CN114178838B - 一种应用于多平面工件的多锁附点锁附方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业装配领域，公开了一种多锁附点锁附设备，其工作步骤为：首先通过将操作准备平面二维重建为锁附点数据平面，并在锁附点数据平面得到对应螺纹锁附装置加工端的操作坐标数据；接着，基于锁附点在操作准备平面上的锁附坐标投影点和锁附点所在平面水平时，多平面工件的翻转转角值设置锁附点位置数据，然后，移动螺纹锁附装置、翻转多平面工件，并将翻转转角值设置为操作转角数据，最后，按照预定顺序判断依次判断操作坐标数据、操作转角数据以及当前锁附点对应的锁附点匹配的结果，对螺纹锁附装置的得电状态进行控制。

Description

一种应用于多平面工件的多锁附点锁附方法及设备

技术领域

本发明属于工业装配领域，具体涉及一种多锁附点锁附设备。

背景技术

在工件装配作业，经常需要在同个工件的不同表面的不同位置进行螺纹锁附，而这种螺纹操作是应当按照预定顺序进行操作的，否则，将导致装配好的工件存在结构应力分布不均，从而影响其总体结构性能。

目前的做法为，将工件固定于工作平面上的锁附支架上，通过人为对位于不同表面的不同位置按预定顺序进行锁附操作。

但这种方式的问题在于，人为操作不可比较避免地出现误操作，即因为意外原因未按预定顺序进行锁附操作，这就使得装配好的工件的总体结构性能会因误操作的存在而降低，从而无法达到预定的总体结构性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多锁附点锁附设备，能够确保多平面工件的多点锁附按照预定顺序进行，从而使得所有装配工件均能保证预定的总体结构性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：

一种应用于多平面工件的多锁附点锁附方法，用于对具有预定顺序的多锁附点进行锁附，多平面工件具有初始平面和至少一个旋转平面，初始平面水平设置且通过沿预定方向的翻转能够使得至少一个旋转平面分别水平设置，初始平面和至少一个旋转平面分别具有至少一个锁附点，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1: 沿竖直方向在多平面工件的对应外侧设置电控的螺纹锁附装置，螺纹锁附装置为失电状态且加工端靠近多平面工件；

步骤S2：将加工端所在水平面作为操作准备平面，并将操作准备平面二维重建为锁附点数据平面，将加工端在将锁附点数据平面内即时对应为操作坐标数据；

步骤S3：获取在初始平面和至少一个旋转平面分别水平设置时锁附点在操作准备平面内的锁附坐标投影点和初始平面沿预定方向翻转的翻转转角值；

步骤S4：基于锁附坐标投影点和翻转转角值设置锁附点位置数据，并将预定顺序的第一个锁附点作为当前锁附点；

步骤S5：移动螺纹锁附装置，沿预定方向翻转多平面工件，并对应翻转转角值设置操作转角数据；

步骤S6；判断操作转角数据、操作坐标数据与当前锁附点对应的锁附点位置数据是否匹配，匹配，进入步骤S7；不匹配，进入步骤S5；

步骤S7：控制螺纹锁附装置得电，对当前锁附点进行锁附后，根据预定顺序的将下一个锁附点作为新的当前锁附点，对螺纹锁附装置断电；

步骤S8：重复步骤S5-S7,直至多个锁附点均被锁附。

优选地，在步骤S3中，将锁附坐标投影点在锁附点数据平面内对应标定为锁附坐标子数据；基于翻转转角值设置与锁附坐标数据关联的锁附转角子数据。

进一步地，在步骤S4中，锁附点位置数据包括锁附坐标子数据和锁附转角子数据。

优选地，当锁附点所在平面为初始平面时，翻转转角为0。

用于实施上述应用于多平面工件的多锁附点锁附方法的多锁附点锁附设备，其特征在于，包括：基座；锁附固定支架，设置在基座上，多平面工件可旋转地设置在锁附固定支架上；锁附单元，包括支撑立杆、运动悬臂以及螺纹锁附装置；以及控制模块，用于根据操作转角数据、操作坐标数据与当前锁附点的即时位置对螺纹锁附装置的得电状态进行控制，其中，支撑立杆设置在基座上，运动悬臂的一端可旋转地设置在支撑立杆上，螺纹锁附装置竖直固设在运动悬臂的另一端上，运动悬臂由两段相互铰接的运动悬臂杆组成。

