CN112157408A - 工业机器人双机协作搬运系统与方法 - Google Patents
工业机器人双机协作搬运系统与方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了工业机器人双机协作搬运系统，该系统包括运送机器人和装配机器人，所述运送机器人系统包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块和夹具模块，所述装配机器人包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块、夹具模块和装配模块，所述运送机器人包括一号搬运机器人、二号搬运机器人、零件上料机器人和工件上料机器人；本发明通过将一道复杂的装配工序拆分为上料、装配和下料，分别由单独的机器人完成，通过将多个系统组合，可以形成装配流水线，同时机器人之间信息传输很少，机器人基本独立完成工作，工作环境的变化对机器人工作影响很小，具有可以适应工作环境复杂变化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，具体为工业机器人双机协作搬运系统与方法。
背景技术
工业机器人是可接受人类指挥操作，面向工业生产领域，具有多个可自由活动关节的机器人。随着通信技术、控制技术以及电子技术等理论学科的相互融合，工业机器人迎来了一个新的发展阶段，从以往的简单应用、单一化研究逐步发展到复杂应用、多样化研究。
但在实际搬运、装配、维修任务时，单个机器人表现出较大的局限性，在信息的获取、处理、控制及操作能力等诸多方面，其能力还未能展现出应对工作环境复杂变化的适应性，区别于单个作业机器人，多机器人在应对工作环境不断变化的这方面站了很大的上风。因此，设计可以适应工作环境复杂变化的工业机器人双机协作搬运系统与方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供工业机器人双机协作搬运系统与方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：工业机器人双机协作搬运系统包括运送机器人和装配机器人，所述运送机器人包括一号搬运机器人、二号搬运机器人、零件上料机器人和工件上料机器人，一号搬运机器人用于搬运零件至装配位置，装配机器人将零件与工件进行组装，二号搬运机器人将组装好的工件搬运至设定位置，零件上料机器人和工件上料机器人则用于补充零件和工件。
根据上述技术方案，所述运送机器人系统包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块和夹具模块，所述装配机器人包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块、夹具模块和装配模块，扫描模块用于确认零件及工件，信号接收传输模块用于机器人之间的配合，防止出现问题，夹具模块用于抓取零件和工件，机械臂模块用于零件和工件的运输，装配模块用于装配零件和工件。
根据上述技术方案，所述工业机器人双机协作搬运方法，包括以下步骤：
S1.使用者启动系统，全系统的机器人进行复位，准备开始工作；
S2.零件上料机器人进行上料；
S3.一号搬运机器人移动至零件抓取位置，进行扫描；
S4.一号搬运机器人将零件放置到装配位置后进行复位；
S5.装配机器人检测到零件，对零件装配至工件上；
S6.装配完成后，装配机器人扫描工件；
S7.若扫描结果为工件未完成，则装配机器人复位，重复步骤S2-S6，若扫描结果为工件已完成，则装配机器人进入步骤S8；
S8.装配机器人将工件移动至传送带，传送带将工件传送至二号搬运机器人抓取位置，同时工件上料机器人进行上料；
S9.二号搬运机器人检测到工件，将工件存放至固定位置；
S10.重复步骤S2-S9，进行下一个工件的装配；
根据上述技术方案，所述步骤S3中，一号搬运机器人扫描的内容有零件抓取位置和零件装配位置，防止机器人损坏零件，并方便装配。
根据上述技术方案，所述步骤S4中，一号搬运机器人复位后会暂时停止搬运零件，若直接抓取零件可能会导致取错零件，或者装配太慢，装配机器人未及时复位，二号搬运机器人和装配机器人发送碰撞。
根据上述技术方案，所述步骤S7中，扫描结果为工件未完成时，装配机器人会将缺少的零件型号发送给零件上料机器人，零件上料机器人将缺少的零件搬运至零件抓取位置后发送零件就位信号给一号搬运机器人，一号搬运机器人进行零件搬运，若扫描结果为工件已完成时，则随机发送一种零件型号，当只需装配一个零件，则可以省去一个零件上料机器人，一号搬运机器人直接从零件存放处抓取零件，搬运完一个零件复位后，一号搬运机器人依然暂时停止搬运，由工件上料机器人在搬运完工件时发送就位信号，一号搬运机器人开始搬运下一个零件。
根据上述技术方案，所述步骤S1中，装配机器人启动后先对工件进行扫描再复位，由装配机器人先扫描在开始整个系统运转，可以保证上次工作如果突然中断，系统重启后系统工作不会产生错误。
根据上述技术方案，所述步骤S8中，工件上料机器人会对工件装配位置进行持续扫描，当扫描不到工件时，工件上料机器人进行工件上料操作。
