專利名稱：自動螺釘擰緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動螺釘擰緊裝置，其通過螺釘擰緊機(jī)構(gòu)將螺釘擰緊到物體 (subject)的預(yù)設(shè)待螺紋部分。
背景技術(shù)：
在公開號平8-229752的日本專利申請中，揭示了一種根據(jù)相關(guān)技術(shù)的自動螺釘擰緊裝置，其用于通過螺釘擰緊機(jī)構(gòu)將螺釘自動擰緊到物體的預(yù)設(shè)帶螺紋部分，預(yù)定的螺釘一個接一個地從螺釘供給機(jī)構(gòu)自動供給到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的螺釘擰緊頭。然后，將物體固定到可移動的臺子，在螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的螺釘擰緊頭移動時，物體的帶螺紋位置移動到預(yù)定的位置。下一步，螺釘被擰緊以裝配物體。在該情形，通過供給軟管將螺釘供給到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)。然而，存在以下缺陷。例如， 螺釘頭經(jīng)?？ㄔ谲浌苤?。此外，由于螺釘供給機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)和連接到螺釘擰緊頭的供給軟管一同移動，該螺釘供給機(jī)構(gòu)很大。此外，由于螺釘擰緊機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)有寬的移動范圍，該螺釘擰緊裝置在空間上沒有優(yōu)勢。此外，由于工人或物體與軟管或其它構(gòu)件的接觸，會發(fā)生不能預(yù)料的事故。同時，在公開號平8-229752的日本專利申請中，在本申請的申請人在先申請的日本專利申請2010-29559等申請中，揭示了一種螺釘擰緊機(jī)構(gòu)，其中驅(qū)動鉆頭從驅(qū)動鉆頭 (BIT)和螺釘夾持器之間的間隙吸取空氣，從而將螺釘嚙合到驅(qū)動鉆頭并夾持螺釘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到以上問題，并提供一種自動螺釘擰緊裝置，其通過螺釘擰緊機(jī)構(gòu)自動地相對于物體的預(yù)設(shè)帶螺紋部分?jǐn)Q緊螺釘，其中可以平滑且自動的裝配，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端部在不與軟管或者其它東西連接的情況下平滑地上下移動，該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)尺寸小且緊湊，并且螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的移動范圍減小。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了自動螺釘擰緊裝置，其使用螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的空氣吸力，通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)，將螺釘從螺釘供給機(jī)構(gòu)輸送到該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)，將螺釘嚙合到該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部，并將該螺釘擰緊到帶螺紋部分。在該螺釘擰緊裝置，釋放單元設(shè)置在螺釘供給機(jī)構(gòu)的輸送管的前端，轉(zhuǎn)動臂安裝在該螺釘釋放單元，且供給頭單元安裝在該轉(zhuǎn)動臂的前端，使得與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，該供給頭單元在緊密接觸的位置和撤離位置之間移動，在緊密接觸位置，供給頭單元與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，在撤離位置，供給頭單元遠(yuǎn)離驅(qū)動鉆頭單元，且在緊密接觸位置，該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部與螺釘接觸，并吸引螺釘?shù)念^部以便和螺釘嚙合。在自動螺釘擰緊裝置中，和多個不同種類的螺釘相一致的多個供給頭部件設(shè)置在轉(zhuǎn)動臂的前端的供給頭單元，且選定預(yù)設(shè)的供給頭部件并使其與驅(qū)動鉆頭部接觸，從而可以供給不同種類的螺釘?shù)焦┙o頭部件。
