CN115556851B - 车辆自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆自动装配系统，包括随行结构和装配模组。其中，随行机构位于转给行进线一侧的随行工位，由于随行机构能够在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，连接至运输车以跟随运输车移动，以及采集运输车的行进参数，因此，装配模组能够基于该行进参数，在运输车到达装配工位时与运输车随行，使得待装配车辆和装配模组之间保持相对静止，从而在待装配车辆不停止移动的前提下，也可以将零配件安装在待装配车辆上，由此实现了在车辆移动的同时完成车辆的自动装配即随行装配，而不需要在装配过程中频繁启停车辆，提高了装配效率，也保证了装配质量，从而能够满足车辆高效率高质量的生产需求。

Description

车辆自动装配系统

技术领域

本发明涉及车辆装配技术领域，特别是涉及一种车辆自动装配系统。

背景技术

随着自动化技术的不断发展革新，汽车总装工艺由传统的人工装配逐渐走向高效率高质量的自动化装配方向。汽车轮胎装配过程中轮胎装配也是同样如此。轮胎装配大多采用人工安装，效率低，质量不稳定，数据保存不完整可追溯性不高，因此，目前出现了一种车辆自动装配系统，用于实现车辆全自动装配。

但是，现有的车辆自动装配系统大部分需要在装配过程中停止待装配车辆的移动，以保证安装的质量，这种装配方式需要频繁启停机，效率低下，无法满足车辆高效率高质量生产需求。

发明内容

基于此，有必要针对车辆在装配过程中需要频繁启停机，导致装配效率低的问题，提供一种车辆自动装配系统。

本申请实施例提供了一种车辆自动装配系统，所述车辆自动装配系统包括：

随行机构，位于装配行进线一侧的随行工位，用于在运输车承载待装配车辆到达所述随行工位时，连接至所述运输车，以跟随所述运输车移动，以及采集所述运输车的行进参数；

装配模组，所述装配模组位于所述装配行进线一侧的装配工位，所述装配模组与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述装配工位时与所述运输车随行，并将零配件装配在所述待装配车辆上。

在其中一个实施例中，所述随行机构包括：

随行插销模组，用于在所述运输车承载所述待装配车辆到达所述随行工位时，连接至所述运输车，以跟随所述运输车移动；

随行采集模组，分别与所述随行插销模组、所述装配模组连接，用于采集所述运输车的行进参数，并将所述行进参数传输至所述装配模组。

在其中一个实施例中，所述随行插销模组包括：随行插销和插销驱动组件，所述随行插销和所述插销驱动组件连接，所述随行插销用于在所述运输车承载所述待装配车辆到达所述随行工位时，通过所述插销驱动组件驱动插入所述运输车的插销孔中，以连接所述运输车。

在其中一个实施例中，所述随行采集模组包括：

位移检测模块，与所述随行插销模组连接，用于在与所述运输车随行的过程中，采集所述运输车的行进信息；

信息处理模块，与所述位移检测模块连接，用于对所述行进信息进行处理，获取所述运输车的行进参数；

参数传输模块，分别与所述信息处理模块、所述装配模组连接，用于将从所述信息处理模块获取的所述行进参数传输至所述装配模组。

在其中一个实施例中，所述随行机构还包括：

随行驱动模组，与所述随行插销模组连接，用于在所述待装配车辆装配完成后，驱动所述随行插销模组回到所述随行工位处。

在其中一个实施例中，所述行进参数包括行进距离、行进速度、摆动距离和摆动方向中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述装配模组包括预拧紧模组、备胎模组和喷码模组中的至少一种；其中，

所述预拧紧模组，位于所述装配行进线一侧的预拧紧工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述预拧紧工位时与所述运输车随行，并将预先抓取的轮胎及轮胎配件安装在所述待装配车辆上；其中，所述零配件包括所述轮胎及轮胎配件；

所述备胎模组，位于所述装配行进线一侧的备胎工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述备胎工位时与所述运输车随行，并将预先抓取的备胎安装在所述待装配车辆上；其中，所述零配件包括所述备胎；

所述喷码模组，位于所述装配行进线一侧的喷码工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述喷码工位时与所述运输车随行，将车辆信息喷印在所述待装配车辆上；其中，所述零配件包括所述车辆信息。

在其中一个实施例中，所述备胎模组包括：

备胎主体；

至少一备胎夹爪，设置在所述备胎主体上；

备胎驱动组件，设置在所述备胎主体上，分别与所述备胎夹爪、所述随行机构连接，用于驱动所述备胎夹爪夹持所述备胎并安装在所述待装配车辆上。

在其中一个实施例中，所述备胎模组还包括：

备胎检测模块，设置在所述备胎主体上，与所述备胎夹爪连接，用于采集所述备胎夹爪夹持的备胎的尺寸信息和距离信息中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述喷码模组包括：

喷码主体；

至少一喷码吸盘，设置在所述喷码主体上，用于在所述运输车到达所述喷码工位时，吸附在所述待装配车辆上；

至少一信息喷码组件，用于将所述车辆信息喷印在所述待装配车辆上；

喷码驱动组件，设置在所述喷码主体上，分别与所述信息喷码组件、所述随行机构连接，用于驱动所述信息喷码组件移动。

在其中一个实施例中，所述喷码模组还包括：

换行驱动组件，设置在所述喷码主体上，分别与所述信息喷码组件、所述喷码驱动组件连接，用于在所述喷码驱动组件驱动所述信息喷码组件回到喷码起始位置后，驱动所述信息喷码组件和所述喷码驱动组件换行。

