CN116673715A - 视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了视觉螺丝锁付技术领域的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法，包括设备台架、倍速轮输送系统、产品定位系统、螺丝锁付系统和设备控制系统，所述设备台架接入在生产线的两端位置，待加工产品通过倍速轮输送系统把产品自动输送到阻挡机构边，阻挡机构侧设有检测产品到位的传感器，产品定位系统包括顶升机构和定位机构，本发明可自动寻找产品其它孔位位置，并按顺序进行螺丝锁付，可同时实现多种螺丝的锁付；产品螺丝锁付的工程中根据实时位移传感器的数值判别螺丝锁付的深度值是否在合格区间；机器人带着视觉系统对产品上锁付好的螺丝进行监测，对螺丝有歪斜，漏打等情况进行判断。

Description

视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法
技术领域
本发明涉及视觉螺丝锁付技术领域，具体为视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法。
背景技术
目前，市场中螺丝锁付设备多是一个单一简单的锁付，来实现对产品的锁付，现实工作中，需要多款产品共用一台螺丝锁付设备，当产品种类多，锁付螺丝个数多(每款产品150个以上)，产品尺寸比较长时，难以进行同时作业。基于此，本发明设计了视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备和控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，包括设备台架、倍速轮输送系统、产品定位系统、螺丝锁付系统和设备控制系统，所述设备台架接入在生产线的两端位置，待加工产品通过倍速轮输送系统把产品自动输送到阻挡机构边，阻挡机构侧设有检测产品到位的传感器，产品定位系统包括顶升机构和定位机构，定位机构实现产品的自动定位与夹紧，顶升机构用于把待加工产品顶升到一定高度；螺丝锁付系统根据产品型号自动调整螺丝锁付的起始位置，设备控制系统中的视觉系统寻找MARK点，通过MARK点的位置自动寻找产品其它孔位位置并按顺序进行螺丝锁付。
优选的，所述螺丝锁付系统上设有位移传感器，产品螺丝锁付的工程中根据实时位移传感器的数值判别螺丝锁付的深度值是否在合格区间。
优选的，所述设备控制系统连接视觉系统对产品上锁付好的螺丝进行监测。
优选的，所述螺丝锁付系统包括A工位和B工位，由不同工位上的螺丝批根据孔位需要不同的螺丝锁付。
优选的，所述A工位和B工位包括气缸，气缸用于驱动螺丝批，同时带动连杆上的弹簧压缩螺丝批滑块和螺丝夹头滑块下降，锁付对应螺批夹头中由送料器自动送来的螺丝。
优选的，所述A工位和B工位上还包括相机与光源，引导机器人对产品螺丝孔位定位。
锁付品质检测设备的控制方法，包括如下步骤：
S1：机器人末关节带动相机及光源对产品的MARK点进行拍照，确定好产品MARK点相对于机器人坐标中的位置，从而计算出所有需要螺丝锁付孔位的坐标位置；
S2：按程序设定路线逐次进行螺丝锁付，根据产品不同部位所需螺丝种类及锁付扭矩不同，设计A、B工位进行分别螺丝锁付；
S3：气缸下降，带动螺丝批、螺丝批滑块、连杆、螺丝夹头滑块、位移传感器移动部分向下运动，当螺丝顶到产品锁付平面，螺丝批旋转开始锁紧螺丝，这时弹簧由压缩状态开始释放；
S4：位移传感器移动部分继续下降，直到螺丝锁到要求扭力，螺丝批停止转动，位移传感器移动部分停止下降，这时记录位移传感器数值为螺丝锁付深度值，与设定深度值做比较，在范围内的为合格产品；
S5：螺丝锁付完成后，气缸上升，带动螺丝批、螺丝批滑块、位移传感器移动部分向上运动，弹簧释放压缩量，连杆、批夹头滑块一起上升，直到回到初始位置，机器人移动到下一孔位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可自动寻找产品其它孔位位置，并按顺序进行螺丝锁付，可同时实现多种螺丝的锁付；产品螺丝锁付的工程中根据实时位移传感器的数值判别螺丝锁付的深度值是否在合格区间；机器人带着视觉系统对产品上锁付好的螺丝进行监测，对螺丝有歪斜，漏打等情况进行判断；
