CN210818338U - 自适应螺钉安装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自适应螺钉装配系统，用于内置螺母的钣金件的螺钉装配，包括：拧紧装置，拧紧装置安装在机器人的执行末端，拧紧装置在机器人支撑下移动，并用于将螺钉拧入内置螺母；视觉装置，视觉装置用于定位内置螺母的位置，由机器人修正拧紧装置的位置；工件夹具，工件夹具设置在汽车生产线上，用于定位工件。本实用新型的自适应螺钉安装系统，适用于副车架等，内置螺母定位不准，无法使用示教机器人进行螺钉安装的生产活动。通过给机器人螺钉系统安装视觉装置，通过视觉装置的二次定位，机器人自适应精整螺钉的安装位置，保证机器人一次成功完成螺钉安装。

Description

自适应螺钉安装系统

技术领域

本实用新型属于汽车制造领域，具体涉及一种自适应螺钉安装系统。

背景技术

在汽车的整体结构中，副车架是很重要的一个部件。副车架可以看成是前后车桥的骨架，是前后车桥的组成部分，用于支承前后车桥、悬挂的支架，使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连。副车架的作用是阻隔振动和噪音，减少振动和噪音直接进入车厢。

目前，在现有技术中的副车架通常采用冲压和焊接结构，而副车架上需要用到许多的螺钉结构。副车架上的螺孔由于结构、工艺的限制，螺母需要预加工在钣金件的背面，从钣金件正面安装螺钉。但由于螺母往往难以获得较高的位置精度，螺母与螺孔无法保证较高的同轴度，使用机器人安装螺钉的成功率较低。目前这些螺钉的安装工作主要由操作者使用电动拧紧工具在流水线上完成，存在很多弊端。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是副车架的螺钉无法实现机器人自动安装，从而提供一种自适应螺钉安装系统。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种自适应螺钉安装系统，用于内置螺母的钣金件的螺钉安装，包括：

拧紧装置，拧紧装置安装在机器人的末端，拧紧装置在机器人支撑下移动，并用于将螺钉拧入内置螺母；

视觉装置，视觉装置用于定位内置螺母的位置，由机器人修正拧紧装置的位置；

工件夹具，工件夹具设置在汽车生产线上，用于定位工件。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，拧紧装置包括送钉组件、旋拧器，送钉组件与旋拧器连接，并用于向所旋拧器输送螺钉，旋拧器用于将螺钉拧入内置螺母。

优选地，送钉组件包括阶梯式送钉机、输钉管，阶梯式送钉机设有投料仓，投料仓内存储螺钉，阶梯式送钉机将投料仓内的螺钉逐一输入输钉管，输钉管连通至旋拧器。

优选地，系统还包括支撑架，输钉管通过支撑架支撑，并抬升至机器人的高度。

优选地，系统还包括稳定器，稳定器包括悬挂设置的配重块，配重块与输钉管连接，配重块在输钉管摇摆时吸收能量，进行惯性制动。

优选地，视觉装置包括光源组件、工业相机，光源组件包括环形设置的LED灯及光源控制器，工业相机设置在LED灯轴线上。

优选地，LED灯以15°锥度向工业相机镜头拍摄方向打光。

本实用新型自适应螺钉安装系统至少具有下列有益效果：

本实用新型的自适应螺钉安装系统，适用于副车架等，内置螺母定位不准，无法使用示教机器人进行螺钉安装的生产活动。通过给机器人螺钉系统安装视觉装置，通过视觉装置的二次定位，机器人自适应精整螺钉的安装位置，保证机器人一次成功完成螺钉安装。

附图说明

图1为本实用新型实施例的自适应螺钉安装系统的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3位本实用新型实施例的光源组件与工业相机的结构示意图。

附图标记表示为：

1、拧紧装置；2、视觉装置；3、工件夹具；4、机器人；5、旋拧器；6、阶梯式送钉机；7、输钉管；8、支撑架；9、稳定器；10、配重块；12、工业相机；13、LED灯；14、机器人控制柜；15、视觉控制柜。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合参见图1至图3所示，一种自适应螺钉安装系统，用于内置螺母的钣金件的螺钉装配，包括：拧紧装置1，拧紧装置1安装在机器人4的末端，拧紧装置1在机器人4支撑下移动，并用于将螺钉拧入内置螺母；视觉装置2，视觉装置2用于定位内置螺母的位置，由机器人4修正拧紧装置1的位置；工件夹具3，工件夹具3设置在汽车生产线上，用于定位工件。

本实用新型的自适应螺钉安装系统，适用于副车架等，内置螺母定位不准，无法使用示教机器人进行螺钉安装的生产活动。通过给机器人螺钉系统安装视觉装置，通过视觉装置的二次定位，机器人自适应精整螺钉的安装位置，保证机器人一次成功完成螺钉安装。

