CN116513341A - 汽车柔性总装生产线系统及生产线运行方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种汽车柔性总装生产线系统及生产线运行方法，汽车柔性总装生产线系统的移动机器人包括顶升移动机器人、线首预举升机器人、线尾预举升机器人；线首预举升机器人、线尾预举升机器人和顶升移动机器人配合将汽车进行抬升，并将汽车车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上。其中，机器人管理系统的机器人调度中心与每个工序生产线上各个机器人以无线通信方式连接，用于从工厂数字管理平台接收任务/数据，还用于接收各工位及各个机器人的工作状态以及生产线节拍数据，以确定移动机器人的行走或操作动作。从而适应不同汽车类型，不同底盘、不同型号的汽车在同一生产线进行组装生产的要求。

Description

汽车柔性总装生产线系统及生产线运行方法

技术领域

本申请涉及汽车组装生产线系统技术领域，具体涉及一种汽车柔性总装生产线系统及生产线运行方法。

背景技术

汽车生产线是一种自动化程度要求非常高的系统，传统的汽车组装生产线具有自动化的汽车车体输送线装置，车体依次被输送到组装区域后，依靠分布在车体两侧的机器人完成各部件安装，或者某些工序由人工在工装夹具等辅助装置下完成安装操作。

随着汽车技术的发展以及汽车市场需求、消费观念的转变，一方面，汽车制造商需不断推出新的产品，丰富汽车产品的类型和持续进行新技术新产品的迭代；另一方面，市场需求和汽车消费观念的转变，消费者对汽车的可定制化、个性化等需求更加突出。这对汽车的设计阶段、制造阶段提出更高的要求。然而，传统汽车生产线往往仅能适应同一类型汽车的连续生产，如果有新型号的汽车生产，不得不重新升级改造生产线甚至重新施工进行大量基建以建立生产线，以匹配新车生产。这种固化的自动化生产线已不能满足市场快速发展的需求。

因此，需要一种基于移动机器人的汽车柔性生产线方案。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种汽车柔性总装生产线系统及生产线运行方法，实现汽车制造组装生产线的柔性化，适应不同汽车类型，不同底盘、不同型号的汽车在同一生产线进行组装生产的要求。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种汽车柔性总装生产线系统，所述汽车柔性总装生产线系统包括移动机器人、组装操作机器人和机器人管理系统；

所述移动机器人包括顶升移动机器人、线首预举升机器人、线尾预举升机器人；

线首预举升机器人，用于将上一工序完成的车体进行抬升，并和顶升移动机器人配合，将该上一工序完成的车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上；线首预举升机器人设置于当前工序生产线第一组装工位之前的初始位置；

线尾预举升机器人用于和顶升移动机器人配合将当前工序完成的车体从顶升移动机器人的顶升平台上移动到线尾预举升机器人，以将该当前工序完成的车体放置下一工序入口处位置；线尾预举升机器人设置于生产线当前工序最后组装工位之后的末端位置；

所述顶升移动机器人用于在其顶升平台上承载当前工序的待处理车体，并将该待处理车体在当前工序生产线上按照生产线节拍数据移动至每个所需执行组装的工位位置，以便组装操作机器人对待处理车体执行相应的任务操作；还用于从当前工序最后组装工位沿回流路径返回至当前工序第一组装工位；

机器人管理系统包括机器人调度中心和工厂数字管理平台，

机器人调度中心与每个工序生产线上各个机器人以无线通信方式连接，用于从工厂数字管理平台接收任务/数据，还用于接收各工位及各个机器人的工作状态以及生产线节拍数据，以确定移动机器人的行走或操作动作；

其中，当生产线两侧执行任务的组装操作机器人均完成操作，通过工厂数字管理平台中的组装车间管理平台系统发送统一节拍信号至机器人调度中心后，

通过机器人调度中心向后续所需移动的移动机器人分别发送控制指令，在顶升移动机器人平移过程中，前方工序上的其他机器人负载的车体在机器人管理系统的控制下也一并按照预设节拍同步移动和动作到下一工序，直至所有移动的移动机器人移动到位。