在其中一个实施例中，所述装配模组包括预拧紧模组；其中，所述装配模组还包括：

拧紧模组，位于所述装配行进线一侧的拧紧工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述拧紧工位时与所述运输车随行，并拧紧所述轮胎及轮胎配件。

在其中一个实施例中，所述拧紧模组包括：

拧紧主体；

至少一拧紧夹持组件，设置在所述拧紧主体上；

至少一拧紧驱动组件，分别与所述拧紧夹持组件、所述随行机构连接，用于驱动所述拧紧夹持组件拧紧所述轮胎及轮胎配件。

在其中一个实施例中，所述拧紧模组还包括：

紧急撤退组件，与所述拧紧驱动组件连接，设置在所述拧紧主体上，用于在所述拧紧模组异常停止的情况下，控制所述拧紧驱动组件驱动所述拧紧夹持组件移动，以与所述运输车脱离。

在其中一个实施例中，所述轮胎配件包括轮毂和螺母；其中，所述预拧紧模组包括：

预拧紧主体；

螺母夹持模组，设置在所述预拧紧主体上，包括螺母夹持组件和螺母驱动组件，所述螺母夹持组件和所述螺母驱动组件连接，所述螺母夹持组件在所述螺母驱动组件的驱动下夹持所述螺母；

轮毂夹持模组，与所述螺母夹持模组固定连接，包括轮毂夹持组件和轮毂驱动组件，所述轮毂夹持组件和所述轮毂驱动组件连接，所述轮毂夹持组件在所述轮毂驱动组件的驱动下夹持所述轮毂；

轮胎夹持模组，设置在所述预拧紧主体上，包括轮胎夹持组件和轮胎驱动组件，所述轮胎夹持组件和所述轮胎驱动组件连接，所述轮胎夹持组件在所述轮胎驱动组件的驱动下夹持所述轮胎。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，随行机构位于装配行进线一侧的随行工位，由于随行机构能够在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，连接至运输车以跟随运输车移动，以及采集运输车的行进参数，因此，装配模组能够基于该行进参数，在运输车到达装配工位时与运输车随行，使得待装配车辆和装配模组之间保持相对静止，从而在待装配车辆不停止移动的前提下，也能够将零配件装配在待装配车辆上，由此实现了在车辆移动的同时完成车辆的自动装配即随行装配，而不需要在装配过程中频繁启停车辆，提高了装配效率，也保证了装配质量，从而能够满足车辆高效率高质量的生产需求。

附图说明

图1为一个实施例提供的车辆自动装配系统的结构示意图；

图2a为一个实施例提供的随行机构的部分结构示意图；

图2b为另一个实施例提供的随行机构的部分结构示意图；

图3为一个实施例提供的备胎模组的结构示意图；

图4为一个实施例提供的喷码模组的结构示意图；

图5为一个实施例提供的拧紧模组的结构示意图；

图6为一个实施例提供的预拧紧模组的结构示意图；

图7为另一个实施例提供的车辆自动装配系统的结构示意图；

图8为一个实施例提供的车辆自动装配方法的流程示意图；

图9a为一个实施例提供的车辆的结构示意图；

图9b为另一个实施例提供的车辆的结构示意图；

图9c为再一个实施例提供的车辆的结构示意图；

图9d为又一个实施例提供的车辆的结构示意图。

附图标号说明：

10，随行机构；20，装配模组；30，装配行进线；111，随行插销；112，插销驱动组件；121，位移检测模块；122，信息处理模块；123，参数传输模块；130，随行驱动模组；141，凹槽；142，固定板；210，预拧紧模组；220，备胎模组；230，喷码模组；240，拧紧模组；211，预拧紧主体；212，螺母夹持模组；213，轮毂夹持模组；214，轮胎夹持模组；221，备胎主体；222，备胎夹爪；223，备胎驱动组件；224，备胎检测模块；231，喷码主体；232，喷码吸盘；233，信息喷码组件；234，喷码驱动组件；235，换行驱动组件；241，拧紧主体；242，拧紧夹持组件；243，拧紧驱动组件；244，紧急撤退组件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参见图1，在一个实施例中，提供了一种车辆自动装配系统。该车辆自动装配系统包括随行机构10和装配模组20。其中，随行机构10位于装配行进线30一侧的随行工位。装配行进线30是指运输车承载待装配车辆行进的路线，可以是预先规划好的，在此不作任何限定。随行机构10用于在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，连接至运输车，以跟随运输车移动，以及采集运输车的行进参数。其中，运输车是指用于拖动待装配车辆在装配进行线30运行的小车，运输车可以为AGV（Automated Guided Vehicle）小车。行进参数用于标识待装配车辆的行进状态，包括但不限于速度、距离等。随行机构10可以有一个或多个，随行机构10的数量可以根据装配需求设定。示例性的，车辆自动装配系统包括两个随行机构10，各随行机构10分别位于装配行进线30两侧的随行工位，以同时进行两个随行装配任务，或者在其中一个随行机构10故障时，启动另一个随行机构10，以保证系统的正常运行。

