一種實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備及利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)在人工成本逐漸上升以及傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的情況下，企業(yè)實(shí)現(xiàn)裝配作業(yè)的高度自動(dòng)化生產(chǎn)具有重要意義。在裝配作業(yè)中，其軸孔裝配是機(jī)械裝配中最為基礎(chǔ)的任務(wù)，裝配質(zhì)量的高低對(duì)于產(chǎn)品在應(yīng)用過程中具有重大影響，一些精細(xì)零件的加工與裝配作業(yè)依靠普通的控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足需求需求。例如高精度的軸孔裝配作業(yè)，由于環(huán)境中存在諸多不確定性和突發(fā)事件，使得裝配作業(yè)時(shí)常發(fā)生故障，在常規(guī)位置控制下，裝配工業(yè)機(jī)器人裝配件之間的微小偏差可能使裝配件不能完成裝配，導(dǎo)致裝配作業(yè)失敗，甚至造成對(duì)裝配工件及周邊設(shè)備的損壞。
[0003]較早的研究工作者Whi tney在其文章中Instrumented remote centercompliance [J].1ndustrial Robot.1984 ,11(4): 2 38-242提出的被動(dòng)RCC裝置(RemoteCenter of Compliance)，該被動(dòng)RCC裝置利用彈性元件容納軸孔之間的位置和姿態(tài)的誤差而進(jìn)行軸孔配。
[0004]公開號(hào)CN102218652B的專利公開了一種利用機(jī)器人的柔順性實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的裝置和方法，但其是靠位置控制來實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的，不能夠?qū)佑|力進(jìn)行控制，對(duì)于裝配孔壁粗糙或裝配精度要求較高的工件進(jìn)行裝配作業(yè)時(shí)，其接觸力的不可控性容易造成裝配失敗或者工件的損壞。
[0005]上述的軸孔裝配的裝置和方法均是在孔壁光滑條件下的軸孔裝配，對(duì)于孔壁粗糙的軸孔裝配更容易出現(xiàn)卡阻，實(shí)現(xiàn)成功裝配作業(yè)更難。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備，其利用套設(shè)在絲桿上的絲桿螺母可沿絲桿上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)與絲桿螺母相連的柔順裝置向下移動(dòng)，主要解決裝配孔壁光滑或粗糙時(shí)的卡阻問題，且將磁場(chǎng)力融入到裝配作業(yè)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)位置控制在高質(zhì)量高精度裝配作業(yè)中的不足，極大的提高了裝配質(zhì)量和工作效率。
[0007]本發(fā)明時(shí)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備，包括支架和固定設(shè)于支架上的動(dòng)力裝置，所述支架上設(shè)有可由所述動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿，所述絲桿由所述支架上端一直延伸到支架下端，所述絲桿上套設(shè)有可沿其上下移動(dòng)的絲桿螺母，所述絲桿螺母一側(cè)設(shè)有連接板，所述連接板上設(shè)有基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述柔順裝置下方設(shè)有與其相連的夾持機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述絲桿在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲桿螺母會(huì)沿著絲桿上下移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與絲桿螺母相連的柔順裝置向下移動(dòng)。
[0009]如上所述的實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備，所述柔順裝置包括主動(dòng)柔順部分和被動(dòng)柔順部分，
[0010]所述被動(dòng)柔順部分包括殼體，所述殼體內(nèi)部上方設(shè)有第一磁體，內(nèi)部下方套設(shè)有能夠相對(duì)于第一磁體軸向上下移動(dòng)且至少可與裝配軸連接的柔順連接部件，所述柔順連接部件包括從殼體內(nèi)穿過殼體的底部的末端連接件，所述末端連接件上設(shè)有與所述第一磁體相對(duì)的且極性相同的第二磁體，所述第一磁體與第二磁體間設(shè)有緩沖空間；
[0011 ]所述主動(dòng)柔順部分包括套設(shè)在殼體外可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)套筒，所述旋轉(zhuǎn)套筒內(nèi)側(cè)壁上相對(duì)的兩側(cè)設(shè)有磁體，位于所述殼體下方且與所述磁體相對(duì)的地方設(shè)有磁鐵架，所述磁鐵架上均布設(shè)有多對(duì)磁鐵，所述末端連接件貫穿磁鐵架從磁鐵架的底部伸出，所述磁鐵架可徑向來回移動(dòng)，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)套筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述磁體會(huì)對(duì)磁鐵架上的磁鐵產(chǎn)生吸力或斥力，使磁鐵架在任意徑向方向來回移動(dòng)并帶動(dòng)所述末端連接件來回調(diào)整其裝配角度或位置。
[0012]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述殼體上方固定設(shè)有力傳感器，所述力傳感器用于檢測(cè)第一磁體和第二磁體間的排斥力大小，當(dāng)所述力傳感器檢測(cè)到的排斥力大小超過力傳感器的設(shè)定值時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)套筒會(huì)旋轉(zhuǎn)。
[0013]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述殼體包括上蓋板和下蓋板以及設(shè)于上蓋板和下蓋板之間的防護(hù)套筒，所述第一磁體通過第一螺栓與所述上蓋板固定連接，所述第二磁體和末端連接件之間通過第二螺栓固定設(shè)有導(dǎo)向嵌入塊，所述下蓋板的中心設(shè)有讓末端連接件穿過且與所述導(dǎo)向嵌入塊相配合的錐形導(dǎo)向孔。
[0014]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述錐形導(dǎo)向孔的孔徑比所述末端連接件的外徑大。
[0015]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，優(yōu)選地，所述磁鐵架上相鄰的磁鐵的極性相反，所述磁鐵的數(shù)量為奇數(shù)對(duì)。
[0016]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述磁鐵架的中心設(shè)有讓所述末端連接件穿過的通孔，所述下蓋板的下方設(shè)有限位板，下蓋板與限位板通過連接柱連接。
