一种双机械手协同加工与螺纹紧固的自动化机加工工作站的制作方法

本发明属于自动化机加工，具体涉及一种双机械手协同加工与螺纹紧固的自动化机加工工作站。

背景技术：

1、本发明在带孔工件的制造和装配过程中，通常需要对孔位进行识别，对孔深或孔底位置进行确认，并根据加工要求完成钻削、划窝、攻丝、孔口清洁以及螺钉拧紧等作业。

2、现有自动化加工设备中，孔加工、孔深检测、孔口清洁、螺钉抓取、扭矩拧紧以及工具更换通常由不同工位、不同末端执行机构或不同辅助装置分别完成。加工端、检测端、清洁端和紧固端之间缺少统一的工作基准和连续的作业衔接时，机械手或工件需要在多个位置之间反复转移，容易使孔位基准、孔深基准和螺钉装配基准之间产生重复定位。

3、此外，当同一工件同时存在多种加工刀具、不同规格螺钉以及对应紧固工具的使用需求时，常规设备往往需要依赖分散的工具存放、供料和状态确认方式。工具释放后是否保持在存放位置、螺钉是否被正确抓取、孔口残留是否影响后续装配等状态不易在连续作业过程中及时确认，从而影响加工、清洁和螺纹紧固之间的顺序衔接。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种双机械手协同加工与螺纹紧固的自动化机加工工作站。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种双机械手协同加工与螺纹紧固的自动化机加工工作站，包括承载支撑组件、左侧加工检测工具集、右侧螺纹紧固工具集、刀具库组件、气动执行组件和控制及布线组件；

3、承载支撑组件包括主机基座、升降立柱、支撑框架、左机械手和右机械手，升降立柱安装于主机基座，支撑框架安装于升降立柱的升降端，左机械手和右机械手分别安装于支撑框架的两侧；

4、左侧加工检测工具集安装于左机械手的末端，并能够随左机械手移动至工件孔位区域或刀具库组件对应区域；

5、右侧螺纹紧固工具集安装于右机械手的末端，并能够随右机械手移动至螺钉供料位置、工件孔位区域或刀具库组件对应区域；

6、刀具库组件安装于主机基座的上部工作区域，并处于左机械手和右机械手的可达范围内，使左侧加工检测工具集能够与刀具库组件进行加工刀具取放配合，并使右侧螺纹紧固工具集能够与刀具库组件进行螺钉供料或专用扳手取用配合；

7、气动执行组件通过气动管路分别连接左侧加工检测工具集、右侧螺纹紧固工具集及刀具库组件；

8、控制及布线组件设置于主机基座及支撑框架内，并与左侧加工检测工具集和右侧螺纹紧固工具集形成控制、信号传输和布线关系。

9、优选地，承载支撑组件还包括移动对接小车和主机地脚，主机地脚设置于主机基座下部，移动对接小车与主机基座形成可分离的支承和转运关系。

10、优选地，左侧加工检测工具集包括左侧工具安装座、电主轴组件、孔深探测组件、工件顶面接触检测件、加工吸尘组件和左侧视觉检测组件，左侧工具安装座连接于左机械手的末端，并作为电主轴组件、孔深探测组件、工件顶面接触检测件、加工吸尘组件和左侧视觉检测组件的共同安装基础。

11、优选地，电主轴组件包括主轴安装支架、电主轴本体和主轴刀具连接端，主轴安装支架固定于左侧工具安装座，电主轴本体固定于主轴安装支架，主轴刀具连接端设置于电主轴本体的加工端，并朝向工件加工区域。

12、优选地，孔深探测组件包括探针导向座、孔深探测探针、探针伸缩驱动件和位移检测件，探针导向座连接于左侧工具安装座，孔深探测探针沿靠近或远离工件孔底的方向滑动设置于探针导向座，探针伸缩驱动件与孔深探测探针传动连接，位移检测件与孔深探测探针配合；

13、工件顶面接触检测件设置于左侧工具安装座靠近工件顶面的部位，并与孔深探测组件在竖向探测方向上形成对应关系。

14、优选地，加工吸尘组件包括分离式吸尘罩和吸尘接口，分离式吸尘罩设置在主轴刀具连接端的邻近区域，吸尘接口与分离式吸尘罩连通。

15、优选地，右侧螺纹紧固工具集包括右侧工具安装座、扭矩拧紧组件、吹气清洁组件、多规格螺钉气动夹持组件、螺钉状态检测组件和右侧视觉检测组件，右侧工具安装座连接于右机械手的末端，并作为扭矩拧紧组件、吹气清洁组件、多规格螺钉气动夹持组件、螺钉状态检测组件和右侧视觉检测组件的共同安装基础。

