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专利号: 2018110271008
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种装配自动生产线螺栓拧紧单元设备,其特征在于:包括自动传送线(1)以及螺栓拧紧作业机器人(3),所述螺栓拧紧作业机器人(3)上固定安装有自动位姿定位装置(2),所述自动传送线(1)上放置有装配部件工装组合(4),所述自动传送线(1)包括支架(1-1),所述支架(1-1)水平面上相对应的两侧各安装有一个万向球台(1-2),两个所述万向球台(1-2)彼此背离的一侧均安装有柱流利条(1-3),两个所述万向球台(1-2)上、两个柱流利条(1-3)之间共同放置有装配部件工装组合(4),所述装配部件工装组合(4)在两个所述万向球台(1-2)上、两个柱流利条(1-3)之间滑动,所述支架(1-1)上还安装有链传动组件(1-4),所述链传动组件(1-4)安装在所述万向球台(1-2)的下方,所述链传动组件(1-4)的传动链的传动方向与装配部件工装组合(4)的滑动方向一致,所述链传动组件(1-4)的传动链上还固定有推块(1-5),所述推块(1-5)推动装配部件工装组合(4)在两个万向球台(1-2)上、两个柱流利条(1-3)之间滑动,所述螺栓拧紧作业机器人(3)包括有机架(3-1)和工作台(3-6),所述机架(3-1)上固定有直线移动装置B(3-2),所述直线移动装置B(3-2)位于所述自动传送线(1)上方且所述直线移动装置B(3-2)的移动滑台的移动方向为向下朝向或者向上远离自动传送线(1),所述直线移动装置B(3-2)的移动滑台末端还安装有旋转机械手(3-3),所述旋转机械手(3-3)的末端安装有套筒扳手(3-4),所述工作台(3-6)位于所述自动传送线(1)下方,所述工作台(3-6)上表面还固定有弹性万向球台(3-5),所述弹性万向球台(3-5)的台面与所述万向球台(1-2)的台面在同一水平面上,所述弹性万向球台(3-5)的台面两侧与两个所述柱流利条(1-3)相对应的位置也设置有柱流利条并与所述弹性万向球台(3-5)的台面两侧两个所述柱流利条(1-3)分别对接成为整体,所述直线移动装置B(3-2)的移动滑台末端还安装有超声波位移传感器C(3-7),超声波位移传感器C(3-7)的测头与所述直线移动装置B(3-2)的移动滑台的移动方向平行。

2.根据权利要求1所述的装配自动生产线螺栓拧紧单元设备,其特征在于:所述自动位姿定位装置(2)包括安装在所述机架(3-1)侧面且位于自动传送线(1)上方的直线移动装置A(2-1),所述直线移动装置A(2-1)的移动滑台的移动方向为向下朝向或者向上远离自动传送线(1),所述直线移动装置A(2-1)的移动滑台的末端还固定有框架(2-5),所述框架(2-5)设置为“凹”状,所述框架(2-5)的凹槽底部朝向装配部件工装组合(4),所述框架(2-5)凹槽底部安装有电磁铁(2-3),所述电磁铁(2-3)的工作面与自动传送线的运动方向垂直,所述框架(2-5)凹槽的两侧壁对应的位置均安装有弹性万向球(2-4),所述框架(2-5)上还安装有非接触位移传感器A(2-2),所述非接触位移传感器A(2-2)的测头安装方向与装配部件工装组合(4)的滑动方向平行。

3.根据权利要求2所述的装配自动生产线螺栓拧紧单元设备,其特征在于:所述装配部件工装组合(4)包括滑动放置在两个所述万向球台(1-2)上、两个柱流利条(1-3)之间的随行工装底板(4-3),所述随行工装底板(4-3)上表面安装有装配部件(4-1),所述装配部件(4-1)上表面具有螺纹孔,所述装配部件(4-1)的螺纹孔内插有待拧紧螺栓(4-2),所述装配部件(4-1)朝向所述框架(2-5)的一侧面还安装有随行工装定位凸块(4-4)。

4.根据权利要求3所述的装配自动生产线螺栓拧紧单元设备,其特征在于:所述随行工装定位凸块(4-4)靠近所述框架(2-5)的一面为c面,c面与所述电磁铁(2-3)相配合,所述随行工装定位凸块(4-4)的侧面分别为a面和b面,a面和b面平行且其之间的宽度L3与自动位姿定位装置(2)的两个弹性万向球(2-4)之间距离L4相对应,且宽度L3大于两个弹性万向球(2-4)均伸出时之间的距离,小于两个弹性万向球(2-4)均完全缩回时之间的距离,所述随行工装定位凸块(4-4)的顶部记为d面且d面与a面、b面和c面垂直。

5.一种装配自动生产线螺栓拧紧单元设备的使用方法,其特征在于,采用权利要求4所述的装配自动生产线螺栓拧紧单元设备,具体按照以下步骤实施:

步骤1,根据预设的直线移动装置A行程指令,自动位姿定位装置(2)的直线移动装置A(2-1)向下移动至非接触位移传感器A(2-2)感知到装配部件工装组合(4)的随行工装定位凸块(4-4)的c面位置高度信息后停止移动;

步骤2,自动传送线(1)利用链传动组件(1-4)及推块(1-5)将装配部件工装组合(4)推送到螺栓拧紧作业机器人(3)的弹性万向球台(3-5)上,根据自动位姿定位装置(2)的非接触位移传感器A(2-2)感知装配部件工装组合(4)的随行工装定位凸块(4-4)的c面位置预设信息,当到达预设位置时,链传动组件(1-4)停止动作,推块(1-5)停止推送装配部件工装组合(4),电磁铁(2-3)通电将随行工装定位凸块(4-4)的c面吸合,同时随行工装定位凸块(4-

4)的a面、b面挤压进自动位姿定位装置(2)的两个弹性万向球(2-4)之间,装配部件工装组合(4)在螺栓拧紧作业机器人(3)的弹性万向球台(3-5)上实现自动位姿定位,螺栓拧紧作业机器人(3)的套筒扳手(3-4)自动对准待拧紧螺栓(4-2);

步骤3,螺栓拧紧作业机器人(3)的直线移动装置B(3-2)向下移动,使其套筒扳手(3-4)压紧待拧紧螺栓(4-2)上,然后根据超声波位移传感器C(3-7)感知随行工装定位凸块(4-4)的d面位置预设信息,当达到预设位置时,电磁铁(2-3)断电放开,同时直线移动装置A(2-1)的移动滑台向上移动至原位;

步骤4,螺栓拧紧作业机器人(3)的旋转机械手(3-3)旋转驱动套筒扳手(3-4)旋转,将待拧紧螺栓(4-2)拧紧,当旋转机械手(3-3)的驱动扭矩达到预设的扭矩值,旋转机械手(3-

3)停止转动,螺栓拧紧的作业机器人(3)的直线移动装置B(3-2)向上移动,返回原位。