CN104889633B - 一种自动线数模调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动线数模调整方法，包括：根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，机器人模型布置在工位模型的第一方位上；将焊枪模型安装在机器人模型上，并将工件模型放置于夹具模型内；其中，工件模型上标示有预期焊点位置；利用现场程序控制机器人模型及焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据模拟焊点位置及预期焊点位置，获得模拟焊点位置与预期焊点位置的偏离值；当偏离值大于一预设的阈值时，根据偏离值调节机器人模型在工位模型上的方位，直至偏离值小于所述阈值，其中，调节后的机器人模型在工位模型上的方位为第二方位。本发明还提供一种自动线数模调整装置。

Description

一种自动线数模调整方法及装置
技术领域
本发明涉及自动线领域，尤其涉及一种自动线数模调整方法及装置。
背景技术
随着新车型导入速度越来越快，在焊装生产自动线建立后，会收集和保存自动线数模，用于对后续新车型的导入进行仿真或作为参考。对于供应商设计出来的自动线数模，企业会对自动线数模进行自主管理，这就要求保证自动线数模内容齐全以及具有高的精度。现有技术是直接接收供应商的自动线数模，按照自动线数模设计的布局图尺寸，布置各工位的机器人，并装配好焊枪和夹具后对工件进行打点仿真。然而由于机器人和焊枪的位置是完全参照设计尺寸进行布置的，与实际安装位置可能存在角度和尺寸的偏离。该偏离可能会造成仿真时机器人的可达性没有问题，而在实际操作时机器人可达性不够，或者是仿真时焊枪与工件没有发生干涉，而实际操作过程中，焊枪与工件发生干涉的情况，造成设备改造成本上升和日程延误，不能满足使用要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自动线数模调整方法及装置，其可解决自动线在仿真与实际安装可能出现的不一致问题。
本发明提供一种自动线数模调整方法，包括如下步骤：
根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；
将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；
利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；
当所述偏离值大于一预设的阈值时，根据所述偏离值调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；及
根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。
作为上述方案的改进，所述焊枪模型由激光扫描仪扫描待使用的焊枪获得。
作为上述方案的改进，在使用所述激光扫描仪扫描待使用的焊枪时，对所述待使用的焊枪的法兰盘安装面和电极中心进行扫描并相应建立圆面，以保证获得的所述焊枪模型从安装面和打点位置的精度。
作为上述方案的改进，所述现场程序为在实际的现场控制所述机器人对工件进行焊点时所使用的程序文件。
作为上述方案的改进，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角，所述调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位包括调节所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角。
本发明还提供一种自动线数模调整装置，包括：
布置单元，用于根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；
安装单元，用于将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；
焊点单元，用于根据现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；
调节单元，用于当所述偏离值大于一预设的阈值时，调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；及
调整单元，用于根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整，并保存调整后的自动线数模。
作为上述方案的改进，所述焊枪模型由激光扫描仪扫描待使用的焊枪获得。
作为上述方案的改进，在使用所述激光扫描仪扫描待使用的焊枪时，对所述待使用的焊枪的法兰盘安装面和电极中心进行扫描并相应建立圆面，以保证获得的所述焊枪模型从安装面到打点位置的精度。
作为上述方案的改进，所述现场程序为在实际的现场控制所述机器人及焊枪对工件进行焊点时所使用的程序。
作为上述方案的改进，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角，所述调节单元具体用于调节所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角。
本发明实施例提供的自动线数模调整方法，利用现场程序在仿真软件中控制机器人模型进行打点仿真，并将打点仿真获得的模拟打点位置与预期打点位置进行比较，从而调节自动线数模上的机器人模型在工位模型上的方位，使得模拟打点位置与预期打点位置保持一致，保证了自动线数模的准确性及模拟现场的一致性，避免了仿真模拟与现场操作出现不一致的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的自动线数模调整方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的对焊枪进行扫描获得的扫描结果示意图。
图3是根据图2的扫描结果获得的焊枪模型的示意图。
图4是本发明实施例提供的自动线数模调整装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种自动线数模调整方法，其至少包括如下步骤：
S101，根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位。