16、优选地，扭矩拧紧组件包括扭矩扳手本体和拧紧输出端，扭矩扳手本体固定于右侧工具安装座，拧紧输出端设置于扭矩扳手本体的作业端；

17、吹气清洁组件包括吹气伸缩驱动件和吹气喷嘴，吹气伸缩驱动件安装于右侧工具安装座，吹气喷嘴连接于吹气伸缩驱动件的输出端，并朝向拧紧输出端对应的工件孔位区域。

18、优选地，多规格螺钉气动夹持组件包括夹持安装座、气动夹爪和夹爪伸出驱动件，夹持安装座连接于右侧工具安装座，气动夹爪安装于夹持安装座并能够开合夹持螺钉，夹爪伸出驱动件与气动夹爪连接；

19、螺钉状态检测组件包括开闭状态检测开关和螺钉到位检测开关，开闭状态检测开关设置于气动夹爪的开闭行程位置，螺钉到位检测开关设置于气动夹爪的夹持区域或夹持区域附近。

20、优选地，刀具库组件包括刀库基座、刀库顶板、多规格刀具存放部、螺钉供料部、装刀配合部、松刀释放部、防带起夹持部和刀位状态识别部，刀库基座安装于主机基座上，刀库顶板设置于刀库基座上；

21、多规格刀具存放部包括钻头刀位、主轴配套刀柄、钻头工具、丝攻刀位、丝攻工具、扳手刀位和专用扳手；

22、螺钉供料部包括螺钉料盘和多个螺钉定位孔；

23、装刀配合部包括装刀工位孔，松刀释放部包括松刀工位孔、套筒连接座和释放套筒，松刀工位孔与装刀工位孔间隔布置；

24、防带起夹持部包括手指气缸和刀柄夹持手指，刀柄夹持手指连接于手指气缸的输出端，并能够从主轴配套刀柄的径向侧夹持主轴配套刀柄；

25、刀位状态识别部包括刀位编号标识和刀位感应开关。

26、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

27、将承载支撑组件、左侧加工检测工具集、右侧螺纹紧固工具集、刀具库组件、气动执行组件和控制及布线组件集成于同一自动化机加工工作站内，且分别安装于左机械手、右机械手末端并处于共同可达范围，使孔加工、螺钉装配、刀具取放及螺钉供料在同一工位连续完成。依托升降立柱、支撑框架及双机械手的协同运动，实现围绕工件孔位的加工、检测、清洁、紧固及换刀一体化作业，减少重复定位。

28、左侧加工检测工具集将电主轴组件、孔深探测组件、工件顶面接触检测件、加工吸尘组件及左侧视觉检测组件集成于左侧工具安装座，实现孔位检测、孔深探测、顶面判断、主轴加工及吸尘一体化。孔深探测与顶面检测形成对应关系，确定孔底与顶面位置；电主轴基于同一安装基准执行加工；吸尘罩邻近刀具连接端，实现加工区域同步吸尘。

29、右侧螺纹紧固工具集将扭矩拧紧组件、吹气清洁组件、多规格螺钉气动夹持组件、螺钉状态检测组件及右侧视觉检测组件集成于右侧工具安装座，实现螺钉识别、抓取、状态检测、孔位清洁及拧紧连续作业。气动夹爪配合开闭状态检测与螺钉到位检测，提高抓取可靠性；吹气喷嘴与拧紧端对应布置，实现清洁与紧固的空间匹配。

30、刀具库组件设置多规格刀具存放部、螺钉供料部、装刀配合部、松刀释放部、防带起夹持部及刀位状态识别部，实现刀具与螺钉的存放、供给、装刀、松刀及状态识别一体化。装刀工位孔与松刀工位孔结构区分；释放套筒与夹持手指配合，实现刀柄释放与保持；刀位编号与感应开关对应，实现刀位与工具状态识别。

31、刀具库组件位于双机械手共同可达范围内，使左侧加工检测工具集、右侧螺纹紧固工具集与刀具库组件围绕同一工件孔位协同工作。左侧完成换刀及孔加工流程，右侧完成螺钉抓取与拧紧流程，松刀释放部与防带起夹持部配合保持刀柄位置，从而形成工具供给、孔加工、孔位清洁及螺纹紧固的连续作业链。