CN111506027A - 电气设备的智能装配方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种智能装配方法及系统，所述智能装配方法包括：智能装配机器人判断装配板是否到达预定的位置；所述智能装配机器人获取用于装配设备的组件并且获取所述组件的信息；所述智能装配机器人根据预先存储的所述设备的装配信息，将所述组件放置在所述装配板上的合适位置；以及判断所述设备是否达到质量标准，如果否，则将标签粘贴在所述设备上。根据本公开的实施例中的智能装配方法及系统，可以提高设备的生产效率以及良品率，并且可以对生产过程进行监控及回溯。
Description
技术领域
本申请涉及自动化领域，特别是涉及一种电气设备的智能装配方法及系统。
背景技术
随着设备结构的复杂化、精细化，以及其功能的多样化，使得设备中包含的设计信息和工艺信息量猛增，导致生产线和生产设备内部的信息流量增加、和制造过程更为复杂。因此，制造系统正在从原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这要求制造系统呈现智能化，否则难以处理大量信息。同时，瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，也要求制造系统表现出更高的灵活性和智能化。因此，智能制造越来越受到高度的重视。纵览全球，各国都提出利用信息化技术来促进制造业的产业变革。
然而，现在的智能制造技术，重点在于流水线上的生产自动化，生产系统中的各个子系统之间未能实现良好的协同工作，在一定程度上制约了生产效率的进一步提升。
发明内容
本申请的目的旨在在于提出一种改进的电气设备的智能装配方法及系统，通过生产系统中的各个子系统之间协同运行，提升了生产流程的智能化，并提高了生产效率。
具体地，本公开的实施例提供了一种智能装配方法，所述智能装配方法包括：智能装配机器人判断装配板是否到达预定的位置；所述智能装配机器人获取用于装配设备的组件并且获取所述组件的信息；所述智能装配机器人根据预先存储的所述设备的装配信息，将所述组件放置在所述装配板上的合适位置；以及判断所述设备是否达到质量标准，如果否，则将标签粘贴在所述设备上。
进一步地，所述智能装配方法还包括，所述智能装配机器人根据存在于所述组件上的数据载体来获取所述组件的信息。
进一步地，所述数据载体包括RFID芯片、识别码、文本或图形。
进一步地，所述智能装配方法还包括，所述智能装配机器人通过RFID 读卡器、识别码读取器、文本或图形识别技术来获取所述组件的信息。
进一步地，用于容纳所述组件的容器上具有用于识别所述容器内的组件的类型和数量的数据载体。
进一步地，所述智能装配方法还包括，装配组件的多个容器被放置在导轨上，所述导轨以特定的时间间隔移动，使得下一个容器移动到便于所述智能装配机器人抓取所述下一个容器内的组件的位置，并且所述特定的时间间隔是所述智能装配机器人将当前容器内所需安装的组件安装完毕所花费的时间。
进一步地，所述智能装配方法还包括对装配流水线进行监控的步骤，其中所述步骤包括：检测所述装配流水线中的电流、振动、温度或湿度信息，通过机器学习算法来评估所述装配流水线的健康状态，并且在所述健康状态低于某个标准时发出提醒信息；或者通过摄像头对生产流程进行监控或记录，并且当被完成装配的设备的良品率低于预设的阈值时，对所述生产流程进行回溯。
进一步地，所述智能装配方法还包括，在组件装配结束之后，根据所述设备的装配信息中的布线图，在所述组件之间进行布线。
本公开的实施例还提供了一种智能装配系统，所述智能装配系统包括：装配流水线，其上具有一个或多个装配板；一个或多个智能装配机器人，沿所述装配流水线等距或不等距地间隔分布，用于将设备的组件安装在所述一个或多个装配板上；组件馈送系统，包括导轨，其上有容纳组件的一个或多个容器；质检系统，位于所述装配流水线的接近于末端的位置，用于监控被完成装配的设备的质量，当判断被完成装配的设备不能达到质量标准时，将标签粘贴在该设备上；以及智能监控系统，用于检测所述装配流水线中的电流、振动、温度、湿度信息，以及通过摄像头对生产流程进行监控和记录。
本公开的实施例还提供了一种智能装配控制系统，所述智能装配控制系统用于控制前述的智能装配系统中的装配流水线、智能装配机器人、组件馈送系统、质检系统以及智能监控系统协同工作。
根据本公开的实施例中的智能装配方法及系统，可以提高设备的生产效率以及良品率，并且可以对生产过程进行监控及回溯。
附图说明
图1中示出了根据本申请的实施例的利用智能装配系统来制造设备的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本公开的实施例提供了一种智能装配系统，该智能装配系统中具有一条或多条装配流水线。装配流水线具有一个或多个装配板。每个装配板可以用于装配一个或多个设备。这里，装配板并不意味着其形状为板形，其也可以为上端开口且底部为平面的容器，并且其底部的内侧用于安装各个组件。装配流水线具有沿直线方向传送的传送带以及用于驱动传送带的电机，在传送带的外侧，沿着其传送轨迹具有间隔分布的多个立柱以确保装配板不脱离传送带。
