CN113001144A - 一种螺栓自动拧紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：包括机架，所述机架上设有可上下移动的滑移组件，所述滑移组件上设有夹持组件以及可上下移动的拧紧组件；所述机架底部固定安装有输送组件和举升组件，所述输送组件上设有可水平移动的并适于放置待拧紧轴串的工件台，所述举升组件适于驱动工件台上下移动；所述机架上固定安装有控制系统，所述滑移组件、夹持组件、拧紧组件、输送组件和举升组件均与控制系统电连接。本发明可自动将齿轮变速机构的轴串端部螺栓拧紧，拧紧数据更加精准，降低人工操作强度，提高生产节拍，改善产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及涉及汽车变速箱技术领域，尤其涉及一种螺栓自动拧紧装置。
背景技术
变速箱是车辆上非常重要的部件，它可以通过不同的齿轮副啮合来改变传动比，从而扩大驱动轮转矩和转速。随着现代科技的发展，变速箱也有了升级，从最初的手动变速箱，到现在的自动变速箱。目前比较常见的自动变速箱主要有液力自动变速箱、机械无级自动变速箱、电控机械自动变速箱和双离合自动变速箱。其中，双离合变速器有别于一般的自动变速器系统，它既属于手动变速器而又属于自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出，因而广泛使用。
双离合自动变速箱的齿轮变速机构由两根输入轴和两根输出轴组成，每根轴上有若干输入齿轮和输出齿轮，再通过两个离合器各自负责一条传动轴的啮合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送。传动轴上相互啮合的齿轮位置尤其重要，通过轴端锁紧螺母拧紧起到轴串防松的作用，保证轴上齿轮无轴向窜动。现阶段，轴串端部的螺栓拧紧大多依靠人工使用扭力扳手拧紧，效率较低且数值准确性不足，该方法费时费力，劳动强度大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种螺栓自动拧紧装置，可自动将齿轮变速机构的轴串端部螺栓拧紧，拧紧数据更加精准，降低人工操作强度，提高生产节拍，改善产品质量。
实现本发明目的技术方案是：
一种螺栓自动拧紧装置，包括机架，所述机架上设有可上下移动的滑移组件，所述滑移组件上设有夹持组件以及可上下移动的拧紧组件；所述机架底部固定安装有输送组件和举升组件，所述输送组件上设有可水平移动的并适于放置待拧紧轴串的工件台，所述举升组件适于驱动工件台上下移动；所述机架上固定安装有控制系统，所述滑移组件、夹持组件、拧紧组件、输送组件和举升组件均与控制系统电连接。
进一步地，所述滑移组件包括固定安装在机架上的第一驱动装置以及滑动安装在机架上的滑移装置，所述第一驱动装置驱动滑移装置上下移动。
进一步地，所述滑移组件还包括对称设于机架两侧的滑移导向装置。
进一步地，所述夹持组件包括固定安装在滑移组件上的档板，所述挡板上设有夹持机构、固定机构和锁紧机构，所述锁紧机构适于锁紧夹持机构。
进一步地，所述夹持机构包括两个固定安装在挡板上的夹持气缸以及两组滑动安装在挡板上的夹持连接板，所述两个夹持气缸分别驱动两组夹持连接板靠近和远离；所述夹持连接板上设有夹紧装置。
进一步地，所述夹紧装置包括一对固定安装在夹持连接板上的仿形齿机构和定位板；所述仿形齿机构包括仿形齿轴，所述仿形齿轴的一端设有与夹持连接板固定相连的轴端挡板，另一端设有仿形齿轴套；所述仿形齿轴上套设有位于仿形齿轴套与轴端挡板之间的弹簧，所述仿形齿轴套的另一端固定设有仿形齿；所述仿形齿轴套上设有圆孔，所述圆孔的上方设有第一锁紧气缸，所述第一锁紧气缸的输出轴末端设有适于插入圆孔内的圆柱销。
进一步地，所述锁紧机构设有两个，包括固定安装挡板上的第二锁紧气缸和滑槽板，所述第二锁紧气缸的输出轴上固定连接有锁紧板，所述第二锁紧气缸驱动锁紧板沿滑槽板上下移动实现锁紧夹持机构。
进一步地，所述拧紧组件包括滑动安装在夹持组件上的拧紧轴连接板以及固定安装在夹持组件上适于驱动拧紧轴连接板上下移动的第二驱动装置；所述拧紧轴连接板上固定安装有自动拧紧机构。
