专利名称：气力吸紧气动进给自动螺丝刀的制作方法
技术领域：
在自动化的生产线上，无论是机械产品还是家电产品装配，旋紧螺钉是一种最基本的作业。通常这种作业需要人工操作自动螺丝刀或手动螺丝刀来完成。为了提高生产效率和产品质量，需要有一种能无需人操作而能自动旋紧螺钉的自动化工具。现已发表的这类工具不多，且都有很大的局限性。例如G、P、Peterson等人提出的一种用于工业机器人的自动螺丝刀(IEEE JOURNAL OF ROBOTICS AND AUTOMATION，VOL、4，PP.411～414，AUGUST 1988)，采用一个喂料管将螺钉送入梭形活塞，然后用气动活塞将梭形活塞推进到位，落下自动螺丝刀插入螺钉，抬起自动螺丝刀将螺钉带出梭形活塞，将梭形活塞拉出，再降下自动螺丝刀将螺钉旋入。为防止螺钉从自动螺丝刀上落下进入工件，还设有一套凸轮爪机构和检测装置。这种装置和其他一些类似的装置虽然解决了部分场合的螺钉自动旋紧问题，但存在着以下明显的不足之处1、轴向尺寸和径向尺寸都很大，对许多另件由于空间限制而无法接近螺钉，因而不能采用。
2、结构复杂，旋紧一个螺钉所需的动作多，因而故障的可能性大。
3、只能适用一种单一规格的螺钉，因而无法在柔性自动生产线上采用。
4、虽已为擒取螺钉而增加了一套复杂的机构，但擒取动作仍不够可靠。特别是对向上或倾斜旋入螺钉时更是如此。
本发明的目的在于创造一种结构简单，尺寸(特别是径向尺寸)紧凑，能适用于两种或更多种规格螺钉，旋入动作少，擒取螺钉可靠的自动螺丝刀，以克服现有自动螺丝刀的缺点，扩大其应用场合。
本发明是在现在市场上可买到的自动螺丝刀的基础上，配上能牢靠地擒取螺钉的机构、能随螺钉旋入而自动进给的机构和相应的检测装置。
图1是本发明的一个实施例的结构图；图2是吊架式滑动套筒的结构示意图；图3是滑动式集电器和进给行程检测仪的示意图；图4是真空检测器的原理和结构示意图。
现以
图1所示的本发明的一种实施例，说明本发明的工作机理和技术特征。
本发明的气力吸紧气动进给自动螺丝刀的主要组成部分是一个市场上可买到的标准电动或气动自动螺丝刀1，前盖7和后盖2、活塞式壳体4，外壳5，进给复位弹簧6，进气口3，导向缓冲缸体8，导向活塞9，导向复位弹簧10，吊架式滑动套筒11，抽气口12、压簧13等，其特征是1、所说的自动螺丝刀1借助于螺钉固定在后盖2和活塞式式壳体4中，前盖7以螺纹固定在自动螺丝刀1的壳体或活塞式壳体4的下端，活塞式壳体则在外壳5内滑动，由进气口3送入的高压空气将活塞式壳体向下推动，而以进给复位弹簧6将它向上推动而复位。这样的结构构成了本发明的气动推进机构。当螺丝刀向下旋进螺钉时，气动推进机构能自动推进螺丝刀向下进给，而且气动的特点保证了螺丝刀和螺钉的运动速度始终保持一致，避免螺丝刀从螺钉头沟槽中脱出。当螺钉旋到底或发生卡死时，自动螺丝刀会因超过其驱动力矩而发生堵转，然后发出信号而切断动力源。
2、在所说的前盖7上以螺纹连接固定了一个导向缓冲缸体8，当活塞式壳体4向下进给时，导向活塞9在导向缓冲缸体8中向上相对滑动，以导向复位弹簧10复位，这些元件构成了本发明的进给导向机构。
3、在所说的导向活塞9下端有一圆柱形腔孔，在腔孔中装有一个吊架式滑动套筒11(见图2)，吊架式滑动套筒11中部间隔均匀挖空，以免阻碍抽气气路进气。吊架式滑动套筒的上部凸肩25在压簧13的作用下支持在导向活塞9的下端环形支承面上。吊架式滑动套筒11上部，在导向活塞9上开有与真空泵接通的抽气气路的抽气口12，用以形成吸紧螺钉所需的真空度。吊架式滑动套筒11下端的内外直径分别等于要旋入小号和大号螺钉头直径。当旋紧小号螺钉时，螺钉头被吸入吊架式滑动套筒11的内孔内；当旋紧大号螺钉时，在真空泵气压的作用下，吊架式滑动套筒11连同螺钉头在导向活塞9的圆柱形腔孔中向上压迫压簧13而相对滑动，螺钉头被吸入圆柱形腔孔内。这些元件构成了本发明的可适用于两种规格(例如M3和M5)螺钉的气力吸紧装置。如果在吊架式滑动套筒外再套一个吊架式滑动套筒，两个吊架式滑动套筒的上部凸肩25之间再叠装一个压簧，则气力吸紧装置可以适用于三种规格的螺钉。要用于更多种规格的螺钉，也可如法泡制。
