CN115973310A - 自动装配总装前端框架的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动装配总装前端框架的系统及方法，其中系统包括：人工补料位、AGV等待位、分装装配区、料区、总成装配区和人工装配区；人工补料位为AGV补零部件，通过防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误；分装装配区装配为第一总成，料区包括上件料箱区和下件料箱区，总成装配区进一步装配第二总成；人工装配区为手动安装工位，需手动完成装配零部件手动安装在第二总成上，完成总装前端框架的最后装配；最后将前端框架总成送入下件料箱区的下件料箱中；本发明解决了汽车总装工艺中，前端框架纯手动生产模式，提升了自动化率；本发明开发防呆安装、工业与协作机器人混用生产、倒钉自动安装等全新技术，实现了自动装配总装前端框架。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆组装生产线技术领域，尤其涉及一种自动装配总装前端框架的系统及方法。
背景技术
总装是汽车传统四大工艺中自动化率最低、工人数量最多、零件材质/种类最多的工艺，为持续优化成本，提升总装工艺自动化率，增加产品一致性，降低工人工作强度等原因，将总装传统工艺中部分纯手动工艺开发出自动工艺，逐步提升总装整体自动化率，并倒逼总装产品设计时逐步向自动生产优化，最终降低主机厂生产运营成本，提升企业自身竞争力。
前端框架是由通风模块、散热器、冷凝器、增压空气冷却器等为主组成的冷却模块及总成框架、保险杠、保险杠前海绵、喇叭、导流板、前盖盖锁、开锁扳手、前照灯支架、外部温度传感器、碰撞传感器等五十余零件组成大型总成，某主机厂中大型豪华轿车30JPH总装工艺举例，通常需要360-400m2的生产面积以及单班12-15人，双班24-30人进行纯手工连续生产。其存在手工生产线常见问题，工人劳动强度较大、产品一致性不好且生产成本较高。工作要求熟练度高，一旦有离职现象会影响后续一段时间良品率及生产速度。例如工人手工将冷却模块(约15kg)安装在总成框架上，工人视野不好，红色辅具无定位，冷却模块过重。工人对冷却模块上橡胶件进行干涉变形安装，需要非常熟练才可轻松快速在节拍内将橡胶件变形挤压入孔内；以上问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动装配总装前端框架的系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动装配总装前端框架的系统，包括：
人工补料位，人工补料位设置有防呆检测系统，当AGV进入所述人工补料位后，在AGV上的预设位置相应地摆放待安装的零部件，并且通过所述防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误；
AGV等待位，检测摆放的零部件无误则将所述AGV驶离人工补料位，并驶入AGV等待位；
分装装配区，所述AGV从所述AGV等待位驶入所述分装装配区后，在所述分装装配区将所述AGV上相应的所述零部件装配为第一总成，并将所述第一总成装入所述AGV中，AGV驶出分装装配区；
料区，所述料区包括上件料箱区和下件料箱区，其中，所述上件料箱区用于存放组装前端框架总成所需的总成框架，下件料箱区用于存放完成组装工作的前端框架总成；
总成装配区，驶出分装装配区的所述AGV驶入所述总成装配区，将所述上件料箱区存放的所述总成框架、所述AGV上的第一总成以及所述AGV上相应的零部件在所述总成装配区进一步装配为第二总成；
人工装配区，所述人工装配区为手动安装工位，将所述第二总成送入所述人工装配区，与需手动完成装配的部分零部件组装在一起，完成前端框架总成的最后装配；
将完成最后装配的所述前端框架总成送入所述下件料箱区的下件料箱中。
进一步地，还包括：
控制系统，所述防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误，如果无误，则发出合格信号，所述控制系统接收合格信号生成控制指令，AGV接收到控制指令将所述AGV驶入AGV等待位；
多个上件位，多个上件位按照工艺流程的顺序设置，上件位用于停放AGV，上件位还包括检测单元，所述检测单元用于检测AGV上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
机器人，控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
多个夹具平台，多个夹具平台与多个上件位一一对应设置，夹具平台用于相应的放置当前区域需组装的零部件，并在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV上预设的位置。
进一步地，机器人包括：
