CN116141340B - 基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能机械手技术领域，尤其涉及基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，包括，第一机械手、第二机械手、拧紧机构以及控制单元。本发明通过设置两组分别带有力控传感器与摄像机构的机械手，对托盘定位工装处由物流输送AGV抓取托盘内的装载有随机方向的配套的电路板与底座板进行抓取装配，自动识别并修正抓取位置，由两机械手直接进行对接装配，减少了装配件儿放置定位环节，通过设置控制单元根据两机械手的实时抓取图像进行准确定位，并根据力控传感器实时确定装配状态，在拧紧机构进行拧紧动作时，仅根据两机械手的受力就可轻松感知装配的拧紧状态，在保障电路板装配质量的同时极大地提高了电路板装配效率。

Description

基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手

技术领域

本发明涉及智能机械手技术领域，尤其涉及基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手。

背景技术

传统净化器产品的电路板与底座螺柱的装配拧紧方式是通过人工将电路板螺丝孔与底座螺柱对准后人工拧紧，传统人工拧紧不能做到拧紧参数实时动态调整，不能做到电路板孔位与底座螺钉位的自动校准，并且会出现漏装等现象。当产品型号发生改变时，调整工艺需要浪费大量的人力物力，造成装配效率及质量得不到保证，人力成本消耗严重。

中国专利公开号：CN103170963A，公开了一种双臂机械手；其技术点为采用全液压控制，通过液压操纵台的控制，完成各种设备的安装拆除工作，为井下安装、拆除工作提供了可靠的保障；由此可见，在双机器人协同工作应用场景中，双机器人协同运动的轨迹规划、双机器人末端执行器相对于工件的位置协调校准、误差补偿，以及双机器人末端执行器输出力的控制是要解决的关键技术问题，也是传统技术中的一个难点。

发明内容

为此，本发明提供一种基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，用以克服现有技术中双机器人协调机械手缺乏实时校准，导致电路板装配质量及效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，包括，

第一机械手，其用以在托盘定位工装处抓取待装配底座板，并通过倒手机构调整抓取位置后将待装配底座板移动至装配基准位置；所述第一机械手设置有第一力控传感器与第一摄像机构；

第二机械手，其用以在托盘定位工装处抓取待装配电路板，并通过倒手机构调整抓取位置后将待装配电路板移动至使待装配电路板的孔位与待装配底座板的螺钉位对齐，并装配；所述第二机械手设置有第二力控传感器与第二摄像机构；

拧紧机构，其用以夹持并转动装配后底座板的螺钉位上的螺钉；

控制单元，其与所述第一机械手、所述第二机械手以及所述拧紧机构分别相连，控制单元能够根据第一机械手与第二机械手的抓取位置坐标调整装配基准位置坐标，根据预设抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正并控制第一机械手与第二机械手移动，控制单元在第一机械手与第二机械手均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，通过所述第二摄像机构获取待装配电路板的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板孔位部分的孔位图像，计算图像中底座板螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板与底座板的装配。

进一步地，所述控制单元内设置有底座板的预设抓取位置坐标与标准抓取偏差值,控制单元能够通过所述第一摄像机构获取所述第一机械手抓取待装配底座板的抓取图像，并以抓取图像中的待装配底座板为基准获取第一机械手的实时抓取位置坐标，控制单元根据预设抓取位置坐标与第一机械手的实时抓取位置坐标计算第一机械手的实时抓取偏差值，并根据标准抓取偏差值对第一机械手的实时抓取偏差值进行判定，

若所述第一机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值，所述控制单元控制所述第一机械手不通过倒手机构调整抓取位置，并直接将待装配底座板移动至装配基准位置；

若所述第一机械手的实时抓取偏差值已超出标准抓取偏差值，所述控制单元将控制所述第一机械手通过倒手机构调整抓取位置，直至使计算出的实时抓取偏差值小于等于标准抓取偏差值时，控制单元控制所述第一机械手将待装配底座板移动至装配基准位置。

进一步地，所述控制单元内设置有以所述第一机械手的移动平面为基准的装配基准位置坐标，控制单元在第一预设条件下根据预设抓取位置坐标与第一机械手的实时抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第一机械手移动至修正后的装配基准位置坐标；

