CN110405456B - 自动拆螺丝装置及螺丝拆卸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种自动拆螺丝装置，用于自动拆卸工件上的螺丝，所述自动拆螺丝装置包括工作台，设于所述工作台一侧的机械手，以及装设于所述机械手上的拆螺丝机构，所述拆螺丝机构包括连接于所述机械手上的安装板、设于所述安装板上电批、设于所述电批一侧的批头，以及设于所述安装板上的视觉识别单元，所述视觉识别单元对所述螺丝进行拍照，以确定所述螺丝的坐标，所述批头在所述电批的驱动下旋转，以拆卸所述螺丝，所述批头具有磁性，能够吸附所述螺丝。上述自动拆螺丝装置能够自动拆卸螺丝，提高了拆卸效率，降低了生产成本。本发明同时提出一种采用上述自动拆螺丝装置的螺丝拆卸方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺丝拆卸装置，特别是一种自动拆螺丝装置及螺丝拆卸方法。
背景技术
在工业生产中，部分产品需要拆除固定螺丝；或者在流水线中，将产品固定在治具上的螺丝也需要在产品下料时拆除。目前，螺丝的拆卸主要靠操作人员手动操作完成，然而，这种手工拆螺丝的方式工作效率低下，且生产成本较高。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种自动拆螺丝装置，以解决上述问题。
一种自动拆螺丝装置，用于自动拆卸工件上的螺丝，所述自动拆螺丝装置包括工作台，设于所述工作台一侧的机械手，以及装设于所述机械手上的拆螺丝机构，所述拆螺丝机构包括连接于所述机械手上的安装板、设于所述安装板上电批、设于所述电批一侧的批头，以及设于所述安装板上的视觉识别单元，所述视觉识别单元对所述螺丝进行拍照，以确定所述螺丝的坐标，所述批头在所述电批的驱动下旋转，以拆卸所述螺丝，所述批头具有磁性，能够吸附所述螺丝。
一种采用上述自动拆螺丝装置的螺丝拆卸方法，包括以下步骤：
所述视觉识别单元对所述螺丝拍照，以取得所述螺丝的坐标；
所述机械手将所述批头移动至所述螺丝上方；
设定所述批头的预压量，所述电批驱动所述批头沿第一方向旋转，使所述批头进入所述螺丝的拧动槽中；
所述电批驱动所述批头沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，同时带动所述批头上升，以拆卸所述螺丝；
当所述批头对所述螺丝的压力为零时，所述批头吸附所述螺丝并带动所述螺丝远离所述工件。
上述自动拆螺丝装置包括机械手及设于所述机械手上的拆螺丝机构，所述电批能够驱动批头旋转，以拆卸螺丝。因此，上述自动拆螺丝装置能够自动拆卸螺丝，提高了拆卸效率，降低了生产成本。同时，上述自动拆螺丝装置通过视觉识别单元来确定螺丝的坐标，提高了螺丝定位的精准度，从而提升了拆卸螺丝的良率。上述螺丝拆卸方法能够实现自动拆卸螺丝，并通过批头吸附螺丝并带动螺丝远离工件。
附图说明
图1是本发明一实施例中的自动拆螺丝装置的立体示意图。
图2是图1所示的自动拆螺丝装置中的拆螺丝机构的立体示意图。
图3为本发明一实施例中的螺丝拆卸方法的流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相通。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1，本发明提供一种自动拆螺丝装置100，用于自动拆卸工件200上的螺丝。自动拆螺丝装置100包括工作台10、定位机构20、机械手30、及拆螺丝机构40。其中，定位机构20设于工作台10上，用于定位工件200。机械手30设于工作台10的一侧，拆螺丝机构40装设于机械手30上。机械手30用于驱动拆螺丝机构40在工作台10上方移动。
