一种移动式定位拧紧设备的制作方法

本实用新型涉及电气装配领域，尤其涉及一种移动式定位拧紧设备。

背景技术：

螺纹连接由于具有易拆卸、使用简单等优点，在电气装配中占有比重大。随着产品质量要求的提高，螺栓连接的质量成为直接影响到整个产品质量的关键因素。螺纹拧紧扭矩质量的控制也从手动拧紧方式发展为动力拧紧方式。在作业过程中，以确保拧紧质量，拧紧作业通常按照对称原则定位来完成拧紧作业。由于操作者的作业习惯、技能水平等存在差异，容易导致扭矩不一、错拧的风险，存在极大的质量隐患。为满足拧紧作业定位控制的要求，现在的动力拧紧设备通常采用以下两种方式：

(1)采用助力关节臂、工具控制系统、位置识别系统和防错控制系统来进行拧紧顺序的控制，其中，位置识别系统采用编码器检测拧紧工具位置。首先，拧紧作业位置点录入：将需要装配的拧紧零部件通过工装固定好，将拧紧工具在需要拧紧装配的位置信息点停留，并记录位置信息及先后顺序，在工具控制系统上图形化显示；之后，进行拧紧作业：作业人员按图形化显示进行拧紧，位置识别系统采集数据，防错控制系统通过系统得到的拧紧工具实时绝对三维坐标，将计算的位置信息同预先设定的拧紧顺序位置进度比对，出现异常时拧紧设备停止作业。现有的方式由于采用编码器检测拧紧工具位置，为保证检测准确性，拧紧设备需定位在固定工位上进行作业，且需要拧紧的零部件需依次移动到固定工装上，拧紧设备与零部件的相对位置关系不能变化，其无法适应工件多样、设备位置不固定(多品种混线生产的电气零部件拧紧)的应用场合。

(2)采用在同一工作台上的电动拧紧设备、ccd成像设备、定位夹具、位置传感器和工控机来进行拧紧顺序的控制。首先，将需要拧紧的零部件放置在工作台上，通过定位夹具将零部件定位；ccd成像设备对零部件进行拍照记录，与模板图片进行对照；工控机控制电动拧紧设备按设定的拧紧顺序、拧紧力矩等进行螺纹紧固件拧紧。现有的方式要将需要拧紧的零部件吊装摆放到工作台上，拧紧设备与需要拧紧的零部件之间位置需要在一定的范围内，其不适应大批量、多品种流水线混线生产的电气零部件的拧紧。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种作业范围广、拧紧定位精度高的移动式定位拧紧设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种移动式定位拧紧设备，包括对零部件进行拧紧作业的拧紧轴、将拧紧轴移动至拧紧作业区域的移动台车、将拧紧轴转动至零部件上方的悬臂组件，以及精确定位拧紧轴与零部件拧紧位置的拧紧定位组件，所述悬臂组件设于所述移动台车上，所述拧紧定位组件设于所述悬臂组件上，所述拧紧轴设于所述拧紧定位组件上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述拧紧定位组件包括垂向伸缩臂、水平旋转部及水平伸缩臂，所述垂向伸缩臂的固定端与悬臂组件连接，所述垂向伸缩臂的伸缩端与水平旋转部的固定端连接；所述水平旋转部的转动部与所述水平伸缩臂的固定端连接；所述拧紧轴设于所述水平伸缩臂的活动端。

所述水平伸缩臂至少为两组，多组所述水平伸缩臂沿水平旋转部的周向布置。

移动式定位拧紧设备还包括相互连接的控制器及位置检测组件，所述位置检测组件检测零部件的三维空间位置信息，并发送给控制器；所述控制器根据所述三维空间位置信息调节所述垂向伸缩臂的伸缩量、水平旋转部的旋转角度及水平伸缩臂的伸缩量，以使拧紧轴与零部件精准定位。

所述位置检测组件包括照相机及激光测距仪，所述照相机及激光测距仪设于所述水平旋转部的底部中心位置。

所述控制器还连接有力矩检测件及报警器，所述力矩检测件检测拧紧轴的拧紧力矩值，并发送给控制器；所述控制器记录所述检测力矩值，并根据所述检测力矩值判断是否拧紧，若未拧紧，向报警器发出报警信号。

所述移动台车上设有在移动台车移动时固定拧紧轴位置的定位卡座，所述定位卡座包括定位孔及设于定位孔内的触碰开关，所述触碰开关连接有发出报警指令的控制器。

所述悬臂组件包括悬臂立柱及摆臂，所述悬臂立柱安装于所述移动台车上；所述摆臂的一端可水平转动地安装于所述悬臂立柱上，所述摆臂的另一端与拧紧定位组件连接。

所述拧紧定位组件上设有方便人工牵引带动摆臂转动的拉手。

所述所述移动台车的底部安装有动力电池组及外接电源的电缆连接部。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的悬臂组件设在移动台车上，拧紧定位组件设在悬臂组件上，拧紧轴设在拧紧定位组件上，其结构简单紧凑；同时，移动台车可将拧紧设备移动至拧紧作业区域，悬臂组件在达到拧紧作业区域后将拧紧轴转动至零部件上方，之后通过拧紧定位组件实现拧紧轴与零部件位置的精确定位，其操作方便，且解决了现有电气零部件拧紧设备与需拧紧的零部件之间位置相对固定、作业受限的问题，其扩大了拧紧设备的作业范围，使得设备可在多处拧紧作业，适用于多品种、多地点的电气拧紧作业，满足多品种流水线混线生产的电气零部件对拧紧质量控制的需求，拧紧设备整体性价比高。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型移动式定位拧紧设备的结构示意图(移动状态)。

