一种用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机的制作方法

本发明涉及一种螺丝机，具体涉及一种用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机。

背景技术：

现在市面上的螺丝机，尤其是三轴坐标式螺丝机，常采用将z轴耦合于x轴的结构，当x轴驱动机构驱动拧螺丝机构沿着x轴运动时，z轴驱动机构也随着拧螺丝机构沿着x轴方向运动。例如授权公告号为cn208304342u的发明专利公开了“一种自动拧螺丝装置”，所述自动拧螺丝装置：包括底座及其上的若干个按顺序排列的螺丝供料器，所述螺丝供料器旁边设置有自动识别上料机构供料，所述自动识别上料机构前设置有拧螺丝机构，所述自动识别上料机构从螺丝供料器取料并输送至拧螺丝机构；所述拧螺丝机构通过视觉定位执行精准的上螺丝作业，所述拧螺丝机构下方还设置有产品夹紧机构。本发明的一种自动拧螺丝装置可以实现从螺丝供料器拾取不同规格螺丝并判断后进行上料，上料后电批在视觉定位下精确执行拧螺丝作业，自动化程度高，适应性强，能有效提高生产效率。

虽然上述自动拧螺丝装置可以满足日常的慢速拧螺丝的需求，但是随着市场的快速发展，竞争强度逐渐提升，快速高效拧螺丝成为企业追求效率和利润的途径之一。市面上普通的三轴式螺丝机将z轴耦合于x轴的结构方式只适用于x轴中低速移动，高速移动时会出现重复定位精度差，滑块与导轨卡顿，大质量引起机台惯性力振动，这种结构严重制约着生产效率的提升。针对此问题，市面上常采用伺服电机加丝杆结构形式，提升速度，提高定位精度，但仍无法解决机台x轴大质量滑动引起的惯性力振动，且伺服电机加丝杠结构大大提升了整机成本，为企业成本增加了压力。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机，所述三轴分离式高速螺丝机的工作速度快，工作精度高、运行平稳且制造成本低廉。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机，包括机架、设置在机架上的用于存放螺丝的螺丝存放装置、用于输送风扇的风扇输送装置以及拧螺丝装置，其中，

所述螺丝存放装置包括螺丝存放台，所述螺丝存放台安装在机架上；

所述拧螺丝装置设置在所述螺丝存放台的上方，包括拧螺丝机构、用于驱动所述拧螺丝机构沿着x轴运动的x轴驱动机构、用于驱动所述x轴驱动机构沿着z轴运动的z轴驱动机构；

所述风扇输送装置包括搬运夹具以及用于驱动所述搬运夹具沿着y轴运动的y轴驱动机构，所述搬运夹具上设置有与所述风扇的外轮廓配合的定位槽。

优选的，所述x轴驱动机构包括设置在机架上的横杆、设置在横杆上的x轴驱动电机以及第一同步传动机构，其中，所述第一同步传动机构包括第一主动同步带轮、第一从动同步带轮以及第一同步带，其中，所述x轴驱动电机安装在所述横杆上，该x轴驱动电机的主轴与所述第一主动同步带轮连接；所述第一从动同步带轮转动连接在所述横杆上，所述第一同步带沿着x轴方向竖直环绕在所述第一主动同步带轮和所述第一从动同步带轮上，该第一同步带通过第一连接块与所述拧螺丝机构连接。

优选的，所述x轴驱动机构还包括第一滑动机构，其中，所述第一滑动机构包括设置在横杆上的第一滑轨以及设置在所述拧螺丝机构中的第一滑块，其中，所述第一滑轨的长度方向与所述横杆的长度方向平行，所述第一滑块安装在所述第一滑轨上。

优选的，所述z轴驱动机构包括z轴驱动电机以及第二同步传动机构，其中，所述第二同步传动机构包括第二主动同步带轮、第二从动同步带轮以及第二同步带，其中，所述z轴驱动电机安装在所述机架上，且与所述第二主动同步带轮连接，所述第二从动同步带轮与所述第二主动同步带轮竖向设置，所述第二同步带沿着z轴方向竖直环绕在所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮上，该第二同步带与所述横杆之间通过第二连接块连接。

优选的，所述z轴驱动机构还包括第二滑动机构，其中，所述第二滑动机构包括设置在横杆上的第二滑块以及设置在所述机架中的第二滑轨，其中，所述第二滑轨竖向设置，所述第二滑块安装在所述第二滑轨上。

优选的，所述y轴驱动机构采用第三驱动电机与丝杆传动机构结合的方式，或者采用气缸驱动的方式；所述y轴驱动机构还包括第三滑动机构，所述第三滑动机构包括第三滑块以及与第三滑块配合的第三滑轨，其中，所述第三滑块安装在搬运夹具上，所述第三滑轨安装在所述机架上。