在自動螺釘擰緊裝置中，通過形成彎曲的引導(dǎo)槽形成每個供給頭部件的彎曲通道，所述彎曲通道用于在可分割的導(dǎo)塊元件的配合面引導(dǎo)螺釘以形成螺釘引導(dǎo)通道。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的自動螺釘擰緊裝置，由于使用螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的空氣吸力，通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)，將螺釘從螺釘供給機(jī)構(gòu)以螺釘頭部在前的方式輸送，輸送管的內(nèi)壁損傷減小，螺釘不會卡在輸送管中，且能夠穩(wěn)定螺釘?shù)淖藨B(tài)，以使螺釘和驅(qū)動鉆頭牢固地嚙合，將螺釘穩(wěn)定地供給到驅(qū)動鉆頭，并改善可靠性。此外，可以自動且快速地將與驅(qū)動磚頭部嚙合的螺釘擰緊到物體的帶螺紋部分。 此外，螺釘和驅(qū)動鉆頭嚙合的配置簡單，容易保養(yǎng)，且制造成本低廉。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的自動螺釘擰緊裝置，由于在轉(zhuǎn)動臂的前端設(shè)置了對應(yīng)于各種不同種類的螺釘?shù)亩鄠€供給頭部件，能夠快速將各種不同種類的螺釘和驅(qū)動鉆頭嚙合，且由于它可以僅通過控制供給頭單元的轉(zhuǎn)動位置來提供期望種類的螺釘給供給頭單元，所以其配置簡單且容易保養(yǎng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的自動螺釘擰緊裝置，由于用于引導(dǎo)螺釘?shù)膹澢龑?dǎo)槽形成在可分割的導(dǎo)塊元件的配合面，可以自由設(shè)計(jì)以便螺釘引導(dǎo)通道的剖面具有遍及螺釘引導(dǎo)通道的一致的準(zhǔn)確圓形，該螺釘引導(dǎo)通道由引導(dǎo)槽形成，或者需要時僅在彎曲部分中具有稍大的準(zhǔn)確圓形，不像相關(guān)的背景技術(shù)，其中管道路徑的彎曲部分為平的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的螺釘擰緊裝置的剖面透視圖。圖2是圖1的螺釘供給機(jī)構(gòu)1的透視圖。圖3是圖2的螺釘供給機(jī)構(gòu)的主視圖。圖4是從螺釘輸送單元上看的圖2的螺釘釋放單元的俯視圖。圖5是圖4的螺釘釋放單元的局部右視圖。圖6 a和圖6 b是放大的透視圖，用于解釋圖5的螺釘輸送盤的操作。圖7 a到圖7d是放大的透視圖，用于解釋螺釘釋放單元和螺釘輸送機(jī)構(gòu)的操作。圖8是從上側(cè)看的本發(fā)明的實(shí)施方式的釋放單元33的俯視圖。圖9是圖8的釋放單元的仰視圖。圖10是圖8的釋放單元的左側(cè)視圖。圖11是圖8的釋放單元的局部剖面的前視圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式的供給頭單元的導(dǎo)塊部件的透視圖。圖13是圖12的導(dǎo)塊部件的分解透視圖。圖14a到圖14c是示意圖，用于解釋本發(fā)明的實(shí)施方式中將螺釘與驅(qū)動鉆頭(BIT) 嚙合的操作。圖15是說明該實(shí)施方式的流程圖。圖16是說明該實(shí)施方式中自動螺釘供給操作的開始狀態(tài)的透視圖。圖17是顯示一種狀態(tài)的透視圖，其中通過從圖16的狀態(tài)移動，供給頭單元331正好位于驅(qū)動鉆頭部51的下側(cè)。圖18是顯示一種狀態(tài)的透視圖，其中通過從圖17的狀態(tài)向下移動驅(qū)動鉆頭511， 螺釘與驅(qū)動鉆頭511嚙合。
圖19是顯示一種操作狀態(tài)的透視圖，其中驅(qū)動鉆頭511開始一螺釘擰緊操作。圖20a到圖20c是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的自動螺釘擰緊裝置的剖視圖。圖21a和圖21b根據(jù)相關(guān)技術(shù)的另一個自動螺釘擰緊裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式從螺釘供給機(jī)構(gòu)經(jīng)由輸送軟管如聚氯乙烯管或軟管以螺釘?shù)念^部在輸送管前部的方式，將螺釘一個接一個地輸送到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)(鉆頭)，并通過螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的空氣吸力，將每個輸送的螺釘?shù)念^部與螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動鉆頭部的前端嚙合，從而自動地且連續(xù)地將螺釘擰緊到預(yù)設(shè)的帶螺紋部分。在下文，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的自動螺釘擰緊裝置。[整體配置]
將參照圖1整體且示意地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有螺釘供給機(jī)構(gòu)的自動螺釘擰緊裝置。該實(shí)施方式是一種自動控制裝置。根據(jù)該實(shí)施方式，配置有兩個螺釘供給機(jī)構(gòu)1。 螺釘供給機(jī)構(gòu)1通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的輸送管32將螺釘輸送到螺釘裝配站4的水平可移動供給頭單元331。然后，安裝在螺釘裝配站4的垂直的可移動螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5向下移動， 從而螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的前端的驅(qū)動鉆頭(BIT)部51與供給頭單元331中的螺釘接觸。在該狀態(tài)，驅(qū)動鉆頭部51吸螺釘?shù)念^部從而與頭部嚙合。其后，在螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5向上移動時，物體421如照相機(jī)或移動電話向前或向后移動，從而預(yù)定的物體421的帶螺紋部分422 和驅(qū)動鉆頭部51位于同一垂直線。接下來擰緊螺釘。[螺釘供給機(jī)構(gòu)1]
