CN106217017A - 一种区域化自动定位锁螺丝机器人及螺丝锁付方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域化自动定位锁螺丝机器人。所述区域化自动定位锁螺丝机器人将锁螺丝机器人的工作平面分为多个区域，所述区域化自动定位锁螺丝机器人包括设置在每个区域内的一个电批，驱动电批在对应区域内移动的驱动装置，设置在工作平面上方对螺丝孔进行识别的视觉识别***，以及根据视觉识别***识别的螺丝孔参数控制驱动装置将对应电批移动至目标位置的控制***；每个电批由一个独立的驱动装置驱动移动至目标位置。本发明将工作平面区域化、小型化，电批自动定位更加快速、精准。

Description

一种区域化自动定位锁螺丝机器人及螺丝锁付方法

技术领域

本发明涉及一种区域化自动定位锁螺丝机器人及螺丝锁付方法，属于螺丝锁付设备领域。

背景技术

目前3C行业有很大一部分的工作都是螺丝锁付的工作，而且现在大部分厂家还都是采用人工来进行锁付，这就需要大量的人员来进行螺丝锁付工作。

随着城市工业化进程的快速发展，消费水平不断提高，致使人力成本的不断上升，中国廉价劳动力大幅减少、人力成本不断攀升。同时务工人员的结构也发生了根本变化。现在的劳动者都有了一定文化基础，他们对工作较为挑剔，追求生活的品质，工作条件稍不如意或是心情不好，就可能立马换工作。多种原因加在一起造成了现在好多企业产生了严重的用工荒。

目前国内的生产厂家普遍采用手持式的螺丝机来进行螺丝的锁付工作，手持式的锁付方式主要存在一下问题：

1、对准螺丝孔靠人工，易造成锁偏、锁歪、滑脱、损坏产品外观的问题；

2、因为锁嘴比锁头要大，对于部分工件所付时可能会影响视线妨碍对位；

3、螺钉是否锁紧OK靠人工判断，无检测装置，品质易受操作者人为因素的影响；

4、对于深孔、圆弧面、靠边和靠墙的孔不能使用或使用很不方便；

5、锁紧工具比普通的电批重，操作比普通工具费力，工人的熟练程度不同，使用效果也不同，效率和质量差别也较大。

6、劳动强度，工人长时间工作易产生疲劳，易造成漏锁、浮牙、滑牙等品质问题；

7、效率慢，一次性只能锁付一颗。

由此，行业研发了一种坐标式的自动螺丝机，这种螺丝机相比于手持式螺丝机，坐标式更加智能化，但是这种类型效率慢，一次性只有一个电批工作，跟手持式的一样一次只能锁付一颗螺丝。

后来，行业内出现了一种多轴式的自动螺丝机，如中国实用新型专利CN201320788059.2公开的一种双电批多供料器自动锁螺丝机，该自动锁螺丝机包括机座，在机座的中部设有Y轴移动机构，Y轴移动机构上设有两组夹具，在机座上设有横梁，横梁设于Y轴移动机构中间位置的上方，在Y轴移动机构首尾两端的左右两侧至少设有两组对称设置的螺丝供应机构，在横梁上设有X轴移动机构，X轴机构的前后两侧设有两组锁付机构，两组锁付机构相互背向设置，每组锁付机构包括与X轴机构连接的锁付固定座，在锁付固定座上设有Z轴驱动机构，Z轴驱动机构连接依次有柔性装置、电批、批头以及吸咀组件，在横梁的侧边设有手持式操作控制***。这种多轴式螺丝机可以多电批同时工作，但是电批间距不能自动调整，只能针对单一的产品，当切换产品的时候，需要很长的时间周期去针对相应的产品去调整电批的间距。

发明内容

本发明旨在提供一种区域化自动定位锁螺丝机器人及螺丝锁付方法，该自动定位锁螺丝机器人将工作平面区域化、小型化，使其能更加快速、精准的自动定位。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种区域化自动定位锁螺丝机器人，其结构特点是，将锁螺丝机器人的工作平面分为多个区域，所述区域化自动定位锁螺丝机器人包括设置在每个区域内的一个电批，驱动电批在对应区域内移动的驱动装置，设置在工作平面上方对螺丝孔进行识别的视觉识别***，以及根据视觉识别***识别的螺丝孔参数控制驱动装置将对应电批移动至目标位置的控制***；每个电批由一个独立的驱动装置驱动移动至目标位置。

