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1、(10)申请公布号 CN 103495858 A (43)申请公布日 2014.01.08 CN 103495858 A (21)申请号 201310460858.1 (22)申请日 2013.09.27 B23P 19/06(2006.01) (71)申请人 陈其明 地址 315801 浙江省宁波市北仑区小港红联 振兴东路 158 号 603 室 (72)发明人 陈其明 (54) 发明名称 一种自动拧螺钉装置及其拧螺钉方法 (57) 摘要 提供一种自动拧螺钉装置及其拧螺钉方法， 包括螺钉供给装置(1)与拧螺钉工具(2)， 螺钉供 给装置 (1) 包括圆形料盘 (3) 及位于其下方的控 制振动。
2、变压器 (4)， 斜向筋条 (5) 位于料盘 (3) 下 方周边布置， 料盘 (3) 沿其内侧设有一螺旋斜坡 (7)， 自盘底起始， 其终点位置的侧壁上设置送料 口(8)， 送料桥(9)的前端穿过送料口架于螺旋斜 坡(7)的终端位置， 送料桥(9)上面设置一条长槽 (10)， 长槽(10)的宽度和深度适合螺钉(11)的螺 钉身陷入槽内， 而螺钉头搁在槽外吊挂在槽上面 ； 送料桥 (9) 的后端设置螺钉穿越孔 (12) ； 作为优 选， 螺钉穿越孔 (12) 内壁加设由软性有机材料制 作的使螺钉暂时搁置的衬套 ； 螺钉穿越孔 (12) 上 方设置顶杆装置。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2。
3、 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103495858 A CN 103495858 A 1/2 页 2 1.一种自动拧螺钉装置， 包括螺钉自动供给装置(1)与自动拧螺钉工具(2)， 所述螺钉 自动供给装置(1)包括圆形料盘(3)及位于其下方的控制振动变压器(4)， 至少2根斜向筋 条 (5) 位于所述料盘 (3) 下方周边位置沿圆周向布置， 倾斜地将所述料盘 (3) 支撑在底盘 (6)或支架上， 所述料盘(3)沿其内侧设有一螺旋斜坡(7)， 自盘底起始， 其终点位置的侧。
4、壁 上设置送料口 (8)， 送料桥 (9) 的前端穿过送料口架于所述螺旋斜坡 (7) 的终端位置， 所述 送料桥 (9) 上面设置一条长槽 (10)， 长槽 (10) 的宽度和深度适合所述螺钉 (11) 的螺钉身 陷入槽内， 而螺钉头搁在槽外吊挂在槽上面 ； 送料桥 (9) 的后端设置螺钉穿越孔 (12)。 2. 如权利要求 1 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 位于料盘 (3) 内的所述送料桥 (9) 的前端侧面适当位置上设有一固定尖块 (13)， 用于挡落送料桥 (9) 上面帽身末陷入长 槽 (10) 中的螺钉 (11)。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在。
5、于， 所述螺钉穿越孔 (12) 内壁 加设由软性有机材料制作的使螺钉 (11) 暂时搁置的衬套 (14) ； 所述螺钉穿越孔 (12) 上方 设置顶杆装置(15)， 用来将从螺钉自动供给装置(1)中输送过来并搁置在所述衬套(14)上 的螺钉 (11) 间歇地穿过所述衬套 (14)， 顶入位于该螺钉穿越孔 (12) 下方的待拧螺钉的工 件螺纹孔 (17) 中。 4. 如权利要求 3 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 所述顶杆装置 (15) 包括由动力 装置驱动的竖直活动杆 (21)， 与竖直活动杆 (21) 固定连接的顶板 (22)， 竖直固定在顶板 (22) 下面的顶杆 (23)， 该顶杆。
