一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段

技术领域

本发明涉及消毒柜生产线技术领域，具体为一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段。

背景技术

在消毒柜生产过程中，一般包括将U形外壳固定在消毒柜壳体上的工序，而两者之间连接固定通常是用螺丝拧紧。现有的消毒柜生产线中，U形外壳固定在消毒柜壳体上通常是采用人工的方式拧螺丝，这种方式工作效率低下、人工成本较高，且人为较难控制产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段，旨在解决现有技术中打螺丝工序工作效率低下、人工成本较高、较难控制产品质量的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段，包括：

输送线，所述输送线上设置有工装板；

工件限位装置，其设置在所述输送线上、用于对工装板上的工件进行限位；

自动打螺丝机器人，其设置在所述输送线的一侧、用于对工件进行打螺丝；

螺丝输送机构，其设置在所述自动打螺丝机器人的一侧、用于将螺丝输送至所述自动打螺丝机器人上。整个打螺丝过程无需人工参与，不仅省去了人工成本，而且生产效率大大提升，生产出来的产品质量稳定可靠。

优选地，所述工件限位装置包括限位机架和X轴限位机构，所述限位机架安装在所述输送线上；所述X轴限位机构包括X轴限位板和X轴限位气缸，所述X轴限位气缸安装在所述限位机架上，所述X轴限位板安装在所述X轴限位气缸的输出端上。设置X轴限位机构可以在自动打螺丝机器人工作时在X轴方向上对工件进行限位，避免工件晃动，保证工作的正常进行，确认产品的质量。

优选地，所述X轴限位板在靠近工件的一侧设置有第一夹块和第二夹块，所述第一夹块和所述第二夹块之间留有容纳工件的间隙。第一夹块和第二夹块可在一定程度上夹紧工件，使工件更稳固。

优选地，所述工件限位装置还包括安装在所述限位机架上的Y轴限位机构；所述Y轴限位机构包括第一Y轴限位气缸、第一限位块、第二Y轴限位气缸和第二限位块；所述第一限位块和所述第二限位块分别安装在所述第一Y轴限位气缸和所述第二限位气缸的输出端；所述第一Y轴限位气缸和所述第二Y轴限位气缸间隔设置，使得所述第一限位块和所述第二限位块之间可容纳工件。设置Y轴限位机构可以在自动打螺丝机器人工作时在Y轴方向上对工件进行限位，避免工件晃动，保证工作的正常进行，确认产品的质量。

优选地，所述Y轴限位机构设置在所述限位机架的上端，所述第一限位块包括用于抵接工件顶面的水平部和用于抵接工件侧面的竖直部。第一限位块的形状不仅可使Y轴限位机构在Y轴方向上对工件进行限位，而且还能在Z轴方向上对工件进行限位。

所述水平部安装在所述第一Y轴限位气缸的输出端上，所述水平部在靠近工件一侧的平面上开设有容纳槽，所述容纳槽用于容纳连接所述水平部与所述第一Y轴限位气缸的输出端的连接件。连接水平部和第一Y轴限位气缸输出端的连接件藏匿在容纳槽内，因此水平部与工件抵接的面平整，第一限位块对工件的夹紧更加平稳。

优选地，所述限位机架的上端可拆卸地设置有朝向工件所在的一侧延伸的顶部延伸杆，所述Y轴限位机构设置在所述顶部延伸杆上。如此设置，可以使Y轴限位机构能更加靠近工件的中部，因此Y轴限位机构对工件进行限位时，作用力更加均衡，工件也更加稳固。

优选地，所述自动打螺丝机器人包括可六轴联动的六轴机械手和安装在所述六轴机械手上的自动打螺丝机。通过六轴机械手可使自动打螺丝机能随意地对工件的各个面进行打螺丝操作。

优选地，所述自动打螺丝机包括连接座、导轨、滑块、驱动气缸、电机和螺丝枪，所述连接座安装在所述六轴机械手上，所述导轨安装在所述连接座上，所述滑块可滑动地安装在所述导轨上、且与所述驱动气缸的输出端连接，所述电机安装在所述滑块上，所述螺丝枪安装在所述电机的输出端。自动打螺丝机的设置使打螺丝完全自动化，且快速、稳定。

优选地，所述自动打螺丝机还包括相机和光源，所述相机安装在所述连接座上、且拍摄方向朝向工件，所述光源安装在所述连接座上、且位于所述相机的前方。相机的设置可用于检测位置是否准确，在相机的前方设置光源可保证相机所拍摄的照片显示清晰。

