[發明專利]一種自動裝配系統的進給柔順控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010215383.X
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111381613B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 陳桂;李振華;周磊;胡詩羽;王劉銀;束嘉豪;萬其
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉林峰

本發明涉及一種自動裝配系統的進給柔順控制系統，其特征在于：包括控制器、電機驅動器、進給電機、編碼器、傳動絲桿、擰緊系統，所述控制器、電機驅動器、進給電機、傳動絲桿和擰緊系統依次連接，所述編碼器設于進給電機上，所述編碼器和電機驅動器連接。本發明的控制方法增加裝配工具與安裝螺栓的觸碰檢測，避免安裝工具與螺栓的螺紋的碰撞損傷。本發明的系統通過可配置的進給電機輸出最大扭矩，適應不同的螺栓擰緊安裝系統的進給軸的壓力需求。本發明的系統通過調整進給軸進給電機的位置增量值，自適應進給速度的需求。

技術領域

本發明涉及自動裝配控制領域，具體涉及一種自動裝配系統的進給柔順控制系統及方法。

背景技術

在批量螺栓擰緊裝配中，人工裝配存在效率低、一致性差等諸多不足，因此自動裝配是必然的技術發展方向。

在螺栓擰緊過程中，擰緊工具與螺栓可靠接觸且必須保持一定的壓力，即擰緊工具需要進給軸推進，且保持一定壓力，這種壓力保持常采用兩種方法，如中國專利申請號：CN201820798139.9，申請日：2018年5月28日，專利名稱為：六角頭螺栓自動擰緊機，該發明公開了一種六角頭螺栓自動擰緊機，采用了氣缸柔性進給機構，實現擰緊過程的進給控制。另外一種方法是采用電機驅動及彈簧保持進給軸的壓力保持，如中國專利申請號：CN201710992912.5，申請日：2017年10月23日，專利名稱為：一種螺釘擰緊裝置，該發明公開了一種螺釘擰緊裝置，進給機構能夠帶動擰緊機構沿著擰緊電機輸出軸的軸線方向來回移動，進給軸配有復位彈簧，實現進給軸的壓力保持。

上述第一種方法需要采用氣源，且在安裝不同的螺栓時，進給軸的壓力難以調整，第二種方法進給軸結構較為復雜，由于是通過彈簧實現壓力控制，同樣調整保持壓力困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種自動裝配系統的進給柔順控制系統及方法來解決現有技術中的螺栓安裝方法進給壓力難以調整和進給軸結構復雜，調整保持壓力困難的問題。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為：提供一種自動裝配系統的進給柔順控制系統，其創新點在于：包括控制器、電機驅動器、進給電機、編碼器、傳動絲桿、擰緊系統，所述控制器、電機驅動器、進給電機、傳動絲桿和擰緊系統依次連接，所述編碼器設于進給電機上，所述編碼器和電機驅動器連接。

進一步的，所述控制器和電機驅動器通過現場總線連接。

進一步的，所述控制器的結構包括增量發生器、目標位置、位置調節器和參數配置，所述增量發生器和目標位置連接，用于產生目標位置，所述增量發生器根據目標位置和編碼器的差值對目標位置進行調整，所述位置調節器連接目標位置，用于進給電機的位置控制，所述參數配置用于配置進給電機驅動器中的飽和值。

進一步的，所述位置調節器為比例調節器，允許位置控制在進給過程中有偏差。

進一步的，所述電機驅動器的結構包括速度控制、飽和值和電流控制，所述位置調節器連接速度控制，用于通過現場總線向速度控制輸出，所述速度控制、飽和值和電流控制依次連接，所述飽和值和參數配置連接，飽和值接收控制器通過現場總線傳輸來的值并通過參數配置進行大小配置，用于限制速度控制的輸出幅值，即限制進給電機輸出力矩的最大值，再將該最大值輸出到電流控制。

為解決以上技術問題，本發明還提供一種自動裝配系統的進給柔順控制方法，其創新點在于：具體步驟如下：