CN107414471B - 一种螺丝安装及孔位精密定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺丝安装及孔位精密定位方法，涉及智能机械制造技术领域，通过下述线体机械手系统实施，线体机械手系统包括桁架机械手和转运工作台，桁架机械手包括图像定位装置和螺丝安装装置，转运工作台包括顶升台、定位基准件、线体阻挡器和定位伸缩件；转运工作台在倍速链线体系统的控制下，将待安装的汽车门板移动到所述桁架机械手所在工位上，实现转运工作台的固定；转运工作台上设有通过仿形制造出完全贴合汽车门板的工装结构，使汽车门板完全固定；转运工作台和汽车门板定位后，完成所有螺丝安装；本发明通过自动化的组装以及多种监测定位方式，有效的实现了卡簧卡扣和螺丝的快速精确组装，大大提高了组装的精度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及智能机械制造技术领域，尤其是一种螺丝安装及孔位精密定位方法。
背景技术
目前汽车门板机械组装行业主要是采用人工拧螺丝的方式，大大增加了人力的投入，浪费了大量劳动力，迫切需要基于自动化技术的高精度定位的自动拧螺丝系统来辅助人工拧螺丝，这不仅保证了拧螺丝的效率与质量，也降低了人力成本；特别是在汽车门板机械组装行业中鲜少见有全线组装的设备，更没有智能组装过程的案例。
如中国发明专利CN100368231B所公开的一种汽车门板组装方法，其至少由一扶手垫、一木纹饰板、一中片型板、一上盖及一下型板所组成，其组装步骤包括：步骤一，用弹性卡扣件将扶手垫与木纹饰板的卡合槽相互卡制结合，再用固定螺栓将扶手垫与木纹饰板结合为一体；步骤二，将结合为一体的扶手垫与木纹饰板设置于中片型板的定位部，木纹饰板底面的枢接柱穿设在定位部的穿孔中，再用固定螺栓将扶手垫、木纹饰板及中片型板结合为一体；步骤三，依序将上盖、下型板、中片型板定位放置于对应形状的汽车门板的凹模中，并将上盖底面的融接柱、下型板底面的融接柱及下型板枢接处的融接柱分别对应穿设；步骤四，用超声波熔接机分别对各融接柱进行加工，使它们结合成一体；该发明专利所公开的一种汽车门板组装方法并非应用智能化的组装方法，组装检测欠缺，定位不够精确。
如中国发明专利CN 103962833B所公开的一种高精度定位自动拧螺丝系统，包括机械臂装置、转盘装置、送料装置、底盘、控制系统及电源，底盘上有三条滑轨甲、乙、丙，机械臂装置、转盘装置、送料装置都安装在底盘上，分别与滑轨甲、乙、丙滑配而气动驱动移动；该发明专利所公开的一种高精度定位自动拧螺丝系统不能适用于其他产品生产过程，柔性度不够高。
发明内容
一、要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提供一种螺丝安装及孔位精密定位方法，解决现有汽车门板组装中零部件的螺丝安装不够精确的问题，同时解决了汽车门板组装中的准确定位问题。
二、技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种螺丝安装及孔位精密定位方法，螺丝安装及孔位精密定位方法通过下述线体机械手系统实施，线体机械手系统包括桁架机械手和转运工作台，所述桁架机械手包括图像定位装置和螺丝安装装置，螺丝安装装置分布设置在桁架机械手外圈，图像定位装置设置在螺丝安装装置内，转运工作台包括顶升台、定位基准件、线体阻挡器和定位伸缩件；
螺丝安装及孔位精密定位方法包括如下步骤：
首先所述转运工作台在倍速链线体系统的控制下，将待安装的汽车门板移动到所述桁架机械手所在工位上，当转运工作台到达预定工位后，通过转运工作台两侧的定位基准件定位，然后线体阻挡器从转运工作台前部升起，将转运工作台限位，顶升台从转运工作台后部升起，实现转运工作台的固定；
转运工作台上设有通过仿形制造出完全贴合汽车门板的工装结构，并通过肘靠精密定位件进行限位，然后定位伸缩件从转运工作台升起，并穿过汽车门板上预留通孔顶出固定，从而使汽车门板完全固定；
转运工作台和汽车门板定位后，通过图像定位装置定位需要进行安装的螺丝孔位，随后控制模块操作桁架机械手移动，使螺丝安装装置进入工作位置，并自动选择所需安装的螺丝，根据定位数据进行安装，最后完成所有螺丝安装，桁架机械手复位，定位伸缩件收缩，线体阻挡器以及顶升台同时落下，转运工作台以及汽车门板在倍速链线体系统的控制下进入下一工位。
桁架机械手(1)为包括X轴、Y轴和Z轴的三轴桁架机械手。
肘靠精密定位件(9)共设有五个部分，对应于汽车门板的不同受力支撑点。
螺丝安装装置(7)为可旋转调节的圆盘式多安装刀头设置。
三、有益效果
与现有技术相比，本发明提供的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，通过转运工作台的定位设计，以及通过图像定位的方法，实现了对螺丝安装孔位的精确定位，同时利用桁架机械手进行自动安装定位，大大提高了组装的精度以及效率。
附图说明
图1为本发明桁架机械手结构图；
图2为本发明转运工作台结构图；
图中：1为桁架机械手；2为转运工作台；3为顶升台；4为定位基准件；5为线体阻挡器；6为定位伸缩件；7为螺丝安装装置；8为图像定位装置；9为肘靠精密定位件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明实施例的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，螺丝安装及孔位精密定位方法通过下述线体机械手系统实施，如图1所示，线体机械手系统包括桁架机械手1和转运工作台2，桁架机械手1包括图像定位装置8和螺丝安装装置7，螺丝安装装置7分布设置在桁架机械手1外圈，图像定位装置8设置在螺丝安装装置7内，转运工作台2包括顶升台3、定位基准件4、线体阻挡器5和定位伸缩件6，顶升台3与转运工作台2后部凹槽配合进行定位，定位伸缩件6为锥形，在实际使用时，更精确可靠；
