CN221849268U - 一种自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种自动装配系统，包括：第一机器人，具有可控活动的第一机械臂；机械抓手，与所述第一机械臂拆卸连接；其中，所述机械抓手上设置有用于抓取待装件的抓取组件，以及用于获取待装件和车身的待装配位置上相对的测量点位的测量点位获取组件。如此设置，通过对待装件和待装配位置上相对的测量点位进行测量，可以提升待装件和待装配位置的装配精准度，无需后期人工调整，实现待装件相对于车身的自动化装配，可以大大减少操作人员数量，并节省操作空间和占用面积。

Description

一种自动装配系统

技术领域

本申请涉及汽车加工技术领域，具体涉及一种自动装配系统。

背景技术

汽车生产制造发展至今，由于尾门的造型较为不规则，一般采用人工和机械手配合的方案进行尾门的上料、转运、定位和紧固，且尾门与车身的间隙一致性问题普遍存在，除了上料、转运、定位、紧固以外，还需要增加尾门的最终调整工位和操作人员，人工调整工时较多，占用工厂工位使用面积和相关设施的投资较大，且调整操作存在一定主观性，调整精度较低，操作人员的调整、变动以及调整的操作变化都对尾门与车身的间隙一致性影响很大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种自动装配系统，其能够解决上述装配过程中，操作人员多，工位使用面积大，效率低的问题。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种自动装配系统，包括：

第一机器人，具有可控活动的第一机械臂；

机械抓手，与所述第一机械臂拆卸连接；

其中，所述机械抓手上设置有用于抓取待装件的抓取组件，以及用于获取待装件和车身的待装配位置上相对的测量点位的测量点位获取组件。

可选地，所述测量点位获取组件设置有多个，并分布在所述抓取组件的两侧、三侧或者外周。

可选地，所述机械抓手设置有多个，并能够分别与不同型号的所述待装件相匹配。

可选地，所述测量点位获取组件包括用于获取所述待装件上第一测量点位的第一视觉镜头和用于获取待装配位置上第二测量点位的第二视觉镜头，所述第一视觉镜头相对于所述第二视觉镜头远离所述抓取组件。

可选地，包括：

驳运平台，能够位移至待装件停止工位并定位在所述待装件停止工位；

至少一个料架，设置在所述驳运平台上，用于支撑和定位所述待装件。

可选地，所述料架包括：

支撑结构，设置在所述驳运平台上，用于支撑所述待装件，以使所述待装件保持在装配姿态；

多个第一定位结构，设置在所述支撑结构的两侧、三侧或者外周，能够分别与所述待装件的侧边连接，以将所述待装件定位在所述支撑结构上。

可选地，所述支撑结构包括高度不一的多个支撑块，所述多个支撑块分别支撑同一所述待装件的不同部位。

可选地，所述第一定位结构设置为侧翻式压接定位结构。

可选地，所述驳运平台通过第二定位结构定位在所述待装件停止工位；所述第二定位结构包括定位销和定位孔，其中一者设置在所述驳运平台、另一者设置在所述待装件停止工位。

可选地，包括：

第二机器人，具有可控活动的第二机械臂；

安装头，与所述第二机械臂拆卸连接，用于拾取连接件并带动所述连接件连接所述待装件和所述车身。

本申请提供的自动装配系统，第一机器人通过可控活动的第一机械臂带动机械抓手位移动作，机械抓手通过抓取组件带动着待装件转运至待装配位置，测量点位获取组件用于获取待装件和车身的待装配位置上相对的测量点位，通过对待装件和待装配位置上相对的测量点位进行测量，可以提升待装件和待装配位置的装配精准度，无需后期人工调整，实现待装件相对于车身的自动化装配，可以大大减少操作人员数量，并节省操作空间和占用面积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一些实施例示出的自动装配系统的示意图；