其中，第一预设条件为第一机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值。

进一步地，所述控制单元内还设置有电路板的预设抓取位置坐标,控制单元能够通过所述第二摄像机构获取所述第二机械手抓取待装配电路板的抓取图像，并以抓取图像中的待装配电路板为基准获取第二机械手的实时抓取位置坐标，控制单元根据预设抓取位置坐标与第二机械手的实时抓取位置坐标计算第二机械手的实时抓取偏差值，并根据标准抓取偏差值对第二机械手的实时抓取偏差值进行判定，

若所述第二机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值，所述控制单元控制所述第二机械手不通过倒手机构调整抓取位置，并直接将待装配电路板移动至装配基准位置；

若所述第二机械手的实时抓取偏差值已超出标准抓取偏差值，所述控制单元将控制所述第二机械手通过倒手机构调整抓取位置，直至使计算出的实时抓取偏差值小于等于标准抓取偏差值时，控制单元控制所述第二机械手将待装配电路板移动至装配基准位置。

进一步地，所述控制单元内还设置有以所述第二机械手的移动平面为基准的装配基准位置坐标，控制单元在第二预设条件下根据预设抓取位置坐标与第二机械手的实时抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第二机械手移动至修正后的装配基准位置坐标；

其中，第二预设条件为第二机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值；第二机械手的移动平面与第一机械手的移动平面为相互平行的两个平面。

进一步地，所述控制单元在所述第一机械手与所述第二机械手均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，将通过所述第二摄像机构获取待装配电路板的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板孔位的孔位图像，控制单元获取孔位图像中底座板螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板与底座板的装配。

进一步地，所述控制单元内设置有装配对齐面积占比的标准范围，控制单元能够根据标准范围对孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比进行判定，

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比高于标准范围，所述控制单元将直接控制所述第二机械手以与其移动平面垂直的方向进行移动，将电路板装配至底座板上；

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比在标准范围内，所述控制单元将控制所述第二机械手以与其移动平面垂直的方向进行移动，并对所述第一力控传感器或所述第二力控传感器的实时装配应力进行判定，以确定是否继续进行装配；

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比低于标准范围，所述控制单元控制所述第二机械手通过所述倒手机构重新进行抓取位置的调整。

进一步地，所述控制单元内设置有标准装配应力，控制单元在第三预设条件下根据孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比与装配对齐面积占比的标准范围对标准装配应力进行修正，并根据修正后的标准装配应力对所述第一力控传感器或所述第二力控传感器的实时装配应力进行判定，

若实时装配应力不高于修正后的标准装配应力，所述控制单元判定为标准装配状态，控制单元不对所述第二机械手的移动状态进行调整；

若实时装配应力高于修正后的标准装配应力，所述控制单元将对所述第二机械手的法向移动距离进行判定，以确定是否完成装配，或出现装配故障。

进一步地，所述控制单元内还设置有所述第二机械手装配的标准法向移动距离，控制单元在实时装配应力高于修正后的标准装配应力时获取第二机械手的法向移动距离，并根据标准法向移动距离对第二机械手的法向移动距离进行判断，

若所述第二机械手的法向移动距离未达到标准法向移动距离，所述控制单元判定出现装配故障，并控制所述第一机械手与所述第二机械手将底座板与电路板投入至查验箱内；

若所述第二机械手的法向移动距离已达到标准法向移动距离，所述控制单元判定完成装配，控制单元将控制所述拧紧机构，夹持并转动装配后底座板螺钉位上的螺钉。

进一步地，所述控制单元内设置有标准拧紧应力，在所述拧紧机构对装配后底座板螺钉位上的螺钉进行转动时，所述控制单元通过所述第一力控传感器获取第一机械手的实时应力，并通过所述第二力控传感器获取第二机械手的实时应力，控制单元计算第一机械手与第二机械手的实时应力的和，作为实时拧紧应力，并进行判断，

