CN117021113B

CN117021113B - 一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质

Info

Publication number: CN117021113B
Application number: CN202311215490.2A
Authority: CN
Inventors: 徐雪明; 刘国炳; 孙磊磊; 苏金环
Original assignee: Suzhou Nok Intelligent Equipment Co ltd
Current assignee: Suzhou Nok Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2023-09-20
Filing date: 2023-09-20
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2043-09-20
Also published as: CN117021113A

Abstract

本申请实施例提供了一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质，该方法包括：通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标；根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标；将目标位置坐标与实际位置坐标进行比较，得到位置偏差率；判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；若大于或等于，则生成修正信息，根据修正信息调整标定机械臂的位置信息；若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上。本申请能够实现更精确的部件定位和组装，从而提高夹具部件组装的精度，优化组装路径，减少运动时间，提高装配效率，提高装配精度和效率可以减少人为误差和不良产品的产生，从而降低了制造成本。

Description

一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质

技术领域

本申请涉及定位装配领域，具体而言，涉及一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质。

背景技术

在现代制造业中，自动化和智能化技术的发展正在改变着生产和装配过程。协作机械臂作为一种重要的自动化装配工具，具有在生产线上执行精确定位和组装任务的能力。为了实现高质量的装配过程，关键的技术挑战包括姿态规划、运动控制、传感器与视觉系统的应用以及坐标修正与校准。标定机械臂通过执行一系列预定的运动，收集目标点的实际位置和姿态数据，为坐标修正和校准提供必要的信息。

汽车夹具部件是用于汽车制造中的焊接装配过程的工具。它们用于保持和定位汽车车身结构的各个零部件，在焊接过程中确保零件的准确位置和稳定连接。使用汽车夹具部件能够提高焊接装配的精度、效率和一致性，并确保焊接质量和车身结构的稳定性。夹具部件在汽车制造行业中扮演着重要的角色，对于确保汽车质量和生产效率都至关重要。

传统方法通常需要大量的人力和时间来完成夹具部件的装配过程。这包括零件的手动定位、固定、焊接等操作，这些过程都需要耗费大量的时间和人力资源。人工装配容易受到操作者技能水平、疲劳度等因素的影响，导致装配精度和一致性无法得到有效控制。这可能导致夹具装配后的几何形状不精确或装配结果不稳定，影响后续生产工艺和产品质量；针对上述问题，目前亟待有效的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质，可以实现更精确的部件定位和组装，从而提高夹具部件组装的精度，优化组装路径，减少运动时间，提高装配效率，提高装配精度和效率可以减少人为误差和不良产品的产生，从而降低了制造成本。

本申请实施例还提供了一种机械臂协作定位装配方法，包括：

通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标；

根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标；

将目标位置坐标与实际位置坐标进行比较，得到位置偏差率；

判断所述位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；

若大于或等于，则生成修正信息，根据修正信息调整标定机械臂的位置信息；

若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配方法中，通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标，具体为：

获取中央处理器显示界面信息，得到图形界面；

根据图形界面获取对应的控制参数；

根据控制参数生成装配零部件的目标位置，并得到匹配度；

若匹配度大于预设的匹配度阈值，则根据图像界面生成目标位置信息，得到目标位置坐标；

若小于，则调整中央处理器显示界面信息。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配方法中，根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标，具体为：

获取标定机械臂姿态信息；

将标定机械臂姿态信息与预设的姿态信息进行比较，得到姿态偏差率；

判断所述姿态偏差率是否大于预设的姿态偏差率阈值；

若大于，则调整标定机械臂运动参数；

若小于，则根据标定机械臂对夹具部件进行位置标定，得到实际位置信息。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配方法中，根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标之后，还包括：

获取目标位置坐标，根据目标位置坐标与实际位置坐标生成预定的轨迹信息；

获取不同时间节点的标定机械臂的姿态信息，根据不同时间节点的标定机械臂的姿态信息生成标定机械臂的姿态信息生成标定机械臂的轨迹信息；

将标定机械臂的轨迹信息与预定的轨迹信息进行比较，得到轨迹相似度；

若轨迹相似度大于或等于预设的相似度阈值，则生成反馈信息，根据反馈信息调整标定机械臂的的移动参数；

若小于，则得到标定机械臂的轨迹信息，并根据标定机械臂的轨迹信息生成夹具部件的移动位置参数。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配方法中，若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上，具体为：

