自动送锁螺丝机结构设计.pdf

1、自动送锁螺丝机结构设计 第1 章 绪论1.1 自动送锁螺丝机的定义 自动锁螺丝机也叫自动送锁螺丝机、自动拧螺丝机、自动螺丝机、自动打螺丝机、自动螺丝紧固系统等。螺丝输送、锁紧一气呵成，再也不用手取螺丝了。大大提高了生 产效率，节省人工，你想打多快就有 多快。每打完一颗螺丝，机器会自动输送到批嘴，省去了用手拿螺丝。只要直接对准螺丝孔位就可以了，轻轻一按螺丝就锁好了，方便快 捷。想打多快就有多快。大 大提高了工作效率，节省劳力资源。该机外形美观，设计 新颖，小巧轻便，放在台上台下都可以。主要适用于电子、塑胶、玩具、电器等行业的 装配工序中。提高工作效率及产能、改善员工作业强度的最佳选择自动送锁螺丝

2、机。自动送锁螺丝机应用特点：分为手握式及多轴式结构，是由系统自动完成螺丝的送料，气动或电动螺丝刀完成螺丝的拧紧到位，应用广泛，具有以下应用特点:1.高效批量 2.高可靠性及稳定性；3.智能化-连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能,防漏打 功能.螺丝滑牙及浮锁检测。.1.2 自动送锁螺丝机的组成 自动锁螺丝机主要有两部分组成：自动送料机构和自动锁付机构（及自动送料机和 自动锁螺丝刀）。1.3 自动送锁螺丝机送锁步骤 步骤一、人工将螺丝倒入送料机构的仓槽内；步骤二、由送料机构将螺丝排序并通 过分配器分配螺丝，管道将螺丝送到电动或气动起子；步骤三、由电动或气动起子将螺 丝锁入产品中的锁付系统。宁波大

3、红鹰学院毕业设计（论文）1.4 自动送锁螺丝机的优点1、手持式自动送锁螺丝机 相对于一手拿螺丝、一手拿电批或气批的锁螺丝动作，自动送锁螺丝机可以解放一 只手出来，只需一 只手提起起子对准螺丝孔位锁螺丝即可。当锁完一颗螺丝后也只需 提起起子对准下一个螺丝孔位锁螺丝，机器会自动在提起起子的瞬间将一个螺丝输送到 起子下，等 待锁下一粒螺丝，如此重复。1、手持式自动锁螺丝机，螺丝输送、锁付一 气呵成，再也不用手取螺丝了。打螺丝速度40-60PCS/MIN，大大提高了生产效率，节省 人工，你能打多快就有多快！2、每打完一颗螺丝，送料机构会自动将螺丝送到批嘴，省去了用手抓取螺丝、移动、对准的动作。3、只要

4、直接对准螺丝孔位，轻轻一按螺丝 就锁好了，无重复给料现象，锁一粒来一粒，方便快捷。4、可配用贵司原来的电批和 风批，不需另行购置新的电批、风批，扭力调节与贵司原来的调节方式一样，节约购买 成本！5、电批套相当轻便，不用担心因头部太重而增加工人的疲劳度!6、可单机操作，也可配置成流水线.上下料形式.迅速提升螺丝锁定质量，大幅度提高生产效率。7、手 持式锁螺丝机用于电子行业自动组装线，例如手机、硬盘、键盘电脑 DVD 家电风扇电子、塑胶、玩具、电器、通讯设备电器玩具电子加工厂组装。2、全自动送锁螺丝机 在手持式自动送锁螺丝机自动送料基础上又添加了机械臂或流水线、工作台、自动 控制定位等功能，是送锁

5、螺丝机的 TOP 产品。可根据客户现场要求实行无人监控，既 节约人工成本又提高了生产组装效率。1.可以设计为横向,斜向及多方向同时送锁机构,满足多种生产需求；2.智能化连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能,防漏打功能.螺 丝滑牙及浮锁检测；3.两工位自动连接，可采用自动流水线设计，无需手工转移工件，工件自动到位，自动拧紧螺丝，自动进入下一道工序；4.可以根据客户产品特性,设 计专用机型。生产锁螺丝机厂家可根据客户要求及螺丝具体规格尺寸来定制！适用范围：电子电器、塑胶、玩具、开关插座、五金、通讯设备、仪器仪表及电脑周边产品等行业。1.5 螺丝机选用小窍门 市面上的螺丝机可谓是五花八门，但大部份都

