多轴式自动锁螺丝机的设计与调试
目录
引言 1
一、研究双工位多轴自动锁螺丝机的目的及意义 2
（一）自动锁螺丝机的现状和发展概况 2
（二）桌面型自动锁螺丝机的优缺点和特点 2
二、总体方案设计 3
（一）多轴式自动锁螺丝机的整体设计 3
（二）自动锁螺丝机的各项技术参数 3
（三）多轴式自动锁螺丝机的各部分功能介绍 4
（四）多轴运动形式及驱动方式 9
三、机械结构设计 10
（一）出料器平台设计 10
（二）工作台面及电批夹具的设计 11
（三）电批气吸组件的设计 11
四、自动锁螺丝机的PLC控制 12
（一）PLC的基本结构 12
（二）工作流程图 13
（三）上电和使用注意事项 14
五、仿真与实现 15
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
自动锁螺丝机是用来代替传统手工拧紧螺丝的机器设备。手工拧螺丝又包括纯手工拧紧和电动螺丝刀拧紧两种，由于手工拧螺丝需要手工放置螺丝和对准螺丝头需要用掉大量的作业时间和精力，因此整体效率比较低。自动锁锁螺丝机最大的优点就是灵活多变，生产效率高，产品质量有保障。根据编程器设定好的坐标位置，机器将自动完成对产品的锁付。
自动锁螺丝机又称自动螺丝锁紧机、工业拧紧系统、自动螺丝锁付机等，是用自动化机构代替人手完成螺丝的取、放、拧紧的自动化装置，在国外已得到广泛应用，目前国内不少企业也开始应用。为实现工业装配生产线上螺丝的全自动拧紧，当前传统的手动或半自动拧螺丝已经达不到现实的生产能力和速度要求，多轴 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
式自动锁螺丝机的设计对于提高生产速度，减少劳动力需求，实现自动化和智能化有着非同寻常的实际意义。本文设计的多轴式自动锁螺丝机不仅有着高稳定性、高效率、智能化的优点和特点，而且其良好的通用性和广泛的应用范围更是具备了广阔的发展和应用前景。当前的自动锁螺丝技术，已经有所应用在电脑、电机、录橡机、显示器、液晶面板、线路板、等领域。
一、研究自动锁螺丝机的目的及意义
（一）自动锁螺丝机的发展现状和发展前景
目前，我国的自动锁螺丝机发展还处于起步的阶段，自动锁螺丝机需求量还很大。随着行业的发展，自动锁螺丝机的技术还在得到不断的提高，产品向多样化发展，已经形成了多头自动锁螺丝机、多轴自动锁螺丝机，转盘式自动式螺丝机，手持式自动锁螺丝机，落地式自动锁螺丝机等多个自动锁螺丝机种。?
起初我国自动锁螺丝机大部分都是依靠进口，来自日本，德国等发达国家，但如今随着国内技术不断进步，成本的减少，国产的自动锁螺丝设备也得到国内很多电子产品组装商家的青睐。近些年来，我国自动化设备行业发展十分迅速，主要分布在珠三角和长三角地区。由于这些地方地域优越，人力成本高，行业竞争压力大，所以他们急需摆脱这些困境向产线自动化转型。
随着我国招工难及招工贵等问题的凸显，以及国家政策对自动化设备产业的支持，越来越多制造业开始使用自动化设备，我国自动锁螺丝机的产量也一路增长，到2013年，我国自动锁螺丝机的产量超过10万台，国内自动锁螺丝机的市场规模超过34亿元。未来将会有更多企业投身到自动锁螺丝机行业，市场需求也将继续拉动行业产量。中商情报网预测，未来自动锁螺丝机的产量将会延续增长态势，到2018年将接近30万台，市场规模将有望突破80亿元。
多轴式自动锁螺丝机的优缺点和特点
功能特点：?
