1.本发明涉及智能制造生产线技术领域，具体地说是涉及一种拧紧轴自动换套筒装置。
背景技术：2.智能制造生产线由多种动作装置构成，实现对目标工件的抓取、输送、配料、装配、下线等操作。智能制造生产线实现了制造的智能化、自动化，大大提高了生产精度和效率。目前，在智能制造生产线上布置有拧紧设备，通过拧紧轴实现对目标工件的拧紧作业。其中，在拧紧轴的末端需要装配拧紧套筒，由拧紧套筒配合目标工件上的螺栓。若一个拧紧轴可以配合各种型号的拧紧套筒，则可以有效降低产线成本。
技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种拧紧轴自动换套筒装置，以实现拧紧轴与拧紧套筒的自动配合切换。
4.为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：
5.一种拧紧轴自动换套筒装置，包括机械手臂、拧紧轴、拧紧轴连接头、拧紧套筒、套筒连接头和夹持按压单元；
6.所述机械手臂的末端设置所述拧紧轴，所述拧紧轴的末端设置所述拧紧轴连接头；
7.所述拧紧轴连接头包括上装配座和上装配套，所述上装配座的上端装配所述拧紧轴的末端，所述上装配座的下端装配所述上装配套的上端，所述上装配套的下端开设第一上装配口，所述第一上装配口的侧壁开设若干个配合槽；
8.所述拧紧套筒的上端设置所述套筒连接头；
9.所述套筒连接头包括下装配座、下装配套、中间芯轴、复位弹簧、下限位销、压缩止动环和配合球；
10.所述下装配座的下端装配所述拧紧套筒的上端，所述下装配座的上端设置所述下装配套，所述下装配套的上端开设下装配口，所述下装配套的侧面开设下长条孔，所述下长条孔沿着下装配套的伸展方向布置，所述下长条孔与所述下装配口连通，所述下装配套的上端侧面开设孔道，所述孔道沿着下装配套的径向布置，所述孔道与所述下装配口连通，所述孔道的孔径由内向外变小，所述孔道最外侧的孔径小于所述配合球的外径，所述孔道最内侧的孔径大于所述配合球的外径；
11.所述中间芯轴的下端的侧面开设下销孔，所述中间芯轴的上端由下向上收窄；
12.所述下装配口内从下向上依次装配复位弹簧及中间芯轴，所述中间芯轴可相对于所述下装配口移动，所述下限位销装配所述下销孔，所述下限位销位于所述下长条孔内，所述压缩止动环嵌套在所述下装配套的上端，所述下限位销的末端装配连接所述压缩止动环，一个所述孔道内放置一个配合球；
13.所述中间芯轴动态阻挡所述孔道最内侧位置，所述中间芯轴的上端收窄位置阻挡孔道最内侧位置时，配合球可从孔道最外侧缩回，配合球贴合中间芯轴的上端收窄位置；所述中间芯轴的非上端位置阻挡孔道最内侧位置时，配合球贴合中间芯轴的非上端位置，配合球外露于孔道的最外侧；
14.所述夹持按压单元包括支撑架以及设置于支撑架上的夹持机构和按压机构，所述夹持机构用于夹持所述拧紧套筒或所述套筒连接头，所述按压机构用于按压所述压缩止动环使压缩止动环相对于所述下装配套向下移动。
15.优选的，所述拧紧轴连接头还包括缓冲杆、缓冲弹簧和上限位销；所述上装配座的下端设置所述缓冲杆，所述缓冲杆的下端的侧面开设上销孔；所述上装配套的上端开设第二上装配口，所述上装配套的侧面开设上长条孔，所述上长条孔沿着上装配套的伸展方向布置，所述上长条孔与所述第二上装配口连通；所述第二上装配口内装配所述缓冲杆，所述缓冲杆可相对于所述第二上装配口移动，所述缓冲弹簧装配于所述上装配座和所述上装配套之间，所述上限位销装配所述上销孔，所述上限位销位于所述上长条孔内。
16.优选的，所述上装配套的相对的两侧面均开设一个上长条孔，所述上限位销的两端各位于一个上长条孔内。
17.优选的，所述按压机构包括第一气缸和推移按压块，所述第一气缸设置于所述支撑架上，所述第一气缸的伸缩端连接所述推移按压块，所述推移按压块与所述压缩止动环接触的部分设置为斜面；所述第一气缸的伸缩端伸缩以带动所述推移按压块沿水平方向移动，所述斜面接触所述压缩止动环时，所述斜面推动所述压缩止动环相对于所述下装配套向下移动。
18.优选的，所述夹持机构包括固定夹具、第二气缸和活动夹具，所述固定夹具设置于所述支撑架的一侧，所述第二气缸设置于所述支撑架上，所述第二气缸的伸缩端连接所述活动夹具，所述活动夹具位于与所述固定夹具相对的另一侧，所述第二气缸的伸缩端伸缩以带动所述活动夹具接近或远离所述固定夹具，所述活动夹具与所述固定夹具用于共同夹持所述拧紧套筒或所述套筒连接头。
