CN116329931A - 一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于仪表自动化组装及工业机器人端拾器应用领域，具体地说是一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置，螺钉自动送料装置、螺母自动送料装置及工件定位工装分别安装于底座固定平台上，工件定位工装上放置有拧紧工件，机器人拧紧端拾器连接在机器人手臂部件上，机器人拧紧端拾器具有视觉组件，机器人手臂部件带动机器人拧紧端拾器分别由螺钉自动送料装置、螺母自动送料装置处取料，取料后的机器人拧紧端拾器在机器人手臂部件的带动下移动到工件定位工装处，通过视觉组件定位，机器人拧紧端拾器将工件进行拧紧作业。本发明提高了产品生产的质量、效率和可靠性，结合机器人的柔性灵活作业，满足仪表制造业小批量、多品种的生产模式。

Description

一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置
技术领域
本发明属于仪表自动化组装及工业机器人端拾器应用领域，具体地说是一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置，可应用在仪表领域调节阀自动装配线中。
背景技术
仪器仪表是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，是开展科学研究，发展工农业生产，改进产品质量、节能、降耗、环境保护，实现产业升级、转变经济增长方式不可缺少的现代化工具。仪表类产品以阀门，法兰等部件为主，这些部件中在加工制造中需要很高的精度才能保证其装配要求，在阀类部件的装配制造中，许多工艺作业过程都会涉及到螺钉拧紧技术。而目前仪器仪表类产品在装配过程中，拧紧自动化水平较低、零件加工质量不一致、生产效率不高。
发明内容
针对现有仪器仪表类产品装配过程中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置。该自动拧紧装置通过使用机器人和自动化装备实现了工件的螺钉与螺母的自动紧固。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括底座固定平台、螺钉自动送料装置、螺母自动送料装置、工件定位工装、拧紧工件、机器人拧紧端拾器及机器人手臂部件，其中螺钉自动送料装置、螺母自动送料装置及工件定位工装分别安装于底座固定平台上，所述工件定位工装上放置有拧紧工件，所述机器人拧紧端拾器连接在机器人手臂部件上，所述机器人拧紧端拾器具有视觉组件，所述机器人手臂部件带动机器人拧紧端拾器分别由螺钉自动送料装置、螺母自动送料装置处取料，取料后的所述机器人拧紧端拾器在机器人手臂部件的带动下移动到工件定位工装处，通过所述视觉组件定位，所述机器人拧紧端拾器将工件进行拧紧作业。
其中：所述螺钉自动送料装置包括螺钉圆盘振动器、螺钉直线振动器、螺钉移动导向块、螺钉振动固定架及螺钉顶升气缸，所述螺钉圆盘振动器、螺钉直线振动器及螺钉顶升气缸分别固定在底座固定平台上，所述螺钉直线振动器上安装有螺钉移动导向块，批量螺钉放入所述螺钉圆盘振动器内进行分选排列，所述螺钉圆盘振动器分选好的螺钉由螺钉移动导向块的一端进入，并通过所述螺钉直线振动器沿螺钉移动导向块向前振动，所述螺钉移动导向块的另一端安装有螺钉振动固定架，所述螺钉顶升气缸位于螺钉振动固定架的下方，移动到所述螺钉振动固定架上的单个螺钉停止向前运动，通过所述螺钉顶升气缸向上顶升至上料位，等待所述机器人拧紧端拾器拾取。
所述螺钉移动导向块为凹槽状，槽宽大于杆部直径且小于头部直径，所述螺钉振动固定架上开设有供单个螺钉的杆部落下的通孔A，所述通孔A一侧的螺钉振动固定架上设有检测单个螺钉移动到位的螺钉检测传感器。
所述底座固定平台上分别固接有直振安装架及运动气缸支撑架，所述螺钉直线振动器固定在直振安装架上，所述螺钉顶升气缸安装在运动气缸支撑架上。
所述螺母自动送料装置包括螺母圆盘振动器、螺母直线振动器、螺母移动导向块、螺母水平推送气缸、螺母升降块及螺母升降气缸A，所述螺母圆盘振动器、螺母直线振动器、螺母水平推送气缸及螺母升降气缸A分别固定在底座固定平台上，所述螺母直线振动器上安装有螺母移动导向块，批量螺母放入所述螺母圆盘振动器内进行分选排列，所述螺母圆盘振动器分选好的螺母由螺母移动导向块的一端进入，并通过所述螺母直线振动器沿螺母移动导向块向前振动，所述螺母升降气缸A位于螺母移动导向块另一端的下方，所述螺母升降气缸A的活塞杆连接有承载单个螺母、并对下一个螺母进行限位的螺母升降块，所述螺母升降气缸A带动螺母升降块下降至螺母水平推送气缸的安装高度，所述螺母水平推送气缸将螺母升降块上承载的螺母推出到机器人拧紧端拾器中进行交互作业。
