CN117047744A - 电池装配的移动机器人、作业系统、控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池装配的移动机器人、作业系统、控制方法及控制系统,该移动机器人包括移动平台、检测装置、多个末端执行器和机械手,移动平台能够接收装配指令以实现在不同的位置之间移动;检测装置设置在移动平台上,用于获取位置信号和装配配方信号;多个末端执行器放置在移动平台上;机械手设置在移动平台上,能够与目标末端执行器连接以对电池执行相应的装配动作;其中,目标末端执行器是基于装配指令从多个末端执行器中确定的,装配动作是基于位置信号和装配配方信号确定的。本申请实施例的电池装配的移动机器人,能够在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
Description
技术领域
本申请涉及电池装配技术领域,尤其涉及一种电池装配的移动机器人、作业系统、控制方法及控制系统。
背景技术
相关技术中,电池装配包括多个装配工序,其中部分或全部工序通过对应的机械手辅助装配。由于各工序对应的产品和装配动作不同,单一机械手无法完成多装配工序的装配动作,无法满足高精度、高柔性、高效率的装配需求。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例期望提供一种电池装配的移动机器人、作业系统、控制方法及控制系统,以解决相关技术中单一机械手无法完成多装配工序的装配动作,从而无法满足高精度、高柔性、高效率的装配需求的技术问题。
为达到上述目的,本申请实施例第一方面提供一种电池装配的移动机器人,包括:
移动平台,能够接收装配指令以实现在不同的位置之间移动;
检测装置,设置在所述移动平台上,用于获取位置信号和装配配方信号;
多个末端执行器,放置在所述移动平台上;
以及机械手,设置在所述移动平台上,能够与目标末端执行器连接以对所述电池执行相应的装配动作;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的,所述装配动作是基于所述位置信号和所述装配配方信号确定的。
该实施例中,检测装置获取位置信号和装配配方信号。根据获取的位置信号和装配配方信号,移动平台带动机械手和多个末端执行器在不同的位置之间移动。机械手能够根据装配指令选择连接对应的末端执行器,进而执行装配指令对应的装配动作。该电池装配的移动机器人能够选择不同的末端执行器,实现多个不同的装配动作,从而适用在多工序、或不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
一些实施方案中,所述移动平台包括移动底盘以及工具架,所述移动底盘具有工作平台,所述工具架设置在所述工作平台上,所述多个末端执行器放置在所述工具架上。
移动底盘实现在不同位置之间的移动,移动底盘可以为自动导向小车(AutomatedGuided Vehicle,简称AGV)。通过工具架对各末端执行器进行限位,方便机械手与末端执行器连接。
一些实施方案中,所述工作平台上具有卡位件,用于放置料盘,以便所述机械手上的所述末端执行器从所述料盘中获取物料用于装配,加快了装配节拍,从而提高了生产节拍。
卡位件用于定位料盘在工作平台上的位置,并限制料盘在工作平台平面内的位移,以方便机械手上的末端执行器从料盘中获取物料,同时由于料盘可以容纳多个物料,不需要机械手频繁从料库中获取物料,提高了生产节拍。
一些实施方案中,所述机械手包括多关节臂以及快换机构,所述多关节臂设置在所述移动平台上,以实现多个方位的装配动作,所述快换机构与所述多关节臂的末端连接,用于与所述多个末端执行器快换连接。
快换机构能够使机械手与末端执行器快速连接或快速分离,无需手动介入,以此方便更换末端执行器。
一些实施方案中,所述检测装置包括全局相机、末端相机以及光源,所述全局相机设置在所述移动平台上,用于获取装配环境信息,所述末端相机设置在所述机械手的末端,以获取所述装配配方信号,所述光源邻近所述末端相机设置,以向所述末端相机拍摄提供光线。
全局相机设置在移动平台上,其相对移动平台保持位置固定,能够拍摄获得装配环境信息,进而用于获取移动平台的位置。末端相机设置在机械手的末端,能够跟随机械手移动以获取电池对应的装配配方信号。光源向末端相机拍摄提供光线,以提高拍摄图像的清晰度。
一些实施方案中,所述检测装置还包括测距仪,设置在所述移动平台上,以获取所述移动平台的精确位置信号。
通过测距仪对移动平台进行精确定位,提高了移动平台的位置信号的精确度。
一些实施方案中,所述移动平台的不同方位上分别设置所述测距仪。
如此,各测距仪能够获取对应方位上的位置信息,进而得到移动平台在多个方向的精确位置,从而提高了作业的安全性。
一些实施方案中,所述移动平台的三个侧面上分别设置两个所述测距仪。
通过在三个侧面上分别设置两个测距仪,能够提高对三个侧面所朝向的方位的定位精度。
一些实施方案中,所述多个末端执行器分别包括夹爪机构、吸盘机构以及锁丝机构,所述夹爪机构用于抓取插头以测试所述电池;所述吸盘机构用于吸附料盘进行上料,或吸附泡棉,或吸附标签;所述锁丝机构用于从位于所述移动平台上的所述料盘中吸附螺栓进行装配。
