锁附控制系统、锁附控制方法及存储设备与流程

本发明涉及一种锁附控制系统，特别是一种用于对螺丝的锁附情况进行控制的锁附控制系统、锁附控制方法及存储设备。

背景技术：

现有的机械手锁螺丝设备，由于锁附时间短，效率高，人力需求少而应用广泛。然而，上述机械手锁螺丝设备采用真空吸附方式取螺丝并采用点位示教方式定位，当机械手出现磨损就会导致定位不准的问题；同时，上述机械手锁螺丝设备对螺丝的扭力监控曲线只能在锁附完成之后显示，以判断漏锁、锁偏、浮锁等不良，判断不具及时性，降低了锁附的良率。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种能够准实时地检测并控制锁附螺丝的扭力的锁附控制系统、锁附控制方法及存储设备以解决上述问题。

一种锁附控制系统，所述锁附控制系统应用于一锁附控制装置上，所述锁附控制装置包括：

机械手；

螺丝批，所述螺丝批设置于所述机械手上并在所述机械手的带动下移动；

压力传感器，所述压力传感器设置于所述机械手上；

摄像头，所述摄像头设置于所述机械手

处理器，适于实现各指令；

存储设备，适于存储多条指令，所述存储设备还存储有具有不同参数的螺丝的标准扭力曲线模型，所述指令适于由所述处理器加载并执行：

控制所述机械手带动所述螺丝批靠近一螺丝，并控制所述螺丝批吸取所述螺丝；控制所述机械手带动所述摄像头靠近一工件，并控制所述摄像头对所述工件进行拍摄照片且将所述照片传送至所述处理器；根据所述照片判断所述工件的螺孔位置，并控制所述机械手带动所述螺丝批将吸取的螺丝放至所述工件的相应的螺孔；控制所述螺丝批开始将所述螺丝锁附至相应的所述螺孔内并对所述螺丝的扭力进行实时检测，并控制所述压力传感器检测所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力，且将检测的所述扭力及所述抵持压力传送至所述处理器；根据所述螺丝的尺寸及材质选取相应的所述标准扭力曲线模型，并将检测的所述扭力与选取的所述标准扭力曲线模型进行比对且根据所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断所述螺丝是否发生锁附异常；根据上述判断结果及所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制所述螺丝批对锁附异常的所述螺丝重新进行修正锁附。

一种锁附控制方法，其包括：

控制一机械手带动一摄像头靠近一工件，并控制一摄像头对所述工件进行拍摄照片且将所述照片传送至一处理器；

根据所述照片判断所述工件的螺孔位置，并控制所述机械手带动一螺丝批将吸取的螺丝放至所述工件的相应的螺孔；

控制所述螺丝批开始将所述螺丝锁附至相应的所述螺孔内并对所述螺丝的扭力进行实时检测，并控制一压力传感器检测所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力，且将检测的所述扭力及所述抵持压力传送至所述处理器；

根据所述螺丝的尺寸及材质选取相应的标准扭力曲线模型，并将检测的所述扭力与选取的所述标准扭力曲线模型进行比对且根据所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断所述螺丝是否发生锁附异常；

根据上述判断结果及所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制所述螺丝批对锁附异常的所述螺丝重新进行修正锁附。

一种存储设备，该存储设备存储多条指令，所述指令适于由一处理器加载并执行：

控制一机械手带动一摄像头靠近一工件，并控制一摄像头对所述工件进行拍摄照片且将所述照片传送至一处理器；

根据所述照片判断所述工件的螺孔位置，并控制所述机械手带动一螺丝批将吸取的螺丝放至所述工件的相应的螺孔；

控制所述螺丝批开始将所述螺丝锁附至相应的所述螺孔内并对所述螺丝的扭力进行实时检测，并控制一压力传感器检测所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力，且将检测的所述扭力及所述抵持压力传送至所述处理器；

根据所述螺丝的尺寸及材质选取相应的标准扭力曲线模型，并将检测的所述扭力与选取的所述标准扭力曲线模型进行比对且根据所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断所述螺丝是否发生锁附异常；

根据上述判断结果及所述螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制所述螺丝批对锁附异常的所述螺丝重新进行修正锁附。

上述锁附控制系统、锁附控制方法及储存设备通过螺丝批及压力传感器分别对被锁附的螺丝的扭力进行实时检测及检测螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力情况，并构建不同参数的螺丝的标准扭力曲线模型，从而将并将螺丝批实时检测的被所附螺丝的扭力与上述选取的标准扭力曲线模型进行比对且根据螺丝批在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断螺丝是否发生锁偏、漏锁、浮锁、锁滑等锁附异常并进行修正锁附，提高了效率及良率。