[0017]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述磁鐵架設(shè)于所述下蓋板和限位板之間，所述磁鐵架上設(shè)有與所述連接柱相配合的限位孔，當(dāng)磁鐵架徑向來回移動(dòng)時(shí)，通過所述限位孔和連接柱的配合從而限制磁鐵架的活動(dòng)范圍。
[0018]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述旋轉(zhuǎn)套筒的外表面設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒與由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪相嚙合。
[0019]如上所述的基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置，所述電機(jī)固設(shè)于所述上蓋板一側(cè)。
[0020]另外，本發(fā)明還提供了一種利用上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的方法，其特征在于:在軸孔裝配過程中，當(dāng)與柔順連接部件連接的裝配軸與工件的裝配孔之間出現(xiàn)卡阻時(shí)，卡阻產(chǎn)生的軸向反作用力迫使柔順連接部件連同裝配軸向上升起并逐漸靠近第一磁體，使柔順連接部件連同裝配軸在第一磁體與第二磁體之間逐漸增大的排斥力作用下進(jìn)行裝配角度或位置的初步調(diào)整；同時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)套筒旋轉(zhuǎn)，通過所述磁體對(duì)磁鐵架上的磁鐵產(chǎn)生吸力或斥力，使磁鐵架在任意徑向方向來回移動(dòng)并帶動(dòng)所述末端連接件進(jìn)一步來回調(diào)整其裝配角度或位置，實(shí)現(xiàn)軸孔裝配。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明上述實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備及利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的方法，其利用套設(shè)在絲桿上的絲桿螺母可沿絲桿上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)與絲桿螺母相連的柔順裝置向下移動(dòng)，同時(shí)利用磁場(chǎng)力對(duì)裝配軸的推動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)軸孔裝配，主要解決裝配孔壁光滑或粗糙時(shí)的卡阻問題，且將磁場(chǎng)力融入到裝配作業(yè)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)位置控制在高質(zhì)量高精度裝配作業(yè)中的不足，極大的提高了裝配質(zhì)量和工作效率。
【附圖說明】
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[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明柔順裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0025]圖4為本發(fā)明被動(dòng)柔順部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明主動(dòng)柔順部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為圖4的爆炸分解圖；
[0028]圖7為圖5的爆炸分解圖；
[0029]圖8為本發(fā)明磁鐵架的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明卡阻時(shí)狀態(tài)示意圖。
[0031 ]下面將結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
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[0032]請(qǐng)參看附圖1，一種實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的設(shè)備1，包括支架2和固定設(shè)于支架2上的動(dòng)力裝置3，所述支架2上設(shè)有可由所述動(dòng)力裝置3驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿4，所述絲桿4由所述支架2上端一直延伸到支架2下端，所述絲桿4上套設(shè)有可沿其上下移動(dòng)的絲桿螺母5，所述絲桿螺母5—側(cè)設(shè)有連接板6，所述連接板6上設(shè)有基于磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)軸孔裝配的柔順裝置7，所述柔順裝置7下方設(shè)有與其相連的夾持機(jī)構(gòu)8，當(dāng)所述絲桿4在動(dòng)力裝置3的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲桿螺母5會(huì)沿著絲桿4上下移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與絲桿螺母5相連的柔順裝置7向下移動(dòng)。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例中，因套設(shè)在絲桿4上的絲桿螺母5可沿絲桿4上下移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與絲桿螺母5相連的柔順裝置7向下移動(dòng)，主要解決裝配孔壁光滑或粗糙時(shí)的卡阻問題，且將磁場(chǎng)力融入到裝配作業(yè)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)位置控制在高質(zhì)量高精度裝配作業(yè)中的不足，極大的提高了裝配質(zhì)量和工作效率。
[0034]請(qǐng)參看附圖2和附圖3，所述柔順裝置7包括主動(dòng)柔順部分8和被動(dòng)柔順部分9:
[0035]所述被動(dòng)柔順部分9包括殼體10，所述殼體10內(nèi)部上方設(shè)有第一磁體11，內(nèi)部下方套設(shè)有能夠相對(duì)于第一磁體11軸向上下移動(dòng)且至少可與裝配軸連接的柔順連接部件12，所述柔順連接部件12包括從殼體10內(nèi)穿過殼體10的底部的末端連接件13，所述末端連接件13上設(shè)有與所述第一磁體11相對(duì)的且極性相同的第二磁體14，所述第一磁體11與第二磁體14間設(shè)有緩沖空間15;因第一磁體11和第二磁體14間設(shè)有緩沖空間15可起軸孔柔順裝配以及緩沖外力的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;所述主動(dòng)柔順部分8包括套設(shè)在殼體10外可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)套筒16，所述旋轉(zhuǎn)套筒16內(nèi)側(cè)壁上相對(duì)的兩側(cè)設(shè)有磁體17，位于所述殼體10下方且與所述磁體17相對(duì)的地方設(shè)有磁鐵架18，所述磁鐵架18上均布設(shè)有多對(duì)磁鐵19，所述末端連