工作流程： 

1、机器人握持螺栓拧紧***对预拧好的螺栓进行*终拧紧；

2、利用力控模式，IO启动螺丝***，自动完成螺帽找准，拧紧和完成信号确认；

3、对于未正确拧紧的螺栓，进行报错和记录。

技术描述： 

UR优傲机器人由于体积小、部署灵活的特点可以非常方便地安装在现场，只需占用一名作业员站立的空间。并且由于UR机器人自带安全保护功能，不需要外加防护栏，机器人本体碰撞到人会自动停止，解决了工厂空间有限，设备部署紧凑问题。UR机器人六关节的超高自由度，工作空间是一个完整的球体，可以满足座椅在各个方向拧紧螺丝的需求；自带丰富的数字IO，现场总线可以保证与外围设备的快速方便集成；力控功能能够增强程序运行的稳定性和调试的便捷性。
       大扭矩拧紧是汽车总装和零部件产业中的常见应用。将各种汽车零部件装配成整车的过程，需要很多种不同类型的联接，其中螺栓联接是重要的联接方法之一。由于螺栓联接可以获得很高的联接强度，又便于装拆，具有互换性，通过标准化实现了大批量生产，成本低而且价格便宜，经常被应用到发动机、变速箱和底盘等重要位置的装配中。螺栓的拧紧质量直接影响到产品的安全性和可靠性。

优傲机器人用于拧紧的方案

UR机器人可以代替工人进行24小时不间断的高负荷劳动，同时将产品质量控制在一个非常稳定的状态。本方案设计的目标是将拧紧***的反作用力平均地分配到机器人的六个关节上，我们将从拧紧***与机器人的安装方式、机器人底座安装方式和机器人软件设置等方面进行详细介绍，来指导客户如何克服拧紧***的反作用力。通过实际测试，UR10可以实现的扭矩范围为120Nm。

一、负载重量设计

1、在设计拧紧***和工装夹具时，请UR提供公式计算出机器人大允许负载，实际负载重量不要超过计算结果。

2、在机器人安装设置界面，务必要准确设置有效负载和重心。

二、拧紧***与机器人法兰盘连接方式

工装夹具的设计原则让拧紧***旋转轴与手腕3旋转轴方向垂直(如果两者安装方向平行，手腕3将承受来自拧紧***的大反作用力，极易报警)，如需添加CCD，请注意机器人关节旋转时与CCD干涉问题。拧紧***一般分为直头和弯头两种：

1.直头拧紧***建议安装方式如下图所示：


2.弯头拧紧***建议安装方式如下图所示：

三、机器人底座安装方式

1. 如果螺丝拧紧方向是垂直地面向下的情况，建议机器人底座倾斜45度安装，这样可以避免拧紧***旋转轴和手腕2旋转方向平行（避免手腕2承受来自拧紧***的大反作用力）

2.螺丝拧紧方向是平行于地面侧向的，且需要拧紧座椅两侧的情况。

优先考虑机器人底座侧装的方式（这种方式机器人在左右侧之间切换姿态比较自由）

注意：机器人底座位置尽量与螺丝孔位处于同一水平高度。

四、IO信号连接

优傲机器人与拧紧***通讯一般采用数字IO信号连接，优傲机器人也支持Ethernet、Profinet、Modbus tcp和TCP/IP协议，可根据实际需求而定。本方案采用的IO信号连接如下：

机器人IO输入信号：就绪、OK、NG

机器人IO输出信号：程序序号1、程序序号2、启动、复位

五、优傲机器人程序

机器人程序中，在启动拧紧***旋转信号之前写入“wait is_steady()”指令，当is_steady()返还值为真时，优傲机器人可以接受外部更大压力或扭矩

拧紧方案说明和结果

a) 方案结果

可以通过监控拧紧***在拧紧瞬间，机器人各关节实时扭矩值，判断设计方案是否合理，各关节受到扭矩值越平均越佳。在机器人线程程序中，使用脚本“get_joint_torques()”得到机器人各关节实时扭矩值，可以保持记录各关节大扭矩值（参考附件中的小程序）。

b) 常见故障处理

故障一：螺丝***在拧紧瞬间，由于拧紧***产生的反作用力较大，机器人易发生保护性停止。

对策：从拧紧***方面，可适当降低旋转速度；从机器人方面，可通过附件中的小程序监控各关节的扭矩值，若六个关节受力不均匀，需要改变机器人姿态。

故障二：螺丝***拧完螺丝退出时，被螺丝憋住，机器人易发生保护性停止。

对策：建议螺钉不要使用内六角式（接触面积较越摩擦力越大），可以使用内梅花式或外六角式螺钉。

总结

在使用UR10的众多拧紧项目中，测试中较为稳定的拧紧***扭矩范围，大可达120Nm。

大扭矩拧紧应用的领域

▲ 汽车座椅拧紧

▲ 汽车发动机拧紧

▲ 汽车变速箱拧紧

▲ 汽车曲轴拧紧

▲ 新能源汽车电池组拧紧
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