CN111761347B - 一种运用修检修车间机器人智能装配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于运用修检修车间装配领域，并具体公开了一种运用修检修车间机器人智能装配系统及方法。所述系统包括智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块、物料港以及控制模块，集成作业模块包括抓取及装配机器人、自动送钉装置、拧紧机器人以及紧固螺栓打标机器人，控制模块用于根据作业类型规划作业轨迹，根据作业轨迹控制智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块以及物料港协同作业。所述方法包括：规划智能AGV车运动路径，抓取安装物料，将紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固，对紧固后的紧固件进行打标。本发明实现了将零件自动化装配工序、螺钉自动化拧紧工序和已经紧固螺钉的自动化打防松标记相结合，减少了人工，提高了作业效率。

Description

一种运用修检修车间机器人智能装配系统及方法

技术领域

本发明属于运用修检修车间装配领域，更具体地，涉及一种运用修检修车间机器人智能装配系统及方法。

背景技术

当前，在CRH3和谐号及复兴号动车组运用修检修车间，在轴箱端盖的安装工序中，存在以下问题：(1)各工位相互独立，分散作业，效率低。在运用修检修车间轴箱端盖检修工位，零部件拿取和组装、螺栓配料和组装以及螺栓打防松标记，这三个步骤仍然是动车维修的主要工序。目前现场是多人分散作业模式，每个作业工序都需要专门的人员负责，对作业人员需求量大，作业人员要带着工具盒物料围着动车来回跑，现场劳动强度较大，多组人又存在交叉作业的情况，需要互相避让，作业效率低。(2)轴箱端盖螺栓拧紧作业，无法做到螺栓拧紧顺序防错。当前，动车组运用修检修车间，在轴箱端盖检修作业工序中，轴箱端盖安装时，其紧固螺栓拧紧方式是通过作业工人手持手动工具进行拧紧的；由于是人工作业，不能做到对螺栓拧紧顺序的绝对控制和防错，如果此步骤卡控不利，会造成动车组轴箱端盖与轴箱贴合面出现缝隙，贴合不紧密，时间久了容易产生螺栓松动并引发安全事故。(3)螺栓拧紧后打防松标记，依靠人工，费时费力。目前，各个动车段所的运用修检修车间，在轴箱端盖检修安装，并对螺栓拧紧后，依靠作业工人手拿注射器，对已经作业完毕的一个一个螺栓打防松标记，作业螺栓数量多，作业强度大，费时费力。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的运用修检修车间装配系统及方法出进一步的改进设计，构建安全的运用修检修车间装配系统及方法，以实现智能化流水作业，节省劳力，节省时间。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种运用修检修车间机器人智能装配系统及方法，其中结合动车组轴箱端盖安装的自身的特征及其运用修检修车间作业的工艺特点，相应的对智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块、物料港以及控制模块的结构、具体设置方式以及控制方式进行研究和设计，相应的根据作业类型规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块以及物料港协同智能化流水作业，从而实现了将零件自动化装配工序、螺钉自动化拧紧工序和已经紧固螺钉的自动化打防松标记相结合，减少了人工，提高了作业效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种运用修检修车间机器人智能装配系统，包括智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块(4)、物料港以及控制模块，其中，

所述智能AGV车用于集成所述集成作业模块和托盘物料模块，并根据作业轨迹驱动所述集成作业模块和托盘物料模块运动；

所述集成作业模块包括抓取及装配机器人、自动送钉装置、拧紧机器人以及紧固螺栓打标机器人，所述抓取及装配机器人用于在所述托盘物料模块抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点，所述自动送钉装置用于根据安装物料给所述拧紧机器人输送紧固件，所述拧紧机器人用于将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固，所述紧固螺栓打标机器人用于对紧固后的紧固件进行打标；

所述物料港用于存放安装物料，并根据作业类型将相应的安装物料运送至所述托盘物料模块上；

所述控制模块用于根据作业类型规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块以及物料港协同作业。

作为进一步优选的，所述智能AGV车包括车体、设于所述车体底部的车轮、设于车体内部并用于驱动车轮运动的车轮驱动和转向组件、导航组件以及自动充电组件，所述车体顶面用于集成所述集成作业模块和托盘物料模块，所述导航组件与控制模块通信连接，用于对车体进行定位，并根据作业轨迹规划车轮的运动路径，并将该运动路径发送给控制模块，所述控制模块根据运动路径生成车轮驱动和转向组件的伺服信号。