19.优选的，所述下装配套的相对的两侧面均开设一个下长条孔，所述下限位销的两端各位于一个下长条孔内，所述下限位销的两末端均装配连接所述压缩止动环。
20.优选的，所述夹持机构和所述按压机构成对布置，所述支撑架上设置若干对所述夹持机构和所述按压机构，每对所述夹持机构和所述按压机构对应一个拧紧套筒。
21.优选的，所述支撑架上还设置有支撑套，所述拧紧套筒可插入所述支撑套内部，所述下装配座搭接于所述支撑套的上端边沿。
22.优选的，还包括底座，所述机械手臂设置于所述底座上。
23.优选的，所述支撑架的下端设置有若干个用于调节所述支撑架处于水平状态的调平机构。
24.本发明的有益技术效果是：
25.本发明的拧紧轴自动换套筒装置，将拧紧套筒放置于支撑套内，通过夹持按压单元的夹持机构夹持拧紧套筒或套筒连接头，通过夹持按压单元的按压机构带动压缩止动环相对于下装配套向下移动，进而经下限位销带动中间芯轴相对于下装配口向下移动，中间芯轴的上端收窄位置阻挡孔道最内侧位置，配合球从孔道最外侧缩回，配合球贴合中间芯
轴的上端收窄位置，此时，通过机械手臂带动拧紧轴及拧紧轴连接头靠近套筒连接头，将下装配套的上端嵌套于上装配套的第一上装配口内，第一上装配口侧壁的配合槽对应孔道最外侧位置，夹持按压单元的按压机构脱离对压缩止动环的按压动作，在复位弹簧的作用下中间芯轴相对于下装配口向上移动，中间芯轴的非上端位置(中间或下端位置)阻挡孔道最内侧位置，配合球贴合中间芯轴的非上端位置，配合球外露于孔道的最外侧，配合球嵌入配合槽内，实现拧紧轴连接头与套筒连接头的配合，夹持按压单元的夹持机构脱离对拧紧套筒或套筒连接头的夹持动作，如此以实现拧紧轴与拧紧套筒的自动配合切换，配合切换精准、效率较高。
附图说明
26.图1为本发明实施例拧紧轴自动换套筒装置的立体图；
27.图2为本发明实施例拧紧轴自动换套筒装置的主视图；
28.图3为本发明实施例拧紧轴自动换套筒装置的侧视图；
29.图4为本发明实施例夹持按压单元等部分的立体图；
30.图5为图4中a处的局部放大图；
31.图6为本发明实施例夹持按压单元等部分的主视图；
32.图7为图6中b-b剖视图；
33.图8为图7中c处的局部放大图；
34.图9为本发明实施例夹持按压单元等部分的俯视图；
35.图10为本发明实施例拧紧套筒及套筒连接头的主视图，图10中去除了压缩止动环；
36.图11为图10中d-d剖视图；
37.图12为本发明实施例拧紧套筒及套筒连接头的侧视图，图12中去除了压缩止动环。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明实施例中，提供一种拧紧轴自动换套筒装置，请参考图1至图12所示。
41.一种拧紧轴自动换套筒装置，包括机械手臂1、拧紧轴2、拧紧轴连接头3、拧紧套筒4、套筒连接头5和夹持按压单元6。
42.机械手臂1设置于底座11上，机械手臂1可以实现多自由度调节，以带动拧紧轴2及拧紧轴连接头3在空间中保持任意姿态，进而带动套筒连接头5及拧紧套筒4在空间中保持任意姿态，使拧紧套筒4对准目标工件的某一螺栓。
43.机械手臂1的末端设置拧紧轴2，拧紧轴2的末端设置拧紧轴连接头3。
44.具体的，拧紧轴连接头3包括上装配座31和上装配套32，上装配座31的上端装配拧紧轴2的末端，上装配座31的下端装配上装配套32的上端，上装配套32的下端开设第一上装配口321，第一上装配口321的侧壁开设若干个配合槽322。上装配套32的第一上装配口321用于装配下装配套52的上端，第一上装配口321侧壁的配合槽322用于嵌入配合球57，以实现上装配套32与下装配套52的配合连接，进而实现拧紧轴连接头3与套筒连接头5的配合连接。
