[發明專利]用于記錄擰緊螺絲的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310516853.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103786127A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 馬丁·路透
• 申請（專利權）人: 瑪珂系統分析和開發有限公司
• 主分類號: B25B23/00
• 分類號: B25B23/00;B25B23/147;G01B11/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及用于記錄利用手持的裝配工具完成的擰緊螺絲的一種方法和一種裝置，其中，通過該裝配工具檢測擰緊螺絲的過程中的至少一個特征值。

背景技術

這種方法和裝置由現有技術所公開，并且用于確保質量安全、例如確保在裝配車輛時的質量安全。

即使在高度自動化的制造過程中，如今也仍多是借助于手持的裝配工具、例如利用氣動的、電動或電子氣動的手持式螺絲刀手動地安裝螺絲。在此將手持的裝配工具理解為這種是由人、而非由機器人放置到螺絲上的裝配工具，但并不排除存在附加的、使裝配工具的操作變得簡單化的引導部件。在此，為確保質量安全通常期望的或必要的是，對螺絲的置入進行監控。在此已公開的是，記錄轉矩和由裝配工具在擰緊螺絲時實施的旋轉。

但原則上也值得期望的是，將置入螺絲的裝配位置記錄下來。迄今為止，螺絲刀的借助于測量技術進行的測量不能以充分的精確性和可靠性實現。在其它的手持的工具中也可能出現類似問題。

在應用設有用于進行慣性導航的傳感裝置的裝配工具時，實際上在流水線生產中產生了這一問題，即裝配對象部分地以變化的速度沿傳送帶運動，并且單個的裝配工位部分地在傳送帶方向上相對于底基運動。其中，螺絲刀例如被放置在能夠沿裝配帶滑動的旋擰工位中，這使得不能利用相對簡單的工具對相應的螺絲刀位置進行絕對確定。

發明內容

本發明的目的在于，提出使能夠利用簡單的工具以高度的精確性并且可靠地確定手持的裝配工具的位置的一種方法和一種裝置。

根據本發明，該目的通過具有權利要求1所述的特征的方法實現，并且特別是這樣實現，即從裝配工具的位置出發記下螺絲周圍環境的圖像，并且借助于圖像信息實施對旋擰位置的定位和記錄。

本發明基于這一認識，即在從工具的放置位置直到應用位置的空間內的導航是非常困難并且花費高昂，這是由于裝配對象是運動的，并且慣性導航僅能提供有限的精確性。因此根據本發明提出，從裝配工具的位置出發記下螺絲周圍環形的圖像，并且借助于圖像信息實施對旋擰位置的定位和記錄，并且將檢測到的擰緊過程的特征值與這樣記錄下的旋擰位置聯系起來。

本發明的有利的實施方式在附圖的說明以及從屬權利要求中進行說明。

根據第一種有利的實施方式，能夠在擰緊過程結束后記下圖像，這能夠通過所檢測的擰緊過程的特征值、例如旋轉的數量和/或最大轉矩來確定。

用于進行圖像處理和圖像分析的投入能夠通過另一種有利的實施方式大大降低，在該實施方式中，在裝配工具遠離擰緊螺絲的位置并且被帶入預定的觸發區域內后記下圖像。也就是說，如果螺絲被擰緊并且緊接著取走螺絲刀的話，該運動便能夠被慣性導航裝置識別。在螺絲刀被取走后，隨后能夠拍攝圖像，在這些圖像中公開了工具在螺絲頭上方的哪一高度上。借助于通常通過三個加速度接收器來實現的慣性導航裝置，集成在螺絲刀中的傳感裝置也能夠感應出圖像是從哪一方向拍攝的。通過這種方式能夠將在該時間點上僅包含主要信息、即螺絲和它鄰近的周圍環境的圖像進行分類。

通過檢測擰緊螺絲的過程中的特征值、即測量在整條路徑上的旋轉、轉角和/或轉矩，能夠得出是否已將螺絲旋入的結論。通過在應用拍攝的在空間中的已知方向的情況下根據本發明來簡化圖像分析，能夠快速地對旋擰位置進行歸類。在完成了對旋擰位置的定位和驗證后，便能將該旋擰位置記錄下來。隨后便又可將所拍攝的圖像刪除，以便將待儲存的數據量保持在較低水平。

根據另一種有利的實施方式，從相對于螺旋軸的方向來看，在裝配工具被帶入預定的間隔區域內和預定的角度范圍內后，可以記下圖像。換句話說，即當裝配工具與旋轉軸之間具有一定距離，并且相對于旋轉軸處于一定的角度位置上時，則記下圖像。由于間隔區域和角度范圍可參數化，能夠使觸發范圍與裝配工人的情況相適應，由此基于自動的圖像刪除不會額外地增加裝配工人的負擔。借助于裝配工具的慣性導航裝置能夠確定何時到達了觸發區域。

在此可能有利的是，為了對旋擰位置進行定位，也檢測裝配工具是由何人操作的。通過這種方式可以兼顧考慮到操作螺絲刀的工人是慣用右手或者是慣用左手，這是由于在這兩種情況下握持螺絲刀的方式是不同的，而這則可能導致圖像的背景稍有差異。