作为进一步优选的，所述智能AGV车还包括报警提示灯和光栅传感器，所述报警提示灯设于所述车体的车头和车尾，所述光栅传感器设于所述车体的车身两侧。

作为进一步优选的，所述托盘物料模块设于所述抓取及装配机器人的旁侧，该托盘物料模块包括托盘本体以及设于所述托盘本体上的多个物料槽，多个所述物料槽呈阵列排布，用于放置安装物料；

所述抓取及装配机器人包括抓取及装配机械臂、抓取及装配机械手、第一机器人控制器、第一机器人驱动组件、第一视觉测量组件，所述抓取及装配机械手安装于装配机械臂末端，所述第一机器人控制器与所述控制器通信连接，所述第一视觉测量组件用于测量抓取及装配机械手与安装物料以及抓取及装配机械手与安装点之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成安装及抓取作业轨迹，所述第一机器人控制器将安装及抓取作业轨迹转化为第一机器人驱动组件的伺服信号，以驱动抓取及装配机械臂和抓取及装配机械手动作。

作为进一步优选的，所述自动送钉装置包括送钉槽、送钉组件，所述送钉槽设于所述智能AGV车上，所述送钉组件一端与所述送钉槽连接，另一端与所述拧紧机器人连接，用于将存放于所述送钉槽的紧固件输送至所述拧紧机器人；

所述拧紧机器人包括拧紧机械臂、拧紧组件、第二机器人控制器、第二机器人驱动组件、第二视觉测量组件，所述拧紧组件设于拧紧机械臂的末端，且该拧紧组件与所述送钉组件固定连接，用于夹持所述送钉组件输送的紧固件，所述第二机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第二视觉测量组件用于测量拧紧组件与安装点处安装物料的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成拧紧作业轨迹，所述第二机器人控制器将拧紧作业轨迹转化为第二机器人驱动组件的伺服信号，以驱动拧紧机械臂和拧紧组件动作。

作为进一步优选的，所述紧固螺栓打标机器人包括紧固螺栓打标机械臂、打标组件、第三机器人控制器、第三机器人驱动组件、第三视觉测量组件，所述打标组件设于紧固螺栓打标机械臂末端，所述第三机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第三视觉测量组件用于测量紧固后的紧固件与打标组件的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成打标作业轨迹，所述第三机器人控制器将打标作业轨迹转化为第三机器人驱动组件的伺服信号，以驱动紧固螺栓打标机械臂和打标组件动作。

作为进一步优选的，所述控制模块包括上位机、数据采集装置、数据存储装置、数据处理装置、通信装置，所述数据采集模块用于采集所述智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块、物料港发送的数据，并将该数据发送至数据处理装置进行存储，所述数据处理装置根据作业类型在数据存储装置中读取数据，并对数据进行处理，以规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块以及物料港协同作业。

作为进一步优选的，所述物料港包括物料存储装置、上料装置以及第四视觉测量组件，所述物料存储装置用于存放安装物料，所述第四视觉测量组件用于识别安装物料、上料装置以及托盘物料模块之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，所述控制模块根据该位姿信息转化为上料作业轨迹，所述上料装置根据该上料作业轨迹将存放于物料存储装置的安装物料放至所述托盘物料模块。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种运用修检修车间机器人智能装配方法，包括以下步骤：

S1控制模块控制智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块、物料港初始化，并根据作业类型规划所述智能AGV车的运动路径；

S2所述智能AGV车根据所述运动路径运动至物料港，所述物料港根据作业类型将相应的安装物料运送至所述托盘物料模块上；

S3所述智能AGV车根据所述运动路径运动至检修处，控制模块控制根据作业轨迹控制抓取及装配机器人在所述托盘物料模块抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点；

S4控制模块控制根据作业轨迹控制自动送钉装置给所述拧紧机器人输送紧固件，接着，所述拧紧机器人将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固；