进一步地，所述举升组件包括固定安装在机架上的底座，所述底座上固定安装有第三驱动装置、导向组件和支撑组件，所述底座上滑动安装有往复板，所述第三驱动装置适于驱动往复板做水平方向运动；所述往复板上活动连接有斜坡板，所述斜坡板在往复板做水平方向运动时上下升降；所述斜坡板顶部固定设有与导向组件和支撑组件相连的支撑板，所述导向组件和支撑组件带动工件台做升降运动。
进一步地，所述工件台上设有与待拧紧轴串相配合的定位组件。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明通过设置输送组件来传送工件台，通过设置举升组件将传送到位的工件台顶起，确保工件台位置精准，通过设置滑移组件带动夹持组件和拧紧组件上下移动，夹持组件夹紧待拧紧轴串，拧紧组件将待拧紧轴串端部的螺栓拧紧，整体由控制系统来控制，可自动将齿轮变速机构的轴串端部螺栓拧紧，拧紧数据更加精准，降低人工操作强度，提高生产节拍，改善产品质量。
(2)本发明滑移组件通过设置第一驱动装置来驱动滑移装置在机架上上下移动，从而实现夹持组件和拧紧组件的上下移动。
(3)本发明机架两侧还设有滑移导向装置，确保滑移装置能沿着设定的方向做精准的直线运动，从而保证后续加工的精密性。
(4)本发明夹持组件通过设置挡板为夹持机构、固定机构和锁紧机构提供安装位置，通过设置夹持机构来夹住轴串，防止轴串在水平方向移动，通过设置固定机构防止轴串在竖直方向移动，通过设置锁紧机构来锁紧夹持机构，进一步保证轴串位置的精准。
(5)本发明夹持机构的夹持连接板上设有夹紧装置，通过设置两组夹持气缸来分别驱动两组夹持连接板靠近和远离，从而实现夹紧装置来夹持轴串。
(6)本发明夹紧装置通过设置定位板来确保轴串在处于夹持正中位置，通过设置仿形齿机构，能够卡入轴串的齿轮槽内，确保轴串被夹紧的同时避免轴串上的齿轮在轴串端部螺栓拧紧的过程中受力磨损，从而确保良品率；仿形齿轴套可调节的套设在仿形齿轴上，便于调整仿形齿的位置，确保仿形齿能与轴串的齿轮完美贴合，进一步保证良品率。
(7)本发明锁紧机构通过设置第二锁紧气缸驱动锁紧板沿滑槽板上下移动实现锁紧夹持机构。
(8)本发明拧紧组件通过设置第二驱动装置来驱动拧紧轴连接板，从而实现固定安装在拧紧轴连接板上的自动拧紧机构上下移动，进而对到达特定位置的待拧紧轴串进行自动拧紧。
(9)本发明举升组件通过设置第三驱动装置驱动往复板做水平方向运动，从而带动斜坡板上下移动，进而实现支撑板的上下移动，支撑板与导向组件和支撑组件相连，最终实现导向组件和支撑组件带动工件台做升降运动。
(10)本发明工件台上设有与待拧紧轴串相配合的定位组件，确保工件台在传送过程中避免待拧紧轴串在运输过程中受到冲击力而产生倾斜，从而影响良品率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明去除机架的结构示意图；
图3为本发明夹持组件的结构示意图；
图4为本发明拧紧组件的结构示意图；
图5为本发明举升组件的结构示意图；
图6为本发明工件台的结构示意图。
附图中的标号为：
机架1；
滑移组件2、伺服电机2-1、滑移板2-2、防尘罩2-3、导向块2-4、导向柱2-5；
夹持组件3、挡板3-1、夹持气缸3-2、夹持连接板3-3、连接杆3-4、定位板3-5、仿形齿轴3-6、轴端挡板3-7、仿形齿轴套3-8、弹簧3-9、仿形齿3-10、第一锁紧气缸3-11、固定板3-12、U型压板3-13、第二锁紧气缸3-14、滑槽板3-15、锁紧板3-16；
拧紧组件4、拧紧轴连接板4-1、拧紧气缸4-2、电动拧紧轴4-3；
输送组件5、支架5-1、输送架5-2、输送电机5-3；
举升组件6、底座6-1、导向组件6-2、支撑组件6-3、举升气缸6-4、往复板6-5、滚动轴承6-5-1、斜坡板6-6、弧形空槽6-6-1、支撑板6-7；
工件台7、限位爪7-1、限位柱7-2；
控制系统8、触控屏8-1。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
