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摘要：主要分析自動螺釘機(jī)打螺釘?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)原理，并根據(jù)其原理分析如何對螺釘?shù)母「哌M(jìn)行測量的方案，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者數(shù)量的減小，以替代人力重復(fù)性動作為主的自動化設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛，自動打螺釘機(jī)械設(shè)備在產(chǎn)品裝配的應(yīng)用就是其中之一，就如同其它自動化設(shè)備一樣存在著一些函待解決的問題，主要表面在以下三種：

1.1螺釘滑牙；

1.2打螺釘時批頭滑出螺釘頭部（跳釘），這種十字頭較常見；

1.3螺釘浮高，沒有打到位；

前兩種情況一般的螺釘機(jī)都可以進(jìn)行報警，能報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)就不能識別，當(dāng)然也不報出來，除非浮高很嚴(yán)重時才能報警，這時可能浮高達(dá)到了2mm以上。

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

2.問題分析

自動螺釘機(jī)設(shè)計原理圖

L1------電機(jī)Z軸運(yùn)動距離

L2------螺釘在Z軸方向運(yùn)動距離

X0-------螺釘機(jī)不工作時Z軸彈簧長度

X1-------螺釘機(jī)正常擰螺釘時Z軸彈簧長度

X1 ------浮高時螺釘機(jī)Z軸彈簧長度

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，螺釘浮高時產(chǎn)生的浮高高度H=X，所以如果能準(zhǔn)確測量這個彈簧壓縮量的變化就可以確認(rèn)這個螺釘是否浮高。

3.解決方案

現(xiàn)在我們來研究一下如何測量X，彈簧既然能壓縮，就會有一個固定端，有一個移動端，只要在這兩端之間裝一個光柵尺，就像數(shù)字式的卡尺一樣能記錄下來彈簧的壓縮量X。那么第一顆對應(yīng)壓縮量是X1，第二顆對應(yīng)的壓縮量是X2，第n顆對應(yīng)的壓縮量是Xn，我們把這個測量的數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)中存儲的標(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其實就是螺釘不浮高時Xn值，這個我們可以通過測量一組數(shù)據(jù)來求平均值來確定。

當(dāng)然也可以采其它的變通方式來處理，如把所有螺釘浮高測量值定為一個確定的數(shù)值A(chǔ)。通過Z軸的精準(zhǔn)運(yùn)動，讓每個螺釘正常擰入時光柵尺的讀數(shù)都為A，如果在擰螺釘時測量到光柵尺的數(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)計螺釘機(jī)，增加螺釘浮高檢測功能，將可以大大提高螺釘浮高檢測準(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每個螺釘進(jìn)行目檢，這樣又浪費(fèi)時間，也可以會漏檢，而且還不能100%的成功檢測。如果使用了這種螺釘機(jī)，有螺釘浮高機(jī)器就可以報出來，如果機(jī)器沒有報浮高可以直接通過認(rèn)為是良品。

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