优选的，所述风扇输送装置为两组，且对称设置在所述螺丝存放台的两侧；每组风扇输送装置中的搬运夹具上的定位槽为六个，所述六个定位槽分为两组，每组为三个，且沿着y轴方向均匀排列。

优选的，所述第二同步传动机构为两组，分别设置在所述横杆的两侧，且两组第二同步传动机构中的第二主动同步带轮之间通过连接轴连接。

优选的，所述拧螺丝机构包括支架、设置在支架上的螺丝刀、用于将螺丝存放台上的螺丝吸附在螺丝刀上的取料机构以及用于驱动所述螺丝刀转动的旋转驱动机构，其中，所述支架通过第一连接块与所述第一同步带连接。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的三轴分离式高速螺丝机将z轴驱动机构从x轴驱动机构中剥离出来，使得x轴驱动机构只需要驱动拧螺丝机构运动即可，不仅提升了拧螺丝机构在x轴驱动机构驱动下的滑动速度，而且还降低了所述拧螺丝机构在沿着x轴运动时受到的滑动惯性力，从而提高了重复定位精度，减少了机台的振动。

2、本发明的三轴分离式高速螺丝机的结构简单、工作效率高，相对于传统的自动螺丝机而言，工作效率可提高2倍以上，且制造成本不高，可成为企业提升拧螺丝效率的必备产品。

附图说明

图1-图3为本发明的用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机的三个不同视角的立体结构示意图。

图4为主视图。

图5为图3中a处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图5，本发明的用于对风扇,进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机包括机架1、设置在机架1上的用于存放螺丝的螺丝存放装置2、用于输送风扇7的风扇输送装置6以及拧螺丝装置；所述螺丝存放装置2包括螺丝存放台，所述螺丝存放台安装在机架1上；所述拧螺丝装置设置在所述螺丝存放台的上方，包括拧螺丝机构3、用于驱动所述拧螺丝机构3沿着x轴运动的x轴驱动机构4、用于驱动所述x轴驱动机构4沿着z轴运动的z轴驱动机构5；所述风扇输送装置6包括搬运夹具6-1以及用于驱动所述搬运夹具6-1沿着y轴运动的y轴驱动机构(未在说明书附图中画出)，所述搬运夹具6-1上设置有与所述风扇7的外轮廓配合的定位槽。

参见图1-图5，所述机架1包括底架1-1以及支撑架1-2，所述支撑架1-2竖直设置在所述底架1-1上，其中，所述x轴驱动机构4、z轴驱动机构5和拧螺丝机构3安装在所述支撑架1-2上，所述螺丝存放装置2和风扇输送装置6安装在底架1-1上。

参见图1-图5，所述x轴驱动机构4包括设置在机架1上的横杆4-1、设置在横杆4-1上的x轴驱动电机以及第一同步传动机构4-2，其中，所述第一同步传动机构4-2包括第一主动同步带轮、第一从动同步带轮以及第一同步带，其中，所述x轴驱动电机安装在所述横杆4-1上，该x轴驱动电机的主轴与所述第一主动同步带轮连接；所述第一从动同步带轮转动连接在所述横杆4-1上，所述第一同步带沿着x轴方向竖直环绕在所述第一主动同步带轮和所述第一从动同步带轮上，该第一同步带通过第一连接块与所述拧螺丝机构3连接。通过第一驱动电机带动第一同步传动机构4-2运动，从而带动拧螺丝机构3沿着x轴方向运动。

参见图1-图5，所述x轴驱动机构4还包括第一滑动机构4-3，其中，所述第一滑动机构4-3包括设置在横杆4-1上的第一滑轨以及设置在所述拧螺丝机构3中的第一滑块，其中，所述第一滑轨的长度方向与所述横杆4-1的长度方向平行，所述第一滑块安装在所述第一滑轨上。通过设置第一滑动机构4-3，不仅可以对所述拧螺丝机构3的运动进行导向，而且还可以起到支承拧螺丝机构3的重量的作用，使得第一同步带只需要驱动该拧螺丝机构3沿着x轴方向运动即可，不需要承担拧螺丝机构3的重量，从而延长第一同步带的使用寿命。

参见图1-图5，所述z轴驱动机构5包括z轴驱动电机5-1以及第二同步传动机构5-2，其中，所述第二同步传动机构5-2为两组，分别设置在所述横杆4-1的两侧，且两组第二同步传动机构5-2中的第二主动同步带轮之间通过连接轴5-3连接。这样可以保证横杆4-1两端的运动速度相同，从而所述拧螺丝机可以精准地将螺丝拧紧在风扇7上。所述第二同步传动机构5-2包括第二主动同步带轮、第二从动同步带轮以及第二同步带，其中，所述z轴驱动电机5-1安装在所述机架1上，且与所述第二主动同步带轮连接，所述第二从动同步带轮与所述第二主动同步带轮竖向设置，所述第二同步带沿着z轴方向竖直环绕在所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮上，该第二同步带与所述横杆4-1之间通过第二连接块连接。通过第二驱动电机带动第二同步传动机构5-2运动，从而带动横杆4-1沿着z轴竖向运动，进而带动拧螺丝机构3沿着z轴做竖向运动。

