CN112959041A - 一种自动识别装配螺栓不良的夹具及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动识别装配螺栓不良的夹具及工艺，涉及螺栓装配技术领域。本发明夹具通过在夹具底座的上表面嵌入与顶端连接板适配的定位镶套，在夹具底座内设置强力平弹簧，将螺栓压入到夹具底座后，强力平弹簧的反作用力将装配螺栓的顶端连接板自动顶出，降低了顶端连接板的夹持装配成本，提高了螺栓装配效率；本发明工艺使用弹簧校正销对每个强力平弹簧进行预压取值，检测不同位移值下的实际压力数值以进行漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良的识别，及时报警并剔除不良件；进行长螺栓和短螺栓的识别，及时报警并剔除，显著提高了装配螺栓的精确度和效率，避免漏装螺栓和螺栓长短不一致的情况出现。

Description

一种自动识别装配螺栓不良的夹具及工艺

技术领域

本发明涉及螺栓装配技术领域，尤其涉及一种自动识别装配螺栓不良的夹具及工艺。

背景技术

随着现代汽车工业的快速发展，市场对企业提出了质量、成本等各方面更高的要求。在产品如顶端连接板的螺栓装配过程中，偶尔会出现员工工作强度大，人为疏忽，导致螺栓长短不一混装以及漏装现象。通常采用自动化方法，多台装配机以及辅助装料装置、机械手，生产线投入成本大，生产效益低。现有检测装配螺栓不良的夹具及工艺存在以下问题：1)夹具无法将装配螺栓的顶端连接板自动顶出，装配成本高；2)无法对螺栓装配不良的情况进行精准识别，并及时报警、剔除不良件，降低了装配精度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种自动识别装配螺栓不良的夹具及工艺。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种自动识别装配螺栓不良的夹具，包括底座总成、上模板、压头，上模板的底部与压头固定连接，其特征在于：所述底座总成包括夹具底座，夹具底座内设有弹簧安装腔，弹簧安装腔内安装有强力平弹簧，夹具底座的上表面嵌入有适配顶端连接板的定位镶套。

进一步的，所述定位镶套内设有与弹簧安装腔对应的通孔，强力平弹簧的顶部设有与通孔对应的顶出板，顶端连接板上的螺栓孔与压头、弹簧安装腔一一对应。

进一步的，所述顶出板的截面呈倒T形，螺栓孔、压头、弹簧安装腔的数量均为三个。

一种自动识别装配螺栓不良的工艺，包括下列步骤：

步骤一：使用夹具的弹簧校正销对每个强力平弹簧进行预压取值，设定不同位移值获取装配压力数值；

步骤二：将顶端连接板放置于定位镶套上，装配机的上模板通过压头将螺栓压装到顶端连接板的螺栓孔中，并置于顶出板的上方，弹簧安装腔内的强力平弹簧被压缩，强力平弹簧的反作用力将装配螺栓的顶端连接板顶出；

步骤三：螺栓压装过程中，检测不同位移值下的实际压力数值，当与预设装配压力数值不对应时，识别出漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除不良件；识别出螺栓长短不一致时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除长螺栓或短螺栓。

本发明的有益效果：

1)本发明自动识别装配螺栓不良的夹具，通过在夹具底座的上表面嵌入与顶端连接板适配的定位镶套，在夹具底座内设置强力平弹簧，将螺栓压入到夹具底座后，强力平弹簧的反作用力将装配螺栓的顶端连接板自动顶出，无需多台装配机配合辅助装料装置以及机械手进行螺栓的装配，降低了顶端连接板的夹持装配成本，提高了螺栓装配效率，该夹具同样适用于其他零件的装配。

2)本发明自动识别装配螺栓不良的工艺，使用弹簧校正销对每个强力平弹簧进行预压取值，检测不同位移值下的实际压力数值以进行漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良的识别，及时报警并剔除不良件；进行长螺栓和短螺栓的识别，及时报警并剔除，显著提高了装配螺栓的精确度和效率，避免漏装螺栓和螺栓长短不一致的情况出现。

