CN113172410A - 自动拧紧设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车装备制造技术领域，具体涉及一种拧紧设备。自动拧紧设备，包括主体基架，还包括：拧紧枪，用于拧紧螺栓；活动组件，带动拧紧枪做直线运动；快换盘，用于与机器人可拆卸连接；活动组件和快换盘均固定在主体基架上，拧紧枪固定在活动组件上；通过与快换盘连接的机器人带动拧紧枪行至预设的白车身拧紧孔位后，通过预设的拧紧行程驱动活动组件做直线运动，驱动拧紧枪转动，带动拧紧枪对拧紧工位上的螺栓进行自动拧紧工作。本发明可将拧紧枪牢牢地固定住，既可以保证拧紧枪的强度又可以保证精度，以实现机器人自动打钉的目的。

Description

自动拧紧设备

技术领域

本发明属于汽车装备制造技术领域，具体涉及一种拧紧设备。

背景技术

拧紧螺栓的连接工艺是焊装车间一种新的连接方法，在一定条件下，可代替点焊无法完成的连接。比如，四层板及以上的连接，空腔下的连接等，都无法通过点焊完成，但可以用拧紧螺栓来实现连接。

现有的拧紧枪只能通过人工操作，无法固定在机器人上，即汽车焊装车间无法实现机器人自动拧紧。

发明内容

本发明针对汽车焊装车间在使用拧紧枪拧紧螺栓来实现连接时，只能通过人工操作的技术问题，目的在于提供一种自动拧紧设备。

自动拧紧设备，包括主体基架，还包括：

拧紧枪，用于拧紧螺栓；

活动组件，带动所述拧紧枪做直线运动；

快换盘，用于与机器人可拆卸连接；

所述活动组件和所述快换盘均固定在所述主体基架上，所述拧紧枪固定在所述活动组件上；

通过与所述快换盘连接的机器人带动所述拧紧枪行至预设的白车身拧紧孔位后，通过预设的拧紧行程驱动所述活动组件做直线运动，驱动拧紧枪转动，所述拧紧枪对拧紧工位上的螺栓进行自动拧紧工作。

所述活动组件，包括：

直线气缸，其直线运动方向与所述拧紧枪上的套筒的轴向一致；

直线滑轨，其长度方向与所述直线气缸的直线运动方向一致；

所述直线气缸和所述直线滑轨均固定于所述主体基架上。

所述直线滑轨的承载力距是360Nm。

还包括：

抱箍结构，用于固定所述拧紧枪，一端与所述直线气缸的活塞杆连接，下侧与滑块连接，通过所述直线气缸的活塞杆从而驱动所述滑块在所述直线滑轨上运动。

所述抱箍的定位孔根据所述拧紧枪的枪身直径确定，所述抱箍的精度等级为H7，能精确保证所述拧紧枪的安装精度。

还包括：

控制单元，远离所述主体基架设置，用于接收检测信号和发送控制信号；

阀岛，与所述控制单元有线或无线通讯，用于发送检测信号或接收控制信号，根据所述控制信号控制所述活动组件的运动及所述拧紧枪的工作状态；

第一气缸压力表，用于检测所述直线气缸在所述拧紧枪拧紧螺栓时的工作压力，并将检测得到的打钉压力信息进行显示及传输给所述阀岛。

所述主体基架侧边设有控制室，所述阀岛设置在所述控制室内，所述阀岛设置在所述控制室内，所述阀岛通过电缆分别与所述控制单元和所述拧紧枪的控制端连接。

还包括：

送钉设备，用于将螺栓送至预设取钉位置；

通过所述机器人带动所述拧紧枪行至预设取钉位置后，所述拧紧枪取钉，取钉完成后，通过所述机器人带动所述拧紧枪行至白车身拧紧孔位。

还包括：

第二气缸压力表，用于检测所述直线气缸在所述拧紧枪取钉时的工作压力，并将检测得到的取钉压力信息进行显示及传输给所述阀岛；

由所述控制单元远程控制所述拧紧枪在取钉和拧紧螺栓时的压力不同，优选取钉时的压力为2bar-4bar，优选3bar，拧紧螺栓时的压力为3bar-5bar，优选4bar。

还包括：

校准销，固定于所述主体基架上；

固定销，远离所述主体基架，设置于固定校准位；

在所述拧紧枪工作前，通过所述机器人带动所述主体基架以预设行程行至所述固定校准位，通过所述固定销校准所述校准销后，进行后续自动拧紧工作；

在所述拧紧枪工作预设时间后，通过所述机器人再次采用所述预设行程将所述主体基架带至所述固定校准位，通过所述固定销查看所述校准销是否需要再次进行校准，当无需校准时，进行后续自动拧紧工作，否则则通过所述固定销校准所述校准销后，进行后续自动拧紧工作。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用自动拧紧设备，可将拧紧枪牢牢地固定住，既可以保证拧紧枪的强度又可以保证精度，以实现机器人自动打钉的目的。