装配模组20位于装配行进线30一侧的装配工位。在运输车行进方向上，装配工位位于随行工位之后。运输车承载待装配车辆行进至装配工位之前，已与随行机构10连接，以使随行机构10根据运输车同步行进。装配模组20与随行机构10连接，用于根据随行机构10采集的行进参数，在运输车到达装配工位时与运输车随行，也就是与运输车同步行进，以与待装配车辆保持相对静止，并将零配件安装在待装配车辆上。其中，零配件是指待装配到待装配车辆上的零配件，包括但不限于轮胎、轮毂、螺母、喷涂在车上的车辆信息等。示例性的，装配模组20可以设置在如六轴机器人的装配机器人上，可以根据各机器人负责装配的零配件设计对应的机器人结构，在此不做任何限定。装配模组20可以有一个或多个，装配模组20的数量可以根据装配需求设定，在此也不做任何限定。例如，在图1中，示出了两个装配模组20，这两个装配模组20分别设置在六轴机器人上，且两个装配模组20分别位于装配行进线30的两侧。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，随行机构10位于装配行进线30一侧的随行工位，由于随行机构10能够在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，连接至运输车以跟随运输车移动，以及采集运输车的行进参数，因此，装配模组20能够基于该行进参数，在运输车到达装配工位时与运输车随行，使得待装配车辆和装配模组20之间保持相对静止，从而在待装配车辆不停止移动的前提下，能够将零配件安装在车辆上，由此实现了在车辆移动的同时完成车辆的自动装配即随行装配，而不需要在装配过程中频繁启停车辆，提高了装配效率，也保证了装配质量，从而能够满足车辆高效率高质量的生产需求。

参阅图2a和图2b，图2a的随行主体（图中未用标号示出）通过凹槽141与图2b中的固定板142固定连接，构成一种随行机构10。在一个实施例中，随行机构10包括随行插销模组和随行采集模组。其中，随行插销模组用于在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，连接至运输车，以跟随运输车移动。随行采集模组分别与随行插销模组、装配模组20连接，随行采集模组用于采集运输车的行进参数，并将行进参数传输至装配模组20。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中随行机构10包括随行插销模组和随行采集模组。由于随行插销模组在运输车达到随行工位时，可连接至运输车，因此，使得随行机构10整个连接至运输车，通过运输车运动带动随行机构10移动。此外，由于随行采集模组与随行插销模组连接，因此，随行插销模组随运输车移动时能够带动随行采集模组运动，从而随行采集模组能够实时采集运输车的运行参数，以便将运输车的运行参数反馈至装配模组20，使得装配模组20能够根据运行参数与运输车承载的待装配车辆保持随行，从而实现随行装配。

请继续参阅图2a，在一个实施例中，随行插销模组包括随行插销111和插销驱动组件112。其中，随行插销111和插销驱动组件112连接，随行插销111用于在运输车承载待装配车辆到达随行工位时，通过插销驱动组件112驱动插入运输车的插销孔中，以连接运输车。基于此，随行插销111带动随行采集模组行进，以采集运输车的行进参数。示例性的，插销驱动组件112可以为插销气缸。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中随行机构10的随行插销模组包括随行插销111和插销驱动组件112。在运输车到达随行工位时，随行机构10通过插销驱动组件112驱动随行插销111伸出，插入运输车的插销孔中，使得随行机构10连接至运输车，以与运输车随行，从而装配模组20可以根据随行机构10反馈的运行参数与待装配车辆随行，以实现随行装配。

请继续参阅图2a和图2b，在一个实施例中，随行采集模组包括位移检测模块121、信息处理模块122和参数传输模块123。其中，位移检测模块121与随行插销模组连接，位移检测模块121用于在与运输车随行的过程中，采集运输车的行进信息。行进信息用于标识运输车的行进过程，包括但不限于行进速度、行进时长等。示例性的，位移检测模块121包括速度传感器、位移传感器、计时器等。

信息处理模块122与位移检测模块121连接，信息处理模块122用于对行进信息进行处理，获取运输车的行进参数。信息处理模块122可以具有数据处理性能。示例性的，信息处理模块122可以为主编码器。其中，行进信息可以看作由传感器等测量设备获取的物理量，行进参数可以看作由行进信息经过数据处理后得到的用于标识行进状态的物理量。示例性的，位移检测模块121采集运输车的行进速度和行进时长，信息处理模块122根据该行进速度和行进时长，可以计算得到运输车的行进距离。

参数传输模块123分别与信息处理模块122、装配模组20连接，参数传输模块123用于将从信息处理模块122获取的行进参数传输至装配模组20。参数传输模块123可以具有数据传输性能。示例性的，参数传输模块123可以为从编码器。参数传输模块123的数量可以根据装配模组20设置，在此不作任何限定。例如，参数传输模块123与装配模组20的数量相同，或者，参数传输模块123的数量与装配模组20的种类数量相同。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中随行机构10的随行采集模组包括位移检测模块121、信息处理模块122和参数传输模块123。通过位移检测模块121采集运输车的运行信息，并通过信息处理模块122对运行信息进行数据处理，得到运行参数，从而通过参数传输模块123将运行参数传输至装配模组20，使得装配模组20能够根据运行参数与运输车承载的待装配车辆保持相对静止，从而实现随行装配，以提高车辆自动装配效率和质量。

请继续参阅图2b，在一个实施例中，随行机构10还包括随行驱动模组130。示例性的，随行驱动模组130可以包括伺服电机和减速机。其中，随行驱动模组130与随行插销模组连接，随行驱动模组130用于在待装配车辆装配完成后，驱动随行插销模组带动随行采集模组一起回到随行工位处，等待下一个随行装配任务，使得随行机构10可以重复执行多个装配任务，实现对于随行机构10的重复利用，从而提高了车辆自动装配系统的实用性，降低了车辆自动装配成本。

