CN217493264U - 一种发动机螺栓安装设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发动机螺栓安装设备，其中，安装设备包括：机械手，设置在发动机输送线一侧，在所述机械手一端安装有螺栓夹具；定位装置，与所述螺栓夹具以手眼安装方式安装在所述机械臂一端；识别模块，用于识别发动机类型信息，所述发动机类型信息包括螺栓孔之间的相对位置关系；控制模块，分别与所述机械手、所述定位相机和所述识别模块连接。通过上述装置，实现了低精度相机精确定位的效果，提高了发动机螺栓孔定位装置的检测节拍和检测效率。

Description

一种发动机螺栓安装设备

技术领域

本实用新型涉及发动机制造领域，具体涉及一种发动机螺栓安装设备。

背景技术

现有的螺栓孔精确定位方式主要有两种：

采用固定形式安装高像素、高精度、大视野2D相机。相机视野覆盖辊道线输送发动机机体，辊道线上传感器感应到发动机机体到位后，辊道停止。通过2D相机拍摄高像素清晰照片，计算并定位螺栓孔。用固定形式安装高像素、高精度、大视野的2D相机(满足精度和效率要求，但成本大)时，由于高像素、高精度、大视野的2D相机，采用更先进的制造工艺和具备更强大的功能，所以价格昂贵。例如，当前6400 万像素的某品牌相机价格在20万左右。这样直接会造成制造成本的增加。

将低像素、小视野的2D相机采用手眼式安装，辊道线输送发动机机体，辊道线上传感器感应到发动机机体到位后，辊道停止。通过机械手带动2D相机分别移动到螺栓孔的大致位置，对每个螺栓孔进行近距离拍照，识别和定位螺栓孔(精确定位校正)。例如，采用像素200 万像素的2D相机，机械手带着相机工作距离200mm上方拍照，分别移动到各螺栓孔的大致位置，然后对螺栓孔分别拍照计算偏移位置，实现视觉定位校正。采用手眼式安装的低像素相机的方法，通过机械手带动2D相机分别对14个螺栓孔进行拍照和计算偏移位置，这样直接会导致生产节拍严重变慢，生产效率严重受影响。

因此，目前亟需一种发动机螺栓安装设备，实现低精度相机精确定位的效果，提高发动机螺栓孔定位装置的检测节拍和检测效率，节省成本，以至少解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种发动机螺栓安装设备，以至少解决现有技术中存在的问题。

根据本申请的第一方面，提供一种发动机螺栓安装设备，包括：机械手，设置在发动机输送线一侧，在所述机械手一端安装有螺栓夹具；定位装置，与所述螺栓夹具以手眼安装方式安装在所述机械臂一端；识别模块，用于识别发动机类型信息，所述发动机类型信息包括螺栓孔之间的相对位置关系；控制模块，分别与所述机械手、所述定位相机和所述识别模块连接。

可选地，还包括：开关传感器，设置在所述输送线上，与输送线的驱动机构连接，在检测到发动机达到机械手工作区域后，关断所述发动机输送线。

可选地，所述识别模块安装在所述输送线上，在所述发动机由所述输送线传输至机械手工作区域的过程中，识别所述发动机类型信息。

可选地，所述识别模块安装在所述机械手工作区域内。

可选地，所述输送线还包括至少一个其他工作区域；所述识别模块安装在所述机械手工作区域之前的其他工作区域内或其他工作区域之间。

可选地，所述定位装置包括一个或多个定位相机，所述定位相机固定安装，每个定位相机的视野至少覆盖所述发动机的部分区域，多个所述定位相机的视野之和覆盖所述发动机整体区域。

可选地，所述识别模块包括：扫描识别设备、射频识别设备、视觉识别设备中的至少之一。

可选地，还包括：物料存放装置，设置在所述机械手远离所述输送线的一侧，用于存放螺栓。

可选地，还包括：抓取定位装置，设置在所述物料存放装置的上方。

可选地，所述定位装置包括3D相机，所述3D相机的视野覆盖物料存放装置，与控制模块连接；根据本申请的另一方面，提供一种适用于上述定位装置的发动机螺栓孔的定位方法，所述方法包括：确定发动机类型；基于所述发动机类型确定螺栓孔孔径和孔间距；确定发动机上同一直线安装位置上的第一孔的位置和第二孔的位置；基于所述螺栓孔孔径和孔间距、第一孔的位置和第二孔的位置计算各个螺栓孔的精确位置。