45.拧紧轴连接头3还包括缓冲杆33、缓冲弹簧34和上限位销35。上装配座31的下端设置缓冲杆33，缓冲杆33沿着竖直方向伸展，缓冲杆33的下端的侧面开设上销孔，上销孔内用于装配上限位销35。上装配套32的上端开设第二上装配口323，上装配套32的侧面开设上长条孔324，上长条孔324沿着上装配套32的伸展方向布置，上长条孔324与第二上装配口323连通。第二上装配口323内装配缓冲杆33，缓冲杆33可相对于第二上装配口323移动，缓冲弹簧34装配于上装配座31和上装配套32之间，上限位销35装配于上销孔内，上限位销35位于上长条孔324内。如此，在上装配套32与下装配套52的配合连接时，上装配座31和上装配套32之间通过缓冲弹簧34实现缓冲，避免上装配套32与下装配套52配合时发生硬性冲击。
46.上装配套32的相对的两侧面均开设一个上长条孔324，上限位销35的两端各位于一个上长条孔324内。如此，通过上限位销35与上长条孔324间的配合导向限位，使上装配座31及缓冲杆33可以沿着上装配套32的第一上装配口321轴线方向移动。
47.拧紧套筒4的上端设置套筒连接头5，套筒连接头5包括下装配座51、下装配套52、中间芯轴53、复位弹簧54、下限位销55、压缩止动环56和配合球57。
48.下装配座51的下端装配拧紧套筒4的上端，下装配座51的上端设置下装配套52。下装配套52的上端开设下装配口521，下装配套52的侧面开设下长条孔522，下长条孔522沿着下装配套52的伸展方向布置，下长条孔522与下装配口521连通。下装配套52的上端侧面开设孔道523，孔道523沿着下装配套52的径向布置，孔道523与下装配口521连通，孔道523的孔径由内向外变小。其中，孔道523最外侧的孔径小于配合球57的外径，孔道523最内侧的孔径大于配合球57的外径。
49.中间芯轴53的下端的侧面开设下销孔，中间芯轴53的上端由下向上收窄。
50.下装配口521内从下向上依次装配复位弹簧54及中间芯轴53，中间芯轴53可相对于下装配口521移动，下限位销55装配于下销孔内，下限位销55位于下长条孔522内。压缩止动环56嵌套在下装配套52的上端，压缩止动环56可相对于下装配套52移动，下限位销55的末端装配连接压缩止动环56。在一个孔道523内放置一个配合球57，具体是将配合球57从孔道523的最内侧放入孔道523内。
51.下装配套52的相对的两侧面均开设一个下长条孔522，下限位销55的两端各位于一个下长条孔522内，下限位销55的两末端均装配连接压缩止动环56。如此，通过下限位销55与下长条孔522间的配合导向限位，使中间芯轴53可以沿着下装配套52的下装配口521轴线方向移动。
52.中间芯轴53动态阻挡孔道523的最内侧位置，中间芯轴53的上端收窄位置阻挡孔道523最内侧位置时，配合球57可从孔道523最外侧缩回，配合球57贴合中间芯轴53的上端收窄位置；中间芯轴53的非上端位置(中间或下端位置)阻挡孔道523最内侧位置时，配合球57贴合中间芯轴53的非上端位置(中间或下端位置)，配合球57外露于孔道523的最外侧。
53.夹持按压单元6包括支撑架61、夹持机构和按压机构，夹持机构和按压机构设置于支撑架61上。其中，夹持机构用于夹持拧紧套筒4或套筒连接头5，以在拧紧轴连接头3与套筒连接头5配合时，保持套筒连接头5稳定。按压机构用于按压压缩止动环56使压缩止动环56相对于下装配套52向下移动。
54.按压机构包括第一气缸621和推移按压块622，第一气缸621的固定端设置于支撑架61 上，第一气缸621的伸缩端连接推移按压块622，推移按压块622与压缩止动环56接触的部分设置为斜面623。第一气缸621的伸缩端伸缩以带动推移按压块622沿水平方向移动，斜面623接触压缩止动环56时，斜面623推动压缩止动环56相对于下装配套52向下移动。此外，推移按压块622的末端开设u形开口624，在u形开口624的两端各设置一个斜面623，使两个斜面623分别接触压缩止动环56的左右两侧，使斜面623与压缩止动环56接触更加稳定。
55.夹持机构包括固定夹具631、第二气缸632和活动夹具633，固定夹具631设置于支撑架61的一侧，第二气缸632的固定端设置于支撑架61上，第二气缸632的伸缩端连接活动夹具633，活动夹具633位于与固定夹具631相对的另一侧。第二气缸632的伸缩端伸缩以带动活动夹具633接近或远离固定夹具631，活动夹具633与固定夹具631用于共同夹持拧紧套筒4或套筒连接头5，使套筒连接头5保持稳定，便于拧紧轴连接头3与套筒连接头5配合。
