本實用新型實施例涉及一種機械裝置領域，尤其涉及一種螺栓緊固系統(tǒng)。

背景技術：

目前，在大型機械的工廠安裝中，常常需要對不同規(guī)格的螺栓進行緊固，例如在風力發(fā)電機組的安裝過程中，需要對輪轂上軸承安裝面的螺栓進行緊固。在進行螺栓緊固過程中，往往需要機械臂操作相關緊固裝置來進行，在上述操作過程中，機械臂上需要有一定的浮動量，以調(diào)整機械臂和螺栓之間的相對位置差?，F(xiàn)有技術中通常在機械臂上安裝浮動裝置，通過浮動裝置上的螺旋形彈簧伸縮來實現(xiàn)上述功能。但因其結構特點，當工件位置發(fā)生偏移或偏心時，現(xiàn)有技術中機械臂上的浮動裝置不能自動調(diào)整機械臂與工件之間的相對位置，還需手動再做微動調(diào)整。而且當機械臂因浮動裝置重心偏移發(fā)生“平衡度不準”時，會出現(xiàn)螺栓緊固出現(xiàn)偏差的情況。螺栓緊固系統(tǒng)長期處于這種情況下時，會導致螺栓緊固系統(tǒng)零部件彎曲、變形、密封件磨損等現(xiàn)象發(fā)生，降低螺栓緊固系統(tǒng)的工作效率，同時也縮短了零部件的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種螺栓緊固系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中螺栓緊固不便的問題。

為達到上述目的，本實用新型的實施例提供一種螺栓緊固系統(tǒng)。螺栓緊固系統(tǒng)包括機械臂和緊固裝置，緊固裝置通過連接裝置連接在機械臂上，連接裝置包括：安裝部，安裝部固定設置在機械臂上；角度適應部，角度適應部可移動地設置在安裝部上，緊固裝置設置在角度適應部上。

可選地，角度適應部包括萬向頭和連接座，緊固裝置與連接座連接，萬向頭和連接座的抵接配合面為圓弧面。

可選地，安裝部包括緩沖氣缸，角度適應部通過緩沖氣缸可浮動地設置在安裝部上。

可選地，安裝部還包括殼體，殼體具有容納腔，緩沖氣缸包括：

緩沖氣缸體，緩沖氣缸體可轉動地設置在容納腔內(nèi)；

緩沖活塞桿，緩沖活塞桿可移動地設置在緩沖氣缸體內(nèi)，角度適應部連接在緩沖活塞桿的伸出端上。

可選地，連接裝置還包括導向機構，導向機構設置在安裝部上，且與角度適應部連接。

可選地，連接裝置還包括角度調(diào)節(jié)部，角度調(diào)節(jié)部連接安裝部與導向機構，并可驅(qū)動導向機構和角度適應部相對安裝部轉動。

可選地，緊固裝置包括液壓裝置，液壓裝置上設置有扭矩測量裝置，螺栓緊固系統(tǒng)還包括控制器，扭矩測量裝置與控制器連接。

可選地，連接裝置上安裝有測距裝置，螺栓緊固系統(tǒng)還包括控制器，測距裝置分別與控制器連接。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)還包括直線導軌，機械臂為兩個或兩個以上，且各機械臂均可移動地設置在直線導軌上。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)還包括液壓泵站，液壓泵站固定設置在機械臂上，且與緊固裝置通過液壓管路連接。

本實用新型實施例通過在機械臂和緊固裝置之間安裝連接裝置，連接裝置可以在機械臂和緊固裝置之間起到連接和緩沖的作用，通過將緊固裝置與連接裝置的角度適應部連接，角度適應部在安裝部上的移動可以帶動緊固裝置移動，當機械臂和待緊固螺栓之間出現(xiàn)角度誤差時，操作人員不必再手動對機械臂進行微調(diào)，而是通過移動角度適應部，角度適應部帶動緊固裝置移動，從而使緊固裝置能夠消除和待緊固螺栓之間的角度誤差，使得螺栓緊固系統(tǒng)能夠正常工作，降低了螺栓緊固系統(tǒng)零部件的彎曲、變形的發(fā)生，提高了螺栓緊固系統(tǒng)的使用壽命和工作效率。

