一种螺纹装配装置及装配方法
技术领域
本发明属于自动组装线体技术领域，尤其是螺纹连接部件装配的装置及装配方法。
背景技术
目前电动单马达丝杆组件的安装，多为人工完成，人工将滑块放置在旋转套筒内，套筒由电机驱动，人工手持丝杆对准滑块，施加压力，旋转套筒内的滑块旋转着被拧到丝杆上。这样的生产模式下，生产效率相对低下，且产品的合格率也无法保障。工位需要配置专人完成，还有物料周转的浪费。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题，提供一种可自动进行螺纹装配的装配装置及装配方法。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种螺纹装配装置，其技术方案是：
一种螺纹装配装置，包括设置在安装板上的螺纹装配组件，所述螺纹装配组件包括电机及可放置第一螺纹组件的套筒，所述电机设置在所述安装板上，输出轴与所述套筒的底面固定，带动所述套筒旋转使第一螺纹组件与第二螺纹组件实现螺纹装配。
进一步的，压块一端与所述螺纹装配组件连接，另一端与所述安装板上的动力机构的输出端固定，所述动力机构驱动所述压块带动所述螺纹装配组件降低高度。
进一步的，所述螺纹装配组件还包括相互固定的套筒安装架和套筒安装板，所述套筒固定在所述套筒安装架的顶部，所述电机与所述套筒安装板的底面固定，联轴器的两端分别穿过所述套筒安装板和套筒安装架的通孔与所述电机和套筒固定。
进一步的，所述套筒安装板与安装板之间设置限定所述套筒运行方向的导柱，所述导柱上设置有可在所述压块驱动力消失后使所述螺纹装配组件复位的复位装置。
进一步的，所述安装板上设置有两个或多个所述螺纹装配组件。
进一步的，所述安装板的底部固定有可带动所述螺纹装配组件从接料位到上料移动的移动装置。
进一步的，所述套筒内设置有限定所述第一螺纹组件位置的限位结构。
为实现发明目的，本发明进一步提供了一种螺纹装置的装配方法，采用如下技术方案：
一种螺纹装置装配方法，采用如前文所述的一种螺纹装置，进行螺纹装置时，在接料位，机械手夹取第一螺纹组件将其放置在螺纹装配组件的套筒内；移动装置将已接收第一螺纹组件的螺纹装配组件移动至上料位；套筒内第一螺纹组件与上料位的第二螺纹组件的旋入面接触，电机驱动套筒旋转，套筒内的第一螺纹组件一同旋转，并与经二螺纹组件完成螺纹装配；套筒与第一螺纹组件分离，移动装置将螺纹装置组件从上料位移回接料位，重复前述步骤。
进一步的，所述螺纹装配装置还包括压块和动力机构，压块一端与所述螺纹装配组件连接，另一端与所述安装板上的动力机构的输出端固定，所述装配方法还包括，动力机构驱动压块下行，可带动螺纹装配组件下行至低位，已接收到第一螺纹组件的螺纹装配组件在低位状态下由接料位转向上料位，在上料位，动力机构驱动压块上行，套筒位置上升，使第一螺纹组件的顶部螺纹面与第二螺纹组件的旋入面接触，电机驱动套筒旋转，完成第一螺纹组件与第二螺纹组件的螺纹装配，动力机构再次驱动压块，带动套筒下行至低位，并在低位状态下由称动装置带动，回到接料位，重复接料、上料的螺纹装配操作。
进一步的，所述螺纹装配装置还包括复位装置，压块与螺纹装配组件搭接，动力机构驱动压块上行后，复位装置带动螺纹组件上行复位。
综上所述，本发明提供的一种螺纹装配装置及装配方法，与现有技术相比，可配合自动化装配生产线上各组装专机及自动上料机械手，完全实现自动化上料，不间隔供料，自动移载，自动组装，为螺纹装配自动化组装提供一种成本低、效率高同、产品合格率高的装配装置及装配方法。
