CN109227104A - 一种扭矩控制拧螺栓方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扭矩控制拧螺栓方法，属于工业装配技术领域，包括直角坐标螺栓机、标定板以及相连的控制***，包括如下步骤：按照标定板固定工件，对各分组进行组内编号，螺纹分组包括图纸识别分组、示教识别分组、视觉识别分组或者螺栓头分组并对各分组进行组内编号；控制***对所有组别的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划；人工手动将螺栓预拧在工件上的螺纹孔中；直角坐标螺栓机回零；选择套筒，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓。本发明通过图纸识别分组、示教识别分组、视觉识别分组和螺栓头分组对螺纹或者螺栓头进行分组编号以及通过控制***规划拧螺栓路径，从而达到快速拧螺栓的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种拧螺栓方法，特别是涉及一种扭矩控制拧螺栓方法，属于工业装配技术领域。
背景技术
控制螺栓的预紧力有两种方法：拉力控制法和扭矩控制法，拉力控制法是使用液压拉伸器将螺栓拉伸到一定的长度再轻松地拧紧螺母，此时螺栓发生弹性变形而产生预紧力，而扭矩控制法是使用拧紧机、电动扭矩扳手、气动扭矩扳手、液压扭矩扳手、手动扭矩扳手来控制螺栓的预紧力。
但是在工业流水线上采用人工扭力，速度慢，浪费时间，工作效率低下，因而需要一套自动拧螺栓的方法，能够自动识别螺纹孔和螺栓头的位置，来控制拧螺栓的顺序，提高工作效率。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种扭矩控制拧螺栓方法，通过图纸识别分组、示教识别分组、视觉识别分组和螺栓头分组对螺纹或者螺栓头进行分组编号以及通过控制***规划拧螺栓路径，从而达到快速拧螺栓的目的。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种扭矩控制拧螺栓方法，包括直角坐标螺栓机、标定板以及与直角坐标螺栓机相连的控制***，直角坐标螺栓机上设有三轴联动，三轴联动包括X轴、设置在X轴上的Y轴、设置在Y轴上的Z轴以及在Z轴一端的C轴，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板固定工件；
步骤2：对所有工件上螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行螺纹分组及组别编号，并对各分组进行组内编号，螺纹分组包括图纸识别分组、示教识别分组和视觉识别分组；
或，对所有工件上的螺栓头进行螺栓头分组、组别编号，并对各分组进行组内编号；
步骤3：控制***对所有组别的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划；
步骤4：人工手动将螺栓预拧在工件上的螺纹孔中；
步骤5：直角坐标螺栓机回零；
步骤6：选择套筒，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓。
优选的是，示教识别分组为人工操作一次直角坐标螺栓机，然后由控制***记录运动轨迹，先按照组内顺序人工手动示教，再按照组别顺序人工手动示教。
优选的是，直角坐标螺栓机上设有工业相机以及与工业相机相连的视觉***，工业相机对标定板范围内的工件进行拍照，生成图像，视觉识别分组为视觉***根据图像识别出若干种规格的螺纹进行分组及编号。
优选的是，直角坐标螺栓机上设有工业相机、与工业相机相连的视觉***、上位***以及导入上位***内的工件图纸，图纸上设有零件轮廓和标志点，上位***识别图纸上的所有螺纹，视觉***对标定板进行拍照，寻找工件轮廓和标志点，工件轮廓用于确定工件偏移角度，标志点用于确定零件偏移位置，上位***通过矩阵运算，算出工件坐标系和图纸坐标系的关系，形成对应关系，视觉识别分组为上位***对图纸上的螺纹进行分组及编号。
优选的是，直角坐标螺栓机上设有工业相机以及与工业相机相连的视觉***，视觉***通过工业相机对工件拍照，识别螺栓头、螺栓头中心位置和螺栓头角度，然后对识别出来的螺栓头进行螺栓头分组及编号。
优选的是，根据螺纹分组或者螺栓头分组将螺纹或者螺栓头分为若干分组，并对每一分组内的螺纹或者螺栓头进行编号，所有编号均不相同。
优选的是，路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对所有分组按照大小顺序拧螺栓；
其次控制***对每一分组内部的所有的螺纹或者螺栓头进行编号以及整体路径规划，按照顺序编号为：
第1组：1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：3-1、3-2、3-3、3-4；
按照交叉方式进行路径规划为：
第1组，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
优选的是，距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴下使能，松弛紧密贴合的套筒和螺栓头，使套筒顺利上升到安全高度，按照交叉方式顺序拧完每一分组内的螺栓。
优选的是，扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
采用距离控制拧螺栓将每一分组的螺栓拧完后，首先三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴经过安全高度，C轴直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴下使能，松弛紧密贴合的套筒和螺栓头，使套筒可以顺利上升，使Z轴上升到安全高度，按照交叉方式顺序拧完每一分组内的螺栓。
优选的是，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
本发明的有益技术效果：
本发明提供的扭矩控制拧螺栓方法，包括四种拧螺丝的方法：图纸识别分组、示教识别分组、视觉识别分组以及螺栓头分组，能够快速准确的找到螺纹和螺栓位置，并采用距离控制和扭矩控制拧螺丝，能够牢固的拧螺丝。
本发明提供的扭矩控制拧螺栓方法，直角坐标螺栓机在使用伺服和控制伺服电机的过程中使用下使能，在拧螺丝过程中，可以有效避让因为定位不准导致XY轴受力，到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴下使能，可以松弛紧密贴合的套筒和螺栓头，保证套筒可以顺利上升，上升到安全高度，通过下使能，解决了长期以来困扰工业装配领域的拧螺丝难题。
附图说明
