CN109794763A - 一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置 - Google Patents

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王建华
李龙飞
刘志峰
许静静
王广
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Abstract

本发明公开了一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置，此系统包括外壳后端、外壳前端、交流伺服电机、谐波减速器、变径法兰、扭矩传感器、输出轴、套筒。本发明的优点和效果是：本发明可以完成全自动化螺栓拧紧作业，应用在自动化装配的生产线上，可大大提高螺栓连接精确度和装配质量，缩短安装的时间，降低操作人员的劳动强度；本发明的套筒可快速更换，可以拧紧不同型号的螺栓，方便装配工作。

Description

一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置
技术领域
本发明涉及一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置，属于螺栓连接技术领域。
背景技术
螺栓连接具有简单可靠，装拆方便的特点，是一种常见的固定连接方式，广泛应用于机电产品中。而螺栓连接质量直接影响着产品的整体质量。为提高螺栓拧紧作业的可靠性和稳定性，一种集电机、减速传动结构、力传感器及PLC控制器于一体的自动拧紧装置在机电产品装配制造中得到了广泛应用。
上述拧紧装置虽可以通过控制扭矩保证螺栓拧紧质量，但作为一种半自动化产品，其拧紧效率低和拧紧质量不可靠。六轴工业机器人具有高效率、高稳定性，结构简单、易于维护的特点，可以大大降低人的劳动强度，可以进行复杂高精度的操作，已经成为自动化工厂和柔性制造系统中不可或缺的一部分。因此，结合工业机器人与自动拧紧装置的优势，能够实现针对螺栓连接结构的全自动化拧紧作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置，该装置可以完成全自动化螺栓拧紧作业，提高工作效率和螺栓拧紧的质量。
为解决上述问题，本发明提供了一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置，包括：外壳后端、外壳前端、交流伺服电机、谐波减速器、变径法兰、扭矩传感器、输出轴、套筒。使用时，先将交流伺服电机的编码器与六轴机器人内部的控制器相连，将各种型号的螺栓拧紧扭矩值和拧紧曲线输入系统中；然后通过六轴机器人上视觉系统定位到螺栓孔的位置，交流伺服电机通过谐波减速器降速和提高扭矩，带动末端套筒旋转，同时通过扭矩传感器获取拧紧扭矩信息，并反馈给控制器，根据其反馈信息与输入系统的扭矩曲线对比，然后改变伺服电机的转速；当扭矩传感器的扭矩值达到设置的扭矩值时，交流伺服电机将停止转动。根据所需拧紧螺栓的大小可快速更换套筒的型号。
所述外壳后端内部设有挡板，并通过螺栓与六轴机器人的末端法兰连接，所述交流伺服电机通过螺栓与外壳后端内部的挡板连接，所述谐波减速器通过键与交流伺服电机轴轴向连接，并通过螺栓进行径向固定连接，所述变径法兰通过螺栓与谐波减速器连接，所述扭矩传感器通过螺栓与变径法兰连接，所述输出轴通过螺栓与扭矩传感器连接，所述套筒与输出轴连接，所述外壳前端与谐波减速器、外壳后端连接。
本发明的优点和效果是：本发明可以完成全自动化螺栓拧紧作业，应用在自动化装配的生产线上，可大大提高螺栓连接精确度和装配质量，缩短安装的时间，降低操作人员的劳动强度；本发明的套筒可快速更换，可以拧紧不同型号的螺栓，方便装配工作。
附图说明
图1为本发明的螺栓拧紧结构外部示意图。
图2为本发明的螺栓拧紧结构内部示意图。
图3为本发明的外壳后端的右视图。
图4为本发明与六轴机器人装配在一起的总体示意图。
具体实施方式
见图1-4，本发明的一种六轴机器人螺栓自动拧紧装置包括：外壳后端1、外壳前端2、交流伺服电机5、谐波减速器6、变径法兰8、扭矩传感器10、输出轴12和套筒13。
所述外壳后端1与六轴机器人的末端法兰15通过螺栓连接，所述交流伺服电机5通过螺栓与外壳后端内部的挡板14连接；所述谐波减速器6通过键与交流伺服电机5轴向连接，并通过螺栓进行径向固定连接；所述变径法兰8通过螺栓7与谐波减速器6连接，所述扭矩传感器10通过螺栓9与变径法兰8连接；所述输出轴12通过螺栓11与扭矩传感器10连接，所述输出轴12用O型锁圈与套筒13连接；所述外壳前端2与谐波减速器6、外壳后端1通过螺栓3连接。
实际操作时，先将交流伺服电机上的编码器4与六轴机器人内部的控制器相连，将各种型号的螺栓拧紧扭矩值和拧紧曲线输入系统中；然后通过六轴机器人上视觉系统定位到螺栓孔的位置，交流伺服电机5通过谐波减速器6降速和提高扭矩，带动末端套筒13旋转，同时通过扭矩传感器10获取拧紧扭矩信息，并反馈给交流伺服电机5，根据其反馈信息与输入系统的扭矩曲线对比，然后改变交流伺服电机5的转速；当扭矩传感器10的扭矩值达到设置的扭矩值时，交流伺服电机5将停止转动。根据所需拧紧螺栓的大小可快速更换套筒13的型号。

Claims (2)

1.一种六轴机器人螺栓自动拧紧装置，其特征在于：包括外壳后端(1)、外壳前端(2)、交流伺服电机(5)、谐波减速器(6)、变径法兰(8)、扭矩传感器(10)、输出轴(12)和套筒(13)；
所述外壳后端(1)与六轴机器人的末端法兰(15)通过螺栓连接，所述交流伺服电机(5)通过螺栓与外壳后端内部的挡板(14)连接；所述谐波减速器(6)通过键与交流伺服电机(5)轴向连接，并通过螺栓进行径向固定连接；所述变径法兰(8)通过螺栓(7)与谐波减速器(6)连接，所述扭矩传感器(10)通过螺栓(9)与变径法兰(8)连接；所述输出轴(12)通过螺栓(11)与扭矩传感器(10)连接，所述输出轴(12)用O型锁圈与套筒(13)连接；所述外壳前端(2)与谐波减速器(6)、外壳后端(1)通过螺栓(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种六轴机器人螺栓自动拧紧装置，其特征在于：实际操作时，先将交流伺服电机上的编码器(4)与六轴机器人内部的控制器相连，将各种型号的螺栓拧紧扭矩值和拧紧曲线输入系统中；然后通过六轴机器人上视觉系统定位到螺栓孔的位置，交流伺服电机(5)通过谐波减速器(6)降速和提高扭矩，带动末端套筒(13)旋转，同时通过扭矩传感器(10)获取拧紧扭矩信息，并反馈给交流伺服电机(5)，根据其反馈信息与输入系统的扭矩曲线对比，然后改变交流伺服电机(5)的转速；当扭矩传感器(10)的扭矩值达到设置的扭矩值时，交流伺服电机(5)将停止转动；根据所需拧紧螺栓的大小可快速更换套筒(13)的型号。
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