電視機后殼自動打螺絲系統的研究與設計

康瑞芳 楊打生 袁文博 內蒙古電子信息職業(yè)技術學院 孟永茂 夏紅斌 創(chuàng)維電子（內蒙古）有限公司

隨著經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高,消費類電子產品不斷深入并極大豐富了人們的生活。日前,消費類電子產品已由高檔消費品逐步轉變成為日常生活的必需品，消費類電子產品已進入快速增長階段。勞動密集型生產制造企業(yè)改變現狀的途徑，自動化升級改造不僅能節(jié)約了大量的人力資源，還能提高生產效率和產品質量，并最終實現生產制造模式的科技轉型。一臺電視機多處結構靠螺絲固定，PCB板的固定，模組、整機后蓋等結構的固定都離不開螺絲，由此在電視機行業(yè)，人工打螺絲工位很多，勞動強度非常大，為了提高生產效率，節(jié)約生產成本，降低勞動強度，充分研究打螺絲的重復性動作后，結論是使用設備實現自動打螺絲是可行的。前期，已針對特定位置的螺釘，開發(fā)了智能機器手。本項目研究基礎為創(chuàng)維電子（內蒙古）有限公司整機裝配生產線。

本項目依托的高端成組標準化自動化生產線，完成電子產品機芯板自動化升級技術改造，逐步實現勞動密集型產業(yè)向自動化控制生產轉型。后殼自動打螺絲系統分成電視機定位子系統、螺絲供料子系統、機械手。

電視機定位系統示意圖如圖1（俯視圖），電視機平躺于工裝板上，當自動打螺絲工位行程開關檢測到有工裝板到達（阻擋器6擋住工裝板繼續(xù)前進），定位控制器先控制左擋4和右擋7同時下推，然后同時控制左擋4右推，右擋7左推和前擋8后推，完成電視機以固定后擋2和右擋7（右擋左推的力比左擋右推大）為基準的定位。使所有到達該工位的電視機在統一的、特定的位置。定好位后，控制器發(fā)信號詢問上述產線自動化設備信息管理系統服務器，內容為當前電視機是否打螺絲，是則通知機械手打螺絲，否則下降阻擋器6，放行該電視機。

供料系統如圖2、圖3。圖2左輪裝料轉盤一次可裝7顆螺絲，裝螺絲的過程如圖3，螺絲盒裝有多顆螺絲，搖扇上下搖動，把螺絲盒內的螺絲一顆顆通過導軌3往前推，當圖4接近開關檢測到有螺絲到位，搖扇停止搖動，裝料轉盤順時針轉到下一個螺絲位，然后繼續(xù)啟動搖扇，依次按上述動作裝完轉盤上的所有螺絲位。裝好螺絲后控制器通知機械手一次性取走，用于打螺絲。

機械手末端固定著取螺絲左輪轉盤（如圖4），轉盤上最多可安裝7根批桿，批頭由環(huán)形磁鐵圍著，機械手收到供料系統發(fā)的取螺絲信號后，取料轉盤在電機1的驅動，皮帶2的傳動下，轉到第一根批桿與上方對接的固定批桿（如圖5固定批桿）對齊，接著取料轉盤移到供料轉盤正上方，靠環(huán)形磁鐵的磁力吸走螺絲，然后機械手末端移到電視機打第一顆螺孔的正上方，使第一根批桿正對著第一顆待打螺孔。接著電批在氣缸的帶動下壓到螺絲孔處，與此同時批桿受控旋轉，使螺絲擰入螺絲孔位，電批檢測到批桿停轉時表明已經打到位（未到位則報警），然后控制氣缸提起電批。接下來打第二顆螺絲，同樣地，機械手移到第二顆螺絲孔上方，同時取料左輪轉動，使第二跟批桿與上方固定批桿對齊，然后打第二顆螺絲……。重復以上動作，直到打完取料左輪上的所有螺絲，然后機械手向產線自動化設備信息管理系統服務器發(fā)送各孔位是否打好信息。最后向定位系統發(fā)出放行電視機信號，定位系統收到放行信號后控制圖3的阻擋器6下降，放行該電視機。

圖1 電視機定位俯視圖

圖2 左輪供料轉盤俯視圖

圖3 螺絲供料系統示意圖

圖4 安裝在機械手末端的取料系統

就目前來看，我國已成為消費類電子產品的加工中心。眾多電子產品生產企業(yè)很多環(huán)節(jié)已實現了自動化生產，但是螺釘緊固這一環(huán)節(jié)，由于定位，精準控制等難度大，實際情況復雜，所以多數工作仍需要人工進行，這樣就使得自動化生產線又變成了半自動化生產線，生產效率難以提高，生產質量難以把控，生產成本難以降低。智能裝配機器人是實現電子產品自動化生產最為關鍵的部分。自動化裝配生產線可以對電子產品快速裝配。自動化檢測生產線將融入原有的生產線，在產品裝配的過程中，可以實現全自動、智能化。智能裝配機器人在生產線上的應用可以幫助企業(yè)，優(yōu)化生產流程，提高生產效率，把控生產質量，降低生產成本。故具有特別好的推廣前景。

圖5 運用多關節(jié)機械手的自動打螺絲系統