首先，將參照圖2到圖6a和圖6b描述螺釘供給機(jī)構(gòu)1。圖2是沒有外框的螺釘供給機(jī)構(gòu)的透視圖，而圖3是圖2的螺釘供給機(jī)構(gòu)的前視圖。如圖2所示，螺釘S存儲在螺釘供給機(jī)構(gòu)1的螺釘存儲單元11中，且通過導(dǎo)軌12和定位螺釘導(dǎo)軌122，存儲的螺釘S對齊(aligned)且連續(xù)地移動到前表面，該導(dǎo)軌12從螺釘存儲單元11的前殼體板11突出，該定位螺釘導(dǎo)軌122安裝在導(dǎo)軌12的前端部121上。用于該螺釘定位機(jī)構(gòu)的原理可以是眾所周知的原理。在該實(shí)施方式中，導(dǎo)軌12是擺動的從而在螺釘存儲單元11中的螺釘S向前運(yùn)動，導(dǎo)軌12上的備用螺釘S被振動刷13 放下，且通過螺釘收集單元14例如被安置在側(cè)面上的轉(zhuǎn)向磁鐵，該被放下的螺釘S被再次引導(dǎo)到導(dǎo)軌12。刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)131將振動刷13從一側(cè)向另一側(cè)轉(zhuǎn)向。該刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)131和螺釘收集單元14通過設(shè)置在螺釘存儲單元11的前表面的驅(qū)動電機(jī)15的輸送機(jī)構(gòu)或滑輪或環(huán)而被驅(qū)動。[螺釘釋放單元2]
此外，如圖4和圖5中所示，螺釘定位蓋123設(shè)置在該定位螺釘導(dǎo)軌122上，且配置螺釘釋放單元2以引導(dǎo)該螺釘S,以便在下一個步驟中，螺釘S的螺釘頭部Sl在螺釘S的移動方向以頭部向前的方式位于螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的移動管32中。配置該螺釘釋放單元2以與該定位螺釘導(dǎo)軌122的引導(dǎo)前端表面1221相接觸，如圖4的仰視圖和圖5的左側(cè)視圖中所示。該螺釘釋放單元2執(zhí)行準(zhǔn)備步驟用于下述的螺釘輸送機(jī)構(gòu)3并可以構(gòu)造為螺釘輸入機(jī)構(gòu)3的一部分。該螺釘釋放單元2的主要元件是螺釘輸入盤21 (見圖6a和圖6b)，其通過順時針方向和逆時針方向轉(zhuǎn)動，在定位螺釘導(dǎo)軌122上依次取出螺釘S。該螺釘輸入盤21繞轉(zhuǎn)動軸212順時針方向和逆時針方向轉(zhuǎn)動。螺釘輸入盤21的轉(zhuǎn)動表面211以相對于螺釘供給機(jī)構(gòu)1的定位螺釘導(dǎo)軌122的螺釘運(yùn)動方向的合適的角度而設(shè)置，且螺釘接收槽213設(shè)置在螺釘輸入盤21的轉(zhuǎn)動表面211中。該螺釘接收槽213是槽，其與從定位螺釘引導(dǎo)件122中供給的螺釘S的位置一致，并有一個比螺釘S的螺紋部分S2的直徑稍大的寬度。此外，在該螺釘輸入盤21的相反側(cè)，定位螺釘導(dǎo)軌122被布置于該側(cè)上，固定有驅(qū)動齒輪214。該齒輪214與上下移動的齒條215相嚙合。根據(jù)控制指令設(shè)備(未示出)由驅(qū)動圓柱體216液壓控制齒條215的垂直運(yùn)動，從而順時針方向和逆時針方向轉(zhuǎn)動該螺釘輸入盤21。[螺釘輸送機(jī)構(gòu)3]
接下來，將參照圖7 a到圖7 d結(jié)合螺釘輸入盤21的結(jié)構(gòu)描述螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的操作， 螺釘輸入盤21構(gòu)成為螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的一部分。如圖7 a中所示，為了在螺釘裝入到螺釘輸入盤21的螺釘接收槽213且螺釘輸入盤21如圖中順時針轉(zhuǎn)動時，阻止螺釘?shù)袈洌粋€側(cè)面螺釘導(dǎo)軌124 (見圖4)設(shè)置在螺釘供給機(jī)構(gòu)1側(cè)，并且沿螺釘輸入盤21的外圓周在螺釘頭部側(cè)設(shè)置有螺釘頂部導(dǎo)軌125。在圖 7 a中，螺釘輸入盤21狀態(tài)仍保持靜止，其中螺釘被裝入該螺釘輸入盤21。接著，如圖7 b中所示，按照控制指令設(shè)備(未示出)的轉(zhuǎn)向指令，驅(qū)動圓柱體216 突出，齒條215向上移動，且齒輪214和螺釘輸入盤21順時針轉(zhuǎn)動大約135°然后停止。在這里，螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的斜道組件31安裝到該螺釘供給機(jī)構(gòu)1以與螺釘釋放單元2相接近，并且該斜道組件31的管連接部315連接于螺釘擰緊機(jī)構(gòu)4的輸送管32。在圖7 b中所示的螺釘輸入盤21的停止?fàn)顟B(tài)下，螺釘S以螺釘頭部Sl被向下傾斜的方式處于輸送機(jī)構(gòu)3的移動進(jìn)口 311的位置。隨后，如圖7 c中所示，螺釘Sl由該螺釘?shù)闹亓恳苿拥铰葆攲?dǎo)向槽312中。