一種旋緊機及利用該旋緊機對工件進行旋緊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對工件旋緊的裝置及方法，具體涉及一種工件旋緊機及利用該旋緊機對工件進行旋緊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)旋緊機在工作過程中，利用旋緊機構(gòu)對工件進行旋轉(zhuǎn)，旋緊過程中需要保證工件對正，并在旋緊后人工判斷是否旋緊恰當，如工件對正不恰當，會發(fā)生螺紋錯誤，從而使得工件損壞。
[0003]另外，傳動旋緊機在旋緊至設(shè)定扭矩時，即停止工作，但是如果存在墊圈等的變形是，往往導致扭矩不足，使得旋緊后的工件不合格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在遇到誤操作等的情況下防止由于扭矩過大而對螺紋造成損壞，導致零件報廢造成損失，及保證實際扭矩達到所需要的設(shè)定值，而提出一種旋緊機和利用該旋緊機對工件進行旋緊的方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種旋緊機，包括機架、傳動機構(gòu)和升降旋緊機構(gòu)以及設(shè)置在升降旋緊機構(gòu)上的工裝，在機架中部與該工裝位置相應處設(shè)置有用于夾緊工件的夾具臺，在所述機架上具有底座，傳動機構(gòu)與升降旋緊機構(gòu)傳動連接，還包括升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)與升降旋緊機構(gòu)連接，用于控制升降旋緊機構(gòu)升降，其具有升降動力輸入部分以及與升降動力輸入部分相連接的傳動桿，傳動桿的末端與升降旋緊機構(gòu)相連接；該傳動機構(gòu)與升降旋緊機構(gòu)傳動連接，用于驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)帶動工裝旋轉(zhuǎn)運動，該傳動機構(gòu)中設(shè)置有動力裝置以及與該動力裝置電連接的控制系統(tǒng)。動力裝置驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，帶動工裝旋緊工件，升降機構(gòu)驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)上下運動，驅(qū)動工裝靠近或遠離工件，控制系統(tǒng)在旋緊過程中控制傳動機構(gòu)中的動力裝置以低速或高速驅(qū)動，在達到合適的旋緊程度時，控制動力裝置停止工作。
[0006]進一步地，傳動機構(gòu)中的動力裝置為伺服電機，該伺服電機中設(shè)置有扭力傳感器，該扭力傳感器與控制系統(tǒng)相通信連接，用于測量工裝旋緊過程的扭矩，傳動機構(gòu)通過齒輪嚙合與升降旋緊機構(gòu)傳動連接。
[0007]進一步地，控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)，伺服電機的扭力傳感器給PLC反饋實時扭矩，PLC判斷工作狀態(tài)，為了保證內(nèi)外螺紋完全嚙合，在初始旋緊過程中伺服電機采用低轉(zhuǎn)速，扭力傳感器反饋高扭矩信號表示螺紋嚙合不良，伺服電機停止工作并報警或控制系統(tǒng)報警。初始旋緊階段后就進入高速旋轉(zhuǎn)階段，在達到設(shè)定的最大扭矩值的70-90%時，優(yōu)選在達到設(shè)定的最大扭矩值得80%時，伺服電機減速進入低速旋緊階段；在旋緊扭矩到達設(shè)定值后伺服電機再進行幾次脈沖旋轉(zhuǎn)到扭矩最大設(shè)定值，保證最大旋緊扭矩正確。
[0008]另外，升降機構(gòu)的傳動桿包括傳動推桿、換向杠桿和升降桿，傳動推桿的上端與換向杠桿的一端鉸接，換向杠桿的中部與旋緊機機架鉸接，換向杠桿的另一端與升降桿的下端連接，升降桿的另一端與升降旋緊機構(gòu)下端連接，帶動升降旋緊機構(gòu)上下移動；升降機構(gòu)動力升降輸入部分包括人力杠桿或/和驅(qū)動缸，人力杠桿或/和驅(qū)動缸與傳動推桿的下端連接，帶動傳動推桿上下移動。