S5控制模块控制根据作业轨迹控制紧固螺栓打标机器人对紧固后的紧固件进行打标。

作为进一步优选的，所述作业轨迹包括安装及抓取作业轨迹、拧紧作业轨迹以及打标作业轨迹。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明根据作业轨迹控制智能AGV车、集成作业模块、托盘物料模块以及物料港协同智能化流水作业，、自动完成了对运用修轴箱检修工位轴箱端盖安装的多个螺栓的寻址和定位、以及自动化拧紧作业，从而实现了将零件自动化装配工序、螺钉自动化拧紧工序和已经紧固螺钉的自动化打防松标记相结合，减少了人工，提高了作业效率。

2.本发明通过采用视觉及图像识别处理技术、激光定位传感器技术、集合自动化送钉系统技术并与六自由度协作机器人控制技术、自动完成了对运用修轴箱检修工位轴箱端盖安装的多个螺栓的寻址和定位、以及自动化拧紧作业，节省了人工作业时间，提高了作业效率；

3.本发明通过采用视觉及图像识别处理技术、激光定位传感器技术、集合车间物料配送模块并与六自由度协作机器人控制技术、自动完成了对运用修轴箱检修工位轴箱端盖安装的多个零件的自动化抓取和安装作业，节省了人工作业时间，提高了作业效率；

4.本发明通过采用视觉及图像识别处理技术、激光定位传感器技术、集合液体颜料自动控制技术并与六自由度协作机器人控制技术、自动完成了对运用修轴箱检修工位轴箱端盖安装的多个螺栓的寻址和定位、以及自动化打标记作业，节省了人工作业时间，提高了作业效率；

5.本发明通过光栅传感器技术与六自由度机器人智能控制技术相结合，避免了机器人作业时，有人员靠近的情况下，对人员造成碰撞伤害的问题。

附图说明

图1是本发明实施例涉及的一种运用修检修车间机器人智能装配系统的结构示意图；

图2是本发明实施例涉及的一种运用修检修车间机器人智能装配系统的另一结构示意图；

图3是本发明实施例涉及的控制模块的信息传送示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-智能AGV车，2-报警提示灯，3-光栅传感器，4-托盘物料模块，5-抓取及装配机器人，6-拧紧机器人，7-自动送钉装置，8-紧固螺栓打标机器人。

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，以下结合附图及实施例，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例提供的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，主要用于CRH3和谐号及复兴号动车组运用修检修车间，在轴箱端盖的安装工序中，对零部件的抓取和装配，螺栓的紧固和拧紧，以及在螺栓拧紧后打防松标记三个工步的协同作业。具体而言，本发明系统设于运用修检修车间内，包括智能AGV车1、集成作业模块、托盘物料模块4、物料港以及控制模块。

如图1、图2以及图3所示，在本发明中，智能AGV车1包括车体、设于所述车体底部的车轮、设于车体内部并用于驱动车轮运动的车轮驱动和转向组件、导航组件以及自动充电组件，所述车体顶面用于集成所述集成作业模块和托盘物料模块4，所述导航组件与控制模块通信连接，用于对车体进行定位，并根据作业轨迹规划车轮的运动路径，并将该运动路径发送给控制模块，所述控制模块根据运动路径生成车轮驱动和转向组件的伺服信号。其中，车体包括钢结构主体，固定设于钢结构主体上的集成板以及托板，其中，集成板用于支撑集成作业模块，托板用于支撑托盘物料模块4。自动充电组件用于实现对整个系统进行充电。

作为本发明的优选方案，导航组件为视觉和激光复合导航组件，其用于实现对车体的定位，并识别周围的环境信息，并将该定位和环境信息发送给主控模块，主控模块据此和作业类型规划车体的运动路径，以此方式，使得整体的作业流程紧密无间，同时提高了作业的精准性。

智能AGV车1还包括报警提示灯2和光栅传感器3，所述报警提示灯2设于所述车体的车头和车尾，所述光栅传感器3设于所述车体的车身两侧。其通过电源线和信号线与主控模块的电路板相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和安装支架采用内嵌式结构与智能AGV车1的车体相连接。其中，报警提示灯2用于在各零部件出现故障、干涉或者出现安全问题时进行相应的语音报警提示，该报警提示灯2由控制模块进行控制触发，并根据触发信息的不同发出不同的语音报警提示。光栅传感器3采用嵌入式的方式安装在车体侧面靠上位置，其通过电源线和信号线与主控模块的电气配电盘和PLC电路相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和安装支架，采用内嵌式结构与智能AGV车1的车体相连接。主要作用是用于现场人员的安全防护：如果集成作业模块在作业，当有人员靠近车体一米范围时，集成作业模块和智能AGV车1作业动作将暂时停止，等人员离开后，集成作业模块和智能AGV车1继续启动作业，防止对现场其他人员造成碰伤。

