CN219045952U - 校准工具 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种校准工具，校准工具包括第一安装件、光发射器、第二安装件以及标靶。第一安装件用于可拆卸地安装于吸气式自动锁螺钉机的吸钉管；光发射器设置于第一安装件，能够发出线状的可见光束；第二安装件用于可拆卸地安装于待拧螺钉的工件；标靶设置于第二安装件，标靶的顶面具有标识，标识的中心用于反应螺钉孔的中心的位置。本申请的实施例，通过可见光束和标识来辅助对齐吸钉管与螺钉孔，提高了效率。

Description

校准工具

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种校准工具。

背景技术

随着自动化生产技术的日益发展，吸钉式自动螺钉机已经在制造业得到广泛使用。目前，在获得反应待拧螺钉的螺钉孔的位置的坐标信息过程中，通过目视来对齐吸钉管与工件的螺钉孔，效率低。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种校准工具，提高对齐吸钉管与工件的螺钉孔的效率。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种校准工具，校准工具包括第一安装件、光发射器、第二安装件以及标靶。

第一安装件具有第一柱面，第一安装件用于可拆卸地安装于吸气式自动锁螺钉机的吸钉管，第一柱面用于与吸钉管的外壁面贴合，以限定第一安装件在吸钉管的径向的位置；光发射器设置于第一安装件，能够发出线状的可见光束，可见光束与第一柱面同轴；第二安装件具有第二柱面，第二安装件用于可拆卸地安装于待拧螺钉的工件，第二柱面用于与工件的螺钉孔的内壁面贴合，以限定第二安装件在螺钉孔的径向的位置；标靶设置于第二安装件，标靶的顶面具有标识，标识的中心用于反应螺钉孔的中心的位置。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一安装件具有磁性，并用于通过磁性吸附的方式固定于吸钉管。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一安装件包括壳体以及磁体。壳体为导磁材质制成，磁性吸附于磁体。第一柱面位于磁体，光发射器设置于壳体。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，磁体呈半圆环状，第一柱面位于磁体的内侧表面，壳体磁性吸附于磁体的外侧表面。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，光发射器可拆卸地设置于第一安装件。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，光发射器通过磁性吸附的方式固定于第一安装件。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，标靶与第二安装件活动连接，并能够绕第二柱面的轴线上的参考点相对第二安装件摆动，以调整标靶的顶面的水平度，标靶的顶面水平状态时，标识的中心位于第二柱面的轴线上。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，标靶与第二安装件中的一者具有球面状凸起，标靶与第二安装件中的另一者具有球面状凹槽，球面状凸起嵌设于球面状凹槽，球面状凸起和球面状凹槽的球心形成参考点。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，球面状凸起与球面状凹槽紧配合，以使得标靶在无外力作用下可以相对第二安装件固定。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，校准工具包括水平气泡仪，水平气泡仪设置于标靶，用于反应标靶的顶面的水平度。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本技术方案中，通过可见光束和标识来辅助对齐吸钉管与螺钉孔，提高了效率。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是吸钉式自动螺钉机的一实施例的三维结构示意图；

图2是本申请一实施例的校准工具中第一安装件、光发射器设置于吸钉管的示意图，图中，吸钉管半剖处理；

图3是本申请一实施例的校准工具中第二安装件、标靶设置于工件的示意图，图中，工件半剖处理；

图4是本申请一实施例的校准工具中第二安装件和标靶设置于工件(螺钉孔竖直)的示意图；

图5是本申请一实施例的校准工具中第二安装件和标靶设置于工件(螺钉孔倾斜)的示意图，其中，左右两侧分别展示了标靶的顶面的不同状态。

图中，101机台，103承载台，105第一移动座，107第二移动座，109第三移动座，111吸钉管，113拧螺钉组件，115供钉组件，117吸钉孔，119工件，121螺钉孔，201第一安装件，203第一柱面，205光发射器，207可见光束，209第二安装件，211第二柱面，213标靶，215标识，P2参考点。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本申请，并不是为了限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，图1是吸钉式自动螺钉机的一实施例的三维结构示意图。

吸钉式自动螺钉机包括机台101、承载台103、供钉组件115、第一移动座105、第二移动座107、第三移动座109、吸钉管111以及拧螺钉组件113(电批)。

承载台103设置于机台101，用于承载待拧螺钉的工件119。工件119具有螺钉孔121。

供钉组件115设置于机台101，用于提供螺钉。

第一移动座105滑动配合于机台101，能够沿Y轴相对机台101往复移动。

第二移动座107滑动配合于第一移动座105，能够沿X轴相对第一移动座105往复移动。

第三移动座109滑动配合于第二移动座107，能够沿Z轴相对第二移动座107往复移动。

吸钉管111设置于第三移动座109，用于通过真空吸附螺钉。具体地，吸钉管111大体上呈圆筒状，具有吸钉孔117(见图2)。通过将吸钉孔117内抽真空，将螺钉吸入到吸钉孔117内。

