，并位于与转动平台12的一端相对的另一端，第二驱动件设置在转动平台12内，并驱动转臂13绕转动平台12的另一端在水平面上转动；转臂13远离转动平台12的一端与吸附式螺丝机9连接，第三驱动件和第四驱动件设于转臂13内，第三驱动组件驱动吸附式螺丝机9在转臂13上绕吸附式螺丝机9在垂直方向上的中心轴转动，第四驱动件驱动吸附式螺丝机9沿中心轴在垂直方向上移动。该机器手臂运动空间较大，主控系统可以通过机器手臂帮助吸附式螺丝机9从螺丝供给器6获取螺丝，并将螺丝选入产品3的螺丝孔内。

另外，如图3所示，吸附式螺丝机9包括：拧紧组件15、真空吸头16和与主控系统电性连接的伺服电机14。拧紧组件15连接于伺服电机14，包括一与伺服电机14的转子连接的批头18；如图4所示，真空吸头16连接于拧紧组件15的末端，包括容纳螺丝的吸附位17，拧紧组件15的批头18末端伸入吸附位17。螺丝供给器6内所有螺丝竖直放置，螺丝头部向上，因而真空吸头16吸附位17内吸附的螺丝头部朝向批头18。装配螺丝时，螺丝被吸附于吸附位17，批头18在伺服电机14的驱动下将螺丝旋入产品3相应的螺丝孔内。由于真空吸头16内的吸附位17可以容纳吸附螺丝，拧紧组件15的批头18可以直接伸入吸附位17内将螺丝选入产品3相应的螺丝孔内，在旋入的过程中，螺丝始终有部分在吸附位17内，防止了螺丝在旋入螺丝孔内时发生倾斜，保证螺丝的装配质量。再者，伺服电机14接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接收的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，主控系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，得知螺丝是否被拧紧。

需要说明的是，装配螺丝设备还包括与主控系统电性连接的警报装置，主控系统记录伺服电机16在预设时间内反馈的脉冲信号，并通过脉冲信号判断螺丝是否旋至螺丝孔内的预定位置，若判定螺丝未旋至预定位置，则报警装置发出警报，工作人员可以得知当前的产品3螺丝装配未完成，进行人工处理解决。

此实施方式中，优选的，传感器4为激光定位装置，包括：光线发射端和与主控系统电性连接的光线接收端，光线发射端和光线接收端分别相对设于输送线2的两侧，光线发射端和光线接收端布置的方向与输送线2的输送方向垂直。产品3在被输送线2输送时挡住光线发射端向光线接收端所射出的光线，当光线接收端未接收到光线发射端所射出的光线时，向主控系统发送信号，主控系统在接收到信号后，关闭输送线，通过激光定位的方式可以使定位更为精准。

还需要说明的是，如图5所示，夹紧装置5设于输送线2靠近机架1的一侧，包含：固定板18、弹力组件19、推板20和与主控系统电性连接的驱动组件21；弹力组件19两端分别与固定板18和推板20连接；驱动组件21设于机架1并与固定板18连接，驱动组件21为一气缸。传感器4感应到产品3后，主控系统关闭输送线2，驱动组件21驱动固定板18，带动弹力组件19和推板20将产品3推抵于输送线2的相对的另一侧而将产品夹紧，设置弹力组件19可以使产品3的夹持更为稳定。此实施方式中，弹力组件19包含：两个与推板20相连接的连接轴22、设置固定板18两侧的两个导向轴套23，两个连接轴22分别设置在两个导向轴套23内，两个连接轴22上还分别套设弹簧24，弹簧24被导向轴套23和推板20夹持。优选的，输送线2的另一侧具有滚轮装置25，滚轮装置25具有多个可滑动的滚轮，当输送线2被关闭时，产品3被滚轮装置25和夹紧装置5夹紧在输送线2上。滚轮装置25可避免完成作业后，产品3随输送线2流动时，刮擦到输送线2的另一侧，导致偏移。

此外，装配螺丝系统还可以设置与主控系统电性连接的标签打印装置，主控系统用于在螺丝获取拧紧装置7将所有螺丝旋入产品3相应的螺丝孔后，驱动标签打印装置在产品3上打印标签，使工作人员可以一眼分辨出产品3的螺丝是否装配完成。

本发明的第二实施方式涉及一种装配螺丝设备。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，吸附式螺丝机包括：拧紧组件、真空吸头和与主控系统电性连接的伺服电机。而在本发明第二实施方式中，如图6所示，吸附式螺丝机包括：拧紧组件、真空吸头和与主控系统电性连接的普通电机；同时原第一实施方式中的警报装置变为一检测装置，检测装置与主控系统连接并设于螺丝获取拧紧装置，检测装置包括激光位移传感器和警报装置，激光位移传感器用于检测螺丝是否旋至螺丝孔内的预定位置，若螺丝未旋至预定位置，则报警装置发出警报，工作人员可以得知当前的产品螺丝装配未完成，进行人工处理解决。

具体地说，激光位移传感器设置在电机上，激光位移传感器侦测在初始位置时与产品表面的初始距离，并在拧螺丝过程中侦测激光位移传感器与产品表面的距离的变化量，主控系统通过判断该距离的变化是否与预定距离相符，从而得知螺栓是否被拧紧。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。