在电视背板灯条的装配过程中,使用多个非标小长径比的螺钉。目前该工序主要采用人工拧紧作业,该方式存在效率低下、质量参差不齐的问题。本文设计了吸附式多轴自动锁螺丝机以解决该问题,提出了多轴式拧紧方案,优化了龙门横梁结构,提高了螺钉拧紧效率;研究电批前端批嘴和螺钉自动供料器结构,解决卡钉问题从而提高螺钉拧紧成功率。一、提出多轴式拧紧方案。根据螺钉几何特征以及电视背板的内螺纹孔分布特点,提出了单轴固定式、单轴左轮式、多轴式3种方案。建立各个方案的效率模型,对比后采用最优的多轴式的方案。以融合多余自由度为出发点,对多轴式的方案进行结构的简化。且该方案应用了螺母旋转式丝杆及销、孔分离与结合等结构使得各组电批与螺钉自动供料器在x轴方向能同步移动。二、优化龙门横梁结构。对龙门横梁进行拓扑优化,根据优化结果设计横梁的基本结构,确定各设计参数。利用神经网络建立尺寸设计变量与最大变形量、一阶固有频率的映射关系,使用改进的粒子群算法对横梁进行尺寸优化,达到龙门横梁质量大幅减少的效果。三、设计批嘴结构。提出了螺钉扶正与螺钉寻孔能力两项评价指标。通过开展螺钉扶正对比实验,发现真空外套筒式的批嘴结构具有最佳的螺钉扶正能力,经螺钉寻孔能力试验表明真空外套筒式批嘴同时具备良好的寻孔能力。四、解决螺钉自动供料器卡钉问题。提出了3种方案解决由于部分螺钉横向落入振动槽内而积累造成卡钉现象。采用将振动槽底部掏空,并结合水车式结构改进涧槽式螺钉自动供料器,使卡钉率大大降低,满足生产要求。最后以43寸电视背板灯条的拧紧为例,基于样机实验平台,设置了多组不同移动速度的拧紧实验,实验结果表明,设备的拧紧效率与拧紧成功率均达到企业指标。