CN112290344B - 一种自动线束插植系统、方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动线束插植系统、方法及控制器，用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，其中插植系统包括：PLC控制系统、插植机器人和视觉相机；视觉相机用于获取至少一个连接器的图像信息，并根据图像信息获取连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；PLC控制系统用于根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入连接器对应的插接孔中。插植方法包括以下步骤：A.获取连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；B.根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入连接器对应的插接孔中。本发明实现了线束插植的自动化工作，能够精准地进行导线端子的插植工作。

Description

一种自动线束插植系统、方法及控制器

技术领域

本发明属于汽车线束生产技术领域，特别涉及一种自动线束插植系统、方法及控制器。

背景技术

汽车线束是由多组线束通过连接器导通连接形成的电路网络，线束与连接器的连接通过插植操作完成，即将线束的导线两端的端子插入连接器的插接孔中。

目前，该插值操作一般通过插值设备完成，现有的插值设备通常单机独立使用，人工操作将连接器固定在机器上，连接器的插接孔水平朝向，插值方向为水平方向，即导线的端子沿水平方向插入连接器对应的插接孔中，每次插值完后，需要人工更换下一个待插接的连接器，因此难以与工厂自动化生产流水线系统集成。再者，插值位置为系统预设固化，连接器型号（主要为不同插接孔数量和不同形状的插接孔）兼容性差，插值效果无法得到保证，比如对于扁平状的端子，对应的插接孔的形状亦为扁平状，与圆柱状的端子相比，其与插接孔之间还需满足一定的角度才能够正确对位，即表现为导线的端子的外部轮廓线与连接器的插接孔的内壁轮廓线相重合时，端子才能够正确插入插接孔中；当端子相对插接孔的角度发生偏差，由于系统无法动态修正，则导线的端子的插值效果变差，甚至插值失败，难以实现自动化生产。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明提供了一种自动线束插植系统、方法及控制器，实现线束插植的自动化工作，能够集成至自动化生产流水线系统，并且能够适应多种型号的连接器，实现多种导线的端子的精准插植，有效提高生产效率和插植质量。

为解决其技术问题，一方面，本发明提供的一种自动线束插植系统，用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，其包括：PLC控制系统、插植机器人和视觉相机；

所述视觉相机用于获取至少一个所述连接器的图像信息，并根据所述图像信息获取所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

所述PLC控制系统用于根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制所述插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中。

进一步地，自动线束插植系统还包括牵线模块，所述牵线模块用于在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植时，夹持所述导线的另一个端子，并跟随所述插植机器人运动使所述导线保持拉直状态。

进一步地，上述牵线模块包括移动组件和设置在所述移动组件上的两个夹持机构，所述两个夹持机构中的至少一个活动设置，使所述两个夹持机构在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植之前，分别夹持所述导线的两个端子对导线进行拉直，并在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植时，夹持所述导线的另一个端子，并跟随所述插植机器人运动使所述导线保持拉直状态。

进一步地，上述移动组件包括第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件，所述第一Y轴移动组件分别与两个所述夹持机构连接，以驱动两个所述夹持机构相对运动对导线进行拉直，所述第二Y轴移动组件与所述第一Y轴移动组件连接，并且驱动方向与所述第一Y轴移动组件的驱动方向平行，所述第一X轴移动组件与所述第二Y轴移动组件连接，并且驱动方向与所述第一Y轴移动组件的驱动方向垂直，所述第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件用于驱动两个所述夹持机构的整体结构沿X轴或Y轴进行运动。

进一步地，上述视觉相机还用于获取待插植的导线的图像信息，并根据所述待插植的导线的图像信息获取所述待插植的导线的端子的第二旋转角信息；

所述PLC控制系统还用于根据所述连接器的第一位置信息、第一旋转角信息和所述导线的端子的第二旋转角信息控制所述插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中。

进一步地，上述视觉相机固定设置在所述插植机器人上；

所述PLC控制系统根据预设的拍摄位置信息控制所述插植机器人移动到拍摄位置后，控制所述视觉相机进行拍摄。

另一方面，本发明提供的一种自动线束插植方法，用于自动线束插植系统，所述自动线束插植系统用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，其包括如下步骤：