在本发明实施例中，所述初始自动线数模可由供应商提供，所述初始自动线数模可为一个3D图档或特定的制图软件形成的图档或文档等，所述初始自动线数模至少包括了机器人模型、工位模型及夹具模型等，并示出了所述机器人模型、工位模型及夹具模型三者的相对位置关系。其中，所述机器人模型固定在所述工位模型上，而所述夹具模型则放置在所述工位模型旁，用于固定工件模型。
在本发明实施例中，假定所述初始自动线数模预设所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，其中，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上在三维空间上的坐标和/或所述机器人模型的底座与所述工位模型的夹角。
具体地，在本发明实施例中，可在DELMIA软件或其他仿真软件中获得相应的机器人模型、工位模型及夹具模型，然后在DELMIA软件调用所述机器人模型、工位模型及夹具模型，并按照所述初始自动线数模的定义进行布置，并调节所述机器人模型在所述工位模型上的位置，使得所述机器人模型位于所述工位模型的第一方位上。
S102，将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置。
在本发明实施例中，在进行焊接仿真时，需将焊枪模型安装在所述机器人模型，其中，所述焊枪模型可由DELMIA软件或其他仿真软件内部提供或根据所述初始自动线数模提供的尺寸进行设计。而对于所述DELMIA软件或其他仿真软件没有焊枪模型或焊枪模型的尺寸数据不完整、不匹配的情况(例如，对于焊枪中包含的形状不规则的电缆、支架等，所述初始自动线数模也经常没有相关尺寸，而缺乏这些尺寸很可能引起仿真时，焊枪模型与工件模型发生干涉)，也可通过激光扫描仪扫描实际需要的焊枪来获得所述焊枪模型。
具体地，请一并参阅图2及图3，在本发明实施例中，可利用所述激光扫描仪对实际使用的焊枪进行扫描，获得一系列扫描点，并根据所述扫描点进行图像重建，即可获得相应的焊枪模型。其中，在扫描中，应特别注意对所述焊枪的法兰盘安装面(用于安装到所述机器人模型上的部位)和电极中心(用于在所述工件模型上进行打点的部位)进行扫描，例如，可先对着两个部位进行扫描建立一个圆面。因为这两部分的相对位置关系到扫描得到的焊枪模型的精度，也是决定所述焊枪模型是否与所述工件模型发生干涉的重要因素。
在本发明实施例中，在获得所述焊枪模型后，将所述焊枪模型导入到DELMIA软件，并安装到所述机器人模型上。
在本发明实施例中，还将所述工件模型导入到DELMIA软件，并安装到所述夹具模型的预定位置，其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置，所述预期焊点位置即该工件模型预期的打点位置。
S103，利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值。
在本发明实施例中，所述现场程序为现场焊接程序，即在实际应用时进行现场焊接时所用的程序。所述机器人模型在所述焊接程序的控制下，其各个轴或手臂进行前后、上下移动或旋转等，并控制固定在轴上的焊枪模型在所述工件模型上进行打点，获得模拟焊点位置。
在本发明实施例中，比较所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值。
S104，当所述偏离值大于一预设的阈值时，调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位。
在本发明实施例中，当所述偏离值大于一预设的阈值(如0.1mm，当然也可为其他数值，由实际情况决定，本发明不做具体限定)时，则表示所述机器人模型在所述工位模型上的位置出现偏差，此时，可根据所述偏离值调整所述机器人模型的在所述工位模型上的位置，例如，当所述偏离值为11.7mm，将这个偏离值分解为XYZ三个坐标上的偏差值(X-10.5mm,Y-4.5mm,Z-2.7mm)。记录这三个方向的偏差，并根据这三个方向的偏差在所述工位模型上移动机器人模型，使得移动后的机器人模型的焊枪电极与预期焊点位置重合。
此外，由于所述机器人模型有不同角度的姿势，对于由角度的姿势导致出现偏离值的情况，可通过调整所述机器人模型底座与所述工位模型的夹具，来使得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置保持一致。
S105，根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。
在本发明实施例中，当调整到所述模拟焊点位置与所述实际焊点位置的偏离值小于预设的阈值时，记录此时所述机器人模型在所述工位模型上的第二方位，并保存调整后的自动线数模，即完成了对初始自动线数模的调整和校准。
综上所述，本发明实施例提供的自动线数模调整方法，利用现场程序在仿真软件中控制机器人模型进行打点仿真，并将打点仿真获得的模拟打点位置与预期打点位置进行比较，从而调节自动线数模上的机器人模型在工位模型上的方位，使得模拟打点位置与预期打点位置保持一致，保证了自动线数模的准确性及模拟现场的一致性，避免了仿真模拟与现场操作出现不一致的现象。
请参阅图4，本发明还提供一种自动线数模调整装置100，所述自动线数模调整装置100包括：
布置单元10，用于根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位。
在本发明实施例中，所述布置单元10可根据所述初始自动线数模将机器人模型布置在工位模型的第一方位上，其中，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上在三维空间上的坐标和/或所述机器人模型的底座与所述工位模型的夹角。
安装单元20，用于将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置。
在本发明实施例中，在进行焊接仿真时，需将焊枪模型安装在所述机器人模型，其中，所述焊枪模型可由DELMIA软件或其他仿真软件内部提供或根据所述初始自动线数模提供的尺寸进行设计。而对于所述DELMIA软件或其他仿真软件没有焊枪模型或焊枪模型的尺寸数据不完整、不匹配的情况(例如，对于焊枪中包含的形状不规则的电缆、支架等，所述初始自动线数模也经常没有相关尺寸，而缺乏这些尺寸很可能引起仿真时，焊枪模型与工件模型发生干涉)，也可通过激光扫描仪扫描实际需要的焊枪来获得所述焊枪模型。
