初國(guó)輝，常明尊

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

一種新型全自動(dòng)打螺絲機(jī)的設(shè)計(jì)

初國(guó)輝，常明尊

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

提出了一種新型的全自動(dòng)打螺絲機(jī)，主要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)擰螺絲的操作。介紹了自動(dòng)打螺絲機(jī)的總體機(jī)械結(jié)構(gòu)方案及相關(guān)的硬件電路，編制了相應(yīng)的軟件程序，該自動(dòng)螺絲機(jī)的最大鎖付速度為30顆/min，具有較高的工作效率。

全自動(dòng)打螺絲機(jī)；PLC控制

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)在工廠中，這些自動(dòng)化設(shè)備，不僅提高了工作效率，而且很大限度的節(jié)省了人力資源。擰螺絲是工廠生產(chǎn)線上的最常見(jiàn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，作業(yè)較簡(jiǎn)單，但由于產(chǎn)品數(shù)量過(guò)多，擰螺絲也就成為一項(xiàng)不小的重任與負(fù)擔(dān)，采用人力的方法不僅工作效率低，而且還會(huì)導(dǎo)致作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，導(dǎo)致良品率下降。而全自動(dòng)打螺絲機(jī)的出現(xiàn)就能化解這樣的難題。

1 全自動(dòng)打螺絲機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

該設(shè)備主要由以下部件構(gòu)成：

主機(jī)：由機(jī)架、X軸進(jìn)給裝置、Y軸進(jìn)給裝置、Z軸進(jìn)給裝置、工作臺(tái)、刀架臺(tái)、工作轉(zhuǎn)頭及吹氣上釘裝置等構(gòu)成。

X、Y及Z軸進(jìn)給裝置皆采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)，使得工件位置和轉(zhuǎn)頭位置更加準(zhǔn)確的進(jìn)行配合，提高作業(yè)精度。

工作臺(tái)與刀架臺(tái)全部與進(jìn)給裝置相連，便于實(shí)現(xiàn)刀頭與工件之間的精確的配合移動(dòng)，從而使加工更加流暢。工作轉(zhuǎn)頭是進(jìn)行擰緊螺絲的裝置，其不需要對(duì)其加工位置和時(shí)長(zhǎng)有特殊需求，故使用一般電機(jī)即可。

吹氣上釘裝置由電機(jī)、氣壓泵、螺絲槽及管道等組成?？蓪?shí)現(xiàn)了快速上釘，提高效率。

機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 全自動(dòng)打螺絲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全自動(dòng)打螺絲機(jī)采用PLC控制。按下啟動(dòng)按鈕，上釘電機(jī)開(kāi)始進(jìn)行上釘工作。之后，電磁閥接通，氣泵工作。若管道中壓力過(guò)大，則壓力繼電器工作，使氣泵斷電，停止運(yùn)行。X、Y軸電機(jī)運(yùn)行，使刀架移動(dòng)到指定擰釘位置。Z軸電機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動(dòng)，完成擰釘工作。

總體控制方案框圖如圖2所示。

圖2 總體控制方案框圖

3 軟件流程圖設(shè)計(jì)

機(jī)械手上料，X電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向刀架的工作線移動(dòng)。Y軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架向工件移動(dòng)。Z軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)頭向工件移動(dòng)。上釘電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺絲進(jìn)入管道。電磁閥打開(kāi)，螺絲在氣泵的作用下，被吹到裝訂口。擰釘電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)Z軸電機(jī)緩慢正轉(zhuǎn)。擰釘結(jié)束后，Z軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)頭退回。若Y軸方向上鎖付工作未完成，Y軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架向工件下個(gè)工位移動(dòng)，繼續(xù)擰釘。若Y軸安裝完成，工件整體鎖付工作未完成，則X軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)進(jìn)給下一個(gè)工位。若整體鎖付工作完成，此時(shí)機(jī)械手下料，程序返回，全自動(dòng)打螺絲機(jī)流程圖如圖3所示。

圖3 全自動(dòng)打螺絲機(jī)流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的一種全自動(dòng)打螺絲機(jī)，利用絲杠螺母等傳動(dòng)裝置能夠靈活且準(zhǔn)確的對(duì)轉(zhuǎn)頭進(jìn)行移動(dòng)，使其與需要擰的螺絲接合，采用PLC控制實(shí)現(xiàn)了螺絲機(jī)的自動(dòng)化，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且保證了工作質(zhì)量。

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Design of a New Type of Automatic Screw Drive

CHU Guo-hui，CHANG Ming-zun
（College of Mechanical Engineer and Automation，Liaoning University of Technology，Jinzhou Liaoning121000，China）

This paper presents a new type of automatic screw driver，which mainly completes the automatic screwing operation of the shell of the product.The paper introduces the overall mechanical structure of the automatic screw driver and the related hardware circuit，and gives the corresponding software program.The the maximum lock speed of the automatic screw machine is 30/min，and it has higher work efficiency.

automatic screw drive；PLC control

TS914.5

A

1672-545X（2017）08-0259-02

2017-05-02

初國(guó)輝（1993－），男，遼寧丹東人，本科在讀，研究方向：機(jī)械電子工程；常明尊（1995－），男，河南駐馬店人，本科在讀，研究方向：機(jī)械電子工程。