，托盘物料模块4安装在智能AGV车1车体的后端处，通过信号线和数据线与主控模块的PLC控制电路相连接，通过钢结构支架和紧固螺钉、防松垫圈与智能AGV车1的车体相连接。其与车间物料港实现无缝对接，可通过主控模块的控制，自动接受物料港运动的包含零件物料的托盘，等用料用完后，智能AGV车1会行驶到车间指定的区域将空托盘放下，然后再向控制系统发出指令，继续接受新的物料托盘。在本发明中，为了实现托盘物料模块4与抓取及装配机器人5的紧密配合，托盘物料模块4设于所述抓取及装配机器人5的旁侧，该托盘物料模块4包括托盘本体以及设于所述托盘本体上的多个物料槽，多个所述物料槽呈阵列排布，用于放置安装物料。

集成作业模块包括抓取及装配机器人5、自动送钉装置7、拧紧机器人6以及紧固螺栓打标机器人8，所述抓取及装配机器人5用于在所述托盘物料模块4抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点，所述自动送钉装置7用于根据安装物料给所述拧紧机器人6输送紧固件，所述拧紧机器人6用于将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固，所述紧固螺栓打标机器人8用于对紧固后的紧固件进行打标。其中，抓取及装配机器人5、拧紧机器人6以及紧固螺栓打标机器人8均为六自由度协作机器人。

具体而言，抓取及装配机器人5通过电源线、信号线和数据线与配电箱和主控模块相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和转盘安装座与智能AGV车1的车体相连接，包括抓取及装配机械臂、抓取及装配机械手、第一机器人控制器、第一机器人驱动组件、第一视觉测量组件，所述抓取及装配机械手安装于装配机械臂末端，所述第一机器人控制器与所述控制器通信连接，所述第一视觉测量组件用于测量抓取及装配机械手与安装物料以及抓取及装配机械手与安装点之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成安装及抓取作业轨迹，所述第一机器人控制器将安装及抓取作业轨迹转化为第一机器人驱动组件的伺服信号，以驱动抓取及装配机械臂和抓取及装配机械手动作。具体而言，抓取及装配机械臂为六自由度机械臂，其通过法兰与抓取及装配机械手连接，从而实现抓取及装配机械手可自由转动。第一视觉测量组件包括图像识别器以及激光测距传感器，图像识别器用于识别抓取及装配机械手与安装物料以及抓取及装配机械手与安装点的图像，激光测距传感器则用于测量抓取及装配机械手与安装物料以及抓取及装配机械手与安装点之间的距离，主控模块则根据该图像以及距离生成安装及抓取作业轨迹。同时，主控模块在生成该安装及抓取作业轨迹时，还需根据抓取及装配机械手的作业范围阈值调整智能AGV车1的位置，使得安装及抓取作业轨迹在抓取及装配机械手的作业范围内。

自动送钉装置7通过电源线和信号线与配电箱和主控模块相连接，通过信号线与拧紧机器人6相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和钣金安装座与智能AGV车1的车体相连接。包括送钉槽、送钉组件，所述送钉槽设于所述智能AGV车1上，所述送钉组件一端与所述送钉槽连接，另一端与所述拧紧机器人6连接，用于将存放于所述送钉槽的紧固件输送至所述拧紧机器人6。

拧紧机器人6通过电源线、信号线和数据线与配电箱和主控模块相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和转盘安装座与智能AGV车的车体相连接。包括拧紧机械臂、拧紧组件、第二机器人控制器、第二机器人驱动组件、第二视觉测量组件，所述拧紧组件设于拧紧机械臂的末端，且该拧紧组件与所述送钉组件固定连接，用于夹持所述送钉组件输送的紧固件，所述第二机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第二视觉测量组件用于测量拧紧组件与安装点处安装物料的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成拧紧作业轨迹，所述第二机器人控制器将拧紧作业轨迹转化为第二机器人驱动组件的伺服信号，以驱动拧紧机械臂和拧紧组件动作。第二视觉测量组件包括图像识别器以及激光测距传感器，图像识别器用于识别拧紧组件与安装点处安装物料的图像，激光测距传感器则用于测量拧紧组件与安装点处安装物料之间的距离，主控模块则根据该图像以及距离生成拧紧作业轨迹。同时，主控模块在生成该拧紧作业轨迹时，还需根据拧紧机器人的作业范围阈值调整智能AGV车1的位置，使得拧紧作业轨迹在拧紧机器人的作业范围内。

