CN115122071B - 销钉试装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种销钉试装方法，S1：将待装配对象固定在工件支撑座上，将销钉安装在销钉螺塞存储平台上；S2：快换机构夹持三维扫描相机末端，然后对待装配对象上的销钉孔进行识别定位；S3：快换机构夹持销钉拆装末端，然后从销钉螺塞存储平台上拾取销钉；S4：在销钉的外壁涂抹红丹；S5：将销钉销入销钉孔内；在销入过程中，若测力传感器识别到销入的力度达到阈值仍无法销入销钉时，则判断存在过盈配合，然后对销钉孔进行扩孔，最后再将销钉装配至销钉孔内；S6：从销钉孔取出销钉，快换机构夹持内窥镜相机末端，对销钉孔孔壁进行图像采集，并识别孔壁的红丹着色比例，根据着色比例判断是否存在间隙配合。

Description

销钉试装方法

技术领域

本发明属于自动化装配技术领域，具体涉及一种销钉试装方法。

背景技术

销钉是一种常见的紧固件，广泛应用于机械和电器设备中。

在现有技术中，一方面，当销钉的待安装位置处于曲面或弧面位置时，自动化装配设备很难精准的获取销钉孔的相对位置，从而导致装配困难，通常只能由人工进行装配。另一方面，由于机械加工误差，销钉装配过程中会出现间隙配合或过盈配合情况，采用人工试装很难确认是否存在间隙量和过盈量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种销钉试装方法，能够在曲面或弧面上完成销钉的精准化自动装配，并且装配过程中能够自适应感知销入力度，从而实现自动判断是否存在过盈配合。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种销钉试装方法，包括销钉装配设备，该销钉装配设备上设有工件支撑座、销钉螺塞存储平台、末端执行支座和拆装机器人，所述末端执行支座上配置有销钉拆装末端、螺塞拆装末端、铰孔末端、内窥镜相机末端和三维扫描相机末端，所述拆装机器人包括六自由度机械臂、安装在六自由度机械臂执行端的快换机构以及设置在快换机构上的测力传感器，其关键在于，销钉试装方法包括以下步骤：

步骤一：将待装配对象固定在所述工件支撑座上，将销钉安装在所述销钉螺塞存储平台上；

步骤二：拆装机器人的快换机构夹持三维扫描相机末端，六自由度机械臂带动三维扫描相机末端移动至待装配对象附近，然后对待装配对象上的销钉孔进行识别定位；

步骤三：快换机构夹持销钉拆装末端，然后从销钉螺塞存储平台上拾取销钉；

步骤四：在销钉的外壁涂抹红丹；

步骤五：将销钉销入所述销钉孔内；在销入过程中，若测力传感器识别到销入的力度达到阈值仍无法销入销钉时，则判断存在过盈配合，然后快换机构夹持铰孔末端对销钉孔进行扩孔，最后再将销钉装配至销钉孔内；

步骤六：从销钉孔取出销钉，快换机构夹持内窥镜相机末端，然后由内窥镜相机末端对销钉孔孔壁进行图像采集，并识别孔壁的红丹着色比例，根据着色比例判断是否存在间隙配合；若着色比例合格，则擦净红丹，再次将销钉销入销钉孔。

优选的，在所述步骤六中，红丹在销钉孔孔壁的着色比例大于等于70％为合格。

优选的，在所述步骤六中，若着色比例不合格，则更换直径更大的销钉再次重复执行步骤三至步骤六。

优选的，所述销钉具有中心螺纹孔，中心螺纹孔配置有与其相匹配的螺塞；所述步骤一还包括将螺塞安装在所述销钉螺塞存储平台上；所述步骤六执行完毕后，还包括步骤七：将快换机构上的末端工具更换成螺塞拆装末端，由螺塞拆装末端将螺塞拧入销钉的中心螺纹孔内。

优选的，所述销钉拆装末端包括螺杆以及驱动螺杆转动的第一旋转电缸，所述螺杆与中心螺纹孔的中心螺纹孔相适应。

优选的，所述销钉螺塞存储平台上设有支撑板，支撑板上分布有销钉放置孔和螺塞放置孔，所述销钉放置孔贯穿支撑板的厚度方向，所述支撑板下方对应销钉放置孔的位置设有夹持气缸。

优选的，所述螺塞拆装末端包括一字螺杆头以及驱动一字螺杆头转动的第二旋转电缸，其中，所述一字螺杆头具有磁性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、能够在曲面或弧面上完成销钉的精准化自动装配，解决了现有技术只能由人工完成安装的技术问题。

2、在销钉安装过程中，可通过测力传感器感知销入力度，从而自动判断销钉与销钉孔之间是否存在过盈配合。并且通过测力传感器进行精确的力量控制，还可以避免作用力过大对装配件本体造成伤害。

