全自动送料螺丝机技术-副本

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1、全自动送料式螺钉锁付技术及应用研究摘要：本文主要研究并探讨了全自动送料式螺钉锁付技术及其各种应用，分析了适用于此 方法的螺钉所需满足的条件，详细介绍了全自动送料螺丝机基本构成及其工作原理，介绍 并分析了各种上料方式及其优缺点，着重探讨了各种基于全自动送料螺丝机的螺钉锁付方 式，最后分析了各种锁付方式的优缺点及其适用场合。主题词：全自动送料螺丝机 螺钉 锁付方式1引言螺钉锁付工序广泛出现在各种需要将两件及两件以上零件连接起来的场合，例如，笔记本电脑后盖组装工序，空调外壳组装工序，以及各种连接器生产工序等1,2。传统螺钉锁付手段需要操作者一只手握住电动（或气动）螺丝批，另外一只手拾取一颗螺钉，同时

2、将 螺钉与螺纹孔、螺丝批与螺钉对准，然后启动螺丝批将螺钉锁入产品，该方法效率低，如 果螺钉较小，则不利于操作者手动拾取；螺钉整列机的出现，在一定程度上提高了螺钉锁 付效率3，其工作原理是，将螺钉放入螺钉整列机，螺钉经螺钉整列机整列排序后整齐地 由料道流出，操作者一只手握住螺丝批，利用安装在螺丝批上的磁性起子头（或真空起子 头）吸取一颗螺钉，然后将螺钉锁入产品，虽然该方法与上述方法相比效率有所提升，但 对于无磁性并且质量较大的螺钉，使用起来不稳定；本文主要研究的锁钉锁付技术基于全 自动送料装置，此技术吸取了上述两种锁付方式的优点，整个锁付过程无需操作者手工拾 取螺钉，锁完一颗螺钉后，送料装置会自

3、动输送下一颗螺钉，该方法在保证锁付工作连续 性的前提下，能够进一步缩短锁付时间，提高锁付效率。2工作原理2.1工作条件首先，被锁螺钉必须满足一定条件，才能使用全自动送料螺丝机。螺钉的长径比必须满足以下公式：-1.2 （ 1）D式中，L为螺钉总长，D为螺钉最大外径，如图 1所示。只有长径比大于等于 1.2， 螺钉才能稳定地在气管中运动，而不会在运动中改变方向。对于长径比小于1.2的螺钉，不推荐使用此种方法，因为，为确保螺钉能够在气管中流畅运动，气管内壁直径必须大于螺钉最大直径D,如果螺钉长度L小于最大直径 D,那么螺钉很容易改变在气管中的方 向，如果螺钉“头下脚上”，则无法将螺钉锁入产品中。螺钉

4、2.2工作原理图2送料部分结构图起图4爪头部分结构图气管图1螺钉需满足的条件全自动送料螺丝机主要由四部分构成：整列送料机构，错料机构，吹料机构和锁付机构。整列机构可由三种不同方式实现，分别是振动盘（圆振+直振）整列送料方式，涡轮式整列送料方式，以及升降式整列送料方式。三种方式各有优缺点，振动盘上料稳定可靠， 能够容纳的螺钉数量较多，但是成本比较高，噪声大。涡轮式结构紧凑，成本低，但是可 容纳的螺钉数量较少，升降式结构简单，单上料不稳定，容易卡死，成本低。螺钉经整列 机排序整列后整齐地排列在平振料道上，错料机构将平振上最外面的一颗螺钉错至吹料机 构中，将吹料机构气管通气，螺钉即被吹至螺丝批抓头部

5、分，对准产品螺纹孔，启动螺丝 批并下压即可完成锁付工作，图 2 为全自动送料式锁螺丝送机料部分结构图，图3 为螺钉锁付部分结构图，图 4 为爪头部分结构图，爪头部分为浮动结构，螺钉经气管落入爪片中 时，螺钉会保持在爪片中，当螺钉被螺丝刀压下时，两个爪片自动张开，从而将螺钉锁入 产品中。3 螺钉锁付技术应用 为满足不同产品、不同批量、不同类型的螺钉锁付要求，可采用不同的锁付方式进 行螺钉的组装工作。按全自动上料螺丝机使用方不同，可分为机器锁付方式和手持锁付方 式，后者简称手持式；按一次操作可锁付螺钉个数不同，可分为单轴锁付方式和多轴锁付 方式；按产品进给方式不同，可分为平移式和转盘式，其中平移式