具体地，请一并参阅图2及图3，在本发明实施例中，可利用所述激光扫描仪对实际使用的焊枪进行扫描，获得一系列扫描点，并根据所述扫描点进行图像重建，即可获得相应的焊枪模型。其中，在扫描中，应特别注意对所述焊枪的法兰盘安装面(用于安装到所述机器人模型上的部位)和电极中心(用于在所述工件模型上进行打点的部位)进行扫描，例如，可先对着两个部位进行扫描建立一个圆面。因为这两部分的相对位置关系到扫描得到的焊枪模型的精度，也是决定所述焊枪模型是否与所述工件模型发生干涉的重要因素。
在本发明实施例中，在获得所述焊枪模型后，将所述焊枪模型导入到DELMIA软件，所述安装单元20将所述焊枪模型安装到所述机器人模型上。
在本发明实施例中，所述安装单元20还将所述工件模型安装到所述夹具模型的预定位置，其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置，所述预期焊点位置即该工件模型预期的打点位置。
焊点单元30，用于根据现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值。
在本发明实施例中，所述现场程序为现场焊接程序，即在实际应用时进行现场焊接时所用的程序。所述焊点单元30控制所述机器人模型的各个轴或手臂进行前后、上下移动或旋转等，并控制固定在轴上的焊枪模型在所述工件模型上进行打点，获得模拟焊点位置。
在本发明实施例中，比较所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值。
调节单元40，用于当所述偏离值大于一预设的阈值时，调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位。
调整单元50，用于根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整，并保存调整后的自动线数模。
在本发明实施例中，所述调整单元50调整所述模拟焊点位置与所述实际焊点位置的偏离值小于预设的阈值时，并记录此时所述机器人模型在所述工位模型上的第二方位，并保存调整后的自动线数模，即完成了对初始自动线数模的调整和校准。
综上所述，本发明实施例提供的自动线数模调整装置100，利用现场程序在仿真软件中控制机器人模型进行打点仿真，并将打点仿真获得的模拟打点位置与预期打点位置进行比较，从而调节自动线数模上的机器人模型在工位模型上的方位，使得模拟打点位置与预期打点位置保持一致，保证了自动线数模的准确性及模拟现场的一致性，避免了仿真模拟与现场操作出现不一致的现象。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (10)

1.一种自动线数模调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；
将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；
利用现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；
当所述偏离值大于一预设的阈值时，根据所述偏离值调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后的所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；及
根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整。
2.根据权利要求1所述的自动线数模调整方法，其特征在于，所述焊枪模型由激光扫描仪扫描待使用的焊枪获得。
3.根据权利要求2所述的自动线数模调整方法，其特征在于，在使用所述激光扫描仪扫描待使用的焊枪时，对所述待使用的焊枪的法兰盘安装面和电极中心进行扫描并相应建立圆面，以保证获得的所述焊枪模型从安装面和打点位置的精度。
4.根据权利要求1所述的自动线数模调整方法，其特征在于，所述现场程序为在实际的现场控制机器人对工件进行焊点的程序文件。
5.根据权利要求1所述的自动线数模调整方法，其特征在于，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角，所述调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位包括调节所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角。
6.一种自动线数模调整装置，其特征在于，包括：
布置单元，用于根据初始自动线数模，布置机器人模型、工位模型及夹具模型，其中，所述机器人模型布置在所述工位模型的第一方位上，所述第一方位为所述初始自动线数模预设的方位；
安装单元，用于将焊枪模型安装在所述机器人模型上，并将工件模型放置于所述夹具模型内；其中，所述工件模型上标示有预期焊点位置；
焊点单元，用于根据现场程序控制所述机器人模型及所述焊枪模型在所述工件模型上进行焊点，获得模拟焊点位置，并根据所述模拟焊点位置及所述预期焊点位置，获得所述模拟焊点位置与所述预期焊点位置的偏离值；
调节单元，用于当所述偏离值大于一预设的阈值时，调节所述机器人模型在所述工位模型上的方位，直至所述偏离值小于所述阈值，其中，调节后所述机器人模型在所述工位模型上的方位为第二方位；及
调整单元，用于根据所述第二方位对所述初始自动线数模进行调整，并保存调整后的自动线数模。
7.根据权利要求6所述的自动线数模调整装置，其特征在于，所述焊枪模型由激光扫描仪扫描待使用的焊枪获得。
8.根据权利要求7所述的自动线数模调整装置，其特征在于，在使用所述激光扫描仪扫描待使用的焊枪时，对所述待使用的焊枪的法兰盘安装面和电极中心进行扫描并相应建立圆面，以保证获得的所述焊枪模型从安装面到打点位置的精度。
9.根据权利要求6所述的自动线数模调整装置，其特征在于，所述现场程序为在实际的现场控制机器人及焊枪对工件进行焊点时所使用的程序。
10.根据权利要求6所述的自动线数模调整装置，其特征在于，所述第一方位包括所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角，所述调节单元具体用于调节所述机器人模型在所述工位模型上的三维坐标和/或所述机器人模型与所述工位模型的底座的夹角。
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