图1为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的流程示意图；
图2为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的整体结构示意图；
图3为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的拧螺栓高度示意图；
图4为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的螺纹分组编号示意图；
图5为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的工件轮廓示意图；
图6为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的偏移后的工业轮廓示意图；
图7为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的图像识别流程示意图；
图8为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的视觉识别流程示意图；
图9为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的示教识别流程示意图；
图10为按照本发明的扭矩控制拧螺栓方法的一优选实施例的螺栓头识别流程示意图；
图中：4-直角坐标螺栓机，41-X轴，42-Y轴，43-Z轴，44-C轴，45-工业相机，46-套筒，47-标定板，48-工件，49-第1组，50-第2组，51-第3组。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1-图7所示，本实施例提供的扭矩控制拧螺栓方法，包括直角坐标螺栓机4、标定板47以及与直角坐标螺栓机4相连的控制***，直角坐标螺栓机4上设有三轴联动，三轴联动包括X轴41、设置在X轴41上的Y轴42、设置在Y轴42上的Z轴43以及在Z轴43一端的C轴44，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板47固定工件48，如图5和图6所示，工件任意角度和位置固定在标定板上；
步骤2：直角坐标螺栓机4上设有工业相机45、与工业相机45相连的视觉***、上位***以及导入上位***内的工件48图纸，向上位***导入工件图纸，图纸上有零件轮廓和标志点，上位***可以识别图纸上的所有螺纹，上位***通过矩阵运算，算出工件坐标系和图纸坐标系的关系，形成对应关系，对所有螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行螺纹分组及组别编号，并对各分组进行组内编号，即图纸识别分组；
步骤3：控制***对所有组别的螺纹进行整体路径规划；
步骤4：人工手动将螺栓预拧在工件48上的螺纹孔中；
步骤5：直角坐标螺栓机4回零；
步骤6：选择套筒46，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓；
在本实施例中，如图1-图7所示，根据图纸识别分组将螺纹分为第1组49、第2组50和第3组51，其组内分组为：
第1组：6个M12，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：4个M8，2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：4个M6，3-1、3-2、3-3、3-4。
在本实施例中，如图1-图7所示，路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对第1组49、第2组50和第3组51按照顺序拧螺栓；
其次控制***对每一组别内部的所有的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划，按照交叉方式进行路径规划：
第1组49，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组50，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组51，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图7所示，距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到1-1螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴42伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒46，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46顺利上升到安全高度；
再去三轴联动定位到1-4螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-3螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-6螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-2螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
最后三轴联动定位到1-5螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图7所示，采用距离控制拧螺栓，将一组6个螺栓拧完后，按照交叉顺序扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，C轴44直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒46会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴42伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46可以顺利上升，使Z轴43上升到安全高度；
在本实施例中，如图1-图7所示，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒46或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
实施例2：