紧固螺栓打标机器人8通过电源线、信号线和数据线与配电箱和主控模块相连接，通过紧固螺钉、防松垫圈和转盘安装座与智能AGV车的车体相连接。包括紧固螺栓打标机械臂、打标组件、第三机器人控制器、第三机器人驱动组件、第三视觉测量组件，所述打标组件设于紧固螺栓打标机械臂末端，所述第三机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第三视觉测量组件用于测量紧固后的紧固件与打标组件的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成打标作业轨迹，所述第三机器人控制器将打标作业轨迹转化为第三机器人驱动组件的伺服信号，以驱动紧固螺栓打标机械臂和打标组件动作。第三视觉测量组件包括图像识别器以及激光测距传感器，图像识别器用于识别紧固后的紧固件与打标组件的图像，激光测距传感器则用于测量紧固后的紧固件与打标组件之间的距离，主控模块则根据该图像以及距离生成打标作业轨迹。同时，主控模块在生成该打标作业轨迹时，还需根据紧固螺栓打标机器人的作业范围阈值调整智能AGV车1的位置，使得打标作业轨迹在拧紧机器人的作业范围内。

物料港包括物料存储装置、上料装置以及第四视觉测量组件，所述物料存储装置用于存放安装物料，所述第四视觉测量组件用于识别安装物料、上料装置以及托盘物料模块4之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，所述控制模块根据该位姿信息转化为上料作业轨迹，所述上料装置根据该上料作业轨迹将存放于物料存储装置的安装物料放至所述托盘物料模块4。

控制模块包括上位机、数据采集装置、数据存储装置、数据处理装置、通信装置，所述数据采集模块用于采集所述智能AGV车1、集成作业模块、托盘物料模块4、物料港发送的数据，并将该数据发送至数据处理装置进行存储，所述数据处理装置根据作业类型在数据存储装置中读取数据，并对数据进行处理，以规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车1、集成作业模块、托盘物料模块4以及物料港协同作业。

本发明系统的工作流程为：

步骤一，控制模块控制智能AGV车1、集成作业模块、托盘物料模块4、物料港初始化，并根据作业类型规划所述智能AGV车1的运动路径；

步骤二，所述智能AGV车1根据所述运动路径运动至物料港，所述物料港根据作业类型将相应的安装物料运送至所述托盘物料模块4上；

步骤三，所述智能AGV车1根据所述运动路径运动至检修处，控制模块控制根据作业轨迹控制抓取及装配机器人5在所述托盘物料模块4抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点；

步骤四，控制模块控制根据作业轨迹控制自动送钉装置7给所述拧紧机器人6输送紧固件，接着，所述拧紧机器人6将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固；

步骤五，控制模块控制根据作业轨迹控制紧固螺栓打标机器人8对紧固后的紧固件进行打标。

其中，作业轨迹包括安装及抓取作业轨迹、拧紧作业轨迹以及打标作业轨迹。

具体而言，在本发明的一个具体实施例中，本发明系统的工作流程如下：

(1)根据系统设定，智能AGV车在泊车位被无线远程唤醒，集成作业模块进行自我检查，其各个轴进行预设角度旋转，检查各自姿态和动作是否正常。

(2)自动送钉装置检查螺钉存储藏备料是否充足，如果螺栓不充足，则智能AGV车向主控模块发出请求，请求人工帮助作业，在送钉槽内添加物料。

(3)紧固螺栓打标机器人对其打标槽内的打标液体颜料进行检查，如果打标液体不充足，则智能AGV车向主控模块发出请求，请求人工帮助作业，在打标槽内添加颜料；

(4)托盘物料模块开始工作，同时第一视觉测量组件开启，检查托盘物料模块上是否有当天作业所需的物料零件，如果没有，则智能AGV车驶向运用修车间物料港，进行物料的无缝对接和提取。