螺丝安装及孔位精密定位方法包括如下步骤：
首先转运工作台2在倍速链线体系统的控制下，将待安装的汽车门板移动到桁架机械手1所在工位上，当转运工作台2到达预定工位后，通过转运工作台2两侧的定位基准件4定位，然后线体阻挡器5从转运工作台2前部升起，将转运工作台2限位，顶升台3从转运工作台2后部升起，实现转运工作台2的固定，定位完成后，通过图像定位装置8进行复检，并有控制模块进行图像比对，实现最终定位；
如图2所示，转运工作台2上设有通过仿形制造出完全贴合汽车门板的工装结构，并通过肘靠精密定位件9进行限位，肘靠精密定位件9共设有五个部分，对应于汽车门板的不同受力支撑点，通过完全贴合汽车门板的肘靠精密定位件9，可以最大程度上保护汽车门板在后续的螺丝安装过程中不会因受力不均产生变形，保证产品质量；
然后定位伸缩件6从转运工作台2升起，并穿过汽车门板上预留通孔顶出固定，从而使汽车门板完全固定，实现汽车门板的精确定位以及固定；
转运工作台2和汽车门板定位后，通过图像定位装置8定位需要进行安装的螺丝孔位，随后控制模块操作桁架机械手1移动，使螺丝安装装置7进入工作位置，并自动选择所需安装的螺丝，根据定位数据进行安装，最后完成所有螺丝安装，桁架机械手1复位，定位伸缩件6收缩，线体阻挡器5以及顶升台3同时落下，转运工作台2以及汽车门板在倍速链线体系统的控制下进入下一工位。
所述桁架机械手1为包括X轴、Y轴和Z轴的三轴桁架机械手。
如图1所示，螺丝安装装置7为可旋转调节的圆盘式多安装刀头设置，能很好的适用于需要安装多种不同型号的螺丝情形，尤其是汽车门板，本发明同样适用于其他产品的螺丝安装及孔位精密定位情况，适用范围广。
本发明专利的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，在实际操作过程中，当转运工作台2在倍速链线体系统的控制下移动到桁架机械手1所在工位上时，通过定位基准件4将转运工作台2进行初步定位，在这个过程中，倍速链线体保持流动不停线，配合控制模块实现了智能控制的倍速链线体；然后通过从转运工作台2前端升起的线体阻挡器5进行限位，配合从转运工作台2后端升起的顶升台进行固定；之后将汽车门板通过从汽车门板上预留通孔顶出的定位伸缩件6进行固定；最后图像定位装置8对需要进行安装的螺丝孔位定位，在这个过程中，定位数据经控制模块处理，然后控制螺丝安装装置7完成螺丝安装，并且本发明的螺丝安装装置7能满足多种类的螺丝同时安装，通过可旋转调节的圆盘式安装盘设置对不同螺丝进行选取，快速精确有效。
本发明专利的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，可以适用的不仅仅是汽车门板零部件的螺丝安装，作为柔性装置，可以根据需要组装的不同产品进行合理调整，比如转运工作台2工序的更换，以及定位项目的变更。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种螺丝安装及孔位精密定位方法，其特征在于：所述螺丝安装及孔位精密定位方法通过下述线体机械手系统实施，所述线体机械手系统包括桁架机械手(1)和转运工作台(2)，所述桁架机械手(1)包括图像定位装置(8)和螺丝安装装置(7)，所述螺丝安装装置(7)分布设置在桁架机械手(1)外圈，所述图像定位装置(8)设置在螺丝安装装置(7)内，所述转运工作台(2)包括顶升台(3)、定位基准件(4)、线体阻挡器(5)和定位伸缩件(6)；
所述螺丝安装及孔位精密定位方法包括如下步骤：
首先所述转运工作台(2)在倍速链线体系统的控制下，将待安装的汽车门板移动到所述桁架机械手(1)所在工位上，当所述转运工作台(2)到达预定工位后，通过转运工作台(2)两侧的定位基准件(4)定位，然后所述线体阻挡器(5)从转运工作台(2)前部升起，将转运工作台(2)限位，所述顶升台(3)从转运工作台(2)后部升起，实现转运工作台(2)的固定；
所述转运工作台(2)上设有通过仿形制造出完全贴合汽车门板的工装结构，并通过肘靠精密定位件(9)进行限位，然后定位伸缩件(6)从转运工作台(2)升起，并穿过汽车门板上预留通孔顶出固定，从而使汽车门板完全固定；
所述转运工作台(2)和汽车门板定位后，通过图像定位装置(8)定位需要进行安装的螺丝孔位，随后控制模块操作桁架机械手(1)移动，使螺丝安装装置(7)进入工作位置，并自动选择所需安装的螺丝，根据定位数据进行安装，最后完成所有螺丝安装，桁架机械手(1)复位，定位伸缩件(6)收缩，线体阻挡器(5)以及顶升台(3)同时落下，转运工作台(2)以及汽车门板在倍速链线体系统的控制下进入下一工位。
2.如权利要求1所述的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，其特征在于：所述桁架机械手(1)为包括X轴、Y轴和Z轴的三轴桁架机械手。
3.如权利要求1所述的一种螺丝安装及孔位精密定位方法，其特征在于：所述肘靠精密定位件(9)共设有五个部分，对应于汽车门板的不同受力支撑点。
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