优选地，所述螺丝输送机构包括振动盘、吹气装置和输送管道，所述振动盘的输出端通过所述输送管道与所述自动打螺丝机器人连通，所述吹气装置用于将振动盘输出端的螺丝吹入输送管道并吹至所述自动打螺丝机器人上。整个打螺丝过程自动化程度高，人工成本低。

优选地，所述工装板设置有定位块。设置定位块可使工件上料更加快速、准确，且能在一定程度上限制住工件，避免工件再传输使晃动、倾斜。

本发明一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段，至少具有以下有益效果：工件的流转由输送线负责，减少了人为运输工件的成本、且工件的流转效率更高；自动打螺丝机器人可对工件进行自动打螺丝，且螺丝的供应由螺丝输送机构负责，因此整个打螺丝过程无需人工参与，不仅省去了人工成本，而且生产效率大大提升，生产出来的产品质量稳定可靠；设置在输送线上的工件限位装置可以对工件进行定位、限位，使工件在打螺丝时能稳固地承载于工装板上、避免晃动，进而保证打螺丝的效率和准确度，使产品质量更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明外壳打螺丝工段的结构示意图；

图2为本发明外壳打螺丝工段俯视结构示意图；

图3为本发明工件限位装置的结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大结构示意图；

图5为图3中B部分的局部放大结构示意图；

图6为图3中C部分的局部放大结构示意图；

图7为本发明工件限位装置另一角度的结构示意图；

图8为本发明第一限位块的结构示意图；

图9为本发明第一限位块另一角度的结构示意图；

图10为本发明自动打螺丝机器人的结构示意图；

图11为本发明自动打螺丝机的结构示意图；

图12为本发明自动打螺丝机的主视结构示意图；

图13为本发明工装板的结构示意图。

附图中：1-输送线、11-工装板、111-定位块、2-工件限位装置、21-限位机架、211-顶部延伸杆、22-X轴限位机构、221-X轴限位板、2211-第一夹块、2212-第二夹块2212、222-X轴限位气缸、23-Y轴限位机构、231-第一Y轴限位气缸、232-第一限位块、2321-水平部、23211-容纳槽、2322-竖直部、233-第二Y轴限位气缸、234-第二限位块、3-自动打螺丝机器人、31-六轴机械手、32-自动打螺丝机、321-连接座、322-导轨、323-滑块、324-驱动气缸、325-电机、326-螺丝枪、237-相机、328-光源、4-螺丝输送机构、41-振动盘、42-吹气装置、43-输送管道。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图10所示，一种消毒柜生产线的外壳打螺丝工段，包括：

输送线1，所述输送线1上设置有工装板11；

工件限位装置2，其设置在所述输送线1上、用于对工装板11上的工件进行限位；

自动打螺丝机器人3，其设置在所述输送线1的一侧、用于对工件进行打螺丝；

螺丝输送机构4，其设置在所述自动打螺丝机器人3的一侧、用于将螺丝输送至所述自动打螺丝机器人3上。

输送线1是工件在生产线上移动的承载设备，其具体可采用辊轮传输的方式；在输送线1上设置有工装板11，工装板11用于承载工件并带动工件在输送线1上传输。工件限位装置2设置在输送线1、且位于输送线1的侧边位置；自动打螺丝机器人3设置在输送线1的一侧、且与工件限位装置2分别位于输送线1的两侧；工件限位装置2与自动打螺丝机器人3相对设置，当承载工件的工装板11移动至两者之间的位置时，工件限位装置2对工件进行限位、固定，自动打螺丝机器人3则对工件需要通过螺丝连接的位置打入螺丝；在自动打螺丝机器人3的一侧设置有螺丝输送机构4，螺丝输送机构4用于将螺丝持续地输送至自动打螺丝机器人3上，使自动打螺丝机器人3能在工件的螺纹孔内拧入螺丝。

输送线1可以采用倍速链输送线，倍速链输送线主要用于装配及加工生产线中的物料输送，其输送原理是运用倍速链条的增速功能，使其上承托货物的工装板快速运行，通过阻挡器停止于相应的操作位置；或通过相应指令来完成积放动作及移行、转位、转线等功能。因此输送线1上的工装板11能精确地移动至特定位置。倍速链输送线的输送能力大、可承载较大的载荷，且输送速度准确稳定、能保证精确的同步输送。

