中国科学院沈阳自动化研究所杜劲松获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118849002B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310474818.6,技术领域涉及:B25J11/00;该发明授权一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法是由杜劲松;常凯;刘飞;杨旭;郭锐;刘博设计研发完成,并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及航天发动机的装配领域,具体地说是一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法,具体为:完成相机内外参数的标定及与机器人末端执行坐标系关系的解算;标定并检验拧紧工具的径向和周向的基准位姿;设定并检测基准螺钉边沿特征的角度及其中心的位置;通过机器人完成基准位置校准的拧紧工具与基准螺钉认帽、对接;检测任意螺钉边沿的角度及中心的位置;根据基准螺钉的位姿计算出任意螺钉在机器人基坐标系下的角度差和中心位置偏移量,引导机器人完成对任意螺钉的认帽、对接。通过设置力矩和角度上限的条件,启动拧紧机带动拧紧工具完成螺钉的紧固。本发明减少某发动机零部件拧紧装配过程中人员的使用,提高了产品的质量。
本发明授权一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法在权利要求书中公布了:1.一种零部件六角形螺钉自动认帽紧固的控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 1采用棋盘格标定板完成相机内参和外参的标定; 2设定相机坐标系为,机器人末端执行坐标系,求解出这两个坐标系之间变换矩阵; 3通过L形标定板初步标定拧紧工具的径向基准位姿; 4通过工装检测初步标定拧紧工具的径向基准位姿是否合格;当合格时,执行下一步骤; 5通过激光传感器和反光板确定拧紧工具周向基准位置; 6通过工业相机检测基准螺钉的边沿特征并设定任意相邻两边沿构成的边沿角度、基准螺钉中心的位置; 7通过示教机器人使得基准螺钉嵌入完成径向和周向基准位置标定的拧紧工具的劈头内,保存机器人此时的位姿并设定该位姿为机器人拧紧螺钉的基础位姿; 8通过工业相机检测任意螺钉边沿特征并确定边沿特征角度及基准螺钉中心的位置; 9计算出在机器人基坐标系下任意螺钉与基准螺钉位置的角度差和位置偏移量; 10根据所述任意螺钉与基准螺钉位置偏移量和角度差,机器人对拧紧工具的姿态进行调整并完成对螺钉的认帽对接; 11电动拧紧机带动拧紧工具开始紧固螺钉,通过旋拧力矩和角度检测约束条件判断紧固过程是否结束; 步骤3通过标定板初步设定拧紧工具的径向基准位姿位置,过程如下: 3.1首先机器人带动拧紧工具从L形标定板开放侧低于设定速度靠入90度转角内侧,使得拧紧工具侧面与标定板两端相切,工具下端接触装配平面; 3.2然后旋拧劈头并观察劈头轴线是否平行于标定板;如果认为平行度符合设定标准,则拧紧工具的径向基准位姿初步标定完成;否则,通过机器人继续调整劈头的位姿,返回步骤3.1; 步骤4具体为:通过工装检测处于基准位姿拧紧工具的轴线是否垂直于拧紧平面,包括以下步骤: 先将工装垂直放置于装配台上,使其轴线垂直于装配平面,再令机器人带动完成初步基准位置标定的拧紧工具通过笛卡尔坐标系的X、Y、Z轴移动到检测工装附近,使得工装刚好能嵌入拧紧工具劈头内; 然后令机器人在+方向垂直抬起拧紧工具,最后以该位置为周向基准分别旋转机器人的第六轴的末端至±60°、±120°和±180°方向并观察不旋转工装的状态下、工装在这6个位置能否嵌入拧紧劈头内; 如果均能嵌入,则认为拧紧工具轴线垂直于装配平面,即基准位置校验合格;否则重新执行步骤3操作; 步骤5具体为:首先通过拧紧机顺时针旋转拧紧工具,当激光传感器检测到反光板反射的光束时,立即停止转动,然后逆时针低于设定速度转动拧紧工具,当激光传感器发出的光束刚好脱离反光板时,立即停止转动,此时的位置为拧紧工具周向的基准位置; 步骤6中,所述基准螺钉设定规则为:先手动旋拧螺钉使其处于着座状态并确认螺钉轴线垂直于装配平面,然后调整螺钉的角度使其中一条边沿与工件中心凸起的圆柱边沿相切,再逆时针旋转螺钉设定角度,最终确认此时的拧紧劈头与螺钉对接刚好不与工件中心凸起部分边缘干涉后,将其设定为基准螺钉的状态。
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