[发明专利]一种面向智能装配的定位系统及其工作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种面向智能装配的定位系统及其工作方法，其属于自动化装配技术领域。

背景技术：

智能制造首先就要求制造工具具有智能化，对装配而言，对装配定位系统的智能化具有以下要求：首先装配定位系统不仅能精确输出可设置的输出扭矩和装配时间，还要求能按照装配工艺要求对预先定义装配顺序，并且在装配过程中始终控制装配人员严格按预先定义的顺序进行装配。为了确保装配质量，还要求装配过程中保证装配工具和装配面的垂直度，从而确保装配过程中螺钉和孔在装配过程中不出现错牙和受力不均产生装配应力甚至使产品报废。同时装配定位工具还能实时采集装配中所有的数据，进行记录，便于工艺优化和质量追溯。最后要求装配定位系统的使用能更人性化，降低劳动强度。现有的在自动化装配领域内的专利如专利号CN201520586423.6所公开的专利能实现自动拧紧螺丝，对输出扭矩进行控制，而专利号CN201420522514.9所示的专利在实现自动拧紧螺丝、对输出扭矩进行控制同时还能进行自动送料，但两者均无法控制装配节拍，对装配过程进行监控，对多孔装配不能根据工艺要求定义并控制孔的装配顺序，也无法将采集到的信息进行存储和处理，进而实现智能化。

发明内容：

本发明的目的在于根据智能制造的发展要求，针对目前装配系统中的问题，提出了一种面向智能装配的定位系统及其工作方法，该系统可以集装配、定位和检测于一体，其最大的特点在于：(1)可以定义孔装配的先后顺序，即对某些多孔的工件，可以使其按指定的顺序进行装配，以防不恰当的安装顺序导致装配体的受力不均；(2)可以对输出的转矩以及装配时间进行严格的控制，从而保证装配的质量和效率；(3)由于采用横向定位机构，可以保证装配工具垂直于装配面，其优点在于能够避免人工手持装配工具时无法保证装配工具和装配面的垂直，从而导致装配过程中出现螺纹错牙等问题。该方法从技术层面确保了工艺的正确性。同时，由于采用了平衡器，可使装配机构在竖直方向任意位置保持平衡，从而可避免操作者一直手持工具，使整个装配过程中几乎不耗体力。另外，结合传感技术和控制技术，可实时监控装配过程，对不满足要求的装配进行实时报警，进而可减少后期的检测时间同时保证了产品的质量。而且，其系统布局方便，输送线和能源利用率高，是一种智能型的装配定位系统。

本发明采用如下技术方案：一种面向智能装配的定位系统，包括基座、竖直导柱、竖直直线轴承、顶端固定块、设有引出钢丝的平衡器、横架、横向直线轴承、横导柱、夹紧头、装配工具、橡胶固定圈、旋转传感器、磁尺直线位移传感器、旋转传感器固定机构、磁尺直线位移传感器固定机构、机械定位块，以及系统控制器，所述竖直导柱支撑于基座上，所述顶端固定块连接在竖直导柱的一末端上，旋转传感器连接在顶端固定块上，两个平衡器分别固定在顶端固定块的两侧，所述竖直直线轴承与平衡器通过引出钢丝相连接，所述横架和竖直直线轴承安装固定于一起，竖直直线轴承和竖直导柱相配合，所述橡胶固定圈套设于竖直导柱上，所述横架和横向直线轴承安装固定于一起，所述夹紧头安装固定于横导柱的一末端，用于固定装配工具，所述机械定位块固定于横导柱的另一末端，所述系统控制器与磁尺直线位移传感器、旋转传感器相连，所述磁尺直线位移传感器与横架及横向直线轴承固定在一起，以进行横向位移的测量，所述磁尺直线位移传感器和旋转传感器构成系统的信息采集，并将信息传送给系统控制器，所述平衡器位于顶端固定块和竖直直线轴承之间。

进一步地，所述横向直线轴承包括两个直线轴承，横向直线轴承中的两个直线轴承与横导柱相配合，构成横向运动。

进一步地，所述夹紧头由两个通过螺母连接于一起的半圆组成。

本发明还采用如下技术方案：一种面向智能装配的定位系统的工作方法，包括如下步骤：

(一).根据自动化装配线上的待装配工序和待定位和检测的工序，尤其是一个工位上有几个甚至多个有严格先后顺序装配要求的装配定位过程，此时根据需求，横架和横导柱的相对位移以及竖直导柱和竖直直线轴承的相对转动，从而定位到相应的位置进行装配，并进行检测；

(二).根据采集到的几组数据判断有先后要求的工序是否满足指定的要求，数据的采集由磁尺直线位移传感器和旋转传感器完成，而信息的处理和判断则由和磁尺直线位移传感器、旋转传感器相连的系统控制器完成，整个机械模块和控制模块的配合从而完成装配定位系统的装配、定位和检测过程。

本发明具有如下有益效果：