附圖說明

圖1示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的立體結構示意圖；

圖2示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接關系示意圖；

圖3示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接裝置的側視結構示意圖；

圖4示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接裝置的安裝部和角度適應部的剖視結構示意圖；

圖5示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接裝置的安裝部處的剖視結構示意圖；

圖6示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接裝置的角度適應部處的剖視結構示意圖；

圖7示出本實用新型實施例的螺栓緊固系統(tǒng)的連接裝置的立體結構示意圖。

附圖標記說明：

1、機械臂；2、緊固裝置；21、液壓裝置；3、連接裝置；31、安裝部；311、緩沖氣缸；3111、緩沖氣缸體；3112、緩沖活塞桿；312、殼體；32、角度適應部；321、萬向頭；322、連接座；323、容納缸體；324、活塞套；33、導向機構；331、導桿；332、導向套；34、角度調(diào)節(jié)部；341、氣缸；342、連桿；4、扭矩測量裝置；5、測距裝置；6、控制器；7、直線導軌；8、液壓泵站；9、液壓管路；10、推板；11、連接板；12、直線軸承；13、套筒；14、工作轉臺；15、底座；16、滾動軸承；17、端板；18、限位裝置。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本實用新型實施例的示例性實施例。

結合圖1和圖2所示，本實用新型的實施例提供一種螺栓緊固系統(tǒng)。螺栓緊固系統(tǒng)包括機械臂1和緊固裝置2，緊固裝置2通過連接裝置3連接在機械臂1上，連接裝置3包括安裝部31和角度適應部32，安裝部31固定設置在機械臂1上，角度適應部32可移動地設置在安裝部31上，緊固裝置2設置在角度適應部32上。

本實用新型實施例通過在機械臂1和緊固裝置2之間安裝連接裝置3，連接裝置3可以在機械臂1和緊固裝置2之間起到連接和緩沖的作用，通過將緊固裝置2與連接裝置3的角度適應部32連接，角度適應部32在安裝部31上的移動可以帶動緊固裝置2移動，當機械臂1和待緊固螺栓之間出現(xiàn)角度誤差時，操作人員不必再手動對機械臂1進行微調(diào)，而是通過移動角度適應部32，角度適應部32帶動緊固裝置2移動，從而使緊固裝置2能夠消除和待緊固螺栓之間的角度誤差，使得螺栓緊固系統(tǒng)能夠正常工作，降低了螺栓緊固系統(tǒng)零部件的彎曲、變形的發(fā)生，提高了螺栓緊固系統(tǒng)的使用壽命和工作效率。

如圖1和2所示，螺栓緊固系統(tǒng)還包括直線導軌7和工作轉臺14，工作轉臺14設置在直線導軌7的一側用以固定待緊固螺栓工件(如風力發(fā)電機組的輪轂)，在一種實施方式中工作轉臺14可以是圓盤形，圓盤形的工作轉臺14上設置有固定裝置以固定待緊固螺栓工件，工作轉臺14可以在水平面內(nèi)轉動以方便對工件上不同工作面上的螺栓進行緊固。

直線導軌7由兩條相互平行的導軌組成，直線導軌7固定安裝在底座15上，機械臂1設置在直線導軌7上，并能夠在驅(qū)動機構(如電機)的驅(qū)動下沿直線導軌7移動，將連接裝置和緊固裝置搬運至指定的工作位置?？蛇x地，在直線導軌7上可以設置兩個或兩個以上的機械臂1，多個機械臂1可以相互獨立地進行緊固螺栓的工作。這樣能夠同時對多個待緊固螺栓工件進行螺栓緊固工作，提高螺栓緊固效率。

具體地，機械臂1包括底部和機械臂主體，底部和直線導軌7相接觸并在直線導軌7上移動，底部上固定連接有機械臂主體。安裝部31通過端板17與機械臂主體連接，連接方式可以是螺栓連接等可以實現(xiàn)的方式。

可選地，安裝部31包括緩沖氣缸311和殼體312，殼體312固定連接在端板17上，且具有容納腔，緩沖氣缸311設置在殼體312的容納腔內(nèi)。角度適應部32通過緩沖氣缸311可浮動地設置在安裝部31上。