接著，依照控制指令設(shè)備(未示出)的指令，壓縮空氣被供給給設(shè)置在斜道組件31 中的壓縮空氣進(jìn)口 313，并從設(shè)置在螺釘導(dǎo)向槽312中的螺釘S的上游的噴嘴314中釋放， 與此同時，依照控制指令設(shè)備(未示出)的指令，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的吸力施加到該輸送管32 上，由此從連接到輸送管32的前端的釋放單元33的供給頭單元331吸取在螺釘導(dǎo)向槽312 中以螺釘頭部Sl在前的方式被引導(dǎo)的螺釘S，以輸送到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5側(cè)。此外，當(dāng)驅(qū)動圓柱體216縮回時電磁閥門(未示出)的剩余氣體用作供給到該壓縮空氣進(jìn)口 313的壓縮空氣，從而簡化結(jié)構(gòu)并改善運(yùn)行效率。由于使用壓縮空氣的該空氣輸送機(jī)構(gòu)是本發(fā)明的該實(shí)施方式中的一個次要的機(jī)構(gòu)，它可以在需要時應(yīng)用。正如將在下文描述的，主體部分毫無疑問地是借助于螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的空氣吸力的螺釘輸送機(jī)構(gòu)，且穿過間隙借助吸氣動作實(shí)施螺釘輸送，該間隙處于驅(qū)動鉆頭511和位于驅(qū)動鉆頭511的前端部的螺釘夾持器(保護(hù)管)512之間。因此，使用空氣的螺釘輸送實(shí)例是充分可能的，例如，一個實(shí)例，其輸送管32是短的，只要該輸送管32朝外側(cè)打開，就沒有必要供給壓縮空氣。如果螺釘S的輸送已經(jīng)完成，螺釘釋放單元2應(yīng)該取出下一個螺釘S。為此目的，螺釘輸入盤21如圖7 d中所示逆時針方向轉(zhuǎn)動，以便返回到如圖7 a中所示的狀態(tài)，并在來自定位螺釘導(dǎo)軌122的第一個螺釘被裝到螺釘輸入盤21的螺釘接收槽213中的狀態(tài)下做好準(zhǔn)備。然后，螺釘S以螺釘頭部Sl在前的方式在輸送管32中移動，并供給到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5。此外，透明管的預(yù)定長度可以被用作該輸送管32。該透明管由合成樹脂形成，該樹脂具有彈性，具有恒定內(nèi)徑，且具有內(nèi)壁，一種阻止螺釘卡在輸送管中的材料被施加到內(nèi)壁。 不用說，該內(nèi)部直徑可以根據(jù)所使用的螺釘S而變化。[釋放單元33和驅(qū)動鉆頭部分51]
在此，將參照圖8到圖11描述輸送管32的前端的釋放單元33以及作為釋放單元33 的主要部件的供給頭單元331。如果供給頭單元331與螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動鉆頭部分51 正常接觸，螺釘S通過吸力輸送到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5側(cè)。這將詳細(xì)描述。圖8是從上側(cè)看的整個釋放單元的俯視圖，而圖9是從底部看的釋放單元的底面。 供給頭單元331包括兩個供給頭部件331a和331b以適應(yīng)具有不同長度的不同種類的螺釘。供給頭單元331設(shè)置在轉(zhuǎn)動臂332的前端部分上。轉(zhuǎn)動臂332構(gòu)造為在轉(zhuǎn)動軸333(轉(zhuǎn)動軸xl)上轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動軸333設(shè)置在底座部337上。轉(zhuǎn)動臂332通過轉(zhuǎn)動軸333 (見圖9) 被控制在可控的位置轉(zhuǎn)動和停止，也就是說，圖8的撤離(evacuation)位置或圖16和圖17 的靠近位置，在靠近位置轉(zhuǎn)動臂332靠近螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的前端的驅(qū)動鉆頭部分511。轉(zhuǎn)動軸333具有通過驅(qū)動皮帶輪3351轉(zhuǎn)動的驅(qū)動皮帶輪3331，驅(qū)動皮帶輪3351連接到步進(jìn)電機(jī)335并通過皮帶334連接到驅(qū)動皮帶輪3331。同時，如圖8和圖11所示，在供給頭單元331的每個供給頭部件331a和331b的上部的中心附近，設(shè)置有螺釘輸送孔3311。每個螺釘輸送孔3311的底部連接到連接管336 的一側(cè)，而連接管336的另一側(cè)連接到螺釘進(jìn)料口 338的連接單元3381。連接單元3381從螺釘輸送機(jī)構(gòu)3連接到輸送管32。螺釘進(jìn)料口 338與轉(zhuǎn)動臂332同軸連接，并隨著轉(zhuǎn)動臂332的轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)動軸333 設(shè)置在底座部337上。連接單元3381和螺釘供給機(jī)構(gòu)1從螺釘供給機(jī)構(gòu)1連接到多個輸送管32。此外，如圖10的左側(cè)視圖和圖11的前視圖所示，底座部337構(gòu)造為可通過驅(qū)動圓柱體339而垂直移動。在一些情形(At some members)，安裝各種傳感器從而操作控制是可行的。首先，在供給頭單元331的螺釘輸送孔3311中，安裝螺釘存在/不存在檢測傳感器 3312 (screw existence/nonexistence detecting sensors 3312)以檢測螺釘是否正在輸送。