图2为一些实施例示出的机械抓手的示意图；

图3为一些实施例示出的多组检测点的示意图；

图4为一些实施例示出的待装件驳运装置的示意图；

图5为一些实施例示出的待装件驳运装置的侧视图；

图6为一些实施例示出的待装件驳运装置的俯视图。

图中：1、待装件驳运装置；2、待装件停止工位；3、待装件抓取定位装置；4、待装件紧固安装装置；5、连接件；6、装配工位；11、驳运平台；12、支撑块；13、第一定位结构；14、定位销；15、定位孔；31、抓取组件；32、测量点位获取组件；321、第一测量点位；322、第二测量点位。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图6所示，本申请实施例提供了一种自动装配系统，包括待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4。用于将待装件装配在车身的待装配位置，其中待装件可以设置为尾门、前机盖、前风挡玻璃、后风挡玻璃或者全景天窗玻璃等结构件。

待装件驳运装置1设置有至少一个承载位，承载位用于承载待装件，以使待装件驳运装置1能够承载至少一个待装件，这里为了提升上料的效率，待装件驳运装置1上设置有四个或者五个以上承载位。待装件驳运装置1能够沿驳运路径进行位移，具体地，地面上可以铺设有磁条，以形成供待装件驳运装置1位移的驳运路径。在驳运路径上的其中一个位置设置为待装件停止工位2，待装件驳运装置1能够沿驳运路径位移至待装件停止工位2并定位在待装件停止工位2，进而使待装件驳运装置1承载的待装件定位在待装件停止工位2，具体地，待装件驳运装置1与待装件停止工位2的定位可以是屏蔽门阻挡待装件驳运装置1位移的形式，也可以是待装件驳运装置1内部的控制程序使待装件驳运装置1到达待装件停止工位2时停止位移。

待装件抓取定位装置3用于抓取处于待装件停止工位2的待装件，并将处于待装件停止工位2的待装件转运至车身的待装配位置，具体地，待装件抓取定位装置3具有抓取部件和转运部件，抓取部件与转运部件连接，抓取部件能够与待装件连接，抓取部件在转运部件的带动下能够由待装件停止工位2位移至待装配位置，以实现对待装件的抓取和转运。

待装件紧固安装装置4用于将处于待装配位置的待装件与车身进行安装，以使待装件机械连接在车身的待装配位置，进而完成待装件的装配。具体地，安装部件可以抓取连接件5，并带动连接件5位移，通过带动连接件5位移可以使连接件5连接在待装件和车身上，进而完成待装件和车身的连接固定。

在汽车的装配过程中，车身沿输送路径进行位移并停止在装配工位6，待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4均处于输送路径的一侧并靠近装配工位6设置，通过待装件驳运装置1的自动驳运上料、待装件抓取定位装置3的自动抓取和自动转运、以及待装件紧固安装装置4的自动安装，实现待装件相对于车身的自动化装配，可以大大减少操作人员数量，并节省操作空间和占用面积，而且，通过待装件驳运装置1与待装件停止工位2的定位可以件待装件定位在待装件停止工位2，可以保证待装件处于待装件停止工位2的位置准确性和一致性，有利于待装件抓取定位装置3精准抓取和转运待装件，进而提升待装件的装配精度。

为了提升待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4协同配合的效率，本自动装配系统还包括有控制装置，控制装置与待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4通信连接，以使控制装置可以对待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4的时序进行合理紧凑的控制。比如，在待装件的自动装配过程中，待装件驳运装置1承载待装件并定位在待装件停止工位2时，待装件抓取定位装置3对处于待装件停止工位2的待装件进行抓取，待装件抓取定位装置3将待装件转运至待装配位置时，待装件紧固安装装置4对待装件和车身进行连接。

需要说明的是，待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4也可以具有控制器并按照自身的控制逻辑运行，控制装置的介入可以仅仅作用于待装件驳运装置1、待装件抓取定位装置3和待装件紧固安装装置4的协同控制，并不与相应的控制器的控制逻辑产生干扰。