(5)智能AGV车到达物料港，物料港检测AGV车已到位，向主控系统发出请求，物料港收到指令开始工作，将当天作业要用到的物料运送到托盘物料模块，通过物料无缝对接程序，将大当天作业所需要的安装物料输送给托盘物料模块。

(6)智能AGV车接收到安装物料后，开始向运用修车间深处行驶，同时A智能AGV车的导航组件开启，根据主控模块设定，到达现场需要检修作业的动车组，并将抓取及装配机器人对准轴端作业位置。

(7)抓取及装配机器人开始工作，通过结合图像识别器、激光测距传感器和第一机器人控制器相结合，将智能AGV车的车体上的安装物料抓取，并按照主控模块设定的安装及抓取作业轨迹，经安装物料自动安装到动车组轴端轴箱上，然后抓取及装配机器人的各轴回归零位。

(8)智能AGV车收到指令后，移动位置，将拧紧机器人对准动车组轴箱作业范围。

(9)拧紧机器人开始工作，通过结合图像识别器、激光测距传感器和拧紧机器人的第二机器人控制器以及自动送钉装置相结合，实现对已安装零件紧固螺钉的自动化拧紧作业，作业完成后，拧紧机器人回归到零位。

(10)智能AGV车收到指令后，移动位置，将紧固螺栓打标机器人对准动车组轴箱作业范围。

(11)紧固螺栓打标机器人开始工作，通过结合图像识别器、激光测距传感器和第三机器人控制器以及颜料液体流量控制技术，来实现对已紧固螺栓的自动化打标记。

(12)重复步骤(1)至步骤(11)，直至完成系统作业，智能AGV车自动行驶到运用修车间专用位置，将已经安装完的空的物料托盘卸下，然后返回车间物料配给港湾，继续新的作业。

本发明首次将零件自动化装配工序、螺钉自动化拧紧工序和已经紧固螺钉的自动化打防松标记相结合，减少了人工，提高了作业效率。

本领域的技术人员容易理解，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 (9)

1.一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，包括智能AGV车（1）、集成作业模块、托盘物料模块（4）、物料港以及控制模块，其中，

所述智能AGV车（1）用于集成所述集成作业模块和托盘物料模块（4），并根据作业轨迹驱动所述集成作业模块和托盘物料模块（4）运动；

所述集成作业模块包括抓取及装配机器人（5）、自动送钉装置（7）、拧紧机器人（6）以及紧固螺栓打标机器人（8），所述抓取及装配机器人（5）用于在所述托盘物料模块（4）抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点，所述自动送钉装置（7）用于根据安装物料给所述拧紧机器人（6）输送紧固件，所述拧紧机器人（6）用于将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固，所述紧固螺栓打标机器人（8）用于对紧固后的紧固件进行打标；

所述物料港用于存放安装物料，并根据作业类型将相应的安装物料运送至所述托盘物料模块（4）上；

所述物料港包括物料存储装置、上料装置以及第四视觉测量组件，所述物料存储装置用于存放安装物料，所述第四视觉测量组件用于识别安装物料、上料装置以及托盘物料模块（4）之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，所述控制模块根据该位姿信息转化为上料作业轨迹，所述上料装置根据该上料作业轨迹将存放于物料存储装置的安装物料放至所述托盘物料模块（4）；

所述控制模块用于根据作业类型规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车（1）、集成作业模块、托盘物料模块（4）以及物料港协同作业。

2.根据权利要求1所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述智能AGV车（1）包括车体、设于所述车体底部的车轮、设于车体内部并用于驱动车轮运动的车轮驱动和转向组件、导航组件以及自动充电组件，所述车体顶面用于集成所述集成作业模块和托盘物料模块（4），所述导航组件与控制模块通信连接，用于对车体进行定位，并根据作业轨迹规划车轮的运动路径，并将该运动路径发送给控制模块，所述控制模块根据运动路径生成车轮驱动和转向组件的伺服信号。

3.根据权利要求2所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述智能AGV车（1）还包括报警提示灯（2）和光栅传感器（3），所述报警提示灯（2）设于所述车体的车头和车尾，所述光栅传感器（3）设于所述车体的车身两侧。