如图1-图4和图8所示，本实施例提供的扭矩控制拧螺栓方法，包括直角坐标螺栓机4、标定板47以及与直角坐标螺栓机4相连的控制***，直角坐标螺栓机4上设有三轴联动，三轴联动包括X轴41、设置在X轴41上的Y轴42、设置在Y轴42上的Z轴43以及在Z轴43一端的C轴44，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板47固定工件48；
步骤2：直角坐标螺栓机4上设有工业相机45以及与工业相机45相连的视觉***，工业相机45对标定板47范围内的工件48进行拍照，生成图像，视觉识别分组为视觉***根据图像进行识别对所有工件48上螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行螺纹分组及组别编号，并对各分组进行组内编号；
步骤3：控制***对所有组别的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划；
步骤4：人工手动将螺栓预拧在工件48上的螺纹孔中；
步骤5：直角坐标螺栓机4回零；
步骤6：选择套筒46，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓；
在本实施例中，如图1-图4和图8所示，根据视觉识别分组将螺纹分为第1组、第2组和第3组，其组内分组为：
第1组：6个M12，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：4个M8，2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：4个M6，3-1、3-2、3-3、3-4。
在本实施例中，如图1-图4和图8所示，路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对第1组、第2组和第3组按照顺序拧螺栓；
其次控制***对每一组别内部的所有的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划，按照交叉方式进行路径规划：
第1组，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图8所示，距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到1-1螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴42伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒46，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46顺利上升到安全高度；
再去三轴联动定位到1-4螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-3螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-6螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-2螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
最后三轴联动定位到1-5螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图8所示，采用距离控制拧螺栓，将一组6个螺栓拧完后，按照交叉顺序扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，C轴44直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒46会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴42伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46可以顺利上升，使Z轴43上升到安全高度；
在本实施例中，如图1-图4和图8所示，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒46或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
实施例3：
如图1-图4和图9所示，本实施例提供的扭矩控制拧螺栓方法，包括直角坐标螺栓机4、标定板47以及与直角坐标螺栓机4相连的控制***，直角坐标螺栓机4上设有三轴联动，三轴联动包括X轴41、设置在X轴41上的Y轴42、设置在Y轴42上的Z轴43以及在Z轴43一端的C轴44，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板47固定工件48；
步骤2：对所有工件48上螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行示教识别分组及组别编号；
步骤3：控制***对所有组别的螺纹进行整体路径规划：人工操作一次直角坐标螺栓机，然后由控制***记录运动轨迹，先按照组内顺序人工手动示教，再按照组别顺序人工手动示教；
步骤4：人工手动将螺栓预拧在工件48上的螺纹孔中；
步骤5：直角坐标螺栓机4回零；
步骤6：选择套筒46，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓；
在本实施例中，如图1-图4和图9所示，根据螺纹分组将螺纹分为第1组、第2组和第3组，其组内分组为：
第1组：6个M12，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：4个M8，2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：4个M6，3-1、3-2、3-3、3-4。
在本实施例中，如图1-图4和图9所示，路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对第1组、第2组和第3组按照顺序拧螺栓；
其次控制***对每一组别内部的所有的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划，按照交叉方式进行路径规划：
第1组，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图9所示，距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到1-1螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴42伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒46，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46顺利上升到安全高度；
