多軸自動轉位變距擰緊的制造方法
【專利摘要】一種多軸自動轉位變距擰緊機，用于對批量多個聯接螺栓的自動擰緊。由機架部分、可控角度回轉裝置、無級變距驅動裝置及電氣控制系統組成。本實用新型根據成組聯接螺栓的分組數量，導向裝置帶動回轉塔自動回轉移動角度，實現擰緊機構間歇準確分度回轉，使成組擰緊軸分組擰緊聯接螺栓；變距驅動電機根據接受的信號，針對不同品種連接螺栓的分度圓直徑不同，驅動齒輪齒條傳動裝置帶動變距槽盤實現電動擰緊軸無級變距；電動擰緊軸對連接螺栓進行逐一擰緊。本實用新型使設備具有多品種成組擰緊能力，可大大降低生產成本，作業效率及柔性化高，可通過自動分度轉位實現多組螺栓自動擰緊，自動轉位精度高，轉位準確，極大地降低了人工勞動強度。
【專利說明】多軸自動轉位變距擰緊機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械制造【技術領域】，具體是一種用于對批量多個聯接螺栓進行自動擰緊的多軸自動轉位變距擰緊機。

【背景技術】
[0002]隨著科學技術的進步，汽車制造過程中，有許多新的聯接方式，如膠結技術、激光焊接技術、壓接技術等，使得配合件的聯接方式有了多種選擇。但是，由于螺紋聯接具有易操作、易維修、裝配精度高等優點，其目前在汽車車橋制造中仍然是主要的裝配聯接方式之一。汽車車橋總成制造中，零部件、分總成以及總成之間大都采用了螺栓與螺母的聯接方式。
[0003]目前，汽車車橋總成批量生產中，對螺栓螺母的擰緊方式主要有氣動沖擊扳手、氣動定扭扳手、電動擰緊軸以及電動定扭扳手等幾類。氣動沖擊扳手擰緊速度快，但其擰緊精度僅達到±30%，沖擊振動增加了員工的勞動強度，而且其作業過程中產生的噪音遠超出規定的90分貝的標準；氣動定扭扳手擰緊精度可達±10%，擰緊作業中產生的噪音小，但是其擰緊速度慢，適用范圍小；電動擰緊軸的擰緊精度可達±3%，扭矩覆蓋范圍廣，扭矩保障能力可靠，但是，需要用固定裝置來配套使用；電動定扭扳手的擰緊精度高且可靠，但是國產化程度低，進口設備價格昂貴，在螺栓螺母數量少且需要進行重點控制的工位使用比較經濟。而目前的成組擰緊設備擰緊品種單一，無法實現多品種生產的需求，生產效率低下。
[0004]目前，由于螺栓螺母的松脫，所引起的車輛不能正常行駛的現象比較普遍。如何對關鍵部位且數量較多的螺栓螺母快速擰緊至要求的扭矩，且保證這些眾多的聯接件不被遺漏的進行可靠擰緊等等，這些都是在對車橋制造中必須解決的問題，對產品質量和性能具有決定性的作用。


【發明內容】

[0005]為克服現有螺栓螺母擰緊作業所產生的精度低、噪音大、效率低的不足，本實用新型的發明目的在于提供一種多軸自動轉位變距擰緊機，通過采用擰緊軸實現自動變距、自動分度定位與分組擰緊聯接螺栓的方式，即提高了生產效率，一機滿足多個品種連接螺栓擰緊作業的需求，降低了生產成本，也精確地控制了螺栓螺母的擰緊扭矩，可靠保障產品質量及性能。
[0006]為實現上述目的，本實用新型該擰緊機由機架部分、可控角度回轉裝置、無級變距驅動裝置及電氣控制系統組成；
[0007]所述機架部分的固定支架與穩定架連接，穩定架連接在滑軌上；
[0008]所述可控角度回轉裝置的帶角度控制的轉位驅動電機通過連接板固定在固定支架上，固定支架與導向裝置通過軸承連接，轉位齒輪副的主動齒輪裝在轉位驅動電機的旋轉軸上，轉位齒輪副的從動齒輪通過鍵與導向裝置固定連接，主動齒輪與從動齒輪相互嚙合；上轉動機架與導向裝置固定連接，滾珠安裝在固定支架上，上轉動機架的上表面與滾珠接觸，上轉動機架與下轉動機架經穩定桿連接成一體形成回轉塔；電動擰緊軸通過連接支架安裝在變距滑軌上，連接支架可在變距滑軌上滑動，變距滑軌固定在下轉動機架上，電動擰緊軸穿過連接支架、下轉動機架及變距槽盤；下轉動機架的下表面裝有滾珠，滾珠與變距槽盤的上表面接觸；固定支架與上轉動機架、下轉動機架及變距槽盤通過導向裝置組裝在一起，用緊固螺母固定；多個電動擰緊軸經連接支架、由下轉動機架將各電動擰緊軸固定在規定的空間位置，組成成組電動擰緊軸；轉位驅動電機通過轉位齒輪副帶動導向裝置轉動，導向裝置帶動回轉塔轉動，回轉塔帶動成組電動擰緊軸轉位；