本说明书实施例还提供一种汽车柔性总装生产线运行方法，采用如上述技术方案中的汽车柔性总装生产线系统，应用于机器人调度中心，所述汽车柔性总装生产线运行方法包括：

接收任务/数据，并核验各工位及移动机器人对应的当前状态；

根据任务/数据，对需作业的工位和需执行移动任务的机器人进行编号；

读取各作业工位机器人的准备就绪信号和生产线节拍信号，并在需移动的移动机器人完成同步移动，移动至下一工位后，向工厂数字管理平台返回相应信号；

判断移动到某工位的移动机器人的编号是否和该工位编号匹配；

若匹配则移动机器人自主判断是否到达了该工位的速度、位置调节区域，在该位置调节区域，移动机器人根据外置传感器数据或自身传感器数据判断是否到达指定位置，如果有一定误差就自主进行位姿调整；或者若不匹配，则直至所有需要移动的移动机器人编号与工位编号匹配；

当移动机器人定位完成后，接收所有所需移动的移动机器人定位完成信号，以统一上传至工厂数字管理平台。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

在汽车柔性总装生产线上通过设置的线首/线尾预举升机器人、顶升移动机器人配合将车体放置于各工序对应的工位上，由组装机器人执行任务完成后统一经过工厂数字管理平台，上传于机器人调度中心。通过机器人调度中心向需要移动的顶升移动机器人发送控制指令，将生产线各工序的顶升移动机器人按照预设节拍同步移动和动作到下一工序，直到移动到位。实现汽车制造组装生产线的柔性化，适应不同汽车类型，不同底盘、不同型号的汽车在同一生产线进行组装生产的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请中的汽车柔性化组装生产线典型场景图；

图2是本申请中的汽车柔性总装生产线系统中机器人管理系统配置框图；

图3是本申请中的机器人调度中心示意图；

图4是本申请中的机器人调度中心构成图；

图5是本申请中的生产线定位传感器设置示意图；

图6是本申请中机器人调度处理核心工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

现有技术汽车制造生产线往往仅能够适应同一类型汽车的连续生产，如果要生产新型号汽车，不得不重新升级改造生产线甚至重新施工进行大量基建以建立生产线，以匹配新车生产。然而，随着汽车技术的发展以及汽车市场需求、消费观念的转变，越来越丰富的汽车新产品出现，加之消费观念的转变使得消费者对汽车的可定制化、个性化要求更加突出，而一般的汽车制造企业无法满足这些要求。

基于此，本说明书实施例提出了一种新的基于移动机器人的汽车柔性生产线方案：设置有顶升移动机器人、线首预举升机器人、线尾预举升机器人、组装操作机器人、机器调度中心和工厂数字管理平台。线首预举升机器人和线尾预举升机器人的主要目的是把汽车进行抬升，并和顶升移动机器人配合，将汽车车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上。机器人调度中心与每个工序生产线上各个机器人以无线通信方式连接，用于从工厂数字管理平台接收任务/数据，还用于接收各工位及各个机器人的工作状态以及生产线节拍数据，以确定移动机器人的行走或操作动作；

其中，当所有执行任务的组装操作机器人均完成操作，通过工厂数字管理平台中的组装车间管理平台系统发送统一节拍信号至机器人调度中心后，通过机器人调度中心向后续所需移动的移动机器人分别发送控制指令，在顶升移动机器人平移过程中，前方工序上的其他机器人负载的车体在机器人管理系统的控制下也一并按照预设节拍同步移动和动作到下一工序，直到所有移动的移动机器人移动到位。

本说明书实施例突破传统汽车组装生产线的固化模式，实现了对不同类型的汽车，不同规格的汽车，不同尺寸的汽车在同一条生产线实现适配组装生产，真正实现柔性生产。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本说明书技术方案的汽车柔性总装生产线系统由以下部分组成：线首/线尾预举升机器人、顶升移动机器人和机器人管理系统；其中移动机器人包括顶升移动机器人、线首预举升机器人、线尾预举升机器人；