夹爪机构的结构不限,其具体结构可根据插头的结构进行调整。
吸盘机构具有吸附功能,能够吸附料盘、泡棉或标签。其中,料盘用于缓存装配所需物料,例如螺栓。泡棉用于设置在相邻的电芯或相邻电池模组之间,具有容易被压缩、轻、耐高温等优点。标签用于对各电芯或各电池模组进行编号。
锁丝机构具有吸附螺栓和装配螺栓的功能,能够从料盘中吸附螺栓,并将螺栓拧紧在电池上,以实现锁丝装配。
本申请实施例第二方面提供一种电池装配的作业系统,包括:
装配平台,用于装配所述电池;
多个辅助设备,用于为装配所述电池提供不同的物料;
上述任一实施例所述的移动机器人,能够获取相对于所述辅助设备的位置信息,并从多个所述辅助设备上获取物料,以对所述装配平台上的所述电池进行装配。
移动机器人通过连接对应的末端执行器,进而获取不同辅助设备上的物料对电池进行装配动作,能够适应多种工序、多种产品的装配动作,提高适配范围和通用性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
一些实施方案中,多个所述辅助设备分别包括:
螺栓上料机,用于提供螺栓;
泡棉剥离机,用于提供泡棉;
以及标签剥离机,用于提供标签。
螺栓上料机提供螺栓,螺栓用于紧固相邻的装配部件。泡棉剥离机提供泡棉,泡棉用于设置在相邻的电芯或相邻电池模组之间。标签剥离机提供标签,标签用于对各电芯或各电池模组进行编号。
本申请实施例第三方面提供一种电池装配的控制方法,应用于上述任一实施例所述的移动机器人,包括:
基于装配指令,从所述多个末端执行器中确定目标末端执行器;
控制所述机械手与所述目标末端执行器连接;
基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
这样,移动机器人能够选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
一些实施方案中,所述控制方法还包括:基于所述装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备;基于所述检测装置获取的第一位置信号,控制所述移动平台从初始位置移动至所述目标辅助设备对应的位置。
这样,根据装配指令及第一位置信号,控制移动平台准确移动到待装配工位,使得机械手能够准确且及时地从该待装配工位获取物料,以完成对电池的装配,在提升了装配效率的同时还提高了安全性。
一些实施方案中,所述控制方法还包括:基于所述检测装置获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与所述目标辅助设备之间的相对位置信息,并将所述相对位置信息存储至预设的数据库中。
这样,通过二次定位获取移动机器人相较于待装配工位的精确位置信息,提高了移动机器人作业精度和安全性。
一些实施方案中,所述控制所述机械手与所述目标末端执行器连接,包括:基于所述检测装置获取的包含所述多个末端执行器的第一图像,确定所述目标末端执行器的位置;将所述机械手移动至所述目标末端执行器的位置,以使得所述机械手与所述目标末端执行器连接。
这样,通过检测装置获取的图像来实时定位目标末端执行器的位置,提高了目标末端执行器的位置的准确度,从而提升了作业效率和安全性。
一些实施方案中,所述基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:基于所述检测装置获取的所述装配配方信号,确定装配工序;按照所述装配工序,基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
这样,通过检测装置获取的装配配方信号来实时确定装配工序,而并不需要人工来操作装配工序,不仅提高了装配工序的准确度,而且还降低了人力成本,从而在提升了装配效率的同时还提高了产线自动化率。
一些实施方案中,在所述装配工序包括插接工序的情况下,所述位置信号包括插头的位置信号和插座的位置信号,所述目标末端执行器包括夹爪机构,所述装配包括测试;所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:基于所述检测装置获取的所述插头的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构抓取所述插头;基于所述检测装置获取的所述插座的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构将所述插头插入至所述插座,以对所述电池进行测试。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位插头和插座,使得移动机器人能够准确且及时的执行插接工序,相较于利用人工进行插接工序而言,不仅提高了插接任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
一些实施方案中,所述控制方法还包括:响应于所述电池测试完成的情况下,控制所述机械手的夹爪机构从所述插座中拔出所述插头,并将所述插头移动至设定位置。
这样,通过机械手将插头还原至初始位置,以便于机械手执行下一插接工序。