56.上述的夹持机构和按压机构成对布置，支撑架61上设置三对夹持机构和按压机构，每对夹持机构和按压机构对应一个拧紧套筒4，三个拧紧套筒4的型号不同。如此，以使一个拧紧轴2匹配三个型号的拧紧套筒4。
57.支撑架61上还设置支撑套64，拧紧套筒4可插入支撑套64内部，下装配座51搭接于支撑套64的上端边沿。通过支撑套64实现对拧紧套筒4及套筒连接头5的支撑。
58.支撑架61的下端设置四个调平机构，调平机构用于调节支撑架61处于水平状态，以使套筒连接头5的上端面保持水平，便于拧紧轴连接头3与套筒连接头5配合。本实施例中，调平机构包括支撑脚651和调平螺丝652，支撑脚651上设置调平螺丝652，支撑架61的下端边沿位置开设螺纹孔，调平螺丝652的上端螺纹连接于螺纹孔内，通过转动各个调平螺丝652以调节各个支撑脚651与支撑架61的下端之间的距离，以对支撑架61进行调节使其处于水平状态。
59.至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明拧紧轴自动换套筒装置有了清楚的认识。本发明的拧紧轴自动换套筒装置，将拧紧套筒4放置于支撑套64内，通过夹持按压单元6的夹持机构夹持拧紧套筒4或套筒连接头5，通过夹持按压单元6的按压机构带动压缩止动环56相对于下装配套52向下移动，进而经下限位销55带动中间芯轴53相对于下装配口521向下移动，中间芯轴53的上端收窄位置阻挡孔道523最内侧位置，配合球57从孔道523最外侧缩回，配合球57贴合中间芯轴53的上端收窄位置，此时，通过机械手臂1带动拧紧轴2及拧紧轴连接头3靠近套筒连接头5，将下装配套52的上端嵌套于上装配套32的第一上装配口321内，第一上装配口321侧壁的配合槽322对应孔道523最外侧位置，夹持按压单元6的按压机构脱离对压缩止动环56的按压动作，
在复位弹簧54的作用下中间芯轴53相对于下装配口521向上移动，中间芯轴53的非上端位置(中间或下端位置)阻挡孔道523最内侧位置，配合球57贴合中间芯轴53的非上端位置，配合球57外露于孔道523的最外侧，配合球57嵌入配合槽322内，实现拧紧轴连接头3与套筒连接头5的配合，夹持按压单元6的夹持机构脱离对拧紧套筒4或套筒连接头5的夹持动作，如此以实现拧紧轴2与拧紧套筒4的自动配合切换，配合切换精准、效率较高。
60.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：包括机械手臂、拧紧轴、拧紧轴连接头、拧紧套筒、套筒连接头和夹持按压单元；所述机械手臂的末端设置所述拧紧轴，所述拧紧轴的末端设置所述拧紧轴连接头；所述拧紧轴连接头包括上装配座和上装配套，所述上装配座的上端装配所述拧紧轴的末端，所述上装配座的下端装配所述上装配套的上端，所述上装配套的下端开设第一上装配口，所述第一上装配口的侧壁开设若干个配合槽；所述拧紧套筒的上端设置所述套筒连接头；所述套筒连接头包括下装配座、下装配套、中间芯轴、复位弹簧、下限位销、压缩止动环和配合球；所述下装配座的下端装配所述拧紧套筒的上端，所述下装配座的上端设置所述下装配套，所述下装配套的上端开设下装配口，所述下装配套的侧面开设下长条孔，所述下长条孔沿着下装配套的伸展方向布置，所述下长条孔与所述下装配口连通，所述下装配套的上端侧面开设孔道，所述孔道沿着下装配套的径向布置，所述孔道与所述下装配口连通，所述孔道的孔径由内向外变小，所述孔道最外侧的孔径小于所述配合球的外径，所述孔道最内侧的孔径大于所述配合球的外径；所述中间芯轴的下端的侧面开设下销孔，所述中间芯轴的上端由下向上收窄；所述下装配口内从下向上依次装配复位弹簧及中间芯轴，所述中间芯轴可相对于所述下装配口移动，所述下限位销装配所述下销孔，所述下限位销位于所述下长条孔内，所述压缩止动环嵌套在所述下装配套的上端，所述下限位销的末端装配连接所述压缩止动环，一个所述孔道内放置一个配合球；所述中间芯轴动态阻挡所述孔道最内侧位置，所述中间芯轴的上端收窄位置阻挡孔道最内侧位置时，配合球可从孔道最外侧缩回，配合球贴合中间芯轴的上端收窄位置；所述中间芯轴的非上端位置阻挡孔道最内侧位置时，配合球贴合中间芯轴的非上端位置，配合球外露于孔道的最外侧；所述夹持按压单元包括支撑架以及设置于支撑架上的夹持机构和按压机构，所述夹持机构用于夹持所述拧紧套筒或所述套筒连接头，所述按压机构用于按压所述压缩止动环使压缩止动环相对于所述下装配套向下移动。