在本申请实施例中，通过上述发动机螺栓安装设备，实现低精度相机精确定位的效果，提高了发动机螺栓孔定位装置的检测节拍和检测效率，以至少解决现有技术中存在的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种发动机螺栓安装设备的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的三个定位相机覆盖所述发动机整体区域的效果图；

图3是根据本实用新型实施例的一种计算各个螺栓孔的位置的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的计算过程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请的第一方面，提供一种发动机螺栓安装设备，包括：机械手1，设置在发动机输送线5一侧，在所述机械手1一端安装有螺栓夹具2；定位装置3，与所述螺栓夹具2以手眼安装方式安装在所述机械臂一端；识别模块，用于识别发动机类型信息，所述发动机类型信息包括螺栓孔之间的相对位置关系；控制模块8，分别与所述机械手 1、所述定位相机和所述识别模块连接。

对于上述技术方案，控制模块8通过机械手1和定位装置3确定所述发动机4上至少两个螺栓孔的位置，并通过识别模块识别发动机4 类型信息；其中，类型信息包括螺栓孔之间的相对位置关系。在确定至少两个螺栓孔的位置之后，基于所述至少两个螺栓孔的位置确定螺栓孔位置所对应的机械手1的相对坐标。在确定相对坐标之后，基于所述螺栓孔之间的相对位置关系确定各个螺栓孔的位置坐标。

可以理解的是，上述技术方案只需要确定两个螺栓孔的位置信息即可以获取各个螺栓孔的位置信息，相较于现有技术中采用低像素相机对每个螺栓孔进行拍照识别的技术方案，现有的方案需要对每个螺栓孔进行拍照，即存在若干个螺栓孔时，机械手需要移动与螺栓孔数量对应的次数才能获取每个螺栓孔的位置。而本申请的上述方案只需要机械手确定两个螺栓孔的位置信息，即只需要机械手移动两次就可以获取每个螺栓孔的位置，提高了发动机螺栓安装装置的检测节拍和检测效率。

而相较于现有技术中采用高像素相机进行识别的技术方案，本申请所要采用的相机可以实现能够识别至少两个螺栓孔即可，实现了节省成本的技术效果。

作为示例性的实施例，还包括：开关传感器，设置在所述输送线5 上，与输送线5的驱动机构连接，在检测到发动机4达到机械手工作区域后，关断所述发动机输送线5。

对于上述技术方案，为了对每次发动机上的螺栓孔的位置坐标精准的获得，在所述输送线5上设置有开关传感器。当所述发动机达到机械手工作区域后，关断所述发动机输送线5，以使每次发动机达到机械手工作区域时尽量处于相同的位置。

作为示例性的实施例，所述识别模块安装在所述输送线5上，在所述发动机由所述输送线5传输至机械手工作区域的过程中，识别所述发动机类型信息。

对于上述技术方案，为了对发动机类型准确的获取，以识别发动机类型信息，获得螺栓孔之间的相对位置关系，所述识别模块安装在所述输送线5上。在所述发动机由输送线5传输至机械手工作区域的过程中，识别发动机类型。

作为一种可选的实施例，所述识别模块可以是RFID。具体的，可以预先在发动机上设置存储有发动机类型信息的标签，可选地，所述标签可以存储有螺栓孔的孔径和螺栓孔之间的相对位置关系等相关信息，所述RFID的阅读器安装在所述输送线5上，所述控制模块8通过读取RFID的阅读器识别到的发动机类型信息确定螺栓孔之间的相对位置关系或螺栓孔的孔径，以计算每个螺栓孔的位置。

通过上述方案，识别发动机类型，基于发动机类型确定螺栓孔之间的相对位置关系，进而通过螺栓孔之间的相对位置关系计算确定每个螺栓孔的位置。相较于采用低像素相机对每个螺栓孔进行识别的技术方案，提高了发动机螺栓安装装置的检测节拍和检测效率；相较于采用高像素相机识别的方案，节省了成本。