A.获取所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

B.根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中。

进一步地，上述自动线束插植系统设置有牵线模块；

所述步骤B根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中的步骤之前还包括以下步骤：

X.控制所述牵线模块将所述导线拉直。

进一步地，上述步骤B.根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中还包括以下步骤：

根据所述连接器的第一位置信息调节所述牵线模块位置，或者根据所述插植机器人的位置信息调节所述牵线模块位置。

再一方面，本发明提供了一种控制器，包括：

存储器，所述存储器用于存储计算机程序；

处理器，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现上述任一所述的自动线束插植方法。

本发明的自动线束插植系统、方法及控制器，可以将连接器固定在工装板上，工装板随生产流水线输入和输出该自动线束插值系统，通过视觉相机获得连接器的实时位置（即第一位置信息）以及连接器相对于导线的端子的旋转角a的角度（即第一旋转角信息），插植机器人根据第一位置信息、第一旋转角信息进行插植工作，实现了线束插植的自动化工作，能够集成至自动化生产流水线系统，并且能够保证导线的端子与连接器的插接孔准确对位，从而保证导线精确、高效地插入连接器，进而能够适应多种型号的连接器，实现多种导线端子的精准插植，有效提高了生产效率和插植质量。

附图说明

图1为本发明一种自动线束插植系统的原理框图。

图2为本发明一种自动线束插植系统的结构示意图。

图3为图2所示的自动线束插植系统的局部放大图。

图4为本发明一种自动线束插植系统的局部结构示意图。

图5为本发明一种自动线束插植系统的工作示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1所示，本发明一种自动线束插植系统，用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，其包括：PLC控制系统100、插植机器人200和视觉相机300；

该视觉相机300用于获取至少一个连接器的图像信息，并根据该图像信息获取该连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

该PLC控制系统100用于根据该连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人200将导线的端子插入连接器对应的插接孔中。

具体地，待插植的导线的端子按照预设放置状态进行固定放置，供插植机器人200抓取插植，该第一旋转角信息为该连接器相对于该导线的端子的旋转角a的角度，该旋转角a为该导线的端子的截面中心轴L₁与该连接器的插接孔对应的截面中心轴L₂之间的夹角。该第一位置信息可以为该连接器的坐标轴信息。

如图5所示，具体地，导线的端子530的外部轮廓形状与连接器的插接孔540的孔内轮廓形状吻合，上述端子530的截面中心轴L₁可以为端子530任一截面在其二维方向的任一方向上的中心轴，插接孔540的截面中心轴L₂则为与之相对应的中心轴。

具体应用中，可以将连接器固定在工装板上，工装板随生产流水线输送到该自动线束插值系统，通过视觉相机300对连接器进行拍摄，并分析出连接器的准确位置、以及该连接器相对于导线的端子的旋转角a的角度，插植机器人200根据第一位置信息精确移动到相应位置，并根据第一旋转角信息将端子反向旋转相同大小的角度后，将端子沿竖直方向插入连接器对应的插接孔中，该工装板上的连接器对应插接完毕后，随生产流水线输送至下一生产工序，同时下一个工装板随生产流水线输送到该自动线束插值系统继续下一轮的插植工作，实现了线束插植的自动化工作；并且插植机械人200根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息进行插植，能够精确地将端子插入连接器的对应的插接孔中，从而保证导线精确、高效地插入连接器，进而能够适应多种型号的连接器，实现多种导线端子的精准插植，该自动线束插植系统有效提高了生产效率和插植质量。具体地，比如，以插植机器人200面对工装板为方向坐标，连接器的插接孔相对于导线的端子的旋转角a的角度为5°（即顺时针偏转了5°），插植机器人200根据该第一旋转角信息将导线的端子沿逆时针方向旋转5°（即将导线的端子反向旋转5°）。具体工作中，插植机器人200先将导线其中一端的端子插植，再将另一端的端子插植。

如图2所示，具体地，连接器510固定在工装板520上，连接器的插接孔朝上（具体可参考现有技术中，汽车线束的组装工艺），插植机器人200相对工装板520固定设置，其机械臂上设有用于抓取端子的抓取结构，该视觉相机300和插植机器人200可以根据工作需求采用现有的技术手段。具体地，上述用于抓取结构可以采用现有结构，比如采用手指气缸，在手指气缸的夹指上设置匹配的指套，以抓取导线的端子移动并插植。

具体应用中，待插植的导线呈水平方向延伸放置，插植时，导线的端子需要沿竖直方向向下进行插植，因此插植机器人200抓取端子后，需要将端子沿竖直方向旋转至呈竖直方向延伸状态。具体地，上述抓取结构通过旋转结构与插植机器人200连接，该旋转结构用于驱动抓取结构上下转动，从而带动固定结构进行转动，使其抓取的端子改变延伸方向。具体地，该旋转结构可以采用旋转气缸。