工业机器人，工业机器人用于移送零部件；
协作机器人，协作机器人用于将组装好的零部件进行紧固。
进一步地，所述防呆检测系统包括：
显示装置，所述显示装置用于指导正确的安装零部件到所述AGV上相应的位置；
视觉相机，所述视觉相机用于确认所述零部件在所述AGV上安装完成，并且确认安装位置是否无误；
警报装置，若通过所述视觉相机检测所述零部件在所述AGV上摆放位置有误时，警报装置报警提示，如果摆放位置正确，则所述AGV驶入所述AGV等待位。
进一步地，所述分装装配区具有上件位、机器人和夹具平台；其中，上件位包括第一分装上件位和第二分装上件位；夹具平台包括第一分装装配位和第二分装装配位；机器人包括第一分装机器人和第二分装机器人；当AGV从AGV等待位驶入第一分装上件位后，第一分装机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件在第一分装装配位上组装为第一组件，并将第一组件移送回AGV上，然后AGV驶入第二分装上件位，第二分装机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件以及第一组件在第二分装装配位上组装为第二组件，所述第二组件即为所述第一总成，第二分装机器人将第一总成移送回AGV上。
进一步地，所述总成装配区具有上件位、机器人和夹具平台；其中，上件位包括：第一总成上件位、第二总成上件位和第三总成上件位；夹具平台包括第一总成装配位、第二总成装配位和第三总成装配位；机器人包括第一总成机器人、第二总成机器人和第三总成机器人；当AGV从第二分装上件位驶离并进入第一总成上件位后，第一总成机器人抓取上件料箱区的总成框架、AGV上的第二组件和AGV上本区域需组装的零部件，并送入第一总成装配位上组装为第三组件，并将第三组件移送回AGV上，然后AGV驶入第二总成上件位，第二总成机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件在第二总成装配位上组装为第四组件，并将第四组件移送回AGV上，然后AGV驶入第三总成上件位，第三总成机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件以及第四组件在第三总成装配位上组装为第五组件，所述第五组件即为所述第二总成，AGV驶离第三总成上件位并返回人工补料位。
进一步地，人工装配区包括：
人工工作台，人工工作台设置有多个手动安装工位和完成按钮；
手动装具，多个手动安装工位均设置有手动装具；
第三总成机器人从第三总成装配位上抓取第二总成送入人工工作台，通过手动装具将需手动安装的零部件安装在第二总成，完成前端框架总成的全部组装，完成全部组装后触发完成按钮，向控制系统发送完成安装信号，控制系统接收完成安装信号生成控制命令，控制命令发送给第三总成机器人，第三机器人接收控制命令，将前端框架总成从人工工作台取下送入下件料箱区存放。
另一方面，提供了一种自动装配总装前端框架的方法，包括：
检测人工补料位摆放的零部件是否无误；
如果人工补料位摆放的零部件无误，则向控制系统发送摆放正确信号，控制系统根据摆放正确信号生成控制指令，AGV接收控制指令后将AGV驶入AGV等待位；
如果检测人工补料位摆放的零部件有误，则触发警报装置，重新调整AGV上两零部件的摆放位置，直至人工补料位摆放的零部件无误；
AGV从AGV等待位进入相应的下一个上件位，检测AGV上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV上预设的位置，控制系统控制AGV驶入相应的下一个上件位。
进一步地，包括：
AGV等待位与多个上件位按照工艺流程的顺序设置，AGV等待位相应的下一个上件位的AGV驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至AGV等待位的AGV，控制AGV等待位的AGV驶离AGV等待位，并驶入相应的下一个上件位；
当前上件位与相应的下一个上件位均具有AGV，下一个上件位的AGV驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至当前上件位，检测当前上件位的AGV是否符合驶离当前上件位的条件，如果符合条件则当前上件位的AGV按照控制指令驶离当前上件位并驶入相应的下一个上件位。
进一步地，通过显示装置指导正确的安装零部件到所述AGV上相应的位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了汽车总装工艺中，前端框架纯手动生产模式，提升了自动化率；本发明开发防呆安装、工业与协作机器人混用生产、倒钉自动安装等全新技术，实现了自动装配总装前端框架。
附图说明
图1为本发明实施例中一种自动装配总装前端框架的系统示意图；
图2为本发明实施例中一种自动装配总装前端框架的系统另一示意图；
