螺钉自动装配装置的制作方法

1.本发明涉及自动装配的技术领域，具体涉及到一种螺钉自动装配装置。


背景技术：

2.螺钉装配是一种用途广泛的工艺，是把螺钉、螺栓或者其他固定件通过旋拧、插接等方式装配到产品上，让产品实现固定、紧固等效果。
3.目前，现有的螺钉装配生产线在对产品进行装配作业时，由于存在不能够进行自动化装配，且装配质量不能够得到保障，导致了装配效率低下，难以满足生产的需求。
4.同时，螺钉装配用装配机构通常由一夹紧组件对螺钉进行夹紧固定，通过装配机构产生扭力以使螺钉装配于产品上。然而，当夹紧组件损坏导致无法对螺钉进行固定时，在装配机构进行装钉或移动作业过程中，装配机构中的螺钉可能会从装配机构中掉落至工件上或工件进行装配作业的作业工位上，影响工件装配质量，严重可能因螺钉掉落而导致作业工位上其他零部件损坏，影响作业效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术所存在的不足，本发明目的在于提出一种螺钉自动装配装置，具体方案如下：
6.一种螺钉自动装配装置，用于对工件进行装配作业，包括：
7.装配机构，用于通过移动以实现对所述工件沿预设装配位置进行装配作业；
8.防掉落机构，用于在装配作业时对未满足预设装配条件的螺钉进行阻挡，以防止螺钉落入装配作业的装配工位中。
9.进一步优选地，所述防掉落机构安装于所述装配机构与所述工件之间，且所述防掉落机构包括平板以及开设于所述平板上的通孔；
10.所述平板用于对未满足预设装配条件的螺钉进行阻挡；
11.所述通孔用于为所述装配机构提供穿设通道以使所述装配机构实现对所述工件的装配作业。
12.进一步优选地，还包括：
13.供钉机构，用于向所述装配机构进行螺钉补给。
14.进一步优选地，所述供钉机构通过一管道对所述装配机构进行螺钉补给；
15.对应所述管道设有螺钉检测器，所述螺钉检测器用于对供钉作业中螺钉进行检测。
16.进一步优选地，还包括装配检测机构，所述装配检测机构用于对所述装配机构进行扭矩和/或角度的检测和/或校准。
17.进一步优选地，还包括预备工位，所述预备工位与所述装配工位之间设有可移动的载物平台；
18.所述载物平台用于承载所述工件在所述装配工位与所述预备工位之间移动。
19.进一步优选地，还包括传送机构，所述预备工位位于所述传送机构上，所述传送机构用于沿预设传送路径对所述载物平台进行传送，以使得所述载物平台在远离所述预备工位的位置和所述预备工位之间进行移动。
20.进一步优选地，还包括挡停机构，所述挡停机构设置在所述传送机构的输送路线上，所述挡停机构通过与所述载物平台的抵接，以将所述载物平台挡停于所述预备工位上。
21.进一步优选地，还包括顶推机构，所述预备工位与所述装配工位位于同一高度水平面；
22.所述顶推机构用于通过与所述载物平台的抵接，以使得所述载物平台在所述预备工位和所述装配工位之间平移；和/或，
23.还包括顶升机构，沿高度方向所述装配工位位于所述预备工位的正上方；
24.所述顶升机构用于通过与所述载物平台的抵接，以使得所述载物平台在所述预备工位和所述装配工位之间升降。
25.进一步优选地，还包括工件检测机构，所述工件检测机构用于检测到达所述预备工位的所述载物平台上是否承载有工件；
26.若所述载物平台上承载有工件，则将所述承载平台及工件顶推或顶升至所述装配工位；和/或，
27.还包括扫描识别机构，所述工件的外侧壁上设有识别码，所述扫描识别机构用于扫码识别到达所述装配工位的所述工件上的识别码，并将识别结果发送至数据库存储。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
29.本发明通过对工件及装配机构的控制，实现了对工件进行自动化流水线的装配作业，不仅能有效提高工作装配的作业效率，且确保工件装配成品的质量品质。同时，通过设置防掉落机构，避免未满足预设装配条件的螺钉或其他零部件进入到装配作业的装配工位中或掉落至工件上，确保装配效率及工件成品质量。
附图说明
30.图1为表示本发明实施例一的整体示意图；