在每個螺釘輸送孔3311的開口附近，設(shè)置有鉆頭存在/不存在檢測傳感器3313 (bit existence/nonexistence detecting sensors 3313) ^1@須||馬區(qū)云力|占1胃 51 白勺馬區(qū)云力 占H 否在開口附近。在轉(zhuǎn)動軸333的附近，安裝原點(diǎn)檢測傳感器3352來檢測步進(jìn)電機(jī)335的轉(zhuǎn)動原點(diǎn)從而總是在正確的位置停止步進(jìn)電機(jī)335。在用于垂直移動底座部337的驅(qū)動圓柱體339的上端部分，安裝有上升檢測傳感器3391，且在驅(qū)動圓柱體339的下端部分，安裝有下降檢測傳感器3392。在此，設(shè)置在供給頭單元331的供給頭部件331a或331b的上部中心附近的螺釘輸送孔3311的通道的軸向，相對于連接到供給頭單元331的供給頭部件331a或331b的下部的連接管336的通道的軸向，是處于大約直角(90° )。出于該原因，在供給頭單元331中，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備用于改變處于直角的通道的結(jié)構(gòu)。然而，就僅僅彎曲的普通管來說，管的彎曲部分不可避免地有點(diǎn)平，因此螺釘S經(jīng)?？ㄔ谄渲小Ｒ虼?，在該實(shí)施方式，如圖12和圖13所示，導(dǎo)塊3314用于自由地設(shè)計(jì)通道的形狀。導(dǎo)塊3314可分割為兩個導(dǎo)塊元件3314a和3314b，而且如圖12所示，通過插入螺釘 3317到結(jié)合孔1316該兩個導(dǎo)塊元件3314a和3314b結(jié)合到一起。導(dǎo)塊3314的一個導(dǎo)塊元件3314a (或3314b)具有圖13中的形狀。在導(dǎo)塊元件3314a和3314b結(jié)合到一起時，在導(dǎo)塊元件3314a和3314b彼此面對的配合面3318，彎曲的引導(dǎo)槽3315形成為連接螺釘輸送孔 3311和連接管336的螺釘引導(dǎo)通道。在該情形，成為螺釘引導(dǎo)通道的彎曲的引導(dǎo)槽3315可以自由地插入(cut into) 導(dǎo)塊元件3314a和3314b的配合面3318，從而螺釘引導(dǎo)通道的剖面具有遍于螺釘引導(dǎo)通道的一致的準(zhǔn)確的圓形，或者如果需要，只在彎曲部分具有稍大的準(zhǔn)確的圓形。因而，彎曲區(qū)域沒有展平。雖然描述了供給頭單元331的導(dǎo)塊3314的彎曲通道，螺釘進(jìn)料口 338的彎曲通道具有相同的結(jié)構(gòu)。在螺釘進(jìn)料口 338中，每個螺釘導(dǎo)塊3382分割為兩個導(dǎo)塊元件，也就是說，左和右導(dǎo)塊元件3382a和3382b。當(dāng)導(dǎo)塊元件3382a和3382b結(jié)合在一起時，在導(dǎo)塊元件3382a和3382b彼此面對的配合面，彎曲引導(dǎo)槽3315形成，和導(dǎo)塊3314相似。此外，在供給頭單元331，成對的導(dǎo)塊元件3381a和3381b可以設(shè)置為和螺釘?shù)姆N類一樣多。如上所述，通過可分割的導(dǎo)塊元件3314a和3314b形成供給頭單元331的彎曲通道區(qū)域，且彎曲的引導(dǎo)槽形成在兩個導(dǎo)塊元件3314a和3314b的配合面3318以滑動引導(dǎo)螺釘。同時，如圖14 a和圖14b中所示，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)(鉆頭)5的前端的驅(qū)動鉆頭(BIT) 部分51具有結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)根據(jù)公開號平8-229752的日本專利申請的相關(guān)技術(shù)或已知的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動鉆頭部分51從驅(qū)動鉆頭(BIT) 511和螺釘夾持器512之間的間隙吸取空氣，從而驅(qū)動鉆頭511與螺釘嚙合并夾持螺釘。為了吸氣，如圖1所示，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的主體部分52的上端部連接到吸管53，該吸管連接到通過該系統(tǒng)可控的吸氣裝置(未示出)。此外，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)(鉆頭)5和螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動鉆頭底座部54構(gòu)造為通過由控制指令設(shè)備(未示出)控制的垂直移動機(jī)構(gòu)55，上升位置檢測傳感器以及下降位置檢測傳感器可垂直移動到預(yù)定位置。此外，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)(鉆頭)5和螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動鉆頭部分51構(gòu)造為通過螺釘裝配站4的螺釘擰緊機(jī)構(gòu)輸送單元41可向左和右移動，并具有位置傳感器(未示出)用于在預(yù)定位置停止。[操作略圖]
