CN113042996A - 一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装和装配工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装和装配工艺，所述装配工装具有机器人抓取部分和产品安装部分，所述机器人抓取部分包括快换装置和支撑杆，所述快换装置用于所述装配机器人实现快速抓取，所述支撑杆安装在所述快换装置上便于所述装配工装放置在工作台上，所述产品安装部分包括移动螺杆、固定螺杆和滑块，所述移动螺杆与所述滑块固定连接并随着滑块的移动而移动，所述移动螺杆和固定螺杆用于将待装配件固定在所述装配工装上。本发明实现了机电产品的智能化装配拧紧作业，提高了自动化水平与生产效率，保证了产品的装配质量与一致性。
Description
技术领域
本发明属于智能化装配与自动拧紧技术领域，特别涉及一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装和装配工艺。
背景技术
目前涉及机电产品的装配拧紧工作主要依靠人工操作完成，工人的劳动强度大，生产效率低下，并且装配精度低，容易发生质量问题。随着人工成本的增长，如何减少人工成本并且提高自动化与智能化，成为企业需要解决的重要问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装和装配工艺，本发明实现了机电产品的智能化装配拧紧作业，提高了自动化水平与生产效率，保证了产品的装配质量与一致性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装，所述智能装配拧紧工作站包括工作台、装配机器人、拧紧机器人、视觉组件、定位组件、AGV、控制站，所述装配工装具有机器人抓取部分和产品安装部分，所述机器人抓取部分包括快换装置和支撑杆，所述快换装置用于所述装配机器人实现快速抓取，所述支撑杆安装在所述快换装置上便于所述装配工装放置在工作台上，所述产品安装部分包括移动螺杆、固定螺杆和滑块，所述移动螺杆与所述滑块固定连接并随着滑块的移动而移动，所述移动螺杆和固定螺杆用于将待装配件固定在所述装配工装上。
优选地，所述待装配件设有与所述移动螺杆和固定螺杆配合的螺纹孔。
优选地，所述螺纹孔为所述待装配件自带或现场加工而成。
优选地，所述智能装配拧紧工作站还包括安装在所述AGV上的支撑工装，所述支撑工装用于支撑与所述待装配件相配合的装配工件。
优选地，所述支撑工装包括托架、吊耳、第一定位装置、第二定位装置，所述托架具有弧形结构，用于稳定支撑所述装配工件；所述吊耳设于所述托架两侧，用于所述支撑工装的吊运；所述第一定位装置与所述AGV的相应位置互为销-孔结构，所述第二定位装置与所述定位组件的相应位置互为销-孔结构。
优选地，所述拧紧机器人包括机器人本体、视觉相机、快换头和自动拧紧枪，所述拧紧机器人在所述视觉相机的辅助下完成所述待装配件与所述装配工件之间的定位与自动拧紧操作。
优选地，完成所述定位与自动拧紧操作之后，所述拧紧机器人在所述视觉相机辅助下自动拧松所述装配工装上的移动螺杆和固定螺杆。
本发明提供一种利用所述装配工装实现智能装配拧紧作业的装配工艺，所述装配工艺包括如下步骤：
步骤一、装配准备：根据所述待装配件的结构尺寸，调整所述移动螺杆和固定螺杆之间的距离，完成所述待装配件与所述装配工装之间的固定；
步骤二、所述AGV运载所述装配工件进入所述智能化装配拧紧工作站，通过所述支撑工装的所述第二定位装置与所述定位组件的相应位置之间的销-孔结构实现所述装配工件的定位，定位后所述AGV放下所述装配工件与所述支撑工装；
步骤三、所述装配机器人根据所述装配工件的型号，从所述工作台上通过所述快换装置拾取对应的装配工装及与其固连的所述待装配件；
步骤四、所述视觉组件通过相机测量所述装配工件和所述待装配件的空间位置坐标，所述控制站承载的控制系统计算两者之间位置偏差，自动测量规划运动路径，并驱动所述装配机器人按照规划路径运动，实现所述待装配件与所述装配工件的精确装配；