所述螺母升降块的侧面呈“L”形，所述“L”形的竖边为底部带有通孔B的竖板，所述“L”形的横边为中间带有螺母槽的底座，所述底座与螺母升降气缸A的活塞杆相连，所述通孔B与螺母槽对应设置；所述螺母升降块通过螺母升降气缸A的带动举升至通孔B与螺母移动导向块的另一端相对应，沿所述螺母移动导向块移动来的螺母穿过通孔B后进入螺母槽中，所述螺母升降块再通过螺母升降气缸A的带动下降至通孔B与螺母水平推送气缸的执行端相对应，所述螺母水平推送气缸的执行端穿过通孔B将螺母槽内的螺母推出到机器人拧紧端拾器中。
所述螺母移动导向块的另一端安装有螺母限位固定架，所述螺母限位固定架的一端固接于螺母移动导向块的另一端，所述螺母限位固定架的另一端开设有供螺母升降块升降的开口；所述螺母限位固定架的一端厚度大于另一端的厚度，所述螺母移动导向块的另一端由螺母限位固定架较厚的一端穿过，所述螺母限位固定架的另一端安装有检测单个螺母移动到位的螺母检测传感器A。
所述底座固定平台上分别固接有螺母直振固定架及螺母升降气缸固定架，所述螺母直线振动器固定在螺母直振固定架上，所述螺母升降气缸A及螺母水平推送气缸均安装在螺母升降气缸固定架上。
所述机器人拧紧端拾器包括下压气缸、螺钉拧紧枪、视觉组件、螺钉推拉气缸、螺钉推拉片、螺母升降气缸B、螺母转接座、螺钉拧紧套筒、拧紧动态扭矩传感器、连接浮动接头、横向连接板、连接杆及下压气缸连接板，所述下压气缸及螺钉拧紧枪分别安装于横向连接板上，所述下压气缸连接板的一端与下压气缸的输出端相连，所述下压气缸连接板另一端的上表面与机器人手臂部件连接、下表面通过连接杆连接有连接浮动接头，所述连接浮动接头与横向连接板的一端相连，所述横向连接板的另一端安装有对拧紧工件的特征孔位进行识别的视觉组件，所述螺钉拧紧枪的输出端依次连接拧紧动态扭矩传感器及螺钉拧紧套筒；所述竖直固定座位于横向连接板下方的一侧，与所述横向连接板固接或为一体结构，所述螺钉推拉气缸、螺母升降气缸B分别安装在竖直固定座上，所述螺钉推拉气缸的输出端连接有夹住螺钉的螺钉推拉片，所述螺母升降气缸B的输出端连接有螺母转接座，所述螺母转接座位于螺钉推拉片的下方，并由所述螺母升降气缸B驱动升降，在所述螺母转接座上安装有螺母检测传感器B。
所述视觉组件包括视觉相机、Y向调整板及XZ两向调整板，所述XZ两向调整板呈“L”形，“L”形的一条边为X向、且开设有用于与所述横向连接板相连的X向条形孔，“L”形的另一条边为Z向、且开设有用于与所述Y向调整板连接的Z向条形孔；所述Y向调整板呈“L”形，“L”形的一条边为Z向、并与所述XZ两向调整板上的Z向条形孔相连，“L”形的另一条边为Y向、且开设有用于与所述视觉相机连接的Y向条形孔。
所述螺母转接座包括外固定座、取螺母内固定套、锁紧螺母及支撑杆，所述外固定座的一侧与螺母升降气缸B相连，所述外固定座的另一侧安装有取螺母内固定套，所述取螺母内固定套上沿高度方向开设通孔C，所述通孔C顶端的孔壁形状与螺母形状相对应，且所述通孔C顶端朝外的一侧为方便螺母进入的开口结构；所述取螺母内固定套底面固接有锁紧螺母，所述支撑杆位于通孔C内，所述支撑杆的底端穿过取螺母内固定套，并与所述锁紧螺母螺纹连接，所述支撑杆的顶端用于支撑进入通孔C内的螺母。
所述工件定位工装包括圆柱定心轴、顶紧架、手轮、螺纹进给机构、竖直固定板及平台连接板，所述平台连接板固定在底座固定平台上，所述圆柱定心轴及竖直固定板分别安装于平台连接板上，拧紧工件的底部套设于所述圆柱定心轴上；所述竖直固定板上安装有螺旋进给机构，所述螺旋进给机构的输入端连接有手轮，所述螺旋进给机构的输出端与顶紧架的一侧相连，所述顶紧架的另一侧设有顶紧槽。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明与现有技术相比，视觉组件前置测量，为机器人拧紧作业提供位置补偿精度；采用螺钉自动送料机构与螺母自动送料机构及机器人拧紧端拾器对接，实现螺钉、螺母的自动化作业；采用螺钉拧紧枪和螺母对接拧紧机构实现拧紧过程的自动化和拧紧质量的一致性。