如图1所示的螺栓自动拧紧装置，包括机架1，机架1上设有可上下移动的滑移组件2，滑移组件2上设有夹持组件3以及可上下移动的拧紧组件4。机架1底部固定安装有输送组件5和举升组件6，输送组件5上设有可水平移动的并适于放置待拧紧轴串的工件台7，举升组件6适于驱动工件台7上下移动。机架1的右侧固定安装有控制系统8，滑移组件2、夹持组件3、拧紧组件4、输送组件5和举升组件6均与控制系统8电连接。本实施例通过设置输送组件5来传送工件台7，通过设置举升组件6将传送到位的工件台7顶起，确保工件台7位置精准，通过设置滑移组件2带动夹持组件3和拧紧组件4上下移动，夹持组件3夹紧待拧紧轴串，拧紧组件4将待拧紧轴串端部的螺栓拧紧，整体由控制系统8来控制，可自动将齿轮变速机构的轴串端部螺栓拧紧，拧紧数据更加精准，降低人工操作强度，提高生产节拍，改善产品质量。控制系统8设有触控屏8-1，操作更加方便。
滑移组件2包括固定安装在机架1上的第一驱动装置以及滑动安装在机架1上的滑移装置，第一驱动装置驱动滑移装置上下移动，本实施例的第一驱动装置的动力源采用伺服电机2-1，可控制转速，且位置精度非常准确，伺服电机2-1固定安装在机架1的顶部伺服电机2-1与滑移装置之间连接有传动机构。滑移装置包括滑移板2-2，滑移板2-2的反面固定安装有两组共四个个滑块，机架1上对称固定安装有两个导轨，通过滑块和导轨实现滑移板2-2与机架1的滑动安装。滑移板2-2的上下两端分别安装有与机架相连的防尘罩2-3，有效避免灰尘进入滑移板2-2与机架之间的空隙内，影响设于其内的传动装置的传动精度，确保滑移装置能够稳定上下移动。机架1的两侧对称设有滑移导向装置，滑移导向装置包括导向块2-4以及固定安装在机架1上导向柱2-5，导向块2-4的一端套设在导向柱2-5上，另一端与滑移板2-2固定相连，从而确保滑移装置能沿着垂直方向做精准的直线运动，保证后续加工的精密性。
夹持组件3设有两个并对称安装在滑移板2-2上，每个夹持组件3包括固定安装在滑移板2-2上的挡板3-1。挡板3-1上设有夹持机构、固定机构和锁紧机构。夹持机构包括固定安装在挡板3-1外侧的两个夹持气缸3-2，挡板3-1内侧设有两组夹持连接板3-3，夹持连接板3-3上固定安装有滑块和夹紧装置。挡板3-1内侧固定安装有导轨，两组夹持连接板3-3通过滑块和导轨滑动安装在挡板3-1的内侧。挡板3-1上设有长条形通槽，夹持气缸3-2的输出轴上设有穿过长条形通槽并与夹持连接板3-3固定相连的连接杆3-4。两个夹持气缸3-2分别通过两个连接杆3-4驱动两组夹持连接板3-3靠近和远离从而实现夹紧装置夹持工件。
夹紧装置包括一对固定安装在夹持连接板3-3上的仿形齿机构和定位板3-5，定位板3-5的设置确保了轴串能够处于夹持正中位置。仿形齿机构包括仿形齿轴3-6，仿形齿轴3-6的一端设有与夹持连接板3-3固定相连的轴端挡板3-7，另一端设有仿形齿轴套3-8。仿形齿轴3-6上套设有位于仿形齿轴套3-8与轴端挡板3-7之间的弹簧3-9，实现仿形齿轴套3-8可调节的套设在仿形齿轴3-6上。仿形齿轴套3-8的另一端固定设有仿形齿3-10。仿形齿轴套3-8上设有圆孔，圆孔的上方设有第一锁紧气缸3-11，第一锁紧气缸3-11的输出轴末端设有适于插入圆孔内的圆柱销，从而实现锁紧仿形齿轴套3-8。通过设置仿形齿机构，仿形齿3-10能够卡入轴串的齿轮槽内，确保轴串被夹紧的同时避免轴串上的齿轮在轴串端部螺栓拧紧的过程中受力磨损，从而确保良品率；仿形齿轴套3-8可调节的套设在仿形齿轴3-6上，便于调整仿形齿3-10的位置，确保仿形齿3-10能与轴串的齿轮完美贴合，进一步保证良品率。
固定机构包括固定板3-12和U型压板3-13，U型压板3-13通过固定板3-12与挡板3-1固定相连，U型压板3-13的内槽与轴串头端相配合，当挡板3-1随着滑移板2-2下降时，U型压板3-13刚好压在轴串上，从而固定轴串。
锁紧机构设有两个，包括固定安装在挡板3-1上的第二锁紧气缸3-14和滑槽板3-15，第二锁紧气缸3-14的输出轴上固定连接有与滑槽板3-15相配合的锁紧板3-16。第二锁紧气缸3-14驱动锁紧板3-16沿滑槽板3-15上下移动，当锁紧板3-16下降时，锁紧板3-16的下端卡在夹持机构的连接杆3-4，从而实现将夹持机构锁紧的作用。
