自动螺丝刀最大的挑战不是速度或扭矩精度:它是如何可靠地将紧固件固定在工具上，并正确地定位。

随着一声电啸声和一股烟雾，我那老化的家用电脑终于在去年死机了。也许我看了太多的《犯罪现场调查》，但一时兴起，我决定把硬盘拆开。

虽然这个装置比平装书还小，但我惊讶地发现里面有60多个螺丝钉!最长的是3/4英寸;最短的是3/32英寸。我数了三种驱动风格，两种饰面和多种头尺寸，螺纹尺寸和螺纹形式。甚至还有几家中小企业。任何一种类型的紧固件最多是6个。

看着我工作台上的一排零件，我意识到，大部分(如果不是全部的话)这些紧固件肯定安装了某种形式的自动化。销量实在是太高了。希捷科技(Seagate Technology)是全球最大的硬盘驱动器制造商之一，仅去年一年就组装了8000多万台这种设备。如果每个驱动器的紧固件数量只有我原来驱动器的一半，那么每天就有600多万个螺丝。大多数都小于3/8英寸长。

Design Tool公司总裁维克•格伦说:“如果你每天安装2000到2500个螺丝，就可以证明自动化是合理的。”“但是，我发现，出于人体工程学的原因，它的体积较小是合理的。在手上滚动螺丝比实际使用螺丝更容易患腕管综合症。”

Visumatic Industrial Products的市场经理贾罗德•内夫(Jarrod Neff)表示，装配工将螺丝的手工喂入过程转换为自动化过程，通常可以为每个紧固件节省0.05美元。如果紧固件小而难操作，他们可以节省更多。

他说:“在过去的两年里，我们看到很多人带着非常小的螺钉来找我们，例如，000个螺钉，这些螺钉将用于医疗和电子应用。”“我不敢相信他们甚至能制造那么小的螺丝钉。接线员接不上。他们无法确定方向。他们一点都不会穿。他们无法控制他们，让他们进入角色。如果你能找到工具来帮助他们完成这个过程，那就大获全胜了。”

低技术含量的方法

比磁盘驱动器更普通的产品的组装者不需要以百万计的产量来证明自动化的合理性。事实上，一些廉价且技术含量低的设备可以显著提高装配线上的效率。

由博世生产工具开发的螺丝驱动系统就是一个很好的例子。该系统由一个小型手持式气动螺丝刀和穿孔金属分拣板组成。操作人员在纸上放置一把螺丝，然后轻轻地摇动它，直到所有螺丝的柄落入槽中。板材可用于三种螺丝尺寸:M1.6-M2, M2.5和M3。

这个重量不到8盎司的驱动器可以配备一个可选的扣件固定系统，在钻头顶端形成真空。操作员不再用手指在垃圾桶里摸索，而是用司机从分类表上拿起一颗螺丝钉。真空把螺丝固定住。

真空由用于为工具供电的空气产生，并且真空水平可调。当需要真空时，引导套筒和保持弹簧在钻头上滑动。引导套筒未完成。钻孔的孔的孔，但必须加工尖端以适合每个螺钉应用。弹簧允许套筒在螺钉固定时缩回到工具中。位可用于开槽，菲利普斯，Pozidrive和Torx螺钉。

当不使用螺丝刀时，可以将其放入可选的夹具中，夹具与阀门相连，阀门可以关闭工具上的空气。这样可以节省能源，防止污垢堵塞工具。该驱动器是在洁净室中使用的认证，不需要为空气发动机润滑油。该工具的扭矩范围为0.06到1牛顿米。

另一种低技术含量的螺旋喂食方式是螺旋喂食器。松开的螺丝被装入料斗，一个机械装置将单个螺丝——头朝上，柄朝下——送到操作员或桌面笛卡尔机器人那里。就像螺丝分拣单一样，用螺丝刀的钻头从机器上每次取一个螺丝。用真空或磁性钻头固定螺丝以便安装。

aico的业务开发经理肯•马约(Ken Maio)表示:“螺丝展示器是实现流程自动化的良好开端。”“这是价格合理。你用你的自动化美元得到了很好的价值。也很灵活。大多数好的都有可互换的轨道，所以你可以快速地从一个螺丝的尺寸改变到另一个。(相比之下)碗式给料机通常用于单个螺杆。”

螺杆式主持人的规格各不相同，但AIMCO的Acrafeed螺杆式主持人是典型的。它给0号到10号螺丝，最大长度为3/4英寸。料斗装有1200个4号螺丝。

Screw presenter不需要是独立的系统。相反，一个螺旋展示机构可以附加到一个振动碗的输出。为了提高操作速度，这些机构可以帮助操作人员将螺丝刀引导到拣选点。