3、在销钉安装过程中，可通过内窥镜实现销钉孔内红丹着色的图像采集，并通过红丹的着色比例来达到自动判断销钉与销钉孔之间是否存在间隙配合的目的。

附图说明

图1为销钉装配设备的结构示意图；

图2为销钉螺塞存储平台2的局部结构示意图；

图3为销钉拆装末端4的结构示意图；

图4为螺塞拆装末端5的结构示意图；

图5为铰孔末端6的结构示意图；

图6为内窥镜相机末端7的结构示意图；

图7为三维扫描相机末端8的结构示意图；

图8为存储销钉B和螺塞C的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，一种销钉装配设备，该设备涉及工件支撑座1、销钉螺塞存储平台2、末端执行支座3和拆装机器人9等模块。其中，工件支撑座1用于固定安装待装配对象A。结合图2可以看出，销钉螺塞存储平台2用于存储销钉B和螺塞C。

末端执行支座3上配置有销钉拆装末端4、螺塞拆装末端5、铰孔末端6、内窥镜相机末端7和三维扫描相机末端8。

结合图3可以看出，销钉拆装末端4上设有第一旋转电缸4b和由该第一旋转电缸4b驱动转动的螺杆4a，第一旋转电缸4b驱动螺杆4a转动能够完成销钉B取装工作。

结合图4可以看出，螺塞拆装末端5包括一字螺杆头5a以及驱动一字螺杆头5a转动的第二旋转电缸5b，一字螺杆头5a具有磁性，第二旋转电缸5b驱动一字螺杆头5a转动能够完成螺塞C取装工作。

结合图5可以看出，铰孔末端6上安装有铰孔电钻6a，当待装配对象A上的销钉孔a较小时，铰孔电钻6a可对销钉孔a实施扩孔加工。

结合图6可以看出，内窥镜相机末端7上安装有内窥镜相机探头7a，内窥镜相机探头7a为杆状构造，能够伸入销钉孔a内识别孔内的着色覆盖面积。

结合图7可以看出，三维扫描相机末端8上安装有三维扫描相机8a，三维扫描相机8a能够识别销钉孔a在待装配对象A上的位置。

再如图1所示，拆装机器人9包括六自由度机械臂9a和安装在六自由度机械臂9a执行端的快换机构9b，快换机构9b能够夹持末端执行支座3上的任一末端工具，六自由度机械臂9a能够带动快换机构9b及其夹持的末端工具在销钉螺塞存储平台2与工件支撑座1之间移动，从而实现销钉拆装、螺塞拆装等操作。快换机构9b上设置有测力传感器9c，测力传感器9c用于检测销钉B销入所述销钉孔a的力度，从而判断销钉孔a是否过小。

实施例二

一种销钉试装方法，该方法需要使用实施例一提供的销钉装配设备，在本实施例中，待装配对象A为圆球体，圆球体上设有销钉孔a。再由图8可知，销钉B具有中心螺纹孔b，螺塞C与中心螺纹孔b相适应，用于封堵住中心螺纹孔b。销钉试装方法的目的是将销钉B装配至销钉孔a内，包括以下步骤：

S1：将待装配的圆球体固定在工件支撑座1上，将销钉B和螺塞C安装在销钉螺塞存储平台2上；

S2：拆装机器人9的快换机构9b夹持三维扫描相机末端8，在六自由度机械臂9a的带动下，三维扫描相机8a识别并完成销钉孔a的定位。

S3：快换机构9b将末端执行工具更换成销钉拆装末端4，在六自由度机械臂9a的带动下，螺杆4a从销钉螺塞存储平台2上取走一颗销钉B。具体为：第一旋转电缸4b驱动螺杆4a旋入销钉B的中心螺纹孔b内。

S4：人工在销钉B的外壁涂抹红丹。

S5：在六自由度机械臂9a的带动下，将销钉B销入圆球体的销钉孔a内。在销入过程中，若测力传感器9c识别到销入的力度达到阈值仍无法销入销钉时，则判断销钉孔a过小(过盈配合)，然后将销钉B放回螺塞存储平台2，更换铰孔末端6，并由铰孔末端6的铰孔电钻6a对销钉孔a进行扩孔加工。最后再更换销钉拆装末端4，将销钉B装配至合格的销钉孔a内。

S6：将销钉从销钉孔a取出，快换机构9b上的末端工具更换成内窥镜相机末端7，在六自由度机械臂9a的带动下，内窥镜相机探头7a伸入销钉孔a内并进行孔内图像采集，然后通过视觉识别自动检查销孔内红丹着色的比例，根据着色比例判断是否存在间隙配合。若着色比例合格，则擦净红丹，再次将销钉B销入销钉孔a即可。若着色比例不合格，则更换更大型号的销钉再次重复进行上述S3-S6，直至合格。

S7：销钉B销入完毕之后，再将快换机构9b上的末端工具更换成螺塞拆装末端5，由带磁性的一字螺杆头5a吸走一颗螺塞C，再在第二旋转电缸5b的旋转驱动下，将螺塞C拧入销钉B的中心螺纹孔b内。