31.图2为表示本发明实施例一的驱动部件的结构示意图；
32.图3为表示本发明实施例一的装配部件的结构示意图；
33.图4为表示本发明实施例一的防掉落机构的结构示意图；
34.图5为表示本发明实施例二的沿高度方向装配工位位于预备工位的上方的示意图；
35.图6为表示本发明实施例二的预备工位和装配工位设置于同一水平高度的不同位置的示意图。
36.附图标记：1、架体；2、装配机构；21、驱动部件；211、橫橫；212、竖梁；213、导轨；214、第一滑块；215、第二滑块；22、装配部件；221、固定架；222、拧紧杆；223、夹钉器；2231、装载口；3、防掉落机构；31、平板；32、通孔；33、支撑部；4、工件；5、管道；6、螺钉检测器；7、传送机构；8、载物平台；9、预备工位；10、装配工位。
具体实施方式
37.下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
38.实施例1
39.如图1所示，一种螺钉自动装配装置，用于将螺钉、螺栓或者其他固定件通过旋拧、插接等方式装配到工件4上，使工件4实现固定、紧固等作用。其包括架体1，架体1上安装有装配机构2和防掉落机构3，装配机构2用于装载或获取螺钉和产生位移和扭力以实现对工件4进行螺钉的装配作业；防掉落机构3安装在工件4与装配机构2之间，防掉落机构3用于在装配机构2产生位移或装配作业时防止未满足预设装配条件的螺钉或其他零部件进入到装配作业的装配工位10中或掉落至工件4上。其中，未满足装配条件的螺钉包括：未到达工件4预设装配位置的螺钉，例如：未到达工件4预设装配位置就自动松落可能掉入装配工位10或工件4上的螺钉，或者，未到达工件4预设装配位置而无法进入与工件4适配的装配工位10的螺钉；其他零部件包括：装配机构2或自动装置装置上松落可能掉入装配工位10或工件4上的零部件。通过设置防掉落机构3，避免未满足预设装配条件的螺钉或其他零部件进入到装配作业的装配工位10中或掉落至工件4上，确保装配效率及工件4成品质量。
40.装配机构2包括驱动部件21和装配部件22，装配部件22安装在驱动部件21上，通过驱动部件21可带动装配部件22进行移动，驱动部件21具体可采用导轨213、滑块等组件，以带动驱动部件21在架体1进行上下、左右、前后的移动，以便实现根据工件4所需装配位置移动进行装配作业。
41.结合图2所示，驱动组件包括横梁和竖梁212，横梁安装在架体1上且横梁两侧设有导轨213，横梁利用导轨213可沿垂直于横梁的长度方向发生位移(前后)，竖梁212通过第一滑块214安装在横梁上，竖梁212利用第一滑块214可沿横梁的长度方向发生位移(左右)，装配部件22通过第二滑块215安装在竖梁212上，装配部件22利用第二滑块215可沿竖梁212的长度方向发生位移(上下，需特别说明的是，上述上下、左右、前后均为相对关系的描述)。可知，利用驱动组件可带动装配部件22在架体1上实现x轴(左右方向)、y轴(前后方向)、z轴(上下方向)方向的自由移动，以便根据工件4所在位置或根据实际作业情况调整工件4位置后移动装配部件22对工件4进行装配作业。
42.结合图3所示，装配部件22包括固定架221、拧紧组件以及夹钉器223，固定架221通过第二滑块215安装在竖梁212上，拧紧组件和夹钉器223安装在固定架221背离第二滑块215的一侧。拧紧组件优选包括升降驱动件、旋转驱动件及拧紧杆222(升降驱动件、旋转驱动件未在图中示出，优选可选用现有技术中的升降气缸和拧紧气缸)，升降驱动件的驱动端与旋转驱动件连接，升降驱动件用于驱动旋转驱动件沿高度方向产生位移；旋转驱动件的驱动端与拧紧杆222连接，旋转驱动件用于驱动拧紧杆222以高度方向为轴线产生旋转；拧紧杆222背离旋转驱动件的一端与装配所需螺钉的头部相适配设置，如：若螺钉头部为“十”字，则拧紧杆222背离旋转驱动件的一端设配设为“十”字状；若螺钉头部为“一”字，则拧紧杆222背离旋转驱动件的一端设配设为“一”字状，具体不作限制。夹钉器223呈两端开口状，螺钉装载于夹钉器223中部且螺钉的螺杆从其中一端开口延伸置于夹钉器223外。优选地夹钉器223中设有两个活动件(未在图中示出)，螺钉装载在两个活动件之间并通过两个活动件固定在夹钉器223内，具体还可通过气缸加压夹紧、减压移除夹紧等夹紧方式实现将螺钉