2.本发明解决了狭小空间圆盘形部件螺钉螺母自动化对接拧紧的问题，提高了产品生产的质量、效率和可靠性，结合机器人的柔性灵活作业，满足仪表制造业小批量、多品种的生产模式。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明螺钉自动送料装置的结构示意图；
图3为本发明螺钉自动送料装置去掉螺钉圆盘振动器后的结构示意图；
图4为图2中A处的局部放大图；
图5为本发明螺母自动送料装置的结构示意图；
图6为本发明螺母自动送料装置的结构主视图；
图7为图5中B处一个方向的局部放大图；
图8为图5中B处另一个方向的局部放大图；
图9为本发明机器人拧紧端拾器的结构示意图；
图10为本发明工件定位工装的结构示意图；
图11为本发明螺母转接座的结构示意图；
图12为本发明视觉组件的结构示意图；
其中：1为底座固定平台，2为螺钉自动送料装置，3为螺母自动送料装置，4为工件定位工装，5为拧紧工件，6为机器人拧紧端拾器，7为机器人手臂部件，8为螺钉检测传感器，9为螺钉圆盘振动器，10为螺钉直线振动器，11为螺钉移动导向块，12为螺钉振动固定架，13为螺钉顶升气缸，14为直振安装架，15为运动气缸支撑架，16为螺母圆盘振动器，17为螺母直线振动器，18为螺母移动导向块，19为螺母水平推送气缸，20为螺母限位固定架，21为螺母升降块，22为螺母升降气缸A，23为螺母直振固定架，24为螺母升降气缸固定架，25为下压气缸，26为螺钉拧紧枪，27为视觉组件，28为视觉相机，29为拧紧枪固定板，30为扭矩传感器夹持板，31为螺钉推拉气缸，32为螺钉推拉片，33为螺母升降气缸连接块，34为螺母升降气缸B，35为螺母升降导轨，36为竖直固定座，37为螺母转接座，38为螺母检测传感器B，39为螺钉拧紧套筒，40为拧紧动态扭矩传感器，41为连接浮动接头，42为横向连接板，43为连接杆，44为下压气缸连接板，45为机器人手臂转接座，46为圆柱定心轴，47为顶紧架，48为手轮，49为直线轴承，50为导向轴，51为螺旋进给机构，52为竖直固定板，53为平台连接板，54为固定座，55为取螺母内固定套，56为锁紧螺母，57为支撑杆，58为XZ两向调整板，59为X向条形孔，60为Y向调整板，61为螺母检测传感器A，62为竖板，63为底座，64为螺母槽，65为Z向条形孔，66为Y向条形孔，67为通孔C，68为顶紧槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括底座固定平台1、螺钉自动送料装置2、螺母自动送料装置3、工件定位工装4、拧紧工件5、机器人拧紧端拾器6及机器人手臂部件7，其中螺钉自动送料装置2、螺母自动送料装置3及工件定位工装4分别安装于底座固定平台1上，工件定位工装4上放置有拧紧工件5，机器人拧紧端拾器6连接在机器人手臂部件7上，机器人拧紧端拾器6具有视觉组件27，通过机器人手臂部件7的运动，带动机器人拧紧端拾器6分别由螺钉自动送料装置2、螺母自动送料装置3处进行取料，取料后的机器人拧紧端拾器6在机器人手臂部件7的带动下移动到工件定位工装4处，通过视觉组件27定位，利用机器人拧紧端拾器6将工件进行拧紧作业，完成一个工作循环。
如图1～4所示，本实施例的螺钉自动送料装置2包括螺钉圆盘振动器9、螺钉直线振动器10、螺钉移动导向块11、螺钉振动固定架12、螺钉顶升气缸13、直振安装架14及运动气缸支撑架15，螺钉圆盘振动器9固定在底座固定平台1上，底座固定平台1上分别固接有直振安装架14及运动气缸支撑架15，螺钉直线振动器10固定在直振安装架14上，螺钉顶升气缸13安装在运动气缸支撑架15上，配合振动上料的螺钉与机器人进行物料交换；螺钉直线振动器10上安装有螺钉移动导向块11，批量螺钉放入螺钉圆盘振动器9内进行分选排列，通过振动的作用将螺钉排列进入料道内，螺钉移动导向块11的一端位于料道出口处，与螺钉圆盘振动器9对接传输螺钉，螺钉圆盘振动器9分选好的螺钉由螺钉移动导向块11的一端进入，并通过螺钉直线振动器10沿螺钉移动导向块11向前导向振动，螺钉移动导向块11的另一端安装有螺钉振动固定架12，通过螺钉直线振动器10将螺钉推送到螺钉振动固定架12处；螺钉顶升气缸13位于螺钉振动固定架12的下方，移动到螺钉振动固定架12上的单个螺钉停止向前运动，通过螺钉顶升气缸13向上顶升至上料位，等待机器人拧紧端拾器6拾取。