根据上述技术方案，所述步骤S2、S8和S9中，该工业机器人双机协作搬运系统中的二号搬运机器人，可作为另一套工业机器人双机协作搬运系统的零件上料机器人、工件上料机器人或者一号搬运机器人，通过将多个工业机器人双机协作搬运系统组合，形成装配流水线，将复杂的装配工作分成多个简单的装配工作，由工业机器人全部来快速完成，减少了装配机器人的编程难度，并且可以长时间工作，提高生产速度，用到的工业机器人双机协作搬运系统越多，单个零件用到的装配时间越少，可以大大加快装配速度，反之用到的工业机器人双机协作搬运系统越少，装配速度会少许下降，但是可以节省空间，使该系统可以适应各种工作环境。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，
(1)通过将复杂的装配工序拆分为上料、装配和下料，分别由单独的机器人完成，降低了机器人的编程难度，同时可以加快装配的速度；
(2)通过由机器人分别独立完成工作，很少需要通讯，使环境的变化对整个系统的影响很小，可以适应工作环境复杂变化；
(3)通过将多个工业机器人双机协作搬运系统组合，将一整个装配过程拆分为多个单独的装配工作，由多个工业机器人双机协作搬运系统合作完成，此时一个系统中的二号搬运机器人可作为另一个系统的零件上料机器人、工件上料机器人或者一号搬运机器人，形成装配流水线，用到的工业机器人双机协作搬运系统越多，单个零件用到的装配时间越少，可以大大加快装配速度，反之用到的工业机器人双机协作搬运系统越少，装配速度会少许下降，但是可以节省空间，使该系统可以适应各种工作环境。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的工作流程示意图；
图2是本发明的系统结构示意图；
图3是本发明的运送机器人种类示意图；
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1-3，本发明提供技术方案：如图3，工业机器人双机协作搬运系统包括运送机器人和装配机器人，运送机器人包括一号搬运机器人、二号搬运机器人、零件上料机器人和工件上料机器人，一号搬运机器人用于搬运零件至装配位置，装配机器人将零件与工件进行组装，二号搬运机器人将组装好的工件搬运至设定位置，零件上料机器人和工件上料机器人则用于补充零件和工件；
如图2，运送机器人系统包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块和夹具模块，装配机器人包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块、夹具模块和装配模块，扫描模块用于确认零件及工件，信号接收传输模块用于机器人之间的配合，防止出现问题，夹具模块用于抓取零件和工件，机械臂模块用于零件和工件的运输，装配模块用于装配零件和工件；
如图1，工业机器人双机协作搬运方法包括以下步骤：
S1.使用者启动系统，全系统的机器人进行复位，准备开始工作；
S2.零件上料机器人进行上料；
S3.一号搬运机器人移动至零件抓取位置，进行扫描；
S4.一号搬运机器人将零件放置到装配位置后进行复位；
S5.装配机器人检测到零件，对零件装配至工件上；
S6.装配完成后，装配机器人扫描工件；
S7.若扫描结果为工件未完成，则装配机器人复位，重复步骤S2-S6，若扫描结果为工件已完成，则装配机器人进入步骤S8；
S8.装配机器人将工件移动至传送带，传送带将工件传送至二号搬运机器人抓取位置，同时工件上料机器人进行上料；
S9.二号搬运机器人检测到工件，将工件存放至固定位置；
S10.重复步骤S2-S9，进行下一个工件的装配；
步骤S3中，一号搬运机器人扫描的内容有零件抓取位置和零件装配位置，防止机器人损坏零件，并方便装配；
步骤S4中，一号搬运机器人复位后会暂时停止搬运零件，若直接抓取零件可能会导致取错零件，或者装配太慢，装配机器人未及时复位，二号搬运机器人和装配机器人发送碰撞；
步骤S7中，扫描结果为工件未完成时，装配机器人会将缺少的零件型号发送给零件上料机器人，零件上料机器人将缺少的零件搬运至零件抓取位置后发送零件就位信号给一号搬运机器人，一号搬运机器人进行零件搬运，若扫描结果为工件已完成时，则随机发送一种零件型号，当只需装配一个零件，则可以省去一个零件上料机器人，一号搬运机器人直接从零件存放处抓取零件，搬运完一个零件复位后，一号搬运机器人依然暂时停止搬运，由工件上料机器人在搬运完工件时发送就位信号，一号搬运机器人开始搬运下一个零件；
步骤S1中，装配机器人启动后先对工件进行扫描再复位，由装配机器人先扫描在开始整个系统运转，可以保证上次工作如果突然中断，系统重启后系统工作不会产生错误；
步骤S8中，工件上料机器人会对工件装配位置进行持续扫描，当扫描不到工件时，工件上料机器人进行工件上料操作
步骤S2、S8和S9中，该工业机器人双机协作搬运系统中的二号搬运机器人，可作为另一套工业机器人双机协作搬运系统的零件上料机器人、工件上料机器人或者一号搬运机器人，通过将多个工业机器人双机协作搬运系统组合，形成装配流水线，将复杂的装配工作分成多个简单的装配工作，由工业机器人全部来快速完成，减少了装配机器人的编程难度，并且可以长时间工作，提高生产速度，用到的工业机器人双机协作搬运系统越多，单个零件用到的装配时间越少，可以大大加快装配速度，反之用到的工业机器人双机协作搬运系统越少，装配速度会少许下降，但是可以节省空间，使该系统可以适应各种工作环境。