图3为本发明实施例中人工补料位AGV上层零部件摆放示意图；
图4为本发明实施例中人工补料位AGV上层零部件摆放示意图；
图5为本发明实施例中第一分装装配位相应零部件组装为第一组件示意图；
图6为本发明实施例中第二分装装配位相应零部件组装为第二组件示意图；
图7为本发明实施例中第一总成装配位相应零部件组装为第三组件示意图；
图8为本发明实施例中第二总成装配位相应零部件组装为第四组件示意图；
图9为本发明实施例中第三总成装配位相应零部件组装为第五组件示意图；
图10为本发明实施例中人工工作台相应零部件组装完成前端框架总成示意图；
图中：100、人工补料位；200、AGV等待位；300、分装装配区；400、总成装配区；500、上件料箱区；600、下件料箱区；700、人工装配区；800、AGV；900、人工装配区；110、防呆检测系统；310、第一分装装配区；320、第二分装装配区；410、；420、；430、；910、人工工作台；920、手动装具；111、显示装置；112、视觉相机；113、警报装置；311、第一分装上件位；312、第一分装装配位；313、第一分装机器人；321、第二分装上件位；322、第二分装装配位；323、第二分装机器人；411、第一总成上件位；412、第一总成装配位；413、第一总成机器人；421、第二总成上件位；422、第二总成装配位；423、第二总成机器人；431、第三总成上件位；432、第三总成装配位；433、第三总成机器人；911、完成按钮；3131、工业机器人；3132、工业机器人；3231、工业机器人；3232、协作机器人；3233、协作机器人；4131、七轴机器人；4132、工业机器人；4133、协作机器人；4134、协作机器人；4231、七轴机器人；4232、协作机器人；4233、工业机器人；4331、工业机器人；4332、工业机器人；A、倒钉振料盘；B、倒钉振料盘；C、正钉振料盘；D、正钉振料盘；E、正钉振料盘；F、正钉振料盘；G、正钉振料盘；J、固定相机；K、固定相机；L、固定相机。
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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种自动装配总装前端框架的系统，包括：
人工补料位100，人工补料位设置有防呆检测系统110，当AGV800进入所述人工补料位后，在AGV800上的预设位置相应地摆放待安装的零部件，并且通过所述防呆检测系统110检测摆放的零部件是否无误；
AGV等待位200，检测摆放的零部件无误则将所述AGV800驶离人工补料位100，并驶入AGV等待位200；
分装装配区300，所述AGV800从所述AGV等待位200驶入所述分装装配区300后，在所述分装装配区300将所述AGV800上相应的所述零部件装配为第一总成，并将所述第一总成装入所述AGV800中，AGV800驶出分装装配区300；
料区，所述料区包括上件料箱区500和下件料箱区600，其中，所述上件料箱区500用于存放组装前端框架总成所需的总成框架，下件料箱区600用于存放完成组装工作的前端框架总成；
具体地，上件料箱区500具有总成框架上件料箱以及下件料箱区600前端框架总成下件料箱均有轮子，可通过人工或叉车进行转运，上件料箱区500和下件料箱区600每个位置均有一套地面料口，料口通过易钉得安装在地面上。
总成装配区400，驶出分装装配区300的所述AGV800驶入所述总成装配区400，将所述上件料箱区500存放的所述总成框架、所述AGV800上的第一总成以及所述AGV800上相应的零部件在所述总成装配区400进一步装配为第二总成；
人工装配区700，所述人工装配区700为手动安装工位，将所述第二总成送入所述人工装配区700，与需手动完成装配的部分零部件组装在一起，完成前端框架总成的最后装配；
将完成最后装配的所述前端框架总成送入所述下件料箱区600，将所述前端框架总成装入下件料箱区600的下件料箱中。
上述实施例中，在人工补料位100使用AGV托盘准备1量份零部件，运动到各个装配工位上件，满足有限面积、装配工位、多种车型混流生产的情况下，数量为装配工位8-20倍零件种类的自动上件问题；AGV具有运行轨道，在轨道内逆时针通过舵轮循环移动，在各个停止位停止，配合工位进行上件、转运等工作。
可选地，还包括：
控制系统，所述防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误，如果无误，则发出合格信号，所述控制系统接收合格信号生成控制指令，AGV接收到控制指令将所述AGV驶入AGV等待位；
多个上件位，多个上件位按照工艺流程的顺序分别设置于分装装配区300和总成装配区400，上件位用于停放AGV800，上件位还包括检测单元，所述检测单元用于检测AGV800上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