自动打螺丝机器人3的数量可以是多个，每个自动打螺丝机器人3可对应设置一个螺丝输送机构4，因此螺丝输送机构4的数量也可有多个、且数量跟自动打螺丝机器人3的数量相同。一般情况，工件的多个面均需要用螺丝固定，且每个面均需要拧入多个螺丝，因此一个工件需要拧入多个螺丝；而设置有多个自动打螺丝机器人3，可以同步对工件的不同面、不同位置进行打螺丝，依次提高生产效率。比如当打螺丝工段应用在消毒柜生产线上、并用于将U形外壳固定在的壳体上时，前一工序可通过人工或机械手将U形外壳罩在壳体上，其中U形外壳和壳体对应的三个面均设有对应的螺纹孔；然后U形外壳和壳体在输送线1的作用下移动至工件限位机构对应的位置，自动打螺丝机器人3对U形外壳的三个面上的螺纹孔均拧入螺丝；当设置有多个自动打螺丝机器人3时，多个自动打螺丝机器人3可以同时分别对U形外壳的三个面上的螺纹孔拧入螺丝。当然，为了减少成本、避免自动打螺丝机器人3之间需互相避让，优选地，自动打螺丝机器人3的数量设置为两个，既能提高生产效率、又能避免成本过高。

在消毒柜生产过程中，一般包括将U形外壳固定在消毒柜壳体上的工序，而两者之间连接固定通常是用螺丝拧紧。现有的消毒柜生产线中，U形外壳固定在消毒柜壳体上通常是采用人工的方式拧螺丝，这种方式工作效率低下、人工成本较高，且人为较难控制产品质量。本技术方案，工件的流转由输送线1负责，减少了人为运输工件的成本、且工件的流转效率更高；自动打螺丝机器人3可对工件进行自动打螺丝，且螺丝的供应由螺丝输送机构4负责，因此整个打螺丝过程无需人工参与，不仅省去了人工成本，而且生产效率大大提升，生产出来的产品质量稳定可靠；设置在输送线1上的工件限位装置2可以对工件进行定位、限位，使工件在打螺丝时能稳固地承载于工装板11上、避免晃动，进而保证打螺丝的效率和准确度，使产品质量更加稳定。

进一步地，所述工件限位装置2包括限位机架21和X轴限位机构22，所述限位机架21安装在所述输送线1上；所述X轴限位机构22包括X轴限位板221和X轴限位气缸222，所述X轴限位气缸222安装在所述限位机架21上，所述X轴限位板221安装在所述X轴限位气缸222的输出端上。

限位机架21安装在输送线1上，且突出于输送线1的上方；X限位机构安装在限位机架21上、且位于输送线1的上方；X轴限位气缸222安装在限位机架21上，且X轴限位气缸222的输出端朝向输送线1所在一侧，X轴限位板221安装在X轴限位气缸222的输出端上，因此X轴限位气缸222的输出端伸展时可使X轴限位板221靠近输送线1线上的工件。定位水平面上与输送线1的输送方向相垂直的方向为X轴方向，因此X轴限位机构22可在X轴方向上对工件进行限位。当自动打螺丝机器人3对工件远离工件限位装置2的侧面进行打螺丝时，工件会受到自动打螺丝机器人3驱使工件靠近工件限位装置2的推力，此时X轴限位气缸222伸展，则能抵消该推力，避免工件晃动、甚至脱离工装板11。设置X轴限位机构22可以在自动打螺丝机器人3工作时在X轴方向上对工件进行限位，避免工件晃动，保证工作的正常进行，确认产品的质量。

更优地，X轴限位机构22的数量可设置有多个、且沿限位机架21的竖直方向排布设置。如X轴限位机构22设置有两个，且上下对应设置在限位机架21的竖直方向上，当工件的高度较高时，设置两个或多个X轴限位机构22进一步保证工件在加工过程中不易晃动、掉落。

进一步地，所述X轴限位板在靠近工件的一侧设置有第一夹块2211和第二夹块2212，所述第一夹块2211和所述第二夹块2212之间留有容纳工件的间隙。

X轴限位板为长条形板件，其长度大于工件在Y轴方向上的宽度；X轴限位板在靠近工件的一侧设置有第一夹块2211和第二夹块2212，且第一夹块2211和第二夹块2212靠近X轴限位板的两端；第一夹块2211和第二夹块2212之间的间隙大于工件再Y轴方向上的宽度，当X轴限位板抵于工件的背面时，第一夹块2211和第二夹块2212相对的平面分别抵于工件的左侧面和右侧面，即X轴限位板、第一夹块2211和第二夹块2212呈近似“冂”字形将工件卡住。X轴限位板如此设置不仅可从X轴方向对工件进行限位，还能从Y轴方向对工件进行限位，增加工件的稳定性。