6、 (23) 对准所述螺钉穿越孔 (12)。 5. 如权利要求 3 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 所述衬套 (14) 上方设置锥形凹 陷 (18)。 6. 如权利要求 5 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 所述衬套沿所述螺钉穿越孔 (12) 整段设置。 7. 如权利要求 5 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 所述衬套设置在所述螺钉穿越 孔 (12) 的上段。 8. 如权利要求 5 所述的自动拧螺钉装置， 其特征在于， 所述衬套设置在所述螺钉穿越 孔 (12) 的上段与下段。 9.一种产品自动装配线上的拧螺钉方法， 其特征在于， 使用如权利要求1至8任一项所 述的自动拧螺钉装置， 。
7、在所述圆形料盘 (3) 装入众多螺钉 (11)， 启动控制振动变压器 (4)， 使螺钉 (11) 不断沿料盘螺旋斜坡 (7) 与送料桥 (9) 向螺钉穿越孔 (12) 移动， 依次排列并 定位在自动装配线上待拧螺钉的工件 (16) 随装配线间歇移动， 依次经过所述螺钉穿越孔 (12)下方与所述拧螺钉工具(2)下方 ； 当第N个工件16位于所述螺钉穿越孔(12)下方时， 第 N-x 个工件 (16) 正好位于所述拧螺钉工具 (2) 下方， 这时自动装配线停止移动， 使从螺 钉穿越孔 (12) 落下来的第 N 个螺钉 (11)， 部分插入第 N 个工件螺纹孔 (17) 中， 同时所述 拧螺钉工具 。
8、(2) 将第 N-x 个螺钉 (11) 拧紧在第 N-x 个工件 (16) 上 ； 自动装配线再次移动 后停止， 使从螺钉穿越孔 (12) 落下来的第 N+1 个螺钉 (11)， 部分插入第 N+1 个工件螺纹孔 (17) 中， 同时所述拧螺钉工具 (2) 将第 N-x+1 个螺钉 (11) 拧紧在第 N-x+1 个工件 (16) 上 ； x 为所述螺钉穿越孔 (12) 下方与拧螺钉工具 (2) 下方的工件 (16) 间隔位置数， x 为自然数 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8。 10. 如权利要求 9 所述的拧螺钉方法， 其特征在于， 使用如权利要求 3 至 8 任一项所述 权 。
9、利 要 求 书 CN 103495858 A 2 2/2 页 3 的自动拧螺钉装置， 并启动所述顶杆装置 (15)， 将从螺钉自动供给装置中输送过来并搁置 在所述衬套(14)上的螺钉(11)间歇地穿过所述衬套(14)， 顶入位于该螺钉穿越孔(12)下 方的待拧螺钉的工件螺纹孔 (17) 中。 权 利 要 求 书 CN 103495858 A 3 1/5 页 4 一种自动拧螺钉装置及其拧螺钉方法 技术领域 0001 本发明涉及一种自动拧螺钉装置及其拧螺钉方法。 背景技术 0002 电批或风批等自动拧螺钉工具的问世， 大大提高了拧螺钉的速度。目前， 在玩具、 电子、 塑胶、 通讯设备、 家电、 家。
10、具等传统劳动力密集型企业， 装配工序中打螺钉是一只手使 用电批或风批， 另一只手抓螺钉并对准螺钉孔。在一只手做 “抓取、 移动、 等待、 对准” 这些 拧螺钉必需的动作时， 其所耗费的时间占所需时间的一半或是更多， 特别是针对螺钉很小 的， 用手往往是难以抓准的， 或者材料为不锈钢或是铜等磁铁不能吸附的螺丝时， 其所耗时 需要更多 ； 而每条生产线上打螺丝的工位又非常之多。 加上近年来人工成本迅速上涨， 用螺 钉自动供给来代替手动取螺钉的作业方式对有效提高生产效率， 降低生产成本， 提升产业 发展具有重大意义。 0003 本发明正是解决上述技术问题。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问。