线首预举升机器人，用于将上一工序完成的车体进行抬升，并和顶升移动机器人配合，将该上一工序完成的车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上；线首预举升机器人设置于当前工序生产线第一组装工位之前的初始位置；

线尾预举升机器人用于和顶升移动机器人配合将当前工序完成的车体从顶升移动机器人的顶升平台上移动到线尾预举升机器人，以将该当前工序完成的车体放置下一工序入口处位置；线尾预举升机器人设置于生产线当前工序最后组装工位之后的末端位置；

所述顶升移动机器人用于在其顶升平台上承载当前工序的待处理车体，并将该待处理车体在当前工序生产线上按照生产线节拍数据移动至每个所需执行组装的工位位置，以便组装操作机器人对待处理车体执行相应的任务操作；还用于从当前工序最后组装工位沿回流路径返回至当前工序第一组装工位；

机器人管理系统包括机器人调度中心和工厂数字管理平台，

机器人调度中心与每个工序生产线上各个机器人以无线通信方式连接，用于从工厂数字管理平台接收任务/数据，还用于接收各工位及各个机器人的工作状态以及生产线节拍数据，以确定移动机器人的行走或操作动作；

其中，当所有执行任务的组装操作机器人均完成操作，通过工厂数字管理平台中的组装车间管理平台系统发送统一节拍信号至机器人调度中心后，通过机器人调度中心向后续所需移动的移动机器人分别发送控制指令，在顶升移动机器人平移过程中，前方工序上的其他机器人负载的车体在机器人管理系统的控制下也一并按照预设节拍同步移动和动作到下一工序，直到所有移动的移动机器人移动到位。

具体地，其基本作业流程介绍如下：

如图1中所示，当汽车车体由上一工序到达该柔性生产线线首(图1中右侧)时，线首预举升机器人移动到规定位置，利用其上位于龙门支架内的举升装置将车体抬升到一定高度；此时，顶升移动机器人进入该线首预举升机器人下方，即车体下方，顶升移动机器人的顶升平台逐渐抬升，直至顶升平台接触至车体底部并支撑住车体；则线首预举升机器人的举升装置卸力抽脱，车体被安放在顶升移动机器人的顶升台面上。顶升移动机器人降低顶升高度，向前平移至第一工位停稳准备就绪后两侧组装操作机器人开始操作；在顶升移动机器人平移过程中，前方工序上的其他机器人负载的车体在机器人管理系统的控制下也一并按规定节拍同步平移到下一工序位，直到所有移动的移动机器人移动到位。

组装生产线按照组装类型和操作种类不同被进行了工位编号，依次为组装工位#1，组装工位#2，……等。组装工位#1为该生产线第一道工序，设组装工位#M为该生产线最末一道工序。

在组装工位#1之前，有线首预举升机器人；在组装工位#M之后，有线尾预举升机器人。该两类型机器人可设计为龙门架方式，底部有全向行走轮；龙门架内部装配有举升装置，可从汽车底盘底部进行抬升，其主要目的是把汽车进行抬升，并和顶升移动机器人配合，将汽车车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上。

线尾，当某车体在线尾最后一工位操作完成后，顶升移动机器人移动到线尾预举升机器人下方，将车体抬升一定高度，线尾预举升机器人用内侧的举升装置将车体从底部托住，顶升移动机器人降低顶升平台装置高度，并沿回流路径返回，完成车体移交。线尾预举升机器人则进行一定范围的移动，将车体放置在下一工序入口处位置后并返回到线尾规定位置区域待命或继续下一车体的“移交”操作。

整个生产线的顶升移动机器人，线首/线尾预举升机器人受机器人调度中心同一控制调度；机器人调度中心与工厂数字化管理系统(即工厂/车间数字管理平台)接口进行数据交换，特别是生产线生产任务和生产线生产节拍等数据的接收和解析。