1. 全自动排螺丝、分螺丝。
2. 智能化的检测，准确检测锁付过程中出现的浮锁、滑牙等不良产品。
3. 高效高速锁螺丝，可同时载2支电批同步作业,适用多颗或多种螺丝锁付需要。
4. 防静电设计，能避免敏感电子零件因静电而受损。
5. 机器主要配件均来自日本、台湾品牌，品质保证，可以连续作业不间断，平均无故障时间大幅降低，有效提升生产效率。
6. 创新的机构设计，调机容易，编程简单易懂，运行稳定可靠。
7. 稳定的合格率,智能化检测克漏打，误打螺丝，合格率99%以上。
8. 简易的操控性，人性化的设计使得作业人员只需短暂培训即可上岗操作。
自动锁螺丝机的不足之处：
自动锁螺丝机的主要缺点就是卡机、浮锁（锁不紧）、花头，这些都是由螺丝质量不好引起的或是厂家为解决螺丝质量不好而改动设计尺寸而引起的，但是这些问题往往厂家是无法解决的。
????另外就是机器本身的问题如所使用的材料、工艺及电子零件所使用的品牌而引起的问题。
二、总体方案设计
（一）多轴式自动锁螺丝机的整体设计
双工位多轴式自动锁螺丝机
图1-1 双工位多轴式自动锁螺丝机
本设计采用锁附一体的方式，从供料器送料，机器取料，到将取料移动到产品的螺丝锁附位置最后再锁紧螺丝一整套步骤。
机器的整体结构由两个电批，两个供料器，两个控制盒，两个气体控制箱，两个运动平台。电批在台面的空间内可以上下左右前后任意移动，Z轴有上下限位器，批嘴移动到螺丝孔上方，对正螺丝孔后机器带动电批向下压，电批有下压启动功能，螺丝接触到螺丝孔自动启动电批，并完成锁付，锁付结束电批自动停止转动，机器将电批抬起，吸嘴会自动回去吸取下一颗螺丝，自动锁螺丝机将电批移动到下一个螺丝孔继续锁螺丝。
（二）自动锁螺丝机的各项技术参数
*技术指标
1. 有效行程： X1轴：300毫米（左右）
X2轴：300毫米（左右）
Y1轴：600毫米（前后）
Y2轴：600毫米（前后）
Z1轴：200毫米（上下）
Z2轴：200毫米（上下）
2. 操作范围：左机台：300毫米*300毫米
右机台：300毫米*300毫米
3. 驱动方式：伺服电机
4. 定位精确：0.02毫米
5. 控制速度：1~800毫米/秒
6. 负载：Y轴（10kg）、X轴（5kg）、Z轴(3kg)
7. 控制方式：PLC控制
8. 锁附方式：吸取式
9. 程序输入：编程器
10. 程序数量：100个
11. 外形尺寸：W800mm*L860mm*500mm
12. 重量：约80kg
13. 输入功率：150W
*工作环境
1. 电源电压：AC220V±10％
2. 电源频率：50HZ±10％
4.上电时红色报警灯一直闪烁表示系统没有准备好，重新上电便可。
引言 1
一、研究双工位多轴自动锁螺丝机的目的及意义 2
（一）自动锁螺丝机的现状和发展概况 2
（二）桌面型自动锁螺丝机的优缺点和特点 2
二、总体方案设计 3
（一）多轴式自动锁螺丝机的整体设计 3
（二）自动锁螺丝机的各项技术参数 3
（三）多轴式自动锁螺丝机的各部分功能介绍 4
（四）多轴运动形式及驱动方式 9
三、机械结构设计 10
（一）出料器平台设计 10
（二）工作台面及电批夹具的设计 11
（三）电批气吸组件的设计 11
四、自动锁螺丝机的PLC控制 12
（一）PLC的基本结构 12
（二）工作流程图 13
（三）上电和使用注意事项 14
五、仿真与实现 15
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
自动锁螺丝机是用来代替传统手工拧紧螺丝的机器设备。手工拧螺丝又包括纯手工拧紧和电动螺丝刀拧紧两种，由于手工拧螺丝需要手工放置螺丝和对准螺丝头需要用掉大量的作业时间和精力，因此整体效率比较低。自动锁锁螺丝机最大的优点就是灵活多变，生产效率高，产品质量有保障。根据编程器设定好的坐标位置，机器将自动完成对产品的锁付。
自动锁螺丝机又称自动螺丝锁紧机、工业拧紧系统、自动螺丝锁付机等，是用自动化机构代替人手完成螺丝的取、放、拧紧的自动化装置，在国外已得到广泛应用，目前国内不少企业也开始应用。为实现工业装配生产线上螺丝的全自动拧紧，当前传统的手动或半自动拧螺丝已经达不到现实的生产能力和速度要求，多轴 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
式自动锁螺丝机的设计对于提高生产速度，减少劳动力需求，实现自动化和智能化有着非同寻常的实际意义。本文设计的多轴式自动锁螺丝机不仅有着高稳定性、高效率、智能化的优点和特点，而且其良好的通用性和广泛的应用范围更是具备了广阔的发展和应用前景。当前的自动锁螺丝技术，已经有所应用在电脑、电机、录橡机、显示器、液晶面板、线路板、等领域。
一、研究自动锁螺丝机的目的及意义
（一）自动锁螺丝机的发展现状和发展前景
目前，我国的自动锁螺丝机发展还处于起步的阶段，自动锁螺丝机需求量还很大。随着行业的发展，自动锁螺丝机的技术还在得到不断的提高，产品向多样化发展，已经形成了多头自动锁螺丝机、多轴自动锁螺丝机，转盘式自动式螺丝机，手持式自动锁螺丝机，落地式自动锁螺丝机等多个自动锁螺丝机种。?