[0009]所述無級變距驅動裝置的變距驅動電機裝在下轉動機架上，其上的齒輪與裝在變距槽盤上的弧形齒條相嚙合，變距槽盤與導向裝置通過軸承連接，變距槽盤上帶有滑槽，電動擰緊軸與滑槽可相對移動；變距驅動電機經齒輪驅動齒條帶動變距槽盤轉動，變距槽盤上的滑槽帶動電動擰緊軸的連接支架在變距滑軌上移動，使成組電動擰緊軸的各電動擰緊軸軸間距變距。
[0010]所述固定支架上設置有一圓弧槽，上轉動機架裝有用于控制回轉塔正向及逆向轉位極限位置的電氣開關觸發裝置，電氣開關觸發裝置插入圓弧槽內，固定支架的圓弧槽的兩端設有電控開關，上轉動機架動電氣開關觸發裝置轉動到電控開關下方，電氣開關觸發裝置被觸發，轉位驅動電機停止對回轉塔在此方向的轉位驅動。
[0011]所述導向裝置為可伸縮定位導向裝置，由固定導向桿、浮動導向桿組成，浮動導向桿與固定導向桿的下部螺紋連接。
[0012]所述成組電動擰緊軸、變距滑軌、滑槽為兩組及以上。
[0013]同品種的聯接螺栓在同一分度圓上，本實用新型根據成組聯接螺栓的分組數量，轉位驅動電機通過轉位齒輪副經導向裝置帶動回轉塔按照設定的角度進行轉動，實現擰緊機構間歇準確分度回轉，使成組擰緊軸分組擰緊聯接螺栓；變距驅動電機根據接受的信號，針對不同品種連接螺栓的分度圓直徑的不同，驅動齒輪齒條傳動裝置轉動，齒條帶動變距槽盤轉動實現電動擰緊軸的無級變距，以滿足電動擰緊軸間距與螺栓分度圓直徑一致；電動擰緊軸裝上套筒對連接螺栓進行逐一擰緊。
[0014]本實用新型采用多軸自動轉位變距擰緊機擰緊多組聯接螺栓時，根據選擇的品種，設備自動實現變距作業，人工進行第一組擰緊螺栓定位，設備自動擰緊第一組聯接螺栓后，自動分組轉位并自動完成第二、第三組等其他組聯接螺栓的擰緊作業，第二組之后的作業過程中，不需要人工參與，極大地降低了人工的勞動強度，提升了作業效率。
[0015]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:
[0016]1、本實用新型采用數字控制單元控制無級變距驅動裝置實現無級變距功能，使設備具有多品種成組擰緊的能力，可大大降低生產成本，作業效率及柔性化高。
[0017]2、可通過自動分度轉位實現多組螺栓的自動擰緊。相對于人工逐一轉位進行擰緊作業的設備而言，本實用新型自動轉位精度高，轉位準確，由設備自動轉位替代人工操作設備轉位，極大地降低了人工勞動強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2是圖1的可控角度回轉示意簡圖。
[0020]圖3是圖1的無級變距驅動的變距槽盤示意簡圖。
[0021]圖4是導向裝置結構示意簡圖。
[0022]圖5是本實用新型的電控原理示意圖。

【具體實施方式】
[0023]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型機架部分的固定支架3與穩定架15連接，穩定架15連接在滑軌18上，實現了擰緊機的所有部件上下移動功能。穩定架15的進給和回退可使用氣動元件或電動進行驅動。