机器人调度系统配置框图如图2所示。

在一些实施例中，各工序生产线上的顶升移动机器人和组装工位分别设置有对应的编号；其中，机器人调度中心确定所需移动的顶升移动机器人编号N和所需执行任务的组装工位编号M；M和N设置为相同或者不同的整数，且均为大于1的整数；

所述机器人调度中心核验完成移动的顶升移动机器人的编号与所需执行操作工位的编号相匹配时，所有移动的顶升移动机器人移动到位。

如图2中，机器人调度中心负责从工厂数字管理平台(即车间数字管理平台)接收任务/数据；并以无线通信的方式与各机器人(如移动机器人和组装操作机器人)建立联系。工厂生产线现场安装有相关传感器系统，传感器信号被接入到机器人调度中心，主要用于对现场环境的整体感知以及运行保护目的。

机器人在运行中，通过机器人调度中心将运行数据实时上传至云平台存储，以供工厂进行运营状况分析或作为机器人运行状况历史数据备份用。

机器人调度处理核心，是以工业PC为硬件基础的安装有机器人调度软件系统的计算和控制平台，如图3所示。来自工厂/车间数字管理平台的任务指令，以及各组装工位的组装操作机器人工作状态以及生产线节拍数据等信息输入至机器人调度处理核心；机器人调度处理核心根据这些实时数据，决定各移动机器人的行走或操作动作。

假设该组装生产线共有M个组装工位，每个工位可能同时有若干台固定作业机器人在作业；整体组装生产线上可能有N台顶升移动机器人。M和N可以相同，也可以不同。

该柔性组装生产线(即汽车柔性总装生产线系统)的工作模式，是整体按照同一节拍进行控制运行的模式。说明如下：

当所有M个工位的组装操作机器人均完成操作时，组装车间管理平台系统(即工厂/车间数字管理平台的一种)发送统一节拍信号至机器人调度中心，机器人调度中心依据此信号，指挥调度N个顶升移动机器人同时、同步移动至下一个工位以备进行下一工序的组装作业。这种工作模式对整体组装生产线每工位作业时间的一致性要求较高，要求基本具有相近的作业时间才能提高整体生产效率。或者，整体生产效率受作业速度最慢的工位的制约。

在一些实施例中，机器人调度中心还用于根据不同工位不同的作业性质，控制当前处于对应工位的顶升移动机器人调节举升高度，以适应工位组装作业。

具体地，针对每个工位不同的作业性质，可由机器人调度中心指挥当前处于对应工位的举升机器人(即顶升移动机器人)调节举升高度，从而适应该工位组装作业。

在一些实施例中，工厂生产线现场安装有检测和传感器装置，用于对每个工位的工位状态进行检测，工位状态包括以下至少一项：空闲、占位、等待空闲或准备就绪，且由工厂数字管理平台确认生产线上的工位状态；

顶升移动机器人的工作状态包括以下至少一项：运动、准备就绪、移出完毕或移出待归位，且由机器人调度中心确认顶升移动机器人的工作状态；

当每一台工位组装操作机器人均发送了准备就绪数据后，机器人调度中心才调度移动机器人进行同步移动和动作。

本说明书实施例生产线设置有相应的检测和传感器装置，可对每工位当前状态进行检测。工位主要状态有，空闲；占位；等待空闲；Ready(准备就绪)。

顶升移动机器人依据不同的工作状态，也有若干主要的工作状态，如运动；Ready(准备就绪)；移出完毕；移出待归位，具体后续将有说明。

上述状态数据将会传输至工厂/车间数字管理系统和机器人调度中心供生产线任务管理和机器人作业调度决策采用。

如图4所示，工厂/车间数字管理平台发送组装工位统一节拍指令至机器人调度处理核心；而且，各组装工位作业机器人(即组装操作机器人)同时与机器人调度处理核心进行通信，当针对本车体、本工位的组装作业完成后，发送Ready数据到机器人调度处理核心；当每一台工位作业机器人均发送了Ready数据后，机器人调度处理核心才调度顶升移动机器人以及线首、线尾预举升机器人进行同步移动和动作，当移动到位且所有条件具备之后，机器人调度处理核心接收到各机器人的状态符合要求后，则返回相应数据指令到工厂/车间数字管理平台，进而进入各工位机器人作业控制阶段。