11、题是针对上述技术现状， 提供一种自动拧螺钉装置及其 拧螺钉方法。 0005 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 ： 0006 一种自动拧螺钉装置， 包括螺钉自动供给装置与自动拧螺钉工具， 所述螺钉自动 供给装置包括圆形料盘及位于其下方的控制振动变压器， 至少 2 根斜向筋条位于所述料盘 下方周边位置沿圆周向布置， 倾斜地将所述料盘支撑在底盘或支架上， 所述料盘沿其内侧 设有一螺旋斜坡， 自盘底起始， 其终点位置的侧壁上设置送料口， 送料桥的前端穿过送料口 架于所述螺旋斜坡的终端位置， 所述送料桥为一槽条， 其表面设置一条长槽， 槽的宽度和深 度适合所述螺钉的螺钉身陷入槽内， 而螺钉头搁在。
12、槽外地吊挂在槽上 ； 送料桥的后端设置 螺钉穿越孔。 0007 作为优选， 位于料盘内的所述送料桥的前端侧面适当位置上设有一固定尖块， 用 于挡落槽条上帽身末陷入槽中的螺钉。 0008 作为优选， 所述螺钉穿越孔内壁加设由软性有机材料制作的使螺钉暂时搁置的衬 套 ； 所述螺钉穿越孔上方设置顶杆装置， 用来将从螺钉自动供给装置中输送过来并搁置在 所述衬套上的螺钉间歇地穿过所述衬套， 顶入位于该螺钉穿越孔下方的待拧螺钉的工件螺 纹孔中。 0009 所述顶杆装置包括由动力装置驱动的竖直活动杆， 与竖直活动杆固定连接的顶 板， 竖直固定在顶板下面的顶杆， 该顶杆对准所述螺钉穿越孔。 0010 作为优选。
13、， 所述衬套上方设置锥形凹陷。 0011 所述衬套可沿所述螺钉穿越孔整段设置 ； 或作为优选， 衬套设置在所述螺钉穿越 孔的上段 ； 或所述衬套设置在所述螺钉穿越孔的上段与下段。 说 明 书 CN 103495858 A 4 2/5 页 5 0012 使用以上所述的自动拧螺钉装置， 在所述圆形料盘装入众多螺钉， 启动控制振动 变压器， 使螺钉不断沿料盘螺旋斜坡与送料桥向螺钉穿越孔移动， 依次排列并定位在自动 装配线上待拧螺钉的工件随装配线间歇移动， 依次经过所述螺钉穿越孔下方与所述拧螺钉 工具下方 ； 当第 N 个工件位于所述螺钉穿越孔下方时， 第 N-x 个工件正好位于所述拧螺钉 工具下方，。
14、 这时自动装配线停止移动， 使从螺钉穿越孔落下来的第 N 个螺钉， 部分插入第 N 个工件螺纹孔中， 同时所述拧螺钉工具将第 N-x 个螺钉拧紧在第 N-x 个工件上 ； 自动装配 线再次移动后停止， 使从螺钉穿越孔落下来的第 N+1 个螺钉， 部分插入第 N+1 个工件螺纹 孔中， 同时所述拧螺钉工具将第 N-x+1 个螺钉拧紧在第 N-x+1 个工件上 ； x 为所述螺钉穿越 孔 (12) 下方与拧螺钉工具 (2) 下方的工件 (16) 间隔位置数， x 为自然数 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8。 0013 作为优选， 启动所述顶杆装置， 将从螺钉自动供给装置中输送过来并搁置。
15、在所述 衬套上的螺钉间歇地穿过所述衬套， 顶入位于该螺钉穿越孔下方的待拧螺钉的工件螺纹孔 中。 0014 x 优选自然数 1、 2、 3、 4、 5 中的其中一个数。 0015 本发明自动拧螺钉装置及其拧螺钉方法， 在采用自动拧螺钉工具的基本上， 进一 步采用螺钉自动供给装置， 实行螺钉自动供给， 大大提高了拧螺钉作业效率 ； 本发明的螺钉 自动供给装置利用高频定向振动的圆形料盘与送料桥， 提供的螺钉排列整齐有序， 连续性 好， 螺钉供给快速稳定 ； 螺钉穿越孔内壁加设由软性有机材料制作的使螺钉暂时搁置的衬 套， 螺钉穿越孔上方设置顶杆装置， 顶杆装置能准确、 稳定的将螺钉顶入位于该螺钉穿越孔。
16、 下方的待拧螺钉的工件螺纹孔中 ； 位于料盘内的所述送料桥的前端侧面适当位置上的固定 尖块， 能有效地挡落槽条上帽身末陷入槽中的螺钉， 使得被挡落的螺钉重新落入圆形料盘 备选。 另外， 本发明自动拧螺钉装置结构简单， 便于制作， 投入较少， 尤其适合拧螺钉工作量 繁重的装配生产线。对用手往往是难以抓准的小螺钉更为合适。 附图说明 0016 图 1 为本发明无顶杆装置的自动拧螺钉装置在产品装配线上应用示意图 ； 0017 图 2 为本发明无顶杆装置的送料桥与工件示意图 ； 0018 图 3 为本发明有顶杆装置的自动拧螺钉装置在产品装配线上应用示意图 ； 0019 图 4 为本发明有顶杆装置的送料。