拧螺钉组件113设置于第三移动座109，用于带动被吸钉管111吸附的螺钉旋转。

吸钉式自动螺钉机的工作过程如下：

工件119放置于承载台103后，通过夹具(图未示)固定。

第一移动座105、第二移动座107以及第三移动座109在控制器(图未示)的控制下移动，带动吸钉管111移动至供钉组件115处，从供钉组件115处吸附螺钉后，再移动至工件119的螺钉孔121处。

拧螺钉组件113在控制器的控制下，将螺钉拧到工件119上。

图1所示吸钉式自动螺钉机仅是一个示例，以其为参照，描述吸钉式自动螺钉机的结构、工作原理以及工作过程。本申请校准工件119不限于应用于图1所示的吸钉式自动螺钉机。

由上述分析可知，吸钉式自动螺钉机的系统中需要预先存储坐标信息，该坐标信息反应待拧螺钉的螺钉孔121的位置。吸钉管111依据坐标信息移动至预定位置后，在该预定位置，拧螺钉组件113能够将吸钉管111内的螺钉拧到螺钉孔121内。若该坐标信息有偏差，螺钉可能会拧偏，或完全不能够拧到螺钉孔121内。因此，坐标信息是吸钉式自动螺钉机得以工作的关键参数。

目前，获得坐标信息的过程如下。

坐标粗调：

1.1调整吸钉管111在Z轴的位置，使其位于远离工件119及夹具的安全高度。

1.2调整吸钉管111在X轴和Y轴的位置，直至操作人员目视判断吸钉管111已处于螺钉孔121的正上方。

1.3逐步调整吸钉管111在Z轴的位置，使吸钉管111的底端接近工件119在螺钉孔121处的顶面，以方便后续精调时的目视判断。

坐标精调：

2.1反复观察吸钉管111在螺钉孔121上方位置，不断微调吸钉管111在X轴和Y轴的位置，直到目视估算吸钉管111的中心与螺钉孔121的中心已基本对齐。吸钉管111的中心与螺钉孔121的中心对齐：以竖向为投影方向，吸钉管111和螺钉孔121的投影的圆心重合，或者吸钉管111与螺钉孔121同轴。

2.2调整吸钉管111在Z轴的位置，使吸钉管111的底端与工件119在螺钉孔121处的顶面接触。

2.3在吸钉式自动螺钉机的系统中保存吸钉管111此时的坐标信息。

3.坐标精度验证：

使用保存的坐标信息进行螺钉安装试验，根据批量螺钉安装后的良率，推断吸钉管111与螺钉孔121是否对齐。如螺钉安装良率不达标则判定坐标定位不准，则重复坐标精调步骤及坐标精度验证步骤直至螺钉安装良率达标。

目前获取坐标信息的方法具有如下缺点。

不便操作：由于吸钉管111和工件119位于吸钉式自动螺钉机的机柜(图1中未示)内，为了较为准确观看和判断吸钉管111调整前后的位置，操作人员必须长时间将身体探入机柜内部，对吸钉管111和螺钉孔121进行近距离反复仔细观察。

坐标调试精度低：由于操作人员与吸钉管111之间存在观察角度差，且吸钉管111与螺钉孔121之间没有任何位置参照，同时机柜内缺少照明，机柜内空间狭小更限制了观察角度，使得单凭肉眼估算的方式存在较大误差。

调试效率低：由于普通目视调试精度低，坐标精调步骤及坐标精度验证步骤通常需要反复进行，造成校准时间过长，效率十分低下。

材料浪费：由于坐标精度验证步骤中，需要大量螺钉及工件119进行验证，造成材料浪费。

坐标设定精度存在误判现象：由于坐标信息完全依赖批量性螺钉安装验证良率结果进行推断，一旦螺钉质量或产品螺孔质量出现异常导致螺钉安装良率不高，就会直接影响推断结果，造成校准精度误判。

本申请提供一种校准工件119，应用到吸钉式自动螺钉机，以提高对齐吸钉管111与工件119的螺钉孔121的效率。

请参阅图2和图3。图2是本申请一实施例的校准工具中第一安装件201、光发射器205设置于吸钉管111的示意图，图中，吸钉管111半剖处理。图3是本申请一实施例的校准工具中第二安装件209、标靶213设置于工件119的示意图，图中，工件119半剖处理。