[0024]可控角度回轉裝置的帶角度控制的轉位驅動電機I通過連接板23固定在固定支架3上，固定支架3與導向裝置14通過軸承連接，轉位齒輪副2的主動齒輪24裝在轉位驅動電機I的旋轉軸上，轉位齒輪副2的從動齒輪25通過鍵與導向裝置14固定連接，主動齒輪24與從動齒輪25相互嚙合；上轉動機架5與導向裝置14固定連接，滾珠4安裝在固定支架3上，上轉動機架5的上表面與滾珠4接觸，滾珠4起穩定和減小阻力的作用，上轉動機架5與下轉動機架12經穩定桿16連接成一體形成回轉塔；電動擰緊軸7通過連接支架9安裝在變距滑軌11上，連接支架9可在變距滑軌11上滑動，變距滑軌11固定在下轉動機架12上，電動擰緊軸7穿過連接支架9、下轉動機架12、變距槽盤27 ;下轉動機架12的下表面裝有滾珠4，滾珠4與變距槽盤27的上表面接觸；固定支架3與上轉動機架5、下轉動機架12及變距槽盤27通過導向裝置14組裝在一起，用緊固螺母21固定；多個電動擰緊軸7經連接支架9、由下轉動機架12將各電動擰緊軸7固定在規定的空間位置，組成成組電動擰緊軸，電動擰緊軸7帶有減速機8。當從動齒輪25帶動導向裝置14轉動時，導向裝置14帶動由上轉動機架5與下轉動機架12通過穩定桿16連接成一體的回轉塔轉動,從而實現了成組電動擰緊軸的整體轉位功能。固定支架3上設置有一圓弧槽，上轉動機架5裝有用于控制回轉塔正向及逆向轉位極限位置的電氣開關觸發裝置29，電氣開關觸發裝置29插入圓弧槽內，固定支架3的圓弧槽的兩端設有電控開關28，上轉動機架5帶動電氣開關觸發裝置29轉動到電控開關28下方，電氣開關觸發裝置29被觸發，使轉位驅動電機I停止對回轉塔在此方向的轉位驅動。
[0025]無級變距驅動裝置的變距驅動電機10安裝在下轉動機架12上，其上的齒輪13與變距槽盤27上的弧形齒條20相嚙合，變距槽盤27與導向裝置14通過軸承連接，變距槽盤27上帶有滑槽26，安裝變距滑軌11的擰緊軸下轉動機架12與設置有滑槽26的變距槽盤27可圍繞導向裝置14進行相對轉動，電動擰緊軸7與滑槽26可相對移動。當啟動變距驅動電機10后，變距驅動電機10驅動變距槽盤27轉動，通過變距槽盤27的滑槽26帶動電動擰緊軸7及連接支架9在變距滑軌11上沿圓周方向向內或向外運動，從而實現電動擰緊軸7的自動無極變距功能。
[0026]導向裝置14為可伸縮定位導向裝置，由固定導向桿19、浮動導向桿22組成，浮動導向桿22與固定導向桿19的下部螺紋連接。浮動導向桿22通過與固定導向桿19的上、下旋動，實現導向裝置14的可伸縮定位導向，以適應多種規格的工件，使工件相對設備自動定位。
[0027]成組電動擰緊軸、變距滑軌11、滑槽26為兩組及以上。
[0028]本實用新型的電氣控制系統包括操作按鈕(旋鈕)以及極限位置檢測開關等裝置，可實現多品種選擇功能，根據選擇的品種實現自動變距、自動分度回轉、自動完成成組螺栓擰緊作業等功能。本實用新型中設備的電氣控制原理如圖5所示:操作者在操作面板電控盒上進行產品選擇、擰緊軸扭矩設定、設備啟動等內容操作，操作面板電控盒上電氣元件的信號傳送到設備主控電柜中，設備主控電柜將接收到的操控信號轉化為電機等設備的執行信號驅動設備運行，設備運行狀況如扭矩值、轉位角度等均通過檢測裝置將信號反饋到設備主控電柜中，設備主控電柜將其轉化為數字信號反饋到作面板電控盒的顯示屏上，以便操作人員進行確認。
[0029]本實用新型的作業過程:
[0030]1、操作電氣控制系統控制面板上的品種選擇旋鈕選擇作業品種，變距驅動電機10驅動電動擰緊軸7在變距滑軌11上實現自動變距。
[0031]2、擰緊作業前，先將導向裝置14的浮動導向桿22插入工件的中心孔中，再使電動擰緊軸7上的套筒同時對正第一組待擰緊聯接螺栓后啟動電控運行按鈕，擰緊機自動擰緊第一組連接螺栓。
[0032]3、固定支架3帶動整體裝置沿滑軌18回退一定高度，轉位驅動電機I驅動轉位齒輪副2帶動上轉動機架5及下轉動機架12組成的回轉塔按照不同的分度進行轉位，使多個電動擰緊軸7上的套筒同時對正第二組待擰緊聯接螺栓后，固定支架3帶動整體裝置向下運行，自動擰緊第二組聯接螺栓。
