高可靠性螺栓拧紧电路系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高可靠性螺栓拧紧电路系统及其控制方法，包括：通过单片机电机控制端分别连接螺栓拧紧系统的伺服电机驱动电路，单片机电磁控制端连接电磁线圈信号端，单片机激光信号端连接激光传感器信号端，单片机力矩信号端连接力矩传感器信号端。通过自动化控制进行螺栓拧紧操作。本方法能够根据螺栓装配位置实现自动定位，根据工况自适应调整拧紧力矩，自动更换不同型号套筒，螺栓装配可视化，大大降低人力成本，提高螺栓拧紧的效率和可靠性，智能螺栓装配。

【技术实现步骤摘要】
高可靠性螺栓拧紧电路系统及其控制方法
本专利技术涉及自动化控制领域，尤其涉及一种高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法。
技术介绍
目前在对工业品进行装配过程中，紧固螺栓螺钉是一项终于重要的操作环节，但是现在普遍采用直接通过力矩控制预紧力的方法，其螺栓拧紧度准确性较差，原因是拧紧力矩受摩擦系数波动影响较大，而且现有设备也不适用于大型螺栓的拧紧操作，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种高可靠性螺栓拧紧电路系统，包括：通过单片机电机控制端分别连接螺栓拧紧系统的伺服电机驱动电路，单片机电磁控制端连接电磁线圈信号端，单片机激光信号端连接激光传感器信号端，单片机力矩信号端连接力矩传感器信号端。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，优选的，所述力矩传感器安装在第一伺服电机内部，该力矩传感器获取力矩数据传输到单片机进行处理。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，优选的，所述激光传感器安装在紧固头内侧，在紧固头的机械手伺服电机轴向开设小孔，激光传感器的光束从小孔射出，激光传感器感测螺栓的运行位移。本专利技术还公开一种高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，包括如下步骤：S1，读取需要装配的所有螺栓孔的大小和位置信息，根据螺栓孔的直径、深度，将其进行分类，螺栓种类分为n类，每一类分别为s(n)个；S2，对于螺栓种类定义为外循环工作方式，从而进行k次螺栓拧紧循环，对于每一类的螺栓个数定义为内循环工作方式，从而进行s次螺栓拧紧装配；S3，开始进行螺栓拧紧操作，对套筒进行安装和更换，进行螺栓的拾取操作，然后进行螺栓的拧紧操作；S4，外循环K次之后，当K小于n时，调取k所对应的螺栓孔个数s(k)，通过预设的阈值判断，进行螺栓拧紧操作，直至全部螺栓拧紧完毕。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，优选的，所述S3的套筒安装和更换的步骤包括：S3-1，判断紧固头是否带有上次循环对应型号的套筒，如果判断带有上次循环对应型号的套筒，控制机械手移动到套筒库中进行k-1类螺栓孔对应的套筒位置，控制直线电机关闭弹性球的弹性，对套筒解除锁紧状态操作，放下套筒；如果判断没有带有相应型号的套筒，控制控制机械手移动到套筒库中进行k类螺栓孔对应的套筒位置，控制机械手伺服电机对相应型号的套筒进行抓取操作，通过直线电机对套筒进行锁紧状态操作。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，优选的，所述S3的螺栓拾取步骤包括：S3-2，移动机械手至k类螺栓的预定位置，判断相应型号的套筒是否对准螺帽，如果没有对准螺帽，则控制机械手伺服电机调整角度继续进行对准操作，如果已经对准螺帽，则开启激光传感器进行测距，检测紧固头与螺栓的螺帽之间距离后，关闭该激光传感器，控制机械手运动到预设的拧紧位移，然后停止，同时打开电磁线圈拾取螺栓。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，优选的，所述S3的螺栓拧紧步骤包括：S3-3，控制机械手移动至k类的第s个螺栓孔，判断紧固头的压力传感器是否发生压力变化，如果发生变化，控制机械手伺服电机进行转动操作，控制电磁线圈关闭，力矩传感器判断扭矩是否突然增大，如果没有增大则关闭不打开激光传感器，如果已经增大，打开激光传感器进行位移测距，记录该行进深度，计算激光传感器的实施位移数据与初始位移数据的差值，如果该差值达到预设值，控制机械手伺服电机停止工作，如果差值没有达到预设值，则继续控制机械手伺服电机进行拧紧操作，直至达到差值的预设值。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，优选的，所述S4的阈值判断包括：S4-1，当内循环S小于s(k)是，S加1后，进行螺栓拾取操作，然后进行螺栓拧紧操作；S4-2，当内循环S大于等于s(k)是，K加1后，执行S3步骤。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：该电路设计布局合理，成本控制适当，运行稳定可靠。