其他实施例：

在一些实施例中，各工序生产线上的顶升移动机器人和/或组装操作机器人由人工替代，在各自人工操作完成后，向机器人调度中心/或经由工厂/车间数字管理平台分别向机器人调度中心发送工作状态和工位状态。

在本技术方案另一实施例中，允许某一个或若干组装工位基于顶升移动机器人承载的待装配车体进行人工装配操作，其他工位依然为组装操作机器人装配操作；当该工位人工操作完毕之后，可人工触发该工位的“Ready”信号至工厂/车间数字管理平台，由该平台纳入总装生产线信号系统。

另一实施例中，允许处于某工位的承载待装车体的顶升移动机器人由人工单独控制进行操作，如举升或移动动作，如移出组装该工位或生产线(工位出入环境条件允许)，并触发相应的工位作业状态信号。

在另一实施例中，依据工厂/车间数字管理平台的任务需求，可对组装生产线上的若干工位执行组装作业，而其余若干工位不进行组装作业，不影响顶升移动机器人按照正常的工序的移动动作。

在所有实施例中，从线首预举升机器人中接手承载待装车体是由顶升移动机器人执行的，这表明，进入生产组装线的顶升移动机器人都负载有组装车体。

在另一实施例中，顶升移动机器人可安装有全向轮，以便于执行全方位移动，增强灵活性。

进一步，在另一实施例中，在组装生产线各工位一侧或工位上方，安装有定位或测距标识或传感器装置，以便对进入工位的车体进行准确定位，从而更好的让组装操作机器人执行操作作业。如图5所示。

在一些实施例中，在组装生产线各工位的一侧或工位上方，安装有外置工位定位传感器，用于对进入工位的车体进行定位；根据所述定位，移动机器人在进入工位期间不断调整自己的行驶速度和在对应工位位置调节区域内达到执行位置，并使所有工序上所需执行组装任务的工位上的顶升移动机器人移动到位，以便工位上对应的组装操作机器人执行操作作业；所述外置工位定位传感器设置于组装生产线地面上预设标识符号处。

在一些实施例中，所述顶升移动机器人安装有全向轮，且进入生产线的顶升移动都负载有组装车体；移动机器人分别依据自身机载传感器以及外置工位定位传感器在进入工位期间不断调整自己的行驶速度和在对应工位位置调节区域内到达指定位置，并使所有移动的顶升移动机器人移动到位。

如图5中，每个工位安装有定位传感器，如激光传感器、视觉识别传感器，或超声传感器等。其目的是对进入该工位的机器人及待装车体进行精确定位或测距。传感器实时对车体某特征部位(如车体前边缘)进行定位或测距，并实时将该数据发送至对应的工位移动机器人，移动机器人依据自身机载传感器和该外部定位传感器数据在进入工位期间不断调整自己的行驶速度，并最终到达规定位置停止以待工位机器人进行操作。这一实施例对组装操作精度要求较高的生产线适用。也可不采用该外置定位传感器数据，仅依据移动机器人自身的测距传感器完成定位操作。但该外置定位传感器的实施，进一步提升整体车辆在相应工位的定位精度和可靠性。

该外置工位定位传感器，也可以是位于地面的某个特殊标识符号或其他位于工位附近的用于对移动机器人或车体进行辅助定位的标识或装置，该标识或装置可被移动机器人的测距传感器或视觉传感器所识别，从而达到更准确的进行定位的目的。