固定在夹钉器223内，具体不作限制。
43.当升降驱动件驱动旋转驱动件下降时，拧紧杆222背离旋转驱动件一端可穿插至夹钉器223背离螺杆一端的开口并与螺钉的头部抵接；当旋转驱动件驱动拧紧杆222旋转时，螺钉受力与拧紧杆222同步旋转。其中，当装配部件22通过驱动部件21驱动向下至螺钉与工件4抵接时，两个活动件相互远离以移除对螺钉的夹紧作用，此时旋转驱动件驱动拧紧杆222旋转，螺钉受力与拧紧杆222同步旋转并拧入工件4中进行装配作业。可知，沿高度方向，在固定架221上从上到下的顺序为：升降驱动件、旋转驱动件、拧紧杆222、夹钉器223，最后为装载在夹钉器223上的螺钉。优选地，本实施例中升降驱动件可选择为升降气缸，选择驱动件可选择为旋转电机。
44.优选地，对应装配机构2设有用于扭矩和角度检测的装配检测器(未在图中示出)，装配检测器与旋转驱动件连接。在装配机构2进行装配作业时，通过装配检测器对装配机构2的扭矩和角度进行检测(即对旋转驱动件的旋转扭矩和角度进行检测)。当扭矩和角度的检测结果满足预设的装配参数时，旋转驱动件停止驱动，并通过升降驱动件驱动拧紧杆222远离工件4已完成装配的位置等待下一位置装配作业或下一个工件4装配作业。需特别说明的是，预设的装配参数与工件4的装配位置、装配方式、螺钉型号等因素适配设置。通过装配检测器在装配作业时的实时检测，不仅能避免装配不牢固，导致螺钉未拧紧、螺钉与螺孔角度错位等，而且能避免装配扭矩过大，导致螺钉滑丝、工件4损坏等现象发生。
45.进一步优选地，为确保在实际作业时，装配机构2所产生的扭矩和角度与预设装配参数一致，在实际作业前，优选先通过装配检测器对装配机构2的扭矩和角度进行检测和校准，进而确保装配作业时的装配准确度和工件4成品质量。当装配检测器检测装配机构2的扭矩和角度与预设装配参数不一致时，发出警报以提示工作人员进行校准；当装配检测器检测装配机构2的扭矩和角度与预设装配参数一致时，即可进行下一步作业操作。
46.在示例性的实施例中，装配机构2(夹钉器223)中装载的螺钉通过一供钉机构(未在图中示出)获取，夹钉器223中部设有装载口2231，装载口2231处连接有一管道5(图3中管道5仅为部分管道5)，管道5背离夹钉器223的一端与供钉机构连接。优选可预先在供钉机构中装载存储装配作业所需螺钉，而后经过管道5以吹钉方式向装配机构2进行供钉作业。需特别说明的是，此方式的供钉作业为本领域技术常识，且由于供钉机构不是本发明技术要点，故不加以赘述。
47.在实际作业时，装配作业所需螺钉的数量可能为多个，且多个螺钉可能为多种型号，为确保供钉作业时所供螺钉为装配作业时预设所需的螺钉，将管道5优选设为透明式管道5，且在管道5上安装有螺钉检测器6，当管道5上有螺钉通过时，通过螺钉检测器6可记为供钉正常。同时，螺钉检测器6可根据螺钉通过管道5的次数及时长对供钉作业时所供螺钉的数量即型号进行统计。例如：每次有螺钉通过管道5时，螺钉检测器6记数量一个；又例如：当螺钉型号不同时(长度不同)，螺钉检测器6可通过螺钉经过螺钉检测器6的时间进行统计，如：长度较长型号的螺钉经过螺钉检测器6的时间较长，而长度较短型号的螺钉经过螺钉检测器6的时间较短。本实施例中，螺钉检测器6可选择为光电传感器等。
48.结合图4所示，防掉落机构3包括一平板31以及开设在平板31上的多个通孔32，平板31两端弯折形成支撑部33以使平板31整体呈“凵”字形状。两个支撑部33安装在架体1上，工件4可通过人工手动方式或机械手自动方式放置于两个支撑部33与平板31之间(即装配
工位10)，多个通孔32分别与工件4一个或多个需装配位置对应。当升降驱动件驱动旋转驱动件下降时，拧紧杆222先穿过防掉落机构3上的通孔32后，才能与工件4接触进行装配作业。