图2是本实用新型移动式定位拧紧设备的结构示意图(作业状态)。

图中各标号表示：

1、拧紧轴；2、移动台车；21、平台护栏；3、悬臂组件；31、悬臂立柱；32、摆臂；4、拧紧定位组件；41、垂向伸缩臂；42、水平旋转部；43、水平伸缩臂；431、伸缩端；44、拉手；5、控制器；6、报警器；7、定位卡座；8、动力电池组；9、电缆连接部；10、位置检测组件。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例的移动式定位拧紧设备，包括拧紧轴1、移动台车2、悬臂组件3及拧紧定位组件4。其中，悬臂组件3设于移动台车2上，拧紧定位组件4设于悬臂组件3上，拧紧轴1设于拧紧定位组件4上，即本实用新型将悬臂组件3与拧紧定位组件4集成到移动台车2上，使得拧紧设备可整体移动至拧紧作业区域，扩大了拧紧作业范围，且结构简单、紧凑。

同时，拧紧轴1与需要拧紧的零部件配合进行拧紧作业；在拧紧作业时，移动台车2将拧紧轴1移动至拧紧作业区域，使得拧紧轴1可根据作业需要达到多处生产地点完成拧紧作业，解决了拧紧设备在平面上作业范围受到限制的问题。悬臂组件3在达到拧紧作业区域后将拧紧轴1转动至零部件上方，使得拧紧轴1能够到达需要拧紧的零部件大概位置，降低对拧紧定位组件4检测、定位调节范围的要求，减少了设备成本。拧紧定位组件4则最后精确定位拧紧轴1与零部件的拧紧位置，以保证零部件的拧紧质量。其操作方便，且解决了现有电气零部件拧紧设备与需拧紧的零部件之间位置相对固定、作业受限的问题，其扩大了拧紧设备的作业范围，使得设备可在多处拧紧作业，适用于多品种、多地点的电气拧紧作业，满足了多品种流水线混线生产的电气零部件对拧紧质量控制的需求，拧紧设备整体性价比高。

如图2所示，拧紧定位组件4包括垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43。其中，垂向伸缩臂41的固定端与悬臂组件3连接，并随悬臂组件3摆动；垂向伸缩臂41的伸缩端与水平旋转部42的固定端连接，水平旋转部42的转动部与水平伸缩臂43的固定端连接；拧紧轴1设于水平伸缩臂43的伸缩端431。在拧紧作业时，拧紧轴1通过垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43的驱动即可实现多维度的移动定位，保证了拧紧轴1与零部件的精确定位，其操作方便、效率高。

进一步地，水平伸缩臂43为两组，两组水平伸缩臂43对称布置于水平旋转部42的两侧，各组水平伸缩臂43的伸缩端均设有拧紧轴1。根据拧紧作业的需要，两组水平伸缩臂43上的拧紧轴1可相对水平旋转部42的旋转中心对称进行等距或不等距位置零部件的拧紧，也可单个拧紧轴1单独进行零部件的拧紧，其提高了拧紧作业范围及拧紧效率。各组水平伸缩臂43上拧紧轴1的设置数量可根据实际需要进行设置，如设置为1个、2个等。在其他实施例中，水平伸缩臂43也可根据需要设置为多组，如设置为三组、四组等，多组水平伸缩臂43沿水平旋转部42的周向布置。

更进一步地，垂向伸缩臂41及水平伸缩臂43采用电机驱动齿轮齿条的形式驱动伸缩，水平旋转部42采用电动旋转台。在其他实施例中，只要能够实现伸缩、旋转的驱动结构均应本实用新型的保护范围内。

本实施例中，移动式定位拧紧设备还包括相互连接的控制器5及位置检测组件10。其中，位置检测组件10检测零部件的三维空间位置信息，并发送给控制器5；控制器5根据三维空间位置信息调节垂向伸缩臂41的伸缩量、水平旋转部42的旋转角度及水平伸缩臂43的伸缩量，以使拧紧轴1与零部件自动精准定位，且作业效率高。

进一步地，位置检测组件10包括照相机及激光测距仪，照相机及激光测距仪安装于水平旋转部42的底部中心位置。本实施例采用拍照及激光测距的方式获取待拧紧零部件的三维空间位置，通过孔、角等特征的识别，提取匹配待拧紧零部件的三维模型，使得控制器5控制垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43实现拧紧轴1的自动、精确定位。

进一步地，控制器5还连接有力矩检测件及报警器6。力矩检测件检测拧紧轴1的拧紧力矩值，并发送给控制器5；控制器5记录检测力矩值，并根据检测力矩值判断是否拧紧，若未拧紧，向报警器6发出报警信号，以进一步监测及反馈拧紧情况，提高拧紧质量。本实施例中，报警器6为三色报警灯。