本方案中，待装件抓取定位装置3包括机械抓手和第一机器人，其中，第一机器人具有可控活动的第一机械臂，机械抓手与第一机械臂拆卸连接，通过控制第一机械臂的动作，带动机械抓手产生相应的动作。

其中，机械抓手上设置有抓取组件31和测量点位获取组件32，抓取组件31用于抓取待装件，当抓取组件31抓取待装件时，待装件相对于机械抓手位置固定，并能够随机械抓手位移，以使机械抓手带动着待装件转运至待装配位置。测量点位获取组件32用于获取待装件和车身的待装配位置上相对的测量点位，具体地，待装件上设置有第一测量点位321，待装配位置设置有第二测量点位322，待装件装配在待装配位置时第一测量点位321和第二测量点位322相对，测量点位获取组件32用于获取待装件和待装配位置上相对应的第一测量点位321和第二测量点位322，这样，通过对待装件和待装配位置上相对的测量点位进行测量，可以提升待装件和待装配位置的装配精准度，无需后期人工调整，实现待装件相对于车身的自动化装配，可以大大减少操作人员数量，并节省操作空间和占用面积。

测量点位获取组件32设置有多个，并分布在抓取组件31的相对的两侧，或者分布在抓取组件31相邻的三侧，或则分布在抓取组件31的四周(外周)，当抓取组件31抓取待装件时，多个测量点位获取组件32分布在袋装的相对两侧、相邻三侧或者四周，可以在多个不同方向上对待装件和待装配位置上的相对的测量点位进行获取，进而可以通过对多组不同数据进行测量分析，达到较高的定位精准度。

具体地，测量点位获取组件32可以设置为视觉镜头，用于获取抓手组件抓取的待装件与待装配位置的图像信息，也可以设置为扫描头(比如激光扫描头、雷达扫描头等)，用于获取抓手组件抓取的待装件与待装配位置的位置信息)，或者二者均设置。

如图2-3所示，测量点位获取组件32包括视觉镜头，用于获取抓手组件抓取的待装件与待装配位置的视觉信息，具体地，多个视觉镜头分布式设置在机械抓手的不同位置，待装件与待装配位置之间设置有多组测量点位，多组测量点位包括位于待装件上不同位置的多个第一测量点位321和位于待装配位置上与第一测量点位321一一对应的多个第二测量点位322，每组视觉镜头对同一组测量点位进行检测，以获取相应每组测量点位的视觉信息。如此，通过多个视觉镜头的设计，有利于提升待装件与车身的待装配位置的位置精准度，并保证待装件与车身的间隙面差处于工艺要求范围内，进而优化并规范间隙面差的一致性，与传统工艺中的操作人员解绑，减少主观性评估和判断，大大提升了整车DTS合格率。

其中，测量点位获取组件32包括用于获取待装件上第一测量点位321的第一视觉镜头和用于获取待装配位置上第二测量点位322的第二视觉镜头，第一视觉镜头相对于第二视觉镜头远离抓取组件31，当抓取组件31抓取待装件时，第一视觉镜头和第二视觉镜头均位于待装件的一侧，由于第一视觉镜头和第二视觉镜头的获取方向不同(朝向不同)，使得第一视觉镜头和第二视觉镜头的朝向方向形成交叉，进而可以通过对第一视觉镜头和第二视觉镜头的获取数据进行分析，得出待装件和待装配位置之间更为精准的位置信息，进一步提升定位的精准度。

机械抓手设置有型号不同的多个，并能够分别匹配抓取不同型号的待装件，第一机器人的第一机械臂可以与多个不同型号的机械抓手中的任一者连接，第一机器人与机械抓手连接后，第一机器人能够带动机械抓手位移并控制机械抓手对待装件进行抓取和定位。这样，第一机器人可以替换连接多个不同型号的机械抓手，以对不同型号的待装件进行抓取和转运，适配性强。