具体应用中，由于插植机器人200先对其中一端的导线端子进行插植，再对另一端的导线端子进行插植，当插植机器人200先带动其中一端的端子移动进行插植时，线束的另一端处于相对自由状态，线束松弛、拖沓，在插植机器人200运动的影响下会发生运动，从而会与周边的产品、设备或地面发生干扰，比如摩擦、被某一结构卡住等，从而对线束本身造成损坏，或者与工装板上已经插植的线束纠缠，甚至损坏周边的设备、影响周边设备的工作等。

如图1、2所示，在一些优选的实施方式中，该自动线束插植系统还包括牵线模块400，该牵线模块400用于在插植机器人200夹持该导线的其中一个端子进行插植时，夹持该导线的另一个端子，并跟随插植机器人200运动使该导线保持拉直状态。由此，在插植机器人200带动导线的其中一个端子移动进行插植时，另一个端子相对固定，并跟随插植机器人200运动保持线束的导线的拉直状态，从而避免导线松弛、拖沓而与周边的产品、设备或地面发生干扰，从而避免对线束的导线本身造成损坏、或者影响工装板上已经插植完毕的导线、或者损坏周边的设备、影响周边设备的工作等。具体应用中，先通过牵线模块400对导线的两个端子进行夹持，并将该导线拉直，然后插植机器人200先夹持其中一个端子进行插植，在该端子的插植过程中，牵线模块400保持对另一个端子的夹持，并跟随插植机器人200运动使该导线保持拉直状态。

在一些优选的实施方式中，该牵线模块400包括移动组件和设置在该移动组件上的两个夹持机构412，该两个夹持机构412中的至少一个活动设置，使该两个夹持机构412在插植机器人200夹持导线的其中一个端子进行插植之前，分别夹持该导线的两个端子对导线进行拉直，并在插植机器人200夹持该导线的其中一个端子进行插植时，夹持该导线的另一个端子，并跟随该插植机器人200运动使该导线保持拉直状态。具体应用中，当两个夹持机构412均活动设置时，插植机器人200可以先对任意一个夹持机构412所夹持的端子进行插植，在插植过程中，另一个夹持机构412跟随插植机器人200运动保持导线的拉直状态；当其中一个夹持结构活动设置，另外一个夹持结构相对固定设置时，插植机器人200先对其中固定设置的夹持机构412所夹持的端子进行插植，以使活动设置的夹持机构412能够跟随插植机器人200运动保持导线的拉直状态。具体到本实施例，其中一个夹持结构活动设置，另外一个夹持结构相对固定设置。

在一些优选实施方式中，该移动组件包括第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件，该第一Y轴移动组件分别与上述两个夹持机构412连接，以驱动两个夹持机构412相对运动对导线进行拉直，该第二Y轴移动组件与第一Y轴移动组件连接，并且驱动方向与第一Y轴移动组件的驱动方向平行，该第一X轴移动组件与第二Y轴移动组件连接，并且驱动方向与第一Y轴移动组件的驱动方向垂直，该第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件用于驱动两个夹持机构412的整体结构沿X轴或Y轴进行运动。

在一些实施方式中，在插植前，先通过第一Y轴移动组件驱动两个夹持机构412将导线拉直，然后根据其中一个待插接的连接器的第一位置信息，通过第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件将待插植的导线移动到工作位置，该工作位置为待插接的连接器的临近点；插植机器人200根据其中一个端子的第二位置信息，先抓取其中一个端子进行插植；；插植过程中，另一个端子在另一个夹持机构412的夹持下，通过第一Y轴移动组件跟随机器人运动，保持导线的拉直状态；插植机器人200再根据另一个端子的第二位置信息，夹取另一个的端子进行插植。比如具体应用中，根据导线后插植一端的端子对应的连接器的第一位置信息，通过第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件将待插植的导线移动到工作位置，插机器人抓取先插植一端的端子移动到对应的连接器进行插植，插植过程中，后插植一端的端子通过第一Y轴移动组件跟随机器人运动，插植机器人200再抓取后插植一端的端子进行插植。在另一些实施方式中，在插植前，先通过第一Y轴移动组件驱动两个夹持机构412将导线拉直，然后插植机器人200根据其中一个端子的第二位置信息夹取相应的端子移动至相应位置进行插植，插植过程中，另一个端子在另一个夹持机构412的夹持下，通过第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件的运动跟随机器人运动，保持导线的拉直状态；插植机器人200再根据另一个端子的第二位置信息，夹取另一个端子进行插植。具体地，在插植机器人200夹取先插植的端子移动时，可以由PLC控制系统100根据插植机器人200的位移和速率生成控制命令，分别控制第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件的动作而带动后插植的端子的运动，具体地，可以先由第一Y轴移动组件动作而第二Y轴移动组件不动作，当后插植的端子在Y轴方向的位移超出第一Y轴移动组件的行程时，再由第二Y轴移动组件动作。

