[发明专利]一种面向窄口深腔环境的螺栓自动预紧方法

摘要

本发明一种面向窄口深腔环境的螺栓自动预紧方法属于自动装配技术领域，特别涉及一种面向窄口深腔环境的螺栓自动预紧方法。该方法采用机械辅助定位和自动螺母预紧的方式，采用视觉传感器实时反馈内部图像，实现操作过程以及螺母装配结果可视；采用应变片传感器测量并反馈扭力信息，保证螺母预紧力的可控性和安全性。先组装自动预紧装置，向窄口深腔式结构的腔体偏心竖直送入扳手组件，安装底座组件，启动力矩电机实施自动预紧。该方法提高了窄口深腔式结构环境连接螺栓自动预紧的精度和效率，消除了其他人为因素对装卸过程的影响。采用了手动定位与自动装卸相结合的方法，实现了实时可见，易于操控，高效灵活作业。

主权项

1.一种面向窄口深腔环境的螺栓自动预紧方法，其特征是，该方法采用机械辅助定位和自动螺母预紧的方式，确保高效预紧和安全操作；采用视觉传感器实时反馈内部图像，实现操作过程以及螺母装配结果可视；采用应变片传感器测量并反馈扭力信息，保证螺母预紧力的可控性和安全性；方法的具体步骤如下：步骤一、组装自动预紧装置自动预紧装置由定位组件(I)、动力组件(II)及扳手组件(III)组成；先装配定位组件(I)：采用45钢制成的止动套(4)与定位盘(3)同轴安装，并通过紧固螺栓固定连接在一起，满足精确定位要求；定位盘(3)上表面加工有一圈工字形滑槽(a)，工字形滑槽上开有周向均布的定位孔(d)，在工字形滑槽上还有两个偏心槽(b)；止动套(4)底端有止口台阶(c)，止口台阶(c)的尺寸与深腔开口处插口尺寸相配合以确保其能准确安装在深腔开口处；安装时定位盘(3)上均布的定位孔(d)的位置分别与每个需要预紧的螺孔位置相对应；再装配动力组件(II)：动力组件(II)中，采用了圆柱凸轮‑从动件摆动机构实现棘轮扳手工作所需的运动；圆柱凸轮(11)的一侧通过轴承与轴承座(12)连接，另一侧通过轴承、力矩电机(13)与机架(14)连接；圆柱凸轮(11)由力矩电机(13)驱动，实现圆柱凸轮的运动；球滚(10)一端安装在圆柱凸轮(11)的凸轮曲线滚道中，另一端安装在转板(8)一侧的边孔中，将电机的转动转化为转板(8)的来回摆动，转板(8)中间的孔上通过销与法兰(9)相连；显示控制器安装在底座(5)上，底座(5)上端面安装方便操作的扶手(6)，转板(8)另一侧通过销轴(7)安装在底座(5)的上平面上的小平台上，底座(5)的下部焊有两个对称的特制形状定位销(e)，其尺寸与定位盘(3)上的工字形滑槽(a)尺寸一致，并可以伸入定位孔(d)中，通过螺纹拧紧将动力组件(II)固定在定位组件(I)上；最后组装扳手组件(III)：扳手组件(III)中，外壳(16)直接焊接在外杆套(15)的下端，在外壳(16)上装有视觉传感器(17)与LED灯(18)；固定销(19)装在外壳(16)上和扳手臂(20)上的滑槽中，拉杆(21)一端连接扳手臂(20)，另一端伸出外杆套供人工操作，扳手臂(20)与棘轮扳手(22)完全固定；步骤二、向窄口深腔式结构的腔体偏心竖直送入扳手组件(III)，使底座(5)的定位销(e)落在定位盘(3)的偏心槽(b)上；拉动拉杆(21)调节棘轮扳手(22)的姿态与偏心位置，使扳手头对准螺母；步骤三、在窄口深腔式结构的入口处安装定位组件(I)将定位组件(I)的止动套(4)穿过外杆套(15)，插在窄口深腔式结构的深腔入口处，并通过定位盘(3)上的工字形滑槽(a)、偏心槽(b)以及多个周向均布的定位孔(d)实现机械辅助定位；法兰(9)套在外杆套(15)的指定位置上；步骤四、启动力矩电机(13)实施自动预紧采用电机驱动圆柱凸轮‑从动件机构，实现棘轮扳手往复摆动与预紧动作；启动力矩电机(13)，开启LED灯(18)，视觉传感器(17)工作，利用应变片传感信息预测力及电机力闭环控制的方法实现扳手精准扭矩输出、工作力矩、已预紧螺栓数量的状态信息；利用高清液晶显示器实时显示螺母预紧状态；检测扭矩是否达标，没有达标电机继续预紧，若达标进行分度至下一个螺母，直到完成全部螺母的预紧。