机器人，控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV800中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
多个夹具平台，多个夹具平台与多个上件位一一对应设置，夹具平台用于相应的放置当前区域需组装的零部件，并在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV800上预设的位置。
上述实施例中，使用2D或3D相机视觉拍照实现对软性、精度较差零件的抓放件引导、装配及装配、拧紧后的检查。进一步提高自动化率及准确性。
可选地，机器人包括：
工业机器人，工业机器人用于移送零部件；
协作机器人，协作机器人用于将组装好的零部件进行紧固。
上述实施例中，工业机器人与协作机器人混用，进行仿真、调试，使用工业机器人抓对大型零件进行抓放件，使用协作机器人进行对品种繁多形状各异小型件进行安装，及拧紧、铆接、检查等工作，协作机器人体积小，安装形式多样，有效提高机器人密度及使用率，降低占用面积；机器人大量使用柔性电爪，通过其位置、夹紧力伺服设置，可以通过逻辑顺序编程实现对不同材质、形状的前端框架小型件进行抓持放置及安装，解决了数量众多、形状各异零件的自动上件问题。机器人使用2D或3D相机视觉拍照实现对软性、精度较差零件的抓放件引导、装配及装配、拧紧后的检查。进一步提高自动化率及准确性。使用倒钉振料盘+升降固定拧紧枪实现产品底部机器人无法可达特殊螺钉进行拧紧，保证了自动工艺的连续性，减少了人工干涉的环境；工业机器人通过螺栓连接在机器人底座上，底座通过化学锚栓安装在地面。
可选地，所述防呆检测系统110包括：
显示装置111，所述显示装置用于指导正确的安装零部件到所述AGV800上相应的位置；
具体地，显示装置111优选投影仪和电视，通过投影仪投影及电视画面的指导，可以帮助工人对30类，50余种(3车型为例)零件的上件起到引导帮助，并且通过对AGV托盘区分不同层，确定每层最后的所上零件，并以此为视觉检测触发信号对该层零件进行视觉检查，提高工人上件速度，确保了零件种类、位置准确性。
视觉相机112，所述视觉相机用于确认所述零部件在所述AGV上安装完成，并且确认安装位置是否无误；
警报装置113，若通过所述视觉相机检测所述零部件在所述AGV800上摆放位置有误时，警报装置113报警提示，如果摆放位置正确，则所述AGV800驶入所述AGV等待位200。
上述实施例中，防呆检测系统110包含1台电视、1个投影仪、4个2D相机及1套工控机。其中1台电视直接安装在落地电视支架上，与地面无固定，可移动。其余投影仪、2D相机及工控机通过螺栓固定安装在厂房空中钢构反吊的铝型材支架上，距离地面2.5高度。
可选地，所述分装装配区300具有上件位、机器人和夹具平台；所述分装装配区300包括第一分装装配区310和第二分装装配区320，其中，上件位包括第一分装上件位311和第二分装上件位321；夹具平台包括第一分装装配位312和第二分装装配位322；机器人包括第一分装机器人313和第二分装机器人323，第一分装上件位311、第一分装装配位312和第一分装机器人313属于第一分装装配区310，第二分装上件位321、第二分装装配位322和第二分装机器人323属于第二分装上件位321；当AGV800从AGV等待位200驶入第一分装上件位310后，第一分装机器人313将AGV800上本区域需组装的所述零部件在第一分装装配位312上组装为第一组件，并将第一组件移送回AGV800上，然后AGV800驶入第二分装上件位321，第二分装机器人323将AGV800上本区域需组装的所述零部件以及第一组件在第二分装装配位322上组装为第二组件，所述第二组件即为所述第一总成，第二分装机器人将第一总成移送回AGV800上。
上述实施例中，夹具平台为两面转台，转台上有对应车型夹具，夹具通过螺钉安装在转台上，转台通过化学锚栓安装在地面。A/B为倒钉振料盘，通过易钉得安装在地面。a/b为固定拧紧枪，安装在升降滑台上，滑台通过易钉得安装在地面上。