沿着装配流水线具有等距或不等距地间隔分布多个智能装配机器人，每个智能装配机器人负责该设备中的一个或多个组件的安装。智能装配机器人可以具有传感器，用于感测装配流水线上的装配板是否已经到达预定位置。
当感测到装配板已经到达预定位置时，智能装配机器人可以从容纳被装配的组件的容器中抓取用于装配设备的组件，并且获取该组件的信息。例如，智能装配机器人可以根据存在于该组件上的数据载体来获取该组件的信息。该数据载体可以是RFID芯片或识别码(例如条形码、二维码等)，并且该智能装配机器人通过RFID读卡器或识别码读取器来判断该组件的类型；或者，该数据载体是文本、图形等其他类型的标记，并且该智能装配机器人通过文本识别技术(例如OCR程序)来进行识别。在获取该组件的信息之后，该智能装配机器人根据预先存储的该设备的装配信息，将该组件放置在该装配板上的合适位置。
在用于容纳被装配的组件的容器中，各个组件可以按照被装配的顺序排列，也可以不按照这一顺序排列。当组件按照被装配的顺序排列时，智能装配机器人可以不检测被抓取的组件的类型，直接装配被抓取的组件。此外，在容器上也可以具有诸如RFID芯片、识别码(例如条形码、二维码等)或其他类型的标记(例如文字、图形等)的数据载体，通过RFID读卡器、识别码读取器、文本或图形识别技术来识别该数据载体，可以得知该容器内所盛放的组件的数量和类型。
可以将装配组件的多个容器放置在导轨上，通过组件馈送系统控制该导轨以特定的时间间隔向前移动，使得下一个容器移动到便于智能装配机器人抓取容器内的组件的位置，其中，该特定的时间间隔是智能装配机器人将当前的容器内所需安装的组件安装完毕所花费的时间。
在装配流水线的接近于末端的位置，还可以设置质检系统。所述质检系统对被完成装配的设备的质量进行监控。当判断被完成装配的设备不能达到质量标准时，该质检系统控制一个用于粘贴标签的装置将标签粘贴在该设备上以进行标记。
为保障装配流水线的连续运行以及工作质量，在装配车间内还可以设置智能监控系统。该智能监控系统可以检测该装配流水线中的电流、振动、温度、湿度等参数信息，通过机器学习算法来智能评估生产线的健康状态，并且在健康状态低于某个标准时，通过声音(例如蜂鸣声)或灯光(例如由LED灯构成的警报灯)来提示工作人员进行维护和检修。
该智能监控系统还可以具有摄像头，便于工作人员对生产流程进行监控和记录。当发现被完成制造的设备的良品率低于某个阈值时，可以通过调用监控录像对该设备的装配过程进行回溯，以判断生产中的哪个环节出现问题。
本申请中还涉及用于控制上述装配流水线、智能装配机器人、组件馈送系统、质检系统、智能监控系统等协同工作的控制系统。该控制系统可以包括用于存储程序的存储器，当该程序被处理器执行时，使得所述处理器控制上述装配流水线、智能装配机器人、组件馈送系统、质检系统、智能监控系统等协同工作。该控制系统可以位于计算设备上，该计算设备可以是被配置为执行处理流程和/或计算操作的任何类型的机器，其可以是但不限于服务器、小型机、PC、笔记本PC、平板PC、智能手机、嵌入式设备或其任何组合。
本申请中还涉及利用上述智能装配系统来制造设备的方法。图1中示出了根据本申请的实施例的利用智能装配系统来制造设备的流程图。该图仅为示例，并不用于限定本申请的保护范围。
如图1所示，在步骤S110中，智能装配机器人判断装配板是否已经到达预定的位置，该判断过程可以通过安装在该智能装配机器人上的传感器来执行，其中该传感器可以是视觉传感器或超声传感器；
在步骤S120中，该智能装配机器人获取用于装配设备的组件并获取该组件的信息。其中，该组件可以被放置在容器中，并且该智能装配机器人可以根据存在于组件上的数据载体来获取组件的信息。
在步骤S130中，该智能装配机器人根据预先存储的该设备的装配信息，将该组件放置在装配板上的合适位置。
在步骤S140中，判断设备是否达到质量标准，如果是，则结束方法流程(S160)，否则在步骤S150中，将标签粘贴在该设备上以进行标记。
本申请中还涉及利用上述智能装配系统来制造设备的方法的优选实施例。例如，在用于容纳被装配的组件的容器中，各个组件可以按照被装配的顺序排列，也可以不按照这一顺序排列。当组件按照被装配的顺序排列时，智能装配机器人可以不检测被抓取的组件的类型，直接装配被抓取的组件。此外，在容器上也可以具有RFID芯片、识别码(例如条形码、二维码等)或其他类型的标记(例如文字、图形等)，通过RFID读卡器、识别码读取器、文本或图形识别技术来识别容器，可以得知该容器内所盛放的组件的数量和类型。此外，可以将装配组件的多个容器放置在导轨上，该导轨以特定的时间间隔移动，使得下一个容器移动到便于智能装配机器人抓取该下一个容器内的组件的位置；其中，该特定的时间间隔是智能装配机器人将当前容器内所需安装的组件安装完毕所花费的时间。