优选地，多平面工件通过工件旋转编码器竖直可旋转地设置在锁附固定支架上，工件旋转编码器用于以数据形式传送翻转角度值。

优选地，螺纹锁附装置通过第一操作旋转编码器水平可旋转地设置在支撑立杆上，两段运动悬臂杆通过第二操作旋转编码器水平铰接。

进一步地，螺纹锁附装置沿竖直方向可复位地弹性设置。

优选地，螺纹锁附装置用于通过旋转加工端进行锁附，螺纹锁附装置包括转角传感器和转矩传感器，转角传感器用于采集加工端旋转的即时角度，转角传感器用于采集加工端旋转即时转矩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 因为本发明的应用于多平面工件的多锁附点锁附方法：首先通过将操作准备平面二维重建为锁附点数据平面，并在锁附点数据平面得到对应螺纹锁附装置加工端的操作坐标数据；接着，基于锁附点在操作准备平面上的锁附坐标投影点和锁附点所在平面水平时，多平面工件的翻转转角值设置锁附点位置数据，然后，移动螺纹锁附装置、翻转多平面工件，并将翻转转角值设置为操作转角数据，最后，按照预定顺序判断依次判断操作坐标数据、操作转角数据以及当前锁附点对应的锁附点匹配的结果，对螺纹锁附装置的得电状态进行控制，从而，螺纹锁附装置仅在得电状态下才能进行锁附点的锁附操作，失电时无法进行锁附操作，因此，本发明能够确保多平面工件的多点锁附按照预定顺序进行，从而使得所有装配工件均能保证预定的总体结构性能。

2. 因为本发明将锁附坐标投影点在锁附点数据平面内对应标定为锁附坐标子数据；基于翻转转角值设置与锁附坐标数据关联的锁附转角子数据，因此，本发明通过对各锁附点在锁附点数据平面内的标定，和将关联的翻转转角值在锁附点数据平面内的标定实现了从锁附点的坐标，锁附点所在平面的二维定位，使得本发明在沿预定顺序进行锁附操作时，能对各锁附点进行准确的定位。

3. 因为本发明的多锁附点锁附设备，包括锁附固定支架，多平面工件可旋转地设置在锁附固定支架上；锁附单元，包括支撑立杆、运动悬臂以及螺纹锁附装置；以及控制模块，用于根据操作转角数据、操作坐标数据与当前锁附点的即时位置对螺纹锁附装置的得电状态进行控制，因此，本发明的多锁附点锁附设备能够更好地实施上述的应用于多平面工件的多锁附点锁附方法。

4. 因为本发明的多锁附点锁附设备通过第一操作旋转编码器水平可旋转地设置在支撑立杆上，两段运动悬臂杆通过第二操作旋转编码器水平铰接，因此，本发明通过第一操作旋转编码器第二操作旋转编码器结合运动悬臂杆的长度能够准确地得到螺纹锁附装置在操作准备平面中的位移量。

5. 因为本发明的螺纹锁附装置用于通过旋转加工端进行锁附，螺纹锁附装置包括转角传感器和转矩传感器，转角传感器用于采集加工端旋转的即时角度，转角传感器用于采集加工端旋转即时转矩，而转角反应了加工端进行锁附操作时的旋转圈数，转矩反应了加工端进行锁附操作时的锁附力矩，因此，本发明通过对锁附旋转圈数和锁附力矩能够量化锁附点的锁附质量，以及能够在相关锁附点出现结构失效时及时发现原因。

