[發(fā)明專利]一種面向智能裝配的定位系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610319756.1
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105834708B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢曉明;樓佩煌;朱立群;武星;屠嘉晨;孫穎
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;G01B7/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種面向智能裝配的定位系統(tǒng)及其工作方法，其屬于自動化裝配技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

智能制造首先就要求制造工具具有智能化，對裝配而言，對裝配定位系統(tǒng)的智能化具有以下要求：首先裝配定位系統(tǒng)不僅能精確輸出可設(shè)置的輸出扭矩和裝配時間，還要求能按照裝配工藝要求對預(yù)先定義裝配順序，并且在裝配過程中始終控制裝配人員嚴(yán)格按預(yù)先定義的順序進(jìn)行裝配。為了確保裝配質(zhì)量，還要求裝配過程中保證裝配工具和裝配面的垂直度，從而確保裝配過程中螺釘和孔在裝配過程中不出現(xiàn)錯牙和受力不均產(chǎn)生裝配應(yīng)力甚至使產(chǎn)品報廢。同時裝配定位工具還能實(shí)時采集裝配中所有的數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄，便于工藝優(yōu)化和質(zhì)量追溯。最后要求裝配定位系統(tǒng)的使用能更人性化，降低勞動強(qiáng)度。現(xiàn)有的在自動化裝配領(lǐng)域內(nèi)的專利如專利號CN201520586423.6所公開的專利能實(shí)現(xiàn)自動擰緊螺絲，對輸出扭矩進(jìn)行控制，而專利號CN201420522514.9所示的專利在實(shí)現(xiàn)自動擰緊螺絲、對輸出扭矩進(jìn)行控制同時還能進(jìn)行自動送料，但兩者均無法控制裝配節(jié)拍，對裝配過程進(jìn)行監(jiān)控，對多孔裝配不能根據(jù)工藝要求定義并控制孔的裝配順序，也無法將采集到的信息進(jìn)行存儲和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于根據(jù)智能制造的發(fā)展要求，針對目前裝配系統(tǒng)中的問題，提出了一種面向智能裝配的定位系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)可以集裝配、定位和檢測于一體，其最大的特點(diǎn)在于：(1)可以定義孔裝配的先后順序，即對某些多孔的工件，可以使其按指定的順序進(jìn)行裝配，以防不恰當(dāng)?shù)陌惭b順序?qū)е卵b配體的受力不均；(2)可以對輸出的轉(zhuǎn)矩以及裝配時間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而保證裝配的質(zhì)量和效率；(3)由于采用橫向定位機(jī)構(gòu)，可以保證裝配工具垂直于裝配面，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠避免人工手持裝配工具時無法保證裝配工具和裝配面的垂直，從而導(dǎo)致裝配過程中出現(xiàn)螺紋錯牙等問題。該方法從技術(shù)層面確保了工藝的正確性。同時，由于采用了平衡器，可使裝配機(jī)構(gòu)在豎直方向任意位置保持平衡，從而可避免操作者一直手持工具，使整個裝配過程中幾乎不耗體力。另外，結(jié)合傳感技術(shù)和控制技術(shù)，可實(shí)時監(jiān)控裝配過程，對不滿足要求的裝配進(jìn)行實(shí)時報警，進(jìn)而可減少后期的檢測時間同時保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。而且，其系統(tǒng)布局方便，輸送線和能源利用率高，是一種智能型的裝配定位系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種面向智能裝配的定位系統(tǒng)，包括基座、豎直導(dǎo)柱、豎直直線軸承、頂端固定塊、設(shè)有引出鋼絲的平衡器、橫架、橫向直線軸承、橫導(dǎo)柱、夾緊頭、裝配工具、橡膠固定圈、旋轉(zhuǎn)傳感器、磁尺直線位移傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器固定機(jī)構(gòu)、磁尺直線位移傳感器固定機(jī)構(gòu)、機(jī)械定位塊，以及系統(tǒng)控制器，所述豎直導(dǎo)柱支撐于基座上，所述頂端固定塊連接在豎直導(dǎo)柱的一末端上，旋轉(zhuǎn)傳感器連接在頂端固定塊上，兩個平衡器分別固定在頂端固定塊的兩側(cè)，所述豎直直線軸承與平衡器通過引出鋼絲相連接，所述橫架和豎直直線軸承安裝固定于一起，豎直直線軸承和豎直導(dǎo)柱相配合，所述橡膠固定圈套設(shè)于豎直導(dǎo)柱上，所述橫架和橫向直線軸承安裝固定于一起，所述夾緊頭安裝固定于橫導(dǎo)柱的一末端，用于固定裝配工具，所述機(jī)械定位塊固定于橫導(dǎo)柱的另一末端，所述系統(tǒng)控制器與磁尺直線位移傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器相連，所述磁尺直線位移傳感器與橫架及橫向直線軸承固定在一起，以進(jìn)行橫向位移的測量，所述磁尺直線位移傳感器和旋轉(zhuǎn)傳感器構(gòu)成系統(tǒng)的信息采集，并將信息傳送給系統(tǒng)控制器，所述平衡器位于頂端固定塊和豎直直線軸承之間。

進(jìn)一步地，所述橫向直線軸承包括兩個直線軸承，橫向直線軸承中的兩個直線軸承與橫導(dǎo)柱相配合，構(gòu)成橫向運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述夾緊頭由兩個通過螺母連接于一起的半圓組成。

本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種面向智能裝配的定位系統(tǒng)的工作方法，包括如下步驟：

(一).根據(jù)自動化裝配線上的待裝配工序和待定位和檢測的工序，尤其是一個工位上有幾個甚至多個有嚴(yán)格先后順序裝配要求的裝配定位過程，此時根據(jù)需求，橫架和橫導(dǎo)柱的相對位移以及豎直導(dǎo)柱和豎直直線軸承的相對轉(zhuǎn)動，從而定位到相應(yīng)的位置進(jìn)行裝配，并進(jìn)行檢測；

(二).根據(jù)采集到的幾組數(shù)據(jù)判斷有先后要求的工序是否滿足指定的要求，數(shù)據(jù)的采集由磁尺直線位移傳感器和旋轉(zhuǎn)傳感器完成，而信息的處理和判斷則由和磁尺直線位移傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器相連的系統(tǒng)控制器完成，整個機(jī)械模塊和控制模塊的配合從而完成裝配定位系統(tǒng)的裝配、定位和檢測過程。

本發(fā)明具有如下有益效果：