4.根据权利要求1所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述托盘物料模块（4）设于所述抓取及装配机器人（5）的旁侧，该托盘物料模块（4）包括托盘本体以及设于所述托盘本体上的多个物料槽，多个所述物料槽呈阵列排布，用于放置安装物料；

所述抓取及装配机器人（5）包括抓取及装配机械臂、抓取及装配机械手、第一机器人控制器、第一机器人驱动组件、第一视觉测量组件，所述抓取及装配机械手安装于装配机械臂末端，所述第一机器人控制器与控制器通信连接，所述第一视觉测量组件用于测量抓取及装配机械手与安装物料以及抓取及装配机械手与安装点之间的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成安装及抓取作业轨迹，所述第一机器人控制器将安装及抓取作业轨迹转化为第一机器人驱动组件的伺服信号，以驱动抓取及装配机械臂和抓取及装配机械手动作。

5.根据权利要求1所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述自动送钉装置（7）包括送钉槽、送钉组件，所述送钉槽设于所述智能AGV车（1）上，所述送钉组件一端与所述送钉槽连接，另一端与所述拧紧机器人（6）连接，用于将存放于所述送钉槽的紧固件输送至所述拧紧机器人（6）；

所述拧紧机器人（6）包括拧紧机械臂、拧紧组件、第二机器人控制器、第二机器人驱动组件、第二视觉测量组件，所述拧紧组件设于拧紧机械臂的末端，且该拧紧组件与所述送钉组件固定连接，用于夹持所述送钉组件输送的紧固件，所述第二机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第二视觉测量组件用于测量拧紧组件与安装点处安装物料的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成拧紧作业轨迹，所述第二机器人控制器将拧紧作业轨迹转化为第二机器人驱动组件的伺服信号，以驱动拧紧机械臂和拧紧组件动作。

6.根据权利要求1所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述紧固螺栓打标机器人（8）包括紧固螺栓打标机械臂、打标组件、第三机器人控制器、第三机器人驱动组件、第三视觉测量组件，所述打标组件设于紧固螺栓打标机械臂末端，所述第三机器人控制器与所述控制模块通信连接，所述第三视觉测量组件用于测量紧固后的紧固件与打标组件的位姿信息，并将该位姿信息发送给控制模块，以生成打标作业轨迹，所述第三机器人控制器将打标作业轨迹转化为第三机器人驱动组件的伺服信号，以驱动紧固螺栓打标机械臂和打标组件动作。

7.根据权利要求1所述的一种运用修检修车间机器人智能装配系统，其特征在于，所述控制模块包括上位机、数据采集装置、数据存储装置、数据处理装置、通信装置，所述数据采集装置用于采集所述智能AGV车（1）、集成作业模块、托盘物料模块（4）、物料港发送的数据，并将该数据发送至数据处理装置进行存储，所述数据处理装置根据作业类型在数据存储装置中读取数据，并对数据进行处理，以规划作业轨迹，并根据作业轨迹控制所述智能AGV车（1）、集成作业模块、托盘物料模块（4）以及物料港协同作业。

8.一种运用修检修车间机器人智能装配方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的系统实现，包括以下步骤：

S1控制模块控制智能AGV车（1）、集成作业模块、托盘物料模块（4）、物料港初始化，并根据作业类型规划所述智能AGV车（1）的运动路径；

S2所述智能AGV车（1）根据所述运动路径运动至物料港，所述物料港根据作业类型将相应的安装物料运送至所述托盘物料模块（4）上；

S3所述智能AGV车（1）根据所述运动路径运动至检修处，控制模块控制根据作业轨迹控制抓取及装配机器人（5）在所述托盘物料模块（4）抓取安装物料，并将安装物料安装至安装点；

S4控制模块控制根据作业轨迹控制自动送钉装置（7）给拧紧机器人（6）输送紧固件，接着，所述拧紧机器人（6）将所述紧固件安装至安装物料的紧固孔上并紧固；

S5控制模块控制根据作业轨迹控制紧固螺栓打标机器人（8）对紧固后的紧固件进行打标。

9.根据权利要求8所述的一种运用修检修车间机器人智能装配方法，其特征在于，所述作业轨迹包括安装及抓取作业轨迹、拧紧作业轨迹以及打标作业轨迹。

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