如圖4和5所示，殼體312內(nèi)部的容納腔用于容納緩沖氣缸311，端板17上設有氣孔，氣孔與緩沖氣缸311相通，通過氣孔為緩沖氣缸311輸入或輸出氣體，安裝部31和角度適應部32之間通過緩沖氣缸311連接。在其他的實施例中安裝部31和角度適應部32之間的連接方式還可以采用液壓缸、彈簧等可以實現(xiàn)的連接方式。安裝部31和角度適應部32之間浮動式地連接方式可以使緊固裝置2在緊固螺栓時能夠通過緩沖氣缸311方便地調(diào)節(jié)螺栓和緊固裝置2之間的相對位置。

具體地，緩沖氣缸311包括緩沖氣缸體3111和緩沖活塞桿3112，緩沖氣缸體3111可轉動地設置在容納腔內(nèi)；緩沖活塞桿3112可移動地設置在緩沖氣缸體3111內(nèi)，角度適應部32連接在緩沖活塞桿3112的伸出端上。

如圖5所示，緩沖氣缸體3111與容納腔的內(nèi)壁之間設置有滾動軸承16，在滾動軸承16之間還設置有套筒，以限制滾動軸承之間的位置，在緩沖氣缸體3111和容納腔內(nèi)壁之間設置密封圈，這樣不僅保證了緩沖氣缸體3111與容納腔內(nèi)壁之間轉動的靈活性，還保證了緩沖氣缸體3111與容納腔內(nèi)壁之間的密封性。緩沖活塞桿3112的一端連接在緩沖活塞上并伸入緩沖氣缸體3111內(nèi)，緩沖活塞桿3112的另一端伸出緩沖氣缸體3111并與角度適應部32固定連接。具體地可通過螺栓等連接件或者焊接等方式將緩沖活塞桿3112與角度適應部32固定連接。

優(yōu)選地，為了保證連接的穩(wěn)定性，在緩沖活塞桿3112伸出緩沖氣缸體3111的一端上還設置有推板10，這樣可以使角度適應部32受力均勻，更加平穩(wěn)地使角度適應部32相對于安裝部31移動。

角度適應部32包括萬向頭321和連接座322，緊固裝置2(如液壓扳手)與連接座322連接，萬向頭321和連接座322的抵接配合面為圓弧面。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)連接座322相對萬向頭321萬向轉動，從而調(diào)整連接座322和其上的緊固裝置2的角度。

在一種實施方式中，萬向頭321可以是萬向球，在其他的一些實施方式中，萬向頭321也可以是帶有圓弧面的部件。連接裝置3通過連接座322與緊固裝置2固定連接，具體地可通過卡接或者螺栓連接等形式將二者固定。通過將萬向頭321與連接座322相互抵接，保證了連接座322可相對于萬向頭321做任意角度的調(diào)整，也保證了連接座322可以受到與萬向頭321接觸點相垂直方向的推力，使得連接在角度適應部32上的緊固裝置2能夠有效地工作。連接裝置3可根據(jù)實際的工況來調(diào)整緊固裝置2與待緊固螺栓之間的角度偏差。

可選地，如圖6所示，角度適應部32還包括容納缸體323和活塞套324，萬向頭321卡接在活塞套324上，活塞套324帶動萬向頭321在容納缸體323內(nèi)運動。活塞套324設置在容納缸體323內(nèi)，萬向頭321通過卡接的方式與活塞套324固定連接?；钊?24可在壓縮空氣或者液壓油的驅(qū)動下帶動萬向頭321在容納缸體323內(nèi)同步移動。從而保證萬向頭321與連接座322抵接。連接座322卡接在容納缸體323上并且連接座322相對于容納缸體323具有一定的浮動量。這就保證了當萬向頭321與連接座322抵接后，能夠使得連接座322按照緊固裝置2與待緊固螺栓之間的角度來自動調(diào)整角度適應部32與安裝部31之間的角度。

可選地，如圖3和4所示，連接裝置3還包括導向機構33，導向機構33設置在安裝部31上，且與角度適應部32連接，用于在角度適應部32移動時對角度適應部32進行導向。導向機構33包括導桿331和導向套332，導桿331的第一端可移動地設置在導向套332內(nèi)，導桿331的第二端穿出導向套332并與角度適應部32固定連接。