在一些实施方式中，上述牵线模块400可以设置位移监测模块（图中未画出），该位移监测模块与PLC控制系统100连接，可以通过该位移检测模块监测该夹持机构412与该插植机器人200之间的相对位移，并生成导线的端子的第二位置信息，该PLC控制系统100可以根据该第二位置信息生成控制指令控制插植机器人200去抓取相应的端子。具体地，该第二位置信息可以采用(x，y)坐标的形式，夹取机构相对插植机器人200存在一个坐标轴的关系。具体地，该位移监测模块可以采用位移传感器。

如图2、3、4所示，具体地，夹持机构412包括驱动部件413和执行部件414，该驱动部件413与执行部件414连接，用于驱动执行部件414进行开合以夹紧导线的端子，具体地，该驱动部件413可以采用现有技术中的手指气缸，该执行部件414为两个相对设置的夹紧件，两个夹紧件通过螺栓等固定零件分别固定在手指气缸的夹指上。优选地，两个夹紧件均设有夹紧槽415，两个夹紧槽415相对设置形成夹紧位416。

在一些实施方式中，上述第一Y轴移动组件包括第一电机441、主动带轮442和从动带轮443，该主动带轮442与该第一电机441的输出轴固定连接，主动带轮442和从动带轮443之间连接有传动带444，至少一个夹持机构412通过连接件445与该传动带444固定连接，以跟随传动带444的转动而带动夹持机构412进行运动。具体地，上述连接件445包括第一固定板446和第二固定板447，该第一固定板446和第二固定板447分别在传动带444的两侧相对压合设置，并通过螺栓等固定零件固定连接，上述夹持机构412（具体为驱动部件413）与该第一固定板446连接。

具体地，该第一Y轴移动组件还包括第一导轨448和第一滑块449，上述连接件445与该第一滑块449连接，在第一电机441的驱动下沿该第一导轨448运动。

在一些实施方式中，上述第二Y轴移动组件包括第二电机451、第一驱动齿轮452和第一驱动齿条453，该第一驱动齿条453沿Y轴方向延伸设置，上述第一Y轴移动组件通过第一安装板431与该第一驱动齿条453连接，该第一驱动齿轮453与该第一驱动齿条453啮合，并与该第二电机451的输出端连接。

具体地，该第二Y轴移动组件还包括第二导轨和第二滑块，该第二导轨与第一驱动齿条453平行设置，上述第一安装板431通过第二导轨与该第二滑块连接。

如图2所示，具体地，上述第一X轴移动组件包括第三电机423、第二驱动齿轮和第二驱动齿条421，该第二驱动齿条421沿X轴方向延伸设置，第二驱动齿轮与第三电机423的输出端连接，并与第二驱动齿条421啮合，上述第二Y轴移动组件通过安装支架432与第二驱动齿轮（第三电机423）相对固定连接。

具体地，该第一X轴移动组件还包括第三导轨422和第三滑块，该第三导轨422与驱动齿条421平行设置，第一X轴移动组件的主体结构通过第三安装板433与第三滑块连接，第三电机423与该第三安装板433固定连接。优选地，第三导轨422和第三滑块设有两组，分别设于第二驱动齿条421的两侧。上述安装支架432安装在该第三安装板433上。

具体到本实施例，第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件通过伺服电机进行驱动，还可以通过获取各个伺服电机转动的圈数来获取导线的端子的第二位置信息。

具体应用中，由于连接器的第一旋转角信息与待插植的导线的端子的预设放置状态相关，倘若待插植的导线的端子在实际放置时，其实际角度与预设放置状态的角度发生偏差，则第一旋转角信息发生误差，插植机器人200根据第一旋转角信息无法实现精确插植。

在一些实施方式中，上述视觉相机300还用于获取待插植的导线的图像信息，并根据该待插植的导线的图像信息获取该待插植的导线的端子的第二旋转角信息；上述PLC控制系统100还用于根据上述连接器的第一位置信息、第一旋转角信息和该第二旋转角信息控制插植机器人200将导线的端子插入连接器对应的插接孔中。由此，通过该第二旋转角信息能够消除由于待插植的导线的端子在实际放置时发生的偏差带来的误差，保证导线的端子插植的精准性。