49.由于螺钉通过两个活动件或其他夹紧方式固定于夹钉器223中，螺钉存在有被夹紧和被松开(移除夹紧力)两个状态。若两个活动件或其他夹紧方式在供钉作业或供钉作业后产生位移至装配工位10时失效，导致在装配机构2移动时无法对螺钉进行夹紧，螺钉可能会松落而掉入装配机构2下方(工件4、装配工位10等)，而使螺钉未到达工件4预设装配位置，影响工件4成品质量或装配环境，甚至可能由于螺钉卡入自动装配装置某处而引起自动装配装置死机或损坏等现象发生。本实施例通过设置防掉落机构3，通过通孔32不仅能提高螺钉与工件4所需装配位置的对准率(因通孔32与与工件4一个或多个需装配位置对应，故从通孔32处穿过可提高螺钉与工件4所需装配位置的对准率)，且通过平板31可对未被夹紧而掉落的螺钉进行阻挡并将螺钉滞留在平板31上以便工作人员进行清理，避免螺钉掉入装配工位10或工件4上，确保装配效率及工件4成品质量。另外的，通过防掉落机构3还可在装配机构2向装配工位10移动时，若螺钉未对准通孔32(即螺钉未对准装配工位10或螺钉未与工件4需装配位置对准)，则通过平板31阻挡则使螺钉无法进入装配工位10对工件4进行装配作业，避免螺钉与工件4产生错位装配，提高装配准确度。
50.进一步的，通过人工手动方式或机械手自动方式将工件4放置于装配工位10，为便于自动装配装置实时监测装配工位10是否放置有工件4，以便后续驱动装配机构2进行装配作业，优选在装配工位10上安装有工件4检测机构及扫描识别机构(未在图中示出)。通过人工手动方式或机械手自动方式将工件4放置于装配工位10后，可通过工件4检测机构对装配工位10上是否放置有工件4进行自动检测，若检测到装配工位10上放置有工件4，则控制供钉机构对装配部件22进行供钉作业，完成供钉作业后即控制驱动部件21带动装配部件22移动至装配工位10以对工件4进行装配作业。同时，可通过扫描识别机构对工件4外侧壁上的识别码进行扫描识别，并将识别结果通过无线或有线的信息传输方式，传送至云端系统或数据库进行保存，以便工作人员远程实时查看及后续整理，也方便工作人员和客户对工件4的加工信息通过扫码进行查询追溯。需特别说明的是，工件4上的识别码为预先印设或贴设等方式设置在工件4外侧壁上的，识别码可为二维码或条形码等识别码。
51.本实施例的具体工作过程如下：
52.在供钉作业前，通过装配检测器对装配机构2的扭矩和角度进行检测和校准；
53.在供钉作业时，通过人工手动方式或机器自动方式将工件4放置于装配工位10，并通过工件4检测机构对工件4到位进行检测；
54.若工件4检测机构检测工件4已到达装配工位10，则通过扫描识别机构对工件4外侧壁上的识别码进行扫描，并通过供钉机构对装配机构2进行供钉作业；
55.在装配作业时，通过驱动部件21带动装配机构2移动至装配工位10以对工件4进行装配作业，并通过装配检测器对装配作业时的扭矩和角度进行检测；
56.当装配检测器的检测结果满足预设的装配参数时，停止装配作业，装配机构2复原即完成。
57.实施例2
58.包括上述实施例1的内容
59.结合图5或图6所示，还包括传送机构7和载物平台8，传送机构7的输送路线贯穿装配工位10(图5或图6中箭头用于表征传送路线的路径或路径方向)，载物平台8用于承载工件4，且载物平台8放置于传送机构7上与传送机构7同步位移。可知，可于远离装配工位10的位置将工件4放置于载物平台8上，并利用传送机构7将工件4输送至装配工位10，以实现装配生产线的自动化流水线的装配作业，提高生产线效率，满足生产需求。
60.由于传送机构7通常为连续性输送作业，为确保工件4到达装配工位10时，能准确停留在装配工位10上等待装配作业。在载物平台8沿传送机构7的输送方向上设置挡停机构(未在图中示出)，工件4与载物平台8被传送机构7输送到达装配工位10时，利用挡停机构对载物平台8沿传送机构7的输送方向进行阻挡，以使载物平台8和工件4被阻挡停留在装配工位10上。通过挡停机构的挡停作用和传送机构7的输送作用，确保每次装配作业时工件4能准确停留在装配工位10上，并使工件4所需装配位置与防掉落机构3的通孔32对准，无需每次作业对工件4进行装配工位10的定位，省时省力，提高生产效率。
