螺釘機(jī)打螺釘浮高分析與解決方案

何聯(lián)營(yíng)

摘要：主要分析自動(dòng)螺釘機(jī)打螺釘?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)原理，并根據(jù)其原理分析如何對(duì)螺釘?shù)母「哌M(jìn)行測(cè)量的方案，為浮高的螺釘進(jìn)行以后的維修提供數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)螺釘機(jī)；螺釘浮高；滑牙；跳釘；高端數(shù)字式螺絲刀

1.背景

隨著人力成本的不斷提高以及普通體力勞動(dòng)者數(shù)量的減小，以替代人力重復(fù)性動(dòng)作為主的自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)打螺釘機(jī)械設(shè)備在產(chǎn)品裝配的應(yīng)用就是其中之一，就如同其它自動(dòng)化設(shè)備一樣存在著一些函待解決的問(wèn)題，主要表面在以下三種：

1.1螺釘滑牙；

1.2打螺釘時(shí)批頭滑出螺釘頭部（跳釘），這種十字頭較常見(jiàn)；

1.3螺釘浮高，沒(méi)有打到位；

前兩種情況一般的螺釘機(jī)都可以進(jìn)行報(bào)警，能報(bào)出是那一顆螺釘有不良，但是后一種螺釘浮高，一般的螺釘機(jī)就不能識(shí)別，當(dāng)然也不報(bào)出來(lái)，除非浮高很?chē)?yán)重時(shí)才能報(bào)警，這時(shí)可能浮高達(dá)到了2mm以上。

目前自動(dòng)螺釘機(jī)的螺釘浮高檢測(cè)最常見(jiàn)的是采用傳感器的方法或是在設(shè)備的控制系統(tǒng)利用軟件程序來(lái)解決。使用傳感器來(lái)測(cè)浮高要求所有的螺釘在同一個(gè)平面內(nèi)才可以，否則一個(gè)傳感器不能兼顧所有螺釘，即使在同一個(gè)平面內(nèi)，如果要更換其它產(chǎn)品時(shí)也要重新調(diào)整傳感器的位置，比較麻煩，而且精度不高；利用軟件測(cè)量浮高的方法實(shí)際相當(dāng)于在機(jī)器中不加裝彈簧對(duì)進(jìn)行Z軸的緩沖，可以利于Z軸精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量，但是有一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)產(chǎn)品在高度方向有異常時(shí)會(huì)打壞產(chǎn)品，而且從機(jī)器的原理上來(lái)說(shuō)也是不合理的。

2.問(wèn)題分析

自動(dòng)螺釘機(jī)設(shè)計(jì)原理圖

L1------電機(jī)Z軸運(yùn)動(dòng)距離

L2------螺釘在Z軸方向運(yùn)動(dòng)距離

X0-------螺釘機(jī)不工作時(shí)Z軸彈簧長(zhǎng)度

X1-------螺釘機(jī)正常擰螺釘時(shí)Z軸彈簧長(zhǎng)度

X1 ------浮高時(shí)螺釘機(jī)Z軸彈簧長(zhǎng)度

X - ------彈簧壓縮量的變化值，即X1-X1

H --------螺釘浮高高度

W--------工作面螺釘落座表面

從圖中可以看出，螺釘浮高時(shí)產(chǎn)生的浮高高度H=X，所以如果能準(zhǔn)確測(cè)量這個(gè)彈簧壓縮量的變化就可以確認(rèn)這個(gè)螺釘是否浮高。

3.解決方案

現(xiàn)在我們來(lái)研究一下如何測(cè)量X，彈簧既然能壓縮，就會(huì)有一個(gè)固定端，有一個(gè)移動(dòng)端，只要在這兩端之間裝一個(gè)光柵尺，就像數(shù)字式的卡尺一樣能記錄下來(lái)彈簧的壓縮量X。那么第一顆對(duì)應(yīng)壓縮量是X1，第二顆對(duì)應(yīng)的壓縮量是X2，第n顆對(duì)應(yīng)的壓縮量是Xn，我們把這個(gè)測(cè)量的數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（XN）進(jìn)行比較就可以得出第n顆螺釘是否浮高，如果數(shù)據(jù)Xn> XN則為第n顆螺釘浮高，Xn<=XN則為正常。

那么，存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（XN）是如何確定的呢？從前面的分析可以看出XN其實(shí)就是螺釘不浮高時(shí)Xn值，這個(gè)我們可以通過(guò)測(cè)量一組數(shù)據(jù)來(lái)求平均值來(lái)確定。

當(dāng)然也可以采其它的變通方式來(lái)處理，如把所有螺釘浮高測(cè)量值定為一個(gè)確定的數(shù)值A(chǔ)。通過(guò)Z軸的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)，讓每個(gè)螺釘正常擰入時(shí)光柵尺的讀數(shù)都為A，如果在擰螺釘時(shí)測(cè)量到光柵尺的數(shù)據(jù)不是A就可能是浮高。

4.結(jié)果

如果能像我們這種方案去設(shè)計(jì)螺釘機(jī)，增加螺釘浮高檢測(cè)功能，將可以大大提高螺釘浮高檢測(cè)準(zhǔn)確度?，F(xiàn)在手機(jī)或是平板打螺釘，螺釘機(jī)打完成還要操作員工對(duì)每個(gè)螺釘進(jìn)行目檢，這樣又浪費(fèi)時(shí)間，也可以會(huì)漏檢，而且還不能100%的成功檢測(cè)。如果使用了這種螺釘機(jī)，有螺釘浮高機(jī)器就可以報(bào)出來(lái)，如果機(jī)器沒(méi)有報(bào)浮高可以直接通過(guò)認(rèn)為是良品。

如果使用了這種帶有浮高檢測(cè)功能的螺釘機(jī)，再加上一把數(shù)字式高端螺絲刀，就可能實(shí)現(xiàn)螺釘機(jī)自動(dòng)返修因打螺釘而造成的不良品，因?yàn)檫@種螺釘機(jī)可以識(shí)別那個(gè)螺釘是不良，高端的數(shù)字式螺絲刀可以實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)并拆除，然后再重新打上一個(gè)新的螺釘就好了。