6、是仿造品。令到我们的客户无法判断 怎么选用一台好的自动锁螺丝机。其实，只需 4 步即可：第一步、检查是否可以筛选：实际生产中可能存在有飞边、扁头、大头等异形螺丝的情形，抓一把含有各种异形的不符合规格的螺丝，放在料斗里面。如果螺丝机在运行 过程中能自动筛选出异形螺丝，不会出现卡机，即满足了是好螺丝机的条件之一。第二步、检查是否可以补料：当我们进行了第一步，螺丝机自动筛选到一粒异形螺 丝后，必定会有一个空档；如果系统能及时进行补给的话，就不会存在空档的了。这是 好螺丝机的条件之二。第三步、检查是否会浮牙：有厂家为了使异形螺丝顺利通过，将所有通道变大，这 样会造成电批嘴不易对准螺丝十字槽，造成锁螺丝

7、浮牙，增加不良品。第四步、检查是否重复给料：有时前一粒并未锁紧，轻轻触碰到信号就会有另一粒 螺丝输送，即来双粒螺丝。所以选用自动锁螺丝机，只要按照这 4 步即可了，自动筛选、自动补料、是否浮牙、是否重复给料。如果这4 步都完全通过，那么这就是一台比较完 美的螺丝机了。第2 章 方案选择2.1 总体的方案选择 自动送锁螺丝机在进行拧螺丝前需要将螺栓分离开来并输送到指定位置，因此要先 设计分料机构和下料机构。根据工艺要求，需要电动螺丝刀上下移动调节距离，以方便 更换工件和调节不同工件间的误差，因此需要一个气缸来控制电动螺丝刀的上下移动。为了提高生产效率，需要夹具来给工件定位。为了降低返修率可以在螺

8、栓传动管间加传 感器来检查三个管是否都有螺栓通过，如果有则可以进行下一步工作，如果没有就需要 将信号传送给 PLC，PLC 通过分析计算给分料机构和下料机构的气缸下达命令重新输送 螺栓。因此为了实现三头全自动锁螺丝机的自动功能，就必须 PLC、电控箱、控制器和 控制面板。而这些所有的机构都安装在机架之上。三头全自动锁螺丝机的整体方案为：方案一：气压传动 气压传动以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量和信号传递，是实现传动与控制的重要手段之一。选用气压传动进行螺栓分离并用气压把螺栓压到指 定位置，气压传动工作介质是取之不尽的空气流动损失小可集中供气，且气动装置简单 轻便，安装维护简

9、单，压力等级低使用安全；气动元件结构简单制造容易，适合标准化，系列化，通用化，气动元件可靠性高，使用寿命长有效动作最大可达到一亿次可以很好宁波大红鹰学院毕业设计（论文）的满足螺丝机上下移动的使用要求；气动执行元件响应速度高，、动作较快，对冲击负 载和过负载有较强的适应能力；同时气动装置具有防火，防爆，耐潮的能力，能适应高 温，强电磁干扰，粉尘的等恶劣工作环境。且电动螺丝刀上下移动所需力不是很大，气 动执行元件的输出力能满足工作要求。方案二：液压装置 使用液压系统进行传动定位，与机械传动，电气传动相比液压传动具有以下优点：液压传动的各种元件可根据需要方便，灵活的来布置：重量轻，体积小，运动惯性小

10、，反应速度快；操作控制方便，可实现大范围的无级调速；可自动实现过载保护；容易实 现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现高程度的自动控制过程，而且可 以实现遥控。由于流体流动的损失和泄露较大，传动效率较低，而此三头全自动锁螺丝 机要求其效率高的进行上下移动，此为不选择液压系统的原因之一；同时从经济型方面 考虑液压元件的制造精度要求较高因而价格较贵，液压传动出故障时不易找出原因和维 修要求有较高的技术水平。故综合以上性能，经济，安全各方面考虑不选用液压传动系 统。综合比较以上两种传动方案，在满足工作性能，经济性，及结构外观等要求下综 合考虑选择气压传动方案在低成本结构简单即可实现同一直线

11、上的移动功能要求，同时 选择 PLC 实现中间动作调整。将分料机构、下料机构、PLC、控制面板和电动螺丝刀放在机架之上，把电控箱和 控制装置放在机架内部，将整体机器立起来放，这样既节省了空间又使得整个机器显得 紧凑、美观。PLC 使各个机构之间协调动作。其机构方框图如图 2-1 所示图 2-1 结构图2.2、机架的方案选择 机架是用来支撑和连接各个零部件的，因此他需要具有较高的强度和较大的承载能 力。机架可以采用铸造和焊接等形式来制造。铸造机架可以得到很高的承载能力，制造 出很复杂的形状，而且可以吸收震动等优点，但是铸造也有本身质量大，不可修改等缺 点。焊接机架具有自身质量小，制造方便，制作周

