[發明專利]高鎖螺母安裝機器人末端執行器及其高鎖螺母安裝方法

有效

• 申請號: 201810066622.2
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108284316B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 姜杰鳳
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學錢江學院
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了高鎖螺母安裝機器人末端執行器及其高鎖螺母安裝方法。高鎖螺母通過人工來完成裝配的勞動強度大、安裝效率低。本發明高鎖螺母安裝機器人末端執行器，包括底座、進給裝置、安裝裝置和螺母輸送裝置。進給裝置包括進給驅動組件、導軌、滾珠絲桿和后滑座。安裝裝置包括套筒扳手、同步帶、旋擰驅動組件、主動同步帶輪、從動同步帶輪、止動進退板、花鍵軸、后退氣缸、扭矩傳感器、止動軸、支撐箱和花鍵座。螺母輸送裝置包括氣動卡爪、換位氣缸、輸送管道、裝料氣缸、套筒支撐座、前滑座、安裝板、第一連接板和第二連接板。本發明能夠完成高鎖螺母的輸送、換位、旋擰和六角頭卸料動作，自動化程度高。

技術領域

本發明屬于機械制造及其自動化技術領域，具體涉及一種高鎖螺母安裝機器人末端執行器及其高鎖螺母安裝方法。

背景技術

飛機裝配連接中，大量應用高鎖螺栓和高鎖螺母。高鎖螺母由圓螺母和六角頭兩段組成，中間有一細頸斷槽。高鎖螺母擰緊時，內六角套筒扳手卡在螺母六角頭上，外六角止動工具插入高鎖螺栓尾部的內六角孔進行止動，套筒扳手旋轉擰緊螺母，達到螺母設計預緊力時，螺母上的斷頸槽被擰斷，高鎖螺母安裝完成。以往這一任務主要通過人工來完成裝配，勞動強度大、安裝效率低；也有采用自動化鉆鉚機來進行安裝的，但是設備體型大、對裝配空間開敞性要求較高、缺乏靈活性和柔性。借助機器人對高鎖螺母進行安裝可實現自動化和柔性化，但鑒于高鎖螺母安裝的復雜性，需要一種巧妙的機器人末端執行器來達到自動化安裝的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高鎖螺母安裝機器人末端執行器及其高鎖螺母安裝方法。

本發明高鎖螺母安裝機器人末端執行器，包括底座、進給裝置、安裝裝置和螺母輸送裝置。所述的進給裝置包括進給驅動組件、導軌、滾珠絲桿和后滑座。所述的導軌固定在底座上。所述的滾珠絲桿支承在底座上。所述的后滑座與導軌構成滑動副。固定在后滑座上的螺母與滾珠絲桿構成螺旋副。所述的滾珠絲桿由進給驅動組件驅動。

所述的安裝裝置包括套筒扳手、同步帶、旋擰驅動組件、主動同步帶輪、從動同步帶輪、止動進退板、花鍵軸、后退氣缸、扭矩傳感器、止動軸、支撐箱和花鍵座。所述的支撐箱固定在后滑座上。所述的主動同步帶輪及從動同步帶輪均支承在支撐箱內。主動同步帶輪與從動同步帶輪通過同步帶連接。從動同步帶輪的中心位置開設有讓位通孔。主動同步帶輪由旋擰驅動組件驅動。所述的套筒扳手中空設置。套筒扳手的內端與從動同步帶輪固定。

所述的止動軸設置在套筒扳手內。止動軸的內端穿過從動同步帶輪上的讓位通孔，并與扭矩傳感器的一根輸入軸固定。扭矩傳感器的另一根輸入軸與花鍵軸的一端固定。花鍵軸的中部與花鍵座通過滑動花鍵連接。花鍵軸的另一端與止動進退板固定。后退氣缸固定在后滑座上。后退氣缸的活塞桿與止動進退板固定。

所述的螺母輸送裝置包括氣動卡爪、換位氣缸、輸送管道、裝料氣缸、套筒支撐座、前滑座、安裝板、第一連接板和第二連接板。所述的前滑座與導軌構成滑動副，與裝料氣缸固定。裝料氣缸的活塞桿與底座固定。套筒支撐座固定在前滑座上。套筒支撐座上的支撐孔與套筒扳手構成圓柱副。所述的換位氣缸固定在前滑座上。輸送管道的輸入端與固定在支撐箱上的第一輸送支撐座構成圓柱副，輸出端與固定在換位氣缸上的第二輸送支撐座固定。第二輸送支撐座上固定有霍爾傳感器。

所述換位氣缸的活塞桿與安裝板固定。所述的安裝板上固定有第一連接板。第一連接板上開設有n個滑孔，n≥2。n個滑孔與n根導向桿分別構成滑動副。導向桿的側面設置有環形凸起。其中一根導向桿上套置有彈簧。彈簧設置在第一連接板與對應導向桿的環形凸起之間。n根導向桿遠離環形凸起的那端均與第二連接板固定。第一連接板上固定有光電傳感器。光電傳感器的檢測頭朝向第二連接板。所述的氣動卡爪安裝在第二連接板上。氣動卡爪的兩個活動手爪靠近輸送管道的側面上均開設有夾持槽。兩個夾持槽與兩個活動手爪的夾持面分別連通。

進一步地，所述的進給驅動組件包括進給伺服電機和連接座。所述的連接座固定在導軌的一端。所述的進給伺服電機固定在連接座上。進給伺服電機的輸出軸與滾珠絲桿的一端固定。