参见图1-图5，所述z轴驱动机构5还包括第二滑动机构5-4，其中，所述第二滑动机构5-4包括设置在横杆4-1上的第二滑块以及设置在所述机架1中的第二滑轨，其中，所述第二滑轨竖向设置，所述第二滑块安装在所述第二滑轨上。通过设置第二滑动机构5-4，不仅可以对所述拧x轴驱动机构4和螺丝机构的竖向运动进行导向，而且还可以起到支承拧螺丝机构3和x轴驱动机构4的重量的作用，使得第二同步带只需要驱动x轴驱动机构4和拧螺丝机构3沿着z轴方向运动即可，不需要承担x轴驱动机构4和拧螺丝机构3的重量，从而延长第二同步带的使用寿命。

除上述方式外，所述x轴驱动机构4和z轴驱动机构5还可以采用电机与丝杆传动机构结合的方式，或者采用气缸驱动的方式。

参见图1-图5，所述y轴驱动机构采用第三驱动电机与丝杆传动机构结合的方式，或者采用气缸驱动的方式；所述y轴驱动机构还包括第三滑动机构8，所述第三滑动机构8包括第三滑块以及与第三滑块配合的第三滑轨，其中，所述第三滑块安装在搬运夹具6-1上，所述第三滑轨安装在所述机架1上。除上述实施方式外，所述y轴驱动机构还可以参照x轴驱动机构4和z轴驱动机构5实施。

参见图1-图5，所述风扇输送装置6为两组，且对称设置在所述螺丝存放台的两侧；每组风扇输送装置6中的搬运夹具6-1上的定位槽为六个，所述六个定位槽分为两组，每组为三个，且沿着y轴方向均匀排列。这样，风扇输送装置6一次可以输送风扇7，使得本发明的三轴分离式高速螺丝机一次可以对六台风扇7进行拧螺丝，从而有利于提高效率。

参见图1-图5，所述拧螺丝机构3包括支架、设置在支架上的螺丝刀、用于将螺丝存放台上的螺丝吸附在螺丝刀上的取料机构以及用于驱动所述螺丝刀转动的旋转驱动机构，其中，所述支架通过第一连接块与所述第一同步带连接；所述取料机构可以采用真空吸附的方式；所述旋转驱动机构可以是电机，通过电机带动螺丝刀旋转，从而将将螺丝拧进风扇7的螺丝孔内。其中，本实施例中的拧螺丝机构3的具体结构可以参照市面上现有的拧螺丝机构3实施，或者参照申请公布号为cn104368961b的发明专利所公开的“锁螺丝机”实施，也可以参照授权公告号为cn208304342u的实用新型专利所公开的“一种自动螺丝机”实施。

本实施例中的z轴驱动机构4、y轴驱动机构、z轴驱动机构5均包括检测机构，所述检测机构包括检测片与光电传感器，其中，所述检测片与运动机构(例如拧螺丝机构3、横杆4-1、搬运夹具6-1)运动，通过光电传感器检测检测片，从而对运动机构的行程进行限位，防止超程。

参见图1-图5，本发明的用于对风扇进行拧螺丝的三轴分离式高速螺丝机的工作原理是：

工作时，x轴驱动机构4和z轴驱动机构5协调配合，共同驱动拧螺丝机构3运动到螺丝存放台上，将螺丝存放台上的螺丝吸附在所述拧螺丝机构3的螺丝刀上。接着，y轴驱动机构带动搬运夹具6-1以及装夹在搬运夹具6-1中的定位槽内的风扇7沿着y轴运动至指定位置，所述x轴驱动机构4和z轴驱动机构5协调配合，从而带动拧螺丝机构3运动到风扇7中的螺丝孔处，所述拧螺丝机构3通过带动螺丝刀转动，从而将螺丝拧进风扇7中的螺丝孔内。接着，重复上述步骤，通过x轴驱动机构4、y轴驱动机构和z轴驱动机构5的相互配合，使得所述拧螺丝机构3可以完成搬运夹具6-1上的所有风扇7的拧螺丝工作。待搬运夹具6-1上的所有风扇7均已经拧上螺丝，所述y轴驱动机构带动搬运夹具6-1运动，然后将里面的风扇7取出，再重新装上其他为进行拧螺丝工序的风扇7，重复上述步骤。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。