更进一步地，移动台车2上设有定位卡座7，定位卡座7包括定位孔及触碰开关，其中，定位孔在移动台车2移动时与拧紧轴1限位配合；触碰开关连接控制器5，触碰开关设于定位孔内，以检测拧紧轴1的定位状态。在拧紧设备整体移动前，控制器5通过碰触开关检查拧紧轴1是否在定位孔内中固定到位，未固定到位时通过报警器6提醒作业人员，以方便作业人员将拧紧轴1固定在定位孔中，确保拧紧设备移动过程中的安全。

在移动式定位拧紧设备运行过程中，在拧紧设备整体移动时，控制器5检测拧紧轴1的固定情况以确保移动安全；控制器5控制移动台车2移动至拧紧作业区域；拧紧作业时，控制器5根据位置检测组件10提供的信息控制垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43，实现拧紧轴1的精确定位；控制器5控制拧紧轴1进行拧紧及监测拧紧质量，通过控制器5上的显示屏、报警器6反馈拧紧质量，存储相关拧紧数据信息。本实施例中，控制器5通过支架安装于移动台车2上，控制器5通过电气线路与移动台车2、动力电池组8、触碰开关、位置检测组件10及报警器6进行连接，以统一控制设备的移动、定位、拧紧，监测及反馈拧紧质量。

如图1及图2所示，本实施例中，悬臂组件3包括悬臂立柱31及摆臂32。其中，悬臂立柱31安装于移动台车2上；摆臂32的一端可水平转动地安装于悬臂立柱31上，摆臂32的另一端与拧紧定位组件4的垂向伸缩臂41连接。其连接结构简单、紧凑，且可满足拧紧轴1局部范围内的移动需求，使得拧紧轴1能够到达需要拧紧的零部件大概位置。

进一步地，拧紧定位组件4的水平旋转部42上设有拉手44。拉手44的设置使得摆臂32可通过人工牵引的方式实现相对悬臂立柱31中心±135°范围内的摆动，其操作方便。

本实施例中，移动台车2的底部安装有动力电池组8及外接电源的电缆连接部9。其中，动力电池组8给设备提供整体动力，包括移动台车、垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43所需电力，控制器5、报警器6等各类电气元件所需电力，拧紧轴1拧紧作业所需电力等。在正常作业情况下，动力电池组8可支持8h连续作业，不作业时可通过电缆连接部9充电，使得正常拧紧作业时不需要再外接电源，更进一步的提高设备使用的便利性，提高工作效率。长时间工作情况下，可通过电缆连接部9外接220v电源实现移动、定位、拧紧作业。

进一步地，电缆连接部9包括电缆卷盘及电缆接线。电缆卷盘布置于移动台车2的底部后方，电缆接线绕设于电缆卷盘上，用于给动力电池组8充电，并给控制器5和拧紧轴1提供拧紧作业应急用电。

进一步地，移动台车2上设有平台护栏21。平台护栏21的两侧各设置一供人员出入的门，以方便作业人员根据电气流水线线边情况、移动台车2的停放位置、所需拧紧的零部件位置进行上下操作。

本实施例中，移动式定位拧紧设备的工作过程为：

(1)作业人员上到移动台车2上，通过控制器5控制移动台车2移动，以将拧紧设备整体移动到需要进行拧紧作业的生产线产品旁，手工旋入螺栓或螺母到规定的丝扣数。

(2)作业人员将拧紧轴1从定位卡座7中取出，人工牵引水平旋转部42上的拉手44以带动摆臂32摆到需要进行拧紧作业的零部件上方区域。

(3)作业人员再次上到移动台车2上，打开控制器5，输入作业人员密码，进入拧紧作业控制界面，选取预先设定的拧紧程序。

(4)位置检测组件10拍摄待拧紧的零部件，对比三维模型，并将相关数据反馈给控制器5，控制器5控制垂向伸缩臂41、水平旋转部42及水平伸缩臂43实现拧紧轴1的精确定位。

(5)拧紧轴1精确定位后开始按设定的拧紧力矩进行拧紧，反馈拧紧力矩数据、拧紧曲线等数据给控制器5，控制器5进行数据记录、拧紧质量判断，并将判断结果通过报警器6提示作业人员。

(6)拧紧合格后，拧紧轴1通过垂向伸缩臂41起升脱离已经拧紧的螺母(螺栓)，拧紧轴1按控制器5给出的信息再次定位到需要进行拧紧作业的零部件的下一拧紧位置，重复进行步骤(4)、(5)进行拧紧作业。

(7)完成一处零部件全部拧紧作业后，视下一个需要进行拧紧作业的零部件位置，拧紧设备整体移动或人工牵引带动摆臂32摆到下一个需要进行拧紧作业的零部件上方区域，重复步骤(1)～(6)进行拧紧作业。

(8)完成全部拧紧作业后，将拧紧轴1固定在定位卡座7中，移动拧紧设备到设备存放处进行充电。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。