本实施例的螺钉移动导向块11为凹槽状，槽宽大于杆部直径且小于头部直径，螺钉振动固定架12上开设有供单个螺钉的杆部落下的通孔A，通孔A一侧的螺钉振动固定架12上设有检测单个螺钉移动到位的螺钉检测传感器8。
螺母自动送料装置3用于实现螺母的自动排序上料以及与机器人拧紧端拾器6的对接。如图1及图5～8所示，本实施例的螺母自动送料装置3包括螺母圆盘振动器16、螺母直线振动器17、螺母移动导向块18、螺母水平推送气缸19、螺母限位固定架20、螺母升降块21、螺母升降气缸A22、螺母直振固定架23及螺母升降气缸固定架24，螺母圆盘振动器16固定在底座固定平台1上，底座固定平台1上分别固接有螺母直振固定架23及螺母升降气缸固定架24，螺母直线振动器17固定在螺母直振固定架23上，螺母升降气缸A22及螺母水平推送气缸19均安装在螺母升降气缸固定架24上；螺母直线振动器17上安装有螺母移动导向块18，批量螺母放入螺母圆盘振动器16内进行分选排列，通过振动的作用将螺母排列进入料道内，螺母移动导向块18的一端位于料道出口处，与螺母圆盘振动器16对接传输螺母，螺母圆盘振动器16分选好的螺母由螺母移动导向块18的一端进入，并通过螺母直线振动器17沿螺母移动导向块18向前振动，螺母移动导向块18对螺母运行姿态进行固定；螺母移动导向块18的另一端安装有螺母限位固定架20，螺母限位固定架20的一端固接于螺母移动导向块18的另一端，螺母限位固定架20的另一端开设有供螺母升降块21升降的开口；螺母限位固定架20的一端厚度大于另一端的厚度，螺母移动导向块18的另一端由螺母限位固定架20较厚的一端穿过，螺母限位固定架20的另一端安装有检测单个螺母移动到位的螺母检测传感器A61。螺母升降气缸A22位于螺母移动导向块18另一端的下方，螺母升降气缸A22的活塞杆连接有承载单个螺母、并对下一个螺母进行限位的螺母升降块21，螺母升降气缸A22带动螺母升降块21下降至螺母水平推送气缸19的安装高度，螺母水平推送气缸19将螺母升降块21上承载的螺母推出到机器人拧紧端拾器6中进行交互作业。
本实施例的螺母升降块21的侧面呈“L”形，“L”形的竖边为底部带有通孔B的竖板62，“L”形的横边为中间带有螺母槽64的底座63，底座63与螺母升降气缸A22的活塞杆相连，通孔B与螺母槽64对应设置；螺母升降块21通过螺母升降气缸A22的带动举升至通孔B与螺母移动导向块18的另一端相对应，沿螺母移动导向块18移动来的螺母穿过通孔B后进入螺母槽64中，螺母升降块21再通过螺母升降气缸A22的带动下降至通孔B与螺母水平推送气缸19的执行端相对应，竖板62同时将下一个螺母挡住限位，螺母水平推送气缸19的执行端穿过通孔B将螺母槽64内的螺母推出到机器人拧紧端拾器6中进行交互作业。
工件定位工装4实现对拧紧工件5的定位夹紧与松开，机器人对接螺旋进给机构51，通过力控制完成对拧紧工件5的一致定位。如图1、图10所示，本实施例的工件定位工装4包括圆柱定心轴46、顶紧架47、手轮48、直线轴承49、导向轴50、螺纹进给机构51、竖直固定板52及平台连接板53，平台连接板53固定在底座固定平台1上，圆柱定心轴46及竖直固定板52分别安装于平台连接板53上，拧紧工件5的底部套设于圆柱定心轴46上，拧紧工件5需要在圆柱定心轴46上进行装配和拆卸，实现拧紧工件5的中心定位；竖直固定板52上安装有螺旋进给机构51，螺旋进给机构51的输入端连接有手轮48，实现手动旋转进给，螺旋进给机构51的输出端与顶紧架47的一侧相连，顶紧架47的另一侧设有顶紧槽68；螺旋进给机构51驱动顶紧架47向拧紧工件5进给，使拧紧工件5方框的底部插入顶紧槽68内，实现对拧紧工件5的夹紧与松开。
机器人拧紧端拾器6与螺钉自动送料装置2、螺母自动送料装置3、拧紧工件5对接，实现对拧紧工件5的螺钉、螺母自动拧紧作业，是整个设备的重要装置。如图1～9及图11、图12所示，本实施例的机器人拧紧端拾器6包括下压气缸25、螺钉拧紧枪26、视觉组件27、拧紧枪固定板29、扭矩传感器夹持板30、螺钉推拉气缸31、螺钉推拉片32、螺母升降气缸连接块33、螺母升降气缸34、螺母升降导轨35、竖直固定座36、螺母转接座37、螺母检测传感器38、螺钉拧紧套筒39、拧紧动态扭矩传感器40、连接浮动接头41、横向连接板42、连接杆43、下压气缸连接板44及机器人手臂转接座45，下压气缸25固定在横向连接板42上，螺钉拧紧枪26通过拧紧枪固定板29安装于横向连接板42上，下压气缸连接板44的一端与下压气缸25的输出端相连，下压气缸连接板44