再去三轴联动定位到1-4螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-3螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-6螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-2螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
最后三轴联动定位到1-5螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图9所示，采用距离控制拧螺栓，将一组6个螺栓拧完后，按照交叉顺序扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，C轴44直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒46会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴42伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46可以顺利上升，使Z轴43上升到安全高度；
在本实施例中，如图1-图4和图9所示，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒46或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
实施例4：
如图1-图4和图10所示，本实施例提供的扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：包括直角坐标螺栓机4、标定板47以及与直角坐标螺栓机4相连的控制***，直角坐标螺栓机4上设有三轴联动，三轴联动包括X轴41、设置在X轴41上的Y轴42、设置在Y轴42上的Z轴43以及在Z轴43一端的C轴44，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板47固定工件48；
步骤2：对所有工件48上螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行螺纹分组及组别编号，并对各分组进行组内编号，螺纹分组包括图纸识别分组、示教识别分组和视觉识别分组；
步骤3：对所有工件48上的螺栓头进行螺栓头分组、组别编号，并对各分组进行组内编号；
步骤4：控制***对所有组别的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划；
步骤5：人工手动将螺栓预拧在工件48上的螺纹孔中；
步骤6：直角坐标螺栓机4回零；
步骤7：选择套筒46，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓；
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，直角坐标螺栓机4上设有工业相机45以及与工业相机45相连的视觉***，视觉***通过工业相机对工件拍照，识别螺栓头、螺栓头中心位置和螺栓头角度，然后对识别出来的螺栓头进行螺栓头分组及编号。
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，根据螺栓头分组将螺栓头分为第1组、第2组和第3组，其组内分组为：
第1组：6个M12，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：4个M8，2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：4个M6，3-1、3-2、3-3、3-4。
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对第1组、第2组和第3组按照顺序拧螺栓；
其次控制***对每一组别内部的所有的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划，按照交叉方式进行路径规划：
第1组，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到1-1螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴42伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒46，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46顺利上升到安全高度；
再去三轴联动定位到1-4螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-3螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-6螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
再去三轴联动定位到1-2螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓；
最后三轴联动定位到1-5螺栓正上方，按照距离控制拧螺栓。
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，采用距离控制拧螺栓，将一组6个螺栓拧完后，按照交叉顺序扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴43经过安全高度，C轴44直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒46会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴42伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴42受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴44下使能，松弛紧密贴合的套筒46和螺栓头，使套筒46可以顺利上升，使Z轴43上升到安全高度；
在本实施例中，如图1-图4和图10所示，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒46或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