在一些优选的实施方式中，该视觉相机300固定设置在插植机器人200上；该PLC控制系统100根据预设的拍摄位置信息控制该插植机器人200移动到拍摄位置后，控制该视觉相机300进行拍摄。具体地，该预设的拍摄位置可以是对应工装板中心的点，亦可以是对应工装板任意位置的一个或以上的点，具体应用中，可以在所有插植工作开始前，对工装板上所有的连接器进行拍摄，获得各个连接器对应的第一位置信息和第一旋转角信息；或者，该预设的拍摄位置还可以为各个连接器的初步位置信息，具体应用中，对每一个端子进行插植时，插植机器人200先根据该连接器的初步位置信息移动至相应的位置，然后对相应的连接器进行拍摄，获得该连接器对应的第一位置信息和第一旋转角信息，再根据该第一位置信息和第一旋转角信息调整端子的位置和角度；具体地，可以PLC控制系统100根据线束的布局预先存储各个连接器的初步位置信息，待插植机器人200取得端子后，PLC控制系统100将对应的连接器的初步位置信息发送至插植机器人200，并控制插植机器人200移动至相应的位置；再者，该预设的拍摄位置还可以是导线的端子的第二位置信息，具体应用中，插植机器人200根据第二位置信息移动抓取待插植的端子，在抓取前先对该待插植的端子进行拍摄，获取该端子的第二旋转角信息。

另一方面，本发明提供的一种自动线束插植方法，用于自动线束插植系统，该自动线束插植系统用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，其包括如下步骤：

A.获取连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

B.根据该连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入该连接器对应的插接孔中。

具体地，待插植的导线的端子按照预设放置状态进行固定放置，供插植机器人抓取插植，该第一旋转角信息为该连接器相对于该导线的端子的旋转角a的角度，该旋转角a为该导线的端子的截面中心轴L₁与该连接器的插接孔对应的截面中心轴L₂之间的夹角。

如图5所示，具体地，端子530的外部轮廓形状与插接孔540的孔内轮廓形状吻合，上述端子530的截面中心轴L₁可以为端子530任一截面在其二维方向的任一方向上的中心轴，插接孔540的截面中心轴L₂则为与之相对应的中心轴。

具体地，该自动线束插植系统可以包括PLC控制系统100、插植机器人200和视觉相机，可以通过视觉相机获取至少一个连接器的图像信息，并根据该图像信息获取该连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；可以通过PLC控制系统100根据该连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人200将导线的端子插入连接器对应的插接孔中(参考图1、2)。

具体应用中，可以将连接器固定在工装板上，工装板随生产流水线输送到该自动线束插值系统，插植机器人根据第一位置信息将端子精确移动至与连接器对应的位置，并根据第一旋转角信息将端子反向旋转相同大小的角度后，将端子沿竖直方向插入连接器对应的插接孔中，该工装板上的连接器对应插接完毕后，随生产流水线输送至下一生产工序，同时下一个工装板随生产流水线输送到进行该工序的自动线束插值系统继续下一轮的插植工作，实现了线束插植的自动化工作；并且插植机械人200根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息进行插植，从能够精确地将端子插入连接器的对应的插接孔中，从而保证导线精确、高效地插入连接器，该自动线束插植方法有效提高了生产效率和产品质量。具体地，比如，以插植机器人面对工装板为方向坐标，连接器的插接孔相对于导线的端子的旋转角a的角度为5°（即顺时针偏转了5°），插植机器人根据该第一旋转角信息将导线的端子沿逆时针方向旋转5°（即将导线的端子反向旋转5°）。具体工作中，插植机器人先将导线其中一端的端子插植，再将另一端的端子插植。

具体地，连接器510固定在工装板520上，连接器的插接孔朝上（具体可参考现有技术中，汽车线束的组装工艺），线束的导线呈水平方向延伸放置，插植时，需要先将导线的端子从呈水平延伸状态旋转到呈竖直延伸状态以向下进行插植。在一些实施方式中，该插植机器人200可以设置旋转结构，插植机器人200抓取导线的端子后，通过该旋转结构，先将端子沿竖直方向旋转至呈竖直方向延伸的状态，然后将端子沿竖直方向向下进行插植。具体地，该旋转结构可以采用旋转气缸。

具体应用中，由于插植机器人先对导线其中一端的端子进行插植，再对另一端的端子进行插植，当插植机器人先带动其中一端的端子移动进行插植时，导线的另一端处于相对自由状态，线束的导线松弛、拖沓，在插植机器人运动的影响下会发生运动，从而会与周边的产品、设备或地面发生干扰，比如摩擦、被某一结构卡住等，从而对线束的导线本身造成损坏，或者与工装板上已经插植的线束的导线纠缠，甚至损坏周边的设备、影响周边设备的工作等。

在一些优选的实施方式中，上述自动线束插植系统设置有牵线模块；

上述步骤B根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入该连接器对应的插接孔中的步骤之前还包括以下步骤：