步骤五、根据所述装配工件的型号信息，所述控制系统驱动所述拧紧机器人通过所述快换头选取合适的自动拧紧枪，所述拧紧机器人在所述视觉相机的辅助下完成所述待装配件与所述装配工件之间的定位与自动拧紧操作；
步骤六、所述拧紧机器人在所述视觉相机辅助下自动拧松所述装配工装上的移动螺杆和固定螺杆，从而卸下与所述待装配件相连的所述装配工装；
步骤七、所述装配机器人将卸下的所述装配工装放置到所述工作台上；
步骤八、所述AGV将装配拧紧作业完成后的工件运出所述智能化装配拧紧工作站。
优选地，步骤五中进一步包括所述拧紧机器人完成自动拧紧操作后，将采集到的拧紧扭矩值传输到所述控制系统。
优选地，步骤二中所述AGV运载所述装配工件之前进一步包括所述AGV通过其与所述支撑工装的所述第一定位装置之间的销-孔结构实现所述装配工件运载前的定位。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、采用本发明装配工装的装配拧紧工作站在满足装配精度和拧紧质量的情况下，提高了装配和拧紧的自动化水平与生产效率，保证了产品的装配质量与一致性；
2、装配工装实现了不易抓取的待装配件或产品的智能抓取，配合拧紧机器人实现智能化装配拧紧，该装配工装通过滑块调整两个螺杆之间的间距，可以兼容待装配件或产品上不同位置的螺栓孔；
3、装配工件的支撑工装解决了圆柱型产品与AGV以及地面之间的定位问题，在使用过程中，节省了人力，降低了劳动强度，提高了生产效率，并且能兼容不同型号的产品，提高了该产品的装配和拧紧智能化水平。
附图说明
图1为采用本发明装配工装的装配拧紧工作站的结构示意主视图。
图2为采用本发明装配工装的装配拧紧工作站的结构示意俯视图。
图3为本发明装配工装与待装配件之间连接示意图。
图4为本发明拧紧机器人的结构示意图。
图5为本发明装配工件的支撑工装的结构示意图。
图中：1-工作台、2-装配工装、3-装配机器人、4-装配工件、5-拧紧机器人、6-视觉组件、7-支撑工装、8-定位组件、9-AGV、10-待装配件、11-1-移动螺杆、11-2-固定螺杆、12-装配工装基体、13-滑块、14-快换装置、15-支撑杆、16-机器人本体、17-视觉相机、18-自动拧紧枪、19-快换头、20-托架、21-吊耳、22-第一定位装置、23-第二定位装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
结合图1-5，本发明提供了一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装，所述智能装配拧紧工作站包括工作台1、装配机器人3、拧紧机器人5、视觉组件6、定位组件8、AGV9、控制站，所述装配工装2具有机器人抓取部分和产品安装部分，所述机器人抓取部分包括快换装置14和支撑杆15，所述快换装置14用于所述装配机器人3实现快速抓取，所述支撑杆15安装在所述快换装置14上便于所述装配工装放置在工作台1上，所述产品安装部分包括移动螺杆11-1、固定螺杆11-2和滑块13，所述移动螺杆11-1与所述滑块13固定连接并随着滑块13的移动而移动，所述移动螺杆11-1和固定螺杆11-2用于将待装配件10固定在所述装配工装2上。所述待装配件10设有与所述移动螺杆11-1和固定螺杆11-2配合的螺纹孔。所述螺纹孔为所述待装配件10自带或现场加工而成。所述智能装配拧紧工作站还包括安装在所述AGV9上的支撑工装7，所述支撑工装7用于支撑与所述待装配件10相配合的装配工件4。所述支撑工装7包括托架20、吊耳21、第一定位装置22、第二定位装置23，所述托架20具有弧形结构，用于稳定支撑所述装配工件4；所述吊耳21设于所述托架20两侧，用于所述支撑工装7的吊运；所述第一定位装置22与所述AGV9的相应位置互为销-孔结构，所述第二定位装置23与所述定位组件8的相应位置互为销-孔结构。所述拧紧机器人5包括机器人本体16、视觉相机17、快换头19和自动拧紧枪18，所述拧紧机器人5在所述视觉相机17的辅助下完成所述待装配件10与所述装配工件4之间的定位与自动拧紧操作。完成所述定位与自动拧紧操作之后，所述拧紧机器人5在所述视觉相机17辅助下自动拧松所述装配工装2上的移动螺杆11-1和固定螺杆11-2。