12、期短，成本低，修改简单，承载能力 强等优点，但其吸震能力较差。考虑到三头全自动锁螺丝机的工作状况平稳，不需要机 架有很强的吸震能力，且本身的质量不大，又考虑到易于修改和制作成本等因素，本设 计采用焊接机架。机架的组成方框图如图 2-2 所示。机 架 电控箱 控制装置 下料机构 分料机构 夹 具 汽 缸 电动螺丝刀 成品钢材 螺栓、铆接、焊接等连接 机架 图 22机架制作方框图宁波大红鹰学院毕业设计（论文）第3 章 总体设计3.1 总体机构 自动锁螺丝机的总体图如上图 2-1，由控制面版和控制器来控制电动改锥的转速，顶端的气缸控制螺丝刀的升降，后面的机架上面的两个机构是螺钉自动分离及输送装 置。

13、动作原理：顶端气缸固定在上滑动架上，上滑动架通过滑块和导向柱连接，导向柱 固定在主支架上，在上滑动架和下滑动架之间有一根限位杆。当气缸杆伸出时，带动上 滑动架和下滑动架向下移动，当下滑台架撞到下挡块时停止向下移动，而上滑台架继续 向下移动，当上滑动块撞到上挡块时，电动改锥开始转动，螺钉拧进工件。螺钉拧进工 件的这段距离由万向节部分的螺钉提供。然后，在 plc 的控制下，气缸杆缩回去，上滑 台架升上去，当限位杆的下螺母碰到下滑台架时，上滑台架和下滑台架同时升起，拧螺 丝的动作完成。这就是三头全自动锁螺丝机的机械动作原理。3.2 螺钉自动分离及输送装置 螺钉自动分离及输送装置是一种应用在手机及各类

14、数码产品的自动组装线上，可自 动完成螺钉分离和输送的装置。在手机及各类数码产品的自动组装线上，通常要通过手工拧紧细小螺钉的方法，实现产品的组装。因螺钉直径一般在 2mm 以内，过于细小，人工分离和拧紧困难很 大，故速度较慢、效率较低。本设计提供的自动螺钉分离和输送装置，可以自动地实 现螺钉分离和输送，达到自动装配的目的。针对经电磁振动给料器整理后在螺钉输送槽中有序排列的分离问题，提出一种由 螺钉分离板、档钉板、固定斜槽板及圆柱销相配合的螺钉自动分离装置。利用气缸驱 动螺钉分离板、挡钉板，利用挡钉板上固定的圆柱销受固定斜槽板上的起移动凸轮作 用的斜槽限制，将位于螺钉输送槽最前端的一只螺钉分离开，

15、并仅将一只螺钉推入螺 钉分离板侧面的落钉口。经传感器判断后，控制高压喷气口喷出高压气流，将螺钉通 过螺钉输送软管吹向电动旋具。技术方案：散乱的螺钉在电磁振动给料器的亚共振状态下，被有序、整齐的排列在螺钉输送槽内。同螺钉输送槽相接触的螺钉分离板侧面的螺钉分离口宽度能容一只螺钉头、而 挡钉板侧面的螺钉分离口则仅能容一只螺钉杆的直径。螺钉分离板和挡钉板被气缸驱 动移动时，可仅将一只螺钉由螺钉输送槽分离出来，并使螺钉头挂在挡钉板侧面的螺 钉分离口上。当螺钉分离板和挡钉板被气缸驱动继续移动时，挡钉板上固定的圆柱销 受固定斜槽板上的起移动凸轮作用的斜槽限制，带动挡钉板向左移动，最终脱离对螺 钉的控制，使螺

16、钉通过落钉口送到螺钉输送软管上方。经传感器判断后，控制高压喷 气口喷出高压气流，将螺钉通过螺钉输送软管吹向电动旋具将其旋入工件。本设计是一种应用在手机及各类小型数码产品的自动组装线上，可自动完成螺钉分 离和输送的装置。本设计提供的螺钉分离和输送装置解决了通常由手工进行微小螺钉拾 取和拧紧时速度慢、效率低的问题。可以自动地实现细小螺钉的供给和输送，可实现自 动装配。3.3 万向节部分装配体 万向节部分装配体由电改锥连接轴、万向联轴器（2个）、六角轴、连接轴、六角 滑动轴、联轴器连接块、弹簧、连接杆、螺丝刀头夹持杆、螺丝头和电动改锥组成。如下图 34。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）图34、万向节部分装配体 工作原理：螺钉经螺钉自动分离及输送装置和气管进入上图左图右侧的管口，在 气压和重力的作用下螺钉掐在下面的螺钉嘴上，当传感器检测到三个喷嘴的螺钉都到 位时给电控箱发射信号，由电控箱控制电动改锥转动，电动改锥带动螺丝刀转动把螺 钉拧在工件上。3.3.1、电动改锥 拧螺钉时，锥头的轴向运动被传递给装在齿轮减速器上的开关，使之接通或断开，该齿轮减速器与电动机的转轴相啮合在此改锥中，开关与承受锥头