附图说明

图1为本发明自动识别装配螺栓不良的夹具的结构示意图；

图2为本发明顶端连接板装配螺栓后与定位镶套的俯视图；

图3为本发明弹簧校正销的结构示意图。

图4为实施例3表五中采集位置为6mm时的能力分析图；

图5为实施例3表五中采集位置为7mm时的能力分析图；

图6为实施例3表五中采集位置为8mm时的能力分析图。

图中：1、底座总成；2、上模板；3、压头；4、顶端连接板；5、螺栓；6、弹簧校正销；11、夹具底座；12、弹簧安装腔；13、强力平弹簧；14、定位镶套；15、顶出板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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元件。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种自动识别装配螺栓不良的夹具，减震器用顶端连接板在压装螺栓时，识别螺栓漏装和螺栓长短不一致的情况，上述情况反馈给伺服传感器后进行报警。该夹具包括底座总成1、上模板2、压头3，上模板2的底部与压头3固定连接；底座总成1包括夹具底座11，夹具底座11内设有弹簧安装腔12，弹簧安装腔12内安装有强力平弹簧13，夹具底座11的上表面嵌入有适配顶端连接板4的定位镶套14。

定位镶套14内设有与弹簧安装腔12对应的通孔，强力平弹簧13的顶部设有与通孔对应的顶出板15，顶端连接板4上的螺栓孔与压头3、弹簧安装腔12一一对应。

顶出板15的截面呈倒T形，螺栓孔、压头3、弹簧安装腔12的数量均为三个。

本实施例的自动识别装配螺栓不良的夹具，通过在夹具底座11的上表面嵌入与顶端连接板4适配的定位镶套14，在夹具底座11内设置强力平弹簧13，将螺栓压入到夹具底座11后，通过强力平弹簧13的反作用力将装配螺栓5的顶端连接板4顶出，无需多台装配机配合辅助装料装置以及机械手进行螺栓的装配，降低了顶端连接板的夹持装配成本，提高了螺栓装配效率。

该夹具的工作方法如下：将顶端连接板4放置于定位镶套14上，保持顶端连接板4上的螺栓孔、压头3和弹簧安装腔12一一对应，上模板2带动压头3向下移动，将螺栓压入到夹具底座11内；强力平弹簧13的反作用力将装配螺栓5的顶端连接板4顶出。

实施例2

如图1-3所示，本实施例提供一种自动识别装配螺栓不良的工艺，包括下列步骤：

步骤一：使用弹簧校正销6对每个强力平弹簧13进行预压取值，设定不同位移值获取装配压力数值；

步骤二：将顶端连接板4放置于定位镶套14上，装配机的上模板2通过压头3将螺栓5压装到顶端连接板4的螺栓孔中，并置于顶出板15的上方，弹簧安装腔12内的强力平弹簧13被压缩，强力平弹簧13的反作用力将装配螺栓5的顶端连接板4顶出；

步骤三：螺栓压装过程中，检测不同位移值下的实际压力数值，当与预设装配压力数值不对应时，识别出漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除不良件；识别出螺栓长短不一致时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除长螺栓或短螺栓。

每批次装配结束后均需要对夹具中的杂质进行清理，减少采集力值偏差，更换弹簧时需要重新测定装配压力值。

本实施例自动识别装配螺栓不良的工艺，通过弹簧校正销6，检测不同位移值下的实际压力数值以进行漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良的识别，及时报警并剔除不良件；进行长螺栓和短螺栓的识别，及时报警并剔除，显著提高了装配螺栓的精确度和效率，避免漏装螺栓和螺栓长短不一致的情况出现。

实施例3

如图1-3所示，夹具组装后，在压头3上安装弹簧校正销6，确保三个强力平弹簧13的受力满足胡克定律(F＝KX)，对测试数值差异大，即弹性系数为±0.01kN/mm的强力平弹簧13进行换件，具体测试过程如下：

