CN111215863A - 一种多产品共线的自动组装系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，传送装置、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统和第二送料系统分别通过电路与所述控制系统连接。多关节机器人可以替代多台机械臂，系统更加简洁，减少了故障率，同时多关节机器人的动作更加灵活，安装精度更高。零件组装的位置信息和组装动作信息可以调整，承载治具和多关节机器人的手爪有多种类型可以选择，可以在同一组装系统上完成多种产品的组装工作，减小了企业的投入成本和生产场地的使用。

Description

一种多产品共线的自动组装系统及方法

技术领域

本发明涉及自动组装技术领域，尤其是指一种多产品共线的自动组装系统及方法。

背景技术

在产品加工型企业中，为了缩小人力成本，增加生产效率，企业往往会使用自动化组装设备来进行产品的生产以及组装。企业建设一条生产线可以生产一种产品或者是几款差异较小的产品，而企业为了满足市场的需求，产品的种类可能多种多样。因此按照现在的自动化组装技术，一个企业可能要建设多条生产线，不仅增加了企业的投资成本，同时多条生产线占用的生产场地也会比较大，增加了企业的负担。因此，如何能够在一台自动化设备上生产组装多种产品，是行业内急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可组装多种产品的自动组装系统和方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，所述传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统和第二送料系统分别通过电路与所述控制系统连接；

所述第一多关节机器人和第二多关节机器人均包括多关节机械臂和机械手爪，所述机械手爪可拆卸连接于所述多关节机械臂，所述机械手爪有至少一个不同类型的替换机械手爪；

所述第一送料系统和第二送料系统均包括至少三个送料装置，所述送料装置分别连接于所述控制系统；

所述承载治具可拆卸安装于所述传送装置，所述承载治具有至少一个不同类型的替换承载治具。

进一步地，所述传送装置为皮带线、凸轮分割器或者拔插机构。

进一步地，所述送料装置为皮带线、振动盘或者料盘。

进一步地，所述承载治具上设置有定位标签，所述多关节机械臂的活动端设置有定位传感器。

与此同时，本发明还提供了一种采用上述所述的多产品共线的自动组装系统进行产品组装的方法，包括以下步骤：

将零件放入送料系统中，并将零件组装信息输入控制系统；

所述控制系统根据接收到的零件组装信息生成运动指令，并将所述运动指令发送至组装机械；

所述组装机械接收所述运动指令，根据所述运动指令执行相应组装动作。

进一步地，所述零件组装信息包括零件位置信息和零件组装动作信息。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统。一台多关节机器人可以替代多台机械臂，系统更加简洁，减少了故障率，多关节机器人的动作更加灵活，安装精度更高。第一多关节机器人和第二多关节机器人的工作范围内分别设置至少三个送料装置，单个多关节机器人可以完成多个零件组装的动作，当某一零件不需要时，可以在系统设置中跳过该零件的送料装置，或者当某一送料装置故障时，可以将零件转移至其他料盘，更改零件的位置信息即可，因此本发明提供的系统不会因为单个送料装置故障影响整个组装系统的运作。同时，本发明的机械手爪和承载治具有多种类型可以选择，当组装不同的产品时，只需更换相应的承载治具和机械手爪，在控制系统中更改程序就可以完成不同类型产品的组装，即在同一组装系统上完成多种产品的组装工作，减小了企业的投入成本和生产场地的使用。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为本发明的自动组装系统的俯视图；

图2为本发明的自动组装系统的后视图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本发明提供了一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置1、承载治具2、第一多关节机器人3、第二多关节机器人4、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，传送装置1、第一多关节机器人3、第二多关节机器人4、第一送料系统和第二送料系统与控制系统通过电信号连接，在控制系统的统一协调下进行工作。

本发明提供的多产品共线的自动组装系统安装在一个工作台10上，该工作台10呈箱体结构，用于固定和定位传送装置1、承载治具2、第一多关节机器人3、第二多关节机器人4、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，保持各装置之间的相对位置。以下对各个组件的结构以及功能进行描述：