[0033]4、依次自動實現第三、第四組聯接螺栓的自動擰緊作業。
【權利要求】
1.一種多軸自動轉位變距擰緊機，其特征在于:該擰緊機由機架部分、可控角度回轉裝置、無級變距驅動裝置及電氣控制系統組成； 所述機架部分的固定支架(3 )與穩定架(15 )連接，穩定架(15 )連接在滑軌(18 )上； 所述可控角度回轉裝置的帶角度控制的轉位驅動電機(I)通過連接板(23)固定在固定支架(3)上，固定支架(3)與導向裝置(14)通過軸承連接，轉位齒輪副(2)的主動齒輪(24)裝在轉位驅動電機(I)的旋轉軸上，轉位齒輪副(2)的從動齒輪(25)通過鍵與導向裝置(14)固定連接，主動齒輪(24)與從動齒輪(25)相互嚙合；上轉動機架(5)與導向裝置(14 )固定連接，滾珠(4 )安裝在固定支架(3 )上，上轉動機架(5 )的上表面與滾珠(4 )接觸，上轉動機架(5)與下轉動機架(12)經穩定桿(16)連接成一體形成回轉塔；電動擰緊軸(7)通過連接支架(9)安裝在變距滑軌(11)上，連接支架(9)可在變距滑軌(11)上滑動，變距滑軌(11)固定在下轉動機架(12)上，電動擰緊軸(7)穿過連接支架(9)、下轉動機架(12)及變距槽盤(27);下轉動機架(12)的下表面裝有滾珠(4)，滾珠(4)與變距槽盤(27)的上表面接觸；固定支架(3 )與上轉動機架(5 )、下轉動機架(12 )及變距槽盤(27 )通過導向裝置(14)組裝在一起，用緊固螺母(21)固定；多個電動擰緊軸(7)經連接支架(9)、由下轉動機架(12)將各電動擰緊軸(7)固定在規定的空間位置，組成成組電動擰緊軸；轉位驅動電機(I)通過轉位齒輪副(2)帶動導向裝置(14)轉動，導向裝置(14)帶動回轉塔轉動，回轉塔帶動成組電動擰緊軸轉位； 所述無級變距驅動裝置的變距驅動電機(10)裝在下轉動機架(12)上，其上的齒輪(13)與裝在變距槽盤(27)上的弧形齒條(20)相嚙合，變距槽盤(27)與導向裝置(14)通過軸承連接，變距槽盤(27)上帶有滑槽(26)，電動擰緊軸(7)與滑槽(26)可相對移動；變距驅動電機(10)經齒輪(13)驅動齒條(20)帶動變距槽盤(27)轉動，變距槽盤(27)上的滑槽(26 )帶動電動擰緊軸(7 )的連接支架(9 )在變距滑軌(11)上移動，使成組電動擰緊軸的各電動擰緊軸(7 )軸間距變距。
2.根據權利要求1所述的多軸自動轉位變距擰緊機，其特征在于:所述固定支架(3)上設置有一圓弧槽，上轉動機架(5)裝有用于控制回轉塔正向及逆向轉位極限位置的電氣開關觸發裝置(29)，電氣開關觸發裝置(29)插入圓弧槽內，固定支架(3)的圓弧槽的兩端設有電控開關(28 )，上轉動機架(5 )帶動電氣開關觸發裝置(29 )轉動到電控開關(28 )下方，電氣開關觸發裝置(29)被觸發，轉位驅動電機(I)停止對回轉塔在此方向的轉位驅動。
3.根據權利要求1所述的多軸自動轉位變距擰緊機，其特征在于:所述導向裝置(14)為可伸縮定位導向裝置，由固定導向桿(19)、浮動導向桿(22)組成，浮動導向桿(22)與固定導向桿(19)的下部螺紋連接。
4.根據權利要求1所述的多軸自動轉位變距擰緊機，其特征在于:所述成組電動擰緊軸、變距滑軌(11)、滑槽(26)為兩組及以上。
【文檔編號】B23P19/06GK203831055SQ201420235790
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】裴照明, 劉昶, 鄧愛雄, 王洪兵, 羅應梅 申請人:東風德納車橋有限公司