请继续参阅图2a和图2b,在一个实施例中，运输车的行进参数包括行进距离、行进速度、摆动距离和摆动方向中的至少一种。示例性的，位移检测模块121可以包括速度传感器和计时器，其中，速度传感器可以采集运输车的行进速度，计时器可以采集运输车的行进时长，则信息处理模块122可以根据采集的运输车的行进速度和行进时长，计算运输车的行进距离。位移检测模块121可以包括位移传感器和计时器，其中，位移传感器可以采集运输车的行进距离，则信息处理模块122可以根据采集的运输车的行进距离和行进时长，计算运输车的行进速度。摆动距离是指运输车相对随行机构10的移动距离，摆动方向是指运输车相对随行机构10的移动方向。示例性的，摆动距离可以通过位移检测模块121采集得到，摆动方向可以根据随行插销111的伸缩确定。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中随行机构10与运输车随行的过程中，可以实时采集运输车的行进参数，如行进距离、行进速度、摆动距离和摆动方向，并将行进参数反馈至装配模组20，使得装配模组20能够根据行进参数如行进距离和行进速度与待装配车辆随行，以及根据行进参数如摆动距离和摆动方向调整姿态，以提高随行装配效率和质量。

请参阅图1，在一个实施例中，装配模组20可包括预拧紧模组、备胎模组和喷码模组中的至少一种。其中，预拧紧模组位于装配行进线30一侧的预拧紧工位。运输车在装配行进线30的行进方向上，随行工位在预拧紧工位之前。预拧紧模组与随行机构10连接，预拧紧模组用于根据运输车的行进参数，在运输车到达预拧紧工位时与运输车随行，并将轮胎及轮胎配件装配在待装配车辆上。其中，零配件可以包括轮胎及轮胎配件。示例性的，预拧紧模组可以将预先抓取的轮胎及轮胎配件安装在待装配车辆上，并进行预拧紧操作。其中，轮胎配件是指将轮胎装配到待装配车辆上所需的其他零配件，包括但不限于轮毂、螺母等。一个实施例中，预拧紧模组的数量可以根据待装配车辆的轮胎数量确定。另一实施例中，考虑到需要装配的零配件如轮胎一般在车辆两侧对称设置，可以设置两个预拧紧模组，分别位于装配行进线30两侧的预拧紧工位，分别用于在两侧将车辆所需的零配件如轮胎、轮毂、螺母等安装在车辆上，并进行预拧紧操作。预拧紧模组的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不作任何限定。

备胎模组位于装配行进线30一侧的备胎工位。运输车在装配行进线30的行进方向上，随行工位在备胎工位之前。备胎模组与随行机构10连接，备胎模组用于根据行进参数，在运输车到达备胎工位时与运输车随行，并将备胎安装在待装配车辆上。其中，零配件可以包括备胎，备胎可以是备胎模组预先抓取的轮胎。在一个实施例中，备胎模组的数量可以根据待装配车辆所需的备胎数量进行相应的设置。一般的，车辆所需的装配的备胎数量为一个，相应的，可以在装配行进线30一侧设置一个备胎模组。在另一个实施例中，备胎模组的数量可以设置为多个，以同时为多个待装配车辆装配备胎。例如，可以在装配行进线30两侧分别设置一个备胎模组，既可以同时为两辆待装配车辆装配备胎，也可以在一个备胎模组故障时，启用另一个备胎模组进行备胎装配。备胎模组的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不作任何限定。

喷码模组位于装配行进线30一侧的喷码工位。运输车在装配行进线30的行进方向上，随行工位在喷码工位之前。喷码模组与随行机构10连接，喷码模组用于根据行进参数，在运输车到达喷码工位时与运输车随行，并将车辆信息喷印在待装配车辆上。其中，零配件可以包括车辆信息，车辆信息用于标识待装配车辆的相关信息，包括但不限于质量信息、标识信息等。备胎模组的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不作任何限定。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中，装配模组20包括预拧紧模组、备胎模组和喷码模组中的至少一种。预拧紧模组可以在运输车到达预拧紧工位时，与运输车随行，并将预先抓取的轮胎及轮胎配件安装到待装配车辆上，从而实现了对于轮胎的自动随行装配，提高了轮胎的装配效率。备胎模组可以在运输车到达备胎工位时，与运输车随行，并将预先抓取的备胎安装到待装配车辆上，从而实现了对于备胎的自动随行装配，提高了备胎的装配效率。喷码模组可以在运输车到达喷码工位时，与运输车随行，并将车辆信息喷印在待装配车辆上，从而实现了对于车辆的自动随行喷码，提高了车辆喷码效率。

请参阅图3，在一个实施例中，备胎模组220包括备胎主体221、至少一备胎夹爪222和备胎驱动组件223。其中，备胎夹爪222设置在备胎主体221上。备胎夹爪222的数量可以根据备胎的尺寸、重量、夹爪的尺寸等因素进行设置，在此不作任何限定。示例性的，如图3所示，备胎模组220包括四个备胎夹爪222，图3中仅体现了三个备胎夹爪222。备胎驱动组件223设置在备胎主体221上，备胎驱动组件223分别与备胎夹爪222、随行机构10连接，备胎驱动组件223用于驱动备胎夹爪222夹持备胎并安装在待装配车辆上。备胎驱动组件223具有驱动性能，可以为电机、气缸等。示例性的，备胎驱动组件223可以为夹紧气缸。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中备胎模组220包括备胎主体221、至少一备胎夹爪222和备胎驱动组件223。备胎模组220通过备胎驱动组件223驱动备胎夹爪222夹持备胎，并将备胎安装在待装配车辆上，从而实现了备胎的自动装配，提高了车辆自动装配效率。

请继续参阅图3，在一个实施例中，备胎模组220还包括备胎检测模块224。备胎检测模块224设置在备胎主体221上，且备胎检测模块224与备胎夹爪222连接。备胎检测模块224用于采集备胎夹爪222夹持的备胎的尺寸信息和距离信息中的至少一种。示例性的，备胎检测模块224可以为在位检测传感器。尺寸信息用于标识被夹持的备胎的尺寸，包括但不限于备胎的外径、内径。距离信息用于标识被夹持的备胎相对于备胎检测模块224的距离。