若实时拧紧应力未达到标准拧紧应力，所述控制单元不对所述拧紧机构的转动状态进行调整；

若实时拧紧应力已达到标准拧紧应力，所述控制单元判定拧紧完成，将控制所述拧紧机构停止转动底座板螺钉位上的螺钉。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置两组分别带有力控传感器与摄像机构的机械手，对托盘定位工装处由物流输送AGV抓取托盘内的装载有随机方向的配套的电路板与底座板进行抓取装配，自动识别并修正抓取位置，由两机械手直接进行对接装配，减少了装配件儿放置定位环节，通过设置控制单元根据两机械手的实时抓取图像进行准确定位，并根据力控传感器实时确定装配状态，在拧紧机构进行拧紧动作时，仅根据两机械手的受力就可轻松感知装配的拧紧状态，在保障电路板装配质量的同时极大地提高了电路板装配效率。

进一步地，通过在控制单元内分别设置底座板与电路板的预设抓取位置坐标，可精准抓取，并能够通过精准的抓取位置进行更为准确的装配定位，通过设置标准抓取偏差值能够控制抓取位置的精准程度，根据设定的抓取位置的精准程度实现抓取速度上的大幅度提升，设定的标准抓取偏差值实在为允许存在抓取偏差的范围，并在该范围内进行进一步地准确修正与判定，保障了电路板装配的稳定进行，同时提高了电路板的装配效率。

进一步地，实现系统全流程自动化，能够完成不同种类的电路板与底座螺柱之间的拧紧装配，整个过程由双机械手协同完成，并通过控制单元进行精准校对，装配质量大大提高。

进一步地，系统控制方法先进，可靠性高，视觉定位误差补偿，通过标定实现多坐标系的映射，还能够运用边缘拟合及畸变校正等先进算法，可以快速识别出螺柱孔位理论位置、实际位置以及其偏差程度，实时反馈至机械手控制进行快速利用轨迹规划动态调整，对准孔位，进行自动装配，提升了装配的效率及质量。

进一步地，系统通用性好：本发明控制系统采用模块化设计，具有开放式架构，组态灵活，能够适用不同工业总线视觉系统，控制程序及视觉定位误差补偿程序可扩展、可移植、能够适用各类硬件结构。

进一步地，有效解决了电路板装配的灵活性差、智能化低等问题，扩展了机器人应用领域，提高了产品装配的效率及质量。

附图说明

图1为本发明实施例所述基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手的结构示意图；

图2为本发明实施例所述基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手的控制系统示意图；

图3为本发明实施例所述视觉定位单元的输出原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，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；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明实施例所述基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手的结构示意图，本实施例公开基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，包括，第一机械手1、第二机械手2、拧紧机构3、托盘定位工装4、倒手机构5、底座板6、第一力控传感器7、第一摄像机构8、电路板9、第二力控传感器10、第二摄像机构11、查验箱12、控制单元13，其中

第一机械手1，其用以在托盘定位工装4处抓取待装配底座板6，并通过倒手机构5调整抓取位置后将待装配底座板6移动至装配基准位置；所述第一机械手1设置有第一力控传感器7与第一摄像机构8；

第二机械手2，其用以在托盘定位工装4处抓取待装配电路板9，并通过倒手机构5调整抓取位置后将待装配电路板9移动至使待装配电路板9的孔位与待装配底座板6的螺钉位对齐，并装配；所述第二机械手2设置有第二力控传感器10与第二摄像机构11；

拧紧机构3，其用以夹持并转动装配后底座板6的螺钉位上的螺钉；

控制单元13，其与所述第一机械手1、所述第二机械手2以及所述拧紧机构3分别相连，控制单元13能够根据第一机械手1与第二机械手2的抓取位置坐标调整装配基准位置坐标，根据预设抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正并控制第一机械手1与第二机械手2移动，控制单元13在第一机械手1与第二机械手2均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，通过所述第二摄像机构11获取待装配电路板9的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板9孔位部分的孔位图像，计算图像中底座板6螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板9与底座板6的装配。

通过设置两组分别带有力控传感器与摄像机构的机械手，对托盘定位工装4处由物流输送AGV抓取托盘内的装载有随机方向的配套的电路板9与底座板6进行抓取装配，自动识别并修正抓取位置，由两机械手直接进行对接装配，减少了装配件儿放置定位环节，通过设置控制单元13根据两机械手的实时抓取图像进行准确定位，并根据力控传感器实时确定装配状态，在拧紧机构3进行拧紧动作时，仅根据两机械手的受力就可轻松感知装配的拧紧状态，在保障电路板9装配质量的同时极大地提高了电路板9装配效率。

