铆接机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铆接机器人。包括：机器人部分设置于底架上通过液压快换盘与铆接工具部分快速可拆卸联接，位置视觉识别部分设置于液压快换盘一侧并固定于机器人部分前端第六轴上，铆钉自动上料部分设置于安装底板上，安装底板通过两级减振结构固定于底架上，铆枪尾料收集部分用于收集铆接过程产生的尾料，铆接质量判断部分是用于铆接数据的采集、处理和铆接曲线的生成，实现铆接质量的判断。本发明专利技术提供的铆接机器人系统能够实现特定铆接工位拉铆钉的无人快速安装，减振结构有效隔离振动源对机器人铆接作业的干扰，径向和轴向缓冲机构能够吸收拉铆钉安装过程中轴向和径向的冲击能量，保证了铆接机器人系统的工作精度和铆接机器人机构的使用寿命。

Riveting Robot System

【技术实现步骤摘要】
铆接机器人系统
本专利技术属于铆接紧固
，尤其属于铆接紧固智能设备设计制造
，特别涉及一种拉铆钉紧固连接智能设备系统，具体为一种铆接机器人，属铆接类(B21J)。
技术介绍
拉铆紧固连接技术在铁路、航空、汽车、船舶等行业均得到了广泛应用，但在固定工位大批量的安装使用过程中，需要操作人员手持铆接工具进行铆接，对于铆接数量较多的工况，操作人员劳动强度较大，同时因操作人员和检查人员的疏忽，很可能出现漏铆、漏检或错检等问题，给系统运行带来了较大的安全隐患。中国专利201621343316.1公开了一种机器人自动铆接设备，包括工作台，工作台上设置有夹具，工作台一侧安装有拉铆机构，拉铆机构包括装配机械人和振动盘，装配机器人上安装有铆接机构，铆接机构包括翻转座，翻转座上安装有电机，电机的输出轴上安装有铆接安装板，铆接安装板上并排设置有铆接气缸和送料旋转气缸，铆接气缸的活塞杆上安装有拉铆头，拉铆头外周面设置有与拉铆螺母配合的外螺纹，送料旋转气缸的活塞杆上安装有可转动的接料板，振动盘的出料口处安装有吸料管，吸料管端部连接送料管，吸料管与送料管内径与拉铆螺母尺寸对应，送料管出口对应接料板布置。该专利只能用于拉铆螺母的自动铆接，安装工具是气动铆接工具，不能满足拉断式拉铆钉的自动铆接。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足公开了一种铆接机器人。本专利技术的目的是提供一种能够进行无人快速安装，实现自动更换铆接工具部分、自动找正铆接位置孔、自动完成上料装钉、自动完成铆接以及铆接质量的自动判定和储存等功能的铆接机器人。本专利技术采用的技术方案如下：铆接机器人系统，由机器人部分、铆接工具部分、位置视觉识别部分、铆钉自动上料部分、铆枪尾料收集部分和铆接质量判断部分构成，其特征在于：机器人部分设置于底架上，通过液压快换盘与铆接工具部分快速可拆卸联接，用于完成铆接工具全空间移动定位；位置视觉识别部分设置于液压快换盘一侧并固定于机器人部分前端第六轴上，用于按铆接顺序对铆接位拍照处理并传送图像信息；铆钉自动上料部分设置于安装底板上，安装底板通过两级减振结构固定于底架上；包括振动盘和旋转台，用于将铆钉按一定方向送至直线段位置，再由旋转台进行旋转分料，完成铆钉由紧密排列方式到单件精确传送定位；铆枪尾料收集部分用于收集铆接过程产生的尾料；铆接质量判断部分是用于铆接数据的采集、处理和铆接曲线的生成，实现铆接质量的判断。进一步所述两级减振结构是铆钉自动上料部分首先固定于一级底板上，一级底板通过减振座固定于二级底板上，二级底板通过减振座固定于底架上。