將參照圖15的流程圖和圖16到圖19的單獨(dú)狀態(tài)的透視圖描述上述的實(shí)施方式的操作。首先，在步驟Si，按壓操作按鈕來發(fā)送螺釘供給指令，以開始自動螺釘供給操作。 在步驟S2，通過安裝在定位螺釘導(dǎo)軌122的前端的螺釘供給位置(存在/不存在)傳感器16 (見圖6a和圖6b)檢測螺釘是否在螺釘供給機(jī)構(gòu)1的定位螺釘導(dǎo)軌122中存在。如果檢測到待供給的螺釘已經(jīng)準(zhǔn)備好(在步驟S2中“是”)，程序進(jìn)行到步驟S3。在步驟S3，釋放單元33的驅(qū)動圓柱體339被激活，在垂直方向(Z軸)將底座部337向下移動。相反，如果在步驟S2檢測到?jīng)]有螺釘(在步驟S2中“否”)，供給螺釘?shù)铰葆敼┙o機(jī)構(gòu)1的定位螺釘導(dǎo)軌 122。如果在螺釘存儲單元11中沒有螺釘，通過警告燈(未示出)等作出警告。在圖16的透視圖中顯示步驟S3的狀態(tài)。接下來，程序進(jìn)行到步驟S4。在步驟S4，安裝在前端部的具有兩個供給頭部件 331a和331b的轉(zhuǎn)動臂332繞底座部337的轉(zhuǎn)動軸333轉(zhuǎn)動到位置，并將供給頭單元331的選定的供給頭部件(供給頭部件331a和331b中的任一個)正好停在螺釘擰緊機(jī)構(gòu)(驅(qū)動鉆頭)5的驅(qū)動鉆頭部分51的下方。步驟S4的狀態(tài)在圖14a到圖14c的透視圖中顯示，且是圖14 a的狀態(tài)。 在轉(zhuǎn)動臂332的轉(zhuǎn)動停止的時刻，或者在轉(zhuǎn)動操作中，在步驟S4中，螺釘擰緊機(jī)構(gòu) 5和驅(qū)動鉆頭底座部54還通過垂直移動機(jī)構(gòu)55向下移動。然后，在步驟S5，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5通過垂直移動機(jī)構(gòu)55向下移動，從而前端的驅(qū)動鉆頭部51與供給頭部件331a (其是圖19中處于前側(cè)的供給頭部件)(或者如果需要時是供給頭部件331b)緊密接觸。接下來，在步驟S6，通過鉆頭存在/不存在檢測傳感器3313 判斷螺釘輸送孔3311和驅(qū)動鉆頭511的中心軸是否彼此一致。如果中心軸彼此一致(在步驟S6中“是”)，程序進(jìn)行到步驟S7。相對的，如果中心軸彼此不一致(在步驟S6中“否”)， 程序返回到步驟S5，從而螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5繼續(xù)向下移動。在步驟S7，如圖14 b所示，在螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5 —側(cè)的吸氣裝置的吸氣閥打開以開始從吸氣管53吸氣，從而從驅(qū)動鉆頭511和螺釘夾持器512之間的間隙吸氣。與此同時， 壓縮空氣供給到壓縮空氣入口 313。結(jié)果，螺釘很快與驅(qū)動鉆頭511嚙合并通過吸力保持在那。然后，在步驟S8，檢測螺釘是否吸起并完全分離供給頭單元331。如果檢測到在供給頭單元331中沒有螺釘(在步驟S8中“是”)，程序進(jìn)行到步驟S9，其中螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5向上移動。相反地，如果螺釘留在供給頭單元331中(在步驟S8中“否”)，程序返回步驟S7以執(zhí)行將螺釘和驅(qū)動鉆頭511嚙合的操作。在圖18的透視圖中顯示將螺釘和驅(qū)動鉆頭511嚙合的步驟S7的操作狀態(tài)。在步驟S9，如圖14 c中所示，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5和驅(qū)動鉆頭底座部54 —起向上移動。然后，在步驟S10，通過上升檢測傳感器3391檢測螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5是否到達(dá)上升位置。 如果檢測到螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5到達(dá)該上升位置(在步驟SlO中“是”)，該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的上升停止。相反，如果螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5沒有到達(dá)該上升位置(在步驟SlO中“否”)，程序返回到步驟S9，其中該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5繼續(xù)向上移動。如果螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的上升完成，接著是在步驟Sll到S14中轉(zhuǎn)動臂332的撤離操作以及在步驟S21到S29中螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5的螺釘擰緊操作。轉(zhuǎn)動臂332的撤離操作如下執(zhí)行。首先，在步驟S11，停止螺釘輸送機(jī)構(gòu)3的利用空氣的壓力輸送。接下來，在步驟S12，轉(zhuǎn)動臂332反向轉(zhuǎn)動以移動供給頭單元331到初始撤離位置。然后，在步驟S13，激活驅(qū)動圓柱體339以將轉(zhuǎn)動臂332和底座部337向上移動到初始位置。在步驟S14，螺釘輸送操作完成而螺釘供給機(jī)構(gòu)1等待下一個螺釘供給指令。同時，螺釘擰緊操作緊隨步驟S10。在步驟S21，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5通過螺釘裝配站4 的螺釘擰緊機(jī)構(gòu)輸送單元41而向左和右移動，并停止在由控制指令設(shè)備設(shè)定的預(yù)定位置。 