一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统的制作方法

本发明涉及发动机制造装配领域，尤其涉及一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统。

背景技术：

在发动机制造装配领域，螺栓的拧紧方式经历了4次变革，从最开始的人工手动拧紧到人工半自动拧紧，从全轴拧紧到机器人全柔性拧紧，每一次变革都基于效率提升、质量控制。目前行业内应用最成熟的是机器人全柔性拧紧，一台机器人携带一或两套拧紧轴，通过变距拧紧多颗螺栓，比如前盖、凸轮轴罩盖、油底壳等拧紧螺栓较多的零部件。

拧紧方式在不断优化改进，但产品的多样化同时也对全柔性拧紧工位提出了更高的要求，最明显的问题是不同机型在不同工位安装不同规格的螺栓，机型切换的时候套筒也需要唤醒，传统都是手动切换。往往为保证安全手动切换套筒，需要将生产线设备停止，不仅会使生产暂时停滞，而且手动切换套筒的效率低下，大大影响整条生产线的生产进度，降低了生产效率。且手动切换套筒易出现失误，出现重大的加工安全事故。

技术实现要素：

本发明提供一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统，旨在解决现有的拧紧工位的拧紧套筒需要通过手动切换，影响生产进度，降低生产效率的问题。

本发明提供一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统，包括工业机器人、套筒更换模块、拧紧模块及用于执行拧紧操作的拧紧台，所述拧紧模块设于所述工业机器人的机械臂前端，所述套筒更换模块置于所述拧紧台的一侧，所述套筒更换模块包括台座、套筒支架、挡块及用于与拧紧套筒的螺栓配合连接的螺栓座，所述套筒支架设于所述台座的顶部，所述螺栓座与所述套筒支架连接，所述挡块设于所述套筒支架的顶部，所述挡块上设有用于卡接所述拧紧套筒且与所述螺栓座平行设置的挡孔。

作为本发明的进一步改进，所述台座顶部还设有设备支架，所述设备支架上设有用于夹紧固定所述拧紧套筒的卡爪、用于检测所述拧紧套筒的在位情况的第一传感器及用于检测所述拧紧套筒与所述螺栓座连接状况的第二传感器。

作为本发明的进一步改进，所述第一传感器设于所述卡爪上方且与所述挡板水平设置，所述第二传感器与所述螺栓座水平设置。

作为本发明的进一步改进，所述卡爪与所述第一传感器通讯，所述第二传感器与所述工业机器人通讯。

作为本发明的进一步改进，所述套筒支架包括第一套筒支架及第二套筒支架，所述第一套筒支架设于所述台座顶部的一端，所述第二套筒支架设于所述台座顶部的另一端，所述第一套筒支架及所述第二套筒支架的顶部均设有所述挡块。

作为本发明的进一步改进，所述螺栓座包括第一螺栓座及第二螺栓座，所述第一螺栓座与所述第一套筒支架连接，所述第二螺栓座与所述第二套筒支架连接，所述第一螺栓座与所述第二螺栓座的螺栓规格不同。

作为本发明的进一步改进，所述拧紧模块包括拧紧支架、拧紧轴、拧紧轴连接转换套及所述拧紧套筒，所述拧紧支架设于所述工业机器人的机械臂前端，所述拧紧轴设于所述拧紧支架的一端，所述拧紧轴的一端连接所述拧紧轴连接转换套的一端，所述拧紧轴连接转换套的另一端连接所述拧紧套筒的一端。

作为本发明的进一步改进，所述拧紧套筒上设有与所述挡孔配合卡接的卡箍。

作为本发明的进一步改进，所述拧紧台上设有用于提供拧紧操作工位的通孔。

作为本发明的进一步改进，所述螺栓拧紧工位自动换套筒系统还包括运输模块，所述运输模块包括辊道及顶升机构，所述辊道设于所述拧紧台的下方，所述顶升机构设于所述辊道上，发动机置于所述顶升机构上。