[0009]進一步地，升降旋緊機構(gòu)包括花鍵軸和驅(qū)動花鍵軸旋轉(zhuǎn)的末級齒輪，花鍵軸的下端設(shè)置有用于安裝工裝的夾頭，花鍵軸上設(shè)置有對軸承定位的兩個導向定位塊以及驅(qū)動花鍵軸升降的設(shè)置于定位套內(nèi)的升降套筒，定位套固定在機架上，升降套筒與推拉塊相連接，推拉塊與升降桿的端部鉸接，實現(xiàn)升降旋緊機構(gòu)的升降運動。
[0010]進一步地，兩個導向定位塊都具有與花鍵軸配合的花鍵孔，花鍵軸可以在該導向定位塊中上下移動，導向定位塊的徑向、軸向通過軸承定位在支架上，兩個導向定位塊的一個端部抵靠在末級齒輪上，其分別抵靠在末級齒輪的兩側(cè)，從而實現(xiàn)了末級齒輪的軸向定位；升降套筒設(shè)置于定位套內(nèi)并可相對定位套上下滑動，升降套筒內(nèi)部通過升降止推軸承套設(shè)在花鍵軸的下部，并相對于花鍵軸固定。另外，為了提高升降旋緊機構(gòu)的壽命，且降低升降的摩擦，升降套筒與定位套之間還可設(shè)置襯套，該襯套選用具有低摩擦系數(shù)、高耐磨性的材料，例如錫青銅、鉛基合金、鋁基合金、鑄鐵、酚醛樹脂、聚四氟乙烯等材料。
[0011]進一步地，升降機構(gòu)中還設(shè)置有推桿復位機構(gòu)，該推桿復位機構(gòu)為復位彈簧，其通過支撐架設(shè)置于底座上。
[0012]本發(fā)明還公開了一種利用上述旋緊機對工件進行旋緊的方法，主要特征為，第A步，將工件定位在旋緊機上；
[0013]第B步，驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)的花鍵軸下降，帶動工裝就位；
[0014]第C步，控制伺服電機低速旋緊，旋緊過程通過扭矩傳感器測量旋轉(zhuǎn)扭矩，并向控制系統(tǒng)發(fā)送測量數(shù)據(jù)，如果在低速旋緊過程中扭矩傳感器檢測到高扭矩時，伺服電機停止工作，控制系統(tǒng)報警，如果在低速旋緊過程中未出現(xiàn)高扭矩信號，伺服電機進入高速旋緊過程;
[0015]第D步，扭矩傳感器測量到的扭矩值達到最大設(shè)定扭矩時，伺服電機停止工作，升降旋緊機構(gòu)復位，工作完成。
[0016]進一步地，在第C步完成、伺服電機進入高速旋緊過程后，在第D步之前還包括第Cl步，扭矩傳感器再次測量到高扭矩信號時，控制系統(tǒng)控制伺服電機進入低速旋緊過程。
[0017]進一步地，代替第D步，設(shè)置有第Dl步，在測量到最大設(shè)定扭矩后，控制系統(tǒng)控制伺服電機進入脈沖旋緊階段，在設(shè)定次數(shù)的脈沖旋緊后，當扭矩傳感器檢測到扭矩達到最大設(shè)定扭矩值后，伺服電機停止工作，升降旋緊機構(gòu)4復位，當扭矩傳感器檢測到的扭矩沒有達到最大設(shè)定扭矩值時，繼續(xù)脈沖旋緊。
[0018]進一步地，在所述第C步的控制系統(tǒng)報警時，升降旋緊機構(gòu)4復位并重復第B步、第C步，直到無報警信號。
[0019]該工件旋緊方法，首先將工件設(shè)置到位，旋緊過程為低速旋緊一高速旋緊一低速旋緊一脈沖旋緊，旋緊過程中通過扭矩傳感器監(jiān)控旋轉(zhuǎn)扭矩，當在第一個低速旋緊過程中扭矩傳感器檢測到高扭矩時，伺服電機停止工作并報警；第一個低速旋緊過程中未出現(xiàn)高扭矩反饋的，伺服電機進入高速旋緊過程，當在高速旋緊過程中扭矩傳感器檢測到扭矩為設(shè)定值的70-90%時，優(yōu)選為80%時，伺服電機進入第二個低速旋緊過程，當在第二個低速旋緊過程中檢測到扭矩值達到最大設(shè)定扭矩后，伺服電機進入脈沖旋緊階段，當在脈沖旋緊階段檢測到扭矩達到最大設(shè)定扭矩值后，伺服電機停止工作，旋緊機復位。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:該旋緊機利用伺服電機驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，帶動工裝旋緊工件，伺服電機中設(shè)有扭矩傳感器，可以對旋緊過程中的扭矩進行測量控制，控制系統(tǒng)在旋緊過程中控制傳動機構(gòu)中的動力裝置以低速或高速驅(qū)動，從而避免了操作不當損傷零件。所公開的旋緊工件的方法，旋緊過程中通過低速旋緊一高速旋緊一低速旋緊一脈沖旋緊整個過程，使得旋緊可靠，工件扭矩穩(wěn)定，工作過程中只需人工上、下料，其他過程不需要人工參與。該旋緊機操作簡單、輸出扭矩穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中A部的放大圖；
