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技術學院 孟永茂 夏紅斌 創維電子（內蒙古）有限公司

隨著經濟的發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改變現狀的途徑，自動化升級改造不僅能節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，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，開發了智能機器手。本項目研究基礎為創維電子（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，批頭由環形磁鐵圍著，機械手收到供料系統發的取螺絲信號后，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送各孔位是否打好信息。最后向定位系統發出放行電視機信號，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很多環節已實現了自動化生產，但是螺釘緊固這一環節，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，優化生產流程，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 運用多關節機械手的自動打螺絲系統