获取标定机械臂的夹持力信息；

将夹持力信息与预设的夹持力信息进行比较，得到夹持力度偏差；

根据夹持力度偏差判断所述标定机械臂是否夹持牢固；

若夹持牢固，则将零部件组装至夹具部件；

若夹持不牢固，则调整标定机械臂的夹持力。

第二方面，本申请实施例提供了一种机械臂协作定位装配系统，应用于机械臂协作定位装配方法，该系统包括：

中央处理器，所述中央处理器用于负责接收、处理和分发数据。

视觉模块，所述视觉模块与所述中央处理器电性连接，所述视觉模块配置为，用于感知定位配置环境并通过传感器获取目标零部件位置数据；

标定机械臂模块，所述标定机械臂模块对夹具部件位置进行标定，并捕获目标点的实际位置和姿态；

坐标修正模块，所述坐标修正模块配置为，接收标定机械臂模块的实际位置与姿态，分析标定数据和目标位置，修正坐标偏差。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配系统中，传感器包括激光传感器、力传感器与位置传感器中的一种。

可选地，在本申请实施例所述的机械臂协作定位装配系统中，还包括传输模块，所述传输模块与所述中央处理器、标定机械臂模块电性连接，所述传输模块配置为，接收实际位置坐标，并将实际位置坐标传输至中央处理器进行分析，并控制标定机械臂按照预定的位置进行移动。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括机械臂协作定位装配方法程序，所述机械臂协作定位装配方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的机械臂协作定位装配方法的步骤。

由上可知，本申请实施例提供的一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质，通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标；根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标；将目标位置坐标与实际位置坐标进行比较，得到位置偏差率；判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；若大于或等于，则生成修正信息，根据修正信息调整标定机械臂的位置信息；若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上。本申请能够实现更精确的部件定位和组装，从而提高夹具部件组装的精度，优化组装路径，减少运动时间，提高装配效率，提高装配精度和效率可以减少人为误差和不良产品的产生，从而降低了制造成本。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，本申请的目的和优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机械臂协作定位装配方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的机械臂协作定位装配方法的中央处理器显示界面调整流程图；

图3为本申请实施例提供的机械臂协作定位装配方法的实际位置信息获取流程图；

图4为本申请实施例提供的机械臂协作定位装配系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

请参照图1-3，该机械臂协作定位装配方法用于终端设备中，该机械臂协作定位装配方法，包括以下步骤：

S101，通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标；

S102，根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标；

S103，将目标位置坐标与实际位置坐标进行比较，得到位置偏差率，判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；

S104，若大于或等于，则生成修正信息，根据修正信息调整标定机械臂的位置信息；

S105，若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上。

需要说明的是，通过智能路径规划算法和优化的机械臂操作定位，优化组装路径，减少运动时间，提高装配效率，降低制造成本，提高装配精度和效率可以减少人为误差和不良产品的产生，从而降低了制造成本，自动化装配过程可以降低工人的繁重劳动，改善工作环境和工作条件。

根据本发明实施例，通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标，具体为：

S201，获取中央处理器显示界面信息，得到图形界面；

S202，根据图形界面获取对应的控制参数；

S203，根据控制参数生成装配零部件的目标位置，并得到匹配度；

S204，若匹配度大于预设的匹配度阈值，则根据图像界面生成目标位置信息，得到目标位置坐标；

S205，若小于，则调整中央处理器显示界面信息。

根据本发明实施例，根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标，具体为：

S301，获取标定机械臂姿态信息；

S302，将标定机械臂姿态信息与预设的姿态信息进行比较，得到姿态偏差率；

S303，判断姿态偏差率是否大于预设的姿态偏差率阈值；

S304，若大于，则调整标定机械臂运动参数；

S305，若小于，则根据标定机械臂对夹具部件进行位置标定，得到实际位置信息。

根据本发明实施例，根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标之后，还包括：

根据本发明实施例，若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上，具体为：

获取标定机械臂的夹持力信息；

根据夹持力度偏差判断标定机械臂是否夹持牢固；

若夹持牢固，则将零部件组装至夹具部件；

若夹持不牢固，则调整标定机械臂的夹持力。

实施例二

请参照图4，本申请实施例提供了一种机械臂协作定位装配系统，应用于机械臂协作定位装配方法，该系统包括：

中央处理器，中央处理器用于负责接收、处理和分发数据。

视觉模块，视觉模块与中央处理器电性连接，视觉模块配置为，用于感知定位配置环境并通过传感器获取目标零部件位置数据；

标定机械臂模块，标定机械臂模块对夹具部件位置进行标定，并捕获目标点的实际位置和姿态；

坐标修正模块，坐标修正模块配置为，接收标定机械臂模块的实际位置与姿态，分析标定数据和目标位置，修正坐标偏差。

需要说明的是，通过标定机械臂模块及中央处理器组成，标定机械臂模块外接有标定机械臂，提高夹具部件组装过程中的精度和效率，减少人为误差。首先设定夹具部件所需装配部件的目标位置坐标，并利用标定机械臂进行位置标定，标定后的实际位置坐标会反馈给中央处理器，以修正目标位置坐标的偏差，在夹具组装过程中，机械臂根据设定的目标位置和修正后的坐标，将各个部件精确地定位并组装到夹具部件上，提高了装配精度，降低了制造成本，提升了生产效率。

