[發(fā)明專利]一種人機協(xié)作浮動擰緊裝置及其工作方法

有效

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112621192B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 齊黨進;吳鈺屾;王鑫;孫存俊
• 申請（專利權）人: 上海發(fā)那科機器人有限公司
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06;B23P19/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 沈棟棟

1.一種人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，包括：

協(xié)作機器人，所述協(xié)作機器人至少具有一操作臂；

連接座，所述連接座固定安裝于所述操作臂的端部；

浮動擰緊系統(tǒng)，所述浮動擰緊系統(tǒng)固定安裝于所述連接座上；

其中，所述浮動擰緊系統(tǒng)包括：

擰緊槍，所述擰緊槍固定安裝于所述連接座上；

旋轉支撐座，所述旋轉支撐座與所述連接座固定連接；

浮動軸機構，所述浮動軸機構可轉動地套設于所述旋轉支撐座內，且所述擰緊槍的輸出軸穿過所述連接座并與所述浮動軸機構的一端連接；

批頭，所述浮動軸機構的另一端穿過所述旋轉支撐座并與所述批頭連接；

其中，所述浮動軸機構包括：

軸套，所述軸套呈圓形筒狀結構設置，所述軸套內具有一容置空間，所述軸套的一端具有一開口，所述開口連通所述容置空間設置，所述軸套的另一端與所述輸出軸連接，所述軸套可轉動地設置于所述旋轉支撐座內；

芯軸，所述芯軸沿軸向可移動地安裝于所述容置空間內，所述芯軸與所述軸套同軸設置，所述芯軸的外壁上開設有若干矩形限位槽，每一所述矩形限位槽的長度方向均平行于所述芯軸的軸向設置，所述軸套上安裝有若干波珠緊定螺釘，每一所述波珠緊定螺釘均沿所述軸套的徑向設置，每一所述波珠緊定螺釘?shù)囊欢司潭ㄓ谒鲚S套上，每一所述波珠緊定螺釘?shù)牧硪欢司苫瑒拥卦O置于所述矩形限位槽內；

轉換頭，所述轉換頭的一端固定安裝于所述芯軸的一端，且所述轉換頭穿過所述開口設置，所述轉換頭的另一端與所述批頭連接；

彈簧，所述彈簧套設于所述芯軸的外側，所述彈簧的一端與所述轉換頭靠近所述芯軸的一端固定連接，所述彈簧的另一端與所述軸套的內壁固定連接；

其中，所述連接座包括：安裝底板、連接板、安裝固定座和卡扣板，所述安裝底板呈沿水平方向設置的板狀結構，所述連接板沿豎直方向設置于所述安裝底板的上表面的中部，所述連接板的上端與所述操作臂的端部固定連接，所述連接板的中部開設有一通孔，所述擰緊槍穿過所述通孔設置，所述安裝固定座沿豎直方向固定安裝于所述安裝底板的一端的上表面，所述卡扣板通過螺釘鎖緊于所述安裝固定座上，所述擰緊槍安裝于所述安裝固定座與所述卡扣板之間，所述安裝底板的另一端沿豎直方向開設有一轉動孔，所述輸出軸沿豎直方向可轉動地穿過所述轉動孔設置，所述旋轉支撐座固定安裝于所述安裝底板的另一端的下表面；

所述軸套的一端沿軸向依次開設有第一容置槽和第二容置槽，所述第二容置槽開設于所述第一容置槽的底部，所述第二容置槽靠近所述輸出軸設置，所述第一容置槽與所述第二容置槽的截面均呈圓形設置，且所述第一容置槽的內徑大于所述第二容置槽的內徑，所述第一容置槽的一端形成所述開口，所述第一容置槽與所述第二容置槽共同形成所述容置空間，所述第一容置槽的底部形成有一環(huán)形階梯面，所述彈簧的另一端固定安裝于所述環(huán)形階梯面上，所述第一容置槽的內徑大于所述彈簧的外徑，所述第二容置槽的內徑與所述芯軸的外徑相匹配，所述芯軸可沿軸向滑動地安裝于所述第二容置槽內。

2.根據(jù)權利要求1所述的人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，所述擰緊槍為彎頭式擰緊槍，所述擰緊槍包括桿體和設置于桿體的一端的擰緊頭，所述桿體安裝于所述安裝固定座和所述卡扣板之間，所述桿體靠近所述擰緊頭的一端穿過所述通孔設置，所述輸出軸設置于所述擰緊頭的下端。

3.根據(jù)權利要求1所述的人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，所述旋轉支撐座包括：支撐套，所述支撐套內形成有一轉動空間，所述轉動空間的兩端分別固定安裝有一軸承卡環(huán)，兩所述軸承卡環(huán)相互靠近的一側上均固定安裝有一角接觸球軸承，兩所述軸承卡環(huán)和兩所述角接觸球軸承均同軸設置，兩所述軸承卡環(huán)和兩所述角接觸球軸承均套設于所述軸套的外側上。

4.根據(jù)權利要求1所述的人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，還包括：相機系統(tǒng)，所述相機系統(tǒng)固定安裝于所述安裝底板的另一端。

5.根據(jù)權利要求1所述的人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，還包括：可移動工作臺或AGV移動車，所述協(xié)作機器人的底部固定安裝于所述可移動工作臺或所述AGV移動車上。

6.一種人機協(xié)作浮動擰緊裝置的工作方法，包括上述權利要求1至5中任意一項所述的人機協(xié)作浮動擰緊裝置，其特征在于，還包括：報警裝置、工作位、輸送裝置、相機系統(tǒng)和若干待擰緊工件，所述報警裝置為警報燈，所述報警裝置與所述協(xié)作機器人連接，所述輸送裝置用于夾持一所述待擰緊工件并送入所述工作位處，所述相機系統(tǒng)設置于所述人機協(xié)作浮動擰緊裝置上；

所述工作方法具體包括如下步驟：

S1，啟動所述輸送裝置將一所述待擰緊工件送入所述工作位；

S2，所述協(xié)作機器人控制所述操作臂移動，所述操作臂帶動所述相機系統(tǒng)移動至待擰緊工件處；

S3，所述協(xié)作機器人通過所述相機系統(tǒng)獲得所述待擰緊工件的類型特征，并根據(jù)類型特征選擇合適的機器人程序，并進入步驟S4；

S4，所述操作臂移動至所述待擰緊工件的待擰緊位置，并通過所述相機系統(tǒng)對所述待擰緊工件進行進一步的定位補正；

S5，驅動所述擰緊槍通過浮動機構帶動所述批頭對所述待擰緊工件進行擰緊操作；

S6，完成所述擰緊操作后，所述協(xié)作機器人讀取所述擰緊槍的控制器的反饋值，并根據(jù)所述反饋值判斷擰緊結果是否合格，當判斷所述擰緊結果為不合格時，進入步驟S7；當判斷所述擰緊結果為合格時，進入步驟S8；

S7，所述報警裝置進行報警，并在所述協(xié)作機器人上顯示報警代碼；

S8，所述協(xié)作機器人控制操作臂移動至安全位置，等待下一所述待擰緊工件進入所述工作位，并返回至步驟S1。