一些实施方案中,在所述装配工序包括锁丝工序的情况下,所述位置信号包括螺栓上料机上的螺栓料盘的位置信号和螺丝孔的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构和锁丝机构;所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:基于所述检测装置获取的所述螺栓料盘的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述移动平台上的料盘替换为所述螺栓料盘;将所述机械手上的吸盘机构替换为所述锁丝机构,并控制所述机械手上的锁丝机构吸附所述螺栓料盘中的螺栓;基于所述检测装置获取的所述螺丝孔的位置信号,控制所述机械手上的锁丝机构将所述螺栓装配入所述螺丝孔中。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位螺栓和螺丝孔,使得移动机器人能够准确且及时的执行锁丝工序,相较于利用人工进行锁丝工序而言,不仅提高了锁丝任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
一些实施方案中,在所述装配工序包括贴物料工序的情况下,所述位置信号包括目标辅助设备中的目标物料的位置信号和粘贴区域的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构,所述装配包括粘贴;所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:基于所述检测装置获取的所述目标物料的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构吸附所述目标物料;基于所述检测装置获取的所述粘贴区域的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述目标物料粘贴至所述粘贴区域中;其中,所述目标物料包括以下之一:泡棉、标签。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位待操作物料,使得移动机器人能够准确且及时的执行贴物料工序,相较于利用人工进行贴物料工序而言,不仅提高了贴物料任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
一些实施方案中,所述控制方法还包括:响应于所述电池的装配工序完成的情况下,控制所述机械手移动至所述目标末端执行器对应的位置,以分离所述机械手和所述目标末端执行器;控制所述移动平台移动至初始位置。
这样,一方面,通过机械手将目标末端执行器还原至对应的位置,以便于机械手执行下一装配工序;另一方面,将移动平台移动至初始位置,以便于下一次装配任务的执行。
本申请实施例第四方面提供一种电池装配的控制方法,应用于上述任一实施例所述的作业系统,所述控制方法包括:
基于装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备;
控制所述移动平台和所述装配平台移动至所述目标辅助设备对应的位置;
基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这样,一方面,移动机器人根据该位置信号和装配配方信号能够选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,移动机器人、装配平台与多个辅助设备之间相互配合,提高了装配效率,拓宽了作业系统的使用场景。
本申请实施例第五方面提供一种电池装配的控制系统,应用于上述任一实施例所述的移动机器人中,所述控制系统包括上位机、及与所述上位机通信连接的多个控制器,其中:
所述上位机,用于接收装配指令;基于所述装配指令,从所述多个控制器中确定目标控制器,并将所述装配指令发送至所述目标控制器中;
所述目标控制器,用于接收所述装配指令;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这样,一方面,通过控制移动机器人选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,通过不同的控制器分别控制移动机器人执行不同的装配任务,实现了插接、锁丝、贴泡棉、贴标签等装配任务的集成式控制,同时由于将原来的多个设备之间的通信变更为系统内部通信,降低了通信时延,从而在降低了系统运行成本的同时还提高了装配效率、及系统的稳定性。
一些实施方案中,所述目标控制器包括以下至少之一:运动控制模块、定位控制模块、异常检测模块,所述检测装置包括相机和测距仪,其中:所述运动控制模块,用于基于所述测距仪获取的第一位置信号和/或所述相机获取的第一图像信号,控制所述移动平台和/或所述机械手运动;所述定位控制模块,用于基于所述相机获取的第二图像信号,确定目标对象的位置信息;其中,所述目标对象包括以下至少之一:插头、插座、螺栓料盘、螺丝孔、泡棉、标签、粘贴区域;所述异常检测模块,用于对所述目标末端执行器执行的目标动作进行检测,得到检测结果;其中,所述目标动作包括以下至少之一:抓取插头、将插头插入插座、拔出插头、锁丝装配、剥离泡棉、剥离标签。