2.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述拧紧轴连接头还包括缓冲杆、缓冲弹簧和上限位销；所述上装配座的下端设置所述缓冲杆，所述缓冲杆的下端的侧面开设上销孔；所述上装配套的上端开设第二上装配口，所述上装配套的侧面开设上长条孔，所述上长条孔沿着上装配套的伸展方向布置，所述上长条孔与所述第二上装配口连通；所述第二上装配口内装配所述缓冲杆，所述缓冲杆可相对于所述第二上装配口移动，所述缓冲弹簧装配于所述上装配座和所述上装配套之间，所述上限位销装配所述上销孔，所述上限位销位于所述上长条孔内。3.根据权利要求2所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述上装配套的相对的两侧面均开设一个上长条孔，所述上限位销的两端各位于一个上长条孔内。4.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述按压机构包括第一气缸和推移按压块，所述第一气缸设置于所述支撑架上，所述第一气缸的伸缩端连接所述推移按压块，所述推移按压块与所述压缩止动环接触的部分设置为斜面；所述第一气
缸的伸缩端伸缩以带动所述推移按压块沿水平方向移动，所述斜面接触所述压缩止动环时，所述斜面推动所述压缩止动环相对于所述下装配套向下移动。5.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述夹持机构包括固定夹具、第二气缸和活动夹具，所述固定夹具设置于所述支撑架的一侧，所述第二气缸设置于所述支撑架上，所述第二气缸的伸缩端连接所述活动夹具，所述活动夹具位于与所述固定夹具相对的另一侧，所述第二气缸的伸缩端伸缩以带动所述活动夹具接近或远离所述固定夹具，所述活动夹具与所述固定夹具用于共同夹持所述拧紧套筒或所述套筒连接头。6.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述下装配套的相对的两侧面均开设一个下长条孔，所述下限位销的两端各位于一个下长条孔内，所述下限位销的两末端均装配连接所述压缩止动环。7.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述夹持机构和所述按压机构成对布置，所述支撑架上设置若干对所述夹持机构和所述按压机构，每对所述夹持机构和所述按压机构对应一个拧紧套筒。8.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述支撑架上还设置有支撑套，所述拧紧套筒可插入所述支撑套内部，所述下装配座搭接于所述支撑套的上端边沿。9.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：还包括底座，所述机械手臂设置于所述底座上。10.根据权利要求1所述的一种拧紧轴自动换套筒装置，其特征在于：所述支撑架的下端设置有若干个用于调节所述支撑架处于水平状态的调平机构。
技术总结本发明提供了一种拧紧轴自动换套筒装置，涉及智能制造生产线技术领域。本发明的拧紧轴自动换套筒装置，按压压缩止动环使其相对于下装配套向下移动，带动中间芯轴相对于下装配口向下移动，中间芯轴的上端收窄位置阻挡孔道最内侧位置，配合球从孔道最外侧缩回，配合球贴合中间芯轴的上端收窄位置；将下装配套的上端嵌套于上装配套的第一上装配口内，第一上装配口侧壁的配合槽对应孔道最外侧位置，脱离对压缩止动环的按压动作，在复位弹簧的作用下中间芯轴相对于下装配口向上移动，中间芯轴的非上端位置阻挡孔道最内侧位置，配合球贴合中间芯轴的非上端位置，配合球外露于孔道的最外侧，配合球嵌入配合槽内，实现拧紧轴连接头与套筒连接头的配合。连接头的配合。连接头的配合。
技术研发人员：张渊 马兆彬 方志慧 何茂森 周洪扬
受保护的技术使用者：博世通(青岛)智能装备有限公司
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