在实际应用中，可以确定尺寸信息是否与待装配车辆所需备胎的尺寸信息一致。若尺寸信息一致，表明备胎夹爪222夹持的备胎为待装配车辆所需的备胎，可以安装在待装配车辆上。若尺寸信息不一致，表明备胎夹爪222夹持的备胎不是待装配车辆所需的备胎，需要重新抓取。另外，也可以确定距离信息是否在预设距离范围内。若距离信息在预设距离范围内，表明备胎夹爪222夹持性能正常，可以等待运输车行进至备胎工位时，对备胎进行安装。若距离信息不在预设距离范围内，表明备胎夹爪222异常，在此情况下，可以采取停止工作、报警等措施，工作人员可以介入进行原因排查。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中备胎模组220还包括备胎检测模块224。备胎检测模块224通过采集被夹持的备胎的尺寸信息和距离信息，从而根据尺寸信息确定被夹持的备胎是否为待装配车辆所需的备胎，以及根据距离信息检测备胎模组220是否异常，从而提高了备胎装配效率，保证了备胎装配质量。

请参阅图4，在一个实施例中，喷码模组230包括喷码主体231、至少一喷码吸盘232、至少一信息喷码组件233和喷码驱动组件234。其中，喷码吸盘232设置在喷码主体231上，喷码吸盘232用于在运输车到达喷码工位时，吸附在待装配车辆上，从而将喷码模组230吸附在待装配车辆上。喷码吸盘232的数量根据实际应用场景设置，在此不作任何限定。示例性的，如图4所示，喷码模组230包括两组八个喷码吸盘232，两组喷码吸盘232分别位于喷码主体231同面相对设置的两边。在实际应用中，喷码吸盘232可以与吸盘驱动组件（图中未示出）连接，通过吸盘驱动组件驱动喷码吸盘232移动，以吸附在待装配车辆上。示例性的，喷码吸盘232可以吸附在待装配车辆的车门上，从而将车辆信息喷印在车门上。

信息喷码组件233用于将车辆信息喷印在待装配车辆。示例性的，信息喷码组件233包括存储舱和喷码模块。其中，存储舱中存储有涂料。喷码模块与存储舱连接，用于将涂料喷涂在待装配车辆上，以将车辆信息喷印在待装配车辆上。示例性的，信息喷码组件233可以为喷码机。信息喷码组件233的数量可以根据实际喷码需求进行设置，在此不做任何限定。例如，图4示出了两个信息喷码组件233。喷码驱动组件234分别与信息喷码组件233、随行机构10连接，用于驱动信息喷码组件233移动，以及在完成一行喷码后，驱动信息喷码组件233回到喷码起始位置。示例性的，喷码驱动组件234可以为伺服电机。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中喷码模组230包括喷码主体231、至少一喷码吸盘232、至少一信息喷码组件233和喷码驱动组件234。在运输车到达喷码工位时，喷码模组230通过喷码吸盘232吸附在待装配车辆上，实现了与待装配车辆随行，继而通过喷码驱动组件234驱动信息喷码组件233将车辆信息喷印在待装配车辆上，从而实现了对于车辆的自动随行喷码，提高了车辆自动装配效率的同时，也保证了车辆自动装配质量。

请继续参阅图4，在一个实施例中，喷码模组230还包括换行驱动组件235。换行驱动组件235分别与信息喷码组件233、喷码驱动组件234连接，用于在喷码驱动组件234驱动信息喷码组件233回到喷码起始位置后，驱动信息喷码组件233和喷码驱动组件234换行，无需人工操作，提高了车辆自动喷码的智能性，从而提高了车辆自动装配的效率。

请参阅图1和图5，在一个实施例中，若装配模组20包括预拧紧模组，则装配模组20还可包括拧紧模组240。其中，拧紧模组240位于装配行进线30一侧的拧紧工位。运输车在装配行进线30的行进方向上，预拧紧工位在拧紧工位之前。拧紧模组240与随行机构10连接，拧紧模组240用于根据行进参数，在运输车到达拧紧工位时与运输车随行，并拧紧轮胎及轮胎配件，即对轮胎进行复紧。拧紧模组240与预拧紧模组配合运行。在一个实施例中，拧紧模组240的数量可以根据预拧紧模组的数量确定。在另一个实施例中，考虑到需要装配的轮胎一般在车辆两侧对称设置，可以设置两个拧紧模组240，分别位于装配行进线30两侧的拧紧工位，分别用于对已安装在车辆两侧的轮胎及轮胎配件如轮毂、螺母等进行拧紧操作。示例性的，拧紧模组240可以在预拧紧模组完成一次安装和预拧紧操作后，即可对已安装的轮胎及轮胎配件进行拧紧操作。例如，预拧紧模组在车辆前桥安装并预拧紧轮胎、轮毂和螺母后，拧紧模组240可以对安装在前桥的轮胎、轮毂和螺母进行拧紧，以完成对轮胎前桥的自动装配。拧紧模组240的数量实际可以根据装配需求进行设置，在此不作任何限定。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中装配模组20可包括拧紧模组240，通过拧紧模组240可以对预拧紧模组装配的轮胎及轮胎配件进行复紧操作，保证了轮胎的装配可靠性，从而提高了车辆自动装配质量。

请继续参阅图5，在一个实施例中，拧紧模组240包括拧紧主体241、至少一拧紧夹持组件242和至少一拧紧驱动组件243。其中，拧紧夹持组件242设置在拧紧主体241上。拧紧夹持组件242的数量可以根据待拧紧的配件数量确定，例如，在装配轮胎的过程中，拧紧夹持组件242的数量可以根据装配轮胎所需的螺母数量确定。示例性的，如图5所示，拧紧模组240包括五个拧紧夹持组件242。示例性的，拧紧夹持组件242可以为拧紧枪。