控制单元13内设定的标准参数为同一类电路板9装配的数据，控制单元13也能够通过摄像机构对托盘上的电路板9进行识别，会根据产品订单或种类，在控制单元13内输入多组预设参数，实现多类型电路板9的快速切换装配，其中，所使用的摄像机构为两个工业相机，可对称安装在机械手的前端。

请继续参阅图2所示，其为本发明实施例所述基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手的控制系统示意图，由两机械手构成双机协同单元，由两机械手上的力控传感器构成柔性感知单元，通过在机械手的前端设置的两对称工业相机构成视觉定位单元，并通过拧紧机构3构成自动拧紧单元，并将控制单元13通过通过工业总线交换机分别与双机协同单元、柔性感知单元、视觉定位单元以及自动拧紧单元相连接，提高模块化设计，提高了该双机器人柔性协同机械手的适用范围。

请继续参阅图3所示，其为本发明实施例所述视觉定位单元的输出原理图，

第一机械手1与第二机械手2运动夹带物料到达拍照位置后，触发机器视觉拍照，机器视觉定位误差补偿运用边缘拟合及畸变校正算法，能够快速识别电路板9和底座板6实际位置与基准位置的偏差值；误差补偿能够快速反馈偏差XY值至控制单元13，来第一机械手1与第二机械手2进行实时校准，从而达到电路板9与底座板6孔位对准，同时对底座板6和电路板9进行协同拧紧工作；

具体而言，所述控制单元13内设置有底座板6的预设抓取位置坐标（X,Y）与标准抓取偏差值Pb,控制单元13能够通过所述第一摄像机构8获取所述第一机械手1抓取待装配底座板6的抓取图像，并以抓取图像中的待装配底座板6为基准获取第一机械手1的实时抓取位置坐标（Xz1，Yz1），控制单元13根据预设抓取位置坐标（X,Y）与第一机械手1的实时抓取位置坐标（Xz1，Yz1）计算第一机械手1的实时抓取偏差值Ps，Ps=

，并根据标准抓取偏差值Pb对第一机械手1的实时抓取偏差值Ps进行判定，

若所述第一机械手1的实时抓取偏差值Ps未超出标准抓取偏差值Pb，即，Ps≤Pb，所述控制单元13控制所述第一机械手1不通过倒手机构5调整抓取位置，并直接将待装配底座板6移动至装配基准位置；

若所述第一机械手1的实时抓取偏差值Ps已超出标准抓取偏差值Pb，即，Ps＞Pb，所述控制单元13将控制所述第一机械手1通过倒手机构5调整抓取位置，直至使计算出的Ps≤Pb时，控制单元13控制所述第一机械手1将待装配底座板6移动至装配基准位置；

其中，标准抓取偏差值为控制单元13内的设定值，其设定应与所装配产品的类型与要求的工艺装配精度进行匹配；预设抓取位置坐标是以抓取图像中的待装配底座板6为基准设定的，其设定应与所装配产品孔位位置进行对应的定位设定。

所述控制单元13内设置有以所述第一机械手1的移动平面为基准的装配基准位置坐标（X1，Y1），控制单元13在第一预设条件下根据预设抓取位置坐标（X,Y）与第一机械手1的实时抓取位置坐标（Xz1，Yz1）对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第一机械手1移动至修正后的装配基准位置坐标（X2，Y2）；

其中，X2=X1+(X-Xz1), Y2=Y1+(Y-Yz1);第一预设条件为第一机械手1的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值。

所述控制单元13内还设置有电路板9的预设抓取位置坐标（X’,Y’）,控制单元13能够通过所述第二摄像机构11获取所述第二机械手2抓取待装配电路板9的抓取图像，并以抓取图像中的待装配电路板9为基准获取第二机械手2的实时抓取位置坐标（Xz2，Yz2），控制单元13根据预设抓取位置坐标（X’,Y’）与第二机械手2的实时抓取位置坐标（Xz2，Yz2）计算第二机械手2的实时抓取偏差值Ps2，Ps2=

，并根据标准抓取偏差值Pb对第二机械手2的实时抓取偏差值Ps2进行判定，

若所述第二机械手2的实时抓取偏差值Ps2未超出标准抓取偏差值Pb，即，Ps2≤Pb，所述控制单元13控制所述第二机械手2不通过倒手机构5调整抓取位置，并直接将待装配电路板9移动至装配基准位置；