附图说明

图1是本发明一实施方式的锁附控制装置的示意图。

图2是本发明一实施方式的锁附控制系统的模块示意图。

图3是本发明一实施方式的锁附控制方法的流程示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，图1为本发明所提供的实施方式的一种锁附控制装置100的示意图。锁附控制装置100用于将螺丝锁附至工件(图未示)上并对锁附的扭力进行实时地检测及控制。锁附控制装置100包括处理器10、存储设备20、上料机构30、机械手40、螺丝批50、压力传感器60、摄像头70、显示器80及提醒单元90。存储设备20、上料机构30、机械手40、螺丝批50、压力传感器60、摄像头70、显示器80、提醒单元90与处理器10电性连接。

处理器10可以是中央处理器、数字信号处理器或者单片机等。处理器10用于处理相关数据及发送多条指令。

存储设备20能够存储相关数据及多条指令，且所述指令适于由处理器10加载并执行相关动作。存储设备20还能够存储不同参数的螺丝的标准扭力曲线模型、标准扭力曲线模型中螺丝需转动的圈数n及标准扭力曲线模型中螺丝的转动每圈过程中的扭力最大值tx-max、扭力最小值tx-min、扭力斜率|kx-max|，其中，x为螺丝转动第x圈，tx表示锁附螺丝转动第x圈的过程中的扭力，|kx-max|为相邻两个时间点的扭力差除以相邻两个时间点螺丝转动的角度差的绝对值。

上述标准扭力曲线模型为不同参数的螺丝顺利锁附至相应的螺孔内的过程中根据公式：t＝kdf所得到的扭力曲线，其中，t为扭力，k为螺丝系数，f为预设的预紧力。

可理解，存储设备20可为硬盘、u盘、随机存取存储器等。

在至少一实施方式中，存储设备20可以是内部存储系统，例如闪存、随机读取存储器ram及可读取的存储器rom等。

在至少一实施方式中，存储设备20还可以是一个存储系统，例如影碟、存储卡、或者数据存储媒介等。存储设备20还包括不稳定或者稳定的存储设备。

在至少一实施方式中，存储设备20包括两个或者多个存储设备，例如，其中一个存储设备为记忆体，其中另一个存储设备为驱动器。此外，存储设备20还可以全部或者部分独立于锁附控制装置100。

上料机构30用于对多个螺丝进行依次上料。

机械手40用于带动螺丝批50、压力传感器60及摄像头70移动。本实施例中，机械手40为六轴机械手。

螺丝批50设置于机械手40上并在机械手40的驱动下移动。螺丝批50用于将从上料机构30上吸取螺丝(图未示)并将螺丝锁附至工件的螺孔(图未示)内。同时，螺丝批50还能够实时检测被锁附的螺丝的扭力及转动圈数。

压力传感器60设置于机械手40上以检测螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力。

摄像头70设置于机械手40上并在机械手40的驱动下移动。摄像头70用于对工件及螺丝(图未示)进行拍摄照片以实现螺孔定位、判断螺孔、螺丝是否损坏及判断螺孔内是否有螺丝等功能。本实施例中，摄像头70上设有光源71。光源71能够为摄像头70提供光线而使摄像头70能够拍摄清晰图片。摄像头70为ccd图像传感器，但不限于此。

显示器80用于实时地显示被检测螺丝的扭力、摄像头70所拍摄的图片及检测判断结果。

提醒单元90能够根据判断结果做出提醒。所述提醒的方式包括但不限于声音提醒、信息提醒、闪灯加警报提醒等，具体可根据实际需要设置。本实施例中，提醒单元90为能够发出声音警报，当螺丝锁附异常、螺孔内无螺丝、螺孔损坏、螺丝批异常时，提醒单元90发出声音警报。

请参阅图2，图2为本发明一实施方式中锁附控制系统200的模块示意图。锁附控制系统200应用于锁附控制装置100上。锁附控制系统200包括上料控制模块210、机械手控制模块220、螺丝批控制模块230、压力检测控制模块240、摄像控制模块250、模型建立模块260、判断模块270、修正模块280及提醒控制模块290。在一实施方式中，上料控制模块210、机械手控制模块220、螺丝批控制模块230、压力检测控制模块240、摄像控制模块250、模型建立模块260、判断模块270、修正模块280及提醒控制模块290为存储于所述锁附控制装置100的存储设备20中的，能够被所述锁附控制装置100的处理器10所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序指令段。在其他实施方式中，所述锁附控制系统200的上料控制模块210、机械手控制模块220、螺丝批控制模块230、压力检测控制模块240、摄像控制模块250、模型建立模块260、判断模块270、修正模块280及提醒控制模块290也可以为固化于处理器10的硬件单元，例如为固化于处理器10的韧体。