一些实施例中，待装件紧固安装装置4包括第二机器人和安装头，第二机器人具有可控活动的第二机械臂，安装头与第二机械臂拆卸连接，第二机器人通过第二机械臂可以带动安装头位移，以使安装头能够拾取连接件5，并带动连接件5位移，以使连接件5连接待装件和车身，并形成待装件和车身之间稳定的机械连接。

待装件设置为尾门时，连接件5设置为螺栓和螺丝，第二机器人用于抓取螺栓和螺丝并带动其位移和旋转，以通过螺栓和螺栓连接尾门和车身，这样，可以实现尾门铰链拧紧的全过程实时监控，对尾门铰链紧固点数量、拧紧曲线、扭矩精度等全方位进行实时监控，相关问题与产线实时联动并在线预警，提升了拧紧点的合格率。

待装件设置为前机盖时，类似于上述尾门的工艺操作和环节，安装较传统机盖铰链的安装方式有所区别，需要调整为适应于机器人安装紧固的、具有足够安装拧紧空间的铰链设计。

待装件设置为前风挡玻璃、后风挡玻璃、全景天窗玻璃时，通常玻璃为胶接工艺，连接件5设置为玻璃胶，并采用玻璃胶保压设备及工艺。

一些实施例中，待装件驳运装置1包括驳运平台11和料架，驳运平台11设置在地面上，并能够沿地面上形成的驳运路径位移至待装件停止工位2，并定位在待装件停止工位2，驳运平台11作为驳运平台11的承载部分，用于承载着料架和待装件位移。料架设置有至少一个(优选为设置有四个或者五个)，料架设置在驳运平台11上，每个料架上形成一个用于承载待装件的承载位，待装件放置在料架的承载位上，以使料架对待装件的进行支撑，同时料架还能够对处于料架的承载位上的待装件进行定位，以使待装件保持在料架上，这样，在驳运平台11的位移过程中，料架与待装件保持定位，进而提升待装件处于待装件停止工位2时的位置准确性。

料架包括支撑结构和第一定位结构13，支撑结构设置在驳运平台11上，支撑结构的上侧形成承载位，承载位的姿态与待装件的装配姿态相匹配，通过支撑结构的设计，通过支撑结构对待装件进行支撑时，可以将待装件保持在装配姿态，由于待装件处于支撑结构上的姿态与待装件处于车身的待装配位置的姿态一致，转运过程中无需改变待装件的相对姿态，既有利于待装件抓取定位装置3进行抓取，又有利于提升待装件装配的精准度。

如图5所示，支撑结构包括高度不一的多个支撑块12，多个支撑块12分别支撑同一待装件的不同部位，以使在多个支撑块12的支撑作用下，待装件保持在装配姿态。具体地，支撑块12的数量可以设置为三个、四个、五个，各个支撑块12的高度根据不同型号的待装件的装配姿态而设计。这样，通过多个支撑块12的支撑方式，结构多简单，有利于节省成本，由于不同型号的待装件的装配姿态不同，支撑块12可以设置为高度可调节的形式。

第一定位结构13设置有多个，并设置在支撑结构的两侧、三侧或者四周(外周)(具体可以设置在支撑块12上)，通过第一定位结构13相对于支撑结构动作，可以使第一定位结构13与待装件的侧边连接和分离，以通过第一定位结构13形成对待装件的锁止和解锁，当第一定位结构13将待装件锁止时，待装件保持并定位在支撑结构上，此时驳运平台11沿驳运路径位移，以带动待装件位移至待装件停止工位2，当第一定位结构13将待装件解锁时，待装件抓取定位装置3抓取和转运支撑结构上的待装件，以使待装件脱离支撑结构。这样，通过多个第一定位结构13在待装件的侧边进行锁止，有利于提升支撑结构与待装件的支撑稳定性，避免驳运平台11位移过程中，待装件晃动或者发生偏移。

