康瑞芳 楊打生 袁文博 內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孟永茂 夏紅斌 創(chuàng)維電子（內(nèi)蒙古）有限公司

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,消費(fèi)類電子產(chǎn)品不斷深入并極大豐富了人們的生活。日前,消費(fèi)類電子產(chǎn)品已由高檔消費(fèi)品逐步轉(zhuǎn)變成為日常生活的必需品，消費(fèi)類電子產(chǎn)品已進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段。勞動(dòng)密集型生產(chǎn)制造企業(yè)改變現(xiàn)狀的途徑，自動(dòng)化升級(jí)改造不僅能節(jié)約了大量的人力資源，還能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造模式的科技轉(zhuǎn)型。一臺(tái)電視機(jī)多處結(jié)構(gòu)靠螺絲固定，PCB板的固定，模組、整機(jī)后蓋等結(jié)構(gòu)的固定都離不開(kāi)螺絲，由此在電視機(jī)行業(yè)，人工打螺絲工位很多，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，充分研究打螺絲的重復(fù)性動(dòng)作后，結(jié)論是使用設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打螺絲是可行的。前期，已針對(duì)特定位置的螺釘，開(kāi)發(fā)了智能機(jī)器手。本項(xiàng)目研究基礎(chǔ)為創(chuàng)維電子（內(nèi)蒙古）有限公司整機(jī)裝配生產(chǎn)線。

本項(xiàng)目依托的高端成組標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)化生產(chǎn)線，完成電子產(chǎn)品機(jī)芯板自動(dòng)化升級(jí)技術(shù)改造，逐步實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化控制生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。后殼自動(dòng)打螺絲系統(tǒng)分成電視機(jī)定位子系統(tǒng)、螺絲供料子系統(tǒng)、機(jī)械手。

電視機(jī)定位系統(tǒng)示意圖如圖1（俯視圖），電視機(jī)平躺于工裝板上，當(dāng)自動(dòng)打螺絲工位行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有工裝板到達(dá)（阻擋器6擋住工裝板繼續(xù)前進(jìn)），定位控制器先控制左擋4和右擋7同時(shí)下推，然后同時(shí)控制左擋4右推，右擋7左推和前擋8后推，完成電視機(jī)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(zhǔn)的定位。使所有到達(dá)該工位的電視機(jī)在統(tǒng)一的、特定的位置。定好位后，控制器發(fā)信號(hào)詢問(wèn)上述產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備信息管理系統(tǒng)服務(wù)器，內(nèi)容為當(dāng)前電視機(jī)是否打螺絲，是則通知機(jī)械手打螺絲，否則下降阻擋器6，放行該電視機(jī)。

供料系統(tǒng)如圖2、圖3。圖2左輪裝料轉(zhuǎn)盤一次可裝7顆螺絲，裝螺絲的過(guò)程如圖3，螺絲盒裝有多顆螺絲，搖扇上下?lián)u動(dòng)，把螺絲盒內(nèi)的螺絲一顆顆通過(guò)導(dǎo)軌3往前推，當(dāng)圖4接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有螺絲到位，搖扇停止搖動(dòng)，裝料轉(zhuǎn)盤順時(shí)針轉(zhuǎn)到下一個(gè)螺絲位，然后繼續(xù)啟動(dòng)搖扇，依次按上述動(dòng)作裝完轉(zhuǎn)盤上的所有螺絲位。裝好螺絲后控制器通知機(jī)械手一次性取走，用于打螺絲。

機(jī)械手末端固定著取螺絲左輪轉(zhuǎn)盤（如圖4），轉(zhuǎn)盤上最多可安裝7根批桿，批頭由環(huán)形磁鐵圍著，機(jī)械手收到供料系統(tǒng)發(fā)的取螺絲信號(hào)后，取料轉(zhuǎn)盤在電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)，皮帶2的傳動(dòng)下，轉(zhuǎn)到第一根批桿與上方對(duì)接的固定批桿（如圖5固定批桿）對(duì)齊，接著取料轉(zhuǎn)盤移到供料轉(zhuǎn)盤正上方，靠環(huán)形磁鐵的磁力吸走螺絲，然后機(jī)械手末端移到電視機(jī)打第一顆螺孔的正上方，使第一根批桿正對(duì)著第一顆待打螺孔。接著電批在氣缸的帶動(dòng)下壓到螺絲孔處，與此同時(shí)批桿受控旋轉(zhuǎn)，使螺絲擰入螺絲孔位，電批檢測(cè)到批桿停轉(zhuǎn)時(shí)表明已經(jīng)打到位（未到位則報(bào)警），然后控制氣缸提起電批。接下來(lái)打第二顆螺絲，同樣地，機(jī)械手移到第二顆螺絲孔上方，同時(shí)取料左輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二跟批桿與上方固定批桿對(duì)齊，然后打第二顆螺絲……。重復(fù)以上動(dòng)作，直到打完取料左輪上的所有螺絲，然后機(jī)械手向產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備信息管理系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送各孔位是否打好信息。最后向定位系統(tǒng)發(fā)出放行電視機(jī)信號(hào)，定位系統(tǒng)收到放行信號(hào)后控制圖3的阻擋器6下降，放行該電視機(jī)。

圖1 電視機(jī)定位俯視圖

圖2 左輪供料轉(zhuǎn)盤俯視圖

圖3 螺絲供料系統(tǒng)示意圖

圖4 安裝在機(jī)械手末端的取料系統(tǒng)

就目前來(lái)看，我國(guó)已成為消費(fèi)類電子產(chǎn)品的加工中心。眾多電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)很多環(huán)節(jié)已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，但是螺釘緊固這一環(huán)節(jié)，由于定位，精準(zhǔn)控制等難度大，實(shí)際情況復(fù)雜，所以多數(shù)工作仍需要人工進(jìn)行，這樣就使得自動(dòng)化生產(chǎn)線又變成了半自動(dòng)化生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率難以提高，生產(chǎn)質(zhì)量難以把控，生產(chǎn)成本難以降低。智能裝配機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)最為關(guān)鍵的部分。自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線可以對(duì)電子產(chǎn)品快速裝配。自動(dòng)化檢測(cè)生產(chǎn)線將融入原有的生產(chǎn)線，在產(chǎn)品裝配的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、智能化。智能裝配機(jī)器人在生產(chǎn)線上的應(yīng)用可以幫助企業(yè)，優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率，把控生產(chǎn)質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。故具有特別好的推廣前景。

圖5 運(yùn)用多關(guān)節(jié)機(jī)械手的自動(dòng)打螺絲系統(tǒng)