请参照图2，拆螺丝机构40包括安装板41、升降驱动件42、连接板43、电批44、批头45及视觉识别单元46。
安装板41与机械手30相连接，升降驱动件42与视觉识别单元46固定于安装板41上，且分别设于安装板41的两端。连接板43与升降驱动件42相连接，升降驱动件42用于驱动连接板43沿着垂直于工作台10的方向上下移动。在本实施方式中，升降驱动件42为电缸。
电批44设于连接板43上，从而电批44通过连接板43与升降驱动件42相连接。批头45设于电批44的一侧，批头45在电批44的驱动下旋转，以完成拆卸螺丝的动作。在本实施方式中，批头45具有磁性，因此，批头45能够吸附螺丝。
在本实施方式中，批头45与电批44之间设有弹簧(图未示)，以使批头45能够浮动，从而预压螺丝。可以理解，上述弹簧也可以省略。
视觉识别单元46包括固定于安装板41上的CCD摄像头461及CCD光源462。在本实施方式中，CCD光源为圆形的LED光圈。CCD摄像头461设置于CCD光源462上方。且与CCD光源462的圆心对齐。视觉识别单元46用于对螺丝进行拍照，以确定螺丝的坐标，从而机械手30可移动批头45，使批头45能够对准螺丝。在其他实施方式中，视觉识别单元46也可为CMOS图像传感器等。
在本实施方式中，上述电批44中还设有扭矩传感器(图未示)，用于检测批头45的扭矩。
本发明同时提供一种螺丝拆卸方法，应用于上述自动拆螺丝装置100,。请同时参照图1～图3，该螺丝拆卸方法包括以下步骤：
S310，将工件200定位在工作台10上的定位机构20上，视觉识别单元46对螺丝拍照，以取得螺丝的坐标。
S320，在取得螺丝的坐标后，机械手30将批头45移动至螺丝上方。
S330，依据螺丝的拧动槽的深度来设定批头45的预压量，机械手20或升降驱动件42控制批头45下压，同时电批44驱动批头45沿第一方向旋转，使批头45进入螺丝的拧动槽中。
S340，当检测到批头45的扭矩到达预设的切换扭矩时，电批44驱动批头45沿与第一方向相反的第二方向旋转，同时机械手30或升降驱动件42带动电批44及批头45上升，以拆卸螺丝。其中，批头45上升的速度大于螺丝上升的速度，批头45对螺丝的预压量逐步减小。
S350，当批头45对螺丝的预压量为零时，批头45吸附螺丝并带动螺丝远离工件。
在上述拆卸螺丝的过程中，设定螺丝上升的速度为VL，批头45上升的速度为VP，批头45的转速为S，预压量为D，螺丝的拧动槽的深度为H，牙距为d，拆螺丝的时间为T，拆螺丝的圈数为N，则：
VL＝d*S/60
T＝60*N/S
拆螺丝时需满足条件：螺丝脱牙时批头45与螺丝接触，且没有下压力，从而使螺丝脱离螺牙后不会受到批头45的压力，只受批头45的吸力，避免螺丝在脱牙后再次压到螺丝中。因此，拆螺丝时需满足下述公式：
D≦(VP﹣VL)×T＜D+H
由上述公式可见，批头45上升的速度为VP取决于机械手30或升降驱动件42上升的速度，因此，批头45上升的速度、以及机械手30或升降驱动件42上升的速度可依据螺丝的牙距d、螺丝的拧动槽的深度H、批头45的预压量D以及拆螺丝圈数N来设定。
上述自动拆螺丝装置100包括拆螺丝机构40，拆螺丝机构40包括连接于机械手30上的安装板41、设于安装板41上的电批44、设于电批44一侧的批头45，以及固定于安装板41上的视觉识别单元46。机械手30用于驱动电批44及批头45朝向远离工作台20的方向移动，电批44用于驱动批头45旋转，以拆卸螺丝。因此，上述自动拆螺丝装置100能够自动拆卸螺丝，提高了拆卸效率，降低了生产成本。另外，上述自动拆螺丝装置100通过视觉识别单元46来确定螺丝的坐标，提高了螺丝定位的精准度，从而提升了拆卸螺丝的良率。