承载治具2包括治具板、夹紧件和定位件。治具板活动安装在传送装置1上，连接形式可以是螺栓连接、卡扣连接或者磁性连接等，确保承载治具2可以稳定的随着传送装置1运动，同时在运动过程中不会发生位置变化或者脱落。夹紧件通过滑轨和弹性件安装在治具板上，夹紧件的数量为多个，可以沿着滑轨弹性运动。当夹紧件受到外力时张开，可以夹持零件，当撤去外力时，对零件形成约束作用。治具板上还安装有定位件，用于将零件在承载治具2上准确定位。本实施例中，为了增加自动组装系统可以组装的产品种类，承载治具2具有多个不同类型的替换承载治具2，当组装不同类型的零件时，更换不同类型的替换承载治具2，实现对多种零件的约束。

传送装置1上安装有承载治具2，用于将已完成安装工序的零件运送至相应的工位上，由第一多关节机器人3和/或第二多关节机器人4将下一工序的零件安装在已完成安装工序的零件的对应位置上。本实施例中，传送装置1采用皮带线，将承载治具2安装在传送皮带上，承载治具2在皮带线上的间距布置根据设计运行速度和设计工位操作空间决定。当然，传送装置1的形式不限于皮带线，也可以采用凸轮分割器或者拔插机构等。

第一送料系统和第二送料系统均包括多个送料装置5，每个送料装置5均单独和控制系统连接。设置多个送料装置5的目的是可以放置更多类型的零件，一方面满足组装功能的多样性，另一方面可以将一个产品更多的零件组装环节采用本发明提供的系统来完成。此外，设置多个送料装置5可以避免某个送料装置5故障时，整个系统停止工作。送料装置5分别单独连接控制系统，在控制系统的协调下可以单独工作，也可以与其他送料装置5一起工作。当组装产品不需要某一零件时，可以在控制系统中跳过该工位，当某个送料装置5故障时，将零件转移至其他送料装置5，在控制系统中更改零件的位置信息即可继续工作。本实施例中，第一送料系统和第二送料系统均包括三个送料装置5，当送料装置5至少为三个时，系统的灵活性才可以更好的体现。送料装置5采用振动盘和拨料装置来完成单个零件的分离，并将零件放置在机械手爪的抓取工位上。当然，送料装置5也可以采用皮带线、料盘等其他具有送料功能的装置。

第一多关节机器人3和第二多关节机器人4包括多关节机械臂和机械手爪，机械手爪可拆卸地安装在多关节机械臂上。在一台多关节机器人的工作范围内，设置至少三个送料装置5。一台多关节机器人可以替代多台现有的机械臂，一台多关节机械臂可以完成多个零件的组装工作，减少了多台机械臂占用空间，使整个系统更加简洁。机械数量的减少，也减小了整个系统故障的几率。同时，多关节机器人的动作更加灵活，安装精度更高。在控制系统的协调下，多关节机械臂的活动端运动至不同的送料装置5，机械手爪抓取零件，在多关节机械臂的运动下，将零件转运至相应工位，多关节机械臂和机械手爪共同运动，完成零件的抓取放置和组装动作。需要说明的是，在多关节机器人的工作范围内，多个送料装置5均处于可抓取范围，零件的放置顺序不需要按照零件组装的次序来放置，随意放置，在控制系统上设置对应的位置信息即可。同时，机械手爪有多个不同类型的替换机械手爪，用于完成不同类型产品的夹持和组装动作。

与此同时，本发明还提供了一种利用上述组装系统进行多种产品组装的方法，包括以下步骤：

将零件放入送料系统中，并将零件组装信息输入控制系统；

所述控制系统根据接收到的零件组装信息生成运动指令，并将所述运动指令发送至组装机械；

所述组装机械接收所述运动指令，根据所述运动指令执行相应组装动作。

本方法是这样实现的，将产品的不同零件放入不同的送料装置5中，将零件的组装信息输入控制系统，由控制系统根据组装信息生成运动指令，组装系统中的各个装置连接控制系统，接收运动指令进而执行相关组装动作。本实施例中，零件组装信息包括零件位置信息和零件组装动作信息，因此当输入不同的零件位置信息时，可以从不同的送料装置5中夹取零件，即当某一送料装置5故障时，可以将零件转移至其他送料装置5，在控制系统中更改零件位置信息，就可以继续完成零件组装工序。当某一送料装置5中的零件不需要时，可以在控制系统中跳过该零件工位，从其他送料装置5抓取零件，功能多种多样。同理，零件组装动作信息可以进行更改，对应不同的零件组装动作。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统。一台多关节机器人可以替代多台机械臂，系统更加简洁，减少了故障率，多关节机器人的动作更加灵活，安装精度更高。第一多关节机器人和第二多关节机器人的工作范围内分别设置至少三个送料装置，单个多关节机器人可以完成多个零件组装的动作，当某一零件不需要时，可以在系统设置中跳过该零件的送料装置，或者当某一送料装置故障时，可以将零件转移至其他料盘，更改零件的位置信息即可，因此本发明提供的系统不会因为单个送料装置故障影响整个组装系统的运作。同时，本发明的机械手爪和承载治具有多种类型可以选择，当组装不同类型的产品时，只需更换相应的承载治具和机械手爪，在控制系统中更改程序就可以完成不同类型产品的组装，即在同一组装系统上完成多种产品的组装工作，减小了企业的投入成本和生产场地的使用。