结合上述实施例，应用于机器人调度中心，所述汽车柔性总装生产线运行方法包括：接收任务/数据，并核验各工位及移动机器人对应的当前状态；

根据任务/数据，对需作业的工位和需执行移动任务的机器人进行编号；

读取各作业工位机器人的准备就绪信号和生产线节拍信号，并在需移动的移动机器人完成同步移动，移动至下一工位后，向工厂数字管理平台返回相应信号；

判断移动到某工位的移动机器人的编号是否和该工位编号匹配；

若匹配则移动机器人自主判断是否到达了该工位的速度、位置调节区域，在该位置调节区域，移动机器人根据外置传感器数据或自身传感器数据判断是否到达指定位置，如果有一定误差就自主进行位姿调整；或者若不匹配，则直至所有需要移动的移动机器人编号与工位编号匹配；

当移动机器人定位完成后，接收所有所需移动的移动机器人定位完成信号，以统一上传至工厂数字管理平台。

如图6所示为机器人调度处理核心工作流程框图。根据任务数据，机器人调度处理核心会对各工位及移动机器人状态进行核验感知其当前状态。并根据任务数据对需要作业的工位和需要执行移动任务的机器人进行编号。之后，需要读取各工位机器人的“Ready”信号和生产线节拍信号数据，当这类信号均具备时，说明可以进行移动机器人的整体同步移动。则移动机器人移动到下一工位。当移动到该工位的机器人定位完成，返回相应信号至工厂/车间数字管理平台。此间，系统判断移动到某工位的移动机器人的编号是否和该工位编号匹配(不是相等，是匹配，是根据最开始的生产工序一直至当前工序时应该到达该工位的机器人其编号是否正确)，如果匹配，则移动机器人自主判断是否到达了该工位的速度、位置调节区域，在该位置调节区域，移动机器人根据外置传感器(如果有)数据和自身传感器数据判断是否到达指定位置，如果有一定误差就自主进行位姿调整，以满足定位要求。当定位完成后，发送定位完成信号到机器人调度处理中心数据集，以统一上传数据到工厂/车间数字管理系统。

在一些实施例中，所述汽车柔性总装生产线运行方法还包括：生产线上各机器人运行过程中，机器人调度中心将运行数据实时上传至云平台存储，以供工厂进行运行状态分析或作为生产线上机器人运行状态历史数据备份。

如图2所示，机器人在运行中，通过调度中心将运行数据实时上传至云平台存储，以供工厂进行运营状况分析或作为机器人运行状况历史数据备份用。

线首预举升机器人实施例：

在一些实施例中，线首预举升机器人和线尾预举升机器人设置为移动龙门式，该移动龙门两边内侧设置有举升装置，用以托举车体；或者设置为轨道式，用于前后平移；

线首预举升机器人和线尾预举升机器人的移动、操作动作均受机器人调度中心的控制；

线首预举升机器人和线尾预举升机器人还设置有传感器，用于自主导航避障；线首预举升机器人和线尾预举升机器人还设置有识别和定位传感器，用于对未进入各工序生产线工位的顶升移动机器人进行检测，以完成顶升移动机器人对车体的举升操作动作。

线首预举升机器人，专门用于托举从前工序过来的车体；并抬升至一定高度，待顶升移动机器人到达车体下方时，适度抬升顶升平台，“托住”车体底部；待车体完全被放置在顶升移动机器人的顶升平台上时，线首举升机器人朝组装生产线相反方向驶离一段距离，同时，顶升移动机器人朝组装生产线方向进行移动进入#1工位。

实施例中，线首举升机器人可设计为多种类型，以适应场景要求。如设计为可移动龙门式，龙门两边内侧有举升装置，用以托举车体；如或设计为轨道式，可前后平移。

线首预举升机器人设置有传感器，可实现自主导航自动避障；也设置有用于对举升车体进行识别和定位的传感器，如视觉传感器，以实现举升装置对车体的举升操作动作。

线尾预举升机器人具有和线首预举升机器人相同的结构和类似的工作原理。

线首/尾预举升机器人的运动、操作动作等受机器人调度处理中心的控制。线首预举升机器人以及待托举的顶升移动机器人还与第一工位的工位当前状态进行信息“握手”，仅当第一工位处于“空置”状态时，顶升移动机器人才允许进入第一工位。同理，线尾预举升机器人的运动、操作动作等与最末工位上的当前状态有“握手”信息交换，仅当最末工位完成操作动作准备将车体移出时，将相关信息传输至机器人调度处理中心和预举升机器人可以执行下一步或下一节拍的操作。