由此，本发明创造性地将整个工作平面的区域化、小型化，再加上视觉镜头的应用，能够自动识别和提取产品表面螺丝孔的位置、特征等参数，然后再控制驱动装置驱动对应的电批移动，使电批能够更加快速、精准的自动定位到目标位置。

此外，本发明各个电批间互不干涉，互相独立的，一个电批坏了不影响其他的，其他的电批仍然可以继续工作。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

本发明的区域化自动定位锁螺丝机器人还包括供料机，该供料机具有与电批数量对应的轨道。

根据本发明的实施例，所述锁螺丝机器人的工作平面分为四个区域，四个区域呈田字形布置。本发明的工作平面区域化、小型化，使其能更加快速、精准的自动定位。

本发明的电批优选采用直角坐标轴的方式移动至目标位置，每个驱动装置包括驱动对应电批横向移动的X伺服电机和驱动对应电批纵向移动的Y伺服电机。

本发明中，优选所述视觉识别***获取的螺丝孔参数包括螺丝孔的数量、规格和坐标位置参数。

优选地，所述视觉识别***为视觉镜头，视觉镜头能自动识别螺丝孔位，自动提取特征参数，并反馈给控制***。

优选地，所述控制***为PLC控制***，该PLC控制***分别与驱动装置和视觉识别***通信。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的区域化自动定位锁螺丝机器人进行螺丝锁付方法的方法，其包括如下步骤：

S1、锁螺丝机器人的工作平面分为多个区域，每个电批负责一个区域的螺丝锁付，且每个电批只在自己所负责的区域内移动和工作，每个电批都是由一个单独的驱动装置驱动，在各自的区域内移动到目标位置；所述锁螺丝机器人的工作平面上方安装有视觉识别***，用于不同产品的螺丝孔位进行识别和特征提取，获取产品上的螺丝孔的数量、规格和坐标位置参数，并将上述参数反馈至控制***；

S2、控制***在经过运算处理之后，发出指令，通过控制相应的驱动装置驱动对应的电批快速移动到目标坐标位置，实现快速自动定位；

S3、通过相应的电批将螺丝锁付到螺丝孔中，完成螺丝锁付操作。

本发明的螺丝规格的多样化，可以同时进行四种规格螺丝的锁付工作，每个电批都可以根据螺丝规格单独进行调整和参数设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、多个电批同时工作，提高生产效率，减少人工，节约成本；

2、视觉镜头的应用，使其时能自动识别螺丝孔位，自动提取特征参数；

3、工作平面区域化，使其能更加快速、精准的自动定位；

4、降低工人的劳动强度，极大的改善了工人的工作环境；

5、高智能化，无人化作业，检测、锁付、定位、送料等功能全部实现自动化；

6、电批间互不干涉，互相独立的，一个电批坏了不影响其他的，其他的仍然可以继续工作；

7、螺丝规格的多样化，可以同时进行四种规格螺丝的锁付工作，每个电批都可以根据螺丝规格单独进行调整和参数设置。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图。

在图中

1-第一区域；2-第二区域；3-第三区域；4- 第四区域；5-第一电批；6-第二电批；7-第三电批；8-第四电批；9-第一X伺服电机；10-第一Y伺服电机；11-第二X伺服电机；12-第二Y伺服电机；13-第三X伺服电机；14-第三Y伺服电机；15-第四X伺服电机；16-第四Y伺服电机。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种四轴区域化快速自动定位锁螺丝机器人，主要用于电子产品螺丝的锁付，不同的产品由于螺丝孔位置不同，当产品类型较多时，需要频繁调整打螺丝枪的位置，传统打螺丝机采用的是人工根据零件螺丝孔位置手动调节螺钉枪位置，调节周期很长，而且调节范围受自身机械机构的限制。本发明能解决目前传统的自动螺丝机的问题，它能自动获取目标工件的各螺丝孔的坐标位置，然后自动调整相应的电批速度运行到目标位置完成目标工件的螺丝锁付工作，而且能在各自所负责的区域无限制的移动，互相之间没有干涉。其最多可满足4个电批的同时锁付工作。