进一步的，还包括协作机械臂，协作机械臂通过中央处理器控制动作，利用标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标，并将其反馈给中央处理器，这样可以修正目标位置坐标的偏差，从而提高装配的准确性；将协作机械臂与标定机械臂配合使用，根据设定的目标位置和修正后的坐标，协作机械臂可以精确地定位和组装夹具部件所需的部件，这种协作定位技术可以提高装配精度，并减少人为误差。

根据本发明实施例，传感器包括激光传感器、力传感器与位置传感器中的一种。

需要说明的是，传感器用于实时监测和测量夹具组装过程中的位置、角度或其他相关参数。通过使用精准且可靠的传感器，系统可以更准确地控制协作机械臂的定位和组装操作，从而提高装配精度。

根据本发明实施例，还包括传输模块，传输模块与中央处理器、标定机械臂模块电性连接，传输模块配置为，接收实际位置坐标，并将实际位置坐标传输至中央处理器进行分析，并控制标定机械臂按照预定的位置进行移动。

需要说明的是，中央处理器充当整个系统的核心，负责接收和处理实际位置坐标的反馈，修正目标位置坐标，并控制协作机械臂的操作。通过合理的算法和控制策略，中央处理器可以实现高效、精确的组装过程。

本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，可读存储介质中包括机械臂协作定位装配方法程序，机械臂协作定位装配方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项的机械臂协作定位装配方法的步骤。

本发明公开的一种机械臂协作定位装配方法、系统及介质，通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标；根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标；将目标位置坐标与实际位置坐标进行比较，得到位置偏差率；判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；若大于或等于，则生成修正信息，根据修正信息调整标定机械臂的位置信息；若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上。本申请能够实现更精确的部件定位和组装，从而提高夹具部件组装的精度，优化组装路径，减少运动时间，提高装配效率，提高装配精度和效率可以减少人为误差和不良产品的产生，从而降低了制造成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims

1.一种机械臂协作定位装配方法，其特征在于，包括：

若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上；

通过中央处理单元设定装配零部件目标位置，得到目标位置坐标，具体为：

获取中央处理器显示界面信息，得到图形界面；

根据图形界面获取对应的控制参数；

根据控制参数生成装配零部件的目标位置，并得到匹配度；

若小于，则调整中央处理器显示界面信息；

根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标，具体为：

获取标定机械臂姿态信息；

判断所述姿态偏差率是否大于预设的姿态偏差率阈值；

若大于，则调整标定机械臂运动参数；

若小于，则根据标定机械臂对夹具部件进行位置标定，得到实际位置信息；

根据标定机械臂对夹具部件位置进行标定，获取实际位置坐标之后，还包括：

若小于，则得到标定机械臂的轨迹信息，并根据标定机械臂的轨迹信息生成夹具部件的移动位置参数；

若小于，则根据标定机械臂移动零部件定位与组装到夹具部件上，具体为：

获取标定机械臂的夹持力信息；

根据夹持力度偏差判断所述标定机械臂是否夹持牢固；

若夹持牢固，则将零部件组装至夹具部件；

若夹持不牢固，则调整标定机械臂的夹持力。

2.一种机械臂协作定位装配系统，应用于权利要求1所述的机械臂协作定位装配方法，其特征在于，该系统包括：

中央处理器，所述中央处理器用于负责接收、处理和分发数据；

3.根据权利要求2所述的机械臂协作定位装配系统，其特征在于，传感器包括激光传感器、力传感器与位置传感器中的一种。

4.根据权利要求3所述的机械臂协作定位装配系统，其特征在于，还包括传输模块，所述传输模块与所述中央处理器、标定机械臂模块电性连接，所述传输模块配置为，接收实际位置坐标，并将实际位置坐标传输至中央处理器进行分析，并控制标定机械臂按照预定的位置进行移动。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括机械臂协作定位装配方法程序，所述机械臂协作定位装配方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1所述的机械臂协作定位装配方法的步骤。