本发明的有益效果是：利用全自动化的套筒更换操作取代了现有技术中人工更换套筒的方式，使得套筒的更换更加快速便捷且失误率低，节省换型时间，提高了整个生产线的生产效率，使得产品的合格率提升，同时减少了工人的加工参与，提高生产安全性。

附图说明

图1是本发明的整体图；

图2是本发明的套筒更换模块的示意图。

具体实施方式

附图标记：1-工业机器人，2-套筒更换模块，3-拧紧台，4-拧紧支架，5-拧紧轴，6-拧紧轴连接转换套，7-拧紧套筒，8-发动机，9-顶升机构，10-辊道，11-台座，12-第一套筒支架，13-第二套筒支架，14-第一螺栓座，15-第二螺栓座，16-设备支架，17-第一传感器，18-第二传感器，19-卡爪，20-挡块，21-挡孔，22-卡箍。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1和图2所示，本发明提供了一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统，包括工业机器人1、套筒更换模块2、拧紧模块及用于执行拧紧操作的拧紧台3，所述拧紧模块设于所述工业机器人1的机械臂前端，所述套筒更换模块2置于所述拧紧台3的一侧，所述套筒更换模块2包括台座11、套筒支架、挡块20及用于与拧紧套筒7的螺栓配合连接的螺栓座，所述套筒支架设于所述台座11的顶部，所述螺栓座与所述套筒支架连接，所述挡块20设于所述套筒支架的顶部，所述挡块20上设有用于卡接所述拧紧套筒7且与所述螺栓座平行设置的挡孔21。

作为本发明的一种实施例，所述台座11顶部还设有设备支架16，所述设备支架16上设有用于夹紧固定所述拧紧套筒7的卡爪19、用于检测所述拧紧套筒7的在位情况的第一传感器17及用于检测所述拧紧套筒7与所述螺栓座连接状况的第二传感器18。

作为本发明的另一种实施例，所述第一传感器17设于所述卡爪19上方且与所述挡板水平设置，所述第二传感器18与所述螺栓座水平设置。

作为本发明的另一种实施例，所述卡爪19与所述第一传感器17通讯，所述第二传感器18与所述工业机器人1通讯。

作为本发明的另一种实施例，所述套筒支架包括第一套筒支架12及第二套筒支架13，所述第一套筒支架12设于所述台座11顶部的一端，所述第二套筒支架13设于所述台座11顶部的另一端，所述第一套筒支架12及所述第二套筒支架13的顶部均设有所述挡块20。

作为本发明的另一种实施例，所述螺栓座包括第一螺栓座14及第二螺栓座15，所述第一螺栓座14与所述第一套筒支架12连接，所述第二螺栓座15与所述第二套筒支架13连接，所述第一螺栓座14与所述第二螺栓座15的螺栓规格不同。

作为本发明的另一种实施例，所述拧紧模块包括拧紧支架4、拧紧轴5、拧紧轴连接转换套6及所述拧紧套筒7，所述拧紧支架4设于所述工业机器人1的机械臂前端，所述拧紧轴5设于所述拧紧支架4的一端，所述拧紧轴5的一端连接所述拧紧轴连接转换套6的一端，所述拧紧轴连接转换套6的另一端连接所述拧紧套筒7的一端。

作为本发明的另一种实施例，所述拧紧套筒7上设有与所述挡孔21配合卡接的卡箍22。

作为本发明的另一种实施例，所述拧紧台3上设有用于提供拧紧操作工位的通孔。

作为本发明的另一种实施例，所述螺栓拧紧工位自动换套筒系统还包括运输模块，所述运输模块包括辊道10及顶升机构9，所述辊道10设于所述拧紧台3的下方，所述顶升机构9设于所述辊道10上，发动机8置于所述顶升机构9上。