另一端的上表面固接有机器人手臂转接座45，机器人手臂部件7与机器人手臂转接座45连接，下压气缸连接板44另一端的下表面通过连接杆43连接有连接浮动接头41，下压气缸连接板44与连接杆43配合滑动，连接浮动接头41与横向连接板42的一端相连，横向连接板42的另一端安装有对拧紧工件5的特征孔位进行识别的视觉组件27；竖直固定座36位于横向连接板42下方的一侧，与横向连接板42固接或为一体结构；螺钉推拉气缸31及螺母升降气缸B34固接于竖直固定座36的一侧，螺钉拧紧枪26的输出端依次连接拧紧动态扭矩传感器40及螺钉拧紧套筒39，拧紧动态扭矩传感器40通过扭矩传感器夹持板30固定在竖直固定座36的另一侧；螺钉推拉气缸31的输出端连接有螺钉推拉片32，螺钉推拉片32位于螺钉拧紧套筒39的下方，用于与螺钉自动送料装置2对接而夹住螺钉，螺钉推拉片32的夹持端开设与螺钉杆部形状对应的弧形槽；螺母升降气缸B34的输出端通过螺母升降气缸连接块33连接有螺母转接座37，螺母升降气缸连接块33由竖直固定座36穿过，竖直固定座36另一侧的下端沿长度方向固接有螺母升降导轨35，螺母转接座37位于螺钉推拉片32的下方，并由螺母升降气缸B34驱动沿螺母升降导轨35升降，在螺母转接座37上安装有螺母检测传感器B38，螺母转接座37用于与螺母自动送料装置3对接。
本实施例的视觉组件27包括视觉相机28、Y向调整板60及XZ两向调整板58，视觉组件27需要根据实际的位置进行视觉相机28位置的调整，XZ两向调整板58呈“L”形，“L”形的一条边为X向(即横向连接板42的长度方向)、且开设有用于与横向连接板42相连的X向条形孔59，“L”形的另一条边为Z向(即竖直方向)、且开设有用于与Y向调整板60连接的Z向条形孔65；Y向调整板60呈“L”形，“L”形的一条边为Z向、并与XZ两向调整板58上的Z向条形孔65相连，“L”形的另一条边为Y向(即横向连接板42的宽度方向)、且开设有用于与视觉相机28连接的Y向条形孔66。完成调整的视觉相机28对拧紧工件5进行拍照对比，将机器人的位置进行修正，引导机器人拧紧端拾器6准确作业。
本实施例的螺母转接座37包括外固定座54、取螺母内固定套55、锁紧螺母56及支撑杆57，外固定座54的一侧与螺母升降气缸B34相连，外固定座54的另一侧安装有取螺母内固定套55，取螺母内固定套55上沿高度方向开设通孔C67，通孔C67顶端的孔壁形状与螺母形状相对应，且通孔C67顶端朝外的一侧为方便螺母进入的开口结构，使螺母转接座37同时具备螺母定向功能；取螺母内固定套55底面固接有锁紧螺母56，支撑杆57位于通孔C67内，支撑杆57的底端穿过取螺母内固定套55，并与锁紧螺母56螺纹连接，支撑杆57的顶端用于支撑进入通孔C67内的螺母，为螺母与螺钉对位拧紧提供保证。
本发明的螺钉圆盘振动器9、螺钉直线振动器10、螺母圆盘振动器16、螺母直线振动器17、螺钉拧紧枪26、螺钉拧紧套筒39及螺旋进给机构51均为市购产品，螺钉圆盘振动器9购置于深圳市意琪电子设备有限公司，型号为M8螺钉；螺钉直线振动器10购置于深圳市意琪电子设备有限公司，型号为120pz直线；螺母圆盘振动器16购置于深圳市意琪电子设备有限公司，型号为M8螺母；螺母直线振动器17购置于深圳市意琪电子设备有限公司，型号为120pz直线；螺钉拧紧枪26购置于霹雳马工业设备(武汉)有限公司，型号为PAQ—100Y；螺钉拧紧套筒39购置于霹雳马工业设备(武汉)有限公司，型号为60721016；螺旋进给机构51购置于德州锐驰减速机有限公司，型号为SWL0.5T。
本发明的工作原理为：
本发明的机器人拧紧端拾器实现自动拾取螺丝和螺母，自动拧紧工件的功能；螺母自动送料装置和螺钉自动送料装置实现螺钉和螺母的自动排序并实现单个分离；工件定位工装实现对圆盘形工件的定位；视觉组件用于检测工件位置和姿态，保证工件拧紧的位置精度，提升机器人的作业能力，满足工件的作业工艺要求。具体为：