若所述第二机械手2的实时抓取偏差值Ps2已超出标准抓取偏差值Pb，即，Ps2＞Pb，所述控制单元13将控制所述第二机械手2通过倒手机构5调整抓取位置，直至使计算出的Ps2≤Pb时，控制单元13控制所述第二机械手2将待装配电路板9移动至装配基准位置；

所述控制单元13内还设置有以所述第二机械手2的移动平面为基准的装配基准位置坐标（X1，Y1），控制单元13在第二预设条件下根据预设抓取位置坐标（X’,Y’）与第二机械手2的实时抓取位置坐标（Xz2，Yz2）对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第二机械手2移动至修正后的装配基准位置坐标（X3，Y3）；

其中，X3=X1+(X’-Xz2), Y3=Y1+(Y’-Yz2);第二预设条件为第二机械手2的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值；第二机械手2的移动平面与第一机械手1的移动平面为相互平行的两个平面。

通过在控制单元13内分别设置底座板6与电路板9的预设抓取位置坐标，可精准抓取，并能够通过精准的抓取位置进行更为准确的装配定位，通过设置标准抓取偏差值能够控制抓取位置的精准程度，根据设定的抓取位置的精准程度实现抓取速度上的大幅度提升，设定的标准抓取偏差值实在为允许存在抓取偏差的范围，并在该范围内进行进一步地准确修正与判定，保障了电路板9装配的稳定进行，同时提高了电路板9的装配效率。

具体而言，所述控制单元13在所述第一机械手1与所述第二机械手2均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，将通过所述第二摄像机构11获取待装配电路板9的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板9孔位的孔位图像，控制单元13获取孔位图像中底座板6螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板9与底座板6的装配。

其中，孔位图像是在对齐图像仅选取电路板9孔位部分的图像，孔位图像中底座板6螺钉位上的螺钉的图像面积占比表示为Ad，Ad=Sd/Sk，Sd为孔位图像中螺钉部分的面积，Sk为孔位图像的面积

具体而言，所述控制单元13内设置有装配对齐面积占比的标准范围即A1至A2，其中，A1≤A2≤1，通过计算电路板9孔位内的螺钉面积占比，从而表示对齐的程度，其中标准范围应根据实际的孔位尺寸、螺钉尺寸以及螺钉类型进行对应设定；

控制单元13能够根据标准范围对孔位图像中底座板6螺钉位上螺钉的图像面积占比进行判定，

若孔位图像中底座板6螺钉位上螺钉的图像面积占比高于标准范围，所述控制单元13将直接控制所述第二机械手2以与其移动平面垂直的方向进行移动，将电路板9装配至底座板6上；

若孔位图像中底座板6螺钉位上螺钉的图像面积占比在标准范围内，所述控制单元13将控制所述第二机械手2以与其移动平面垂直的方向进行移动，并对所述第一力控传感器7或所述第二力控传感器10的实时装配应力进行判定，以确定是否继续进行装配；

若孔位图像中底座板6螺钉位上螺钉的图像面积占比低于标准范围，所述控制单元13控制所述第二机械手2通过所述倒手机构5重新进行抓取位置的调整。

具体而言，所述控制单元13内设置有标准装配应力，控制单元13在第三预设条件下根据孔位图像中底座板6螺钉位上螺钉的图像面积占比与装配对齐面积占比的标准范围对标准装配应力进行修正，并根据修正后的标准装配应力对所述第一力控传感器7或所述第二力控传感器10的实时装配应力进行判定，

若实时装配应力不高于修正后的标准装配应力，所述控制单元13判定为标准装配状态，控制单元13不对所述第二机械手2的移动状态进行调整；

若实时装配应力高于修正后的标准装配应力，所述控制单元13将对所述第二机械手2的法向移动距离进行判定，以确定是否完成装配，或出现装配故障；

其中的标准装配应力的设定应根据螺钉的抗侧向受力的能力进行设定，依据螺钉的材质与尺寸，避免螺钉损坏。

具体而言，所述控制单元13内还设置有所述第二机械手2装配的标准法向移动距离，控制单元13在实时装配应力高于修正后的标准装配应力时获取第二机械手2的法向移动距离，并根据标准法向移动距离对第二机械手2的法向移动距离进行判断，