作为示例性的实施例，所述识别模块安装在所述机械手工作区域内。

对于上述技术方案，所述识别模块可以安装在所述机械手工作区域内，以在发动机输送至机械手工作区域时实现对发动机类型的识别。

作为示例性的实施例，所述输送线5还包括至少一个其他工作区域；所述识别模块安装在所述机械手工作区域之前的其他工作区域内或其他工作区域之间。

对于上述技术方案，可以基于输送线5划分多个工作区域，以在所述发动机到达所述机械手工作区域之前提前对发动机类型进行识别，以提高发动机螺栓安装装置的检测效率。

作为示例性的实施例，所述定位装置3包括一个或多个定位相机，所述定位相机固定安装，每个定位相机的视野至少覆盖所述发动机的部分区域，多个所述定位相机的视野之和覆盖所述发动机整体区域。

对于上述技术方案，作为可选地实施例，所述定位装置3包括三个定位相机。可以理解的是，所述三个定位相机的像素以能识别每一部分的螺栓孔位置为标准，选择费用较低的。图2为所述三个定位相机覆盖所述发动机整体区域的效果图。

如图2所示，所述发动机整体区域包括相机一的视野21，相机二的视野22，相机三的视野23。其中，相机一的视野21，相机二的视野22，相机三的视野23完全覆盖发动机整体区域。

相较于现有技术中采用低像素相机对每个螺栓孔进行拍照识别的技术方案，现有的这种方案需要对每个螺栓孔进行拍照，即存在若干个螺栓孔时，机械手1需要移动与螺栓孔数量对应的次数才能获取每个螺栓孔的位置。而本申请的上述方案只需要机械手1识别一次即可确定发动机上每个螺栓孔的位置，即只需要机械手1移动一次就可以获取每个螺栓孔的位置，提高了发动机螺栓安装装置的检测节拍和检测效率。

而相较于现有技术中采用高像素相机进行识别的技术方案，本申请所要采用的相机可以实现能够完全覆盖发动机整体区域即可，相对于采用高昂的高像素相机进行识别的技术方案，实现了节省成本的技术效果。

作为示例性的实施例，所述识别模块包括：扫描识别设备、射频识别设备、视觉识别设备中的至少之一。

对于上述技术方案，可以理解的是，所述识别模块可以是扫描识别设备、射频识别设备、视觉识别设备中的至少之一，也可以是其他能识别发动机类型的设备。

具体的，当所述识别模块为扫描识别设备时，以所述扫描识别设备为扫码枪进行举例。具体的，可以预先在发动机上设置存储有发动机类型信息的标签，可选地，所述标签可以存储有螺栓孔的孔径和螺栓孔之间的相对位置关系等相关信息，所述扫码枪安装在所述输送线5 上，所述控制模块8通过读取识别模块识别到的发动机类型信息确定螺栓孔之间的相对位置关系或螺栓孔的孔径，以计算每个螺栓孔的位置。

当所述识别模块为射频识别设备时，以所述射频识别设备为RFID 作为一种可选地实施例进行举例。具体的，可以预先在发动机上设置存储有发动机类型信息的标签，可选地，所述标签可以存储有螺栓孔的孔径和螺栓孔之间的相对位置关系等相关信息，所述RFID的阅读器安装在所述输送线5上，所述控制模块8通过读取识别模块识别到的发动机类型信息确定螺栓孔之间的相对位置关系或螺栓孔的孔径，以计算每个螺栓孔的位置。

当所述识别模块为视觉识别设备时，基于所述或单个相机的视野或多个定位相机的视野之和覆盖所述发动机整体区域确定的当前发动机对应的图像，通过视觉识别设备对图像进行分析，进而获取当前发动机类型信息。所述控制模块8通过读取识别模块识别到的发动机类型信息确定螺栓孔之间的相对位置关系或螺栓孔的孔径。

作为另一种可选地实施例，所述识别模块还可以是MES。具体的，基于生产调度管理、制造数据管理、采购管理和/或生产过程控制信息获取当前条件下的对应的发动机类型信息，并基于所述当前条件下的发动机类型信息从MES中查询发动机类型信息对应的螺栓孔的孔径信息和螺栓孔的相对位置信息，所述控制模块8通过读取识别模块识别到的发动机类型信息确定螺栓孔之间的相对位置关系或螺栓孔的孔径，以计算每个螺栓孔的位置。