高科技的方法

对于更高的批量应用，需要吹送系统。这些系统有四个主要部分：

• 一种用于对大块紧固件进行定位和校准的装置，
• 擒纵人，
• 喂食管,
• 在驾驶员末端的工具以捕获吹制品并将其呈现给钻头。

驾驶员本身可以是气动或电动的。并且，尽管驾驶员不一定由设计饲料系统的同一家公司提供，但大多数装配者都喜欢以完整的系统获取工具和馈线。

有几个选择来定位和模拟散装紧固件，但到目前为止，最常见的是振动碗。一个螺旋形的轨迹从碗的底部沿着内壁往上爬。当碗振动时，螺丝就会顺着轨道往上跳。在轨道顶部的工具捕获、定位和对准擒纵机构的螺丝。不正确的螺丝落在碗的底部。

由钢或塑料制成的振动碗通常是为特定的紧固件定制的。不过，Deprag Inc.负责技术的副总裁鲍里斯·鲍姆勒(Boris Baeumler)说，这并不意味着碗就不能灵活使用。例如，在某些情况下，一个碗可以用两个螺旋轨道而不是一个。每个螺旋会在碗的相反的两边结束。

Baeumler说:“通过在左侧和右侧分别安装一个给水软管，你可以从同一个碗中为两个操作人员提供完全独立的供水。”

或者，一个双螺旋的碗可以用来喂两个不同的紧固件。每个螺旋都有一个紧固件。Baeumler说:“要从一个紧固件转换到另一个紧固件，你需要清空一碗紧固件，堵住第一个轨道，打开第二个轨道，然后用另一个紧固件将碗填满。”“这并不是你想每15分钟做一次的事情，但它确实给了你一些灵活性。”

Baeumler建议，为了获得最佳进料，碗内的螺杆数量应该保持在一个相对恒定的水平。因此，在大量的应用中，经常是一个好主意，使用料斗来保持与螺丝供应的碗。

鼓给料机是另一个选择的模拟散装紧固件。鼓的方向就像水车。当它旋转时，滚筒内的叶片捕获紧固件。当紧固件到达滚筒弧顶时，正确定位的螺钉落入擒纵机构的轨道和头部，错误定位的螺钉落入滚筒的底部。

“滚筒给料机处理螺丝的动作比振动碗更轻柔，”Maio说。

单一制动散装紧固件的第三种选择是剑送料器。从楔形矩形料斗的底部突出是刀片，插槽切入其中。由于刀片通过料斗上升到一定角度，紧固件落入槽孔，首先柄，并向擒纵机滑动。

由于它的温和动作，剑送料适用于由敏感材料制成的涂层紧固件或螺钉。它也比振动碗和鼓馈线更安静。“你可以跑剑喂食器，直到它完全是空的，”Baeumler说。“通常，您必须在空中重新填充振动送料碗，因此有可能在碗中持续天数或周。”持续摩擦和振动，紧固件可能变得无法使用。

剑送料器可以接受最大头直径为12毫米的紧固件，最大轴长度为25毫米。料斗的容量为1.5升。

擒纵机构，管材和工具

擒纵机构的工作是从进料轨道中挑选单独的螺钉，并将它们落入进料管。与整理系统一样，汇编者有选择，Neff说。擒纵层可以设计成侧向固定螺丝，长螺钉或螺钉，具有不寻常的重力中心。擒纵层也可以设计为每个循环提供两个或多个螺钉。这允许一个碗提供多个驱动器。

Baeumler说:“如果你有足够的循环时间，你可以有一个双螺旋碗，每边有四个给水软管。”“现在你可以从一个碗里装八个司机。它会很贵，但比8个喂食碗便宜多了。”

进料管通常由聚氨酯制成，应尽量保持短。管子越长，扣到司机身上的时间就越长。Baeumler说:“我们已经建立了喂食管超过25英尺长的系统。”“这并不一定是个问题，只要有足够的周期。”然而，花在等待一个紧固件上的时间会抵消自动化节省的时间。

为了在管内达到最佳行程，螺杆的长度应该大于其头部直径的1.2倍。格伦说:“如果封头直径等于或大于杆长，那么紧固件就不能吹入。”“它会在进料管内翻转。这就像把一毛钱吹出来，每次都是人头朝上。”

对于头径与柄长比值较大的螺钉，螺杆送料器可能是较好的送料方法。

最后，汇编器在驱动程序的末尾有几个工具选择。该工具由两部分组成:吸嘴，从进料管接收紧固件，以及吸嘴，捕获紧固件并将其呈现给钻头。最常见的一种鼻套用一对钳口来固定螺丝的头。当钻头与螺杆啮合时，夹爪张开。另一种类型的鼻套使用三个或四个弹簧球来抓住扣件头。当钻头与螺杆接触并推动螺杆前进时，球被挤出。