进一步地，所述工件限位装置2还包括安装在所述限位机架21上的Y轴限位机构23；所述Y轴限位机构23包括第一Y轴限位气缸231、第一限位块232、第二Y轴限位气缸233和第二限位块234；所述第一限位块232和所述第二限位块234分别安装在所述第一Y轴限位气缸231和所述第二限位气缸的输出端；所述第一Y轴限位气缸231和所述第二Y轴限位气缸233间隔设置，使得所述第一限位块232和所述第二限位块234之间可容纳工件。

第一Y轴限位气缸231和第二Y轴限位气缸233均安装在限位机架21上，初始状态，两者的水平高度大于工件的水平高度；第一Y轴限位气缸231和第二Y轴限位气缸233的输出端的延伸方向为竖直方向，即当两者的输出端伸展时，第一限位块232和第二限位块234从上往下移动、逐渐靠近工件。第一Y轴限位气缸231和第二Y轴限位气缸233间隔设置，因此第一限位块232和第二限位块234之间留有间隙，且工件可位于该间隙内。当工件移动至工件限位装置2对应的位置上时，第一Y轴限位气缸231的输出端和第二Y轴限位气缸233的输出端伸展，使第一限位块232和第二限位块234下降一定距离，对工件进行限位。定义输送线1的输送方向为Y轴方向，第一Y轴限位气缸231和第二Y轴限位气缸233沿Y轴方向排布。当自动打螺丝机器人3对工件在Y轴方向的侧面进行打螺丝时，会对工件有一个推力，而Y轴限位机构23则可抵消该推力。设置Y轴限位机构23可以在自动打螺丝机器人3工作时在Y轴方向上对工件进行限位，避免工件晃动，保证工作的正常进行，确认产品的质量。

进一步地，所述Y轴限位机构23设置在所述限位机架21的上端，所述第一限位块232包括用于抵接工件顶面的水平部2321和用于抵接工件侧面的竖直部2322。

第一限位块232由相互垂直的水平部2321和竖直部2322组成，即第一限位块232的形状类似L形；当第一限位块232对工件进行限位时，水平部2321抵于工件的顶面，竖直部2322抵于工件的侧面；第二限位块234的形状与第一限位块232的形状相同。第一限位块232和第二限位块234对工件进行限位时，具体是第一限位块232和第二限位块234的水平部2321抵于工件的顶面，第一限位块232和第二限位块234的竖直部2322分别抵于工件相对的两个侧面。第一限位块232和第二限位块234的形状不仅可使Y轴限位机构23在Y轴方向上对工件进行限位，而且还能在Z轴方向上对工件进行限位。X轴限位机构22和Y轴限位机构23的共同作用使工件在打螺丝过程中能稳固地承载与工装板11上，各个方向上都不会轻易晃动。

所述水平部安装在所述第一Y轴限位气缸的输出端上，所述水平部在靠近工件一侧的平面上开设有容纳槽23211，所述容纳槽23211用于容纳连接所述水平部与所述第一Y轴限位气缸的输出端的连接件。

第一限位块通过连接件(图中未示出)安装在第一Y轴限位气缸的输出端上，具体是水平部与第一Y轴限位气缸的输出端连接。为了使水平部与工件接触的面足够平整，故在水平部靠近工件一侧的平面上开设用于容纳连接件的容纳槽23211，连接件位于容纳槽23211内且与工件不接触，或者是连接件与水平部的面平齐、共同与工件接触。

第二限位块和第一限位块的结构相同，在此不一一赘述。

进一步地，所述限位机架21的上端可拆卸地设置有朝向工件所在的一侧延伸的顶部延伸杆211，所述Y轴限位机构23设置在所述顶部延伸杆211上。

限位机架21与输送线1的输送平面相垂直，顶部延伸杆211与限位机架21相垂直，故顶部延伸杆211与输送线1的输送面的相互平行、且位于输送面的正上方。顶部延伸杆211的数量为两条，且相互平行、处于同一水平高度；第一Y轴限位气缸231和第二Y轴限位气缸233分别安装在不同的顶部延伸杆211上，且靠近顶部延伸杆211远离限位机架21的一端。如此设置，可以使Y轴限位机构23能更加靠近工件的中部，因此Y轴限位机构23对工件进行限位时，作用力更加均衡，工件也更加稳固。

