智能伺服电批及其使用方法与流程

本发明涉及电批技术领域，尤其涉及一种智能伺服电批及其使用方法。

背景技术：

伴随工业自动化、智能化的发展，根据智慧工厂对各工序数据的反馈、监控要求，逐渐对产品锁附质量与效率提出了数字化要求；锁附过程从原来的凭个人感觉与经验等不确定性因素提升到现在的实现锁附过程数字化。

智能工厂对智能化锁附的需求日益增长，而当前的电批电批很难适应，普通电批转速只有2000转左右，加工效率低下，而且，智能工厂还需要扭力精准、实时采集螺丝拧紧状态的数据。

普通电批无法检测出因为螺丝、零件等外部问题而导致的螺丝锁附故障，会出现工人漏拧，较难检测出螺丝拧滑牙、螺丝拧浮高等锁附故障。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

基于上述原因，本申请人提出了一种智能伺服电批及其使用方法，旨在解决上述问题。

技术实现要素：

为了满足上述要求，本发明的第一个目的在于提供一种智能伺服电批，旨在可以更准确的检测出因为螺丝、零件等外部问题而导致的螺丝锁附故障，有效防止工人漏拧，也更准确检测出螺丝拧滑牙、螺丝拧浮高等锁附故障。

本发明的第二个目的在于提供一种智能伺服电批的使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提出了一种智能伺服电批，包括用于提供转矩的伺服电机，与伺服电机输出轴连接的连接器，与连接器下端固定的批头套筒，与伺服电机固定连接且用于支撑保护的法兰结构，以及与批头套筒连接的批头；

所述批头套筒套设有弹簧，所述批头套筒位于弹簧上端的位置设有限位环，所述批头套筒位于弹簧与限位环之间的位置还设有安装孔；

所述法兰结构连接有连接座，所述批头套筒穿过连接座与批头连接，所述批头与批头套筒可拆卸连接。

在一个可能的实施方式中，所述连接器的上端、下端均设有可调节的安装槽，所述安装槽通过紧固件固定。

在另一方面，本发明还公开了上述智能伺服电批的使用方法，包括以下步骤：

所述电批启动后加速至第一预设速度值并保持,当所述电批的批头的螺丝与螺丝孔接触时，判断所述伺服电机力矩是否大于接触力矩；

若所述伺服电机力矩大于接触力矩，则控制所述电批进行升降动作，使所述电批的批头的螺丝进入螺丝孔，记录当前所述电批位置p1，开始记录锁负圈数，实时获取当前所述电批的编码器的反馈值p2，计算运动圈数p0＝p2-p1；

判断所述运动圈数p0距离目标位置p是否不大于预设距离值，若是，则降低所述电批速度；

当所述伺服电机力矩达到预设值时，延时若干秒后所述电批工作停止。

在一个可能的实施方式中，所述判断运动圈数p0距离目标位置p是否不大于第一预设距离值的步骤，还包括：

如果锁紧位置运动圈数p0：p-△p2≤p0≤p+△p1，则输出已经锁紧的信号；

如果锁紧位置运动圈数p0：p0≤p-△p2，则输出浮高的信号；

如果锁紧位置运动圈数p0：p+△p1≤p0，则输出滑牙的信号。

在一个可能的实施方式中，所述方法还包括电批自学习流程：

利用深度学习算法进入学习螺丝圈数模式；

所述电批低速运行，依据电流变化检测螺丝入牙，记录当前伺服电机位置p1；

当所述伺服电机运行达到设定的力矩，以及速度低于检测的阈值，判定螺丝拧紧，记录当前所述伺服电机位置；

计算并获得螺丝圈数p＝p2-p1，结束学习螺丝圈数模式。

相比于现有技术,本发明的有益效果在于：采用本方案的智能伺服电批，作业成功率相对于普通电批大幅度提高，因工况不同不低于99.5％；

本方案的智能伺服电批的扭矩精度为0.001n/m，可以锁附微细螺丝，确保每次紧固以及每次连接扭矩的一致性；

另一方面，检测浮高精度因工况不同不高于0.5圈，辅助配合3d视觉检测技术，可减少在生产中常见,浮高、滑牙、空转、卡死、被锁物损坏等问题。

在另一方面，仅需输入目标力矩，自学习任意螺丝参数，智能设定旋转角度、接触力矩、扭力维持时间、滑牙、浮高界定圈数、接近距离等参数。

本方案的智能伺服电批，其扭矩范围10(mn.m)-700(mn.m)，相对于普通电批具有较大的工作范围，而且螺丝标准型号支持范围(s0.6–m5.0)也大于普通电批，此外，速度:4000r/min，也比普通电批大，从而提高了工作效率。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明一种智能伺服电批的具体实施例的结构示意图；

图2是图1局部放大示意图；

图3是本发明一种智能伺服电批的使用方法的流程示意图；

图4是图3的一个具体实施例的流程示意图；

图5是图3的电批自学习流程示意图。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

一方面，如图1以及图2所示的结构，本发明提出了一种智能伺服电批，包括用于提供转矩的伺服电机100，与伺服电机100输出轴连接的连接器200，与连接器200下端固定的批头套筒300，与伺服电机100固定连接且用于支撑保护的法兰结构400，以及与批头套筒300连接的批头500；

所述批头套筒300套设有弹簧301，所述批头套筒300位于弹簧301上端的位置设有限位环302，所述批头套筒300位于弹簧301与限位环302之间的位置还设有安装孔303；