附图说明

图1为本发明的实施例的多锁附点锁附设备的工作步骤示意图；

图2为本发明的实施例的多锁附点锁附设备的立体示意图；

图3为本发明的实施例的多锁附点锁附设备的正视示意图。

图中：S100、应用于多平面工件的多锁附点锁附方法，A、多平面工件，100、多锁附点锁附设备，10、锁附固定支架，10a、工件旋转编码器，10b、旋转摇柄，20、锁附单元，21、支撑立杆，21a、复位弹簧，21b、连接套筒，211、导向支杆，212、旋转支杆，22、运动悬臂，221、运动悬臂杆，221a、第一操作旋转编码器，221b、第二操作旋转编码器，23、螺纹锁附装置，231、加工端。

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，以下实施例结合附图对本发明的一种多锁附点锁附设备作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

如图1所示，本实施例中的多锁附点锁附设备，用于对具有预定顺序的多锁附点进行锁附，多平面工件具有初始平面和至少一个旋转平面，初始平面水平设置且通过沿预定方向的翻转能够使得至少一个旋转平面分别水平设置，初始平面和至少一个旋转平面分别具有至少一个锁附点，在本实施例中，多平面工件呈矩形体，旋转平面的数量为一个。

多锁附点锁附设备的工作步骤S100如下：

步骤S1: 沿竖直方向在多平面工件的对应外侧设置电控的螺纹锁附装置，螺纹锁附装置为失电状态且加工端靠近多平面工件。

具体地，螺纹锁附装置为电动螺丝刀。

步骤S2：将加工端所在水平面作为操作准备平面，并将操作准备平面二维重建为锁附点数据平面，将加工端在将锁附点数据平面内即时对应为操作坐标数据。

具体地，当加工端进行移动时，操作坐标数据也会对应变化。

步骤S3：获取在初始平面和至少一个旋转平面分别水平设置时锁附点在操作准备平面内的锁附坐标投影点和初始平面沿预定方向翻转的翻转转角值。

具体地，将锁附坐标投影点在锁附点数据平面内对应标定为锁附坐标子数据；基于翻转转角值设置与锁附坐标数据关联的锁附转角子数据。

在本实施例中，初始平面与旋转平面分别具有两个锁附点，翻转转角值为180°。

步骤S4：基于锁附坐标投影点和翻转转角值设置锁附点位置数据，并将预定顺序的第一个锁附点作为当前锁附点。

具体地，锁附点位置数据包括锁附坐标子数据和锁附转角子数据。

步骤S5：移动螺纹锁附装置，沿预定方向翻转多平面工件，并对应翻转转角值设置操作转角数据；

具体地，当锁附点所在平面为初始平面时，翻转转角为0，即翻转转角为0时，不对多平面工件进行翻转，直接对位于初始平面上的锁附点进行锁附操作。

步骤S6；判断操作转角数据、操作坐标数据与当前锁附点对应的锁附点位置数据是否匹配，匹配，进入步骤S7；不匹配，进入步骤S5；

具体地，如果匹配，即说明自初始平面沿预定方向翻转多平面工件的翻转转角值与当前锁附点所在平面相对于初始平面的翻转转角值相等，并且螺纹锁附装置的加工端与当前锁附点在操作准备平面内投影重合，即此时，螺纹锁附装置对应按预定顺序正确的当前锁附点。

步骤S7：控制螺纹锁附装置得电，对当前锁附点进行锁附后，根据预定顺序的将下一个锁附点作为新的当前锁附点，对螺纹锁附装置断电。

具体地，在预定顺序正确的前体下，螺纹锁附装置才能得电，从而进行锁附操作，否则，仍旧保持失点状态，无法进行锁附操作；因此，杜绝了不按预定顺序进行锁附的情况的发生。

步骤S8：重复步骤S5-S7,直至多个锁附点均被锁附。

具体地，即多个锁附点按正确的预定顺序进行锁附。

如图2和图3所示，用于实施上述应用于多平面工件的多锁附点锁附方法的多锁附点锁附设备100，包括基座（附图中未示出）、锁附固定支架10、锁附单元20以及控制模块（附图中未示出）。