若所述第二机械手2的法向移动距离未达到标准法向移动距离，所述控制单元13判定出现装配故障，并控制所述第一机械手1与所述第二机械手2将底座板6与电路板9投入至查验箱12内；

若所述第二机械手2的法向移动距离已达到标准法向移动距离，所述控制单元13判定完成装配，控制单元13将控制所述拧紧机构3，夹持并转动装配后底座板6螺钉位上的螺钉。

由于第一机械手1与第二机械手2在位置调整过程中不在同一移动平面，应根据第一机械手1与第二机械手2移动平面直接的距离进行设定对应的标准法向移动距离。

具体而言，所述控制单元13内设置有标准拧紧应力，在所述拧紧机构3对装配后底座板6螺钉位上的螺钉进行转动时，所述控制单元13通过所述第一力控传感器7获取第一机械手1的实时应力，并通过所述第二力控传感器10获取第二机械手2的实时应力，控制单元13计算第一机械手1与第二机械手2的实时应力的和，作为实时拧紧应力，并进行判断，

若实时拧紧应力未达到标准拧紧应力，所述控制单元13不对所述拧紧机构3的转动状态进行调整；

若实时拧紧应力已达到标准拧紧应力，所述控制单元13判定拧紧完成，将控制所述拧紧机构3停止转动底座板6螺钉位上的螺钉；

其中，标准拧紧应力表示在拧紧机构3将螺钉拧紧时，第一机械手1与第二机械手2应受的标准应力，并非拧紧机构3将螺钉拧紧时达到的力矩。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 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 (10)

1.一种基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，包括，

第一机械手，其用以在托盘定位工装处抓取待装配底座板，并通过倒手机构调整抓取位置后将待装配底座板移动至装配基准位置；所述第一机械手设置有第一力控传感器与第一摄像机构；

第二机械手，其用以在托盘定位工装处抓取待装配电路板，并通过倒手机构调整抓取位置后将待装配电路板移动至使待装配电路板的孔位与待装配底座板的螺钉位对齐，并装配；所述第二机械手设置有第二力控传感器与第二摄像机构；

拧紧机构，其用以夹持并转动装配后底座板的螺钉位上的螺钉；

控制单元，其与所述第一机械手、所述第二机械手以及所述拧紧机构分别相连，控制单元能够根据第一机械手与第二机械手的抓取位置坐标调整装配基准位置坐标，根据预设抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正并控制第一机械手与第二机械手移动，控制单元在第一机械手与第二机械手均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，通过所述第二摄像机构获取待装配电路板的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板孔位部分的孔位图像，计算图像中底座板螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板与底座板的装配。

2.根据权利要求1所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内设置有底座板的预设抓取位置坐标与标准抓取偏差值,控制单元能够通过所述第一摄像机构获取所述第一机械手抓取待装配底座板的抓取图像，并以抓取图像中的待装配底座板为基准获取第一机械手的实时抓取位置坐标，控制单元根据预设抓取位置坐标与第一机械手的实时抓取位置坐标计算第一机械手的实时抓取偏差值，并根据标准抓取偏差值对第一机械手的实时抓取偏差值进行判定，

若所述第一机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值，所述控制单元控制所述第一机械手不通过倒手机构调整抓取位置，并直接将待装配底座板移动至装配基准位置；

若所述第一机械手的实时抓取偏差值已超出标准抓取偏差值，所述控制单元将控制所述第一机械手通过倒手机构调整抓取位置，直至使计算出的实时抓取偏差值小于等于标准抓取偏差值时，控制单元控制所述第一机械手将待装配底座板移动至装配基准位置。

3.根据权利要求2所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内设置有以所述第一机械手的移动平面为基准的装配基准位置坐标，控制单元在第一预设条件下根据预设抓取位置坐标与第一机械手的实时抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第一机械手移动至修正后的装配基准位置坐标；

其中，第一预设条件为第一机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值。

4.根据权利要求3所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内还设置有电路板的预设抓取位置坐标,控制单元能够通过所述第二摄像机构获取所述第二机械手抓取待装配电路板的抓取图像，并以抓取图像中的待装配电路板为基准获取第二机械手的实时抓取位置坐标，控制单元根据预设抓取位置坐标与第二机械手的实时抓取位置坐标计算第二机械手的实时抓取偏差值，并根据标准抓取偏差值对第二机械手的实时抓取偏差值进行判定，