线首/尾预举升机器人，可设计为全向移动，以方便在场景内对从不同方向来的车体进行托举并移动到规定的区域后与顶升移动机器人完成车体“交接”工作。

在另一种实施例中，根据场景要求不同，线首/尾预举升机器人可不需要或由其他类似设备代替；可由顶升移动机器人从上一工序中直接进行托举操作，或在最末工序完成后由顶升移动机器人运输到某指定地点完成卸载作业，或在其他辅助设备的辅助下完成卸载操作。

另一实施例：

在一些实施例中，位于组装生产线各工位两侧的组装操作机器人包括移动操作复合机器人，所述移动操作复合机器人具有协作机械臂，用于在移动到位后根据任务/数据完成相应工位的作业。

在本技术方案另一实施例中，位于组装生产线各工位两侧的组装操作机器人可为移动操作复合机器人，组成本柔性组装生产线，具有更高的产线配置灵活性和极高的柔性生产能力。对生产场地的要求极大降低，对产线基建要求也大大降低，甚至无特别要求的基建。移动操作复合机器人可为携带有协作机械臂的协作机器人，完成相应工位的作业。移动操作复合机器人结合顶升移动机器人，可实现组装生产线的离散化、个性化配置，可满足不同尺寸、结构、型号的汽车的组装装配。

要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，所述汽车柔性总装生产线系统包括移动机器人、组装操作机器人和机器人管理系统；

所述移动机器人包括：顶升移动机器人、线首预举升机器人、线尾预举升机器人；

线首预举升机器人，用于将上一工序完成的车体进行抬升，并和顶升移动机器人配合，将该上一工序完成的车体放置到顶升移动机器人的顶升平台上；线首预举升机器人设置于当前工序生产线第一组装工位之前的初始位置；

线尾预举升机器人用于和顶升移动机器人配合将当前工序完成的车体从顶升移动机器人的顶升平台上移动到线尾预举升机器人，以将该当前工序完成的车体放置下一工序入口处位置；线尾预举升机器人设置于生产线当前工序最后组装工位之后的末端位置；

所述顶升移动机器人用于在其顶升平台上承载当前工序的待处理车体，并将该待处理车体在当前工序生产线上按照生产线节拍数据移动至每个所需执行组装的工位位置，以便组装操作机器人对待处理车体执行相应的任务操作；还用于从当前工序最后组装工位沿回流路径返回至当前工序第一组装工位；

机器人管理系统包括机器人调度中心和工厂数字管理平台，

机器人调度中心与每个工序生产线上各个机器人以无线通信方式连接，用于从工厂数字管理平台接收任务/数据，还用于接收各工位及各个机器人的工作状态以及生产线节拍数据，以确定移动机器人的行走或操作动作；

其中，当所有执行任务的组装操作机器人均完成操作，通过工厂数字管理平台中的组装车间管理平台系统发送统一节拍信号至机器人调度中心后，通过机器人调度中心向后续所需移动的移动机器人分别发送控制指令，在顶升移动机器人平移过程中，前方工序上的其他机器人负载的车体在机器人管理系统的控制下也一并按照预设节拍同步移动和动作到下一工序，直到所有移动的移动机器人移动到位。

2.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，各工序生产线上的顶升移动机器人和组装工位分别设置有对应的编号；其中，机器人调度中心确定所需移动的顶升移动机器人编号N和所需执行任务的组装工位编号M；M和N设置为相同或者不同的整数，且均为大于1的整数；