当机器人拧紧端拾器6在机器人手臂部件7的带动下移动到螺钉自动送料装置2处时，批量螺钉在螺钉圆盘振动器9内进行分选排列，螺钉圆盘振动器9分选好的螺钉通过料道送至螺钉移动导向块11，通过螺钉直线振动器10沿螺钉移动导向块11导向移动；螺钉检测传感器8检测螺钉到达螺钉振动固定架12后，螺钉直线振动器10停止向前振动；顶升气缸13将振动到螺钉振动固定架12处的单个螺钉进行顶升，顶升分离出来的螺钉等待机器人拧紧端拾器6拾取。机器人拧紧端拾器6在机器人手臂部件7的驱动下进行下降取料，螺钉拧紧枪26开始转动，拧紧动态扭矩传感器40和螺钉拧紧套筒39跟随螺钉拧紧枪26一起转动，螺钉拧紧套筒39一边下降一边转动，被顶出的单个螺钉装载入螺钉拧紧套筒39内，完成取钉动作后，转动和移动动作停止，螺钉推拉气缸31带动螺钉推拉片32推出，将装载好的螺钉夹持，防止螺钉退出螺钉拧紧套筒39。随后，机器人拧紧端拾器6在机器人手臂部件7的带动到达螺母自动送料装置3处进行对接。批量螺母在螺母圆盘振动器16内进行分选排列，螺母圆盘振动器16分选好的螺钉送至螺母移动导向块18，通过螺母直线振动器17沿螺母移动导向块18导向移动，并通过螺母移动导向块18对螺母运行姿态进行固定；螺母升降块21在螺母升降气缸A22的带动下向上升起，此时螺母在通过螺母直线振动器17振动过来，经过竖板62底部中间的通孔A，进入螺母槽64中，当螺母检测传感器A61检测到螺母时，螺母直线振动器17停止振动，竖板同时对下一个螺母进行限位；螺母升降块21在螺母升降气缸A的带动下下降，将此螺母带入下面位置；螺母水平推送气缸19将下降的螺母推出到机器人拧紧端拾器06中的螺母转接座37内进行交互作业；螺母检测传感器B38检测到螺母进入信号，完成对接工作。螺母转接座37同时具备螺母定向功能，螺母被固定到一个姿态进入机器人拧紧端拾器6中。机器人拧紧端拾器6继续移动到拧紧工件5处，在横向连接板42上固定安装了视觉组件27，视觉相机28对拧紧工件5的特征孔位进行识别，并将实际测量值传送给机器人手臂部件7进行位置补偿，机器人手臂部件7完成位置修正后将螺钉拧紧套筒39带动螺钉下降进入拧紧工件5的工作孔位；此时下压气缸25被压缩，拧紧枪固定板29连同浮动连接部件上移，下压气缸25处于压缩状态，在机器人拧紧和移动过程中用于补偿系统的竖直偏差；当螺钉被送入拧紧工件5的工作孔位后，螺母升降气缸B34带动螺母升降气缸连接块33、螺母转接座37及其内的螺母一起顶升至螺钉处，螺钉拧紧枪26启动，带动螺钉拧紧套筒39和螺钉旋转，螺母在螺母转接座37的导向作用下与螺钉配合通过螺纹旋转向上运动，最终螺钉与螺母将拧紧工件5紧固拧紧；螺母升降气缸B34带动螺母转接座37向下退出，机器人手臂部件7带动机器人拧紧端拾器6离开拧紧工件5，完成一次拧紧过程，进入下一拧紧工作循环。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：包括底座固定平台(1)、螺钉自动送料装置(2)、螺母自动送料装置(3)、工件定位工装(4)、拧紧工件(5)、机器人拧紧端拾器(6)及机器人手臂部件(7)，其中螺钉自动送料装置(2)、螺母自动送料装置(3)及工件定位工装(4)分别安装于底座固定平台(1)上，所述工件定位工装(4)上放置有拧紧工件(5)，所述机器人拧紧端拾器(6)连接在机器人手臂部件(7)上，所述机器人拧紧端拾器(6)具有视觉组件(27)，所述机器人手臂部件(7)带动机器人拧紧端拾器(6)分别由螺钉自动送料装置(2)、螺母自动送料装置(3)处取料，取料后的所述机器人拧紧端拾器(6)在机器人手臂部件(7)的带动下移动到工件定位工装(4)处，通过所述视觉组件(27)定位，所述机器人拧紧端拾器(6)将工件进行拧紧作业。
2.根据权利要求1所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺钉自动送料装置(2)包括螺钉圆盘振动器(9)、螺钉直线振动器(10)、螺钉移动导向块(11)、螺钉振动固定架(12)及螺钉顶升气缸(13)，所述螺钉圆盘振动器(9)、螺钉直线振动器(10)及螺钉顶升气缸(13)分别固定在底座固定平台(1)上，所述螺钉直线振动器(10)上安装有螺钉移动导向块(11)，批量螺钉放入所述螺钉圆盘振动器(9)内进行分选排列，所述螺钉圆盘振动器(9)分选好的螺钉由螺钉移动导向块(11)的一端进入，并通过所述螺钉直线振动器(10)沿螺钉移动导向块(11)向前振动，所述螺钉移动导向块(11)的另一端安装有螺钉振动固定架(12)，所述螺钉顶升气缸(13)位于螺钉振动固定架(12)的下方，移动到所述螺钉振动固定架(12)上的单个螺钉停止向前运动，通过所述螺钉顶升气缸(13)向上顶升至上料位，等待所述机器人拧紧端拾器(6)拾取。