作为示例性的实施例，还包括：物料存放装置7，设置在所述机械手1远离所述输送线5的一侧，用于存放螺栓。

对于上述技术方案，所述发动机螺栓安装设备还设置有物料存放装置7，用于存放螺栓，以节省确定螺栓孔位置之后的操作，提高发动机螺栓安装设备的效率。

作为示例性的实施例，还包括：抓取定位装置3，设置在所述物料存放装置7的上方。

对于上述技术方案，所述发动机螺栓安装设备在确定螺栓孔位置之后，通过抓取定位装置3抓取物料存放装置7中的螺栓。

可选地，所述定位装置3包括3D相机6，所述3D相机6的视野覆盖物料存放装置7，与控制模块8连接。

对于上述技术方案，控制模块8通过设置有视野覆盖物料存放装置7的3D相机6的发动机定位装置3可以获取物料存放装置7中的螺栓的具体位置。控制模块8通过机械手1和抓取定位装置3以实现对螺栓的抓取，进而实现对发动机螺栓的安装。

通过以上叙述，已经阐明了本实用新型请求保护的一种发动机螺栓安装设备的具体结构和可选的实施方式，作为示例性的实施例，本申请还提出了一种基于上述发动机螺栓安装设备的螺栓孔数量计算方法。

所述方法包括：在识别到发动机类型信息后，机械手带动定位相机确定到第一个螺栓孔位置拍照，机械手之后带动定位相机到第七个螺栓孔位置拍照，计算各个螺栓孔的精确位置，引导机械手自动装配完螺栓。具体的，图3为一种计算各个螺栓孔的位置的示意图，图4 为计算过程示意图。

具体流程如下：

运输发动机到机械手工作区域：发动机机体通过输送线运输到机械手工作区域时，开关传感器感应发动机机体到位后，输送线停止。如图4所示，在识别发动机类型信息后，确定A孔和B孔的位置。

通过识别模块识别发动机机体类型。

机械手移动相机到螺栓孔A附近的位置拍照，并利用机械手映射关系及偏移量计算螺栓孔A位置的准确坐标(x1,y1)。然后机械手带动相机移动到螺栓孔B附近的位置拍照并计算螺栓孔B位置准确坐标 (x2,y2)。如图4所示。

计算其他12个孔的准确位置坐标，这里只给出C孔的计算过程，所述计算过程如下：

利用

得到C孔的位置为

通过上述方法，得到发动机上各个螺栓孔的位置。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机螺栓安装设备，其特征在于，包括：

机械手，设置在发动机输送线一侧，在所述机械手一端安装有螺栓夹具；

定位装置，与所述螺栓夹具以手眼安装方式安装在所述机械臂一端；

识别模块，用于识别发动机类型信息，所述发动机类型信息包括螺栓孔之间的相对位置关系；

控制模块，分别与所述机械手、所述定位相机和所述识别模块连接。

2.如权利要求1所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，还包括：

开关传感器，设置在所述输送线上，与输送线的驱动机构连接，在检测到发动机达到机械手工作区域后，关断所述发动机输送线。

3.如权利要求1所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，

所述识别模块安装在所述输送线上，在所述发动机由所述输送线传输至机械手工作区域的过程中，识别所述发动机类型信息。

4.如权利要求3所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，所述识别模块安装在所述机械手工作区域内。

5.如权利要求3所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，所述输送线还包括至少一个其他工作区域；

所述识别模块安装在所述机械手工作区域之前的其他工作区域内或其他工作区域之间。

6.如权利要求1所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，所述定位装置包括一个或多个定位相机，所述定位相机固定安装，每个定位相机的视野至少覆盖所述发动机的部分区域，多个所述定位相机的视野之和覆盖所述发动机整体区域。

7.如权利要求1-5任意一项所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，所述识别模块包括：扫描识别设备、射频识别设备、视觉识别设备中的至少之一。

8.如权利要求1所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，还包括：

物料存放装置，设置在所述机械手远离所述输送线的一侧，用于存放螺栓。

9.如权利要求8所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，还包括：抓取定位装置，设置在所述物料存放装置的上方。

10.如权利要求9所述的发动机螺栓安装设备，其特征在于，所述定位装置包括3D相机，所述3D相机的视野覆盖物料存放装置，与控制模块连接。

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