本发明还提供了一种利用所述装配工装实现智能装配拧紧作业的装配工艺，所述装配工艺包括如下步骤：步骤一、装配准备：根据所述待装配件10的结构尺寸，调整所述移动螺杆11-1和固定螺杆11-2之间的距离，完成所述待装配件10与所述装配工装2之间的固定；步骤二、所述AGV9运载所述装配工件4进入所述智能化装配拧紧工作站，通过所述支撑工装7的所述第二定位装置23与所述定位组件8的相应位置之间的销-孔结构实现所述装配工件4的定位，定位后所述AGV9放下所述装配工件4与所述支撑工装7；步骤三、所述装配机器人3根据所述装配工件4的型号，从所述工作台1上通过所述快换装置14拾取对应的装配工装2及与其固连的所述待装配件10；步骤四、所述视觉组件6通过相机测量所述装配工件4和所述待装配件10的空间位置坐标，所述控制站承载的控制系统计算两者之间位置偏差，自动测量规划运动路径，并驱动所述装配机器人3按照规划路径运动，实现所述待装配件10与所述装配工件4的精确装配；步骤五、根据所述装配工件4的型号信息，所述控制系统驱动所述拧紧机器人5通过所述快换头19选取合适的自动拧紧枪18，所述拧紧机器人5在所述视觉相机17的辅助下完成所述待装配件10与所述装配工件4之间的定位与自动拧紧操作；步骤六、所述拧紧机器人5在所述视觉相机17辅助下自动拧松所述装配工装2上的移动螺杆11-1和固定螺杆11-2，从而卸下与所述待装配件10相连的所述装配工装2；步骤七、所述装配机器人3将卸下的所述装配工装2放置到所述工作台1上；步骤八、所述AGV9将装配拧紧作业完成后的工件运出所述智能化装配拧紧工作站。步骤五中进一步包括所述拧紧机器人5完成自动拧紧操作后，将采集到的拧紧扭矩值传输到所述控制系统。步骤二中所述AGV9运载所述装配工件4之前进一步包括所述AGV9通过其与所述支撑工装7的所述第一定位装置22之间的销-孔结构实现所述装配工件4运载前的定位。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装，所述智能装配拧紧工作站包括工作台(1)、装配机器人(3)、拧紧机器人(5)、视觉组件(6)、定位组件(8)、AGV(9)、控制站，其特征在于：所述装配工装(2)具有机器人抓取部分和产品安装部分，所述机器人抓取部分包括快换装置(14)和支撑杆(15)，所述快换装置(14)用于所述装配机器人(3)实现快速抓取，所述支撑杆(15)安装在所述快换装置(14)上便于所述装配工装放置在工作台(1)上，所述产品安装部分包括移动螺杆(11-1)、固定螺杆(11-2)和滑块(13)，所述移动螺杆(11-1)与所述滑块(13)固定连接并随着滑块(13)的移动而移动，所述移动螺杆(11-1)和固定螺杆(11-2)用于将待装配件(10)固定在所述装配工装(2)上。
2.根据权利要求1所述的装配工装，其特征在于：所述待装配件(10)设有与所述移动螺杆(11-1)和固定螺杆(11-2)配合的螺纹孔。
3.根据权利要求2所述的装配工装，其特征在于：所述螺纹孔为所述待装配件(10)自带或现场加工而成。
4.根据权利要求1所述的装配工装，其特征在于：所述智能装配拧紧工作站还包括安装在所述AGV(9)上的支撑工装(7)，所述支撑工装(7)用于支撑与所述待装配件(10)相配合的装配工件(4)。
5.根据权利要求4所述的装配工装，其特征在于：所述支撑工装(7)包括托架(20)、吊耳(21)、第一定位装置(22)、第二定位装置(23)，所述托架(20)具有弧形结构，用于稳定支撑所述装配工件(4)；所述吊耳(21)设于所述托架(20)两侧，用于所述支撑工装(7)的吊运；所述第一定位装置(22)与所述AGV(9)的相应位置互为销-孔结构，所述第二定位装置(23)与所述定位组件(8)的相应位置互为销-孔结构。
6.根据权利要求5所述的装配工装，其特征在于：所述拧紧机器人(5)包括机器人本体(16)、视觉相机(17)、快换头(19)和自动拧紧枪(18)，所述拧紧机器人(5)在所述视觉相机(17)的辅助下完成所述待装配件(10)与所述装配工件(4)之间的定位与自动拧紧操作。