導向機構33用于為角度適應部32相對安裝部31移動時提供導向作用。導向套332與緩沖氣缸體3111通過連接板11固定連接，連接板11位于安裝部31的殼體312的端面并可相對于殼體312轉動。具體地，可在連接板11上與導向機構33相對應的位置開設通孔，在通孔中設置直線軸承12，再將導桿331穿過在直線軸承12內(nèi)，并將導桿331的一端穿設在導向套332內(nèi)，將導桿331的另一端通過螺栓等連接件與角度適應部32固定連接。

優(yōu)選地，導向套332內(nèi)設置有限位裝置18，限位裝置18限制導桿331與導向套332的相對位置。如圖4所示，限位裝置18為設置在導向套332內(nèi)的止擋板，用以防止導桿331從導向套332內(nèi)脫出。

優(yōu)選地，如圖3所示，連接裝置3還包括角度調(diào)節(jié)部34，角度調(diào)節(jié)部34連接安裝部31與導向機構33，并可驅(qū)動導向機構33相對安裝部31轉動；角度調(diào)節(jié)部34包括調(diào)節(jié)氣缸341和連桿342，調(diào)節(jié)氣缸341的缸體與安裝部31連接，連桿342的兩端分別連接在調(diào)節(jié)氣缸341的活塞桿和導向套332上。

具體地，角度調(diào)節(jié)部34包括調(diào)節(jié)氣缸341和連桿342，調(diào)節(jié)氣缸341可轉動地固定在安裝部31的殼體312上，例如可在殼體312上設置一個支架，將調(diào)節(jié)氣缸341通過銷等連接件設置在支架上。連桿342的一端與調(diào)節(jié)氣缸341內(nèi)的活塞桿固定連接，連桿342的另一端可轉動地連接在導向套332上，例如可在導向套332上設置一個支架，在連桿342的另一端開設一個通孔，再將連桿342與支架鉸接即可實現(xiàn)上述目的。

由于安裝部31與機械臂1固定連接，即二者的相對位置、相對角度不會發(fā)生變化，因此，只要調(diào)節(jié)氣缸341的活塞帶動連桿342運動，即可帶動導向套332相對于安裝部31的殼體312轉動。

進一步地，又由于導桿331與角度適應部32固定連接，這樣還可同時帶動角度適應部32相對于安裝部31的殼體312轉動。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)還包括液壓泵站8，緊固裝置2包括液壓裝置21(如液壓扳手)，液壓泵站8固定設置在機械臂1上，且與液壓裝置21通過液壓管路9連接。

如圖1和4所示，液壓泵站8通過液壓管路9與緊固裝置2中的液壓裝置21連接，為液壓裝置21提供動力。在一種實施的方式中，液壓泵站8設置在機械臂1的底部，但不限于此，液壓泵站8還可以設置在機械臂1的其他部位。在實際工作中，液壓泵站8也可單獨工作，即在機械臂1不工作的情況下，通過手動將緊固裝置2與待緊固螺栓對準，使緊固裝置2對螺栓進行緊固。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)還包括控制器6，液壓裝置21上設置有扭矩測量裝置4，扭矩測量裝置4與控制器6連接。

如圖2所示，控制器6用于控制整個螺栓緊固系統(tǒng)的工作，在一種實施例中，扭矩測量裝置4與控制器6連接可以實時反饋螺栓緊固扭矩值至控制器6，控制器6中可以預設需要緊固的扭矩值，當扭矩值達到控制器6預設的扭矩值后，緊固作業(yè)完成，此時可通過控制器6操作工作轉臺14使其旋轉至另一個工作面，并對下一個待緊固螺栓進行緊固。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)還包括控制器6，連接裝置3上還安裝有測距裝置5，測距裝置5分別與控制器6連接。

測距裝置5與控制器6連接可以精確定位緊固裝置2和待緊固螺栓之間的距離，實現(xiàn)緊固裝置2緊固螺栓的精確定位，以準確對待緊固螺栓進行緊固。測距裝置5可以為激光測距儀，也可以為工業(yè)相機等其他可實現(xiàn)測距的裝置。

可選地，控制器6還包括HMI(全稱：Human Machine Interface，以下簡稱：人機界面，人機界面是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉換。)，人機界面可以實時顯示螺栓緊固的扭矩值，以保證精準緊固螺栓。當螺栓緊固系統(tǒng)工作完成后，控制器可以自動將螺栓的緊固強度生成檢測報告，列出每個螺栓的扭矩值，以方便質(zhì)檢人員的檢驗。

