PDF《小长径比螺丝自动拧紧系统设计》

第2 6卷第5期 厦门理工学院学报 V o l .

2 6 N o .

5 2

0 1 8年1 0月JournalofX i a m e nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y O c t .

2 0

1 8 收稿日期:2

0 1

8 G

0 9 G

1 2 修回日期:2

0 1

8 G

1 0 G

1 9 基金项目:福建省科技计划项目 (

2 0

1 6 H

0 0

4 0 ) 作者简介:黄海滨 (

1 9

8 3-) ,男,副教授,博士,研究方向为机电一体化,E G m a i l :

2 0

1 0

1 1

0 8

1 7@x m u t . e d u . c n . 引文格式:黄海滨,姜赞.小长径比螺丝自动拧紧系统设计 [ J ] .厦门理工学院学报,2

0 1 8,

2 6 (

5 ) :

1 G 5. C i t a t i o n: HUAN G HB, J I ANGZ. D e s i g n i n ga t i g h t e n i n gs y s t e mf o r s c r e w sw i t hs m a l l l e n g t h G d i a m e t e r r a t i o [ J ] . J o u r n a lo fX i a m e n U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ,2

0 1 8,

2 6( 5) :

1 G 5. ( i nC h i n e s e ) d o i :

1 0.

1 9

6 9

7 / j . c n k i .

1 6

7 3 G

4 4

3 2.

2 0

1 8

0 5

0 0

1 小长径比螺丝自动拧紧系统设计 黄海滨,姜赞(厦门理工学院机械与汽车工程学院,福建 厦门

3 6

1 0

2 4 ) [ 摘要]针对小长径比螺丝规格和拧紧特点设计了一套螺丝自动拧紧系统.系统以伺服电机为动力 源,利用扭矩传感器采集电批拧紧扭矩,通过编码器反馈拧紧电批的实时转角.同时,提出了控制小长径 比螺丝拧紧过程的扭矩 G 转角算法,以检测螺丝拧紧质量.螺丝拧紧实验和正常、滑牙、浮锁、漏锁等情况 的扭矩曲线检测结果表明,设计的系统可实现小长径比螺丝自动拧紧功能,提出的扭矩 G 转角算法能较好地 实现小长径比螺丝拧紧质量的判定,且判定结果是可靠的. [ 关键词]小长径比螺丝;

拧紧系统;

系统设计;

质量判定;

扭矩;

转角 [ 中图分类号]TH

6 9 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1

6 7

3 G

4 4

3 2 (

2 0

1 8 )0

5 G

0 0

0 1 G

0 5 近年来,国内汽车、电子、通讯等产业加速进行自动化转型升级,而螺纹连接作为广泛应用的零 部件装配工艺,成为影响产品质量和生产效率的重要因素之一.国内很多高校和研究机构在螺栓拧紧 的控制策略、轨迹优化等方面开展了卓有成效的研究[ 1-2] .王德会等[

3 ] 针对目前螺丝锁付机器人作业 提出基于视觉定位的偏差补偿算法,对螺丝锁付路径进行优化;

王月芹等[

4 ] 设计了表电压接线端子自 动锁螺丝设备;

贾广田[

5 ] 采用遗传算法对自动螺丝机锁付路径进行优化,设计系统的相关功能软件. 基于对拧紧理论的深入研究,国外也开发出了具有高可靠性和高度自动化集成水平的电动拧紧工具并 广泛应用于汽车行业的自动化装配领域.比较著名的自动化拧紧设备制造商有:英格索兰、库伯、阿 特拉斯?科普柯、爱斯迪克、博世等.在美国,扭矩 G 转角控制方法被大量应用于汽车螺栓的自动化 锁付生产中[ 6-7 ] .综上可见,研究者主要关注螺丝拧紧的路径优化算法、机构设计和控制系统设计, 但对于小长径比螺丝拧紧过程的控制算法和质量评定方法涉及较少,且目前国内诸多厂家应用的自动 螺丝拧紧设备,虽然采用了电动螺丝刀代替人工,但是其对拧紧预紧力的控制仍为机械式调整方法, 无法快速适应螺丝换型需求,也难以判断螺丝拧紧质量.因此,本文针对小长径比螺丝 ( 螺丝长度L 与直径D 比值小于1 ?