拧紧驱动组件243分别与拧紧夹持组件242、随行机构10连接，用于驱动拧紧夹持组件242拧紧预拧紧模组安装在待装配车辆上的轮胎及轮胎配件。示例性的，拧紧驱动组件243的数量与拧紧夹持组件242的数量对应，如图5所示，拧紧模组240包括五个拧紧驱动组件243，且各拧紧驱动组件243分别对应与拧紧夹持组件242连接。示例性的，拧紧驱动组件243可以为拧紧电机。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中拧紧模组240包括拧紧主体241、至少一拧紧夹持组件242和至少一拧紧驱动组件243。拧紧模组240通过拧紧驱动组件243驱动拧紧夹持组件242拧紧轮胎及轮胎配件，从而提高了轮胎自动装配质量。

请继续参阅图5，在一个实施例中，拧紧模组240还包括紧急撤退组件244。紧急撤退组件244与拧紧驱动组件243连接，紧急撤退组件244设置在拧紧主体241上，用于在拧紧模组240异常停止的情况下，控制拧紧驱动组件243驱动拧紧夹持组件242移动，以与运输车脱离，从而提高了对轮胎及轮胎配件进行复紧过程中的安全性。

请参阅图1和图6，在一个实施例中，轮胎配件包括轮毂和螺母。其中，装配模组20还可以包括预拧紧模组210。其中，预拧紧模组210包括预拧紧主体211、螺母夹持模组212、轮毂夹持模组213和轮胎夹持模组214。其中，螺母夹持模组212设置在预拧紧主体211上，螺母夹持模组212包括螺母夹持组件和螺母驱动组件。其中，螺母夹持组件和螺母驱动组件连接，螺母夹持组件在螺母驱动组件的驱动下夹持螺母。螺母夹持组件和螺母驱动组件的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不做任何限定。

轮毂夹持模组213与螺母夹持模组212固定连接，轮毂夹持模组213包括轮毂夹持组件和轮毂驱动组件。其中，轮毂夹持组件和轮毂驱动组件连接，轮毂夹持组件在轮毂驱动组件的驱动下夹持轮毂。轮毂夹持组件和轮毂驱动组件的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不做任何限定。

轮胎夹持模组214设置在预拧紧主体211上，轮胎夹持模组214包括轮胎夹持组件和轮胎驱动组件。其中，轮胎夹持组件和轮胎驱动组件连接，轮胎夹持组件在轮胎驱动组件的驱动下夹持轮胎。轮胎夹持组件和轮胎驱动的数量可以根据实际装配需求进行设置，在此不做任何限定。

上述实施例提供的车辆自动装配系统，其中预拧紧模组210包括预拧紧主体211、螺母夹持模组212、轮毂夹持模组213和轮胎夹持模组214。预拧紧模组210通过螺母夹持模组212夹持螺母、轮毂夹持模组213夹持轮毂以及轮胎夹持模组214夹持轮胎，并将螺母、轮毂和轮胎装配到待装配车辆上，从而实现了轮胎的自动装配。

在一个实施例中，车辆自动装配系统还可以包括粗导向模组。其中，粗导向模组安装在装配行进线的进口位置，当运输车到达装配进口位置时，粗导向模组对待装配车辆的预设部位进行拍照，从而指导整个车辆自动装配系统修正位置。示例性的，粗导向模组可以为粗定位相机。基于此，进一步提高了车辆自动装配质量。

在一个实施例中，请参阅图7，车辆自动装配系统的装配模组20，可包括预拧紧模组210、拧紧模组240、备胎模组220和喷码模组230，还可以包括3D视觉相机。其中，3D视觉相机安装在装配主体即预拧紧主体211、拧紧主体241、备胎主体221以及喷码主体231上，用于对待装配车辆进行拍照，并获取装配位置，装配模组20从而可以根据该装配位置将零配件装配在待装配车辆上。

在一个实施例中，车辆自动装配系统还可以包括螺母全自动上料机构和分度盘。其中，螺母全自动上料机构设置在输送线上方，并在预拧紧工位并排的位置，螺母全自动上料机构通过气缸将螺母从台阶一阶一阶送到皮带上，皮带线将螺母送到分度盘。分度盘通过切料气缸将螺母一个切入到分度盘上，分布盘通过伺服电机旋转，将螺母一个个带入的合适位置。基于此，供预拧紧模组210、备胎模组220来取料安装，进一步提高了车辆自动装配效率。

在一个实施例中，车辆自动装配系统还可以包括轮毂上料机构。其中，轮毂上料机构设置在装配行进线30的两侧，协作机器人在伺服模组上移动到有料的托盘位，用气缸夹爪将车轮盖逐个从托盘上取下，放到轮毂指定托板上，供预拧紧机器人来取料安装，进一步提高了车辆自动装配效率。

为了更好的理解上述车辆自动装配系统，下面结合车辆装配场景进行说明。请继续参考图7，该车辆自动装配系统包括：两个随行机构10、两个预拧紧机器人、两个拧紧机器人、一个备胎机器人和一个喷码机器人。其中，随行机构10的具体结构可参见图2a和图2b及相关内容，在此不再赘述。预拧紧机器人包括图6所示的预拧紧模组210，拧紧机器人包括图5所示的拧紧模组240，备胎机器人包括图3所示的备胎模组220，喷码机器人包括图4所示的喷码模组230，具体结构可参见图3-图6及相关内容，在此不再赘述。AGV小车承载待装配车辆在装配行进线30上运行。下面结合图8以及图9a-图9d所示的待装配车辆的四种车型，对车辆自动装配的过程进行介绍。其中，图9a所示待装配车辆为4*2（7胎）车型，图9b所示待装配车辆为6*2（9胎）车型，图9c所示待装配车辆为6*4（11胎）车型，图9d所示待装配车辆为8*4（13胎）车型。