如图6所示，第一定位结构13设置有三个，分别用于定位待装件的左侧边、右侧边和下侧边，通过不同方向上的限位，提升待装件的位置和姿态稳定性。第一定位结构13设置为侧翻式压接定位结构，比如，第一定位结构13具有定位件，通过定位件相对于支撑结构(待装件)翻转，定位件可以压紧在待装件远离支撑结构的一侧，以使定位件和支撑结构夹紧定位待装件，如此，结构简单，便于控制。

驳运平台11处于待装件停止工位2时，驳运平台11通过第二定位结构定位在待装件停止工位2。其中，第二定位结构包括定位销14和定位孔15，其中一者设置在驳运平台11、另一者设置在待装件停止工位2，当定位销14伸入定位孔15内时，驳运平台11与待装件停止工位2形成定位，定位销14由定位孔15伸出时，驳运平台11与待装件停止工位2的定位取消。

如图4所示，待装件停止工位2的地面设置有可升降地定位销14，驳运平台11设置有供定位销14伸入的定位孔15，当驳运平台11位移至待装件停止工位2时，定位销14和定位孔15位置相对，定位销14升起即可伸入定位孔15，并形成驳运平台11和待装件停止工位2的定位，待驳运平台11上的待装件抓取完毕后，定位销14下降并伸出定位孔15，以使驳运平台11和待装件停止工位2取消定位，以便于后续满载待装件的驳运平台11定位在待装件停止工位2。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种自动装配系统，其特征在于，包括：

第一机器人，具有可控活动的第一机械臂；

机械抓手，与所述第一机械臂拆卸连接；

其中，所述机械抓手上设置有用于抓取待装件的抓取组件，以及用于获取待装件上的第一测量点位和车身的待装配位置上的第二测量点位的测量点位获取组件，所述待装件装配在所述待装配位置时所述第一测量点位和所述第二测量点位相对。

2.根据权利要求1所述的自动装配系统，其特征在于，所述测量点位获取组件设置有多个，并分布在所述抓取组件的两侧、三侧或者外周。

3.根据权利要求1所述的自动装配系统，其特征在于，所述机械抓手设置有多个，并能够分别与不同型号的所述待装件相匹配。

4.根据权利要求1所述的自动装配系统，其特征在于，所述测量点位获取组件包括用于获取所述待装件上第一测量点位的第一视觉镜头和用于获取待装配位置上第二测量点位的第二视觉镜头，所述第一视觉镜头相对于所述第二视觉镜头远离所述抓取组件。

5.根据权利要求1所述的自动装配系统，其特征在于，包括：

驳运平台，能够位移至待装件停止工位并定位在所述待装件停止工位；

至少一个料架，设置在所述驳运平台上，用于支撑和定位所述待装件。

6.根据权利要求5所述的自动装配系统，其特征在于，所述料架包括：

支撑结构，设置在所述驳运平台上，用于支撑所述待装件，以使所述待装件保持在装配姿态；

多个第一定位结构，设置在所述支撑结构的两侧、三侧或者外周，能够分别与所述待装件的侧边连接，以将所述待装件定位在所述支撑结构上。

7.根据权利要求6所述的自动装配系统，其特征在于，所述支撑结构包括高度不一的多个支撑块，所述多个支撑块分别支撑同一所述待装件的不同部位。

8.根据权利要求6所述的自动装配系统，其特征在于，所述第一定位结构设置为侧翻式压接定位结构。

9.根据权利要求6所述的自动装配系统，其特征在于，所述驳运平台通过第二定位结构定位在所述待装件停止工位；所述第二定位结构包括定位销和定位孔，其中一者设置在所述驳运平台、另一者设置在所述待装件停止工位。

10.根据权利要求1所述的自动装配系统，其特征在于，包括：

第二机器人，具有可控活动的第二机械臂；

安装头，与所述第二机械臂拆卸连接，用于拾取连接件并带动所述连接件连接所述待装件和所述车身。