X.控制该牵线模块将导线拉直。

具体应用中，先通过该牵线模块对导线的两个端子进行夹持，并将该导线拉直，插植机器人先夹持其中一个端子进行插植，在该端子的插植过程中，牵线模块保持对另一个端子的夹持，并跟随插植机器人运动使该导线保持拉直状态，然后插植机器人再夹持另一个端子进行插植。由此，能够有效避免导线松弛、拖沓而与周边的产品、设备或地面发生干扰，从而避免对线束的导线本身造成损坏、或者影响工装板上已经插植完毕的线束的导线、或者损坏周边的设备、影响周边设备的工作等。

具体地，该牵线模块可以包括移动组件和设置在该移动组件上的两个夹持机构，该两个夹持机构中的至少一个活动设置，可以通过该两个夹持机构在插植机器人夹持导线的其中一个端子进行插植之前，分别夹持该导线的两个端子对导线进行拉直，并在插植机器人夹持该导线的其中一个端子进行插植时，夹持该导线的另一个端子，并通过移动组件跟随该插植机器人运动使该导线保持拉直状态。具体应用中，当两个夹持机构均活动设置时，插植机器人可以先对任意一个夹持机构所夹持的端子进行插植，在插植过程中，另一个夹持机构跟随插植机器人运动保持导线的拉直状态；当其中一个夹持结构活动设置，另外一个夹持结构相对固定设置时，插植机器人先对其中固定设置的夹持机构所夹持的端子进行插植，以使活动设置的夹持机构能够跟随插植机器人运动保持导线的拉直状态。具体到本实施例，其中一个夹持结构活动设置，另外一个夹持结构相对固定设置。

在一些优选的实施方式中，上述步骤B.根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中还包括以下步骤：

根据连接器的第一位置信息调节该牵线模块位置，或者根据插植机器人的位置信息调节该牵线模块位置。

导线的两个端子对应插植到两个连接器中，该步骤中，可以根据其中一个待插接的连接器的第一位置信息，牵线模块通过移动组件将待插植的导线移动至工作位置，该工作位置为待插接的连接器的临近点；然后插植机器人根据其中一端的端子的位置信息，先抓取其中一端的端子进行插植，插植过程中，另一端的端子通过移动组件在牵线模块上跟随插植机器人进行移动以保持导线的拉直状态，然后插植机器人再根据另一端的端子的位置，夹取另一端的端子进行插植。比如具体应用中，根据导线后插植一端的端子对应的连接器的第一位置信息，牵线模块移动到对应的工作位置，然后插机器人抓取先插植一端的端子移动到对应的连接器进行插植，插植过程中，后插植一端的端子沿该导线插植前拉直延伸的方向移动以跟随插植机器人运动，插植机器人再抓取后插植一端的端子进行插植。

该步骤中，还可以由插植机器人根据其中一端的端子的位置信息，先抓取其中一端的端子进行插植，插植过程中，牵线模块根据插植机器人的位置信息，通过移动组件跟随插植机器人进行移动以保持导线的拉直状态。具体地，该插植机器人的位置信息可以为该插植机器人的位移和运动速率，比如当该牵线模块由伺服电机做驱动时，可以根据该插植机器人的位移和运动速率获取该伺服电机的转速或转动的圈数，并根据转速或转动的圈数生成控制命令控制该牵线模块的伺服电机动作。

具体地，该牵线模块的移动组件可以包括第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件，该第一Y轴移动组件分别与上述两个夹持机构412连接，以驱动两个夹持机构412相对运动对导线进行拉直，该第二Y轴移动组件与第一Y轴移动组件连接，并且驱动方向与第一Y轴移动组件的驱动方向平行，该第一X轴移动组件与第二Y轴移动组件连接，并且驱动方向与第一Y轴移动组件的驱动方向垂直，该第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件用于驱动两个夹持机构412的整体结构沿X轴或Y轴进行运动（参见图2）。

具体地，夹持机构412包括驱动部件413和执行部件414，该驱动部件413与执行部件414连接，用于驱动执行部件414进行开合以夹紧导线的端子，具体地，该驱动部件413可以采用现有技术中的手指气缸，该执行部件414为两个相对设置的夹紧件，两个夹紧件通过螺栓等固定零件分别固定在手指气缸的夹指上。优选地，两个夹紧件均设有夹紧槽415，两个夹紧槽415相对设置形成夹紧位416（参见图3）。