具体地，所述安装孔303可用于与批头500通过销配合安装，且结合弹簧301实现安装拆卸过程。

作为较佳的实施方式，所述法兰结构400连接有连接座401，所述批头套筒300穿过连接座401与批头500连接，所述批头500与批头套筒300可拆卸连接。

使用者可根据自身需要选择合适的批头，进一步地拓展了本方案的智能伺服电批的通用性。

在一个可能的实施方式中，所述连接器200的上端、下端均设有可调节的安装槽，所述安装槽通过紧固件201固定。

其中，所述紧固件201包括但不限于，螺丝、螺杆、螺母、销、螺栓等。

作为可选的实施方式中，所述伺服电机100安装于可升降的装置上，用于实施螺丝拆装时，起到有效的接触、脱离接触的效果。并且由于可以记录伺服电机100的升降高度，也为智能伺服电批计算螺丝圈数实现了基础。

在另一方面，如图3所示的流程示意图，为本发明还公开的上述智能伺服电批的使用方法，包括以下步骤：

步骤s1，所述电批启动后加速至第一预设速度值并保持,当所述电批的批头的螺丝与螺丝孔接触时，判断所述伺服电机力矩是否大于接触力矩；

步骤s2，若所述伺服电机力矩大于接触力矩，则控制所述电批进行升降动作，使所述电批的批头的螺丝进入螺丝孔，记录当前所述电批位置p1，开始记录锁负圈数，实时获取当前所述电批的编码器的反馈值p2，计算运动圈数p0＝p2-p1；

步骤s3，判断所述运动圈数p0距离目标位置p是否不大于预设距离值，若是，则降低所述电批速度；

步骤s4，当所述伺服电机力矩达到预设值时，延时若干秒后所述电批工作停止。

如图3所示的实施方式中，所述判断运动圈数p0距离目标位置p是否不大于第一预设距离值的步骤，还包括：

如果锁紧位置运动圈数p0：p-△p2≤p0≤p+△p1，则输出已经锁紧的信号；

如果锁紧位置运动圈数p0：p0≤p-△p2，则输出浮高的信号；

如果锁紧位置运动圈数p0：p+△p1≤p0，则输出滑牙的信号。

另外：反转根据设定的反转速度和反转圈数进行反转。受反转力矩限制。

通过这一步骤，实现了检测锁紧的螺丝孔是否存在问题，并且能够通过控制系统及时通知使用者，以便于使用者进行相应的处理。

其中，作为上述使用方法的具体实施例：

如图4所示，伺服电批工艺流程，旨在速度模式下监控力矩和位置，其中给的字母表达的含义如下：

t1：接触力矩t：锁紧时间

t2：锁紧力矩△p1：滑牙界定脉冲(或圈数)

v1：空行速度△p2：浮高界定脉冲(或圈数)

v2：锁负速度p：目标脉冲(或圈数)

v3：接近速度l1：接近距离

s1：电批启动加速段；

s2：电批空行段，速度为v1(与图3的步骤s1对应)；

s3：当螺丝接触到螺丝孔，电机力矩≥接触力矩后，螺丝进入螺丝孔。记录当前位置p1，开始记录锁负圈数，速度v2，实时获取当前编码器反馈值p2，运动圈数p0＝p2-p1(与图3的步骤s2对应)；

s4：当p0距离目标位置p≤l1时，降低速度为v3(与图3的步骤s3对应)；

s5：当力矩到达t2时，延时t，然后停止(v＝0)(与图3的步骤s4对应)。

在一个可能的实施方式中，如图5所示的实施方式中，所述方法还包括电批自学习流程：

步骤q1，利用深度学习算法进入学习螺丝圈数模式；

步骤q2，所述电批低速运行，依据电流变化检测螺丝入牙，记录当前伺服电机位置p1；

步骤q3，当所述伺服电机运行达到设定的力矩，以及速度低于检测的阈值，判定螺丝拧紧，记录当前所述伺服电机位置；

步骤q4，计算并获得螺丝圈数p＝p2-p1，结束学习螺丝圈数模式。

通过上述学习模式以及使用方法，可以很好地实现：

自动识别螺丝种类，无需人工干预，自动设置相关工艺参数，得到最佳力矩曲线；

在线识别滑牙、零部件丢失、不对齐和浮高；

滑牙检测、螺纹损坏检测、扭矩和角度限制或自动化流程工序等防错功能。

其中，自动识别螺丝拧紧模式，自一颗螺丝从开始认孔，衔牙，拧紧中途发生的所用拧紧速度，模式皆可自由设定以实现各种类型的螺丝和最佳的螺丝锁付，多段拧紧模式设定，扭力波形输出

相比于现有技术,本发明的有益效果在于：采用本方案的智能伺服电批，作业成功率相对于普通电批大幅度提高，因工况不同不低于99.5％；

本方案的智能伺服电批的扭矩精度为0.001n/m，可以锁附微细螺丝，确保每次紧固以及每次连接扭矩的一致性；

另一方面，检测浮高精度因工况不同不高于0.5圈，辅助配合3d视觉检测技术，可减少在生产中常见,浮高、滑牙、空转、卡死、被锁物损坏等问题。

在另一方面，仅需输入目标力矩，自学习任意螺丝参数，智能设定旋转角度、接触力矩、扭力维持时间、滑牙、浮高界定圈数、接近距离等参数。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的模块，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的模块实施例仅仅是示意性的。例如，各个模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如一个以上模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变应该属于本发明权利要求的保护范围之内。