可选地，所述总成装配区400具有上件位、机器人和夹具平台；总成装配区400包括第一总成装配区410、第二总成装配区420和第三总成装配区430；其中，上件位包括：第一总成上件位411、第二总成上件位421和第三总成上件位431；夹具平台包括第一总成装配位412、第二总成装配位422和第三总成装配位432；机器人包括第一总成机器人413、第二总成机器人423和第三总成机器人433，第一总成上件位411、第一总成装配位412和第一总成机器人413属于第一总成装配区410，第二总成上件位421、第二总成装配位422和第二总成机器人423属于第二总成装配区420，第三总成上件位431、第三总成装配位432和第三总成机器人433属于第三总成装配区430；当AGV800从第二分装上件位321驶离并进入第一总成上件位411后，第一总成机器人413抓取上件料箱区500的总成框架、AGV800上的第二组件和AGV800上本区域需组装的零部件，并送入第一总成装配位412上组装为第三组件，并将第三组件移送回AGV800上，然后AGV800驶入第二总成上件位421，第二总成机器人423将AGV800上本区域需组装的所述零部件在第二总成装配位422上组装为第四组件，并将第四组件移送回AGV800上，然后AGV800驶入第三总成上件位431，第三总成机器人433将AGV上本区域需组装的所述零部件以及第四组件在第三总成装配位432上组装为第五组件，所述第五组件即为所述第二总成，AGV800驶离第三总成上件位431并返回人工补料位100。
上述实施例中，C/D/E/F/G正钉振料盘通过易钉得安装在地面上。J/K/L为固定相机安装在L型铝合金型材框架上，通过易钉得安装在地面上。第一总成装配位412、第二总成装配位422和第三总成装配位432为双面转毂，转毂上有对应车型夹具，夹具通过螺钉安装在转毂上，转毂通过化学锚栓安装在地面。还包括机器人七轴，通过化学锚栓安装在地面上，七轴机器人4131、4231通过螺钉安装在机器人七轴的托盘上。
夹具平台实际情况使用占地面积较小的转台或转毂，保证了2-3种一定数量的不同车型柔性生产，同时实现了最小面积生产，在30-50jph节拍情况下基本可以在原先手动产线面积下实现自动产线的生产。
可选地，人工装配区900包括：
人工工作台910，人工工作台设置有多个手动安装工位和完成按钮911；
手动装具920，多个手动安装工位均设置有手动装具920；
第三总成机器人433从第三总成装配位432上抓取第二总成送入人工工作台910，通过手动装具920将需手动安装的零部件安装在第二总成，完成前端框架总成的全部组装，完成全部组装后触发完成按钮911，向控制系统发送完成安装信号，控制系统接收完成安装信号生成控制命令，控制命令发送给第三总成机器人433，第三机器人433接收控制命令，将前端框架总成从人工工作台910取下送入下件料箱区600存放。
上述实施例中，手动安装工位均有一套手动装具，装具通过易钉得安装在地面上。
另一方面，提供了一种自动装配总装前端框架的方法，包括：
检测人工补料位100摆放的零部件是否无误；
如果人工补料位100摆放的零部件无误，则向控制系统发送摆放正确信号，控制系统根据摆放正确信号生成控制指令，AGV800接收控制指令后将AGV800驶入AGV等待位200；
如果检测人工补料位100摆放的零部件有误，则触发警报装置113，重新调整AGV800上两零部件的摆放位置，直至人工补料位100摆放的零部件无误；
AGV800从AGV等待位200进入相应的下一个上件位，检测AGV800上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV800中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV800上预设的位置，控制系统控制AGV800驶入相应的下一个上件位。
可选地，包括：
AGV等待位200与多个上件位按照工艺流程的顺序设置，AGV等待位200相应的下一个上件位的AGV800驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至AGV等待位200的AGV800，控制AGV等待位200的AGV800驶离AGV等待位，并驶入相应的下一个上件位；
当前上件位与相应的下一个上件位均具有AGV800，下一个上件位的AGV800驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至当前上件位，检测当前上件位的AGV800是否符合驶离当前上件位的条件，如果符合条件则当前上件位的AGV800按照控制指令驶离当前上件位并驶入相应的下一个上件位。
可选地，通过显示装置111指导正确的安装零部件到所述AGV800上相应的位置。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述：
AGV800具有上下两层托盘，在人工补料位100处，上层托盘上件19个零部件，优选地，显示装置111包括投影仪和电视，空中有投影仪对AGV800托盘投影，一侧有电视指导工人安装正确零件；
视觉相机112包括4个2D相机，以增压空气冷却器为上层托盘最后上件，当增压空气冷却器上件完成后，4个2D相机拍照，确认所有零件安装完成，种类及位置无误，视觉验证完成后，电视屏幕及投影仪切换到下层托盘安装指导，否则通过警报装置113报警提示；
在下层托盘上件9个零部件，投影仪对下层托盘投影，一侧有电视指导工人安装正确零件；