3.根据权利要求2所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺钉移动导向块(11)为凹槽状，槽宽大于杆部直径且小于头部直径，所述螺钉振动固定架(12)上开设有供单个螺钉的杆部落下的通孔A，所述通孔A一侧的螺钉振动固定架(12)上设有检测单个螺钉移动到位的螺钉检测传感器(8)。
4.根据权利要求2所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述底座固定平台(1)上分别固接有直振安装架(14)及运动气缸支撑架(15)，所述螺钉直线振动器(10)固定在直振安装架(14)上，所述螺钉顶升气缸(13)安装在运动气缸支撑架(15)上。
5.根据权利要求1所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺母自动送料装置(3)包括螺母圆盘振动器(16)、螺母直线振动器(17)、螺母移动导向块(18)、螺母水平推送气缸(19)、螺母升降块(21)及螺母升降气缸A(22)，所述螺母圆盘振动器(16)、螺母直线振动器(17)、螺母水平推送气缸(19)及螺母升降气缸A(22)分别固定在底座固定平台(1)上，所述螺母直线振动器(17)上安装有螺母移动导向块(18)，批量螺母放入所述螺母圆盘振动器(16)内进行分选排列，所述螺母圆盘振动器(16)分选好的螺母由螺母移动导向块(18)的一端进入，并通过所述螺母直线振动器(17)沿螺母移动导向块(18)向前振动，所述螺母升降气缸A(22)位于螺母移动导向块(18)另一端的下方，所述螺母升降气缸A(22)的活塞杆连接有承载单个螺母、并对下一个螺母进行限位的螺母升降块(21)，所述螺母升降气缸A(22)带动螺母升降块(21)下降至螺母水平推送气缸(19)的安装高度，所述螺母水平推送气缸(19)将螺母升降块(21)上承载的螺母推出到机器人拧紧端拾器(6)中进行交互作业。
6.根据权利要求5所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺母升降块(21)的侧面呈“L”形，所述“L”形的竖边为底部带有通孔B的竖板(62)，所述“L”形的横边为中间带有螺母槽(64)的底座(63)，所述底座(63)与螺母升降气缸A(22)的活塞杆相连，所述通孔B与螺母槽(64)对应设置；所述螺母升降块(21)通过螺母升降气缸A(22)的带动举升至通孔B与螺母移动导向块(18)的另一端相对应，沿所述螺母移动导向块(18)移动来的螺母穿过通孔B后进入螺母槽(64)中，所述螺母升降块(21)再通过螺母升降气缸A(22)的带动下降至通孔B与螺母水平推送气缸(19)的执行端相对应，所述螺母水平推送气缸(19)的执行端穿过通孔B将螺母槽(64)内的螺母推出到机器人拧紧端拾器(6)中。
7.根据权利要求6所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺母移动导向块(18)的另一端安装有螺母限位固定架(20)，所述螺母限位固定架(20)的一端固接于螺母移动导向块(18)的另一端，所述螺母限位固定架(20)的另一端开设有供螺母升降块(21)升降的开口；所述螺母限位固定架(20)的一端厚度大于另一端的厚度，所述螺母移动导向块(18)的另一端由螺母限位固定架(20)较厚的一端穿过，所述螺母限位固定架(20)的另一端安装有检测单个螺母移动到位的螺母检测传感器A(61)。
8.根据权利要求5所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述底座固定平台(1)上分别固接有螺母直振固定架(23)及螺母升降气缸固定架(24)，所述螺母直线振动器(17)固定在螺母直振固定架(23)上，所述螺母升降气缸A(22)及螺母水平推送气缸(19)均安装在螺母升降气缸固定架(24)上。
9.根据权利要求1所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述机器人拧紧端拾器(6)包括下压气缸(25)、螺钉拧紧枪(16)、视觉组件(27)、螺钉推拉气缸(31)、螺钉推拉片(32)、螺母升降气缸B(34)、螺母转接座(37)、螺钉拧紧套筒(39)、拧紧动态扭矩传感器(40)、连接浮动接头(41)、横向连接板(42)、连接杆(43)及下压气缸连接板(44)，所述下压气缸(25)及螺钉拧紧枪(26)分别安装于横向连接板(42)上，所述下压气缸连接板(44)的一端与下压气缸(25)的输出端相连，所述