起初我国自动锁螺丝机大部分都是依靠进口，来自日本，德国等发达国家，但如今随着国内技术不断进步，成本的减少，国产的自动锁螺丝设备也得到国内很多电子产品组装商家的青睐。近些年来，我国自动化设备行业发展十分迅速，主要分布在珠三角和长三角地区。由于这些地方地域优越，人力成本高，行业竞争压力大，所以他们急需摆脱这些困境向产线自动化转型。
随着我国招工难及招工贵等问题的凸显，以及国家政策对自动化设备产业的支持，越来越多制造业开始使用自动化设备，我国自动锁螺丝机的产量也一路增长，到2013年，我国自动锁螺丝机的产量超过10万台，国内自动锁螺丝机的市场规模超过34亿元。未来将会有更多企业投身到自动锁螺丝机行业，市场需求也将继续拉动行业产量。中商情报网预测，未来自动锁螺丝机的产量将会延续增长态势，到2018年将接近30万台，市场规模将有望突破80亿元。
多轴式自动锁螺丝机的优缺点和特点
功能特点：?
1. 全自动排螺丝、分螺丝。
2. 智能化的检测，准确检测锁付过程中出现的浮锁、滑牙等不良产品。
3. 高效高速锁螺丝，可同时载2支电批同步作业,适用多颗或多种螺丝锁付需要。
4. 防静电设计，能避免敏感电子零件因静电而受损。
5. 机器主要配件均来自日本、台湾品牌，品质保证，可以连续作业不间断，平均无故障时间大幅降低，有效提升生产效率。
6. 创新的机构设计，调机容易，编程简单易懂，运行稳定可靠。
7. 稳定的合格率,智能化检测克漏打，误打螺丝，合格率99%以上。
8. 简易的操控性，人性化的设计使得作业人员只需短暂培训即可上岗操作。
自动锁螺丝机的不足之处：
自动锁螺丝机的主要缺点就是卡机、浮锁（锁不紧）、花头，这些都是由螺丝质量不好引起的或是厂家为解决螺丝质量不好而改动设计尺寸而引起的，但是这些问题往往厂家是无法解决的。
????另外就是机器本身的问题如所使用的材料、工艺及电子零件所使用的品牌而引起的问题。
二、总体方案设计
（一）多轴式自动锁螺丝机的整体设计
双工位多轴式自动锁螺丝机
图1-1 双工位多轴式自动锁螺丝机
本设计采用锁附一体的方式，从供料器送料，机器取料，到将取料移动到产品的螺丝锁附位置最后再锁紧螺丝一整套步骤。
机器的整体结构由两个电批，两个供料器，两个控制盒，两个气体控制箱，两个运动平台。电批在台面的空间内可以上下左右前后任意移动，Z轴有上下限位器，批嘴移动到螺丝孔上方，对正螺丝孔后机器带动电批向下压，电批有下压启动功能，螺丝接触到螺丝孔自动启动电批，并完成锁付，锁付结束电批自动停止转动，机器将电批抬起，吸嘴会自动回去吸取下一颗螺丝，自动锁螺丝机将电批移动到下一个螺丝孔继续锁螺丝。
（二）自动锁螺丝机的各项技术参数
*技术指标
1. 有效行程： X1轴：300毫米（左右）
X2轴：300毫米（左右）
Y1轴：600毫米（前后）
Y2轴：600毫米（前后）
Z1轴：200毫米（上下）
Z2轴：200毫米（上下）
2. 操作范围：左机台：300毫米*300毫米
右机台：300毫米*300毫米
3. 驱动方式：伺服电机
4. 定位精确：0.02毫米
5. 控制速度：1~800毫米/秒
6. 负载：Y轴（10kg）、X轴（5kg）、Z轴(3kg)
7. 控制方式：PLC控制
8. 锁附方式：吸取式
9. 程序输入：编程器
10. 程序数量：100个
11. 外形尺寸：W800mm*L860mm*500mm
12. 重量：约80kg
13. 输入功率：150W
*工作环境
1. 电源电压：AC220V±10％
2. 电源频率：50HZ±10％
4.上电时红色报警灯一直闪烁表示系统没有准备好，重新上电便可。
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