CN109175992A - 一种基于ar技术的人机协作机匣智能装配平台 - Google Patents

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    • B23P21/002—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control the units stationary whilst being composed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines
    • B23P19/007—Picking-up and placing mechanisms

Abstract

本发明属于大型的复杂的机械装配领域，公开了一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台,设置有：工作平台；在工作平台上，安装有回转工作台；在工作平台上，安装有工件存放架；在工作平台上，安装有气缸；在工作平台上，安装有框架；在回转工作台上，安放工件机匣，夹紧压板将机匣夹紧在回转工作台上；在框架横梁上装有投影仪,和工业相机及计数器；在框架侧面立柱上装平板电脑；机匣各个零件的虚拟装配，储存在电脑当中，电脑将这些虚拟装配，输出给投影仪，并且投影在机匣中央，引导装配工人进行装配；工业相机测量装配间隙；及计数器记录装配件数，以防漏装。

Description

一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台
技术领域
本发明属于大型的复杂的机械装配技术领域，尤其涉及一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：机匣部件装配，目前装配工艺主要依靠经验丰富的老师傅带新徒弟，在工作中老师傅言传身教将自己的经验和手法通过长时间的工作传授给新人；传统装配所使用的工具都是手动普通标准工具或者是普通工具稍作改进而成，如螺丝刀，榔头，开口呆扳手等，使用时对手法和技巧要求较高。
综上所述，现有技术存在的问题是：传统装配所使用的工具都是手动普通标准工具或者是普通工具稍作改进而成，如螺丝刀，榔头，开口呆扳手等，不同的人,敲击力、扭转力不一样，使得同一种零件在不同的位置上，以及在不同的批次中，所受的预紧力不一样，对于机匣所形成内应力就不同，这样机匣的运行效果和工作寿命就受到了影响。
解决上述技术问题的难度和意义：
这就需要找到一种方法，使得同一种零件在不同的位置上，以及在不同的批次中，所受的预紧力达到预定的值，对于机匣所形成内应力就达到预定的值，这样机匣的运行效果和工作寿命就达到预定状态。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台。
本发明是这样实现的，一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台设置有：框架横梁上通过螺栓装有投影仪、工业相机及计数器，在框架侧面立柱上通过螺栓装平板电脑，投影仪、工业相机和计数器通过数据线与电脑连接。
首先由专家现场进行装配,工业相机捕捉专家装配时的手势姿态，并存储到AR系统当中。AR系统将机匣等各个零件的三维模型，及工业相机捕捉专家装配时的手势姿态，进行整合，搭建虚拟场景，通过电脑显示器对场景进行可视化，这样虚拟装配就可以通过显示器及投影仪分别显示出来，引导工人装配。
投影仪会给出每一次操作的演示动画、装配注意事项、装配间隙是否达到要求、工人需要确认之后才可进行下一步装配；
工业相机还要测量零件之间的间隙，与理论值进行比较，将调整结果投影显示，并将每一次的间隙拍照留存，如果间隙未达到要求，会给出提示信息，要求继续调整，直到合格位置；
每一种零件的数量预存到系统当中，计数器记录累计每次装配的数量，并且与系统中数量对比，再给电脑一个信号，每安装完一个零件，电脑会显示一个零件已安装完成，并提示下一个零件安装的具体操作流程和要求，防止漏装，进行纠错防漏检验。
进一步，所述框架焊接固定于工作平台上，工作平台通过螺栓固定有回转工作台，回转工作台通过夹紧压夹持板固定机匣。
进一步，所述工作平台通过螺栓固定有工件架，工件架通过销轴固定有螺钉架。
进一步，所述工作平台通过硬接触固定有工业机器人，工作平台通过螺栓固定有气缸。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
(1)引导装配工人进行装配的是，有一套软件存储在电脑上，将所有专家老师傅的经验进行汇总、集成；在软件中可根据整个装配步骤进行详细的文字，图像，3D虚拟现实技术说明引导，对操作人员的动作手法，装配顺序和装配结果进行指导和检查。
该软件的硬件架构有：电脑、投影仪、工业相机、计数器等；该软件可以实时地计算工业相机捕捉的影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型，该软件可以在屏幕上把虚拟机匣装配与现实的机匣装配进行互动。
首先由专家现场进行装配,工业相机捕捉专家装配时的手势姿态，并存储到AR系统当中。AR系统将机匣等各个零件的三维模型，及工业相机捕捉专家装配时的手势姿态，进行整合，搭建虚拟场景，通过电脑显示器对场景进行可视化，这样虚拟装配就可以通过显示器及投影仪分别显示出来，引导工人装配。
投影仪会给出每一次操作的演示动画、装配注意事项、装配间隙是否达到要求、工人需要确认之后才可进行下一步装配；