优选地，控制系统为PLC，空中包括4个2D相机，以通风模块为下层托盘最后上件，当通风模块上件完成后，4个2D相机拍照，确认所有零件安装完成，种类及位置无误，视觉验证完成后，向PLC发送信号，AGV800升起行走到AGV等待位200，否则报警提示；
AGV等待位200上的AGV800等待第一分装上件位311的AGV800升起行走后，可快速跟随进入第一分装上件位311，避免路程较远导致损失有效节拍；
AGV等待位200上的AGV800驶入第一分装上件位311落下；
第一分装机器人313包括工业机器人3131和工业机器人3132，工业机器人3132对AGV800的托盘视觉定位销拍照确认AGV托盘整体位置；
工业机器人3131抓起风扇总成11放入第一分装装配位312的夹具滑台内；
工业机器人3132抓起散热器总成12，在AGV托盘上套合卡入快速接头13后，放入第一分装装配位312的夹具滑台内；
第一分装装配位312的夹具滑台滑动，使散热器12及风扇11装配完成；
工业机器人3131抓起冷凝器14插入第一分装装配位312的夹具滑台上已装配好零件内；
工业机器人3132抓起增压空气冷却器15插入第一分装装配位312的夹具滑台上已装配好零件；
工业机器人3131将装配好的冷却总成放回AGV800中，上述的冷却总成即第一组件10；
AGV800升起行走至第二分装上件位321；
AGV800到位落下；
第二分装机器人323包括工业机器人3231，协作机器人3232、3233；
工业机器人3231对AGV托盘视觉定位拍照确认AGV托盘整体位置；
协作机器人3232、3233分别使用柔性电爪取左右支座21放入第二分装装配位322的夹具；
协作机器人3232、3233使用柔性电爪抓取左右橡胶垫片22放入第二分装装配位322夹具；
协作机器人3232、3233使用柔性电爪抓取左右橡胶缓冲块23放入第二分装装配位322夹具；
工业机器人3231抓取AGV800中上序总成的第一组件10到第二分装装配位322夹具上；
第二分装装配位322夹具夹紧，A、B倒钉振料盘将螺钉和螺帽朝下送至a、b固定拧紧枪中；
A、b固定拧紧枪中升起并将两侧螺钉24拧紧；
协作机器人3232、3233使用柔性电爪抓取已经套合好的塑料垫圈25及橡胶垫圈26放入第一组件10上；
第二分装装配位322夹具夹紧，将垫圈压入第一组件10中；
工业机器人3231将装配好的冷却总成即第二组件20放回AGV800中；
AGV800升起行走，驶入第一总成上件位411后到位落下；
J固定视觉拍照确认上序总成及夹子位置；
第一总成机器人413包括七轴机器人4131和工业机器人4132，以及协作机器人4133、4134；
七轴机器人4131使用双面抓具一侧从上件料箱区500中取出总成框架31；
七轴机器人4131使用双面抓具将总成框架31放入第一总成装配位412的夹具；
协作机器人4134使用吸盘抓具从AGV800中取出空气导流下部32放到第一总成装配位412的夹具；
第一总成装配位412的夹具通过汽缸与滚轮将空气导流下部32压入；
工业机器人4132从AGV800中取出上序第二组件20放入第一总成装配位412的夹具；
协作机器人4133、4134使用柔性电爪从AGV800中取出夹子33并插入总成框架31中；
第一总成装配位412的夹具通过汽缸与滚轮将夹子33压入总成框架31与第二组件20中；
工业机器人4132从AGV800中取出带线束喇叭总成34放入第一总成装配位412的夹具；
第一总成装配位412的夹具夹紧，协作机器人4134从C振料盘中吸钉拧紧；
协作机器人4133使用吸盘抓具从AGV800中取出空气导流上部35插入第二组件20中完成本区域装配的第三组件30；
七轴机器人4131使用双面抓具另一侧将第一总成装配位412上第三组件30抓起；
本区域装配完第三组件30后，AGV800升起行走；
AGV800驶入第二总成装配位422后到位落下；
K固定视觉拍照确认第三组件30及前照灯支架支座41位置；
第二总成机器人423包括七轴机器人4231、协作机器人4232和工业机器人4233；
七轴机器人4231双面抓具将第三组件30放入第二总成装配位422的夹具；
协作机器人4232带拉铆枪对副喇叭总成42进行拉铆；
工业机器人4233从AGV800中将前保险杠总成43抓起放入第二总成装配位422的夹具；
第二总成装配位422的夹具夹紧，协作机器人4232到D振料盘吸钉并拧紧；
工业机器人4233抓取一侧前照灯支架支座41放入产品上；
第二总成装配位422的夹具夹紧，协作机器人4232进行拉铆3次完成第四组件40的装配；
七轴机器人4231双面抓具将第四组件40取走；
AGV800升起行走，驶入第三总成上件位431后到位落下；
L固定视觉拍照确认第四组件40及前照灯支架51位置；
七轴机器人4231双面抓具将第四组件40放入第三总成装配位432的夹具；