附图说明：
图1：本发明提供的一种螺纹装配装置整体结构示意图；
图2：本发明提供的一种螺纹装配装置中螺纹装配组件结构示意图；
图3：本发明提供的一种螺纹装配装置中螺纹装配组件低位状态示意图；
图4：本发明提供的一种螺纹装配装置中螺纹装配组件高位状态示意图；
图5：本发明提供的一种螺纹装配装置中滚筒剖面示意图；
图6：本发明提供的一种螺纹装配装置中高度调整装置结构示意图
图7：本发明提供的一种螺纹装配装置中传动轴结构示意图。
其中，底板1，旋转气缸2，安装板3，加强板4，弹簧5，导柱6，套筒7，电机8，联轴器9，套筒安装架10，套筒安装件11，滑块12，气缸13，压块14，直线轴承15，侧板16，套筒安装板17，模组横和安装座18，安装板19，竖直模组20，竖向安装板21，加强筋22，横向安装板23，转动电机24，安装柱25，主动轮26，同步带27，从动轮28，传动轴29，轴用挡圈30，孔用挡圈31。
具体实施方式
下面附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
一种螺纹装配装置，包括设置在安装板3上的螺纹装配组件，螺纹装配组件包括电机8及可放置第一螺纹组件的套筒7，电机8设置在安装板3上，输出轴与套筒7的底面固定，带动套筒7旋转使第一螺组件与第二螺纹组件实现螺纹装配。
在本实施例中，以滑块与丝杆的螺纹装配组装成丝杆组件为例，介绍本发明提供的一种螺纹装配装置的具体结构及装配具体方法，其中滑块12在本实施例中定义为第一螺纹组件，丝杆为第二螺纹组件，如图1至图5所示，本发明提供的一种螺纹装配装置，底板1为整个装置的基座，与地面或其他基台固定，并在底板1上设置长圆螺同栓孔，可以微调整个装置在地面或基台上的位置。螺纹装配组件做为本装置的主体部件设置在底板1上，螺纹装配组件包括套筒7和可带动套筒7旋转的电机8，套筒7和电机8设置在安装板3上，套筒安装架10为倒置的“凵”型框架，套筒7的底部通过套筒安装件11与套筒安装架10的顶板固定，套筒安装架10的底部固定在套筒安装板17上，电机8的顶部与套筒安装板17的底面固定，联轴器9设置在套筒安装架10与套筒安装板17围成的空间内，顶端穿过套筒安装架10顶板的通孔与套筒7的底面固定，底端穿过套筒安装板17的通孔与电机8的输出轴固定。电机8的动力由联轴器9传递给套筒7，带动套筒7旋转。
如图5所示，套筒7为顶部开放底部密封的中空件，丝杆组件的滑块12放置在套筒7的中空部分内，中空部分的结构形态与滑块12的外形结构相同，且套筒7内从下至上设有多条凸起的筋，与滑块12外周的凹槽重合，对滑块12在套筒7内的位置进行限定，电机8运转，通过联轴器9驱动套筒7旋转，套筒7内凸起的筋与滑块12外周的凹槽重合，带动滑块12同步旋转实现与丝杆的螺纹装配，防止套筒7空转，同时也可对放入的滑块12的位置进行限位。
