一种双头螺栓拧紧装置的制作方法

1.本实用新型涉及拧紧机技术领域，尤其涉及一种双头螺栓拧紧装置。


背景技术：

2.目前，在高精密制造行业和领域的机械装配会广泛采用双头螺栓的连接形式，特别是应用于一些本体材质不允许反复被拧紧的工件连接场合。使用双头螺栓连接时，需要先将双头螺栓拧紧在被连接体的一侧，拧紧时既要控制拧紧力矩，又要控制螺栓露出工件表面的高度。
3.通常情况下，双头螺栓拧紧大多采用人工操作方式，这种手工作业不仅效率低，而且控制高度效果也比较差，特别是分散性很大，因而严重制约了装配效率和装配质量，属于产品质量控制的隐藏风险点，因而亟待应用自动化设备来解决。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种双头螺栓拧紧装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种双头螺栓拧紧装置，包括：拧紧机，所述拧紧机包括：壳体；
7.驱动装置，安装在所述壳体上；
8.芯轴，垂直贯穿所述壳体，所述驱动装置与所述芯轴驱动连接，驱动所述芯轴相对所述壳体旋转；以及
9.拧紧杆，所述拧紧杆的第一端与所述芯轴连接，随所述芯轴旋转而同步旋转，拧紧杆的第二端安装有双头螺栓安装套；
10.还包括:浮动机构，可浮动的设置在拧紧杆与所述壳体之间，所述浮动机构包括:
11.浮动限位套，沿轴向可浮动的套设于所述拧紧杆，所述双头螺栓安装套位于所述浮动限位套内；
12.升降板，固定在所述浮动限位套远离所述双头螺栓安装套的一端；
13.导杆，设置在所述升降板与所述壳体之间，所述导杆的第一端与所述升降板固定连接，所述导杆的第二端可移动的穿设于所述壳体，并伸出所述壳体外；以及
14.导轴，设置在所述升降板与所述壳体之间并相对所述导杆设置，所述导轴的一端与所述壳体固定连接，所述导轴的另一端可移动的穿设于所述升降板，并伸出所述升降板外，其中所述导杆与所述导轴上均套设有复位弹簧，每个所述复位弹簧的两端分别抵接于所述升降板和所述壳体；
15.还包括：第一位移传感器，设置在所述壳体上，并位于所述导杆的延伸线上，用于检测所述导杆相对所述壳体的位移；以及
16.第二位移传感器，设置在所述壳体上，位于所述芯轴远离所述拧紧杆一端的延伸线上，用于检测所述芯轴轴向微动位移。
17.进一步的，所述导杆为两根，两根所述导杆伸出所述壳体的一端设置有连接板，所述传感器上的第一探测杆抵接于所述连接板的中部；所述第二位移传感器上的第二探测杆抵接于所述芯轴远离所述拧紧杆一端的端面上。
18.进一步的，还包括固定套，所述芯轴远离所述拧紧杆的一端沿轴向穿过所述固定套，所述固定套的一端固定在所述壳体上，所述固定套的另一端通过轴承与所述芯轴可转动连接。
19.进一步的，所述导轴伸出所述升降板的一端设置有限位件，所述导杆与所述壳体之间安装有直线轴承，所述导轴与所述升降板之间安装有直线轴承。
20.进一步的，还包括第一安装板，所述第一安装板安装在所述壳体上，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器分别安装在所述第一安装板的两侧。
21.进一步的，还包括升降装置，与所述壳体连接，带动所述壳体升降；所述升降装置包括第二安装板、设置所述第二安装板上的导轨滑块组件和驱动气缸，所述导轨滑块组件中的导轨沿所述拧紧杆的轴向设置所述第二安装板上，所述壳体一端侧与所述导轨滑块组件中的滑块固定连接，所述驱动气缸沿所述轴向固定设置在第二安装板上远离所述拧紧杆的一端，驱动气缸的活塞杆与所述滑块连接，驱动所述滑块带动所述壳体沿所述导轨移动。
22.进一步的，所述第二安装板背离所述导轨滑块组件的一侧设置有连接法兰，用于与机械手连接；所述第二安装板远离所述驱动气缸的一端设置有限位挡铁；还包括光源，所述光源设置在所述第二安装板远离所述驱动气缸的一端。
23.进一步的，所述芯轴异位所述驱动装置设置，所述驱动装置包括垂直安装在所述壳体上的电机、安装在壳体内的主动齿轮和从动齿轮，所述电机的驱动端连接至所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述芯轴连接，
24.进一步的，所述主动齿轮与所述从动齿轮均通过两套轴承安装在壳体内，所述电机为步进电机。
25.进一步的，所述驱动装置还包括角度检测部件，设置在所述电机上，用于检测所述电机输出轴的转动角度，以便控制拧紧轴的转动角度。
26.本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