上料控制模块210用于控制上料机构30对多个螺丝进行依次上料以便于螺丝批50吸取螺丝。

机械手控制模块220用于控制机械手40带动螺丝批50、压力传感器60及摄像头70移动。

螺丝批控制模块230用于控制螺丝批50将上料机构30上吸取螺丝(图未示)并将螺丝锁附至工件的螺孔(图未示)内，并控制螺丝批50实时检测被锁附的螺丝的扭力及转动圈数并将上述检测的螺丝的扭力及转动圈数传送至处理器10及存储设备20。

压力检测控制模块240用于控制压力传感器60检测螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力。

摄像控制模块250用于控制摄像头70对工件及螺丝(图未示)进行拍摄照片，并控制光源71为摄像头70提供光线。

模型建立模块260用于根据不同参数的螺丝顺利锁附至相应的螺孔内的过程中由公式：t＝kdf所得到的标准扭力曲线模型，其中，t为扭力，k为螺丝系数，f为预设的预紧力。

判断模块270用于根据螺丝的尺寸及材质选取相应的标准扭力曲线模型，并将螺丝批50实时检测的被所附螺丝的扭力与上述选取的标准扭力曲线模型进行比对且根据螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断螺丝是否发生锁偏、漏锁、浮锁、锁滑等锁附异常及螺丝批50是否出现故障。同时，判断模块270能够根据摄像头70拍摄的螺丝及工件的照片判定螺孔位置、判断螺孔、螺丝是否损坏及判断螺孔内是否有螺丝。

具体地，螺丝在第1圈转动过程中的实时扭力为t1，当t1＞t1-max，且螺丝批50所受的抵持压力不均时，此时螺丝出现锁偏情况；当t1＞t1-max，且螺丝批50所受的抵持压力均匀时，此时螺丝出现浮锁情况；当t1＜t1-min，此时螺丝出现漏锁现情况；

螺丝在第m(2≤m≤n-1)圈转动过程中的实时扭力为tm，当tm＞tm-max，螺丝批50所受的抵持压力增大，且此时的扭力斜率|km|＞|km-max|时，此时螺丝出现锁滑情况；当tm＜tm-min时，此时螺丝出现浮锁情况；

螺丝在第n圈转动过程中的实时扭力为tn，当tn＞tn-max时，此时螺丝批50出现故障情况；当tn＜tn-min时，此时螺丝出现浮锁情况。

修正模块280根据上述判断结果及螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制螺丝批50对锁附异常的螺丝重新进行修正锁附直至将螺丝锁附至相应的螺孔内。

提醒控制模块290用于控制提醒单元90根据判断模块270的判断结果做出提醒。具体地，在本实施例中，当判断模块270判定螺丝锁附异常、螺孔内无螺丝、螺孔损坏、螺丝批异常时，提醒单元90发出声音警报。

请参阅图3，为本发明一实施方式中应用于所述锁附控制系统200使用锁附控制装置100的锁附控制方法的流程图。所述锁附控制方法仅是一种示例，因为有很多种实施所述方法的方式。请同时参阅图1至图3，接下来要描述的锁附控制方法能够被图1-2所示的模块所执行。图3中每一个图块代表的一个或者多个步骤，方法或者子流程等由示例方法所执行。使用上述锁附控制系统200对螺丝的锁附控制方法包括如下步骤：

s101：控制上料机构30对多个螺丝进行依次上料。

具体地，上料控制模块210控制上料机构30对对多个螺丝进行依次上料。

s102：控制机械手40带动螺丝批50靠近上料机构30，并控制螺丝批50从上料机构30上吸取螺丝。

具体地，机械手控制模块220控制机械手40带动螺丝批50靠近上料机构30，并由螺丝批控制模块230控制螺丝批50从上料机构30上吸取螺丝。

s103：控制机械手40带动摄像头70靠近工件，并控制摄像头70对工件进行拍摄照片且将上述照片传送至处理器10及存储设备20。

具体地，机械手控制模块220控制机械手40带动摄像头70靠近工件，并由摄像控制模块250控制摄像头70对工件进行拍照并将上述照片传送至处理器10及存储设备20。

s104：根据上述照片判断工件的螺孔位置，并控制机械手40带动螺丝批50将吸取的螺丝放至工件的相应的螺孔。

具体地，判断模块270根据上述照片判断工件的螺孔位置，机械手控制模块220控制机械手40带动螺丝批50将吸取的螺丝放至工件的相应的螺孔。

s105：控制螺丝批50开始将螺丝锁附至相应的螺孔内并对螺丝的扭力进行实时检测，并控制压力传感器60检测螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力，且将上述检测的扭力及上述抵持压力传送至处理器10及存储设备20。

