[發明專利]一種微小螺紋副零件自動拾取與裝配裝置

有效

• 申請號: 201410357260.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104259836A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 王曉東;張景銘;羅怡;遲勇臻;張習文;孫繼奕;陳亮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

技術領域

本發明屬于精密裝配技術領域，涉及一種微小螺紋副零件自動拾取與裝配裝置。

背景技術

隨著科學技術的發展，對機械產品中零部件的聯接質量也提出了越來越高的要求。螺紋連接作為最為常用的四種聯接方式之一，既可以獲得很大的聯接力，又便于拆裝，成本低，具有互換性等優點。為適應現代機電產品的高可靠性，高安全性的要求以及自動化生產的需求，螺紋副自動裝配系統的開發變得尤為重要。

《智能螺紋裝配系統的新發展》公開了一種新型智能螺紋裝配系統，該系統主要包括交流伺服驅動單元、無接觸式扭矩傳感器單元和執行單元。該系統的核心單元是交流伺服驅動單元，配有增量式編碼器的交流伺服電機結合高性能的全數字化軟件控制驅動器，不僅可以提高其使用壽命，最重要的是使系統的控制方式得到優化，便于更新。但是該裝置需要配合多級行星輪減速機構使用，設備設計及使用較為復雜。

申請號為CN?103157986A的專利，公開了一種螺紋副自動裝配設備。其主要特點是該裝置主要包括外螺紋零件自動上料排序模塊、螺紋副自動裝配模塊和內螺紋紋零件自動上料排序模塊。其中螺紋副自動裝配模塊作為核心模塊，可以完成外螺紋零件的導引工作，螺紋副旋合裝配工作和輸出成品工作。該裝置通過自動化機械來實現螺紋副的自動裝配，減少了人工操作的成本適用于不同種類的螺紋副裝配作業。但不適宜用于微小型螺紋副的裝配。

上述各種螺紋副裝配裝置針對的都是宏觀較大尺寸的螺紋緊固件，但是在微小型螺紋副的應用中都受到限制。現有的裝置無法實現微小型螺紋副的自動裝配。

發明內容

本發明針對上述問題提供了一種微小螺紋副零件的自動拾取與裝配裝置。

本發明的技術方案如下：

一種微小螺紋副零件自動拾取與裝配裝置，包括驅動單元、扭矩傳感器單元和夾指擰緊單元。

驅動單元主要為夾指擰緊單元提供回原點信號和為整個裝置提供動力。扭矩傳感器單元通過扭矩傳感器檢測步進電機承受的反作用扭矩來判斷是否達到螺紋副擰緊狀態。夾指擰緊單元用于實現螺母零件的自動拾取，完成螺紋副的裝配工作。

驅動單元包括步進電機、固定角鋁、微型光電傳感器、傳感器凸輪和精密導軌。微型光電傳感器位于步進電機的下方，二者由固定角鋁固定。該固定角鋁同時連接扭矩傳感器單元中的底板，通過底板將整個裝置與精密導軌連接起來。傳感器凸輪安裝于步進電機的輸出軸上，傳感器凸輪和微型光電傳感器一起提供步進電機的原點信號，通過采集原點信號使步進電機在原點處停止從而使夾指擰緊單元中的夾指彈簧片的張開方向固定，進而實現螺母零件的自動拾取。由精密導軌和步進電機的配合運動，即精密導軌每下降一個螺距，步進電機旋轉一周，形成螺旋運動來完成螺紋副的裝配工作。

扭矩傳感器單元包括聯軸器、扭矩傳感器和底板。扭矩傳感器固定在底板上。扭矩傳感器輸入端通過聯軸器與驅動單元中的步進電機連接，扭矩傳感器輸出端通過聯軸器與夾指擰緊單元中的滾珠襯套導向組件連接。

夾指擰緊單元包括導向軸支座、支座墊片、滾珠襯套導向組件和螺母拾取組件。螺母拾取組件包括夾指彈簧片和螺母夾指，夾指彈簧片前端有彈性較高的兩指，夾持微小螺紋副的零件時，夾指彈簧片收到向下壓力，夾指彈簧片前端的倒角使夾指彈簧片前端兩指張開并夾持微小螺紋副零件，夾指彈簧片的方形結構用于與螺母夾指配合；螺母夾指前端溝狀結構的下部用于與夾指彈簧片的方形結構過盈配合，其螺紋孔用于與夾指彈簧片的方形結構下端中心孔配合定位，通過前端槽狀結構保證微小螺紋副零件在螺母拾取組件中的位置，螺母夾指后端結構用于與滾珠導向襯套組件聯接；針對不同形狀的微小螺紋副零件采用不同的螺母拾取組件來實現多種微小螺紋副零件的自動拾取。滾珠襯套導向組件通過導向軸支座固定在扭矩傳感器單元中的底板上，通過改變支座墊片厚度來調整滾珠襯套導向組件與扭矩傳感器輸出端同軸度。滾珠襯套導向組件的一端與扭矩傳器單元輸出端的聯軸器相連，另一端與螺母夾指相連。它可以實現直線往復運動，用來減小螺紋副擰緊作業中由于精密導軌向下運動時的誤差；又可以實現回轉運動，以此來保證螺紋副裝配時的同軸度。

本發明的有益效果是針對不同形狀的螺母零件，采用不同的螺母拾取組件。其中，螺母夾指末端用于固定螺母的部分，它的形狀由螺母形狀決定。通過傳感器凸輪和微型光電傳感器的配合使用，使螺母拾取組件中的夾指彈簧片的夾指張開方向固定，實現了微小螺紋副零件的自動拾取工作。在裝置中采用滾珠襯套導向組件，在減小由精密導軌向下運動造成的誤差的同時，也保證了螺紋副連接件的相對位姿偏差盡可能小。

配圖說明