这样,通过不同的模块对移动机器人装配的各个装配动作进行分别处理,以确保每个装配动作的有序和正确执行,从而在实现了复杂工序的装配的同时还提高了装配效率和安全性。
一些实施方案中,在所述目标控制器包括插接控制器的情况下,所述目标控制器还包括柔力控制模块,所述柔力控制模块,用于控制所述机械手上的目标末端执行器的柔力;在所述目标控制器包括锁丝控制器或贴泡棉控制器的情况下,所述目标控制器还包括测距检测模块,所述测距检测模块,用于基于所述测距仪获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与目标辅助设备之间的相对位置信息;其中,所述目标辅助设备是基于所述装配指令从多个辅助设备确定的,所述多个辅助设备包括螺栓上料机、泡棉剥离机、及标签剥离机;在所述目标控制器包括贴标签控制器的情况下,所述目标控制器还包括计数控制模块,所述计数控制模块,用于统计标签的使用次数。
这样,通过不同的装配工序配置对应的模块以执行对应的装配动作,以确保装配任务的有序和正确执行,实现了多模块集中式控制方式,从而在实现了复杂工序的装配的同时还提高了装配效率和安全性。
本申请实施例第五方面提供一种电池装配的控制系统,应用于上述任一实施例所述的作业系统中,所述控制系统包括控制子系统、与所述控制子系统通信连接的装配平台管理系统、及与所述控制子系统通信连接的辅助设备管理系统,其中:
所述装配平台管理系统,用于基于所述控制子系统发送的第一控制指令,对所述装配平台进行管理;
所述辅助设备管理系统,用于基于所述控制子系统发送的第二控制指令,对所述多个辅助设备进行管理;
所述控制子系统,用于控制所述移动平台移动至目标辅助设备对应的位置;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这样,一方面,通过控制移动机器人选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,采用多系统的集中式控制方式,在提升了资源利用率的同时还满足了不同装配场景的需求。
一些实施方案中,所述控制系统还包括测试系统;所述测试系统,用于基于所述控制子系统发送的测试指令,对所述装配平台上的电池进行测试。
这样,在控制系统上集成测试系统,以便于对电池进行测试,在提高了装配效率及柔性化程度的同时还扩宽了控制系统的使用场景。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,而非限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1为根据一个或多个实施例的移动机器人的结构示意图;
图2为图1的移动机器人的俯视图;
图3为根据一个或多个实施例的作业系统的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图一;
图5为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程图示意图二;
图6为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图一;
图7为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图二;
图8为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程图示意图三;
图9为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程图示意图四;
图10为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程图示意图五;
图11为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程图示意图六;
图12为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图三;
附图标记说明
移动平台10;移动底盘11;柜体111;工作平台11a;工具架12;立杆13;
检测装置20;全局相机21;末端相机22;
末端执行器30;夹爪机构31;吸盘机构32;锁丝机构33;快换盘34;
机械手40;多关节臂41;臂412;连接关节411;快换机构42;
上位机61;控制器62a; 插接控制器62;第一运动控制模块621;柔力控制模块622;第一异常检测模块623;第一定位控制模块624;锁丝控制器63;第二运动控制模块631;第一测距检测模块632;第二异常检测模块633;第二定位控制模块634;贴泡棉控制器64;第三运动控制模块641;第二测距检测模块642;第三异常检测模块643;第三定位控制模块644;贴标签控制器65;第四运动控制模块651;第三测距检测模块652;计数模块653;第四异常检测模块654;第四定位控制模块655;云端66;
控制子系统71;装配平台管理系统72;辅助设备管理系统73;
移动机器人100;
装配平台200;反射板210;
辅助设备300;螺栓上料机310;泡棉剥离机320;标签剥离机330;