所述机器人调度中心核验完成移动的顶升移动机器人的编号与所需执行操作工位的编号相匹配时，所有移动的顶升移动机器人移动到位。

3.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，工厂生产线现场安装有检测和传感器装置，用于对每个工位的工位状态进行检测，工位状态包括以下至少一项：空闲、占位、等待空闲或准备就绪，且由工厂数字管理平台确认生产线上的工位状态；

顶升移动机器人的工作状态包括以下至少一项：运动、准备就绪、移出完毕或移出待归位，且由机器人调度中心确认顶升移动机器人的工作状态；

当每一台工位组装操作机器人均发送了准备就绪数据后，机器人调度中心才调度移动机器人进行同步移动和动作。

4.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，各工序生产线上的顶升移动机器人和/或组装操作机器人由人工替代，在各自人工操作完成后，向机器人调度中心/或经由工厂/车间数字管理平台分别向机器人调度中心发送工作状态和工位状态；

所述机器人调度中心还用于根据不同工位不同的作业性质，控制当前处于对应工位的顶升移动机器人调节举升高度，以适应工位组装作业。

5.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，在组装生产线各工位的一侧或工位上方，安装有外置工位定位传感器，用于对进入工位的车体进行定位；根据所述定位，移动机器人在进入工位期间不断调整自己的行驶速度和在对应工位位置调节区域内到达执行位置，并使所有工序上所需执行组装任务的工位上的顶升移动机器人移动到位，以便工位上对应的组装操作机器人执行操作作业；所述外置工位定位传感器设置于组装生产线地面上预设标识符号处。

6.根据权利要求5所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，所述顶升移动机器人安装有全向轮，且进入生产线的顶升移动都负载有组装车体；

移动机器人分别依据自身机载传感器以及外置工位定位传感器在进入工位期间不断调整自己的行驶速度和在对应工位位置调节区域内到达指定位置，并使所有移动的顶升移动机器人移动到位。

7.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，

线首预举升机器人和线尾预举升机器人设置为移动龙门式，该移动龙门两边内侧设置有举升装置，用以托举车体；或者设置为轨道式，用于前后平移；

线首预举升机器人和线尾预举升机器人的移动、操作动作均受机器人调度中心的控制；

线首预举升机器人和线尾预举升机器人还设置有传感器，用于自主导航避障；线首预举升机器人和线尾预举升机器人还设置有识别和定位传感器，用于对未进入各工序生产线工位的顶升移动机器人进行检测，以完成顶升移动机器人对车体的举升操作动作。

8.根据权利要求1所述的汽车柔性总装生产线系统，其特征在于，位于组装生产线各工位两侧的组装操作机器人包括移动操作复合机器人，所述移动操作复合机器人具有协作机械臂，用于在移动到位后根据任务/数据完成相应工位的作业。

9.一种汽车柔性总装生产线运行方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的汽车柔性总装生产线系统，应用于机器人调度中心，所述汽车柔性总装生产线运行方法包括：

接收任务/数据，并核验各工位及移动机器人对应的当前状态；

根据任务/数据，对需作业的工位和需执行移动任务的机器人进行编号；

读取各作业工位机器人的准备就绪信号和生产线节拍信号，并在需移动的移动机器人完成同步移动，移动至下一工位后，向工厂数字管理平台返回相应信号；

判断移动到某工位的移动机器人的编号是否和该工位编号匹配；

若匹配则移动机器人自主判断是否到达了该工位的速度、位置调节区域，在该位置调节区域，移动机器人根据外置传感器数据或自身传感器数据判断是否到达指定位置，如果有一定误差就自主进行位姿调整；或者若不匹配，则直至所有需要移动的移动机器人编号与工位编号匹配；

当移动机器人定位完成后，接收所有所需移动的移动机器人定位完成信号，以统一上传至工厂数字管理平台。

10.根据权利要求9中所述的汽车柔性总装生产线运行方法，其特征在于，所述汽车柔性总装生产线运行方法还包括：

生产线上各机器人运行过程中，机器人调度中心将运行数据实时上传至云平台存储，以供工厂进行运行状态分析或作为生产线上机器人运行状态历史数据备份。