S810：零配件抓取。

具体地，AGV小车承载着商用车底盘到达自动装配工作站零点位置时，AGV中控系统向自动装配工作站传递车辆识别码（Vehicle Identification Number, VIN）。自动装配工作站接到VIN信息后，将VIN信息上报至机械中控进行校验。若机械中控校核VIN信息有误，进行报警。如机械中控校核VIN信息无误，将装配信息如车型码、车辆类型、驱动形式、轮胎信息、螺母信息、轴距信息等下发给自动装配工作站。自动装配工作站接到机械中控发送的车辆信息后，预拧紧机器人按先后顺序抓取螺母、轮毂和轮胎，在设定的预拧紧工位待命。若螺母抓取数量不足，预拧紧机器人将抓取的螺母送至螺母失败（Not Good, NG）台上，重新抓取。

S820：随行机构10与AGV小车随行。

具体地，AGV小车承载着商用车底盘到达自动装配工作站零点位置时，AGV中控系统开始向自动装配工作站传递位置信息。当AGV小车行走至指定范围内，触发自动装配工作站内的光电开关，随行机构10与AGV小车连为一体，并与AGV小车开始随行。

S830：前一桥轮胎装配（适用于所有车型）。

具体地，随行机构10通过主编码器实时获取AGV小车的行进速度，并计算行进距离。然后，通过从编码器将行进速度和行进距离实时发送至机器人系统。当随行机构10行进至预拧紧工位即行进设定距离后，触发各预拧紧机器人开始随行。当预拧紧机器人速度与AGV小车速度一致后，3D视觉相机开始拍照，获取前一桥螺柱的三维位置。3D视觉相机将前一桥螺柱的三维信息传递至预拧紧机器人，预拧紧机器人调整姿态，将夹持的轮胎装入车桥螺柱。预拧紧机器人通过行进的位置信息，告知可编程控制器（Programmable logicController, PLC）起动各预拧紧机器人。预拧紧机器人通过设定的扭矩和角度信息，判断预紧合格后，将合格信息传递至机器人系统，预拧紧机器人松开夹爪，根据前面获取的信息执行下一个作业任务。

S840：前二桥轮胎装配（适用为8*4车型和6*2车型），与前一桥轮胎装配流程相同。

S850：中桥轮胎装配（适用车型为6*4车型和8*4车型）。

装内胎。预拧紧机器人抓取下一个轮胎，并在指定位置待命，执行S830。

装外胎。预拧紧机器人按顺序抓取螺母和轮胎，并在指定位置待命，执行S830。

S860：后桥轮胎装配。

具体地，双轮形式的后桥轮胎装配（后桥适用车型为4*2车型、6*2车型、6*4车型、8*4车型）同S850中桥轮胎装配。单轮形式的后桥轮胎装配同S830前一桥轮胎装配。

S870：轮胎复紧。

具体地，随行机构10通过主编码器实时获取AGV小车的行进速度，并计算行进距离，并将行进速度和行进距离实时发送至机器人系统，当随行机构10行进至拧紧工位即设定距离后，触发各拧紧机器人开始随行。当拧紧机器人与AGV小车速度一致后，3D视觉相机开始拍照，获取轮胎螺母的三维位置。3D视觉相机将轮胎螺母的三维信息传递至机器人系统，拧紧机器人220调整姿态，进行拧紧，拧紧合格后，撤出拧紧枪，并将拧紧信息上传至拧紧中控。直至完成所有车桥轮胎螺母的拧紧。当自动装配工作站进入第二辆车时，另一个的随行机构10启用，按以上步骤进装配和拧紧。

S880：备胎装配。

牵引车备胎。

a.当备胎输送至输送线设定位置时，触发光电开关，备胎机器人的3D视觉相机进行拍照，获取轮胎的三维位置。

b.3D视觉相机将备胎的三维信息传递至机器人系统，备胎机器人调整姿态，抓取备胎，移动至设定位置。

c.当AGV小车行驶至设定位置时，触发光电开关，备胎机器人移动至车辆中轴线设定位置。

d.当AGV小车进入设定区域后，备胎机器人的伺服电机和读码器开始工作，通过网线实时从AGV中控系统获取AGV小车的行进速度和行进位置，当AGV小车行进至备胎工位的设定位置后，备胎机器人开始随行。

e.当备胎机器人速度与AGV小车速度一致后，3D视觉相机开始拍照，获取备胎支架的三维位置。

f.3D视觉相机将备胎支架的三维信息传递至机器人系统，备胎机器人调整姿态，将备胎装配在备胎支架上。

载货车备胎。输送线将轮胎输送至输送线线尾，由人工吊取装配。

S890：自动喷码。

具体地，随行机构10通过主编码器实时获取AGV小车的行进速度，并计算行进距离，并将行进速度和行进距离实时发送至机器人系统，当随行机构10行进至设定距离后，触发喷码机器人开始随行。当喷码机器人速度与AGV小车速度一致后，3D视觉相机开始拍照，获取车门下装饰板三维位置信息。3D视觉相机将车门下装饰板的三维信息传递至机器人系统，喷码机器人调整喷码机的姿态后，将信息传递至喷码系统。喷码系统接到机器人的到位信息后，开始喷码，喷码结束后，将结束信息传递至机器人系统。喷码机器人接到喷码结束信息后运行至初始位置。