具体地，上述第一Y轴移动组件包括第一电机441、主动带轮442和从动带轮443，该主动带轮442与该第一电机441的输出轴固定连接，主动带轮442和从动带轮443之间连接有传动带444，至少一个夹持机构412通过连接件445与该传动带444固定连接，以跟随传动带444的转动而带动夹持机构412进行运动。具体地，上述连接件445包括第一固定板446和第二固定板447，该第一固定板446和第二固定板447分别在传动带444的两侧相对压合设置，并通过螺栓等固定零件固定连接，上述夹持机构412（具体为驱动部件413）与该第一固定板446连接（参见图2、3）。

具体地，该第一Y轴移动组件还包括第一导轨448和第一滑块449，上述连接件445与该第一滑块449连接，在第一电机441的驱动下沿该第一导轨448运动（参见图2、3）。

具体地，上述第二Y轴移动组件包括第二电机451、第一驱动齿轮452和第一驱动齿条453，该第一驱动齿条453沿Y轴方向延伸设置，上述第一Y轴移动组件通过第一安装板431与该第一驱动齿条453连接，该第一驱动齿轮453与该第一驱动齿条453啮合，并与该第二电机451的输出端连接（参见图2）。

具体地，该第二Y轴移动组件还包括第二导轨和第二滑块，该第二导轨与第一驱动齿条453平行设置，上述第一安装板431通过第二导轨与该第二滑块连接。

具体地，上述第一X轴移动组件包括第三电机423、第二驱动齿轮和第二驱动齿条421，该第二驱动齿条421沿X轴方向延伸设置，第二驱动齿轮与第三电机423的输出端连接，并与第二驱动齿条421啮合，上述第二Y轴移动组件通过安装支架432与第二驱动齿轮（第三电机423）相对固定连接（参见图2、3、4）。

具体地，该第一X轴移动组件还包括第三导轨422和第三滑块，该第三导轨422与驱动齿条421平行设置，第一X轴移动组件的主体结构通过第三安装板433与第三滑块连接，第三电机423与该第三安装板433固定连接。优选地，第三导轨422和第三滑块设有两组，分别设于第二驱动齿条421的两侧。上述安装支架432安装在该第三安装板433上（参见图2、3、4）。

由此，该步骤中，两个夹持机构分别夹持待插植导线两端的端子，通过第一Y轴移动组件的带动，将导线拉直，通过第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件的带动调节牵线模块的位置。

具体地，牵线模块可以设置位移监测模块（图中未画出），该位移监测模块与PLC控制系统连接，可以通过该位移检测模块监测该夹持机构与该插植机器人之间的相对位移，并生成导线的端子的第二位置信息，该PLC控制系统可以根据该第二位置信息生成控制指令控制插植机器人去夹取相应的端子。具体地，该第二位置信息可以采用(x，y)坐标的形式，夹取机构相对插植机器人存在一个坐标轴的关系。具体地，该位移监测模块可以采用位移传感器。

具体到本实施例，还可以根据第一电机、第二电机和第三电机各自转动的圈数获取牵线模块发生的位移，并根据该位移信息获取导线的端子的第二位置信息。

具体应用中，由于连接器的第一旋转角信息与待插植的导线的端子的预设放置状态相关，倘若待插植的导线的端子在实际放置时，其实际角度与预设放置状态的角度发生偏差，则第一旋转角信息发生误差，插植机器人根据第一旋转角信息无法实现精确插植。

在一些优选的实施方式中，上述步骤B.根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入该连接器对应的插接孔中之前，还包括以下步骤：

B01.获取待插植的导线的端子的第二旋转角信息；

该步骤B.根据连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入该连接器对应的插接孔中，还包括根据该连接器的第一位置信息、第一旋转角信息和第二旋转角信息控制所述插植机器人将该导线的端子插入该连接器对应的插接孔中。

该步骤中，可以通过视觉相机获取待插植的导线的图像信息，并根据该待插植的导线的图像信息获取该待插植的导线的端子的第二旋转角信息；可以通过PLC控制系统根据该连接器的第一位置信息、第一旋转角信息和该第二旋转角信息控制插植机器人将导线的端子插入连接器对应的插接孔中。由此，通过该第二旋转角信息能够消除由于待插植的导线的端子在实际放置时发生的偏差带来的误差，保证导线的端子插植的精准性。