具體地，本實施所示的螺栓緊固系統(tǒng)具有很高的自動化程度，操作人員只需要將待緊固螺栓固定到工作轉臺14上，然后在控制器6中輸入待緊固螺栓預設的扭矩值，最后啟動螺栓緊固系統(tǒng)便可自動對螺栓進行精準緊固，后續(xù)可代替人工作業(yè)，無需操作人員參與，減少了勞動強度，提高了工作效率。

在實際工作中，實際測量到的扭矩值和控制器6中預設的扭矩值的誤差范圍可以允許在±3％。扭矩測量裝置4可以為扭矩傳感器，也可以為拉伸器，通過拉伸器內(nèi)位移傳感器反饋預緊扭矩值，以實現(xiàn)對待緊固螺栓的準確緊固。在本實施例中，由于螺栓緊固系統(tǒng)是通過扭矩測量裝置4來實時測量螺栓的緊固扭矩值，這樣使得螺栓緊固系統(tǒng)對螺栓的緊固更加精確，無需對緊固裝置2進行校正，提高了工作效率，防止了現(xiàn)有技術中機械臂對螺栓緊固扭矩值過大，導致螺栓易損壞，壽命低，需要經(jīng)常對緊固裝置2進行校正的情況發(fā)生。

進一步地，如圖7所示，扭矩測量裝置4上可以安裝套筒13，套筒13用于與待緊固的螺栓配合，以將螺栓緊固。

可選地，螺栓緊固系統(tǒng)可以與MES系統(tǒng)(全稱：Manufacturing Execution System，簡稱：MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。)連接以使生產(chǎn)過程更加信息化。

在實際工作中，以對風力發(fā)電機中輪轂上軸承安裝面的螺栓進行緊固作業(yè)為例，首先將輪轂固定到工作轉臺14上，然后將軸承預緊在輪轂上，操作人員在控制器6上設置好螺栓需要緊固的扭矩值，然后啟動螺栓緊固系統(tǒng)，機械臂1在直線導軌7上自動移動到工作位，測距裝置5準確定位工作轉臺14上輪轂的位置反饋到控制器6中，控制器6控制連接裝置3移動，連接裝置3的緩沖氣缸311運動將緊固裝置2伸向待緊固螺栓方向，角度調(diào)節(jié)部34對緊固裝置2和待緊固螺栓之間的角度偏差進行調(diào)節(jié)，同時角度調(diào)節(jié)部34帶動角度適應部32轉動，并最終消除緊固裝置2和待緊固螺栓之間的角度偏差，當緊固裝置2上的套筒13與待緊固螺栓完全配合后，液壓泵工作，液壓裝置21對待緊固螺栓進行緊固，扭矩傳感器實時反饋到螺栓緊固扭矩值至控制器6，當扭矩值達到控制器6預設的扭矩值后，緊固作業(yè)完成，系統(tǒng)自動生成螺栓緊固強度報告，由操作人員檢驗螺栓緊固強度是否符合要求，最后通過操控控制器6使工作轉臺14旋轉至另一個工作面，并對下一個待緊固螺栓進行緊固。

本實用新型的實施例提供的螺栓緊固系統(tǒng)具有如下有益效果：

本實用新型實施例通過在機械臂和緊固裝置之間設置連接裝置，使得連接裝置能消除緊固裝置和待緊固螺栓之間的角度誤差，從而使螺栓緊固系統(tǒng)能夠正常工作，避免了螺栓緊固系統(tǒng)零部件的彎曲、變形的發(fā)生；螺栓緊固系統(tǒng)自動化程度高，可用于大型機械固定平面多個螺栓緊固作業(yè)中，可以允許一個系統(tǒng)中多個機械臂同時對螺栓進行緊固工作，通過設置扭矩測量裝置和控制器，可以實時顯示緊固螺栓的扭矩值，并對螺栓緊固扭矩值進行精確控制，并無需再對緊固裝置進行校正，降低了勞動強度，提高了工作效率；控制器可以自動生成每個緊固螺栓的扭矩值檢測報告，可方便質(zhì)檢人員進行檢驗；本實施例提供的螺栓緊固系統(tǒng)還可以和MES系統(tǒng)連接，提高了生產(chǎn)過程的信息化。

以上所述，僅為本實用新型實施例的具體實施方式，但本實用新型實施例的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型實施例揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型實施例的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型實施例的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。