在步驟S22，擰緊到螺釘裝配站4的物體輸送單元42的各種設(shè)備如照相機(jī)或手提電話的帶螺紋物體421通過物體輸送單元42前后移動，從而帶螺紋部422和驅(qū)動鉆頭511位于相同的垂直線上。步驟S22可以和步驟S21同時執(zhí)行。在步驟S23，檢測帶螺紋部422和驅(qū)動鉆頭511是否位于相同的垂直線上。如果帶螺紋部422和驅(qū)動鉆頭511沒有位于相同的垂直線上(在步驟S23中“否”)，程序進(jìn)入步驟 S22。如果帶螺紋部422和驅(qū)動鉆頭511位于相同的垂直線上(在步驟S23中“是”)，在步驟 S24，通過螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5激活垂直移動機(jī)構(gòu)55并與下降位置檢測傳感器協(xié)同操作，以在設(shè)定位置將驅(qū)動鉆頭511與螺釘嚙合。接下來，在步驟S25，驅(qū)動鉆頭(BIT) 511轉(zhuǎn)動以開始螺釘擰緊操作。圖19是顯示狀態(tài)的透視圖，其中轉(zhuǎn)動臂332和底座部337通過在步驟S13激活驅(qū)動圓柱體339而向上移動并撤到初始位置，以及操作狀態(tài)，其中通過在步驟25轉(zhuǎn)動驅(qū)動鉆頭(BIT) 511而開始螺釘操作。接下來，在步驟S26，檢測驅(qū)動鉆頭511的轉(zhuǎn)動是否停止。如果驅(qū)動鉆頭511的轉(zhuǎn)動停止，在步驟S27，該螺釘擰緊操作完成，與此同時，到驅(qū)動鉆頭511的吸氣停止。相反，如果驅(qū)動鉆頭511繼續(xù)轉(zhuǎn)動，程序返回步驟S25。在步驟S27后，在步驟S28，通過螺釘裝配站4的螺釘擰緊機(jī)構(gòu)輸送單元41，螺釘擰緊機(jī)構(gòu)5向左或右移動(實(shí)施方式中向左)，物體421移動到通過控制指令設(shè)備設(shè)定的預(yù)定位置。然后，在步驟S29，該螺釘擰緊操作完成。隨后，上述自動螺釘擰緊操作的步驟Sl到S29可以重復(fù)用于裝配物品的預(yù)定部分。 在此，通過與利用圖20a到圖20c和圖2Ia和圖2Ib顯示的相關(guān)技術(shù)的壓縮空氣進(jìn)行壓力輸送的缺陷對比，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的利用空氣的螺釘輸送機(jī)構(gòu)， 其通過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的吸氣設(shè)備吸氣?？梢栽趫D20c中從箭頭所示氣流看出，用于壓力傳輸?shù)目諝庠赮形路徑h和前端部分的夾持器Cl間形成漩渦。結(jié)果，螺釘卡住或者反向的次數(shù)增加。尤其地，所有供給用于壓力傳輸?shù)目諝獠皇菑穆窂降某隹谂懦?，而剩余空氣的流動在Y形路徑h和前端部分的夾持器Cl間反向，從而引發(fā)漩渦狀態(tài)。因此，轉(zhuǎn)動力施加于螺釘。由于這個原因，可以容易地倒轉(zhuǎn)短螺釘或者輕螺釘。此外，如圖21a所示，作為一種用于阻止螺釘被倒轉(zhuǎn)的方法，提供一種構(gòu)造，其中連接用于阻止螺釘在Y形路徑h的附近倒轉(zhuǎn)的螺釘?shù)罐D(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)i。然而，如圖21b所示， 在具有上述結(jié)構(gòu)的螺釘供給驅(qū)動鉆頭中，如果螺釘?shù)拈L度是螺釘頭直徑的大約2倍或者更多倍，或者是大尺寸螺釘(重螺釘)，如果每個螺釘輸送管具有適當(dāng)?shù)膬?nèi)徑，就能夠穩(wěn)定地供給。然而，如果螺釘?shù)拈L度是螺釘頭直徑的大約2倍或者更小，或者是小尺寸螺釘(輕螺釘)， 螺釘卡住或者在Y形路徑h和夾持器cl間反向的可能性顯著增加。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式通過將螺釘輸送方式從壓力輸送到抽吸解決了在Y形路徑h和夾持器cl間發(fā)生的空氣漩渦現(xiàn)象。首先，在壓力輸送的情況下，作為一種壓制頂點(diǎn)的方法，例證了一種為不引起頂點(diǎn)而調(diào)整空氣量的方法。然而，實(shí)際上，因?yàn)橛刑嗟囊蛩赜糜谡{(diào)整，比如單個螺釘?shù)某叽缁蛘咝螤畹母淖兓蛘邷囟然蛘吖?yīng)空氣的露點(diǎn)的改變，合適地調(diào)整空氣量是非常困難的。同時，如同在本發(fā)明的實(shí)施方式中一樣，當(dāng)螺釘通過抽吸輸送時，進(jìn)入驅(qū)動鉆頭的空氣流的量取決于用于抽吸的抽吸設(shè)備排出的空氣的量，這意味著沒有空氣剩余。因此，空氣的漩渦狀態(tài)不會出現(xiàn)。因此，能夠以穩(wěn)定的姿態(tài)輸送螺釘。由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的自動螺釘擰緊裝置具有以上所述的構(gòu)造和功能，它具有以下優(yōu)勢。( 1)由于使用空氣吸力，從螺釘擰緊機(jī)構(gòu)側(cè)通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)3將螺釘S以螺釘頭部Sl在前的方式輸送，螺釘不太可能損傷輸送管32的內(nèi)壁且不會卡在輸送管32中，并能夠穩(wěn)定螺釘S的姿態(tài)，使螺釘和驅(qū)動鉆頭牢固地嚙合，穩(wěn)定地供給螺釘，從而能夠改善可靠性。