进一步地，所述自动打螺丝机器人3包括可六轴联动的六轴机械手31和安装在所述六轴机械手31上的自动打螺丝机32。

六轴机械手31可六轴联动，模拟人手的各个关节的动作；其中第一轴是连接底座的部位，主要承载上面轴的重量与底座的左右旋转，一个左右旋转动作就是使用电机325和减速机传动的结果；第二轴控制机械手主臂的前后摆动、整个主臂上下运动的功能；第三轴同样是控制机械手前后摆动功能，只是比第二轴的摆臂范围小；第四轴是控制机械手上面的圆形管的部分可自由旋转的部位，活动范围相当于人的小臂，不过不是360°旋转，里面有电线跟人小臂的范围相同；第五轴控制微调的上下翻转动作，通常是当产品抓取后可以使产品翻转的动作；第六轴就是末端法兰那个部分旋转功能，可以360°旋转。自动打螺丝机32安装在六轴机械手31上，具体是安装在第六轴末端的法兰上。通过六轴机械手31可使自动打螺丝机32能随意地对工件的各个面进行打螺丝操作。

进一步地，所述自动打螺丝机32包括连接座321、导轨322、滑块323、驱动气缸324、电机325和螺丝枪326，所述连接座321安装在所述六轴机械手31上，所述导轨322安装在所述连接座321上，所述滑块323可滑动地安装在所述导轨322上、且与所述驱动气缸324的输出端连接，所述电机325安装在所述滑块323上，所述螺丝枪326安装在所述电机325的输出端。

连接座321安装在六轴机械上，导轨322安装在连接座321上、且导轨322灯的长度方向为螺丝枪326与工件加工面垂直时靠近或远离工件加工面的方向；滑块323可滑动地安装在滑轨上，驱动气缸324安装在连接座321上，滑块323还与驱动气缸324的输出端连接，因此驱动气缸324的输出端伸展或收缩时可驱使滑块323在导轨322上滑动。电机325安装在滑块323上，螺丝枪326安装在电机325的输出端，电机325可驱使螺丝枪326旋转，以拧紧螺丝。螺丝输送机构4具体是将螺丝输送至螺丝枪326上。当六轴机械手31工作、以将螺丝枪326正对螺纹孔时，驱动气缸324的输出端伸展，带动滑块323移动，进而使螺丝枪326靠近螺纹孔；电机325同步启动，进而使螺丝杆绕其中轴线旋转，因此便将螺丝输送机构4提供的螺丝拧入至螺纹孔内。自动打螺丝机32的设置使打螺丝完全自动化，且快速、稳定。

进一步地，所述自动打螺丝机32还包括相机237和光源328，所述相机237安装在所述连接座321上、且拍摄方向朝向工件，所述光源328安装在所述连接座321上、且位于所述相机237的前方。

相机237用于拍照，光源328用于发出光线、并照亮相机237所要拍摄的部位。相机237安装在连接座321上，其可以拍摄用螺纹连接处的照片；拍摄的照片可传输至控制系统，以此判断螺丝枪326是否到位；当螺丝枪326拧完螺丝后，相机237还可拍摄拧完螺丝之后的照片，以此反应螺丝是否拧到位。相机237的设置可用于检测位置是否准确，在相机237的前方设置光源328可保证相机237所拍摄的照片显示清晰。

进一步地，所述螺丝输送机构4包括振动盘41、吹气装置42和输送管道43，所述振动盘41的输出端通过所述输送管道43与所述自动打螺丝机器人3连通，所述吹气装置42用于将振动盘41输出端的螺丝吹入输送管道43并吹至所述自动打螺丝机器人3上。

大量的螺丝放置在振动盘41上，，通过振动盘41的作用将螺丝有序地输出；输送管道43连通振动盘41的输出端和自动打螺丝机器人3，具体是螺丝枪326，吹起装置可将从振动盘41输出的螺丝吹到输送管道43内并吹至螺丝枪326内。输送管道43采用的是塑胶管道。振动盘41的设置可以使螺丝有序、定向地输出，吹气装置42和输送管道43的设置使螺丝能按照需求地输送至自动打螺丝机器人3上；整个打螺丝过程自动化程度高，人工成本低。

进一步地，所述工装板11设置有定位块111。

工装板11的形状为矩形，在工装板11的上表面设置有定位块111，定位块111的数量为多个，且排布在工装板11的四边位置；定位块111用于对工件进行定位、限位；工件放置在工装板11上时，定位块111将工件的底端围设住，设置定位块111可使工件上料更加快速、准确，且能在一定程度上限制住工件，避免工件再传输使晃动、倾斜。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。