校准工具包括第一安装件201、光发射器205、第二安装件209以及标靶213。

第一安装件201具有第一柱面203。第一安装件201用于可拆卸地安装于吸气式自动锁螺钉机的吸钉管111。第一柱面203用于与吸钉管111的外壁面贴合，以限定第一安装件201在吸钉管111的径向的位置。具体地，吸钉管111的外壁面为圆柱面。第一安装件201的内壁面为第一柱面203。第一柱面203的直径与吸钉管111的外壁面的直径相等。第一柱面203与吸钉管111的外壁面贴合后，第一柱面203与吸钉管111同轴。

光发射器205设置于第一安装件201。光发射器205能够发出线状的可见光束207。可见光束207与第一柱面203同轴。光发射器205可选地为市售产品。当第一安装件201安装于吸钉管111后，光发射器205发出的可见光束207与吸钉管111同轴。在一些实施例中，可见光束207投射到标靶213上的光斑的大小可调节。

第二安装件209具有第二柱面211。第二安装件209用于可拆卸地安装于待拧螺钉的工件119。第二柱面211用于与工件119的螺钉孔121的内壁面贴合，以限定第二安装件209在螺钉孔121的径向的位置。具体地，第二安装件209为柱状，其外壁面为第二柱面211。第二柱面211的直径与螺钉孔121的小径相等。第二安装件209插设于螺钉孔121内后，第二柱面211与螺钉孔121的内壁面(内螺纹的齿顶)贴合，第二柱面211与螺钉孔121同轴。

标靶213设置于第二安装件209。标靶213的顶面具有标识215，标识215的中心P1用于反应螺钉孔121的中心的位置。

校准工具的使用方法如下：

将第一安装件201安装于吸钉管111，以及将第二安装件209安装于工件119；

使得光发射器205发出可见光束207；

调整吸钉管111在X轴和Y轴的位置，使得可见光束207照射到标靶213的标识215的中心P1；

拆除第一安装件201以及第二安装件209；

调整吸钉管111在Z轴的位置，使其底端与工件119在螺钉孔121处的顶面接触。

在吸钉式自动螺钉机的系统中保存吸钉管111此时的坐标信息。

本实施例具有如下有益效果：当可见光束207与标识215的中心对齐时，吸钉管111与螺钉孔121即对齐。通过可见光束207和标识215来辅助对齐吸钉管111与螺钉孔121，提高了效率。

通常，工件119具有多个待拧螺钉的螺钉孔121，为了获得每一个螺钉孔121的坐标信息，校准工具需要多次拆装。本实施例中，通过第一柱面203和第二柱面211，能够保证第一安装件201与吸钉管111同轴，以及能够保证第二安装件209与螺钉孔121同轴，减少了调整第一安装件201和第二安装件209的安装位置的时间，进一步地提高了效率。

在一些实施例中，第一安装件201具有磁性，并用于通过磁性吸附的方式固定于吸钉管111。具体地，吸钉管111为导磁材质制成，例如，不锈钢。采用磁性吸附的方式，更便于拆、装第一安装件201。

在一些实施例中，第一安装件201包括壳体208以及磁体209。壳体208为导磁材质制成。壳体208磁性吸附于磁体209。第一柱面203位于磁体209。光发射器205设置于壳体208。具体地，壳体208可以由不锈钢制成。在图示实施例中，壳体208为半圆柱状。壳体208的内壁面吸附于磁体209。

在一些实施例中，磁体209呈半圆环状，第一柱面203位于磁体209的内侧表面，壳体208磁性吸附于磁体209的外侧表面。安装时，将第一安装件201由吸钉管111的一侧贴附到吸钉管111的外壁面。

在一些实施例中，光发射器205可拆卸地设置于第一安装件201。具体地，第一安装件201的规格与吸钉管111的规格相匹配。吸钉式自动螺钉机在拧不同规格的螺钉时，需要更换相对应的吸钉管111。校准工具的第一安装件201可以备有多个不同规格，而光发射器205可以仅具有一个。在拧不同螺钉时，替换相对应的第一安装件201即可。

在一些实施例中，光发射器205通过磁性吸附的方式固定于第一安装件201。具体地，在图示实施例中，光发射器205的至少部分为导磁材质制成，并通过磁体213吸附于第一安装件201的内表面。

请参阅图4，图4是本申请一实施例的校准工具中第二安装件209和标靶213设置于工件119(螺钉孔121竖直)的示意图。

在一些实施例中，标靶213与第二安装件209活动连接，并能够绕第二柱面211的轴线上的参考点P2相对第二安装件209摆动，以调整标靶213的顶面的水平度。标靶213的顶面水平状态时，标识215的中心P1位于第二柱面211的轴线上。