具体地，螺丝批控制模块230控制螺丝批50开始将螺丝锁附至相应的螺孔内并对螺丝的扭力进行实时检测，并由压力检测控制模块240控制压力传感器60检测螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力，且将上述检测的扭力传送至处理器10及存储设备20。

s106：根据螺丝的尺寸及材质选取相应的标准扭力曲线模型，并将检测的上述扭力与选取的上述标准扭力曲线模型进行比对且根据螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断螺丝是否发生锁附异常。

具体地，判断模块270用于根据螺丝的尺寸及材质选取相应的标准扭力曲线模型，并将螺丝批50实时检测的被所附螺丝的扭力与上述选取的标准扭力曲线模型进行比对且根据螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断螺丝是否发生锁偏、漏锁、浮锁、锁滑等锁附异常。

具体地，螺丝在第1圈转动过程中的实时扭力为t1，当t1＞t1-max，且螺丝批50所受的抵持压力不均时，此时螺丝出现锁偏情况；当t1＞t1-max，且螺丝批50所受的抵持压力均匀时，此时螺丝出现浮锁情况；当t1＜t1-min，此时螺丝出现漏锁现情况；

螺丝在第m(2≤m≤n-1)圈转动过程中的实时扭力为tm，当tm＞tm-max，螺丝批50所受的抵持压力增大，且此时的扭力斜率|km|＞|km-max|时，此时螺丝出现锁滑情况；当tm＜tm-min时，此时螺丝出现浮锁情况；

螺丝在第n圈转动过程中的实时扭力为tn，当tn＞tn-max时，此时螺丝批50出现故障情况；当tn＜tn-min时，此时螺丝出现浮锁情况。

s107：控制提醒单元90根据上述判断结果做出提醒。

具体地，提醒控制模块290控制提醒单元90根据判断模块270的判断结果做出提醒。当判断模块270判定螺丝发生锁偏、漏锁、浮锁、锁滑的锁附异常时，提醒控制模块290控制提醒单元90发出声音警报。

s108：根据上述判断结果及螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制螺丝批50对锁附异常的螺丝重新进行修正锁附直至将螺丝锁附至相应的螺孔内。

具体地，修正模块280根据上述判断结果及螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况控制螺丝批50对锁附异常的螺丝重新进行修正锁附直至将螺丝锁附至相应的螺孔内。

可以理解地，步骤s101可以去除，可以直接机械手控制模块220控制机械手40带动螺丝批50靠近螺丝，并由螺丝批控制模块230控制螺丝批50吸取螺丝。

可以理解地，步骤s107可以去除，可以直接由操作员根据显示器80显示的上述判断结果来决得知螺丝是否出现锁附异常。

可以理解地，步骤s106中的标准扭力曲线模型的建立包括以下步骤：模型建立模块260根据不同参数的螺丝顺利锁附至相应的螺孔内的过程中由公式：t＝kdf所得到的扭力曲线，其中，t为扭力，k为螺丝系数，f为预设的预紧力。

锁附控制装置100包括处理器10、存储设备20、上料机构30、机械手40、螺丝批50、压力传感器60、摄像头70、显示器80及提醒单元90，但不限于此，上料机构30、显示器80及提醒单元90可以去除，并不影响对螺丝的扭力检测及锁附控制。

上述锁附控制装置100、锁附控制系统200及锁附控制方法通过螺丝批50及压力传感器60分别对被锁附的螺丝的扭力进行实时检测及检测螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力情况，并构建不同参数的螺丝的标准扭力曲线模型，从而将并将螺丝批50实时检测的被所附螺丝的扭力与上述选取的标准扭力曲线模型进行比对且根据螺丝批50在不同方向上受到的被锁附螺丝的抵持压力的情况判断螺丝是否发生锁偏、漏锁、浮锁、锁滑等锁附异常并进行修正锁附，提高了效率及良率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或者部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施方式的流程。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在相同处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、智能式穿戴式设备等，也可以是桌面式电子设备，如台式机、智能电视等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。