17、桥与工件示意图 ； 0020 图 5 为本发明螺钉自动供给装置示意图 ； 0021 图 6 为本发明螺钉自动供给装置的送料口与送料桥局部放大示意图 ； 0022 图 7 为本发明实施方式一螺钉穿越孔所在的送料桥的后端剖面放大示意图 ； 0023 图 8 为本发明实施方式二衬套沿螺钉穿越孔整段设置的送料桥后端剖面放大示 意图 ； 0024 图 9 为本发明实施方式二衬套设置在螺钉穿越孔上段的送料桥后端放大示意图 ； 0025 图 10 为本发明实施方式二衬套设置在螺钉穿越孔上段与下段的送料桥后端放大 示意图。 具体实施方式 说 明 书 CN 103495858 A 5 3/5 页 6 0026 。
18、本发明按有无顶杆装置可分为二种实施方式。 0027 实施方式一， 无顶杆装置 ： 0028 如图1所示， 一种自动拧螺钉装置， 包括螺钉自动供给装置1与自动拧螺钉工具2。 螺钉自动供给装置 1 如图 5、 图 6 所示， 包括圆形料盘 3 及位于其下方的控制振动变压器 4， 至少2根斜向筋条5， 以3根为佳， 位于料盘3下方周边位置沿圆周向布置， 倾斜地将所述料 盘3支撑在底盘6或支架上， 料盘3沿其内侧设有一螺旋斜坡7， 自盘底起始， 其终点位置的 侧壁上设置送料口 8， 送料桥 9 的前端穿过送料口架于螺旋斜坡 7 的终端位置， 送料桥 9 上 面设置一条长槽10， 如图2或图3所示， 长。
19、槽10的宽度和深度适合螺钉11的螺钉身陷入槽 内， 而螺钉头搁在槽外吊挂在槽上面 ； 如图 7 所示， 长槽 10 的宽度 a 小于螺钉 11 的螺钉头 直径 b 而大于螺钉 11 的螺纹段外径 c ； 送料桥 9 的后端设置螺钉穿越孔 12， 螺钉穿越孔 12 的直径 d 大于螺钉头直径 b。位于料盘 3 内的送料桥 9 的前端侧面适当位置上可设置一个 固定尖块 13， 用于挡落送料桥 9 上面帽身末陷入长槽 10 中的螺钉 11， 固定尖块 13 的形状 及其安装位置如图 5、 图 6 所示。 0029 使用时， 在圆形料盘 3 装入众多螺钉， 启动控制振动变压器 4， 在振动力 f 作用。
20、下， 使螺钉 11 不断沿料盘螺旋斜坡 7 与送料桥 9 向螺钉穿越孔 12 移动， 依次排列并定位在自 动装配线 20 上待拧螺钉的工件随装配线 20 间歇移动， 依次经过螺钉穿越孔 12 下方与拧螺 钉工具2下方 ； 当第N个工件位于螺钉穿越孔下方时， 第N-x个工件正好位于所述拧螺钉工 具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 第 N 个螺钉保持头部在上的垂直方式从螺钉穿越 孔 12 落下来， 部分插入第 N 个工件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉工具将第 N-x 个螺钉 11 拧紧 在第 N-x 个工件上 ； 自动装配线 20 再次移动后停止， 使从螺钉穿越孔落下来的第 N+1 。
21、个螺 钉 11， 部分插入第 N+1 个工件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 N-x+1 个螺钉拧紧在第 N-x+1 个工件 16 上 ； x 为所述螺钉穿越孔 12 下方与拧螺钉工具 2 下方的工件 16 间隔位置 数， x 为自然数 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8。一般情况下， x 优选自然数 1、 2、 3、 4、 5 中的其中一 个数。 0030 如图 1 所示， 如自动拧螺钉工具 2 为实线图示， 自动拧螺钉工具 2 位于螺钉穿越孔 12 正下方工件 16 的下一个工件 16 的正上方， 即 x 1。例如， 当第 100 个工件位于螺钉穿 越孔下方时， 第 。