此外，可以自動且快速地將與驅(qū)動鉆頭511嚙合的螺釘擰緊到物體的帶螺紋部分 422。(2)由于在轉(zhuǎn)動臂332的前端設(shè)置了對應(yīng)于多個不同種類的螺釘?shù)墓┙o頭單元 331，所以可以從多個不同種類的螺釘中選擇需要的種類的螺釘且快速地將需要的種類的螺釘與驅(qū)動鉆頭嚙合。此外，因?yàn)榭梢詢H通過控制供給頭單元的轉(zhuǎn)動位置為驅(qū)動鉆頭供給需要的種類的螺釘，該裝配簡單且容易保養(yǎng)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講很明顯的是，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以做出各種不同的修改和變化。例如，雖然在實(shí)施方式中使用了兩個供給頭部件，也可以為轉(zhuǎn)動臂332設(shè)置三個或者更多供給頭部件，只要供給頭單元可以與驅(qū)動鉆頭部分51對齊。因此，其應(yīng)當(dāng)被理解，上述實(shí)施方式在所有方面都不是限定性的，而是說明性的。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求而不是他們之前的記述所限定，因而所有落入權(quán)利要求的邊界和限制，或者些邊界或限制的等同變換內(nèi)的變化和修改，都因而確定為被包含在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動螺釘擰緊裝置，其使用螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的空氣吸力，通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)，將螺釘從螺釘供給機(jī)構(gòu)輸送到該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)，使螺釘與螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部嚙合，并擰緊該螺釘于預(yù)設(shè)的帶螺紋部，其特征在于釋放單元設(shè)置在螺釘供給機(jī)構(gòu)的輸送管的前端，轉(zhuǎn)動臂安裝在釋放單元，且供給頭單元安裝在該轉(zhuǎn)動臂的前端，以使得與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，該供給頭單元在緊密接觸的位置和撤離位置之間可移動，在緊密接觸位置，供給頭單元與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，在撤離位置，供給頭單元遠(yuǎn)離驅(qū)動鉆頭單元，且在緊密接觸位置，該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部與螺釘接觸，并吸引螺釘?shù)念^部以便和螺釘嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動螺釘擰緊裝置，其特征在于和多個不同種類的螺釘相一致的多個供給頭部件設(shè)置在轉(zhuǎn)動臂的前端的供給頭單元， 且選定預(yù)設(shè)的供給頭部件并使其與驅(qū)動鉆頭部接觸，從而可以供給不同種類的螺釘?shù)焦┙o頭部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動螺釘擰緊裝置，其特征在于通過形成彎曲的引導(dǎo)槽而形成的每個供給頭部件的彎曲通道，所述彎曲通道用于在可分割的導(dǎo)塊元件的配合面引導(dǎo)螺釘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動螺釘擰緊裝置，其能夠抑制輸送管內(nèi)壁的損傷，穩(wěn)定螺釘?shù)淖藨B(tài)，穩(wěn)定地供給螺釘?shù)津?qū)動鉆頭，以及減少螺釘擰緊時間。在自動螺釘擰緊裝置中，其使用螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的空氣吸力，通過螺釘輸送機(jī)構(gòu)，將螺釘從螺釘供給機(jī)構(gòu)輸送到該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)，使螺釘與驅(qū)動鉆頭部嚙合，并擰緊該螺釘；釋放單元設(shè)置在螺釘供給機(jī)構(gòu)的輸送管的前端；轉(zhuǎn)動臂安裝在該螺釘釋放單元，且供給頭單元安裝在該轉(zhuǎn)動臂的前端，使得與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，該供給頭單元在緊密接觸的位置和撤離位置之間可移動，在緊密接觸位置，供給頭單元與該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部緊密接觸，在撤離位置，供給頭單元遠(yuǎn)離驅(qū)動鉆頭單元，且在緊密接觸位置，該螺釘擰緊機(jī)構(gòu)的前端的驅(qū)動鉆頭部與螺釘接觸，并吸引螺釘?shù)念^部以便和螺釘嚙合。
文檔編號B23P19/06GK102218655SQ201110080289
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者太田義武, 高橋宏 申請人:株式會社大武源工業(yè)