下压气缸连接板(44)另一端的上表面与机器人手臂部件(7)连接、下表面通过连接杆(43)连接有连接浮动接头(41)，所述连接浮动接头(41)与横向连接板(42)的一端相连，所述横向连接板(42)的另一端安装有对拧紧工件(5)的特征孔位进行识别的视觉组件(27)，所述螺钉拧紧枪(26)的输出端依次连接拧紧动态扭矩传感器(40)及螺钉拧紧套筒(39)；所述竖直固定座(36)位于横向连接板(42)下方的一侧，与所述横向连接板(42)固接或为一体结构，所述螺钉推拉气缸(31)、螺母升降气缸B(34)分别安装在竖直固定座(36)上，所述螺钉推拉气缸(31)的输出端连接有夹住螺钉的螺钉推拉片(32)，所述螺母升降气缸B(34)的输出端连接有螺母转接座(37)，所述螺母转接座(37)位于螺钉推拉片(32)的下方，并由所述螺母升降气缸B(34)驱动升降，在所述螺母转接座(37)上安装有螺母检测传感器B(38)。
10.根据权利要求9所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述视觉组件(27)包括视觉相机(28)、Y向调整板(60)及XZ两向调整板(58)，所述XZ两向调整板(58)呈“L”形，“L”形的一条边为X向、且开设有用于与所述横向连接板(42)相连的X向条形孔(59)，“L”形的另一条边为Z向、且开设有用于与所述Y向调整板(60)连接的Z向条形孔(65)；所述Y向调整板(60)呈“L”形，“L”形的一条边为Z向、并与所述XZ两向调整板(58)上的Z向条形孔(65)相连，“L”形的另一条边为Y向、且开设有用于与所述视觉相机(28)连接的Y向条形孔(66)。
11.根据权利要求9所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述螺母转接座(37)包括外固定座(54)、取螺母内固定套(55)、锁紧螺母(56)及支撑杆(57)，所述外固定座(54)的一侧与螺母升降气缸B(34)相连，所述外固定座(54)的另一侧安装有取螺母内固定套(55)，所述取螺母内固定套(55)上沿高度方向开设通孔C(67)，所述通孔C(67)顶端的孔壁形状与螺母形状相对应，且所述通孔C(67)顶端朝外的一侧为方便螺母进入的开口结构；所述取螺母内固定套(55)底面固接有锁紧螺母(56)，所述支撑杆(57)位于通孔C(67)内，所述支撑杆(57)的底端穿过取螺母内固定套(55)，并与所述锁紧螺母(56)螺纹连接，所述支撑杆(57)的顶端用于支撑进入通孔C(67)内的螺母。
12.根据权利要求1所述的圆盘形工件机器人自动拧紧装置，其特征在于：所述工件定位工装(4)包括圆柱定心轴(46)、顶紧架(47)、手轮(48)、螺纹进给机构(51)、竖直固定板(52)及平台连接板(53)，所述平台连接板(53)固定在底座固定平台(1)上，所述圆柱定心轴(46)及竖直固定板(52)分别安装于平台连接板(53)上，拧紧工件(5)的底部套设于所述圆柱定心轴(46)上；所述竖直固定板(52)上安装有螺旋进给机构(51)，所述螺旋进给机构(51)的输入端连接有手轮(48)，所述螺旋进给机构(51)的输出端与顶紧架(47)的一侧相连，所述顶紧架(47)的另一侧设有顶紧槽(68)。
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CN116922042A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 泰州安特源电子有限公司 一种仪器仪表生产用壳体安装设备
CN117697827A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 武汉工程大学 一种机器人末端视觉测试装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116922042A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 泰州安特源电子有限公司 一种仪器仪表生产用壳体安装设备
CN116922042B (zh) * 2023-09-18 2023-11-17 泰州安特源电子有限公司 一种仪器仪表生产用壳体安装设备
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