在设计装配时，工程师应记得为驾驶员的鼻梁划分提供足够的空间以进入孔。“必须有足够的空间用于螺丝杆子的钳口进入该空间并在螺钉被驱动时分开，”Maio说。

提供多少空间取决于工具的设计和紧固件的类型，但所有侧面的1/8英寸是一个很好的起点。“如果紧固件具有内部驱动器，如Phillips或Torx，则您需要的间隙较少，而不是如果紧固件具有外部驱动器，如六角端，因为您必须考虑插座，”Glenn解释。“有时，你可以得到薄壁的插座，但它们并没有承受很多扭矩。”

StickScrew系统

来自Pennengineing Cuting Systems（Danboro，PA）的标记螺钉系统不需要饲养碗或螺钉演示器。事实上，它根本不涉及松动的紧固件。相反，该系统使用串联连接的六角螺钉的棒，一个紧固件的尖端邻接下一个紧固件。

该系统的驱动程序可以是气动或电动的，它可以在内联和手枪手柄模式。该工具可以手动操作，也可以安装在桌面笛卡尔机器人上。

操作人员将操纵杆插入驱动器，并推进到第二个螺杆。压下杠杆，操作人员将旋转螺杆的顶端放入孔中，并将螺杆旋回。当达到正确的阀座扭矩时，螺丝从杆上干净地拧下。下一个螺杆自动编入驱动位置。

连接每个螺丝的材料直径决定阀座扭矩。因此，紧固件不能过紧或过紧。PennEngineering公司的营销服务主管Michael J. Rossi解释说:“扭矩是内置在螺杆中的。

有机用螺丝、制丝螺丝、切丝螺丝等。螺纹尺寸范围从#0-80到#8-32。螺丝长度从1/16英寸到5/16英寸不等。六角尺寸范围从3/32到3/16英寸，头部高度范围从0.025到0.06英寸。

这些螺杆有12到13英寸长。一根棍子上的螺丝数量取决于紧固件的总长度。对于最小的螺钉，一根棍子可以包含120到130个紧固件。

螺丝可选用钢、2011铝、CDA-360黄铜、300系列不锈钢和400系列不锈钢。表面处理包括锌，黑色氧化物，蜡，特富龙和螺纹锁定化合物。

你会怎么喂养它?

普通螺丝的自动送料，即使是非常小的螺丝，对机器制造商来说也不是什么挑战。然而，这并不是说，没有任何螺纹紧固件能让工程师们夜不能寐。我们询问了Design Tool Inc.的韦恩·格伦(Wayne Glenn)和AIMCO的肯·马约(Ken Maio)，他们如何处理各种具有挑战性的紧固件。

扫描电镜

Maio：“SEM可以用料斗和振动轨道送料器处理。摇杆从料斗中检索紧固件，并将它们放置在轨道上，使其击败它们，从而振动到擒纵机构。但是，你必须注意用于晃动。如果轨道处于一定角度，垫圈可以重叠和互锁。如果轨道保持水平，则SEM将排列，一个在另一个后面。

“你还必须观察垫圈的直径和螺钉头的直径。它们不必是一样的，但它们也不是完全不同的，因为这将使紧固件难以操纵颚。”

螺栓

Maio：“投资于超过2英寸的螺钉或螺栓的自动化很少有意义，因为驱动该螺丝的时间是显着的。如果螺丝需要5秒钟才能开车，那就有什么点将它交给0.5秒钟的工具？你没有任何东西。“

坚果

格伦：“喂养坚果很容易。它让他们驱动他们这很困难。你必须让他们正确地定向下颚，然后以某种方式你必须将插座放在螺母上来推动它。而且，当你驾驶坚果时，你必须确保你没有穿过它。工具可以非常昂贵。

“现在，我们确实做了一个坚果分配器。事实上，我们现在正在为(一家汽车OEM)制造几辆。操作员按下一个按钮，四个螺母通过管子吹进一个杯子。碗式给料机位于20英尺外。公司需要这个系统是为了质量控制，以确保操作人员每次都有正确数量的螺母。我们也为螺丝、螺栓和开口销建立了类似的系统。”

固定螺丝钉

格伦:“我们有一个独特的进给机构，可以确定固定螺钉的方向，并在必要时翻转它，让它以正确的方式运行。

“使用固定螺钉的真正诀窍是操纵它们，因为你是在操纵它们。你不能把螺丝的头挂在钳口里，因为它没有头。你看不到从钳口伸出来的螺丝钉的尖端，所以你需要一些其他的方法来精确地在攻丝孔上定位打头的人。”