第三总成机器人433包括工业机器人4331、4332；
工业机器人4331、4332从AGV800抓起前照灯支架51并插入第四组件40中；
工业机器人4331通过吹钉系统从E振料盘中吸钉拧紧；
工业机器人4332从F/G振料盘中，2把枪吸两种钉进行拧紧，第五组件50完成装配；
七轴机器人4231双面抓具将第五组件50放入人工工作台910；
AGV800升起行走；
工人通过各类工具依次安装8个零部件，完成前端框架总成60最后装配；
七轴机器人4231双面抓具将前端框架总成60放入下件料箱区600的料箱中。
上述实施例中，其中工业机器人3231和工业机器人4233为用于装配的工业机器人，对应抓手通过螺钉安装在机器人六轴上。工业机器人3132和工业机器人3231用于装配以及视觉检测，抓具与视觉系统均通过螺钉安装在机器人六轴上。工业机器人4233、4331、4332用于装配和拧紧工作。抓具与拧紧系统均通过螺钉安装在机器人六轴上；协作机器人通过螺栓连接在机器人底座上，底座通过化学锚栓安装在地面。其中协作机器人3232、3233、4133用于装配零部件，柔性电爪通过螺钉安装在协作机器人六轴法兰盘上。协作机器人4134用于装配以及拧紧零部件，吸盘抓具与拧紧系统均通过螺钉安装在协作机器人六轴法兰盘上。协作机器人4232用于拉铆以及拧紧零部件，拉铆系统及拧紧系统均通过螺钉安装在协作机器人六轴法兰盘上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，包括：
人工补料位，人工补料位设置有防呆检测系统，当AGV进入所述人工补料位后，在AGV上的预设位置相应地摆放待安装的零部件，并且通过所述防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误；
AGV等待位，检测摆放的零部件无误则将所述AGV驶离人工补料位，并驶入AGV等待位；
分装装配区，所述AGV从所述AGV等待位驶入所述分装装配区后，在所述分装装配区将所述AGV上相应的所述零部件装配为第一总成，并将所述第一总成装入所述AGV中，AGV驶出分装装配区；
料区，所述料区包括上件料箱区和下件料箱区，其中，所述上件料箱区用于存放组装前端框架总成所需的总成框架，下件料箱区用于存放完成组装工作的前端框架总成；
总成装配区，驶出分装装配区的所述AGV驶入所述总成装配区，将所述上件料箱区存放的所述总成框架、所述AGV上的第一总成以及所述AGV上相应的零部件在所述总成装配区进一步装配为第二总成；
人工装配区，所述人工装配区为手动安装工位，将所述第二总成送入所述人工装配区，与需手动完成装配的部分零部件组装在一起，完成前端框架总成的最后装配；
将完成最后装配的所述前端框架总成送入所述下件料箱区的下件料箱中。
2.根据权利要求1所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，还包括：
控制系统，所述防呆检测系统检测摆放的零部件是否无误，如果无误，则发出合格信号，所述控制系统接收合格信号生成控制指令，AGV接收到控制指令将所述AGV驶入AGV等待位；
多个上件位，多个上件位按照工艺流程的顺序设置，上件位用于停放AGV，上件位还包括检测单元，所述检测单元用于检测AGV上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
机器人，控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
多个夹具平台，多个夹具平台与多个上件位一一对应设置，夹具平台用于相应的放置当前区域需组装的零部件，并在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV上预设的位置。
3.根据权利要求2所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，机器人包括：
工业机器人，工业机器人用于移送零部件；
协作机器人，协作机器人用于将组装好的零部件进行紧固。
4.根据权利要求1所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，所述防呆检测系统包括：
显示装置，所述显示装置用于指导正确的安装零部件到所述AGV上相应的位置；
视觉相机，所述视觉相机用于确认所述零部件在所述AGV上安装完成，并且确认安装位置是否无误；
警报装置，若通过所述视觉相机检测所述零部件在所述AGV上摆放位置有误时，警报装置报警提示，如果摆放位置正确，则所述AGV驶入所述AGV等待位。