进一步所述减振座由顺序嵌入套装的减振螺母、减振橡胶垫、减振支架构成，减振螺母为倒T形结构，T形的横脚嵌入减振橡胶垫底面的横向凹槽中紧配合固定，T形的竖脚端部为螺母螺旋与底板或底架连接固定、竖脚外周嵌入减振橡胶垫中紧配合固定；减振支架为具有两翼的中空壳结构，两翼设置通孔用于螺栓与底板或底架连接固定，中空壳结构与减振橡胶垫外表结构匹配实现压紧固定；减振螺母和减振支架下端面均通过减振橡胶垫与底板或底架缓冲固定。进一步所述铆接工具部分设置缓冲结构并通过液压快换盘与机器人部分快速可拆卸联接；所述缓冲结构包括径向缓冲结构和轴向缓冲结构。进一步所述径向缓冲机构由铆接工具部分油缸缸体两侧对称夹紧固定的缓冲装置构成，所述缓冲装置由依次排列的径向缓冲底板、径向缓冲胶板和径向缓冲盖板构成。进一步所述轴向缓冲结构由轴向缓冲基础板、轴向缓冲滑台、缓冲导杆、缓冲气缸、磁环和磁杆构成；轴向缓冲基础板与油缸缸体联接固定，轴向缓冲基础板设置两根缓冲导杆、一根磁杆，轴向缓冲滑台在两根缓冲导杆上滑动，轴向缓冲滑台两侧通过缓冲气缸与轴向缓冲基础板联接，轴向缓冲滑台中部设置磁环可滑动套装在磁杆上，轴向缓冲滑台与径向缓冲机构的径向缓冲盖板联接固定。进一步所述磁杆顶端轴向缓冲基础板设置磁滞位移传感器。提供铆接工具铆接动力的液压泵站设置于安装底板上。机器人部分包括设置于底架用于横向移动的机器人第七轴，机器人部分的基座通过安装座板沿机器人第七轴实现横向移动，机器人部分基座上设置机器人第六轴，机器人第六轴端部通过液压快换盘与铆接工具部分快速可拆卸联接用于实现全向移动。本专利技术机器人部分包括机器人安装座板，震动盘排料送料结构和液压站安装在安装底板上：两个部分之间采用柔性连接件进行连接，且震动盘排料送料结构和液压站与其安装底板间，全部采用两级减振后再安装至底架上，最大限度上隔离振动源，减少振动源对机器人精度的影响。本专利技术铆钉自动上料部分包含振动盘和旋转台，振动盘将铆钉按一定方向送至直线段位置，再由旋转台进行旋转分料，完成铆钉由紧密排列方式到单件精确定位的功能。本专利技术铆接工具部分通过液压快换盘与机器人第六轴快速安装和拆卸，铆接工具部分采用两侧对称结构，弹性支撑，使得铆钉断裂时的冲击完全吸收及抵消。本专利技术位置视觉识别部分包含相机装置和固定防振结构，位置视觉识别部分安装于快换盘一侧并固定于机器人第六轴，位置视觉识别部分相机装置镜头与铆接工具部分枪头平齐对准安装位置孔。本专利技术铆接质量判断部分：包含液压泵站和上位机控制系统，压力传感器采集铆接油压数据、流量计采集回油口液压油流量数据，上位机控制系统负责对铆接油压数据和回油口液压油流量数据进行处理和转换，生成铆接曲线，对铆接质量进行判断，合格时数据存储和打印报表、不合格时报警。本专利技术铆接工具部分径向缓冲结构采用两侧对称结构、弹性支撑，此种缓冲结构使用了左右两侧对称安装形式，可完全吸收和抵消铆接断裂时径向产生的冲击。铆接工具部分轴向缓冲结构以气压作为恒定力支撑，通过磁滞伸缩位移传感器监测轴向缓冲结构的位置，轴向缓冲结构在铆接过程中，用于吸收铆钉在铆接过程中由于铆接变形而产生的位移，可使整个铆接过程中机器人不需要进行跟随动作，降低系统控制难度；同时，由于轴向缓冲距离较长，可在铆钉装配及铆接过程中监测其位移传感器位置，从侧面监测铆钉装入是否发生异常，以及从侧面发现铆接异常；铆接工具部分采用多级旋转接头，包括管路与液压快换盘之间90度布置、360度旋转接头，安装于管路的360度直线结构旋转接头，使得机器人关节在转动等过程中能灵活适应各角度工位，解决了由于液压高压管路柔性较差的问题；本专利技术装备应用时，铆接机器人系统启动后，设置铆接位置孔和铆钉规格，机器人自动选择铆接工具部分进行快速更换，铆钉自动上料部分完成铆钉的送料，铆接工具部分自动抓取铆钉，机器人部分回到原点，机器人控制系统接收铆接座标点后自动移动找准铆接位置，位置视觉识别部分对铆接位置孔进行识别和位置的校准，铆接机器人系统启动液压泵站并完成铆钉的安装，铆接质量判断系统采集铆接数据、生成铆接曲线、完成铆接质量的判断，铆枪尾料收集部分倒出尾料，机器人部分回到原点，完成铆接。