全自動(dòng)送料螺絲機(jī)技術(shù)副本

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1、全自動(dòng)送料式螺釘鎖付技術(shù)及應(yīng)用研究 摘要：本文主要研究并探討了全自動(dòng)送料式螺釘鎖付技術(shù)及其各種應(yīng)用，分析了適用于此 方法的螺釘所需滿足的條件，詳細(xì)介紹了全自動(dòng)送料螺絲機(jī)基本構(gòu)成及其工作原理，介紹 并分析了各種上料方式及其優(yōu)缺點(diǎn)，著重探討了各種基于全自動(dòng)送料螺絲機(jī)的螺釘鎖付方 式，最后分析了各種鎖付方式的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用場合。 主題詞：全自動(dòng)送料螺絲機(jī) 螺釘 鎖付方式 1引言 螺釘鎖付工序廣泛出現(xiàn)在各種需要將兩件及兩件以上零件連接起來的場合，例如，筆 記本電腦后蓋組裝工序，空調(diào)外殼組裝工序，以及各種連接器生產(chǎn)工序等 ［1,2］。傳統(tǒng)螺釘鎖 付手段需要操作者一只手握住電動(dòng)（或氣動(dòng)）螺絲批

2、，另外一只手拾取一顆螺釘，同時(shí)將 螺釘與螺紋孔、螺絲批與螺釘對(duì)準(zhǔn)，然后啟動(dòng)螺絲批將螺釘鎖入產(chǎn)品，該方法效率低，如 果螺釘較小，則不利于操作者手動(dòng)拾??；螺釘整列機(jī)的出現(xiàn)，在一定程度上提高了螺釘鎖 付效率［3］，其工作原理是，將螺釘放入螺釘整列機(jī)，螺釘經(jīng)螺釘整列機(jī)整列排序后整齊地 由料道流出，操作者一只手握住螺絲批，利用安裝在螺絲批上的磁性起子頭（或真空起子 頭）吸取一顆螺釘，然后將螺釘鎖入產(chǎn)品，雖然該方法與上述方法相比效率有所提升，但 對(duì)于無磁性并且質(zhì)量較大的螺釘，使用起來不穩(wěn)定；本文主要研究的鎖釘鎖付技術(shù)基于全 自動(dòng)送料裝置，此技術(shù)吸取了上述兩種鎖付方式的優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)鎖付過程無需操作者手工拾 取

3、螺釘，鎖完一顆螺釘后，送料裝置會(huì)自動(dòng)輸送下一顆螺釘，該方法在保證鎖付工作連續(xù) 性的前提下，能夠進(jìn)一步縮短鎖付時(shí)間，提高鎖付效率。 2工作原理 2.1工作條件 首先，被鎖螺釘必須滿足一定條件，才能使用全自動(dòng)送料螺絲機(jī)。螺釘?shù)拈L徑比必須 滿足以下公式： —-1.2 （ 1） D 式中，L為螺釘總長，D為螺釘最大外徑，如圖 1所示。只有長徑比大于等于 1.2， 螺釘才能穩(wěn)定地在氣管中運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)在運(yùn)動(dòng)中改變方向。對(duì)于長徑比小于 1.2的螺釘， 不推薦使用此種方法，因?yàn)椋瑸榇_保螺釘能夠在氣管中流暢運(yùn)動(dòng)，氣管內(nèi)壁直徑必須大于 螺釘最大直徑D,如果螺釘長度L小于最大直徑 D,那么螺釘很

4、容易改變在氣管中的方 向，如果螺釘“頭下腳上”，則無法將螺釘鎖入產(chǎn)品中。 螺釘 2.2工作原理 圖2送料部分結(jié)構(gòu)圖 起 圖4爪頭部分結(jié)構(gòu)圖 氣管 圖1螺釘需滿足的條件 全自動(dòng)送料螺絲機(jī)主要由四部分構(gòu)成：整列送料機(jī)構(gòu)，錯(cuò)料機(jī)構(gòu)，吹料機(jī)構(gòu)和鎖付機(jī) 構(gòu)。整列機(jī)構(gòu)可由三種不同方式實(shí)現(xiàn)，分別是振動(dòng)盤（圓振 +直振）整列送料方式，渦輪式 整列送料方式，以及升降式整列送料方式。三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，振動(dòng)盤上料穩(wěn)定可靠， 能夠容納的螺釘數(shù)量較多，但是成本比較高，噪聲大。渦輪式結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，但是可 容納的螺釘數(shù)量較少，升降式結(jié)構(gòu)簡單，單上料不穩(wěn)定，容易卡死，成本低。螺釘經(jīng)整