27.本实用新型提供的一种双头螺栓拧紧装置，包括拧紧机、浮动机构、第一位移传感和第二位移传感；拧紧机包括壳体、驱动装置、芯轴、拧紧杆和双头螺栓安装套；浮动机构包括浮动限位套、升降板、导杆、导轴和复位弹簧；第一位移传感器设置在所述壳体上，并位于所述导杆的延伸线上，用于检测所述导杆相对所述壳体的位移，其能在安装双头螺栓的过程中检测双头螺栓的漏出高度，有效降低了双头螺栓装配拧紧工位的人工劳动强度，提高了实际生产节拍，保障了产品合格率。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例的主视结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例的左视结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例的右视结构示意图；
31.图4为本实用新型实施例的俯视结构示意图。
32.图中：100、拧紧机，110、壳体，120、驱动装置，121、电机，122、主动齿轮，123、从动
齿轮，130、芯轴，140、拧紧杆，150、固定套，160、双头螺栓安装套，200、浮动机构，210、浮动限位套，220、升降板，230、导杆、240、导轴，250、复位弹簧，260、连接板，270、限位件，300、第一位移传感，310、第一探测杆，400、第二位移传感器，410、第二探测杆，500、第一安装板，600、升降装置，610、第二安装板，620、导轨滑块组件，621、导轨，622、滑块，630、驱动气缸，640、挡铁，700、光源，800、连接法兰，900、双头螺栓。
具体实施方式
33.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.实施例1
35.如图1-4所示，一种双头螺栓拧紧装置，包括：拧紧机100、浮动机构200，第一位移传感300和第二位移传感400。拧紧机100用于将双头螺栓900旋紧于工件的螺纹孔内，其包括壳体110、驱动装置120，芯轴130、拧紧杆140和双头螺栓安装套160，驱动装置120安装在壳体110上，芯轴130垂直贯穿壳体110，芯轴130异位驱动装置120设置，驱动装置120与芯轴130驱动连接，驱动芯轴130相对壳体110旋转；拧紧杆140与芯轴130同轴设置，随芯轴130旋转而同步旋转，拧紧杆140的第一端与芯轴130连接，拧紧杆140的第二端安装有双头螺栓安装套160，双头螺栓安装套160用于安装双头螺栓900。需要说明的是，本实施例中的双头螺栓安装套160为现有技术。
36.浮动机构200可浮动的设置在拧紧杆140与壳体110之间，并在旋紧安装双头螺栓900过程中相对壳体110和拧紧杆140向背离双头螺栓900的方向移动，浮动机构200包括浮动限位套210、升降板220、导杆230、导轴240和复位弹簧250。浮动限位套210沿轴向可浮动的套设于拧紧杆140，双头螺栓安装套160位于浮动限位套210内。
37.升降板220固定在浮动限位套210远离双头螺栓安装套160的一端，拧紧杆140的第一端穿过升降板220通过销轴与芯轴130可拆卸连接，具体的，拧紧杆140通过滚针轴承与浮动限位套210滑动套接，拧紧杆140的第一端的端面上同轴开设有与芯轴130相适配的安装孔，芯轴130插接于安装孔后通过沿径向设置的销轴固定。
38.导杆230设置在升降板220与壳体110之间，导杆230的第一端与升降板220固定连接，导杆230的第二端可移动的穿设于壳体110，并伸出壳体110外；导轴240设置在升降板220与壳体110之间并相对导杆230设置，导轴240的一端与壳体110固定连接，导轴240的另一端可移动的穿设于升降板220，并伸出升降板外，导杆230与导轴240上均套设有复位弹簧250，每个复位弹簧250的两端分别抵接于升降板220和壳体110。本实施例的导杆230与壳体110之间安装有直线轴承，导轴240与升降板220之间安装有直线轴承；导轴240伸出升降板220的一端设置有限位件270，限位件270为限位卡环，限位卡环的设置用于防止升降板220滑移出导轴240。
39.第一位移传感300器设置在壳体110上，并位于导杆230的延伸线上，用于检测导杆230相对壳体110的位移。本实施例的导杆230为两根，两根导杆230伸出壳体110的一端设置有连接板260，传感器的第一探测杆310抵接于连接板260的中部。第一传感器的探测干抵接连接板260的中部能够提高检测精度。在另外一个实施例中，导杆230为一根，第一传感器的
第一探测杆310直接抵接于该导杆230的端面上。