在步骤S6中，若红丹在销钉孔(a)孔壁的着色比例大于等于70％，则判断为比例合格，反之则为不合格。

为方便安装圆球体结构的待装配对象A，工件支撑座1的上端设有半球槽。

再如图2所示，为方便搁置存放销钉B和螺塞C，销钉螺塞存储平台2上设有支撑板2a，支撑板2a上分布有销钉放置孔2b和螺塞放置孔2c。其中，销钉放置孔2b贯穿支撑板2a的厚度方向，支撑板2a两端设有向下凸起的延伸板2a1，两组延伸板2a1围成的空间内布置有夹持气缸2d，夹持气缸2d位于各个销钉放置孔2b的下方。销钉拆装末端4拾取销钉B时，夹持气缸2d将销钉B的下端夹紧，能够确保螺杆4a更为便捷的拧入中心螺纹孔b内。

在本实施例中，拆装机器人9夹持末端工具的快换机构9b为自动化装配设备领域的成熟技术手段，此处不再进一步赘述。内窥镜相机探头7a和三维扫描相机8a也均为现有产品，其工作原理此处不再进一步赘述。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种销钉试装方法，包括销钉装配设备，销钉装配设备上设有工件支撑座(1)、销钉螺塞存储平台(2)、末端执行支座(3)和拆装机器人(9)，所述末端执行支座(3)上配置有销钉拆装末端(4)、螺塞拆装末端(5)、铰孔末端(6)、内窥镜相机末端(7)和三维扫描相机末端(8)，所述拆装机器人(9)包括六自由度机械臂(9a)、安装在六自由度机械臂(9a)执行端的快换机构(9b)以及设置在快换机构(9b)上的测力传感器(9c)，其特征在于，销钉试装方法包括以下步骤：

步骤一：将待装配对象(A)固定在所述工件支撑座(1)上，将销钉(B)安装在所述销钉螺塞存储平台(2)上；

步骤二：拆装机器人(9)的快换机构(9b)夹持三维扫描相机末端(8)，六自由度机械臂(9a)带动三维扫描相机末端(8)移动至待装配对象(A)附近，然后对待装配对象(A)上的销钉孔(a)进行识别定位；

步骤三：快换机构(9b)夹持销钉拆装末端(4)，然后从销钉螺塞存储平台(2)上拾取销钉(B)；

步骤四：在销钉(B)的外壁涂抹红丹；

步骤五：将销钉(B)销入所述销钉孔(a)内；在销入过程中，若测力传感器(9c)识别到销入的力度达到阈值仍无法销入销钉(B)时，则判断存在过盈配合，然后快换机构(9b)夹持铰孔末端(6)对销钉孔(a)进行扩孔，最后再将销钉(B)装配至销钉孔(a)内；

步骤六：从销钉孔(a)取出销钉(B)，快换机构(9b)夹持内窥镜相机末端(7)，然后由内窥镜相机末端(7)对销钉孔(a)孔壁进行图像采集，并识别孔壁的红丹着色比例，根据着色比例判断是否存在间隙配合；若着色比例合格，则擦净红丹，再次将销钉(B)销入销钉孔(a)。

2.根据权利要求1所述的销钉试装方法，其特征在于：在所述步骤六中，红丹在销钉孔(a)孔壁的着色比例大于等于70％为合格。

3.根据权利要求1所述的销钉试装方法，其特征在于：在所述步骤六中，若着色比例不合格，则更换直径更大的销钉(B)再次重复执行步骤三至步骤六。

4.根据权利要求1所述的销钉试装方法，其特征在于：所述销钉(B)具有中心螺纹孔(b)，中心螺纹孔(b)配置有与其相匹配的螺塞(C)；所述步骤一还包括将螺塞(C)安装在所述销钉螺塞存储平台(2)上；所述步骤六执行完毕后，还包括步骤七：将快换机构(9b)上的末端工具更换成螺塞拆装末端(5)，由螺塞拆装末端(5)将螺塞(C)拧入销钉(B)的中心螺纹孔(b)内。

5.根据权利要求4所述的销钉试装方法，其特征在于：所述销钉拆装末端(4)包括螺杆(4a)以及驱动螺杆(4a)转动的第一旋转电缸(4b)，所述螺杆(4a)与中心螺纹孔(b)的中心螺纹孔(b)相适应。

6.根据权利要求5所述的销钉试装方法，其特征在于：所述销钉螺塞存储平台(2)上设有支撑板(2a)，支撑板(2a)上分布有销钉放置孔(2b)和螺塞放置孔(2c)，所述销钉放置孔(2b)贯穿支撑板(2a)的厚度方向，所述支撑板(2a)下方对应销钉放置孔(2b)的位置设有夹持气缸(2d)。

7.根据权利要求4所述的销钉试装方法，其特征在于：所述螺塞拆装末端(5)包括一字螺杆头(5a)以及驱动一字螺杆头(5a)转动的第二旋转电缸(5b)，其中，所述一字螺杆头(5a)具有磁性。