料盘400。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本申请的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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。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申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“接触”应作广义理解,可以是直接接触,也可以是隔着中间媒介层的接触,可以是相接触的两者之间基本上没有相互作用力的接触,也可以是相接触的两者之间具有相互作用力的接触。
相关技术中,动力电池被广泛地应用于储能电源系统、电动交通工具、军事装备以及航空航天等多个领域。动力电池可以是电池单体,也可以是电池模组或电池。大部分的动力电池是属于定制化产品,不同动力电池之间的尺寸、装配顺序、及所需的电池单体数量差异较大,而若通过人工装配电池,存在效率低、成本高、柔性差等问题,若通过机械手辅助装配电池,由于不同的工序是利用不同的机械手装配来装配,各个工序对应的产品或装配动作不同,单一的机械手无法完成多装配工序的装配动作,不仅成本高,而且也无法满足高精度、高柔性、高效率的装配需求。
本申请实施例提供一种电池装配的移动机器人、作业系统、控制方法及控制系统,该移动机器人能够选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。本申请实施例提供的方法可以由任意合适的计算机设备执行,在实施时,该计算机设备中具有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。
请参考图1~图2,本申请实施例提供一种电池装配的移动机器人,包括移动平台10、检测装置20、多个末端执行器30以及机械手40。
移动平台10能够接收装配指令以实现在不同的位置之间移动。检测装置20设置在移动平台10上,用于获取位置信号和装配配方信号。多个末端执行器30放置在移动平台10上。机械手40设置在移动平台10上,能够与目标末端执行器30连接以对电池执行相应的装配动作,该目标末端执行器是基于该装配指令从多个末端执行器中确定的,该装配动作是基于位置信号和装配配方信号确定的。
移动平台10能够接收装配指令以实现在不同的位置之间移动。检测装置20、多个末端执行器30以及机械手40设置在移动平台10上,跟随移动平台10移动。
检测装置20用于获取位置信号和装配配方信号。其中,位置信号包括移动平台的位置信息。装配配方信号包括产品信息以及产品对应的装配配方信息,例如,装配工序、装配工序所需的装配工件、装配工件所在的位置信息等。
多个末端执行器30用于匹配不同的装配动作。
机械手40能够与目标末端执行器30连接以执行相应的装配动作。也就是说,机械手40能够根据装配指令选择连接目标末端执行器30,进而根据位置信号和装配配方信号,与目标末端执行器30共同执行对应的装配动作。
上述实施例中,检测装置20获取位置信号和装配配方信号。移动平台10根据装配指令,带动机械手40和多个末端执行器30在不同的位置之间移动。机械手40能够基于装配指令选择连接对应的目标末端执行器30,进而执行对应的装配动作。该电池装配的移动机器人能够选择不同的末端执行器30,实现多个不同的装配动作,从而适用在多工序的装配动作中。
示例性地,请参考图1,移动平台10包括移动底盘11以及工具架12。移动底盘11具有工作平台11a。工具架12设置在工作平台11a上,末端执行器30放置在工具架12上。
移动底盘11具有移动功能,例如为自动导向小车(Automated Guided Vehicle,简称AGV),能够移动工具架12以及放置于工具架12上的末端执行器30。一些实施例中,移动底盘11包括柜体111,工作平台11a位于柜体111上。其中,柜体111具有存储空间。
工具架12设置在工作平台11a上,通过工作平台11a支撑工具架12。
多个末端执行器30放置于工具架12上,以此对各末端执行器30进行限位,方便机械手40与末端执行器30连接。
示例性地,请参考图2,工作平台11a上具有卡位件,用于放置料盘400,以便机械手40上的末端执行器30从料盘400中获取物料用于装配。
可以理解的是,卡位件用于定位料盘400在工作平台11a上的位置,并限制料盘400在工作平台11a平面内的位移,以此方便机械手40上的末端执行器30从料盘400中获取物料。
示例性地,请参考图1,机械手40包括多关节臂41以及快换机构42。多关节臂41设置在移动平台10上,以实现多个方位的装配动作。快换机构42与多关节臂41的末端连接,用于与不同的末端执行器30快换连接。
请参考图1,多关节臂41具有多个连接关节411。各连接关节411连接在两个臂412之间,以使得被连接的两个臂412能够调整多个方位的自由度。进而使得多关节臂41能够实现多个方位的装配动作。
快换机构42与多关节臂41的末端连接,如此,快换机构42能够与多关节臂41末端共同移动,移动至末端执行器30处与末端执行器30连接,进而连同末端执行器30一起移动完成装配动作。