本发明可有效避免两把螺丝批在锁付过程中，一把螺丝批工作，另一把螺丝批碰撞产品表面的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明螺丝锁付系统侧视图；
图3为本发明螺丝锁付系统左视结构示意图；
图4为本发明螺丝锁付系统拆分结构示意图；
图5为本发明螺丝锁付系统正视结构示意图；
图6为本发明螺丝锁付系统右视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-设备架台，2-倍速轮输送系统，3-产品定位系统，5-螺丝锁付系统，6-设备控制系统，7-气缸，8-位移传感器，9-相机，10-光源，11-螺批夹头，12-螺丝批，13-连杆，14-螺丝批滑块，15-螺丝夹头滑块，16-A工位，17-B工位。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：本设备主要解决多款产品共用一台螺丝锁付设备，产品CAD图纸自动导入系统视觉引导机器人自动定位锁付等问题。产品种类多，锁付螺丝个数多(每款产品150个以上)，产品尺寸比较长，最长3米左右。
设备架台1与客户目前的生产线前后两端对接，待加工产品通过倍速轮输送系统2把产品自动输送到阻挡机构边，检测产品到位传感器有信号后，产品定位系统3把待加工产品先顶升一定高度后，左右先后定位机构动作，实现产品的自动定位与夹紧；螺丝锁付系统5通过机器人第七轴根据产品型号自动调整螺丝锁付的起始位置，视觉系统寻找MARK点，通过MARK点的位置自动寻找产品其它孔位位置按顺序进行螺丝锁付。产品螺丝锁付的工程中根据实时位移传感器8的数值判别螺丝锁付的深度值是否在合格区间；机器人带着视觉系统对产品上锁付好的螺丝进行监测，对螺丝有歪斜，漏打等情况进行判断。
相机9与光源10引导机器人对产品螺丝孔位定位，螺丝锁付系统5包括A工位16和B工位17，系统选择A工位16和B工位17作业(孔位需要不同的螺丝锁付)，气缸7下降动作，带动螺丝批12下降，同时带动连杆13上的弹簧压缩螺丝批滑块14和螺丝夹头滑块15下降，锁付对应螺批夹头11中由送料器自动送来的螺丝，系统实时位移传感器8的数值并记录螺丝锁付的相应高度值，对螺丝锁付结果进行判断。螺丝锁付完成后，气缸7回退到初始位置，带动螺丝批17上升，同时通过连杆13带动螺批夹头11上升，有效避免两把螺丝批在锁付过程中，一把螺丝批工作，另一把螺丝批碰撞产品表面的现象。
气缸7伸出端通过连接板与螺丝批12、螺丝批滑块14、位移传感器8固定连接，连杆13一端滑动连接连接板另一端固定连接螺丝夹头滑块15，所述连杆13上套设有弹簧；
螺批夹头11与阻挡块保持不动，当螺丝夹头滑块15遇到阻挡块后，螺丝夹头滑块15和连杆13停止向下运动，螺丝批12、螺丝批滑块14、位移传感器8移动部分继续向下运动，弹簧开始压缩
螺丝锁付系统的工作原理为：相机9与光源10引导机器人18对产品螺丝孔位进行定位，系统选择A工位16或B工位17的螺丝批进行作业(孔位需要不同的螺丝锁付)，气缸7下降动作，带动B工位17的螺丝批下降，同时带动连杆13上的弹簧压缩螺丝夹头滑块15下降，锁付对应的螺批夹头11中由送料器自动送来的螺丝，系统实时的位移传感器8的将数值记录螺丝锁付的相应高度值，对螺丝锁付结果进行判断。螺丝锁付完成后，气缸7回退到初始位置，带动B工位17的螺丝批上升，同时通过连杆13带动螺批夹头11上升，有效避免两把螺丝批在锁付过程中，一把螺丝批工作，另一把螺丝批碰撞产品表面的现象。
螺丝锁付系统的工作过程：本设备把加工螺丝的3款不同长度，不同宽度的产品都分别分成了3段来进行螺丝锁付，设计为机器人停留的3个位置。当机器人根据需求停留到前期设定好的位置后，机器人末关节带动相机9及光源10对产品的MARK点进行拍照，确定好产品MARK点相对于机器人坐标中的位置，从而计算出所有需要螺丝锁付孔位的坐标位置。
