技术特征：
1.一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：包括为支架自动化调姿与输送系统(1)，自动透孔划窝系统(2)，托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)，自动送钉铆接系统(4)，施工螺钉自动化拆卸系统(5)；所述托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)、自动透孔划窝系统(2)、自动送钉铆接系统(4)、施工螺钉自动化拆卸系统(5)依次沿直线布置，实现流水线作业；支架自动化调姿与输送系统(1)位于托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)、自动透孔划窝系统(2)、自动送钉铆接系统(4)、施工螺钉自动化拆卸系统(5)这四个系统所呈直线的旁边，用于实现支架自动抓取、各工位支架调姿、各工位间支架输送；自动透孔划窝系统(2)用于实现支架上托板螺母底孔钻制、支架上托板螺母铆接孔透孔划窝；托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)用于实现托板螺母自动上料、施工螺钉的自动送钉并拧紧；自动送钉铆接系统(4)用于实现自动送铆钉至铆接孔并自动完成铆接；施工螺钉自动化拆卸系统(5)用于实现施工螺钉的自动拧松拆除。2.根据权利要求1所述的一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：所述支架自动化调姿与输送系统(1)包括机器人第七轴(1.1)、支架抓取执行器(1.2)、协助机器人(1.3)和支架物料盒(1.4)；机器人第七轴(1.1)固定在地面上，行程满足托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)、自动透孔划窝系统(2)、自动送钉铆接系统(4)、施工螺钉自动化拆卸系统(5)这四个系统工作需求；协助机器人(1.3)通过直线导轨在机器人第七轴(1.1)上移动，支架抓取执行器(1.2)固定在协助机器人(1.3)的末端，支架物料盒(1.4)放置在机器人第七轴(1.1)旁边，用于放置支架产品，协助机器人(1.3)带动支架抓取执行器(1.2)到支架物料盒(1.4)处抓取支架。3.根据权利要求1所述的一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：所述自动透孔划窝系统(2)位于托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)和自动送钉铆接系统(4)之间，包括视觉系统(2.1)和数控机床(2.2)；视觉系统(2.1)位于数控机床(2.2)上，用于识别支架外形尺寸及托板螺母上的铆钉底孔；数控钻床(2.2)固定在地面上，主轴可沿竖直方向上下移动，实现支架底孔钻制、铆接孔透孔划窝。4.根据权利要求1所述的一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：所述托板螺母预装配及自动拧紧系统(3)作为流水线布局的开始，位于自动透孔划窝系统(2)之前，包括托板螺母物料盒(3.1)、螺钉送钉机(3.2)、托板螺母自动上料机器人(3.3)、自动拧紧设备(3.4)和视觉设备(3.5)；自动拧紧设备(3.4)固定在地面上，用于将施工螺钉拧紧在支架上；托板螺母自动上料机器人(3.3)位于托板螺母物料盒(3.1)与自动拧紧设备(3.4)之间，托板螺母自动上料机器人(3.3)从托板螺母物料盒(3.1)处抓取托板螺母，将托板螺母固定在支架内表面；螺钉送钉机(3.2)位于自动拧紧设备(3.4)旁，用于为自动拧紧设备(3.4)自动输送施工螺钉，满足托板螺母在支架上的预装配；视觉设备(3.5)固定在自动拧紧设备(3.4)上，用于识别支架上的托板螺母底孔。5.根据权利要求1所述的一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：所述自动送钉铆接系统(4)位于自动透孔划窝系统(2)和施工螺钉自动化拆卸系统(5)之间，用于实现支架上铆钉的自动铆接，包括铆钉送钉柜(4.1)、视觉设备(4.2)、自动铆接设备(4.3)和自动