22、99 个工件 16 正好位于拧螺钉工具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 第 100 个螺钉保持头部在上的垂直方式从螺钉穿越孔 12 落下来， 部分插入第 100 个工件螺纹 孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 99 个螺钉 11 拧紧在第 99 个工件 16 上 ； 自动装配线 20 再 次移动后停止， 使从螺钉穿越孔 12 落下来的第 101 个螺钉 11， 部分插入第 101 个工件螺纹 孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 100 个螺钉拧紧在第 100 个工件上。 0031 如图 1 所示， 如自动拧螺钉工具 2 为虚线图示， 自动拧螺钉工具 2 位于螺钉穿越孔。
23、 12 正下方工件 16 后的第 3 个工件 16 的正上方， 即 x=3。例如， 当第 100 个工件位于螺钉穿 越孔下方时， 第 97 个工件 16 正好位于拧螺钉工具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 使 从螺钉穿越孔 12 落下来的第 100 个螺钉， 部分插入第 100 个工件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉 工具 2 将第 97 个螺钉 11 拧紧在第 97 个工件 16 上 ； 自动装配线 20 再次移动后停止， 使从 螺钉穿越孔12落下来的第101个螺钉11， 部分插入第101个工件螺纹孔17中， 同时拧螺钉 工具 2 将第 100 个螺钉拧紧在第 98 个工件 16。
24、 上。 0032 实施方式二， 有顶杆装置 ： 说 明 书 CN 103495858 A 6 4/5 页 7 0033 如图 3 所示， 本实施方式二是在实施方式一的基础上所作的进一步改进， 目的是 提高螺钉 11 从螺钉穿越孔 12 落下来， 部分插入工件螺纹孔 17 中的准确性与稳定性。除了 改进之处外， 其它与实施方式一相同， 或者说完全沿用实施方式一。 0034 改进之处为 ： 在螺钉穿越孔 12 内壁加设由软性有机材料制作的使螺钉 11 暂时搁 置的衬套14 ； 螺钉穿越孔12上方设置顶杆装置15， 用来将从螺钉自动供给装置1中输送过 来并搁置在衬套14上的螺钉11间歇地穿过衬套14。
25、， 顶入位于该螺钉穿越孔12下方的待拧 螺钉的工件螺纹孔 17 中。如图 3、 图 4 所示， 顶杆装置 15 包括由动力装置驱动的竖直活动 杆 21， 与竖直活动杆 21 固定连接的顶板 22， 竖直固定在顶板 22 下面的顶杆 23， 该顶杆 23 对准螺钉穿越孔12 ； 竖直活动杆21外可套装一个弹簧24， 其动力装置可选用气缸。 衬套14 上方设置锥形凹陷 18， 如图 8、 图 9、 图 10 所示。 0035 衬套 14 设置可选用以下三种方式。方式一， 如图 8 所示， 衬套 14 沿螺钉穿越孔 12 整段设置 ； 方式二， 如图 9 所示， 衬套 14 设置在螺钉穿越孔 12 。
26、的上段 ； 方式三， 如图 10 所 示， 衬套 14 设置在螺钉穿越孔 12 的上段与下段。 0036 使用时， 在圆形料盘装入众多螺钉11， 启动控制振动变压器4， 在振动力f作用下， 使螺钉 11 不断沿料盘螺旋斜坡 7 与送料桥 9 向螺钉穿越孔 12 移动， 依次排列并定位在自 动装配线 20 上待拧螺钉的工件 16 随装配线 20 间歇移动， 依次经过螺钉穿越孔 12 下方与 拧螺钉工具 2 下方 ； 当第 N 个工件位于螺钉穿越孔 12 下方时， 第 N-x 个工件 16 正好位于拧 螺钉工具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 启动顶杆装置 15， 将从螺钉自动供给装。