通常，工件119安装于承载台103上后，螺钉孔121的轴线为竖直设置(如图4所示)。工件119制作过程中存有误差，导致螺钉孔121的轴线相对竖向倾斜。为纠正该误差，校准工具在使用时，需保证标靶213的顶面处于水平状态。

请参阅图5，图5是本申请一实施例的校准工具中第二安装件209和标靶213设置于工件119(螺钉孔121倾斜)的示意图，其中，左右两侧分别展示了标靶213的顶面的不同状态。

通过保证标靶213的顶面处于水平状态，可以在一定程度上确保标识215的中心更准确地反应螺钉孔121的中心。

在一些实施例中，标靶213与第二安装件209中的一者具有球面状凸起，标靶213与第二安装件209中的另一者具有球面状凹槽，球面状凸起嵌设于球面状凹槽，球面状凸起和球面状凹槽的球心形成参考点P2。

在一些实施例中，球面状凸起与球面状凹槽紧配合，以使得标靶213在无外力作用下可以相对第二安装件209固定。具体地，依靠球面状凸起与球面状凹槽的一对贴合面产生的摩擦力，保持标靶213的位置。

在一些实施例中，校准工具包括水平气泡仪，水平气泡仪设置于标靶213，用于反应标靶213的顶面的水平度。在图示实施例中，标靶213本身集成了水平气泡仪。

综上所述，本申请提供的校准工件具有如下有益效果：

校准工具安装简单。

可见光束与标识的中心位置易观察，校准人员无需长时间探身进入机柜内反复仔细观察，方便操作。

采用可见光束定位所得的坐标信息的精度远高于普通肉眼观察判断所得的坐标信息的精度，且影响精度的可见光束的光斑大小可随时进行控制。

极大地简化了获取坐标信息的步骤，大大提高了设备校准和保养效率。

无需使用批量螺钉安装良率的方式进行精度的验证，大大减少了材料浪费。

校准工具结构设计简单成本低，配件便于维护和更换，可快速适配不同型号吸钉管与螺钉孔。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本申请的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本申请权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种校准工具，其特征在于，包括：

第一安装件，所述第一安装件具有第一柱面，所述第一安装件用于可拆卸地安装于吸气式自动锁螺钉机的吸钉管，所述第一柱面用于与所述吸钉管外壁面贴合，以限定所述第一安装件在所述吸钉管的径向的位置；

光发射器，所述光发射器设置于所述第一安装件，能够发出线状的可见光束，所述可见光束与所述第一柱面同轴；

第二安装件，所述第二安装件具有第二柱面，所述第二安装件用于可拆卸地安装于待拧螺钉的工件，所述第二柱面用于与所述工件的螺钉孔的内壁面贴合，以限定所述第二安装件在所述螺钉孔的径向的位置；

标靶，所述标靶设置于所述第二安装件，所述标靶的顶面具有标识，所述标识的中心用于反应所述螺钉孔的中心的位置。

2.如权利要求1所述校准工具，其特征在于，

所述第一安装件具有磁性，并用于通过磁性吸附的方式固定于所述吸钉管。

3.如权利要求2所述校准工具，其特征在于，所述第一安装件包括：

磁体；

壳体，所述壳体为导磁材质制成，磁性吸附于所述磁体；

其中，所述第一柱面位于所述磁体，所述光发射器设置于所述壳体。

4.如权利要求3所述校准工具，其特征在于，

所述磁体呈半圆环状，所述第一柱面位于所述磁体的内侧表面，所述壳体磁性吸附于所述磁体的外侧表面。

5.如权利要求1所述校准工具，其特征在于，

所述光发射器可拆卸地设置于所述第一安装件。

6.如权利要求5所述校准工具，其特征在于，

所述光发射器通过磁性吸附的方式固定于所述第一安装件。

7.如权利要求1所述校准工具，其特征在于，

所述标靶与所述第二安装件活动连接，并能够绕所述第二柱面的轴线上的参考点相对所述第二安装件摆动，以调整所述标靶的顶面的水平度，所述标靶的顶面水平状态时，所述标识的中心位于所述第二柱面的轴线上。

8.如权利要求7所述校准工具，其特征在于，

所述标靶与所述第二安装件中的一者具有球面状凸起，所述标靶与所述第二安装件中的另一者具有球面状凹槽，所述球面状凸起嵌设于所述球面状凹槽，所述球面状凸起和所述球面状凹槽的球心形成所述参考点。

9.如权利要求8所述校准工具，其特征在于，

所述球面状凸起与所述球面状凹槽紧配合，以使得所述标靶在无外力作用下可以相对所述第二安装件固定。

10.如权利要求7所述校准工具，其特征在于，包括：

水平气泡仪，所述水平气泡仪设置于所述标靶，用于反应所述标靶的顶面的水平度。

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