1.弹簧校正销预压取值：使用弹簧校正销6，压缩弹簧三次，每个孔单独采集三次获得力值，测试结果见表一：

表一

2.螺栓漏装识别验证：本实施例中螺栓5的齿高为4.4mm，将三个螺栓5放入夹具后定位的板材厚度为3.2mm，螺栓5完全压装到位后，即螺栓滚齿大端面与板材孔平面完全接触，确认装配机的零点位置；在装配机装配过盈位置：分别采集F5：0.5mm，F4：1.5mm，F3：2.5mm，F2：3.5mm，F1：5.0mm，通过压装螺栓采集五点力值。

装配机在每个位置施加压力的上限和下限如下表所示：

当安装一个螺栓时，采集位置和压装力值的测试结果见表二：

表二

当安装两个螺栓时，采集位置和压装力值的测试结果见下表三：

表三

当安装三个螺栓时，采集位置和压装力值的测试结果见下表四：

表四

将表二至表四中各位置的装配力值进行比较，发现在F1：5.0mm均值变化平坦，是弹簧受力区，螺栓没有没有过盈装配，可以识别漏装螺栓，在F2-F5位置是过盈配合区间。

将采集位置5mm上移，变化为8mm/7mm/6mm，通过采集如表二至表四过程，得到测试结果见表五：

表五

通过设定合理的装配力值上下限，minitab软件分析过程能力分析，PPM为0，能完全识别漏装螺栓问题，可以取其中一个F点进行检测。

3.螺栓长/短识别验证：将F1点检测位与正常螺栓压装或刚采集到力值时位置保持一致；通过装配获得的力值见表六：

表六

通过上表可以发现F2位置：2个正常螺栓，1个加长螺栓，有装配力值显示，通过设定上限力值，即可报警，剔除长螺栓；在F3位置，改短螺栓力值偏小，设定报警下限力值，即可报警，剔除短螺栓。

4.漏装螺栓与长短螺栓综合识别

通过上表可以看出，通过在不同的位置设定上限力值和/或下限力值，能够进行漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良的识别，及时报警并剔除不良件；进行长螺栓和短螺栓的识别，及时报警并剔除，显著提高了装配螺栓的精确度和效率，避免漏装螺栓和螺栓长短不一致的情况出现。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种自动识别装配螺栓不良的夹具，包括底座总成(1)、上模板(2)、压头(3)，上模板(2)的底部与压头(3)固定连接，其特征在于：所述底座总成(1)包括夹具底座(11)，夹具底座(11)内设有弹簧安装腔(12)，弹簧安装腔(12)内安装有强力平弹簧(13)，夹具底座(11)的上表面嵌入有适配顶端连接板(4)的定位镶套(14)。

2.根据权利要求1所述的一种自动识别装配螺栓不良的夹具，其特征在于：所述定位镶套(14)内设有与弹簧安装腔(12)对应的通孔，强力平弹簧(13)的顶部设有与通孔对应的顶出板(15)，顶端连接板(4)上的螺栓孔与压头(3)、弹簧安装腔(12)一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种自动识别装配螺栓不良的夹具，其特征在于：所述顶出板(15)的截面呈倒T形，螺栓孔、压头(3)、弹簧安装腔(12)的数量均为三个。

4.一种自动识别装配螺栓不良的工艺，使用权利要求1-3任一项所述的自动识别装配螺栓不良的夹具，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一：使用夹具的弹簧校正销(6)对每个强力平弹簧(13)进行预压取值，设定不同位移值获取装配压力数值；

步骤二：将顶端连接板(4)放置于定位镶套(14)上，装配机的上模板(2)通过压头(3)将螺栓(5)压装到顶端连接板(4)的螺栓孔中，并置于顶出板(15)的上方，弹簧安装腔(12)内的强力平弹簧(13)被压缩，强力平弹簧(13)的反作用力将装配螺栓(5)的顶端连接板(4)顶出；

步骤三：螺栓压装过程中，检测不同位移值下的实际压力数值，当与预设装配压力数值不对应时，识别出漏装螺栓、孔/螺栓尺寸不良时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除不良件；识别出螺栓长短不一致时，反馈给伺服传感器进行报警并剔除长螺栓或短螺栓。

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