一种精密装配机器人系统及其装配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种精密装配机器人系统及其装配方法，包括测量系统、轴承套筒、微动平台和控制装置；测量系统包括前端装置和后端装置；前端装置可拆卸地安装于轴承套筒的前端；后端装置可拆卸地安装于轴承套筒的后端；前端装置包括定位工装和前端测距机构，定位工装套设于轴承套筒前端；前端测距机构固定设置于定位工装；后端装置包括加持机构和后端测距机构；加持机构套设于轴承套筒后端；后端测距机构固定设置于加持机构；加持机构与微动平台可移动地连接；微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与控制装置电性连接；还包括其装配方法。本发明专利技术可有效获得轴孔相对位置信息，降低装配时候的碰撞冲击，提高工作效率。

A precision assembly robot system and its assembly method

【技术实现步骤摘要】
一种精密装配机器人系统及其装配方法
本专利技术涉及印刷机套筒安装，具体涉及一种精密装配机器人系统及其装配方法。
技术介绍
印刷机轴承套筒简称轴套，是一种安装在印刷机滚轴和机体外壳之间的装置，目的是防止滚轴直接摩擦机体外壳。该机构直径300mm，重量大，可达40kg以上；装配精度要求高，要求配合精度在5μm以内，因此装配极为困难。目前的装配方法是人工装配，效率很低，每天只能装1-2个；工人劳动强度大，由于需要蹲着进行作业，很多装配工人有腰椎突出的问题。目前虽已有印刷机轴承套筒墙板通孔相对位姿测量方案和在研样机，但是均没有考虑轴套质量大引起机构下垂，碰撞等问题，前者会造成装配的失败，后者会损坏通孔和套筒。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种精密装配机器人系统及其装配方法，解决现有人工装配过程中轴承套筒与墙板通孔之间的相对位姿靠工人的力觉感受而导致的效率很低，工人劳动强度大，轴套和通孔容易受损以及现有测量方案中存在轴套质量大而引起的机构下垂和碰撞等问题，获得轴孔相对位置信息，降低装配时候的碰撞冲击，提高工作效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种精密装配机器人系统，包括测量系统、轴承套筒、微动平台和控制装置；所述测量系统包括前端装置和后端装置；所述前端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的前端；所述后端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的后端；所述前端装置包括定位工装和前端测距机构，所述定位工装的后侧与所述轴承套筒前端相适配，所述定位工装套设于所述轴承套筒前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装；所述后端装置包括加持机构和后端测距机构；所述加持机构与所述轴承套筒后端相适配，所述加持机构套设于所述轴承套筒后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构；所述加持机构与所述微动平台可移动地连接；所述微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接。进一步地，还包括柔性机构；所述加持机构通过所述柔性机构与所述微动平台可移动地连接，所述柔性机构用于补偿装配误差，提高装配精确度。更进一步地，所述柔性机构包括上板、硅胶垫和下板；所述上板与所述加持机构固定连接；所述下板与所述微动平台的顶部固定连接；所述上板与下板通过锁定装置可移动连接，所述锁定装置用于限制所述上板和下板间的移动范围；所述硅胶垫设置于所述上板和下板之间。进一步地，所述微动平台包括若干个微动电动缸、移动板和底板，所述移动板的底部可转动地连接所述微动电动缸的一端，所述微动电动缸的另一端可转动地连接所述底板；所述下板与所述移动板固定连接；所述控制装置控制所述微动电动缸转动和移动，进而控制所述移动板移动和转动，从而调整所述下板的位置以进而调整所述测量系统的位置。进一步地，所述定位工装的外径小于所述轴承套筒的中部外径，由于所述轴承套筒的中部与所述墙板通孔的相适配，因此所述定位工装能够穿插进所述墙板通孔，帮助定位所述轴承套筒到所述墙板通孔中。进一步地，所述前端测距机构包括若干个激光千分尺；所述定位工装上设置若干个所述激光千分尺，用于测量所述定位工装进入所述墙板通孔后与孔壁之间的距离，通过测得的距离，机器人可以调整所述定位工装的位置，知道测得的距离均相等，此时表明所述定位工装与所述墙板通孔实现轴对中。进一步地，所述定位工装后侧设置有凸起周缘，所述轴承套筒前端的周缘边槽与所述凸起周缘相适配，所述定位工装后侧通过所述凸起周缘套装于所述周缘边槽上。所述凸起周缘用于将所述前端装置可拆卸地连接所述轴承套筒。更进一步地，所述定位工装的后侧具有一定磁性，即所述凸起周缘具备磁性，吸附于所述周缘边槽上，使得所述定位工装与所述轴承套筒间的连接关系更稳定。进一步地，所述定位工装包括工装上部和工装下部，所述工装上部与所述工装下部可拆解连接。所述工装上部和工装下部呈半圆形，拼装成圆形的所述定位工装；所述工装上部和工装下部的中部均中空，若干个所述激光千分尺分别固定设置于所述工装上部和工装下部的内部。更进一步地，所述工装上部通过铰制孔螺栓与所述工装下部可拆解连接。进一步地，所述后端测距机构包括若干个激光测距器；所述若干个激光测距器分别固定设置于所述加持机构。所述激光测距器用于测量所述激光测距器与印刷机墙板之间的距离。进一步地，所述加持机构包括加持上部和加持下部，所述加持上部与所述加持下部可拆卸地连接；所述加持上部和加持下部套设于所述轴承套筒的后端周缘的外边前方；所述加持上部呈半圆形，所述加持上部的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配；所述加持下部包括加持结构和连接结构，所述加持结构与连接结构固定连接；所述加持结构呈半圆形，所述加持结构的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配；所述连接结构固定连接所述上板，所述加持结构套设于所述外边前方，所述外边卡入所述连接结构与加持结构间的凹槽中。所述加持上部和加持下部的前端面设置有若干个所述激光测距器。一种基于上述精密装配机器人系统的装配方法，应用于通过所述精密机器人系统精确装配轴承套筒，提高装配效率和准确性，包括步骤如下：步骤一：所述精密装配机器人的微动平台未处于工作状态以及测量系统处于分解状态时，将所述测量系统的定位工装套设于轴承套筒的周缘边槽上；将所述测量系统的加持机构套设于所述轴承套筒的外边前方；将所述加持机构与柔性机构固定连接；进一步地，将所述定位工装的工装上部和工装下部套设于所述周缘边槽上，再固定连接所述工装上部和工装下部；将所述轴承套筒的外边卡入所述加持机构的加持下部的加持结构和连接结构之间的凹槽中，将所述加持机构的加持上部扣设于所述轴承套筒的外边前方，将所述加持上部和加持下部固定连接；将所述连接结构固定安装在所述柔性机构的上板。步骤二：在所述定位工装尚未插入墙板通孔时，所述定位工装的激光千分尺未工作，所述加持机构的激光测距器在工作，将测得的所述激光测距器与印刷机墙板之间的距离传输至所述控制装置；步骤三：根据微动平台未工作时所述激光测距器与所述印刷机墙板之间的距离设定所述激光测距器读数变化阈值，该阈值随着所述微动平台移动所述激光测距器使其与所述墙板通孔接近而不断减小。控制装置判断读数超过阈值的激光测距器数量，获得所述测量系统与所述墙板通孔之间的粗略位置关系，控制所述微动平台移动所述测量系统，使所述轴承套筒与所述墙板通孔粗略对准；步骤四：所述控制装置控制所述微动平台移动所述测量系统，将所述定位工装穿插入所述墙板通孔，均匀分布在所述定位工装上的6个非接触式激光千分尺测得所述定位工装的周缘与所述墙板通孔的通孔壁之间的距离，将数据传输至所述控制装置；步骤五：所述控制装置接收数据，得出所述定位工装在所述墙板通孔内与通孔壁的相对位置姿态；步骤六：依据得到的相对位置，所述控制装置控制所述微动平台调整所述测量系统的移动，最终使得所述定位工装与所述墙板通孔实现轴对中；步骤七：所述激光测距器继续测量其到所述印刷机墙板间的距离，传输到所述控制装置，所述控制装置依据所述激光测距器的数据和所述测量系统本身的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密装配机器人系统，包括轴承套筒，其特征在于，还包括测量系统、微动平台和控制装置；所述测量系统包括前端装置和后端装置；所述前端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的前端；所述后端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的后端；所述前端装置包括定位工装和前端测距机构，所述定位工装的后侧与所述轴承套筒前端相适配，所述定位工装套设于所述轴承套筒前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装；所述后端装置包括加持机构和后端测距机构；所述加持机构与所述轴承套筒后端相适配，所述加持机构套设于所述轴承套筒后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构；所述加持机构与所述微动平台可移动地连接；所述微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种精密装配机器人系统，包括轴承套筒，其特征在于，还包括测量系统、微动平台和控制装置；所述测量系统包括前端装置和后端装置；所述前端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的前端；所述后端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的后端；所述前端装置包括定位工装和前端测距机构，所述定位工装的后侧与所述轴承套筒前端相适配，所述定位工装套设于所述轴承套筒前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装；所述后端装置包括加持机构和后端测距机构；所述加持机构与所述轴承套筒后端相适配，所述加持机构套设于所述轴承套筒后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构；所述加持机构与所述微动平台可移动地连接；所述微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接。


