CN114147475A - 基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统 - Google Patents

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卜家洛
高成鼎
李占双
赵海洋
刘刚
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Aerospace Hi Tech Holding Group Co Ltd
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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统，涉及螺丝锁紧技术领域。本发明是为了解决决目前的螺丝拧紧方法还存在无法根据螺钉和螺钉孔的实际情况进行扭矩调整，易导致拧紧过剩或不到位的问题。本发明包括：螺丝拧紧模块、螺丝供给模块；所述螺丝拧紧模块，包括：螺钉孔坐标获取模块、螺丝监控模块、螺丝拧紧判定模块；所述螺钉孔坐标获取模块用于获取螺钉孔的坐标，并根据螺钉孔的坐标将螺丝拧入螺钉孔；所述螺丝监控模块用于监控螺丝拧紧圈数和螺刀扭矩；所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝监控模块监控的信息判断螺钉拧紧是否合格；所述螺丝供给模块用于为螺丝拧紧模块提供螺丝。本发明用于控制螺丝拧紧。

Description

基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统
技术领域
本发明涉及螺丝锁紧技术领域，特别涉及基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统。
背景技术
汽车总装车间每天会有数十万次的螺丝打紧动作，这些螺丝打紧的动作代表着产品的质量。如果螺丝没有打紧或者打进的位置有偏差，则在汽车出厂后很可能会造成严重的事故，从而造成对生命财产的威胁。
现有螺钉锁紧系统分为两种：手动拧紧、自动拧紧。手动拧紧多采用固定扭矩，锁紧固定时间，既认为螺钉锁紧到位。自动拧紧采用固定扭矩，在扭矩和位置同步达到合格范围后停止拧紧。由于汽车仪表多为塑料件间的锁紧，本就较小的扭矩，因螺钉孔尺寸、螺钉毛刺等因素均会受到影响。而螺钉若出现拧紧不到位，汽车仪表装车后，随汽车振动常会出现螺钉脱落，造成异响等客户直观感受的索赔项。目前自动拧紧方式主要采用带扭矩反馈的自动拧紧系统，但是该系统无法根据螺钉和螺钉孔的实际情况进行扭矩调整，易导致拧紧过剩或不到位的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决目前的螺丝拧紧方法还存在无法根据螺钉和螺钉孔的实际情况进行扭矩调整，从而导致拧紧过剩或不到位的问题，而提出了基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统。
基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统包括：螺丝拧紧模块、螺丝供给模块；
所述螺丝拧紧模块基于人机交互机器人实现，包括：螺钉孔坐标获取模块、螺丝监控模块、螺丝拧紧判定模块；
所述螺钉孔坐标获取模块用于获取待拧入螺钉孔的坐标，并根据待拧入螺钉孔的坐标将螺丝拧入螺钉孔；
所述螺丝监控模块用于监控螺丝拧紧圈数和螺刀扭矩；
所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝监控模块监控的信息判断螺钉拧紧是否合格；
所述螺丝供给模块基于螺丝供给机实现，用于为螺丝拧紧模块提供螺丝。
本发明的有益效果为：
本发明提出了一种基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统，综合利用了人机交互式六轴机器人和螺丝供给机达到自动拧紧螺丝的目的，在螺丝拧紧模块设置了螺钉孔坐标获取模块，使螺丝可以准确的拧入螺钉孔，同时设置了螺丝监控模块实时监控螺丝和螺钉孔的实际情况，并利用螺丝拧紧判定模块实时判定螺丝拧紧是否合格，避免了拧紧过剩或不到位的情况。
附图说明
图1为本发明模块图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统包括：螺丝拧紧模块、螺丝供给模块；
所述螺丝拧紧模块基于人机交互机器人实现，包括：螺钉孔坐标获取模块、螺丝监控模块、螺丝拧紧判定模块；
所述螺钉孔坐标获取模块用于获取待拧入螺钉孔的坐标，并根据待拧入螺钉孔的坐标将螺丝拧入螺钉孔；
所述螺丝监控模块用于监控螺丝拧紧圈数和螺刀扭矩；
所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝监控模块监控的信息判断螺钉拧紧是否合格；
所述螺丝供给模块基于螺丝供给机实现，用于为螺丝拧紧模块提供螺丝。
具体实施方式二：所述螺钉孔坐标获取模块用于获取待拧入螺钉孔的坐标，通过以下方式获取：
Figure BDA0003404860940000021
其中，μ(x，y)是待拧入螺钉孔中心坐标，
Figure BDA0003404860940000022
是样本螺钉孔中心坐标(程序中预设)，Sθ是样本螺钉孔面积(程序中预设)，Sμ是待拧入螺钉孔面积(实测)，1.08是容差比例(经验值)。
所述样本螺钉孔面积为当前螺钉类型的标准面积。
具体实施方式三：所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝拧紧监控模块监控的信息判断螺钉拧紧是否合格，通过以下方式判断：
当在螺刀扭矩达到预设下限时，判定拧紧圈数是否在预设拧紧圈数合格范围内：若不到预设拧紧圈数合格范围，则继续拧紧，在继续拧紧过程中若扭矩超过预设扭矩上限后拧紧圈数仍未达到预设拧紧圈数合格范围，则判定为不合格；若达到预设拧紧圈数合格范围的下限，且扭矩未超过预设扭矩上限，则判定为合格并结束判断；若超过预设拧紧圈数合格范围，则判定为不合格。

Claims (3)

1.基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统，其特征在于所述系统包括：螺丝拧紧模块、螺丝供给模块；
所述螺丝拧紧模块基于人机交互机器人实现，包括：螺钉孔坐标获取模块、螺丝监控模块、螺丝拧紧判定模块；
所述螺钉孔坐标获取模块用于获取待拧入螺钉孔的坐标，并根据待拧入螺钉孔的坐标将螺丝拧入螺钉孔；
所述螺丝监控模块用于监控螺丝拧紧圈数和螺刀扭矩；
所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝监控模块监控的信息判断螺丝拧紧是否合格；
所述螺丝供给模块基于螺丝供给机实现，用于为螺丝拧紧模块提供螺丝。
2.根据权利要求1所述的基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统，其特征在于：所述螺钉孔坐标获取模块用于获取待拧入螺钉孔的坐标，通过以下方式实现：
Figure FDA0003404860930000011
其中，μ(x，y)是待拧入螺钉孔中心坐标，θ(x，y)是样本螺钉孔中心坐标，Sθ是样本螺钉孔面积，Sμ是待拧入螺钉孔面积，1.08预设是容差比例。
3.根据权利要求2所述的基于人机交互式六轴机器人和螺丝供给机的螺丝拧紧系统，其特征在于：所述螺丝拧紧判定模块用于根据螺丝拧紧监控模块监控的信息判断螺钉拧紧是否合格，通过以下方式判断：
当在螺刀扭矩达到预设下限时，判定拧紧圈数是否在预设拧紧圈数合格范围内：若不到预设拧紧圈数合格范围，则继续拧紧，在继续拧紧过程中若扭矩超过预设扭矩上限后拧紧圈数仍未达到预设拧紧圈数合格范围，则判定为不合格；若达到预设拧紧圈数合格范围的下限，且扭矩未超过预设扭矩上限，则判定为合格并结束判断；若超过预设拧紧圈数合格范围，则判定为不合格。
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