[0023]圖3為升降機構(gòu)除去人力杠桿后采用驅(qū)動缸驅(qū)動的實施例圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]機架I，底座11，升降機構(gòu)2，人力杠桿21，驅(qū)動缸22，人力杠桿鉸接點211，傳動推桿23，換向杠桿24，換向鉸接點241，升降桿25，升降鉸接點251，推桿復位機構(gòu)26，支撐架261，傳動機構(gòu)3，伺服電機31，一級傳動齒輪321，過渡齒輪322，末級齒輪323，升降旋緊機構(gòu)4，花鍵軸41，夾頭411，導向定位塊42、43，定位套44，定位螺釘441，升降套筒45，升降止推軸承451，襯套452，襯套定位螺釘4521，推拉塊46，工裝5，夾具臺6。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細的描述。
[0027]如圖1、2所示，本發(fā)明實施例的旋緊機，包括機架1、傳動機構(gòu)3和升降旋緊機構(gòu)4以及設(shè)置在升降旋緊機構(gòu)4上的工裝5，該工裝5用于對工件進行旋緊作業(yè)，在機架I中部與該工裝5位置相應處設(shè)置有用于夾緊工件的夾具臺6，工件預先防止在該夾具臺6上進行夾緊。在機架I上具有底座11，傳動機構(gòu)3與升降旋緊機構(gòu)4傳動連接，該旋緊機具有升降機構(gòu)2，該升降機構(gòu)2與升降旋緊機構(gòu)4連接，用于控制升降旋緊機構(gòu)4升降，其具有升降動力輸入部分以及與升降動力輸入部分相連接的傳動桿，傳動桿的末端與升降旋緊機構(gòu)4相連接。
[0028]如圖1、3所不，升降機構(gòu)2的傳動桿包括傳動推桿23、換向杠桿24和升降桿25，傳動推桿23的上端與換向杠桿24的一端鉸接，換向杠桿24的中部通過換向鉸接點241鉸接在固定在機架I上的支撐塊上，換向杠桿24的另一端與升降桿25的下端連接，升降桿25的另一端與升降旋緊機構(gòu)4下端的推拉快46鉸接，能帶動升降旋緊機構(gòu)4上下移動；升降機構(gòu)2的動力升降輸入部分包括人力杠桿21或者驅(qū)動缸22，也可以人力杠桿21與驅(qū)動缸22 一塊使用，人力杠桿21的中部通過人力杠桿鉸接點211鉸接在機架上，驅(qū)動缸22固定在底座11上，驅(qū)動剛22可以為氣缸或液缸，人力杠桿21或/和驅(qū)動缸22與傳動推桿23的下端連接，帶動傳動推桿上下移動。升降機構(gòu)2中設(shè)置有推桿復位機構(gòu)26，此處推桿復位機構(gòu)26為復位彈簧，其通過支撐架261設(shè)置于底座11上，復位彈簧和支撐架261對稱設(shè)置于傳動推桿23的兩側(cè)，復位彈簧通過兩端的固定螺釘分別與支撐架261與傳動推桿23中部連接。
[0029]所述傳動機構(gòu)3與升降旋緊機構(gòu)4傳動連接，用于驅(qū)動升降旋緊機構(gòu)4帶動工裝旋轉(zhuǎn)運動，所述傳動機構(gòu)3中設(shè)置有動力裝置以及與該動力裝置電連接的控制系統(tǒng)。傳動機構(gòu)3中的動力裝置為伺服電機31，如圖1所示，伺服電機31輸出軸上設(shè)有以及傳動齒輪321，其與過渡齒輪321嚙合，過渡齒輪321與升降旋緊機構(gòu)4上的末級齒輪323嚙合，從而實現(xiàn)驅(qū)動花鍵軸41旋轉(zhuǎn)。
[0030]如圖1、2所示，升降旋緊機構(gòu)4包括花鍵軸41和驅(qū)動花鍵軸41旋轉(zhuǎn)的末級齒輪323，花鍵軸41的下端設(shè)置有用于安裝工裝5的夾頭411，花鍵軸41上設(shè)置有通過軸承進行定位的導向定位塊4