具体地，基座是用于承载其他的多锁附点锁附设备100的部件的支撑平台。

锁附固定支架10设置在基座上，多平面工件A设置在锁附固定支架20上，具体地，多平面工件A通过工件旋转编码器10a竖直可旋转地设置在锁附固定支架10上，工件旋转编码器10a用于以数据形式传送多平面工件A的翻转角度值，在本实施例中，多平面工件A为由呈矩形体的治具及设置在治具内部的超级电容模块组成，锁附操作即为将治具与其中的超级电容模块锁附在一起，治具的两个相对侧面具有用于与超级电容模块螺纹连接的螺纹孔，锁附固定支架10的上还设置有与多平面工件A和旋转编码器10a均旋转耦合的旋转摇柄10b，通过外力旋转旋转摇柄10b能够带动多平面工件A工件和旋转编码器10a同步旋转。

锁附单元20包括支撑立杆21、运动悬臂22以及螺纹锁附装置23。

支撑立杆21设置在基座上，运动悬臂22的一端通过第一操作旋转编码器221a水平可旋转地设置在支撑立杆21上，螺纹锁附装置23竖直固设在运动悬臂22的另一端上，运动悬臂22由两段通过第二操作旋转编码器221b相互水平铰接的运动悬臂杆221组成，即通过施加外力能够使得螺纹锁附装置23相对支撑立杆21水平可旋转地设置，同时运动悬臂22沿竖直方向可复位地弹性设置在支撑立杆21上，即通过施加外力能够使得螺纹锁附装置23相对于支撑立杆21沿竖直方向运动，撤去外力能够使得螺纹锁附装置23回复至初始位置。

在本实施例中，支撑立杆31包括均竖直固定设置的的导向支杆211和旋转支杆212，旋转支杆212的底端可旋转地安装在导向支杆211上，运动悬臂22的端部通过连接套筒21b同时套接在导向支杆211和旋转支杆212上，运动悬臂22的端部通过连接套筒21b沿竖直方向可移动地套设在导向支杆211上，运动悬臂22的端部通过通过连接套筒21b固定套设在旋转支杆212上，且旋转支杆212的上端与第一操作旋转编码器221a的输入端固定连接，并且第一操作旋转编码器221a设置在导向支杆211上，当运动悬臂22相对于导向支杆转动时，运动悬臂22通过连接套筒21b带动旋转支杆212绕导向支杆211进行转动，从而使得对第一操作旋转编码器221a输入转矩。

在本实施例中，连接套筒21b和导向支杆211之间还设置有复位弹簧21a，从而使得运动悬臂22相对于导向支杆211可复位的移动设置。

螺纹锁附装置23用于通过旋转加工端231进行锁附，螺纹锁附装置23包括转角传感器（附图中未示出）和转矩传感器（附图中未示出），转角传感器用于采集加工端231旋转的即时角度，转角传感器用于采集加工端231旋转即时转矩，具体地，螺纹锁附装置23为电动螺丝刀，通过得电使得加工端231转动，实现对螺纹锁附，并且螺纹锁附装置23与控制模块信号连接。

控制模块用于根据上述的操作转角数据、操作坐标数据与当前锁附点的即时位置对螺纹锁附装置的得电状态进行控制，具体地，控制模块用于实现上述应用于多平面工件的多锁附点锁附方法S100中的二维重建，位置点对应、标定，以及对根据相关数据控制螺纹锁附装置33的得电状态，同时，控制模块也根据转角传感器采集的加工端231旋转的即时角度，以及加工端231旋转的即时力矩，并将其以可视化呈现给操作人员，以使的操作人员根据即时角度、即时力矩均分别等于预定值时，得到最佳的锁附性能，并且当即时角度、即时力矩不同时等于预定值时，及时得到结构失效原因的启示，例如，当加工端231的即时旋转角度形成的锁附圈数等于预定值，而加工端231的即时旋转力矩不同时等于预定值时，通常是螺钉断裂或这螺纹滑牙的启示，而加工端231的即时旋转力矩等于预定值，而加工端231的即时旋转角度形成的锁附圈数不同时等于预定值时，则通常是螺纹孔内有过多杂物的启示。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种多锁附点锁附设备，应用于多平面工件，用于对具有预定顺序的所述多锁附点进行锁附，所述多平面工件具有初始平面和至少一个旋转平面，所述初始平面水平设置且通过沿预定方向的翻转能够使得至少一个所述旋转平面分别水平设置，所述初始平面和至少一个所述旋转平面分别具有至少一个所述锁附点，其特征在于，包括：