以上所述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发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种车辆自动装配系统，其特征在于，所述车辆自动装配系统包括：

随行机构，位于装配行进线一侧的随行工位，用于采集运输车的行进参数；其中，所述随行机构包括随行插销模组，所述随行插销模组用于在运输车承载待装配车辆到达所述随行工位时，连接至所述运输车，以跟随所述运输车移动；

预拧紧模组，位于所述装配行进线一侧的预拧紧工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述预拧紧工位时与所述运输车随行，并将预先抓取的轮胎及轮胎配件安装在所述待装配车辆上；

拧紧模组，位于所述装配行进线一侧的拧紧工位，其中，所述拧紧模组包括拧紧主体、紧急撤退组件和至少一拧紧夹持组件、至少一拧紧驱动组件，其中，所述拧紧夹持组件设置在所述拧紧主体上；

所述拧紧驱动组件分别与所述拧紧夹持组件、所述随行机构连接，用于驱动所述拧紧夹持组件拧紧所述轮胎及轮胎配件；

所述紧急撤退组件，与所述拧紧驱动组件连接，设置在所述拧紧主体上，用于在所述拧紧模组异常停止的情况下，控制所述拧紧驱动组件驱动所述拧紧夹持组件移动，以与所述运输车脱离。

2.根据权利要求1所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述随行机构还包括：

随行采集模组，分别与所述随行插销模组、所述预拧紧模组连接，用于采集所述运输车的行进参数，并将所述行进参数传输至所述预拧紧模组。

3.根据权利要求2所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述随行插销模组包括：随行插销和插销驱动组件，所述随行插销和所述插销驱动组件连接，所述随行插销用于在所述运输车承载所述待装配车辆到达所述随行工位时，通过所述插销驱动组件驱动插入所述运输车的插销孔中，以连接所述运输车。

4.根据权利要求2所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述随行采集模组包括：

位移检测模块，与所述随行插销模组连接，用于在与所述运输车随行的过程中，采集所述运输车的行进信息；

信息处理模块，与所述位移检测模块连接，用于对所述行进信息进行处理，获取所述运输车的行进参数；

参数传输模块，分别与所述信息处理模块、所述预拧紧模组连接，用于将从所述信息处理模块获取的所述行进参数传输至所述预拧紧模组。

5.根据权利要求2-4任一项所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述随行机构还包括：

随行驱动模组，与所述随行插销模组连接，用于在所述待装配车辆装配完成后，驱动所述随行插销模组回到所述随行工位处。

6.根据权利要求1所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述行进参数包括行进距离、行进速度、摆动距离和摆动方向中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述车辆自动装配系统还包括备胎模组和喷码模组中的至少一种；其中，

所述备胎模组，位于所述装配行进线一侧的备胎工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述备胎工位时与所述运输车随行，并将预先抓取的备胎安装在所述待装配车辆上；

所述喷码模组，位于所述装配行进线一侧的喷码工位，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述喷码工位时与所述运输车随行，将车辆信息喷印在所述待装配车辆上。

8.根据权利要求7所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述备胎模组包括：

备胎主体；

至少一备胎夹爪，设置在所述备胎主体上；

备胎驱动组件，设置在所述备胎主体上，分别与所述备胎夹爪、所述随行机构连接，用于驱动所述备胎夹爪夹持所述备胎并安装在所述待装配车辆上。

9.根据权利要求8所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述备胎模组还包括：

备胎检测模块，设置在所述备胎主体上，与所述备胎夹爪连接，用于采集所述备胎夹爪夹持的备胎的尺寸信息和距离信息中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述喷码模组包括：

喷码主体；

至少一喷码吸盘，设置在所述喷码主体上，用于在所述运输车到达所述喷码工位时，吸附在所述待装配车辆上；

至少一信息喷码组件，用于将所述车辆信息喷印在所述待装配车辆上；

喷码驱动组件，设置在所述喷码主体上，分别与所述信息喷码组件、所述随行机构连接，用于驱动所述信息喷码组件移动。

11.根据权利要求10所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述喷码模组还包括：

换行驱动组件，设置在所述喷码主体上，分别与所述信息喷码组件、所述喷码驱动组件连接，用于在所述喷码驱动组件驱动所述信息喷码组件回到喷码起始位置后，驱动所述信息喷码组件和所述喷码驱动组件换行。

12.根据权利要求1所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述拧紧模组，与所述随行机构连接，用于根据所述行进参数，在所述运输车到达所述拧紧工位时与所述运输车随行，并拧紧所述轮胎及轮胎配件。

13.根据权利要求7所述的车辆自动装配系统，其特征在于，所述轮胎配件包括轮毂和螺母；其中，所述预拧紧模组包括：

预拧紧主体；

螺母夹持模组，设置在所述预拧紧主体上，包括螺母夹持组件和螺母驱动组件，所述螺母夹持组件和所述螺母驱动组件连接，所述螺母夹持组件在所述螺母驱动组件的驱动下夹持所述螺母；

轮毂夹持模组，与所述螺母夹持模组固定连接，包括轮毂夹持组件和轮毂驱动组件，所述轮毂夹持组件和所述轮毂驱动组件连接，所述轮毂夹持组件在所述轮毂驱动组件的驱动下夹持所述轮毂；

轮胎夹持模组，设置在所述预拧紧主体上，包括轮胎夹持组件和轮胎驱动组件，所述轮胎夹持组件和所述轮胎驱动组件连接，所述轮胎夹持组件在所述轮胎驱动组件的驱动下夹持所述轮胎。

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