本发明提供了一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统，通过设置所述套筒更换模块2，可以实现自动套筒更换，所述工业机器人1的控制端可以控制所述工业机器人1的机械臂，带动所述拧紧模块移动至所述套筒更换模块2处进行套筒更换，取代了现有技术中人工切换套筒的操作，实现了全过程的自动化操作，提高了生产效率，降低了失误几率，保证生产的安全。

本方案的实施过程通过以下实施例进行具体说明：

首先，所述辊道10动作带动所述顶升机构9移动至所述拧紧台3的下方，所述辊道10停止动作，此时所述发动机8的拧紧部位位于所述通孔的正下方，所述顶升机构9动作将所述发动机8抬升至所述通孔处并停止动作。

接着，所述工业机器人1的控制端接收到来自生产线上的信息反馈，获取了接下来对所述发动机8进行拧紧加工的所述拧紧套筒7的螺栓规格，如果与现在连接在所述拧紧轴连接转换套6的一端的所述拧紧套筒7的螺栓规格相同，则所述工业机器人1的机械臂带动所述拧紧轴5移动至所述通孔处，对所述发动机8的相应部位进行拧紧操作，如果现在连接在所述拧紧轴连接转换套6的一端的所述拧紧套筒7的螺栓规格不相同，则控制所述工业机器人1的机械臂带动所述拧紧模块移动至所述套筒更换模块2处进行套筒更换；

在所述台座11上设有两种螺栓规格不同的所述螺栓座，在本实施例中，所述第一螺栓座14的螺栓规格为m6，所述第二螺栓座15的螺栓规格为m8。根据所述拧紧套筒7的螺栓规格移动至相应的位置，往下移动，使得所述拧紧套筒7的另一端与所述螺栓座配合连接，此时所述第二传感器18便会发送信号至所述工业机器人1的控制端，此时所述拧紧套筒7上的所述卡箍22会与设于所述挡块20上的所述挡孔21接触卡接，所述拧紧轴连接转换套6与所述挡孔21接触受力，锁死功能标准转接头相对运动，钢珠落入槽内，使得所述拧紧轴连接转换套6与所述拧紧套筒7分离，所述工业机器人1带动所述拧紧轴5及拧紧轴连接转换套6抬升，此时所述第一传感器17感应到所述拧紧轴连接转换套6的离开，则反馈至所述卡爪19，所述卡爪19动作将所述拧紧套筒7夹紧固定，这便完成了所述拧紧套筒7的拆卸。

随后，所述工业机器人1将所述拧紧轴5及拧紧轴连接转换套6移动至所需的螺栓规格的所述拧紧套筒7处，将所述拧紧轴连接转换套6与所述拧紧套筒7的一端连接，此时所述第一传感器17感应到所述拧紧轴连接转换套6，则反馈至所述卡爪19，所述卡爪19将该所述拧紧套筒7松开，所述工业机器人1带着更换后的所述拧紧套筒7抬升并移动至所述拧紧台3，当所述拧紧套筒7从所述螺栓座上离开时，所述第二传感器18会将所述拧紧套筒7已离开的信息传递至所述工业机器人1的控制端。

最后，新更换的所述拧紧套筒7在所述通孔处对所述发动机8的相应部位进行拧紧操作后，所述顶升机构9降落，所述辊道10重新动作，将完成拧紧操作的所述发动机8带去下一加工步骤，同时将下一个所述发动机8移动至拧紧工位。重复以上步骤便可以实现对多个所述发动机8的连续拧紧操作。

其中，每一种螺栓规格的所述螺栓座至少设置两组，对应的所述第一套筒支架12及第二套筒支架13也至少设置两组，所述第一传感器17及第二传感器18均至少设置两组。

利用全自动化的套筒更换操作取代了现有技术中人工更换套筒的方式，使得套筒的更换更加快速便捷且失误率低，节省换型时间，提高了整个生产线的生产效率，使得产品的合格率提升，同时减少了工人的加工参与，提高生产安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。