本实施例中，机器人4连接有机器人控制柜14。

本实施例中，拧紧装置1包括送钉组件、旋拧器5，送钉组件与旋拧器5连接，并用于向所旋拧器5输送螺钉，旋拧器5用于将螺钉拧入内置螺母。送钉组件包括阶梯式送钉机6、输钉管7，阶梯式送钉机6设有投料仓，投料仓内存储螺钉，阶梯式送钉机6将投料仓内的螺钉逐一输入输钉管7，输钉管7连通至旋拧器5。送钉组件采用吹气式送钉方式。

本实施例中，系统还包括支撑架8，输钉管7通过支撑架8支撑，并抬升至机器人4的高度。机器人4是与装配工件高度平齐的六自由度机器人，输钉管7从机器人4的背侧攀至机器人4的顶部，并固定在机器人4的执行工作臂上，随机器人4移动。支撑架8另一个作用就是阻隔吸收输钉管7随机器人4移动的动能，防止输钉管7任意摆动影响阶梯式送钉机6正常工作造成输定管内卡钉，或引发安全事故。

本实施例中，为了减轻输钉管7的晃动，系统还包括稳定器9，稳定器9包括悬挂设置在支架上的配重块10，配重块10与输钉管7通过挂钩连接，配重块10在输钉管7摇摆时吸收能量，进行惯性制动。

本实施例中，视觉装置2包括光源组件、工业相机12、视觉控制柜15，光源组件包括环形设置的LED灯13，工业相机12设置在LED灯13的轴线上。LED灯以15°锥度向工业相机镜头拍摄方向打光。

由于螺丝安装孔是几层零件的孔位堆叠成一定深度的深孔，从上到下各层零件开孔逐渐增大，各层开孔边缘形成几个嵌套的圆环，当光源位置距离工件表面越高，各层开孔边缘内壁阴影越明显，要保证螺丝顺利进到带螺纹的孔，必须正确找到最底层螺母的螺纹孔，消除上面各层开孔边缘的干扰。

采用15°低角度环形光源，其在工作范围内可以将光均匀聚焦在螺纹孔区域，既可以检测螺母边缘清晰特征，突出感兴趣区域，又可以打亮外孔与螺母之间的多层钣金件区域，避免受到其干扰。

本实用新型的工作流程：

步骤1：车体通过运送线到达工位，工件夹具3粗定位；

步骤2：机器人4启动，发送车型给视觉控制柜15，启动视觉装置2，打开光源组件；

步骤3：机器人4移动到第一个螺钉拍照位置；

步骤4：工业相机12拍照采图；

步骤5：根据图像特征进行图像处理，获取计算螺纹孔位置偏移值，发送偏移值给机器人4，机器人4根据此偏移值调整打钉轨迹。

步骤6：机器人4执行螺钉拧紧动作，并根据旋拧器5反馈信息（包括旋转角度、力矩等）判断螺钉拧紧是否正常；

步骤7：运动到下一个螺钉拍照位置，重复3-6步骤，直至整车所有螺钉动作完成。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种自适应螺钉安装系统，用于内置螺母的钣金件的螺钉装配，其特征在于，包括：

拧紧装置，所述拧紧装置安装在机器人的执行末端，所述拧紧装置在所述机器人支撑下移动，并用于将螺钉拧入所述内置螺母；

视觉装置，所述视觉装置用于定位所述内置螺母的位置，由所述机器人修正所述拧紧装置的位置；

工件夹具，所述工件夹具设置在汽车生产线上，用于定位工件。

2.根据权利要求1所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，所述拧紧装置包括送钉组件、旋拧器，所述送钉组件与所述旋拧器连接，并用于向所旋拧器输送螺钉，所述旋拧器用于将螺钉拧入所述内置螺母。

3.根据权利要求2所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，所述送钉组件包括阶梯式送钉机、输钉管，所述阶梯式送钉机设有投料仓，所述投料仓内存储螺钉，所述阶梯式送钉机将所述投料仓内的螺钉逐一输入所述输钉管，所述输钉管连通至所述旋拧器。

4.根据权利要求3所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，系统还包括支撑架，所述输钉管通过支撑架支撑，并抬升至所述机器人的高度。

5.根据权利要求3所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，系统还包括稳定器，所述稳定器包括悬挂设置的配重块，所述配重块与所述输钉管连接，所述配重块在所述输钉管摇摆时吸收能量，进行惯性制动。

6.根据权利要求1所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，所述视觉装置包括光源组件、工业相机，所述光源组件包括环形设置的LED灯及光源控制器，所述工业相机设置在所述LED灯轴线上。

7.根据权利要求6所述的自适应螺钉安装系统，其特征在于，所述LED灯以15°锥度向所述工业相机镜头拍摄方向打光。

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