5、列 機(jī)排序整列后整齊地排列在平振料道上，錯(cuò)料機(jī)構(gòu)將平振上最外面的一顆螺釘錯(cuò)至吹料機(jī) 構(gòu)中，將吹料機(jī)構(gòu)氣管通氣，螺釘即被吹至螺絲批抓頭部分，對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)品螺紋孔，啟動(dòng)螺絲 批并下壓即可完成鎖付工作，圖 2 為全自動(dòng)送料式鎖螺絲送機(jī)料部分結(jié)構(gòu)圖，圖 3 為螺釘 鎖付部分結(jié)構(gòu)圖，圖 4 為爪頭部分結(jié)構(gòu)圖，爪頭部分為浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，螺釘經(jīng)氣管落入爪片中 時(shí)，螺釘會(huì)保持在爪片中，當(dāng)螺釘被螺絲刀壓下時(shí)，兩個(gè)爪片自動(dòng)張開，從而將螺釘鎖入 產(chǎn)品中。 3 螺釘鎖付技術(shù)應(yīng)用 為滿足不同產(chǎn)品、不同批量、不同類型的螺釘鎖付要求，可采用不同的鎖付方式進(jìn) 行螺釘?shù)慕M裝工作。按全自動(dòng)上料螺絲機(jī)使用方不同，可分為機(jī)器鎖付方式和手持鎖

6、付方 式，后者簡稱手持式；按一次操作可鎖付螺釘個(gè)數(shù)不同，可分為單軸鎖付方式和多軸鎖付 方式；按產(chǎn)品進(jìn)給方式不同，可分為平移式和轉(zhuǎn)盤式，其中平移式又可分為雙軸式和三軸 式。 3.1 手持鎖付方式 手持式自動(dòng)送鎖螺絲機(jī)一般都是單軸的，是一手握著電批進(jìn)行鎖付的。傳統(tǒng)的鎖螺絲 方式是一手拿電批一手拿螺絲，用螺絲批對(duì)準(zhǔn)螺絲進(jìn)行鎖付；手持式自動(dòng)鎖螺絲機(jī)相對(duì)更 高效，它只需一只手對(duì)準(zhǔn)螺絲孔位就可以了，當(dāng)鎖完一顆螺絲之后只需要提起螺絲批對(duì)準(zhǔn) 下一個(gè)螺絲孔鎖螺絲就行了，機(jī)器會(huì)自動(dòng)在提起螺絲刀的時(shí)候?qū)⒁粋€(gè)螺絲輸送到電批嘴 下，等待鎖下一粒螺絲，如此重復(fù)。 其優(yōu)點(diǎn)是比傳統(tǒng)鎖螺絲速度快，省人力。而其缺點(diǎn)是，由于鎖

7、嘴比起子頭要大，對(duì)于 部分工件鎖付時(shí)可能會(huì)影響視線妨礙對(duì)位；在爪片張開時(shí)，可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品表面劃傷；在一 定條件下，較傳統(tǒng)方式費(fèi)力。其適用的場合是，產(chǎn)品較大，不易放在機(jī)器上進(jìn)行鎖付的場 合；產(chǎn)品批量較??；螺釘鎖緊力較小。 3.2 機(jī)器鎖付方式 在手持式自動(dòng)送鎖螺絲機(jī)自動(dòng)送料基礎(chǔ)上又添加了機(jī)械手或者流水線、工作臺(tái)、自動(dòng) 控制定位等功能，是螺釘鎖付的更高效化的手段。機(jī)器鎖付方式可根據(jù)特定要求實(shí)行無人 監(jiān)控，即節(jié)約人工成本又提高組裝效率。機(jī)器鎖付方式可根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)給方式的不同而分為 多種形式，常用的有平移進(jìn)給鎖付方式，轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給鎖付方式，以及多軸鎖付方式，每種方 式都有其適用場合，要根據(jù)實(shí)際情況選用。