在利用上述智能装配系统来制造设备的方法中，还可以涉及对装配流水线的运行进行监控的步骤。例如，可以通过智能监控系统来检测该装配流水线中的电流、振动、温度、湿度等参数信息，通过机器学习算法来智能评估生产线的健康状态，并且在健康状态低于某个标准时，通过声音(例如蜂鸣声)或灯光(例如由LED灯构成的警报灯)来提示工作人员进行维护和检修；此外，还可以通过摄像头对生产流程进行监控和记录，当发现被完成制造的设备的良品率低于某个阈值时，可以通过调用监控录像对该设备的装配过程进行回溯，以判断生产中的哪个环节出现问题。
尽管在上述的智能装配系统以及方法的实施例中以一般性的设备作为示例，但本申请中公开的智能装配系统以及方法，也可以不失一般性地适用于具体的电气设备，例如发电机、变压器、断路器、配电柜、开关柜、电动机等。当制造这些电气设备时，该智能制造机器人在根据预先存储的电气设备的装配信息将组件装配结束之后，还可以根据该电气设备的装配信息中的布线图，在各个组件之间进行适当的布线，从而完成该电气设备的制造。
根据本申请的实施例的上述智能装配系统及其使用方法，相对于以往的流水线式生产具有如下优势：
1)通过智能装配机器人按照预先设定的程序，自动识别组件并进行装配，解决了传统手工装配过程中，由于人员因素带来的装配不可控性，并且提高了生产效率；
2)能够根据装配过程中的组件使用情况，自动调配组件，保障了生产过程的连续进行；
3)对装配过程信息和装配质量信息进行全程跟踪和采集，提供可供追踪的信息记录。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能装配方法，包括：
智能装配机器人判断装配板是否到达预定的位置；
所述智能装配机器人获取用于装配设备的组件并且获取所述组件的信息；
所述智能装配机器人根据预先存储的所述设备的装配信息，将所述组件放置在所述装配板上的合适位置；以及
判断所述设备是否达到质量标准，如果否，则将标签粘贴在所述设备上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述智能装配机器人根据存在于所述组件上的数据载体来获取所述组件的信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述数据载体包括RFID芯片、识别码、文本或图形。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述智能装配机器人通过RFID读卡器、识别码读取器、文本或图形识别技术来获取所述组件的信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，用于容纳所述组件的容器上具有用于识别所述容器内的组件的类型和数量的数据载体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，装配组件的多个容器被放置在导轨上，所述导轨以特定的时间间隔移动，使得下一个容器移动到便于所述智能装配机器人抓取所述下一个容器内的组件的位置，并且所述特定的时间间隔是所述智能装配机器人将当前容器内所需安装的组件安装完毕所花费的时间。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括对装配流水线进行监控的步骤，其中所述步骤包括：
检测所述装配流水线中的电流、振动、温度或湿度信息，通过机器学习算法来评估所述装配流水线的健康状态，并且在所述健康状态低于某个标准时发出提醒信息；或者
通过摄像头对生产流程进行监控或记录，并且当被完成装配的设备的良品率低于预设的阈值时，对所述生产流程进行回溯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括：
在组件装配结束之后，根据所述设备的装配信息中的布线图，在所述组件之间进行布线。
9.一种智能装配系统，包括：
装配流水线，其上具有一个或多个装配板；
一个或多个智能装配机器人，沿所述装配流水线等距或不等距地间隔分布，用于将设备的组件安装在所述一个或多个装配板上；
组件馈送系统，包括导轨，其上有容纳组件的一个或多个容器；
质检系统，位于所述装配流水线的接近于末端的位置，用于监控被完成装配的设备的质量，当判断被完成装配的设备不能达到质量标准时，将标签粘贴在该设备上；以及
智能监控系统，用于检测所述装配流水线中的电流、振动、温度、湿度信息，以及通过摄像头对生产流程进行监控和记录。
10.一种智能装配控制系统，用于控制根据权利要求8或9所述的智能装配系统中的装配流水线、智能装配机器人、组件馈送系统、质检系统以及智能监控系统协同工作。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200807 |
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