在安装板3的顶面上，固定有竖向设置侧板16，电机8、套筒7等相互顺序固定的部件设置在侧板16的一侧，气缸13与侧板16另一侧的上部固定，使电机8与气缸13的运转互不干涉，同时也避免相互影响，压块14一端与气缸13底部的输出端固定，另一端与套筒安装板17搭接固定，如图1至图4所示，压块14包括两段L型支臂及连接板，两段L型支臂的横臂分别与套筒安装板17的顶面的两侧搭接，竖臂的底部通过连接板连接成整体结构，气缸13底部的输出轴与连接板的中心固定，使两侧的力臂均衡对套筒安装板17施力。在本实施例中，两段L型支臂的横臂与套筒安装板17的顶面搭接，在实际应用中，可横臂与套筒安装板17的底面固定或与电机8等其他部件采用任意方式连接固定，可带动套筒安装板17及与其连接的其他部件下行即可。在安装板3的顶面上设置有加强板4，套筒安装板17与加强板4这间，均衡设置有多根导柱6，如图1所示，导柱6为四根，导柱6的底部通过加强板4与安装板3固定，或直接与加强板4固定，另一端分别穿过套筒安装板17四角处的通孔，使套筒安装板17及与其固定的其他部件在压块14的带动下，沿导柱6上下移动。套筒安装板17四角的通孔处，均设置有直线轴承15，导柱6的顶部从下至上依次穿过套筒安装板17的通孔、直线轴承15的轴承孔，相邻两根导柱6通过连接片连接，如图1所示，外侧(朝向用户)和内侧的两根导柱6顶部分别相互连接，防止套筒安装板17从导柱6的顶部脱离。复位弹簧5套在导柱6上，位于套筒安装板17与加强板14之间，两端可分别与加强板4及套筒安装板17固定，或仅一端固定。螺纹装配组件包括安装板3、弹簧5、套筒7、直流电机8、联轴器9、套筒安装板10及套筒安装件11等部件，气缸13动作，输出轴推动连接板向下运动，从而使压块14带动螺纹装配组件向下运行到达低位状态，弹簧5被压缩，气缸13的作用力取消后，在弹簧5反向弹力作用下，推动套筒安装板17及其上部件向上运动复位，并带动压块14复位。在本实施例中，采用气缸13驱动压块14，在实际应用中，可采用其他动力机构与压块14连接，提供动力，如各类电机、液压器等，压块14也可采用其他任意方式与螺纹装配组件的任意位置连接，也可采用其他复位装置，在压块14的驱动力消失后，带动压块14、套筒安装板17及其上所有部件上升复位到高位状态。推荐将压块与套筒安装板17的顶在搭接连接，因气缸13位置与侧板16固定，因此压块14的最高位置是固定的，弹簧5弹性复位时，压块14对套筒安装板17的复位位置进行限定，也防止套筒安装板17在复位过程中产生弹动。
安装板3上对称设置有两组螺纹装配组件，并分别与一组气缸13、压块14配合，实现高、低位的升降转换，两组气缸13相对，两组螺纹装配组件在外侧设置，旋转气缸2底部固定在底板1上，顶部输出端与安装板3的底面固定，可带动安装板3旋转。两组气缸13之间留有一定空间，但于设备的组装与维护，每组螺纹装配组件与对应的气缸13之间由侧板16进行分隔，并为气缸13的固定提供基础。
进行螺纹装配时，滑块12放置在接料位的工装台上或由工装运送给机械手，机械手的夹爪从滑块12的中心撑开，夹取滑块12放置在接料位处螺纹装配组件的套筒7内，使滑块12整体嵌入到套筒7的中空部分内或部分嵌入，滑块12外表面的凹槽卡在套筒7内壁凸起的筋上，对滑块12在套筒7内的位置进行限定，气缸13驱动压块13向下运行，压块13带着套筒安装板17及其上所有部件沿导柱6下行至低位，压缩弹簧5，将套筒7的高度降下来。旋转气缸2旋转180°，将装有滑块12的螺纹装配组件从接料位转到上料位，将与上料位处的丝杆进行螺纹装配。