在上述四个实施例中，如图3所示，安全高度非常重要，如果1-1拧完了六角头仍然在套筒中，Z轴不上升到安全高度，直接三轴联动定位到1-4，会发生碰撞，如果第1组拧完了1-5螺栓头还在套筒中，不上升到安全高度，直接三轴联动定位到2-1，会发生碰撞，为了保证安全，所有上下动作和三轴联动定位，都必须经过安全高度，在安全高度上。
在上述四个实施例中，如图1-图10所述所示，拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手以及螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽或者一字槽螺栓头，是上述四个实施例中的优选方案，三轴以上的机械式包括六轴等机械式或者其他类型的机械手均适用于本发明，其他类型螺栓、螺纹、套筒以及扳手也适用于本发明。
综上所述，在上述若干实施例中，上述实施例提供的扭矩控制拧螺栓方法，根据产品的结构特点来提供若干个如何找到螺纹位置和螺栓头位置的方法，能够快速准确的对螺纹和螺栓头进行定位，以及如何距离控制和扭矩控制拧螺丝的方法，根据不同的轴位和数量，一次操作即可拧完所有螺丝。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：包括直角坐标螺栓机、标定板以及与直角坐标螺栓机相连的控制***，直角坐标螺栓机上设有三轴联动，三轴联动包括X轴、设置在X轴上的Y轴、设置在Y轴上的Z轴以及在Z轴一端的C轴，包括如下步骤：
步骤1：按照标定板固定工件；
步骤2：对所有工件上螺纹的规格、螺纹的位置坐标、螺纹的数量，进行螺纹分组及组别编号，并对各分组进行组内编号，螺纹分组包括图纸识别分组、示教识别分组和视觉识别分组；
或，对所有工件上的螺栓头进行螺栓头分组及组别编号，并对各分组进行组内编号；
步骤3：控制***对所有组别的螺纹或者螺栓头进行整体路径规划；
步骤4：人工手动将螺栓预拧在工件上的螺纹孔中；
步骤5：直角坐标螺栓机回零；
步骤6：选择套筒，依次对螺纹分组或者螺栓头分组按照交叉顺序拧螺栓，采用对角拧螺栓，分两次拧：第一遍距离控制拧螺栓，第二遍扭矩控制拧螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：示教识别分组为人工操作一次直角坐标螺栓机，然后由控制***记录运动轨迹，先按照组内顺序人工手动示教，再按照组别顺序人工手动示教。
3.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：直角坐标螺栓机上设有工业相机以及与工业相机相连的视觉***，工业相机对标定板范围内的工件进行拍照，生成图像，视觉识别分组为视觉***根据图像识别出若干种规格的螺纹进行分组及编号。
4.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：直角坐标螺栓机上设有工业相机、与工业相机相连的视觉***、上位***以及导入上位***内的工件图纸，图纸上设有零件轮廓和标志点，上位***识别图纸上的所有螺纹，视觉***对标定板进行拍照，寻找工件轮廓和标志点，工件轮廓用于确定工件偏移角度，标志点用于确定零件偏移位置，上位***通过矩阵运算，算出工件坐标系和图纸坐标系的关系，形成对应关系，视觉识别分组为上位***对图纸上的螺纹进行分组及编号。
5.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：直角坐标螺栓机上设有工业相机以及与工业相机相连的视觉***，视觉***通过工业相机对工件拍照，识别螺栓头、螺栓头中心位置和螺栓头角度，然后对识别出来的螺栓头进行螺栓头分组及编号。
6.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：根据螺纹分组或者螺栓头分组将螺纹或者螺栓头分为若干分组，并对每一分组内的螺纹或者螺栓头进行编号，所有编号均不相同。
7.根据权利要求6所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：路径规划包括：
首先控制***按照螺纹大小顺序或则螺栓头大小顺序进行路径规划，对所有分组按照大小顺序拧螺栓；
其次控制***对每一分组内部的所有的螺纹或者螺栓头进行编号以及整体路径规划，按照顺序编号为：
第1组：1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6；
第2组：2-1、2-2、2-3、2-4；
第3组：3-1、3-2、3-3、3-4；
按照交叉方式进行路径规划为：
第1组，按照1-1、1-4、1-3、1-6、1-2、1-5的顺序拧螺栓；
第2组，按照2-1、2-3、2-4、2-2的顺序拧螺栓；
第3组，按照3-1、3-3、3-4、3-2的顺序拧螺栓。
8.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：距离控制拧螺栓的步骤如下：
首先三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴经过安全高度，然后下降到起拧高度，螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线，XY轴伺服下使能，当视觉识定位别存在误差时，有效保证六角螺栓头滑进套筒，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴受力；到达距离控制触发高度时，旋转轴C轴下使能，松弛紧密贴合的套筒和螺栓头，使套筒顺利上升到安全高度，按照交叉方式顺序拧完每一分组内的螺栓。
9.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：扭矩控制拧螺栓，包括如下步骤：
采用距离控制拧螺栓将每一分组的螺栓拧完后，首先三轴联动定位到螺栓正上方，Z轴经过安全高度，C轴直接旋转到距离控制触发时的角度，然后下降到距离控制触发时的高度，使套筒会准确套进螺栓头；螺旋插补下降拧螺栓，螺旋下降的插补等于螺栓的螺旋线；XY轴伺服下使能，在拧螺栓过程中，有效避让因为定位不准导致XY轴受力；到达设定扭矩时，旋转轴C轴下使能，松弛紧密贴合的套筒和螺栓头，使套筒可以顺利上升，使Z轴上升到安全高度，按照交叉方式顺序拧完每一分组内的螺栓。
10.根据权利要求1所述的一种扭矩控制拧螺栓方法，其特征在于：拧螺栓的机械手为SCARA类型、直角坐标机械手类型或六轴关节机械手类型的三轴以上的机械手；螺栓为内六角螺栓头、六角头螺栓头、十字槽螺栓头或者一字槽螺栓头，每一种螺栓头都有相配套套筒或者扳手，可以安装在机械手末端去执行。
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