利用上述四轴区域化快速自动定位锁螺丝机器人进行螺丝锁付的方法，包括如下步骤：

如图1所示，本发明的机器人将其整个的工作平面分为四个均衡的区域，就类似于平面坐标系的四个象限。每个电批负责一个区域，而且每个电批只在自己所负责的区域内移动和工作，与其他区域的电批互不干涉、互不影响。每个电批都是由一个单独的伺服电机驱动，在各自的区域内沿平面直角坐标轴移动到目标位置。本发明在机器人工作台面上方安装有视觉镜头，能对不同产品的螺丝孔位进行识别和特征提取，获取产品上螺丝孔的数量，坐标位置参数，并将螺丝孔信息参数反馈到控制***。

本发明的控制***在经过运算处理之后，发出指令，通过控制4个伺服电机控制对应的4个电批快速移动到目标坐标位置，实现快速自动定位。

最后将螺丝锁付到螺丝孔中，完成打螺丝操作。

综上所述，本发明由于整个工作平面都分为了四个相同的小区域，相比于传统的方式，本发明能够更加快速、精准的定位到目标点位，提高效率。由于各电批之间的独立性，当其中一个出现故障报错或其他问题的时候，不会影响到其他的电批，仍然可以继续工作。每个电批都可以对应一种规格的螺丝，可以同时进行四种规格螺丝的锁付。并且可以根据每个螺丝规格的大小单独对电批进行扭力等参数的设置。四种规格的螺丝都可以通过一个供料机来供料。供料机共设有四个轨道，每个轨道对应一种螺丝，轨道可以根据螺丝的不同进行相应的调节。

本实施例的每个电批都只在自己负责的区域内移动，负责这一区域螺丝的锁付工作。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，将锁螺丝机器人的工作平面分为多个区域，所述区域化自动定位锁螺丝机器人包括设置在每个区域内的一个电批，驱动电批在对应区域内移动的驱动装置，设置在工作平面上方对螺丝孔进行识别的视觉识别***，以及根据视觉识别***识别的螺丝孔参数控制驱动装置将对应电批移动至目标位置的控制***；每个电批由一个独立的驱动装置驱动移动至目标位置。

2.根据权利要求1所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，还包括供料机，该供料机具有与电批数量对应的轨道。

3.根据权利要求1所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，所述锁螺丝机器人的工作平面分为四个区域，四个区域呈田字形布置。

4.根据权利要求1-3之一所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，每个驱动装置包括驱动对应电批横向移动的X伺服电机和驱动对应电批纵向移动的Y伺服电机。

5.根据权利要求1-3之一所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，所述视觉识别***获取的螺丝孔参数包括螺丝孔的数量、规格和坐标位置参数。

6.根据权利要求1-3之一所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，所述视觉识别***为视觉镜头。

7.根据权利要求1-3之一所述的区域化自动定位锁螺丝机器人，其特征在于，所述控制***为PLC控制***，该PLC控制***分别与驱动装置和视觉识别***通信。

8.一种利用权利要求1-7之一所述的区域化自动定位锁螺丝机器人进行螺丝锁付方法的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、锁螺丝机器人的工作平面分为多个区域，每个电批负责一个区域的螺丝锁付，且每个电批只在自己所负责的区域内移动和工作，每个电批都是由一个单独的驱动装置驱动，在各自的区域内移动到目标位置；所述锁螺丝机器人的工作平面上方安装有视觉识别***，用于不同产品的螺丝孔位进行识别和特征提取，获取产品上的螺丝孔的数量、规格和坐标位置参数，并将上述参数反馈至控制***；

S2、控制***在经过运算处理之后，发出指令，通过控制相应的驱动装置驱动对应的电批快速移动到目标坐标位置，实现快速自动定位；

S3、通过相应的电批将螺丝锁付到螺丝孔中，完成螺丝锁付操作。