40.第二位移传感器400设置在壳体110上，位于芯轴130远离拧紧杆140一端的延伸线上，用于检测芯轴130轴向微动位移，第二位移传感器400的第二探测杆410与芯轴130远离拧紧杆140一端的端面抵接。
41.为了保证芯轴130转动平稳，本实施例还包括固定套150，芯轴130远离拧紧杆140的一端沿轴向穿过固定套150，且相对固定套150可转动，固定套150的一端固定在壳体110上，固定套150的另一端通过轴承与芯轴130可转动连接。
42.本实施例还包括第一安装板500，第一安装板500安装在壳体110上，第一位移传感300器和第二位移传感器400分别安装在第一安装板500的两侧。
43.本实施例还包括升降装置600，其与壳体110连接，带动壳体110升降，工作时，升降装置600可以带动壳体110整体远离工件，从而使限位浮动套上升安全与工件脱开。升降装置600包括第二安装板610、设置第二安装板610上的导轨滑块组件620和驱动气缸630，导轨滑块组件620包括相互配合的导轨621和滑块622，导轨滑块组件620中的导轨621沿拧紧杆140的轴向固定安装第二安装板610上，壳体110宽度方向的一端侧与导轨滑块组件620中的滑块622固定连接，驱动气缸630沿轴向固定设置在第二安装板610上远离拧紧杆140的一端，驱动气缸630的活塞杆与滑块622连接，驱动滑块622带动壳体110沿导轨621移动。为了对滑块622进行限位，第二安装板610远离驱动气缸630的一端设置有限位挡铁640。
44.本实施例第二安装板610背离导轨滑块组件620的一侧设置有连接法兰800，用于与机械手连接。
45.为了便于操作，本实施例还包括光源700，光源700设置在第二安装板610远离驱动气缸630的一端，光源700发出的光投射到工件上。
46.本实施例中的驱动装置120包括沿竖直向安装在壳体110上的电机121、沿水平向安装在壳体110内的主动齿轮122和从动齿轮123，电机121沿竖直向安装在壳体110上，电机121的驱动端连接至主动齿轮122，主动齿轮122与从动齿轮123啮合，从动齿轮123与芯轴130连接，具体的，主动齿轮122与从动齿轮123均通过两套轴承安装在壳体110内。电机121可采用步进电机121，可控制转速、实现旋转中的角速度可调，在线可调整。
47.本实施例的驱动装置120还包括角度检测部件，用于检测电机121输出轴的转动角度，以便控制拧紧轴的转动角度。
48.需要说明的是，本实施例中的芯轴130、电机121以及驱动气缸630沿壳体110的长度方向依次设置。
49.工作原理：工作时，先将双头螺栓900安装在双头螺栓安装套160内，并使双头螺栓900下端漏出浮动套，驱动气缸630推动滑块622带动壳体110下移到限位挡铁640位置，六轴机器人拿着双头螺栓拧紧装置去自动拧紧双头螺栓900，当双头螺栓900对准工件后，启动电机121，将双头螺栓900外漏部分拧进到工件内，当浮动限位套端面与工件接触后，第一位移传感300器和第二位于传感器清零，在第一位移传感300器和第二位移传感器400的监测下电机121继续旋转旋拧双头螺栓900到工件中一段距离，直到达到设定距离后停止，在浮动限位套端面接触工件后的旋拧过程中，浮动限位套210带动升降板220及导杆230向靠近壳体110一侧移动，导杆230带动第一位移传感300器的第一探测杆310向第一位移传感300器壳体110内收缩，完成旋拧后，气缸收缩，带动壳体110上升，然后六轴机器人带动双头螺
栓拧紧装置去到另一工位，然后重复上述过程。
50.本实施例与现有技术相比的有益效果是：
51.本实施例通过设置浮动机构200以及第一位移传感300器和第二位移传感器400其能在安装双头螺栓900的过程中检测双头螺栓900的漏出高度，有效降低了双头螺栓900装配拧紧工位的人工劳动强度，提高了实际生产节拍，保障了产品合格率。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
54.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”、“固定”“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
57.在本实用新型的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
58.以上所述尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。