[发明专利]螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置

说明书

本发明公开了一种螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置，其中，螺栓位姿检测拧紧装置包括多节旋转体、多个伸缩伺服杆、多个螺栓位姿检测仪和多个拧紧设备，多节旋转体包括中心柱和多个旋转环，多个旋转环套设在中心柱上且可绕中心柱的外周面旋转；多个伸缩伺服杆的一端分别一一对应地固定在多个旋转环的外周面上；多个用于检测和调整螺栓位姿的螺栓位姿检测仪和多个拧紧设备，部分伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个螺栓位姿检测仪固定，其余伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个拧紧设备固定。该装置能够满足任意轮盘类零件多位置螺栓的同时检测、调整和拧紧，装配质量和效率高。

技术领域

本发明涉及轮盘类零件的螺栓装配技术领域，尤其涉及一种螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置。

背景技术

轮盘类零件的螺栓孔不仅数目众多且常呈现圆周密集非对称分布的特点，现有依靠X/Y轴伺服进给拧紧枪在装配轮盘类零件时由于操作难度大而导致装配效率低下。现有的车轮多轴拧紧装置由于结构复杂且各轴之间同步控制要求高，导致该装置不能满足各轴模块化和独立性的需求，装配对象限制在螺栓孔分布对称的轮盘范围内。现有的车轮多轴拧紧装置在线调整轴的灵活性差，通常为了满足一类零件装配，先调整螺栓位置并锁定，待到装配下一类型零件时，重新调整位置。

对于自动拧紧装置而言，很少有对螺栓拧紧的位姿进行在线监测。螺栓的摆放位姿直接影响螺栓的装配质量。由于螺栓上料通常采用人工或机器辅助上料，难以保证螺栓轴线与拧紧轴轴线平行对齐，较小角度的偏差会造成螺栓装配的小倾角歪斜，该质量问题无法通过目前常用的位移-扭矩测量法识别检测，因此造成装配质量风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种螺栓位姿检测仪，实现对螺栓拧紧时的位姿进行在线监测和调整，提高螺栓的装配质量。

本发明的另一个目的在于提出一种螺栓位姿检测拧紧装置，实现对螺栓拧紧时的位姿进行在线监测、调整和拧紧，提高螺栓装配质量和装配效率。

根据本发明第一方面实施例的螺栓位姿检测仪，包括：

升降杆，所述升降杆竖向设置且可做升降运动；

可浮动调整头，所述可浮动调整头的上端与所述升降杆的底端球铰连接，以使所述可浮动调整头可沿任意角度方向做旋转运动；

位姿检测片，所述位姿检测片的上表面固定在所述可浮动调整头的底端，所述位姿检测片的下表面上环向均匀布置有多个导电片，每一所述导电片上设有电流计，多个所述导电片按顺序编号。

根据本发明第一方面实施例的螺栓位姿检测仪，在进行螺栓装配时，使螺栓位姿检测仪处在待测螺栓的正上方，升降杆匀速下降，使得位姿检测片的下表面缓慢接触待测螺栓的上表面，由于导电片可以将压力信号转换为电信号，电流计的电流值变化顺序直接反应导电片的接触顺序，利用空间几何关系可以获得螺栓位姿偏离正常位姿的空间角度。可浮动调整头根据空间角度对螺栓的位姿进行灵活调整，使得螺栓调整回正常位姿，从而提高螺栓装配的质量。

根据本发明第一方面的一个实施例，还包括外筒壳，所述外筒壳用于支撑所述升降杆，所述升降杆沿所述外筒壳的轴向方向可升降地安装在所述外筒壳中。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述导电片为压敏传感器。

根据本发明的一些实施例，所述螺栓位姿检测仪对螺栓装配位姿检测时，使所述螺栓位姿检测仪位于螺栓的正上方，所述升降杆以速度V匀速下降，待到所述导电片碰触到所述螺栓的螺帽表面，记录第一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t₁，所述升降杆继续匀速下降，记录最后一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t₂，所述螺栓的偏转角度按如下公式计算出：

其中，d为螺栓的螺帽直径，θ为螺栓位姿偏转角。