本方法能够根据螺栓装配位置实现自动定位，根据工况自适应调整拧紧力矩，自动更换不同型号套筒，螺栓装配可视化，大大降低人力成本，提高螺栓拧紧的效率和可靠性，智能螺栓装配。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术电路示意图；图2是本专利技术电路细节图；图3是本专利技术控制方法示意图；图4是本专利技术控制方法示意图；图5是本专利技术控制方法示意图；图6是本专利技术控制方法示意图；图7是本专利技术总体示意图；图8是本专利技术侧视图；图9是本专利技术B处位置图：图10是本专利技术B处细节图；图11是本专利技术C处位置图：图12是本专利技术C处细节图；图13是本专利技术D处位置图：图14是本专利技术D处细节图；图15是本专利技术机械手细节图；图16是本专利技术机械手紧固头示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1和2所示，本专利技术提供了一种高可靠性螺栓拧紧电路系统，包括：通过单片机电机控制端分别连接螺栓拧紧系统的伺服电机驱动电路，单片机电磁控制端连接电磁线圈信号端，单片机激光信号端连接激光传感器信号端，单片机力矩信号端连接力矩传感器信号端。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，优选的，所述力矩传感器安装在第一伺服电机内部，该力矩传感器获取力矩数据传输到单片机进行处理。所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，优选的，所述激光传感器安装在紧固头内侧，在紧固头的机械手伺服电机轴向开设小孔，激光传感器的光束从小孔射出，激光传感器感测螺栓的运行位移。如图3所示，本专利技术还公开一种高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，包括如下步骤：S1，读取需要装配的所有螺栓孔的大小和位置信息，根据螺栓孔的直径、深度，将其进行分类，螺栓种类分为n类，每一类分别为s(n)个；S2，对于螺栓种类定义为外循环工作方式，从而进行k次螺栓拧紧循环，对于每一类的螺栓个数定义为内循环工作方式，从而进行s次螺栓拧紧装配；S3，开始进行螺栓拧紧操作，对套筒进行安装和更换，进行螺栓的拾取操作，然后进行螺栓的拧紧操作；S4，外循环K次之后，当K小于n时，调取k所对应的螺栓孔个数s(k)，通过预设的阈值判断，进行螺栓拧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性螺栓拧紧电路系统，其特征在于，包括：通过单片机电机控制端分别连接螺栓拧紧系统的伺服电机驱动电路，单片机电磁控制端连接电磁线圈信号端，单片机激光信号端连接激光传感器信号端，单片机力矩信号端连接力矩传感器信号端。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性螺栓拧紧电路系统，其特征在于，包括：通过单片机电机控制端分别连接螺栓拧紧系统的伺服电机驱动电路，单片机电磁控制端连接电磁线圈信号端，单片机激光信号端连接激光传感器信号端，单片机力矩信号端连接力矩传感器信号端。2.根据权利要求1所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，其特征在于，所述力矩传感器安装在第一伺服电机内部，该力矩传感器获取力矩数据传输到单片机进行处理。3.根据权利要求1所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统，其特征在于，所述激光传感器安装在紧固头内侧，在紧固头的机械手伺服电机轴向开设小孔，激光传感器的光束从小孔射出，激光传感器感测螺栓的运行位移。4.一种高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，读取需要装配的所有螺栓孔的大小和位置信息，根据螺栓孔的直径、深度，将其进行分类，螺栓种类分为n类，每一类分别为s(n)个；S2，对于螺栓种类定义为外循环工作方式，从而进行k次螺栓拧紧循环，对于每一类的螺栓个数定义为内循环工作方式，从而进行s次螺栓拧紧装配；S3，开始进行螺栓拧紧操作，对套筒进行安装和更换，进行螺栓的拾取操作，然后进行螺栓的拧紧操作；S4，外循环K次之后，当K小于n时，调取k所对应的螺栓孔个数s(k)，通过预设的阈值判断，进行螺栓拧紧操作，直至全部螺栓拧紧完毕。5.根据权利要求4所述的高可靠性螺栓拧紧电路系统的控制方法，其特征在于，所述S3的套筒安装和更换的步骤包括：S3-1，判断紧固头是否带有上次循环对应型号的套筒，如果判断带有上次循环对应型号的套筒，控制机械手移动到套筒库中进行k-1类螺栓孔对应的套筒位置，控制直线电机关闭弹性球的弹性，对套筒解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇敏，孙烨辉，蒲文东，温皓宇，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆雅克比科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50