若所述第二机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值，所述控制单元控制所述第二机械手不通过倒手机构调整抓取位置，并直接将待装配电路板移动至装配基准位置；

若所述第二机械手的实时抓取偏差值已超出标准抓取偏差值，所述控制单元将控制所述第二机械手通过倒手机构调整抓取位置，直至使计算出的实时抓取偏差值小于等于标准抓取偏差值时，控制单元控制所述第二机械手将待装配电路板移动至装配基准位置。

5.根据权利要求4所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内还设置有以所述第二机械手的移动平面为基准的装配基准位置坐标，控制单元在第二预设条件下根据预设抓取位置坐标与第二机械手的实时抓取位置坐标对装配基准位置坐标进行修正，并控制所述第二机械手移动至修正后的装配基准位置坐标；

其中，第二预设条件为第二机械手的实时抓取偏差值未超出标准抓取偏差值；第二机械手的移动平面与第一机械手的移动平面为相互平行的两个平面。

6.根据权利要求5所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元在所述第一机械手与所述第二机械手均移动至各自平面的修正后的装配基准位置坐标时，将通过所述第二摄像机构获取待装配电路板的对齐图像，并在对齐图像中提取待装配电路板孔位的孔位图像，控制单元获取孔位图像中底座板螺钉位上的螺钉的图像面积占比并进行判定，是否进行电路板与底座板的装配。

7.根据权利要求6所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内设置有装配对齐面积占比的标准范围，控制单元能够根据标准范围对孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比进行判定，

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比高于标准范围，所述控制单元将直接控制所述第二机械手以与其移动平面垂直的方向进行移动，将电路板装配至底座板上；

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比在标准范围内，所述控制单元将控制所述第二机械手以与其移动平面垂直的方向进行移动，并对所述第一力控传感器或所述第二力控传感器的实时装配应力进行判定，以确定是否继续进行装配；

若孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比低于标准范围，所述控制单元控制所述第二机械手通过所述倒手机构重新进行抓取位置的调整。

8.根据权利要求7所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内设置有标准装配应力，控制单元在第三预设条件下根据孔位图像中底座板螺钉位上螺钉的图像面积占比与装配对齐面积占比的标准范围对标准装配应力进行修正，并根据修正后的标准装配应力对所述第一力控传感器或所述第二力控传感器的实时装配应力进行判定，

若实时装配应力不高于修正后的标准装配应力，所述控制单元判定为标准装配状态，控制单元不对所述第二机械手的移动状态进行调整；

若实时装配应力高于修正后的标准装配应力，所述控制单元将对所述第二机械手的法向移动距离进行判定，以确定是否完成装配，或出现装配故障。

9.根据权利要求8所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内还设置有所述第二机械手装配的标准法向移动距离，控制单元在实时装配应力高于修正后的标准装配应力时获取第二机械手的法向移动距离，并根据标准法向移动距离对第二机械手的法向移动距离进行判断，

若所述第二机械手的法向移动距离未达到标准法向移动距离，所述控制单元判定出现装配故障，并控制所述第一机械手与所述第二机械手将底座板与电路板投入至查验箱内；

若所述第二机械手的法向移动距离已达到标准法向移动距离，所述控制单元判定完成装配，控制单元将控制所述拧紧机构，夹持并转动装配后底座板螺钉位上的螺钉。

10.根据权利要求9所述的基于电路板装配的双机器人柔性协同机械手，其特征在于，所述控制单元内设置有标准拧紧应力，在所述拧紧机构对装配后底座板螺钉位上的螺钉进行转动时，所述控制单元通过所述第一力控传感器获取第一机械手的实时应力，并通过所述第二力控传感器获取第二机械手的实时应力，控制单元计算第一机械手与第二机械手的实时应力的和，作为实时拧紧应力，并进行判断，

若实时拧紧应力未达到标准拧紧应力，所述控制单元不对所述拧紧机构的转动状态进行调整；

若实时拧紧应力已达到标准拧紧应力，所述控制单元判定拧紧完成，将控制所述拧紧机构停止转动底座板螺钉位上的螺钉。

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