将有滑块12的螺纹装配组件转入到上料位时，丝杆已由机械手夹持就位，两操作可同时动作，到达指定位置，或可先后到达，到达顺序不限。气缸13取消驱动力，被压缩的弹簧5在自身弹力的反向作用下，推动气缸13、压块14、套筒安装板17及其上所有部件沿导柱6上行复位，套筒7内的滑块12顶部的螺纹口与丝杆的螺纹旋入口相接，在复位过程中，电机8启动旋转，将滑块12旋入到夹持定位好的丝杆上，完成螺纹装配，弹簧5推动各部件复位到达高位。完成螺纹装配后，气缸13再次动作，驱动压块14再次带动套筒安装板17及其所有部件沿导柱6再次下行至低位，使整个螺纹装配组件的高度降低，滑块12从套筒7中脱出。在上料位滑块12与丝杆完成螺纹装配的同时，另一侧接料位处的取料机械手已夹取另一滑块12放入到此处螺纹装配组件的套筒7内，两边的接料、上料完成后，旋转电机2再次旋转180°，将两侧的螺纹装配组件换位，将装有滑块12的套筒7旋转到上料位，等待螺纹装配，将已完成装配的空套筒12移回上料位，等待接收新的滑块12，如此循环操作，可进行丝杆组件螺纹装配的不间断操作，提高装配效率的同时保证装配的合格率。套筒7内设置的多条起限位、连动作用的筋与滑块12外部的凹槽重合，当滑块12放置在套筒7的中空部分时，有可能无法完全落入，但基本可以保证套筒7与滑块12中心对齐或中心部分对齐，当丝杆与滑块12接触后，进行螺纹装配时，套筒7旋转，滑块12会受到套筒内部筋的阻力而旋转落入到套筒7内，并使筋与凹槽重合，实现同步旋转螺纹装配的目的。
在上述螺纹装配操作中，当上料位的螺纹装配组件接收到滑块12后，螺纹装配组件在压块14的驱动下，整体高度降低，以低位状态旋转到上料位；上料位的螺纹装配组件完在滑块12与丝杆的组装后，同样在压块14的驱动下，以低位状态旋转到接料位。接料、上料后的旋转过程均在螺纹装配组件处于低位状态下进行，可有效降低整个装置、生产线的高度，降低装置/生产线的材料成本。
螺纹装配组件以低位状态旋转回接料位后，此时，接料位的滑块12已由取料机械手已夹持就位，气缸13取消驱动力，被压缩的弹簧5弹性反作用力下，套筒7自动上升，在上升过程中，滑块12自动进入到套筒7内，无需取料机械手再次动作，将滑块12送入到套筒7内。利用弹簧5弹性反作用力，无需动力机构(气缸或电机)，可减少能源消耗，实现节能、环保。机械手夹取到滑块12/丝杆后，移动至接料位/上料位后，无需进一步移位操作，套筒7在弹簧5复位作用力下自动接收相应的滑块/丝杆，可减少机械手多次移位带来的误差，进一步提高装配合格率，降低能源消耗。
在本发明提供的实施例中，在安装板3为矩形板，对称设置两组螺纹装配组件，由旋转电机2带动从接料位向上料位旋转换位，接料位和上料位平行设置，由气缸13驱动压块14下行，在实际应用中，安装板3可为圆板，对称设置有多组螺纹装配组件，安装板3外周对应交替设置上料位、接料位，旋转电机2每次旋转固定角度，使各螺纹装配组件依次进行接料、上料操作，可同时进行多个螺纹装配操作。或接料位和上料位在同侧的同一直线上，用平移电机代替旋转电机2，螺纹装配组件在接料位接收滑块后，在平移电机的带动下，平行移动到相邻的上料位，进行与丝杆的螺纹装配。安装板3上可放置多组螺纹装配组件，通过平移电机驱动往复移动，实现上料位与接料位的换位，一次移动，实现多组螺纹组件的同时接料、上料。螺纹装配组件在安装板3上的配置方式可根据生产需要有多种配置方式，安装板3与底板1之间根据配置方式，选择适用的移动装置，带动螺纹装配组件在上料位及接料位之间往复移动。也可用其他动力机构代替气缸13为压块14提供驱动力。