7.根据权利要求6所述的装配工装，其特征在于：完成所述定位与自动拧紧操作之后，所述拧紧机器人(5)在所述视觉相机(17)辅助下自动拧松所述装配工装(2)上的移动螺杆(11-1)和固定螺杆(11-2)。
8.一种利用权利要求6或7所述的装配工装实现智能装配拧紧作业的装配工艺，其特征在于：所述装配工艺包括如下步骤：
步骤一、装配准备：根据所述待装配件(10)的结构尺寸，调整所述移动螺杆(11-1)和固定螺杆(11-2)之间的距离，完成所述待装配件(10)与所述装配工装(2)之间的固定；
步骤二、所述AGV(9)运载所述装配工件(4)进入所述智能化装配拧紧工作站，通过所述支撑工装(7)的所述第二定位装置(23)与所述定位组件(8)的相应位置之间的销-孔结构实现所述装配工件(4)的定位，定位后所述AGV(9)放下所述装配工件(4)与所述支撑工装(7)；
步骤三、所述装配机器人(3)根据所述装配工件(4)的型号，从所述工作台(1)上通过所述快换装置(14)拾取对应的装配工装(2)及与其固连的所述待装配件(10)；
步骤四、所述视觉组件(6)通过相机测量所述装配工件(4)和所述待装配件(10)的空间位置坐标，所述控制站承载的控制系统计算两者之间位置偏差，自动测量规划运动路径，并驱动所述装配机器人(3)按照规划路径运动，实现所述待装配件(10)与所述装配工件(4)的精确装配；
步骤五、根据所述装配工件(4)的型号信息，所述控制系统驱动所述拧紧机器人(5)通过所述快换头(19)选取合适的自动拧紧枪(18)，所述拧紧机器人(5)在所述视觉相机(17)的辅助下完成所述待装配件(10)与所述装配工件(4)之间的定位与自动拧紧操作；
步骤六、所述拧紧机器人(5)在所述视觉相机(17)辅助下自动拧松所述装配工装(2)上的移动螺杆(11-1)和固定螺杆(11-2)，从而卸下与所述待装配件(10)相连的所述装配工装(2)；
步骤七、所述装配机器人(3)将卸下的所述装配工装(2)放置到所述工作台(1)上；
步骤八、所述AGV(9)将装配拧紧作业完成后的工件运出所述智能化装配拧紧工作站。
9.根据权利要求8所述的装配工艺，其特征在于：步骤五中进一步包括所述拧紧机器人(5)完成自动拧紧操作后，将采集到的拧紧扭矩值传输到所述控制系统。
10.根据权利要求8所述的装配工艺，其特征在于：步骤二中所述AGV(9)运载所述装配工件(4)之前进一步包括所述AGV(9)通过其与所述支撑工装(7)的所述第一定位装置(22)之间的销-孔结构实现所述装配工件(4)运载前的定位。
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| CN202110446072.9A CN113042996A (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种用于智能装配拧紧工作站的装配工装和装配工艺 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113732679A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-03 | 川崎(重庆)机器人工程有限公司 | 采用工业机器人的汽车装配站及其工作方法 |
| CN114505678A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-17 | 上海汇大机械制造有限公司 | 螺钉装配控制方法及其系统 |
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2021
- 2021-04-25 CN CN202110446072.9A patent/CN113042996A/zh active Pending
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