6、又可分为双轴式和三轴 式。3.1 手持锁付方式 手持式自动送锁螺丝机一般都是单轴的，是一手握着电批进行锁付的。传统的锁螺丝 方式是一手拿电批一手拿螺丝，用螺丝批对准螺丝进行锁付；手持式自动锁螺丝机相对更 高效，它只需一只手对准螺丝孔位就可以了，当锁完一颗螺丝之后只需要提起螺丝批对准 下一个螺丝孔锁螺丝就行了，机器会自动在提起螺丝刀的时候将一个螺丝输送到电批嘴 下，等待锁下一粒螺丝，如此重复。其优点是比传统锁螺丝速度快，省人力。而其缺点是，由于锁嘴比起子头要大，对于 部分工件锁付时可能会影响视线妨碍对位；在爪片张开时，可能会对产品表面划伤；在一 定条件下，较传统方式费力。其适用的场合是，产品较大

7、，不易放在机器上进行锁付的场 合；产品批量较小；螺钉锁紧力较小。3.2 机器锁付方式 在手持式自动送锁螺丝机自动送料基础上又添加了机械手或者流水线、工作台、自动 控制定位等功能，是螺钉锁付的更高效化的手段。机器锁付方式可根据特定要求实行无人 监控，即节约人工成本又提高组装效率。机器锁付方式可根据产品进给方式的不同而分为 多种形式，常用的有平移进给锁付方式，转动进给锁付方式，以及多轴锁付方式，每种方 式都有其适用场合，要根据实际情况选用。3.2.1 平移进给锁付方式平移进给锁付方式，顾名思义，产品的进给方向是沿一条或两条直线方向的，图5为拥有一个方向的进给方式，图 6为拥有两个方向的进给方式，图

8、中的Z轴方向负责螺丝批升降，以实现螺钉锁付任务，X （或Y）轴方向负责产品自动进给。这两种锁付方式工作原理类似，首先由工人将产品摆放到相应治具中，再将摆满产品 的治具固定到进给机构上，启动机器工作，当螺钉锁付完毕后，机器提示工人卸下产品， 重新放入摆满产品的治具。图6双进给方向送料该类方法的优点是即能提高螺钉锁付效率，又能减轻工人劳动强度，对于螺钉拧紧力 大的场合尤为明显。其缺点是，效率提高不明显。322转动进给锁付方式另一种双轴机器如图 7所示，其中一条轴为Z轴，负责螺丝批升降，而另外一轴为旋 转轴，通常情况下，旋转轴一般利用凸轮分割器实现，由安装在凸轮分割器上的转盘实现 产品的自动进给。此

9、类型锁付方式要求工人动作节拍与转盘节拍一致，即转盘每转一次，工人需摆放好 一只待锁产品，卸料可由机械手实现。该类方法的优点是连续性好，在机器能够可靠运行的前提下，能够确保产量稳定，保 证产品交付。缺点是工人劳动强度增加，压力增大。图7转动式进给送料333多轴锁付方式多轴锁付方式，即将以上所介绍的各种方法中的螺丝刀由一把变为多把，这样就可在一次锁付动作下完成多个螺钉的锁付工作，可大大提高螺钉的锁付效率。4分析经过上述各种应用方式讨论，可根据需要选用不同的形式。每种方式各有优缺点，应 根据实际情况选择合适的方式。表1为各种螺钉锁付方式分析对比。表1各种螺钉锁付方式分析对比锁付方式效率劳动强度成本适

10、用场合手持式低高低产品过大、螺纹孔分布不均匀，产品不易定位平移进给式中中中螺纹孔分布均匀，产品大小适中，产品易于定位转动进给式中中中同上多轴式高低高螺纹孔在冋一平面且分布均匀，大批量生产5总结通过对全自动送料螺丝机技术及其应用的研究及分析，该方法可在灵活的应用在多种 需要锁付螺钉的场合，可根据不同场合和需要选用合适的锁付手段，并能够在一定程度上 提高工作效率、降低工作强度。全自动送料螺丝机技术的成功应用，不仅能够在螺钉锁付 工作上发挥重要作用，还将在螺钉适配、检测等方面提供有力支持，具有良好的技术和经 济效益。参考文献1 装配自动化与产品设计（原书第 2版），杰弗里 .布思罗伊德， 2009.3 ，机械工业出版 社2 自动化机构图例，第十设计研究院， 1982.6 ，国防工业出版社3 1200 例实用自动化机械与机构技术咨询图册（第一册），湖北省技协微机工业技术交 流中心， 1989 ，湖北省技协微机工业技术交流中心