[发明专利]一种集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统在审

专利信息
申请号: 202011509975.9 申请日: 2020-12-19
公开(公告)号: CN112548554A 公开(公告)日: 2021-03-26
发明(设计)人: 刘志峰;陈建洲;许静静;杨聪彬;李龙飞;刘康 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: B23P19/06 分类号: B23P19/06;B25J15/00;B25J13/08
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 沈波
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 集成 传感 测距 机器人 螺栓 拧紧 系统
【说明书】:

发明公开了一种集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统,其包括底座,所述的底座上设有螺栓拧紧机构,所述螺栓拧紧机构包括伺服电机、减速器、传动轴和模块拧紧机构,所述螺栓拧紧机构能够提供螺栓拧紧所需的驱动力,所述的模块拧紧机构可以根据螺栓型号进行选择安装;所述的底座上设有螺栓对中机构,所述的螺栓对中机构包括四个测距传感器和测距传感器信息处理模块,通过四个测距传感器进行距离检测获得四个当前距离值,与期望姿态时的四个期望距离值相比进行当前对中螺栓拧紧机姿态调整,完成螺栓精准对中;所述的底座上有相机底座,所述的相机底座上固定有相机和光源,所述的相机和光源可以获取螺栓孔的尺寸信息和位置信息。

技术领域

本发明涉及机器人轴孔自动装配技术,具体涉及一种集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统。

背景技术

螺栓连接是一种常见的固定连接方法,螺栓连接具有结构简单,连接可靠和拆装方便等众多特点,在汽车,航空航天和大型机电设备等众多领域得到广泛应用。目前,进行螺栓连接工作主要通过人工拧紧或者固定在一个工位上的螺栓拧紧机进行拧紧。通过人工手持各种工具进行螺栓拧紧的方式,不仅劳动重复率高,生产效率低而且螺栓拧紧精度和可靠性并不高。通过固定在一个工位上的螺栓拧紧机进行拧紧工作,往往只是针对某一特定产品装配拧紧进行设计,应用对象局限性高,并且生产线柔性化较低。

随着机器人技术的发展,利用机器人集成系统进行自动化螺栓拧紧工作是提升产品装配质量和生产效率的关键途径。工业机器人装配作业具有精度高,柔顺性好和工作范围大等优点,采用末端装有螺栓拧紧机的工业机器人进行螺栓装配维修工作,既可有效提升装配质量和装配作业效率,同时也可以大大降低人工劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于,针对解决现有技术中存在上述问题的缺点,提出一种集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统,

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供一种集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统,实现数字化,柔性化的螺栓拧紧装配,其特征在于,该集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统包括底座,所述机架上设有相机底座;

螺栓拧紧机构,所述的螺栓拧紧固定在底座上,包括提供驱动扭矩的伺服电机、减速器、传动轴和模块化螺栓夹持机构;

螺栓对中机构,所述的螺栓对中机构固定在底座上,其包括设置在传动轴四周的四个测距传感器和设置在减速器下方的测距传感器信息处理模块;

图像采集机构,所述的图像采集机构固定在相机底座上,其包括设置的CCD相机和相机视觉光源。

所述的减速器一端与伺服电机相连接,另一端与传动轴相连接;所述的传动轴下端与模块化螺栓夹持机构相连接;所述的模块化螺栓夹持机构内部设置有可以吸附与该模块螺栓夹持机构对应型号螺栓的永磁铁。

所述的四个测距传感器设置在底座的同一平面上,相邻两个测距传感器之间夹角呈九十度布置;所述的测距传感器信息处理模块上方与减速器相连接,下方通过垫板与底座相连接。

所述的相机固定在相机底座上,相机光轴与传动轴轴线互相平行;所述的光源位于相机的左下方,光源的轴线与相机光轴位于同一直线上。

本发明通过相机和光源采集螺栓孔的尺寸信息和位置信息,从而选取相对应装配螺栓的模块化螺栓夹持机构,在四个测距传感器精准测距下实现螺栓准确对中与拧紧工作。

本发明还提出来一种基于上述集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统的控制方法,其步骤如下:

1)通过相机对需要进行拧紧装配的螺栓孔进行图像采集并处理计算,获取螺栓孔的尺寸信息和位置信息;

2)根据螺栓孔尺寸信息从螺栓夹持机构库中选取并装上对应的螺栓夹持机构;

3)通过机器人驱动集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统,将夹持有螺栓的集成多传感测距的机器人螺栓拧紧系统运动至螺栓孔的上方;

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