2.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，还包括柔性机构；所述加持机构通过所述柔性机构与所述微动平台可移动地连接。


3.根据权利要求2所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述柔性机构包括上板、硅胶垫和下板；所述上板与所述加持机构固定连接；所述下板与所述微动平台的顶部固定连接；所述上板与下板通过锁定装置可移动连接；所述硅胶垫设置于所述上板和下板之间。


4.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述微动平台包括移动板、底板和若干个微动电动缸，所述移动板的底部可转动地连接所述微动电动缸的一端，所述微动电动缸的另一端可转动地连接所述底板；所述控制装置电性连接所述微动电动缸。


5.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述前端测距机构包括若干个激光千分尺；所述定位工装上设置若干个所述激光千分尺；所述后端测距机构包括若干个激光测距器；所述若干个激光测距器分别固定设置于所述加持机构。


6.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述定位工装后侧设置有凸起周缘，所述轴承套筒前端的周缘边槽与所述凸起周缘相适配，所述定位工装后侧通过所述凸起周缘套装于所述周缘边槽上；所述凸起周缘具备磁性，套设吸附于所述周缘边槽上。


7.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述定位工装包括工装上部和工装下部，所述工装上部与所述工装下部可拆解连接；所述工装上部和工装下部呈半圆形，拼装成圆形的所述定位工装；所述工装上部和工装下部的中部均中空，若干个所述激光千分尺分别固定设置于所述工装上部和工装下部的内部；所述定位工装的外径小于所述轴承套筒的中部外径。


8.根据权利要求1所述的精密装配机器人系统，其特征在于，所述加持机构包括加持上部和加持下部，所述加持上部与所述加持下部可拆卸地连接；所述加持上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，曹少中，李旸，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京;11