拧紧组件4包括第二驱动装置和拧紧轴连接板4-1，第二驱动装置为固定安装在滑移板2-2上的拧紧气缸4-2。拧紧轴连接板4-1上固定安装有滑块，滑移板2-2上固定安装有导轨，拧紧轴连接板4-1通过滑块和导轨实现滑动安装在滑移板2-2上，拧紧气缸4-2的输出轴与拧紧轴连接板4-1固定相连，从而驱动拧紧轴连接板4-1上下升降。拧紧轴连接板4-1上固定安装有两把能套入轴串端部并将螺栓拧紧的自动拧紧机构，本实施例自动拧紧机构采用电动拧紧轴4-3。
输送组件5包括两个固定安装在机架1底部的支架5-1，支架5-1上固定安装有两条带导向轮的输送架5-2，输送架5-2的右端固定安装有输送电机5-3，输送电机5-3驱动导向轮转动。工件台7的底部设有适于卡入输送架5-2并与导向轮相接触的万向轮，每条输送架5-2内的相邻两个导向轮通过链条相连接，两条输送架5-2最右端的导向轮之间设有同步轴，从而实现两条输送架5-2内的导向轮同时转动，进而带动工件台7的移动。
举升组件6包括固定安装在机架上的底座6-1，底座6-1上固定安装有第三驱动装置、导向组件6-2和支撑组件6-3，第三驱动装置为举升气缸6-4。底座6-1上滑动安装有往复板6-5，举升气缸6-4的输出轴与往复板6-5固定连接，从而实现举升气缸6-4驱动往复板6-5做水平方向运动。往复板6-5的两侧分别活动连接有斜坡板6-6，斜坡板6-6顶部固定设有与导向组件6-2和支撑组件6-3相连的支撑板6-7。往复板6-5的前后两侧各设有两个滚动轴承6-5-1，斜坡板6-6上设有两个与滚动轴承相配合的弧形空槽6-6-1，通过滚动轴承6-5-1在斜坡板6-6的弧形空槽6-6-1内滑动，实现支撑板6-7带动导向组件6-2的顶部插入工件台7的定位孔内以及支撑组件6-3的顶部上升至于工件台7的底部相接触，最终实现工件台7的升降。
工件台7上还设有两组与待拧紧轴串相配合的定位组件，每组定位组件包括安装在工件台7上的限位爪7-1和限位柱7-2。限位爪7-1伸入轴串中心孔内，用于固定传送中的轴串；限位柱7-2设有三个，并与轴串底部结构相配合，进一步固定轴串；两者相配合，确保工件台7在传送过程中避免待拧紧轴串在运输过程中受到冲击力而产生倾斜，从而影响良品率。
本实施例滑移组件2、夹持组件3、拧紧组件4、输送组件5和举升组件上均设有多个用于感应各部件位置的接近开关，当各部件移动到设定位置时，接近开关给控制系统反馈信号，从而实现控制系统8自动控制各组件的作用。
本实施例的轴串螺栓自动拧紧工作原理：
输送组件5带动工件台7向右移动，当工件台7输送到相应位置，举升气缸6-4驱动往复板6-5水平移动，从而带动斜坡板6-6上升，导向组件6-2和支撑组件6-3将工作台顶起上升至相应位置。
伺服电机2-1驱动滑移板2-2下降至相应位置，固定机构的U型压板3-13刚好压在轴串上，从而固定轴串。夹持气缸3-2分别通过两个连接杆3-4驱动两组夹持连接板3-3靠近。夹持机构的定位板3-5首先接触轴串，保证轴串处于夹持正中位置，仿形齿3-10与轴串的齿轮相配合，第一锁紧气缸3-11驱动圆柱销卡入仿形齿轴套3-8上的圆孔内，从而实现夹持轴串。锁紧机构将夹持机构锁紧。
拧紧气缸4-2驱动拧紧轴连接板4-1下降，电动拧紧轴4-3套入轴串顶部完成螺栓的自动拧紧。
本实施例通过设置输送组件5来传送工件台7，通过设置举升组件6将传送到位的工件台7顶起，确保工件台7位置精准，通过设置滑移组件2带动夹持组件3和拧紧组件4上下移动，夹持组件3夹紧待拧紧轴串，拧紧组件4将待拧紧轴串端部的螺栓拧紧，整体由控制系统8来控制，可自动将齿轮变速机构的轴串端部螺栓拧紧，一次装夹可同时拧紧两个轴串的螺栓，拧紧数据更加精准，降低人工操作强度，提高生产节拍，改善产品质量。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上设有可上下移动的滑移组件(2)，所述滑移组件(2)上设有夹持组件(3)以及可上下移动的拧紧组件(4)；所述机架(1)底部固定安装有输送组件(5)和举升组件(6)，所述输送组件(5)上设有可水平移动的并适于放置待拧紧轴串的工件台(7)，所述举升组件(6)适于驱动工件台(7)上下移动；所述机架(1)上固定安装有控制系统(8)，所述滑移组件(2)、夹持组件(3)、拧紧组件(4)、输送组件(5)和举升组件(6)均与控制系统(8)电连接。