附图说明

图1为本发明的一种整体结构示意图；

图2为图1另一侧示意图；

图3为图1的主视图；

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1至图4，自动拧紧设备，包括主体基架1，主体基架1上设置有拧紧枪2、活动组件、快换盘4、抱箍结构5、阀岛6、控制室61、气缸压力表7、拧紧枪压力表8、校准销9。活动组件包括直线气缸31和直线滑轨32。远离主体基架1设有机器人、控制单元、送钉设备和固定销。

主体基架1用于安装所有组件，主体基架1为焊接结构，各个安装面为焊接后精加工而成，既能保证强度又轻巧。

拧紧枪2用于拧紧螺栓，通过抱箍结构5固定在活动组件上，通过活动组件带动动拧紧枪2做直线运动。

活动组件的驱动单元是一直线气缸31，运动副是一直线滑轨32。直线气缸31的直线运动方向与拧紧枪2上的套筒的轴向一致。直线滑轨32长度方向与直线气缸31的直线运动方向一致。直线滑轨32的承载力距是360Nm。通常螺栓的拧紧扭矩是55Nm，上述设计的直线滑轨32可以满足拧紧枪的振动及抗扭要求。

快换盘4用于与机器人可拆卸连接，可以实现与机器人快速对接。快换盘4具有公头和母头，一端固定在主体基架1上，一端固定在机器人六轴上。当快换盘4的公头和母头分开时，本发明的主体基架1与机器人的脱落，安装同理。本发明通过与快换盘4连接的机器人带动拧紧枪2行至预设拧紧工位后，通过预设的拧紧行程驱动活动组件做直线运动，驱动拧紧枪2转动，带动拧紧枪2对拧紧工位上的螺栓进行自动拧紧工作。

抱箍结构5用于固定拧紧枪2，并与直线气缸31的活塞杆固定，且设有滑块51，滑块51滑动在直线滑轨32上运动。抱箍结构5的定位孔根据拧紧枪2的枪身直径确定，抱箍的精度等级为H7，能精确保证拧紧枪2的安装精度。

控制单元用于接收检测信号和发送控制信号，控制单元分别与阀岛6和机器人进行有线或无线通讯。阀岛6用于发送检测信号或接收控制信号，根据控制信号控制直线气缸31的运动及拧紧枪2的工作状态。主体基架1侧边设有控制室61，阀岛6设置在控制室61内，阀岛6通过电缆分别与控制单元、直线气缸31的控制端和拧紧枪2的控制端连接。

检测信号由第一气缸压力表7和第二气缸压力表8发送。第一气缸压力表7用于检测打钉的压力，并将检测得到的打钉压力信息进行显示及传输给阀岛6。第二气缸压力表8用于检测取钉的压力，并将检测得到的取钉压力信息进行显示及传输给阀岛6；本发明通过两个独立工作的第一气缸压力表7和第二气缸压力表8，实现打钉和取钉两种不同工作模式下的独立压力检测目的，避免了供气压力造成的报错。由控制单元远程控制拧紧枪2在取钉和拧紧螺栓(打钉)时的压力不同，优选取钉时的压力为2bar-4bar，优选3bar，拧紧螺栓时的压力为3bar-5bar，优选4bar。

送钉设备用于将螺栓送至预设取钉位置；本发明通过机器人带动拧紧枪2行至预设取钉位置后，拧紧枪2取钉，取钉完成后，通过机器人带动拧紧枪2行至白车身拧紧孔位，进行后续自动拧紧工作。

校准销9固定于主体基架1上，可通过L型连接块固定在主体基架1上，致使校准销9的前方无遮挡。远离主体基架1的固定校准位设置有固定销，固定销用于校准校准销9，两者可以采用相同规格的销子。初始校准时，通过机器人移动主体基架1，带动校准销9，确保固定销和校准销9的中心重合。具体校准时，在拧紧枪2工作前，通过机器人带动主体基架1以预设行程行至固定校准位，通过固定销校准校准销9后，进行后续自动拧紧工作；在拧紧枪2工作预设时间后，通过机器人再次采用预设行程将主体基架1带至固定校准位，通过固定销查看校准销9是否需要再次进行校准，当无需校准时，进行后续自动拧紧工作，否则则通过固定销校准校准销9后，进行后续自动拧紧工作。上述的预设时间可以根据本发明的工作强度决定，例如1个月或2个月等时间间隔进行校准。