61.又由于传送机构7的连续性输送作业，而载物平台8被挡停机构阻挡停留在传送机构7上时，载物平台8与传送机构7呈相对运动状态。传送机构7在输送作业时产生的作用力对载物平台8的平稳状态产生影响，难以确保载物平台8停留在运动状态的传送机构7上处于平稳状态，同理影响工件4的平稳状态，进而导致在工件4装配作业时可能产生装配误差或装配成品质量低的问题出现。
62.如图5所示，为解决装配误差或装配成品质量低的问题，载物平台8优选具有在高度方向上可升降的功能，当载物平台8到达装配工位10时，控制载物平台8上升以脱离传送机构7，进而确保载物平台8及工件4停留在装配工位10时不受传送机构7的输送影响，呈相对平稳状态，减少装配误差提高装配成品质量。优选地，载物平台8具有在高度方向上可升降的功能，其升降功能可由一顶升机构(未在图中示出)实现，顶升机构设置位于载物平台8背离工件4的一侧，顶升机构由沿高度方向位移的气缸构成，利用顶升机构可将载物平台8从传送机构7上顶升脱离。
63.将载物平台8处于传送机构7上且被挡停机构阻挡时停留的位置作为预备工位9，载物平台8利用顶升机构脱离传送机构7后的位置作为装配工位10，预备工位9与装配工位10沿高度方向呈相互投影的位置关系，且沿高度方向装配工位10位于预备工位9的上方。
64.此外，如图6所示，载物平台8优选还可具有在水平方向上可平移的功能，当载物平台8到达装配工位10时，控制载物平台8平移以移出传送机构7，进而确保载物平台8及工件4停留在装配工位10时不受传送机构7的输送影响，呈相对平稳状态，减少装配误差提高装配成品质量。优选地，载物平台8具有在水平方向上可平移的功能，其平移功能可由一顶推机构实现，顶推机构设置位于传送机构7的输送方向两侧的其中一侧，顶推机构由沿水平方向位移的气缸构成，利用顶推机构可将载物平台8从传送机构7上顶推移出传送机构7。此时，预备工位9和装配工位10设置于同一水平高度的不同位置。
65.需特别说明的是，上述载物平台8的两种功能的实现方式，预备工位9的位置相同且均位于传送机构7上，装配工位10的位置不同但均未位于传送机构7上。
66.进一步，可将工件4检测机构设置在预备工位9四周或预备工位9上，当载物平台8利用传送机构7输送并被挡停机构阻挡停留在传送机构7时，此时的载物平台8及工件4处于预备工位9，利用工件4检测机构对载物平台8上是否承载有工件4进行检测，若检测载物平
台8上承载有工件4，则控制顶升机构或顶推机构将载物平台8顶升上移或顶推平移使载物平台8与传送机构7脱离，此时的载物平台8及工件4处于装配工位10；若检测载物平台8上未承载有工件4，则控制挡停机构移除对载物平台8的阻挡作用，使载物平台8与传送机构7同步位移离开预备工位9。其中，上述挡停机构也可由具有升降功能的机构构成，初始状态时挡停机构位于传送机构7靠近载物平台8一侧(高于传送机构7)以对载物平台8产生阻挡作用；当工件4检测机构检测载物平台8上未承载有工件4时，控制挡停机构移动位于传送机构7背离载物平台8一侧(低于传送机构7)，以对移除对对载物平台8的阻挡作用。
67.本实施例的具体工作过程如下：
68.在供钉作业前，通过装配检测器对装配机构2的扭矩和角度进行检测和校准；
69.在供钉作业时，通过人工手动方式或机器自动方式将工件4放置于载物平台8，通过传送机构7将载物平台8输送至预备工位9后，通过工件4检测机构对载物平台8上是否承载有工件4进行检测；
70.若检测有，则通过顶推机构或顶升机构将载物平台8移动至装配工位10，利用扫描识别器对识别码进行扫描识别，同时通过供钉机构对装配机构2进行供钉作业；
71.若检测无，则控制挡停机构移除对载物平台8的阻挡作用，使载物平台8与传送机构7同步位移以移出预备工位9；
72.完成装钉作业后，通过驱动部件21带动装配机构2移动至装配工位10以对工件4进行装配作业，并通过装配检测器对装配作业时的扭矩和角度进行检测；
73.当装配检测器的检测结果满足预设的装配参数时，停止装配作业，装配机构2复原即完成。
74.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。