实施例1

本发明提供的多产品共线的自动组装系统包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，多关节机器人的机械手爪夹取零件，将夹取的零件与承载治具上的零件进行组装。为了确保零件组装时的精确性，在承载治具上设置了定位件，将前一工序的零件放置在准确的位置上，但是多关节机械臂以及机械手爪与前一工序已完成组装的零件的相对位置完全靠程序预先输入。在实际工作过程中，机械自身可能因摩擦、振动等原因发生微小变位，因此长时间小变形的积累可能会导致零件组装时定位不准的情况，在多关节机器人和承载治具所在的工位之间会发生位置偏差，影响安装精度。

本发明提供的产品共线的自动组装系统中，在多关节机器人的多关节机械臂的活动端安装有定位传感器，同时在承载治具上设置有定位标签，当多关节机械臂的活动端带动机械手爪运动至合适位置时，定位传感器根据定位标签来判断两者的相对位置是否准确，当存在误差时，将误差信息反馈至控制系统，由控制系统进行微调，重新发出运动指令，确保机械手爪和承载治具之间位置的精确性，保障了零件的组装精度。

综上所述，本发明提供的一种多产品共线的自动组装系统，包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统。一台多关节机器人可以替代多台机械臂，系统更加简洁，减少了故障率，多关节机器人的动作更加灵活，安装精度更高。第一多关节机器人和第二多关节机器人的工作范围内分别设置至少三个送料装置，单个多关节机器人可以完成多个零件组装的动作，当某一零件不需要时，可以在系统设置中跳过该零件的送料装置，或者当某一送料装置故障时，可以将零件转移至其他料盘，更改零件的位置信息即可，因此本发明提供的系统不会因为单个送料装置故障影响整个组装系统的运作。同时，本发明的机械手爪和承载治具有多种类型可以选择，当组装不同类型的产品时，只需更换相应的承载治具和机械手爪，在控制系统中更改程序就可以完成不同类型产品的组装，即在同一组装系统上完成多种产品的组装工作，减小了企业的投入成本和生产场地的使用。在多关节机器人的机械臂上安装定位传感器，可以校准机械手爪和承载治具的相对位置，确保零件安装的精确性。

此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多产品共线的自动组装系统，其特征在于：包括传送装置、承载治具、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统、第二送料系统和控制系统，所述传送装置、第一多关节机器人、第二多关节机器人、第一送料系统和第二送料系统分别通过电路与所述控制系统连接；

所述第一多关节机器人和第二多关节机器人均包括多关节机械臂和机械手爪，所述机械手爪可拆卸连接于所述多关节机械臂，所述机械手爪有至少一个不同类型的替换机械手爪；

所述第一送料系统和第二送料系统均包括至少三个送料装置，所述送料装置分别连接于所述控制系统；

所述承载治具可拆卸安装于所述传送装置，所述承载治具有至少一个不同类型的替换承载治具。

2.如权利要求1所述的多产品共线的自动组装系统，其特征在于：所述传送装置为皮带线、凸轮分割器或者拔插机构。

3.如权利要求1所述的多产品共线的自动组装系统，其特征在于：所述送料装置为皮带线、振动盘或者料盘。

4.如权利要求1所述的多产品共线的自动组装系统，其特征在于：所述承载治具上设置有定位标签，所述多关节机械臂的活动端设置有定位传感器。

5.一种采用如权利要求1-4任一所述的多产品共线的自动组装系统进行产品组装的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将零件放入送料系统中，并将零件组装信息输入控制系统；

所述控制系统根据接收到的零件组装信息生成运动指令，并将所述运动指令发送至组装机械；

所述组装机械接收所述运动指令，根据所述运动指令执行相应组装动作。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述零件组装信息包括零件位置信息和零件组装动作信息。

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