(2)智能装配平台将原先的普通工具改成电气化自动装配，降低劳动强度，对操作人员的个人技能要求降低，保证单一部件批量装配的质量稳定性和一致性，所有装配步骤都带有检测监视功能，有效地防止杜绝漏装错装等失误问题发生。
技术方案的效果与现行技术对照表：
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台结构示意图。
图2是本发明实施例提供的螺钉装配原理示意图。
图3是本发明实施例提供的螺钉装配位置图。
图4是本发明实施例提供的支撑环装配简图。
图5是本发明实施例提供的高压涡轮环装配简图。
图中：1、工作平台；2、回转工作台；3、夹紧压板；4、工件存放架；5、气缸；6、框架；7、平板电脑；8、投影仪；9、机匣；10、工业相机；11、计数器；12、工业机器人；13、液氮罐；14、螺钉架；15、螺钉孔；301、第一个螺钉；302、第二个螺钉；401、第一支撑环；402、第二支撑环；501、第一高压涡轮环；502、第二高压涡轮环。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。
如图1‐图5所示，本发明实施例提供的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台包括：工作平台1、回转工作台2、夹紧压板3、工件存放架4、气缸5、框架6、平板电脑7、投影仪8、机匣9、工业相机10、计数器11、工业机器人12、液氮罐13、螺钉架14、螺钉孔15、第一个螺钉301、第二个螺钉302、第一支撑环401、第二支撑环402、第一高压涡轮环501、第二高压涡轮环502。
工作平台1通过螺栓固定有回转工作台2，工作平台1焊接固定有框架6，在框架6横梁上通过螺栓装有投影仪8、工业相机10及计数器11，在框架6侧面立柱上通过螺栓装平板电脑7，回转工作台2通过夹紧压板3夹持固定机匣9，工业机器人12与工作平台1硬接触，工件架4通过螺栓固定在工作平台1上，螺钉架14通过销轴固定在工件架4，液氮罐13放置在工作平台1的左侧，螺钉架14插接固定有第一个螺钉301，机匣9开有螺钉孔15，气缸5通过螺栓固定在工作平台1上，螺钉架14上插接固定有第二个螺钉302，第一支撑环401和第二支撑环402通过螺栓固定在机匣9上，第一支撑环401和第二支撑环402开有间隙1，高压涡轮环501和高压涡轮环502分别通过螺栓固定在第一支撑环401和第二支撑环402上，高压涡轮环501和高压涡轮环502开有间隙2，投影仪8、工业相机10、计数器11通过数据线与电脑7连接。
本发明的工作原理为：
首先装配螺钉，夹紧压板3将机匣9夹紧在回转工作台2上,投影仪8引导装配，工业机器人12将装有螺钉的螺钉架14从工件架4上取下，放入液氮罐13中冷却，按照预定时间，从液氮罐13中取出装有螺钉的螺钉架14，放在工件架4上；然后，工业机器人12从螺钉架14上取下第一个螺钉301，装入机匣9上的第一个螺钉孔15中，第一个螺钉301在被安装孔预定位后，工人按压气缸5的开关，气缸5将自动按压第一个螺钉301，形成过盈配合，装配完毕。工业机器人12从螺钉架14上取下第二个螺钉302，装入机匣9上的第二个螺钉孔15中，气缸5再将第二个螺钉302压紧于第二个螺钉孔15中。重复上述动作，将螺钉全部装完。
进一步的，每安装完一颗螺钉，电脑7显示器显示完成一件，并提示下一步安装信息。如果漏装或者安装不到位，电脑7显示器将会提醒操作者，回转工作台2停止分度；上一工步按要求完成后，回转工作台2自动分度，安装下一颗螺钉。
重复第1步，和第2步，装配支撑环401，工业相机10测量支撑环401与支撑环402之间的间隙1，间隙1测量值与理论值进行比较，如果间隙不合适，将由人工调整，调整结果若间隙未达到要求，投影仪8会给出提示信息，再进行调整，直到达到预定的值；间隙1测量值由投影仪8显示，并将每一次的间隙拍照留存于电脑7中。
重复第3步，装配高压涡轮环，并且由工业相机10测量高压涡轮环501与高压涡轮环502之间的间隙2，调整到预定值。间隙调整与第3步相同。
进一步的，操作安装过程中，投影仪8会给出每一次操作的演示动画、装配注意事项、装配间隙是否达到要求、工人需要确认才可进行下一步装配；计数器11记录每次装配的数量，没装完一件，给电脑一个信号，再安装下一个零件，电脑7显示一个零件已安装完成，并提示下一个零件安装的具体操作流程和要求，防止漏装，进行纠错防漏检。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台，其特征在于，所述的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台设置有：
框架横梁上通过螺栓装有投影仪、工业相机及计数器，在框架侧面立柱上通过螺栓装平板电脑；
投影仪、工业相机和计数器通过数据线与电脑连接。
2.如权利要求1所述的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台，其特征在于，所述框架焊接固定于工作平台上，工作平台通过螺栓固定有回转工作台，回转工作台通过夹紧压板夹持固定机匣。
3.如权利要求1所述的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台，其特征在于，所述工作平台通过螺栓固定有工件架，工件架通过销轴固定有螺钉架。
4.如权利要求1所述的基于AR技术的人机协作机匣智能装配平台，其特征在于，所述工作平台通过硬接触固定有工业机器人，工作平台通过螺栓固定有气缸。
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