8、3.2.1 平移進(jìn)給鎖付方式 平移進(jìn)給鎖付方式，顧名思義，產(chǎn)品的進(jìn)給方向是沿一條或兩條直線方向的，圖 5為 擁有一個(gè)方向的進(jìn)給方式，圖 6為擁有兩個(gè)方向的進(jìn)給方式，圖中的 Z軸方向負(fù)責(zé)螺絲批 升降，以實(shí)現(xiàn)螺釘鎖付任務(wù)， X （或Y）軸方向負(fù)責(zé)產(chǎn)品自動(dòng)進(jìn)給。 這兩種鎖付方式工作原理類似，首先由工人將產(chǎn)品擺放到相應(yīng)治具中，再將擺滿產(chǎn)品 的治具固定到進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，啟動(dòng)機(jī)器工作，當(dāng)螺釘鎖付完畢后，機(jī)器提示工人卸下產(chǎn)品， 重新放入擺滿產(chǎn)品的治具。 圖6雙進(jìn)給方向送料 該類方法的優(yōu)點(diǎn)是即能提高螺釘鎖付效率，又能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于螺釘擰緊力 大的場合尤為明顯。其缺點(diǎn)是，效率提

9、高不明顯。 322轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給鎖付方式 另一種雙軸機(jī)器如圖 7所示，其中一條軸為Z軸，負(fù)責(zé)螺絲批升降，而另外一軸為旋 轉(zhuǎn)軸，通常情況下，旋轉(zhuǎn)軸一般利用凸輪分割器實(shí)現(xiàn)，由安裝在凸輪分割器上的轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)品的自動(dòng)進(jìn)給。 此類型鎖付方式要求工人動(dòng)作節(jié)拍與轉(zhuǎn)盤節(jié)拍一致，即轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一次，工人需擺放好 一只待鎖產(chǎn)品，卸料可由機(jī)械手實(shí)現(xiàn)。 該類方法的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)性好，在機(jī)器能夠可靠運(yùn)行的前提下，能夠確保產(chǎn)量穩(wěn)定，保 證產(chǎn)品交付。缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度增加，壓力增大。 圖7轉(zhuǎn)動(dòng)式進(jìn)給送料 333多軸鎖付方式 多軸鎖付方式，即將以上所介紹的各種方法中的螺絲刀由一把變?yōu)槎喟?，這樣就可在 一次鎖付動(dòng)

10、作下完成多個(gè)螺釘?shù)逆i付工作，可大大提高螺釘?shù)逆i付效率。 4分析 經(jīng)過上述各種應(yīng)用方式討論，可根據(jù)需要選用不同的形式。每種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng) 根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式。表 1為各種螺釘鎖付方式分析對(duì)比。 表1各種螺釘鎖付方式分析對(duì)比 鎖付方式 效率 勞動(dòng)強(qiáng)度 成本 適用場合 手持式 低 高 低 產(chǎn)品過大、螺紋孔分布不均勻，產(chǎn)品不易定位 平移進(jìn)給式 中 中 中 螺紋孔分布均勻，產(chǎn)品大小適中，產(chǎn)品易于定位 轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給式 中 中 中 同上 多軸式 高 低 高 螺紋孔在冋一平面且分布均勻，大批量生產(chǎn) 5總結(jié) 通過對(duì)全自動(dòng)送料螺絲機(jī)技術(shù)及其應(yīng)

11、用的研究及分析，該方法可在靈活的應(yīng)用在多種 需要鎖付螺釘?shù)膱龊?，可根?jù)不同場合和需要選用合適的鎖付手段，并能夠在一定程度上 提高工作效率、降低工作強(qiáng)度。全自動(dòng)送料螺絲機(jī)技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅能夠在螺釘鎖付 工作上發(fā)揮重要作用，還將在螺釘適配、檢測等方面提供有力支持，具有良好的技術(shù)和經(jīng) 濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) [1] 裝配自動(dòng)化與產(chǎn)品設(shè)計(jì)（原書第 2版），杰弗里 .布思羅伊德， 2009.3 ，機(jī)械工業(yè)出版 社 [2] 自動(dòng)化機(jī)構(gòu)圖例，第十設(shè)計(jì)研究院， 1982.6 ，國防工業(yè)出版社 [3] 1200 例實(shí)用自動(dòng)化機(jī)械與機(jī)構(gòu)技術(shù)咨詢圖冊（第一冊），湖北省技協(xié)微機(jī)工業(yè)技術(shù)交 流中心， 1989 ，湖北省技協(xié)微機(jī)工業(yè)技術(shù)交流中心