27、置 1 中输送过来并搁置在衬套上的螺钉间歇地穿过衬套， 顶入位于该螺钉穿越孔下方的待拧螺 钉的工件螺纹孔 17 中。同时拧螺钉工具将第 N-x 个螺钉 11 拧紧在第 N-x 个工件上 ； 自动 装配线再次移动后停止， 使从螺钉穿越孔落下来的第 N+1 个螺钉 11， 部分插入第 N+1 个工 件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 N-x+1 个螺钉拧紧在第 N-x+1 个工件 16 上 ； x 为螺 钉穿越孔 12 下方与拧螺钉工具 2 下方的工件 16 间隔位置数， x 为自然数 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8。一般情况下， x 优选自然数 1、 2、 3、 4、 。
28、5 中的其中一个数。 0037 如图 3 所示， 如自动拧螺钉工具 2 为实线图示， 自动拧螺钉工具 2 位于螺钉穿越孔 12 正下方工件 16 的下一个工件 16 的正上方， 即 x=1。例如， 当第 100 个工件位于螺钉穿越 孔下方时， 第 99 个工件 16 正好位于拧螺钉工具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 第 100 个螺钉被顶杆装置 15 的顶杆 21 打落下来， 并保持头部在上的垂直方式从螺钉穿越孔 12 落下来， 部分插入第 100 个工件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 99 个螺钉 11 拧紧 在第 99 个工件 16 上 ； 自动装配线 20 。
29、再次移动后停止， 使从螺钉穿越孔 12 落下来的第 101 个螺钉 11， 部分插入第 101 个工件螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉工具 2 将第 100 个螺钉拧紧在 第 100 个工件 16 上。 0038 如图 3 所示， 如自动拧螺钉工具 2 为虚线图示， 自动拧螺钉工具 2 位于螺钉穿越孔 12 正下方工件 16 后的第 3 个工件 16 的正上方， 即 x=3。例如， 当第 100 个工件位于螺钉穿 越孔下方时， 第 97 个工件 16 正好位于拧螺钉工具 2 下方， 这时自动装配线 20 停止移动， 使 从螺钉穿越孔 12 落下来的第 100 个螺钉， 部分插入第 100 个工件。
30、螺纹孔 17 中， 同时拧螺钉 工具 2 将第 97 个螺钉 11 拧紧在第 97 个工件 16 上 ； 自动装配线 20 再次移动后停止， 使从 螺钉穿越孔12落下来的第101个螺钉11， 部分插入第101个工件螺纹孔17中， 同时拧螺钉 工具 2 将第 100 个螺钉拧紧在第 98 个工件 16 上。 说 明 书 CN 103495858 A 7 5/5 页 8 0039 与实施方式一相比， 实施方式二能显著提高螺钉11从螺钉穿越孔12落下来， 部分 插入工件螺纹孔 17 中的准确性与稳定性。 说 明 书 CN 103495858 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103495858 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103495858 A 10 3/4 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103495858 A 11 4/4 页 12 图 7 图 8 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103495858 A 12 。