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一种智能柔性螺栓拧紧控制系统、方法及装置
2024-09-20 23:32:39
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返回列表本发明涉及智能装备领域，尤其涉及一种智能柔性螺栓拧紧控制系统、方法及装置。
1、螺栓连接是工业上十分常用的零部件连接方式。当前，螺栓拧紧可分为人工、半自动和全自动三种方式。在人工方式中，工人手持扳手进行拧紧操作，不仅工作强度大，而且难以控制拧紧力矩。在半自动方式中，工人手持气动或电动拧紧枪进行拧紧操作，能够有效减轻工作量，较好地控制拧紧力矩。在全自动方式中，由机器人或专用机构带动拧紧枪进行作业，不需要人工干预，能够显著提高螺栓拧紧效率和拧紧质量。
2、然而，当前的全自动螺栓拧紧装置针对的是特定零部件的特定规格的螺栓连接。当零部件变动或螺栓规格不同时，需要对全自动螺栓拧紧装置重新进行编程与调校后才能开始新的作业。因此，当前的全自动螺栓拧紧装置柔性较差，难以适应智能制造环境下和个性化消费所要求的多品种、小批量产品的定制化生产需要。
1、为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种智能柔性螺栓拧紧控制系统、方法及装置。
6、伺服拧紧轴，设置在所述连接板上，用于拧紧螺栓，所述伺服拧紧轴的末端设有用于夹持螺栓套筒的夹持机构；
8、控制模块，用于控制所述机器人携带所述工业相机运动至零部件上方，以使所述工业相机采集零部件图像信息，控制所述机器人携带所述伺服拧紧轴运动至所述卡槽上方，以使所述伺服拧紧轴夹取所述螺栓套筒，控制所述机器人携带所述伺服拧紧轴运动至零部件上方，以使所述伺服拧紧轴拧紧螺栓。
9、进一步地，所述控制模块包括总控制器、控制机器人的第一控制器、控制工业相机的第二控制器、控制伺服拧紧轴的第三控制器、控制套筒支架的第四控制器；
10、所述总控制器通过以太网分别与所述第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器连接。
11、进一步地，所述总控制器中存储有安全位置、拍照位置、套筒支架各个卡槽位置的坐标；所述安全位置为机器人末端中心点所要到达的预设位置，所述拍照位置为工业相机镜头外端面中心点所要到达的预设位置，所述套筒支架各个卡槽位置是伺服拧紧轴下端面中心点所要到达的对应于各个卡槽的预设位置。
12、总控制器能够协调各个机构的动作，即由总控制器安排机器人、工业相机、伺服拧紧轴、套筒支架的动作顺序，发布动作开始指令，各机构控制器向总控制器汇报指令完成情况。所述安全位置、拍照位置、套筒支架各个卡槽位置的坐标由用户设定并存储于总控制器中，各套筒编号、规格及其所对应的卡槽编号等信息也由用户设定并存储于总控制器中。
18、控制机器人携带工业相机运动至零部件上方的拍照位置，以使工业相机采集零部件图像信息；
24、进一步地，所述检测到待拧紧的零部件托盘进入螺栓拧紧作业区的方法，包括：
25、设置光电传感器，零部件托盘进入螺栓拧紧作业区时触发光电开关；或者，
27、设置机械限位开关，零部件托盘进入螺栓拧紧作业区时触发机械限位开关。
29、通过读码器获取贴附在零部件托盘上的二维码信息，根据二维码信息获取螺栓规格及螺栓数量；或者，
30、通过rfid读写器获取贴附在零部件托盘上的rfid标签信息，根据rfid标签信息获取螺栓规格及螺栓数量；或者，
31、通过条码扫描器获取贴附在零部件托盘上的条码信息，根据条码信息查询总控制器内存储的螺栓规格及螺栓数量。
34、若夹有螺栓套筒，判断当前被夹持螺栓套筒规格是否与所需螺栓套筒规格一致，若一致，此步操作完成；若不一致，先控制机器人携带伺服拧紧轴运动至当前被夹持螺栓套筒对应的卡槽位置，释放当前被夹持的螺栓套筒，再制机器人携带伺服拧紧轴运动至所需螺栓套筒对应的卡槽位置，夹取所需螺栓套筒；
35、若没有夹持螺栓套筒，控制机器人携带伺服拧紧轴运动至所需螺栓套筒对应的卡槽位置，夹取所需螺栓套筒。
36、进一步地，所述螺栓拧紧位置位于螺栓中心线上方，其与螺栓上端面的距离由用户设定。
41、当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
42、本发明的有益效果是：本发明通过结合机器人、工业相机、伺服拧紧轴和套筒支架，能够实现自动更换套筒、自动识别拧紧位置、自动执行拧紧操作，满足多种零部件的智能柔性螺栓拧紧需要。
2.根据权利要求1所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制系统，其特征在于，所述控制模块包括总控制器、控制机器人的第一控制器、控制工业相机的第二控制器、控制伺服拧紧轴的第三控制器、控制套筒支架的第四控制器；
3.根据权利要求2所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制系统，其特征在于，所述总控制器中存储有安全位置、拍照位置、套筒支架各个卡槽位置的坐标；所述安全位置为机器人末端中心点所要到达的预设位置，所述拍照位置为工业相机镜头外端面中心点所要到达的预设位置，所述套筒支架各个卡槽位置是伺服拧紧轴下端面中心点所要到达的对应于各个卡槽的预设位置。
5.根据权利要求4所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制方法，其特征在于，所述检测到待拧紧的零部件托盘进入螺栓拧紧作业区的方法，包括：
6.根据权利要求4所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制方法，其特征在于，所述获取所需螺栓规格及螺栓数量，包括：
7.根据权利要求4所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制方法，其特征在于，所述更换螺栓套筒，包括：
8.根据权利要求4所述的一种智能柔性螺栓拧紧控制方法，其特征在于，所述螺栓的拧紧位置，其特征在于：
本发明公开了一种智能柔性螺栓拧紧控制系统、方法及装置，其中系统包括：机器人，机器人的末端设有连接板；工业相机，设置在连接板上，用于采集零部件的图像信息；伺服拧紧轴，设置在连接板上，用于拧紧螺栓，伺服拧紧轴的末端设有用于夹持螺栓套筒的夹持机构；套筒支架，设有多个卡槽，每个卡槽内放置一种规格的螺栓套筒；控制模块，用于控制机器人携带工业相机运动至零部件上方，采集零部件图像信息，控制机器人携带伺服拧紧轴运动至卡槽上方，夹取螺栓套筒，控制机器人携带伺服拧紧轴运动至零部件上方，拧紧螺栓。本发明通过能够实现自动更换套筒、自动识别拧紧位置、自动执行拧紧操作，满足多种零部件的智能柔性螺栓拧紧需要。
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