5.根据权利要求2所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，所述分装装配区具有上件位、机器人和夹具平台；其中，上件位包括第一分装上件位和第二分装上件位；夹具平台包括第一分装装配位和第二分装装配位；机器人包括第一分装机器人和第二分装机器人；当AGV从AGV等待位驶入第一分装上件位后，第一分装机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件在第一分装装配位上组装为第一组件，并将第一组件移送回AGV上，然后AGV驶入第二分装上件位，第二分装机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件以及第一组件在第二分装装配位上组装为第二组件，所述第二组件即为所述第一总成，第二分装机器人将第一总成移送回AGV上。
6.根据权利要求5所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，所述总成装配区具有上件位、机器人和夹具平台；其中，上件位包括：第一总成上件位、第二总成上件位和第三总成上件位；夹具平台包括第一总成装配位、第二总成装配位和第三总成装配位；机器人包括第一总成机器人、第二总成机器人和第三总成机器人；当AGV从第二分装上件位驶离并进入第一总成上件位后，第一总成机器人抓取上件料箱区的总成框架、AGV上的第二组件和AGV上本区域需组装的零部件，并送入第一总成装配位上组装为第三组件，并将第三组件移送回AGV上，然后AGV驶入第二总成上件位，第二总成机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件在第二总成装配位上组装为第四组件，并将第四组件移送回AGV上，然后AGV驶入第三总成上件位，第三总成机器人将AGV上本区域需组装的所述零部件以及第四组件在第三总成装配位上组装为第五组件，所述第五组件即为所述第二总成，AGV驶离第三总成上件位并返回人工补料位。
7.根据权利要求6所述的一种自动装配总装前端框架的系统，其特征在于，人工装配区包括：
人工工作台，人工工作台设置有多个手动安装工位和完成按钮；
手动装具，多个手动安装工位均设置有手动装具；
第三总成机器人从第三总成装配位上抓取第二总成送入人工工作台，通过手动装具将需手动安装的零部件安装在第二总成，完成前端框架总成的全部组装，完成全部组装后触发完成按钮，向控制系统发送完成安装信号，控制系统接收完成安装信号生成控制命令，控制命令发送给第三总成机器人，第三机器人接收控制命令，将前端框架总成从人工工作台取下送入下件料箱区存放。
8.一种自动装配总装前端框架的方法，其特征在于，包括：
检测人工补料位摆放的零部件是否无误；
如果人工补料位摆放的零部件无误，则向控制系统发送摆放正确信号，控制系统根据摆放正确信号生成控制指令，AGV接收控制指令后将AGV驶入AGV等待位；
如果检测人工补料位摆放的零部件有误，则触发警报装置，重新调整AGV上两零部件的摆放位置，直至人工补料位摆放的零部件无误；
AGV从AGV等待位进入相应的下一个上件位，检测AGV上当前区域需组装的零部件位置是否正确，如果正确则发出合格信号；
控制系统接收上件位的合格信号，生成控制指令，机器人接收控制指令后，按照预先的训练，将当前区域相应上件位停放AGV中需组装的零部件送入夹具平台，并向控制系统发送完成信号，控制系统接收完成信号生成控制指令，并将控制指令发送至夹具平台；
在接收控制系统的控制指令后夹紧需组装的零部件，使其完成组装，夹具平台向控制系统发送完成组装信号，控制系统接收组装信号生成控制指令，控制指令发送给机器人，机器人接收控制指令后将完成组装的组件从夹具平台取下送入AGV上预设的位置，控制系统控制AGV驶入相应的下一个上件位。
9.根据权利要求8所述的一种自动装配总装前端框架的方法，其特征在于，包括：
AGV等待位与多个上件位按照工艺流程的顺序设置，AGV等待位相应的下一个上件位的AGV驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至AGV等待位的AGV，控制AGV等待位的AGV驶离AGV等待位，并驶入相应的下一个上件位；
当前上件位与相应的下一个上件位均具有AGV，下一个上件位的AGV驶离，发出驶离信号，控制系统接收驶离信号，生成控制指令，控制指令发送至当前上件位，检测当前上件位的AGV是否符合驶离当前上件位的条件，如果符合条件则当前上件位的AGV按照控制指令驶离当前上件位并驶入相应的下一个上件位。
10.根据权利要求8所述的一种自动装配总装前端框架的方法，其特征在于，通过显示装置指导正确的安装零部件到所述AGV上相应的位置。
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2023
- 2023-01-18 CN CN202310062593.3A patent/CN115973310A/zh active Pending
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