基座；

锁附固定支架，设置在所述基座上，所述多平面工件可旋转地设置在所述锁附固定支架上；

锁附单元，包括支撑立杆、运动悬臂以及螺纹锁附装置；以及

控制模块，用于根据操作转角数据、操作坐标数据与当前所述锁附点的即时位置对所述螺纹锁附装置的得电状态进行控制，

其中，所述支撑立杆设置在所述基座上，

所述运动悬臂的一端可旋转地设置在支撑立杆上，所述螺纹锁附装置竖直固设在所述运动悬臂的另一端上，

所述运动悬臂由两段相互铰接的运动悬臂杆组成，

所述多锁附点锁附设备的工作步骤如下：

步骤S1: 沿竖直方向在所述多平面工件的对应外侧设置电控的螺纹锁附装置，该螺纹锁附装置为失电状态且加工端靠近所述多平面工件；

步骤S2：将所述加工端所在水平面作为操作准备平面，并将该操作准备平面二维重建为锁附点数据平面，将所述加工端在将所述锁附点数据平面内即时对应为操作坐标数据；

步骤S3：获取在所述初始平面和至少一个所述旋转平面分别水平设置时所述锁附点在所述操作准备平面内的锁附坐标投影点和所述初始平面沿预定方向翻转的翻转转角值；

步骤S4：基于所述锁附坐标投影点和所述翻转转角值设置锁附点位置数据，并将所述预定顺序的第一个锁附点作为当前锁附点；

步骤S5：移动所述螺纹锁附装置，沿所述预定方向翻转所述多平面工件，并对应翻转转角值设置操作转角数据；

步骤S6：判断所述操作转角数据、所述操作坐标数据与所述当前锁附点对应的所述锁附点位置数据是否匹配，匹配，进入步骤S7；不匹配，进入步骤S5；

步骤S7：控制所述螺纹锁附装置得电，对所述当前锁附点进行锁附后，根据所述预定顺序的将下一个所述锁附点作为新的当前锁附点，对所述螺纹锁附装置断电；

步骤S8：重复步骤S5-S7,直至多个所述锁附点均被锁附。

2.根据权利要求1所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，在步骤S3中，将所述锁附坐标投影点在所述锁附点数据平面内对应标定为锁附坐标子数据；基于所述翻转转角值设置与所述锁附坐标数据关联的锁附转角子数据。

3.根据权利要求2所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，在步骤S4中，所述锁附点位置数据包括所述锁附坐标子数据和所述锁附转角子数据。

4.根据权利要求1所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，当所述锁附点所在平面为所述初始平面时，所述翻转转角值为0。

5.根据权利要求1所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，所述多平面工件通过工件旋转编码器竖直可旋转地设置在所述锁附固定支架上，所述工件旋转编码器用于以数据形式传送所述翻转转角值。

6.根据权利要求1所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，所述螺纹锁附装置通过第一操作旋转编码器水平可旋转地设置在所述支撑立杆上，两段所述运动悬臂杆通过第二操作旋转编码器水平铰接。

7.根据权利要求6所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，所述螺纹锁附装置能沿竖直方向往复移动设置。

8.根据权利要求1所述的多锁附点锁附设备，其特征在于：

其中，所述螺纹锁附装置用于通过旋转所述加工端进行锁附，

所述螺纹锁附装置包括转角传感器和转矩传感器，所述转角传感器用于采集所述加工端旋转的即时角度，所述转矩传感器用于采集所述加工端旋转即时转矩。