进一步的，本发明提供的一种螺纹装配装置还包括将滑块12螺纹装配到丝杆后，带动滑块在丝杆上移动，调整在滑块12在丝杆上高度位置的螺纹装配组件高度调整装置，包括带动滑块12在丝杆上旋转的旋转组件和可调整旋转组件位置的高度调整组件，如图6和图7所示，高度调整组件采用单轴竖直模组20，包括伺服电机和与伺服电机输出端固定的模组丝杆，模组滑块固定在模组丝杆上，在电机带动下，模组丝杆转动，带动模组滑块沿模组丝杆直线运动。模组横向安装座18固定在预先确定的基台上，如地面或是其他机床、固定座上，并可在基台上调整固定位置，安装板19固定在模组横向安装座18上，高度调整组件一侧通过安装板2与基台固定连接，其他任一侧面上与旋转组件固定。
旋转组件包括转动电机24和套筒，此处的套筒采用与螺纹装配装置中相同结构和尺寸的套筒，区别在于此处的套筒7底部具有通孔，装配有滑块12的丝杆与套筒7套装，丝杆穿过套筒7底壁的通孔，滑块12嵌套在套筒7的中空部分内，套筒7与转动电机24的输出端连接并在转动电机24的带动下旋转，带动滑块12同步旋转，根据旋转方向，调整滑块12在丝杆上的位置。如图6所示，安装座包括竖向安装板21和横向安装板23，竖向安装板21与模组滑块固定，横向安装板23与竖向安装板21的上部或顶部固定，加强筋22可为三角支撑板或斜拉板，一端与横向安装板23的底面或侧面固定，另一端与竖向安装板21的前端面(朝向横向安装板23的一侧)或侧面固，加强支撑横向安装板23的强度，避免横向安装板23因自身重力和其上安装的其他部件的重力作用而从竖向安装板21上脱落。转动电机24通过电机安装柱25安装在横向安装板23的底面上，转动电机24的输出端安装有主动轮26，从动轮28与传动轴29固定，如图7所示，传动轴29插入横向安装板23上的通孔内并固定，传动轴29与横向安装板23的通孔固定处设置有孔用挡圈31，防止传动轴29从横向安装板23的通孔处脱落，传动轴29为中空轴，丝杆的尾端可穿过传动轴29的中空部分，套筒7与传动轴29套装在一起，并可在传动轴29的带动下同步旋转，在传动轴29与套筒13的连接处，设有轴用挡圈30，实现套装固定。主动轮26与从动轮28通过同步带27连接，转动电机24转动，通过同步带27带动从动轮28转动，从动轮28带动传动轴29转动进而带动安装在传动轴29顶部的套筒7转动。
使用时，滑块12螺纹装配到丝杆上以后，螺纹装配装置从上料位移到接料位，同时，机械手带动丝杆组件移动至高度调整装置处，初始状态下，套筒7位于滑块12的正下方，转动电机24动作带动主动轮26旋转，主动轮26通过同步带27带动从动轮28转动，从动轮28带动传动轴29转动，传动轴29带动套筒7转动，转动电机24动作后竖直模组20动作带动转动电机24及套筒7按照一定速度上移，上移一段距离之后套筒7将滑块12套入内部，之后套筒7带动滑块12按照一定转速转动，并在竖直模组20的带动下按照一定速度上移直到将滑块12调整到丝杠中部或其他任意位置，此时转动电机24停止转动同时竖直模组20由上移变为下移，套筒7与滑块12脱离，套筒7在竖直模组的10的带动下回到滑块12正下方的初始位置，已调整好滑块12位置的丝杆组件被机械手移走，高度调整装置等待进行下一丝杆组件的滑块14位置的调整。
综上所述，本发明提供的一种螺纹装配装置及装配方法，与现有技术相比，可配合自动化装配生产线上各组装专机及自动上料机械手，完全实现自动化上料，不间隔供料，自动移载，自动组装，为螺纹装配自动化组装提供一种成本低、效率高同、产品合格率高的装配装置及装配方法。
如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