本专利技术有益效果：本专利技术提供的铆接机器人系统能够实现特定铆接工位拉铆钉的无人快速安装，工作时能够实现自动更换铆接工具部分、自动找正铆接位置孔、自动完成上料装钉、自动完成铆接以及铆接质量的自动判定和储存等功能；本专利技术减振结构有效隔离振动源对机器人铆接作业的干扰，提高铆接精度和改善机器人工作状态，减振结构简洁有效；径向和轴向缓冲机构能够吸收拉铆钉安装过程中轴向和径向的冲击能量，保证了铆接机器人系统的工作精度和铆接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铆接机器人系统，由机器人部分、铆接工具部分、位置视觉识别部分、铆钉自动上料部分、铆枪尾料收集部分和铆接质量判断部分构成，其特征在于：机器人部分设置于底架上，通过液压快换盘与铆接工具部分快速可拆卸联接，用于完成铆接工具全空间移动定位；位置视觉识别部分设置于液压快换盘一侧并固定于机器人部分前端第六轴上，用于按铆接顺序对铆接位拍照处理并传送图像信息；铆钉自动上料部分设置于安装底板上，安装底板通过两级减振结构固定于底架上；包括振动盘和旋转台，用于将铆钉按一定方向送至直线段位置，再由旋转台进行旋转分料，完成铆钉由紧密排列方式到单件精确传送定位；铆枪尾料收集部分用于收集铆接过程产生的尾料；铆接质量判断部分是用于铆接数据的采集、处理和铆接曲线的生成，实现铆接质量的判断。

【技术特征摘要】
1.铆接机器人系统，由机器人部分、铆接工具部分、位置视觉识别部分、铆钉自动上料部分、铆枪尾料收集部分和铆接质量判断部分构成，其特征在于：机器人部分设置于底架上，通过液压快换盘与铆接工具部分快速可拆卸联接，用于完成铆接工具全空间移动定位；位置视觉识别部分设置于液压快换盘一侧并固定于机器人部分前端第六轴上，用于按铆接顺序对铆接位拍照处理并传送图像信息；铆钉自动上料部分设置于安装底板上，安装底板通过两级减振结构固定于底架上；包括振动盘和旋转台，用于将铆钉按一定方向送至直线段位置，再由旋转台进行旋转分料，完成铆钉由紧密排列方式到单件精确传送定位；铆枪尾料收集部分用于收集铆接过程产生的尾料；铆接质量判断部分是用于铆接数据的采集、处理和铆接曲线的生成，实现铆接质量的判断。2.根据权利要求1所述的铆接机器人系统，其特征在于：所述两级减振结构是铆钉自动上料部分固定于一级底板上，一级底板通过减振座固定于二级底板上，二级底板通过减振座固定于底架上。3.根据权利要求2所述的铆接机器人系统，其特征在于：所述减振座由顺序嵌入套装的减振螺母、减振橡胶垫、减振支架构成，减振螺母为倒T形结构，T形的横脚嵌入减振橡胶垫底面的横向凹槽中紧配合固定，T形的竖脚端部为螺母螺旋与底板或底架连接固定、竖脚外周嵌入减振橡胶垫中紧配合固定；减振支架为具有两翼的中空壳结构，两翼设置通孔用于螺栓与底板或底架连接固定，中空壳结构与减振橡胶垫外表结构匹配实现压紧固定；减振螺母和减振支架下端面均...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥云，刘宇，邓涛，李伟，余涛，郭龙，张帅，李坤，杨林，
申请(专利权)人：眉山中车紧固件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51