送钉设备(4.4)；自动铆接设备(4.3)固定在地面上，视觉设备(4.2)安装在自动铆接设备(4.3)的铆接末端，铆钉送钉柜(4.1)放置在自动铆接设备(4.3)旁边，通过铆钉输送管道与自动送钉设备(4.4)相连，再由自动送钉设备(4.4)将铆钉送至支架的托板螺母铆钉孔内；自动送钉设备(4.4)配合铆钉送钉柜(4.1)实现铆钉自动送钉，自动铆接设备(4.3)实现自动铆接，视觉设备(4.2)实现铆接孔定位。6.根据权利要求1所述的一种托板螺母的自动化装配装置，其特征在于：所述施工螺钉自动化拆卸系统(5)位于自动送钉铆接系统(4)的下游，包括自动拧松设备(5.1)和视觉设备(5.2)；自动拧松设备(5.1)固定在地面上，视觉设备(5.2)安装在自动拧松设备(5.1)上自动拧松设备(5.1)实现施工螺钉的自动拧松拆卸，视觉设备(5.2)实现施工螺钉位置定位。7.一种托板螺母的自动化装配方法，其特征在于步骤如下：1)协助机器人(1.3)带动支架抓取执行器(1.2)在机器人第七轴(1.1)上移动至支架物料盒(1.4)，支架抓取执行器(1.2)从支架物料盒(1.4)内抓取支架，使得支架外表面向上；2)协助机器人(1.3)带动支架移动至自动拧紧设备(3.4)处，视觉设备(3.5)识别托板螺母底孔大小及位置尺寸；3)托板螺母自动上料机器人完成托板螺母上料；4)螺钉送钉机(3.2)根据视觉设备(3.5)识别的托板螺母底孔的大小自动选择相应规格尺寸的施工螺钉，根据识别的位置配合协助机器人(1.3)和托板螺母自动上料机器人(3.3)准确将施工螺钉拧紧在支架上；托板螺母与支架完成预连接；5)协助机器人将支架运输至自动透孔划窝系统处完成铆钉孔的透孔划窝；6)协助机器人(1.3)在机器人第七轴(1.1)上移动使得支架运输至自动送钉铆接系统(4)处，视觉设备(4.2)识别支架上铆钉底孔的大小和位置，自动送钉设备(4.4)根据识别的铆钉底孔的大小和位置从铆钉送钉柜内选择合格规格的铆钉送至支架铆钉孔内，自动铆接设备(4.3)进行铆钉的压铆铆接；托板螺母与支架的铆接连接完成；7)协助机器人(1.3)在机器人第七轴(1.1)上移动使得支架运输至施工螺钉自动化拆卸系统(5)处，视觉设备(5.2)识别施工螺钉的位置，自动拧松设备(5.1)根据识别的闻之完成施工螺钉的自动拧松拆卸；协助机器人(1.3)六个关节运动使得支架运至合适位置，抓取执行器(1.2)松开支架，完成一个支架的自动化铆接装配。8.根据权利要求7所述的一种托板螺母的自动化装配方法，其特征在于：所述步骤3)的具体过程为：托板螺母自动上料机器人(3.3)从托板螺母物料盒(3.1)内取出托板螺母，根据视觉设备(3.5)识别的托板螺母底孔位置将托板螺母送至支架内表面，使得托板螺母螺纹孔与支架上的托板螺母底孔同心。9.根据权利要求7所述的一种托板螺母的自动化装配方法，其特征在于：所述步骤6)的具体过程为：协助机器人(1.3)在机器人第七轴(1.1)上移动使得支架运输至自动透孔划窝系统(2)处，协助机器人(1.3)六个关节运动使得支架翻身，内表面向上，视觉系统(2.1)识别托板螺母上的铆钉底孔，根据识别的底孔位置数控机床(2.2)从托板螺母上向支架透孔；协助机器人(1.3)六个关节运动使得支架翻身，外表面向上；视觉系统(2.1)识别支架上的铆钉孔，根据识别的铆钉孔数控机床(2.2)对支架上的孔划窝。
10.根据权利要求7所述的一种托板螺母的自动化装配方法，其特征在于：当支架上没有托板螺母底孔时，步骤2)之前还包括协助机器人将支架送至数控钻床钻制托板螺母底孔：协助机器人(1.3)带动支架抓取执行器(1.2)及支架在机器人第七轴(1.1)上移动将支架送至自动透孔划窝系统(2)，视觉系统(2.1)识别支架外形尺寸，根据托板螺母孔理论尺寸及支架外形尺寸偏差，用数控机床(2.2)钻制托板螺母底孔。
技术总结
本发明一种托板螺母的自动化装配装置及方法，解决了手工装配托板螺母一致性差、效率低、装配绿色制造模式缺失的难题，装置包括5个系统，满足支架调姿及运输、托板螺母自动透孔/划窝/预装配和铆钉自动钻铆的需求，全程无需人工参与。本发明公布了该装置的使用方法，通过机器人抓取支架移动至各个系统完成相应动作。该装置数字化程度高，采用自动化钻孔/划窝/铆接，有效避免手工装配造成划窝深、铆接时支架表面划伤等现象，采用压铆消除了手工锤击铆接噪声对操作者身心健康的影响，满足型号任务的批产需求。务的批产需求。务的批产需求。
技术研发人员：陈金存 孙立强 檀甜甜 吕九九 高亮 张小亮 乔腾飞 李士宁 朱建文 于炳涛 王培林 刘淼 马遥 李昂 杨琳 吴冬 马泽宇
受保护的技术使用者：首都航天机械有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2022/1/18