工作原理：一号搬运机器人用于搬运零件至装配位置，装配机器人将零件与工件进行组装，二号搬运机器人将组装好的工件搬运至设定位置，零件上料机器人和工件上料机器人则用于补充零件和工件，运送机器人系统包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块和夹具模块，装配机器人包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块、夹具模块和装配模块，扫描模块用于确认零件及工件，信号接收传输模块用于机器人之间的配合，防止出现问题，夹具模块用于抓取零件和工件，机械臂模块用于零件和工件的运输，装配模块用于装配零件和工件，步骤S3中，一号搬运机器人扫描的内容有零件抓取位置和零件装配位置，防止机器人损坏零件，方便装配，一号搬运机器人复位后会暂时停止搬运零件，若直接抓取零件可能会导致取错零件，或者装配太慢，装配机器人未及时复位，二号搬运机器人和装配机器人发送碰撞，扫描结果为工件未完成时，装配机器人会将缺少的零件型号发送给零件上料机器人，零件上料机器人将缺少的零件搬运至零件抓取位置后发送零件就位信号给一号搬运机器人，一号搬运机器人进行零件搬运，若扫描结果为工件已完成时，则随机发送一种零件型号，当只需装配一个零件，则可以省去一个零件上料机器人，一号搬运机器人直接从零件存放处抓取零件，搬运完一个零件复位后，一号搬运机器人依然暂时停止搬运，由工件上料机器人在搬运完工件时发送就位信号，一号搬运机器人开始搬运下一个零件，装配机器人启动后先对工件进行扫描再复位，由装配机器人先扫描再开始整个系统运转，可以保证上次工作如果突然中断，系统重启后系统工作不会产生错误，工件上料机器人会对工件装配位置进行持续扫描，当扫描不到工件时，工件上料机器人进行工件上料操作，该工业机器人双机协作搬运系统中的二号搬运机器人，可作为另一套工业机器人双机协作搬运系统的零件上料机器人、工件上料机器人或者一号搬运机器人，通过将多个工业机器人双机协作搬运系统组合，形成装配流水线，将复杂的装配工作分成多个简单的装配工作，由工业机器人全部来快速完成，减少了装配机器人的编程难度，并且可以长时间工作，提高生产速度，用到的工业机器人双机协作搬运系统越多，单个零件用到的装配时间越少，可以大大加快装配速度，反之用到的工业机器人双机协作搬运系统越少，装配速度会少许下降，但是可以节省空间，使该系统可以适应各种工作环境。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.工业机器人双机协作搬运系统，其特征在于：该工业机器人双机协作搬运系统包括运送机器人和装配机器人，所述运送机器人包括一号搬运机器人、二号搬运机器人、零件上料机器人和工件上料机器人。
2.根据权利要求1所述的工业机器人双机协作搬运系统，其特征在于：所述运送机器人系统包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块和夹具模块，所述装配机器人包括扫描模块、信号接收传输模块、机械臂模块、夹具模块和装配模块。
3.工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于；工业机器人双机协作搬运方法，其特征在于；该定位方法包括以下步骤：
S1.使用者启动系统，全系统的机器人进行复位，准备开始工作；
S2.零件上料机器人进行上料；
S3.一号搬运机器人移动至零件抓取位置，进行扫描，确认零件的装配位置；
S4.一号搬运机器人将零件放置到装配位置后进行复位；
S5.装配机器人检测到零件，对零件装配至工件上；
S6.装配完成后，装配机器人扫描工件；
S7.若扫描结果为工件未完成，则装配机器人复位，重复步骤S2-S6，若扫描结果为工件已完成，则装配机器人进入步骤S8；
S8.装配机器人将工件移动至传送带，传送带将工件传送至二号搬运机器人抓取位置，同时工件上料机器人进行上料；
S9.二号搬运机器人检测到工件，将工件存放至固定位置；
S10.重复步骤S2-S9，进行下一个工件的装配。
4.根据权利要求3所述的工业机器人双机协作搬运方法，其特征在于：所述步骤S3中，一号搬运机器人扫描的内容有零件抓取位置和零件装配位置。
5.根据权利要求3所述的工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于：所述步骤S4中，一号搬运机器人复位后会暂时停止搬运零件。
6.根据权利要求5所述的工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于：所述步骤S7中，扫描结果为工件未完成时，装配机器人会将缺少的零件型号发送给零件上料机器人，零件上料机器人将缺少的零件搬运至零件抓取位置后发送零件就位信号给一号搬运机器人，一号搬运机器人进行零件搬运，若扫描结果为工件已完成时，则随机发送一种零件型号。
7.根据权利要求6所述的工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于：所述步骤S1中，装配机器人启动后先对工件进行扫描再复位。
8.根据权利要求3所述的工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于：所述步骤S8中，工件上料机器人会对工件装配位置进行持续扫描，当扫描不到工件时，工件上料机器人进行工件上料操作。
9.根据权利要求3所述的工业机器人双机协作搬运系统方法，其特征在于：所述步骤S2、S8和S9中，该工业机器人双机协作搬运系统中的二号搬运机器人，可作为另一套工业机器人双机协作搬运系统的零件上料机器人或工件上料机器人。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210101 |