本发明的一种自动拧紧螺栓的工作过程如下：

1、通过快换盘4连接主体基架1和机器人；

2、通过机器人带动主体基架1以预设行程行至固定校准位，通过固定销校准校准销9；

3、通过机器人带动拧紧枪2行至预设取钉位置，拧紧枪2取钉；

4、取钉完成后，通过机器人人带动拧紧枪2行至预设的白车身拧紧孔位，驱动直线气缸31按预设的拧紧行程做直线运动，驱动拧紧枪2转动，带动拧紧枪2对白车身拧紧孔位上的螺栓进行自动拧紧工作。

5、完成一个螺栓的自动拧紧工作后，直线气缸31复位，重复步骤3继续进行下一个螺栓的取钉和自动拧紧工作。

6、拧紧枪2工作预设时间后，通过机器人再次采用预设行程将主体基架1带至固定校准位，通过固定销校准校准销9，完成校准后，重复步骤3继续进行下一个螺栓的取钉和自动拧紧工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自动拧紧设备，包括主体基架，其特征在于，还包括：

拧紧枪，用于拧紧螺栓；

活动组件，带动所述拧紧枪做直线运动；

快换盘，用于与机器人可拆卸连接；

所述活动组件和所述快换盘均固定在所述主体基架上，所述拧紧枪固定在所述活动组件上；

通过与所述快换盘连接的机器人带动所述拧紧枪行至预设的白车身拧紧孔位后，通过预设的拧紧行程驱动所述活动组件做直线运动，驱动拧紧枪转动，所述拧紧枪对拧紧工位上的螺栓进行自动拧紧工作。

2.如权利要求1所述的自动拧紧设备，其特征在于，所述活动组件，包括：

直线气缸，其直线运动方向与所述拧紧枪上的套筒的轴向一致；

直线滑轨，其长度方向与所述直线气缸的直线运动方向一致；

所述直线气缸和所述直线滑轨均固定于所述主体基架上。

3.如权利要求2所述的自动拧紧设备，其特征在于，所述直线滑轨的承载力距是360Nm。

4.如权利要求2所述的自动拧紧设备，其特征在于，还包括：

抱箍结构，用于固定所述拧紧枪，一端与所述直线气缸的活塞杆连接，下侧与滑块连接，通过所述直线气缸的活塞杆从而驱动所述滑块在所述直线滑轨上运动。

5.如权利要求4所述的自动拧紧设备，其特征在于，所述抱箍的定位孔根据所述拧紧枪的枪身直径确定，所述抱箍的精度等级为H7，能精确保证所述拧紧枪的安装精度。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的自动拧紧设备，其特征在于，还包括：

控制单元，远离所述主体基架设置，用于接收检测信号和发送控制信号；

阀岛，与所述控制单元有线或无线通讯，用于发送检测信号或接收控制信号，根据所述控制信号控制所述活动组件的运动及所述拧紧枪的工作状态；

第一气缸压力表，用于检测所述直线气缸在所述拧紧枪拧紧螺栓时的工作压力，并将检测得到的打钉压力信息进行显示及传输给所述阀岛。

7.如权利要求6所述的自动拧紧设备，其特征在于，所述主体基架侧边设有控制室，所述阀岛设置在所述控制室内，所述阀岛通过电缆分别与所述控制单元和所述拧紧枪的控制端连接。

8.如权利要求6所述的自动拧紧设备，其特征在于，还包括：

送钉设备，用于将螺栓送至预设取钉位置；

通过所述机器人带动所述拧紧枪行至预设取钉位置后，所述拧紧枪取钉，取钉完成后，通过所述机器人带动所述拧紧枪行至白车身拧紧孔位。

9.如权利要求8所述的自动拧紧设备，其特征在于，还包括：

第二气缸压力表，用于检测所述直线气缸在所述拧紧枪取钉时的工作压力，并将检测得到的取钉压力信息进行显示及传输给所述阀岛；

由所述控制单元远程控制所述拧紧枪在取钉和拧紧螺栓时的压力不同，取钉时的压力为2bar-4bar，优选3bar，拧紧螺栓时的压力为3bar-5bar，优选4bar。

10.如权利要求1所述的自动拧紧设备，其特征在于，还包括：

校准销，固定于所述主体基架上；

固定销，远离所述主体基架，设置于固定校准位；

在所述拧紧枪工作前，通过所述机器人带动所述主体基架以预设行程行至所述固定校准位，通过所述固定销校准所述校准销后，进行后续自动拧紧工作；

在所述拧紧枪工作预设时间后，通过所述机器人再次采用所述预设行程将所述主体基架带至所述固定校准位，通过所述固定销查看所述校准销是否需要再次进行校准，当无需校准时，进行后续自动拧紧工作，否则通过所述固定销校准所述校准销后，进行后续自动拧紧工作。

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