上述螺丝拆卸方法能够实现自动拆卸螺丝，螺丝脱牙时批头45与螺丝接触，且没有下压力，从而使螺丝脱离螺牙后不会受到批头45的压力，只受批头45的吸力，避免螺丝在脱牙后再次压到螺丝中。
可以理解，在其他实施方式中，升降驱动件42可以取消，通过机械手30带动电批44上升即可。
可以理解，在其他实施方式中，升降驱动件42也可为气缸、油缸等其他驱动件。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种自动拆螺丝装置，用于自动拆卸工件上的螺丝，所述自动拆螺丝装置包括工作台，设于所述工作台一侧的机械手，以及设于所述机械手上的拆螺丝机构，其特征在于：所述拆螺丝机构包括连接于所述机械手上的安装板、设于所述安装板上电批、设于所述电批一侧的批头，以及设于所述安装板上的视觉识别单元，所述视觉识别单元对所述螺丝进行拍照，以确定所述螺丝的坐标，所述批头在所述电批的驱动下旋转，以拆卸所述螺丝，所述批头具有磁性，能够吸附所述螺丝；所述电批中设有扭矩传感器；所述电批驱动所述批头沿第一方向旋转，当检测到所述批头的扭矩到达预设的切换扭矩时，所述电批驱动所述批头沿与第一方向相反的第二方向旋转，以拆卸螺丝。
2.如权利要求1所述的自动拆螺丝装置，其特征在于：所述视觉识别单元包括固定于所述安装板上的CCD摄像头及CCD光源，所述CCD摄像头设置于所述CCD光源上方，且与所述CCD光源的圆心对齐。
3.如权利要求1所述的自动拆螺丝装置，其特征在于：所述机械手用于驱动所述电批及所述批头朝向靠近或远离所述工作台的方向移动。
4.如权利要求1所述的自动拆螺丝装置，其特征在于：所述拆螺丝机构还包括设于所述安装板上的升降驱动件，以及与所述升降驱动件连接的连接板，所述升降驱动件用于驱动所述连接板沿着垂直于所述工作台的方向上下移动，所述电批设于所述连接板上。
5.如权利要求4所述的自动拆螺丝装置，其特征在于：所述升降驱动件为电缸。
6.如权利要求1所述的自动拆螺丝装置，其特征在于：所述自动拆螺丝装置还包括定位机构，所述定位机构设于所述工作台上，用于定位工件。
7.一种采用如权利要求1所述的自动拆螺丝装置的螺丝拆卸方法，包括以下步骤：
所述视觉识别单元对所述螺丝拍照，以取得所述螺丝的坐标；
所述机械手将所述批头移动至所述螺丝上方；
设定所述批头的预压量，所述电批驱动所述批头沿第一方向旋转，使所述批头进入所述螺丝的拧动槽中；
当检测到所述批头的扭矩到达预设的切换扭矩时，所述电批驱动所述批头沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，同时带动所述批头上升，以拆卸所述螺丝；
当所述批头对所述螺丝的压力为零时，所述批头吸附所述螺丝并带动所述螺丝远离所述工件。
8.如权利要求7所述的螺丝拆卸方法，其特征在于：依据所述螺丝的拧动槽的深度(H)来设定所述批头的预压量(D)。
9.如权利要求8所述的螺丝拆卸方法，其特征在于：所述电批上升的速度依据所述螺丝的牙距(d)、所述批头的转速(S)、所述螺丝的拧动槽的深度(H)以及拆螺丝的圈数(N)来设定，所述电批上升的速度(VP)满足以下条件：
D≦(VP﹣VL)×T＜D+H
其中，VL为螺丝上升的速度，VL＝d*S/60；
T为拆螺丝时间，T＝60*N/S。
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