计算出所有孔位位置后，开始按程序设定路线逐次进行螺丝锁付，根据产品不同部位所需螺丝种类及锁付扭矩不同，设计了A、B工位的形式进行螺丝锁付。A、B工位同时锁付会出现一个问题，机器人末端带着螺丝批下降时，A、B工位螺丝批及螺丝批夹头11会在同一个高度位置，但产品的表面有其它零部件高出螺丝锁付的平面，比如A工位16工作时，B工位17可能会与产品零部件相撞的情况出现，这时就需要我们设计成机器人下降后当A工位16工作时，B工位17的下降高度需要在上方，反之亦然。为了达到这个效果设计了弹簧连杆机构，当气缸7下降时，带动螺丝批12、螺丝批滑块14、连杆13、螺丝夹头滑块15、位移传感器8移动部分向下运动，螺批夹头11与阻挡块保持不动，当螺丝夹头滑块15遇到阻挡块后，螺丝夹头滑块15和连杆13停止向下运动，螺丝批12、螺丝批滑块14、位移传感器8移动部分继续向下运动，弹簧开始压缩，直到气缸7下降到位，这时螺丝顶到产品锁付平面，螺丝批12旋转开始锁紧螺丝，这时弹簧由压缩状态开始释放，位移传感器8移动部分继续下降，直到螺丝锁到要求扭力，螺丝批12停止转动，位移传感器8移动部分停止下降，这时记录位移传感器8数值为螺丝锁付深度值，与设定深度值做比较，在范围内的为合格产品。螺丝锁付完成后，气缸7上升，带动螺丝批12、螺丝批滑块14、位移传感器8移动部分向上运动，弹簧释放压缩量，上升到连杆13上端部与螺丝批固定块22上端接触，连杆13、批夹头滑块15一起上升，直到回到初始位置，机器人移动到下一孔位。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：包括设备台架(1)、倍速轮输送系统(2)、产品定位系统(3)、螺丝锁付系统(5)和设备控制系统(6)，所述设备台架(1)接入在生产线的两端位置，待加工产品通过倍速轮输送系统(2)把产品自动输送到阻挡机构边，阻挡机构侧设有检测产品到位的传感器，产品定位系统(3)包括顶升机构和定位机构，定位机构实现产品的自动定位与夹紧，顶升机构用于把待加工产品顶升到一定高度；螺丝锁付系统(5)根据产品型号自动调整螺丝锁付的起始位置，设备控制系统(6)中的视觉系统寻找MARK点，通过MARK点的位置自动寻找产品其它孔位位置并按顺序进行螺丝锁付。
2.根据权利要求1所述的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：所述螺丝锁付系统(5)上设有位移传感器(8)，产品螺丝锁付的工程中根据实时位移传感器(8)的数值判别螺丝锁付的深度值是否在合格区间。
3.根据权利要求1所述的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：所述设备控制系统(6)连接视觉系统对产品上锁付好的螺丝进行监测。
4.根据权利要求1所述的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：所述螺丝锁付系统(5)包括A工位(16)和B工位(17)，由不同工位上的螺丝批(12)根据孔位需要不同的螺丝锁付。
5.根据权利要求4所述的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：所述A工位(16)和B工位(17)包括气缸(7)，气缸(7)用于驱动螺丝批(12)，同时带动连杆(13)上的弹簧压缩螺丝批滑块(14)和螺丝夹头滑块(15)下降，锁付对应螺批夹头(11)中由送料器自动送来的螺丝。
6.根据权利要求4所述的视觉引导机器人螺丝锁付及锁付品质检测设备，其特征在于：所述A工位(16)和B工位(17)上还包括相机(9)与光源(10)，引导机器人对产品螺丝孔位定位。
7.锁付品质检测设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：机器人末关节带动相机(9)及光源(10)对产品的MARK点进行拍照，确定好产品MARK点相对于机器人坐标中的位置，从而计算出所有需要螺丝锁付孔位的坐标位置；
S2：按程序设定路线逐次进行螺丝锁付，根据产品不同部位所需螺丝种类及锁付扭矩不同，设计A、B工位进行分别螺丝锁付；
S3：气缸(7)下降，带动螺丝批(12)、螺丝批滑块(14)、连杆(13)、螺丝夹头滑块(15)、位移传感器(8)移动部分向下运动，当螺丝顶到产品锁付平面，螺丝批(12)旋转开始锁紧螺丝，这时弹簧由压缩状态开始释放；
S4：位移传感器(8)移动部分继续下降，直到螺丝锁到要求扭力，螺丝批(12)停止转动，位移传感器(8)移动部分停止下降，这时记录位移传感器(8)数值为螺丝锁付深度值，与设定深度值做比较，在范围内的为合格产品；
S5：螺丝锁付完成后，气缸(7)上升，带动螺丝批(12)、螺丝批滑块(14)、位移传感器(8)移动部分向上运动，弹簧释放压缩量，连杆(13)、批夹头滑块(15)一起上升，直到回到初始位置，机器人移动到下一孔位。
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