4、对于所说的自动螺丝刀为电动自动螺丝刀的场合，可在外壳5和活塞式壳体4之间装设一个滑动式集电器用来向自动螺丝刀供电，装一个进给行程检测仪用于测出进给行程(见图3)。可将滑动式集电器的动触点18和进给行程检测仪的动触点14固定在外壳5上而滑动式集电器的静触点片15和进给行程检测仪的静触点片16固定在活塞式缸体4上，也可相反布置。进给行程检测仪的静触点片16为均匀间隔排列的金属片，随着进给行程的变化，可不断发出信号以测出进给行程。
5、为了提高可靠性和提供自动控制所需信号，可在从抽气气路抽气口12到真空泵的抽气气路中，装置一个真空检测器(见图4)。真空检测器由壳20、活塞21、触点开关22、复位弹簧23和检测气管26等组成。当螺钉被吸紧而阻断进气时，活塞21被吸向左运动而使触点开关22脱开，发出一个表示螺钉已吸紧的电信号。所说的检测气管26端口插装在抽气口12到真空泵之间的气路气管24中，开口迎向气流方向，从而加大真空检测器对抽气气路中真空度变化的灵敏度。
由上述技术特征可以看出，本发明较之于现有的自动操作自动螺丝刀有着明显的优点。本发明结构简单、尺寸紧凑、易于接近位于狭窄空间中的螺钉而应用广泛，且可适用于两种或更多种规格的螺钉旋紧，可靠性高，不但可用于向下旋紧螺钉，也可用于向上或向倾斜方向旋紧螺钉。本发明适用于机器人化的装配流水线上，装于机器人或机械手末端进行工作，也可用于其他自动化生产线上和人工操作的生产流水线上。因而有着广阔的应用前景。
权利要求1.一种气力吸紧气动进给自动螺丝刀，由电动或气动自动螺丝刀1、前盖7、后盖2、活塞式壳体4、外壳5、进给复位弹簧6、进气口3、导向缓冲缸体8、导向活塞9、导向复位弹簧10、吊架式滑动套筒11、抽气口12、压簧13等组成，其特征是-所说的自动螺丝刀1借助螺钉固定在后盖2和活塞式壳体4中，活塞式壳体在外壳5内在由进气口3送入的高压空气作用下向下作进给运动，以进给复位弹簧6复位，-所说的前盖7上以螺纹固定一个导向缓冲缸体8，当活塞式壳体4向下进给时，导向活塞9在导向缓冲缸体8中向上相对滑动，以导向复位弹簧10复位，-所说的导向活塞9下端的圆柱形腔孔中，装有一个吊架式滑动套筒11，吊架式滑动套筒11中部间隔均匀挖空，以免阻碍抽气气路进气，它以上部凸肩25在压簧13的作用下支持在导向活塞9的下端环形支承面上，在吊架式滑动套筒11上部设有与真空泵接通的抽气口12，用以形成吸紧螺钉所需的真空度，吊架式滑动套筒11下端的内外直径分别等于要旋入的小号和大号螺钉头直径，当旋小号螺钉时，螺钉头被吸入吊架式滑动套筒11的内孔中，当旋大号螺钉时，在气压的作用下，吊架式滑动套筒11在导向活塞9的圆柱形腔孔中向上压迫压簧13而相对滑动，螺钉头被吸入圆柱形腔孔内。
2.如权利要求1所述的气力吸紧气动进给自动螺丝刀，其特征是，在所说的外壳5和活塞式壳体4之间装有用于向电动自动螺丝刀供电的滑动式集电器和进给行程检测仪，滑动式集电器的动触点18和进给行程检测仪的动触点14固定在外壳5上，而滑动式集电器的静触点片15和进给行程检测仪的静触点片16固定在活塞式壳体4上，进给行程检测仪的静触点片16为均匀间隔排列的金属片，随着进给行程的变化，可不断发出信号而测出进给行程。
3.如权利要求1、2所述的气力吸紧气动进给自动螺丝刀，其特征是，在所说的抽气口12到真空泵的抽气气路中，装有真空检测器，它由壳20、活塞21、触点开关22，复位弹簧23和检测气管26等组成，当螺钉被吸紧而阻断进气时，活塞21被吸向左运动而使触点开关22脱开，发出一个表示螺钉已吸紧的电信号，所说的检测气管26端口插装在抽气口12到真空泵的气路的气管24中，开口迎着气流方向，从而加大了真空检测器对抽气气路中真空度变化的灵敏度。
专利摘要气力吸紧气动进给自动螺丝刀是一种自动化操作工具。在标准的电动或气动自动螺丝刀上配上一个气动进给机构，一个进给导向机构和一个真空吸附螺钉的吸附机构，在吸附机构中设有一个可适用于吸紧两种或两种以上规格螺钉的吊架式滑动套筒，可用于向任何方位旋紧螺钉。本装置适用于装在机器人、机械手、专用化装配机械上进行自动装配作业，也可用于人工操作。
文档编号B25B23/02GK2068894SQ90207078
公开日1991年1月9日 申请日期1990年3月29日 优先权日1990年3月29日
发明者邓建一, 张宗明, 王俦 申请人:上海交通大学