2.根据权力要求1所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述滑移组件(2)包括固定安装在机架(1)上的第一驱动装置以及滑动安装在机架上的滑移装置，所述第一驱动装置驱动滑移装置上下移动。
3.根据权力要求2所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述滑移组件还包括对称设于机架(1)两侧的滑移导向装置。
4.根据权力要求1所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述夹持组件(3)包括固定安装在滑移组件上的档板(3-1)，所述挡板(3-1)上设有夹持机构、固定机构和锁紧机构，所述锁紧机构适于锁紧夹持机构。
5.根据权力要求4所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述夹持机构包括两个固定安装在挡板(3-1)上的夹持气缸(3-2)以及两组滑动安装在挡板(3-1)上的夹持连接板(3-3)，所述两个夹持气缸(3-2)分别驱动两组夹持连接板(3-3)靠近和远离；所述夹持连接板(3-3)上设有夹紧装置。
6.根据权力要求5所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述夹紧装置包括一对固定安装在夹持连接板(3-3)上的仿形齿机构和定位板(3-5)；所述仿形齿机构包括仿形齿轴(3-6)，所述仿形齿轴(3-6)的一端设有与夹持连接板(3-3)固定相连的轴端挡板(3-7)，另一端设有可调节的仿形齿轴套(3-8)，所述仿形齿轴套(3-8)的另一端固定设有仿形齿(3-10)；所述仿形齿轴套(3-8)上设有圆孔，所述夹持连接板(3-3)上固定设有第一锁紧气缸(3-11)，所述第一锁紧气缸(3-11)的输出轴末端设有适于插入圆孔内的圆柱销。
7.根据权力要求4所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述锁紧机构设有两个，包括固定安装挡板(3-1)上的第二锁紧气缸(3-14)和滑槽板(3-15)，所述第二锁紧气缸(3-14)的输出轴上固定连接有锁紧板(3-16)，所述第二锁紧气缸(3-14)驱动锁紧板(3-16)沿滑槽板(3-15)上下移动实现锁紧夹持机构。
8.根据权力要求1所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述拧紧组件(4)包括滑动安装在夹持组件上的拧紧轴连接板(4-1)以及固定安装在夹持组件上适于驱动拧紧轴连接板(4-1)上下移动的第二驱动装置；所述拧紧轴连接板上固定安装有自动拧紧机构。
9.根据权力要求1所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述举升组件(6)包括固定安装在机架(1)上的底座(6-1)，所述底座(6-1)上固定安装有第三驱动装置、导向组件(6-2)和支撑组件(6-3)，所述底座(6-1)上滑动安装有往复板(6-5)，所述第三驱动装置适于驱动往复板(6-5)做水平方向运动；所述往复板(6-5)上活动连接有斜坡板(6-6)，所述斜坡板(6-6)在往复板(6-5)做水平方向运动时上下升降；所述斜坡板(6-6)顶部固定设有与导向组件(6-2)和支撑组件(6-3)相连的支撑板(6-7)，所述导向组件(6-2)和支撑组件(6-3)带动工件台(7)做升降运动。
10.根据权力要求1所述的一种螺栓自动拧紧装置，其特征在于：所述工件台(7)上设有与待拧紧轴串相配合的定位组件。
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- 2021-03-29 CN CN202110334778.6A patent/CN113001144A/zh active Pending
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