在一些优选的实施方式中，在步骤A. 获取连接器的第一位置信息和第一旋转角信息，或步骤B01.获取待插植的导线的端子的第二旋转角信息之前，还包括以下步骤：

Y 根据预设的拍摄位置信息控制该插植机器人移动到拍摄位置进行拍摄。

具体地，对应步骤A. 获取连接器的第一位置信息和第一旋转角信息，该预设的拍摄位置可以是对应工装板中心的点，亦可以是对应工装板任意位置的一个或以上的点，具体应用中，可以在所有插植工作开始前，对工装板上所有的连接器进行拍摄，获得各个连接器对应的第一位置信息和第一旋转角信息；该预设的拍摄位置还可以为各个连接器的初步位置信息，具体应用中，对每一个端子进行插植时，插植机器人先根据该连接器的初步位置信息移动至相应的位置，然后对相应的连接器进行拍摄，获得该连接器对应的第一位置信息和第一旋转角信息，再根据该第一位置信息和第一旋转角信息调整端子的位置和角度；具体地，可以PLC控制系统根据线束的布局预先存储各个连接器的初步位置信息，待插植机器人取得端子后，PLC控制系统将对应的连接器的初步位置信息发送至插植机器人，并控制插植机器人移动至相应的位置。对应步骤B01.获取待插植的导线的端子的第二旋转角信息，该预设的拍摄位置可以是导线的端子的第二位置信息。

具体地，该步骤中可以通过视觉相机进行拍摄，该视觉相机固定设置在插植机器人上，可以由PLC控制系统根据预设的拍摄位置信息控制该插植机器人移动到拍摄位置后，控制该视觉相机进行拍摄。

再一方面，本发明提供了一种控制器，包括：

存储器，所述存储器用于存储计算机程序；

处理器，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现上述任一所述的自动线束插植方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动线束插植系统，用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，所述连接器随生产流水线输送到所述自动线束插植系统，其特征在于，包括：PLC控制系统、插植机器人、视觉相机和牵线模块；

所述视觉相机用于获取至少一个所述连接器的图像信息，并根据所述图像信息获取所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

所述PLC控制系统用于根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制所述插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中；

所述牵线模块包括移动组件和设置在所述移动组件上的两个夹持机构，所述两个夹持机构中的至少一个活动设置，使所述两个夹持机构在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植之前，分别夹持所述导线的两个端子对导线进行拉直，并在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植时，夹持所述导线的另一个端子，并跟随所述插植机器人运动使所述导线保持拉直状态。

2.根据权利要求1所述的自动线束插植系统，其特征在于，所述移动组件包括第一X轴移动组件、第一Y轴移动组件和第二Y轴移动组件，所述第一Y轴移动组件分别与两个所述夹持机构连接，以驱动两个所述夹持机构相对运动对导线进行拉直，所述第二Y轴移动组件与所述第一Y轴移动组件连接，并且驱动方向与所述第一Y轴移动组件的驱动方向平行，所述第一X轴移动组件与所述第二Y轴移动组件连接，并且驱动方向与所述第一Y轴移动组件的驱动方向垂直，所述第一X轴移动组件和第二Y轴移动组件用于驱动两个所述夹持机构的整体结构沿X轴或Y轴进行运动。

3.根据权利要求1所述的自动线束插植系统，其特征在于，所述视觉相机还用于获取待插植的导线的图像信息，并根据所述待插植的导线的图像信息获取所述待插植的导线的端子的第二旋转角信息；

所述PLC控制系统还用于根据所述连接器的第一位置信息、第一旋转角信息和所述导线的端子的第二旋转角信息控制所述插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中。

4.根据权利要求1或3所述的自动线束插植系统，其特征在于，所述视觉相机固定设置在所述插植机器人上；

所述PLC控制系统根据预设的拍摄位置信息控制所述插植机器人移动到拍摄位置后，控制所述视觉相机进行拍摄。

5.一种自动线束插植方法，用于自动线束插植系统，所述自动线束插植系统用于将线束的导线的端子插植到连接器对应的插接孔中，所述连接器随生产流水线输送到所述自动线束插植系统，所述自动线束插植系统设置有牵线模块，其特征在于，包括以下步骤：

A.获取所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息；

X.控制所述牵线模块将所述导线拉直；所述牵线模块包括移动组件和设置在所述移动组件上的两个夹持机构，所述两个夹持机构中的至少一个活动设置，使所述两个夹持机构在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植之前，分别夹持所述导线的两个端子对导线进行拉直，并在所述插植机器人夹持所述导线的其中一个端子进行插植时，夹持所述导线的另一个端子，并跟随所述插植机器人运动使所述导线保持拉直状态；

B.根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中。

6.根据权利要求5所述的自动线束插植方法，其特征在于，所述步骤B.根据所述连接器的第一位置信息和第一旋转角信息控制插植机器人将所述导线的端子插入所述连接器对应的插接孔中还包括以下步骤：

根据所述连接器的第一位置信息调节所述牵线模块位置，或者根据所述插植机器人的位置信息调节所述牵线模块位置。

7.一种控制器，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器用于存储计算机程序；

处理器，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求5~6任一所述的自动线束插植方法。

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