快换机构42具有快换功能,即能够使机械手40与末端执行器30快速连接或快速分离。以此方便更换末端执行器30。
请参考图1,一些实施例中,末端执行器30上设有快换盘34,快换盘34用于与快换结构42配合实现快换动作。
示例性地,请参考图1,检测装置20包括全局相机21、末端相机22以及光源。
全局相机21设置在移动平台10上,用于获取装配环境信息。末端相机22设置在机械手40的末端,以获取移动平台10的初步位置信号以及装配配方信号。光源邻近末端相机22设置,以向末端相机22拍摄提供光线。
全局相机21用于拍摄获得图像信息,即装配环境信息。对装配环境信息进行分析和处理,为控制指令提供数据支撑。其中,装配环境信息能够用于获取移动平台10的位置。
一些实施例中,移动平台10上竖立有立杆13,全局相机21设置于立杆13顶部,以提高全局相机21的拍摄范围。立杆可以设置在移动平台10的角落位置,以进一步减少移动平台10对全局相机21拍摄视野的遮挡。
末端相机22设置在机械手40的末端,以获取装配配方信号。例如,电池具有对应的条形码,条形码可以是二维码。通过末端相机22拍摄条形码的图像,以获取电池对应的装配配方信号。
光源邻近末端相机22设置,以向末端相机22拍摄提供光线。通过光源向末端相机22拍摄提供光线,以提高拍摄图像的清晰度。其中,光源可以是环状发光体,以减少阴影,进一步提高拍摄图像的清晰度。
示例性地,检测装置20还包括测距仪,设置在移动平台10上,以获取移动平台10的精确位置信号。
通过测距仪对移动平台10进行精确定位,提高了移动平台10的位置信号的精确度。
测距仪可以是激光测距仪。通过设置多个反射板,配合激光测距仪,能够获取移动平台10的精确位置信号。
测距仪的数量可以是一个,也可以是多个。一些实施例中,测距仪设置在旋转件上,通过旋转件旋转,使得测距仪能够获得移动平台10在多个方向的精确位置。
示例性地,测距仪的数量为多个,分别设置在移动平台10的不同方位上。如此,各测距仪能够获取对应方位上的位置信息,综合各测距仪的位置信息进而得到移动平台10在多个方向的精确位置。
一些实施例中,移动平台10的三个侧面上分别设置两个测距仪。其中,移动平台10为长方体结构,具有四个侧面。通过在三个侧面上分别设置两个测距仪,能够提高对三个侧面所朝向的方位的定位精度。
可以理解的是,末端执行器30的结构和数量可根据装配需求进行调整。
示例性地,请参考图1~图2,多个末端执行器30分别包括夹爪机构31、吸盘机构32以及锁丝机构33。夹爪机构31用于抓取插头以测试电池。吸盘机构32用于吸附料盘400进行上料,或吸附泡棉,或吸附标签。锁丝机构33用于从位于移动平台10上的料盘400中吸附螺栓进行装配。
夹爪机构31具有抓取测试的插头的功能。吸盘机构32具有吸附功能,能够吸附料盘400,或吸附泡棉,或吸附标签。其中,料盘400用于缓存待装配的物料,例如螺栓。泡棉用于设置在相邻的电芯或相邻电池模组之间,具有容易被压缩、轻、耐高温等优点。标签用于对各电芯或各电池模组进行编号。锁丝机构33具有吸附螺栓和装配螺栓的功能,能够从料盘400中吸附螺栓,并将螺栓拧紧在电池上实现锁丝装配。
请参考图3,本申请实施例提供一种电池装配的作业系统,包括装配平台200、多个辅助设备300以及移动机器人100。
装配平台200用于装配电池。多个辅助设备300用于为装配电池提供不同的物料。移动机器人100能够获取相对于辅助设备300的位置信息,并从多个辅助设备300上获取物料,以对装配平台200上的电池进行装配。
其中,电池装配的作业系统具有装配工位,装配平台200、多个辅助设备300以及移动机器人100均设置于装配工位,且移动机器人100在装配工位内移动。
装配平台200用于装配电池。一些实施例中,电池设于装配平台200上,被装配平台200支撑。装配平台200也可以设置在自动导向小车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)上,以方便在不同位置之间移动。
多个辅助设备300用于为装配电池提供不同的物料。可以理解的是,辅助设备300的数量和结构可以根据装配需求调整。
移动机器人100获取相对于辅助设备300的位置信息的方式不限,可以是通过全局相机21获取,也可以是通过测距仪获取,还可以是通过全局相机21和测距仪共同获取。一些实施例中,辅助设备300和装配平台200上设有反射板210,测距仪与反射板210配合获取辅助设备300与移动平台10的相对位置信息。
移动机器人100能够从多个辅助设备300上获取物料,以对装配平台200上的电池进行装配。可以理解的是,移动机器人100通过物料选择连接对应的末端执行器30,进而获取物料对电池进行装配动作,并且能够更换末端执行器30适配不同的物料,因此具有更强的适应能力,能够极大的减少当电池型号更换导致物料和装配动作变化后,机械手40无法适用于新型号电池装配的问题。
一些实施例中,装配平台200与各辅助装备之间具有供移动机器人100移动的通道,以此减少移动机器人100在装配过程中的移动时间。
示例性地,多个辅助设备300分别包括螺栓上料机310、泡棉剥离机320以及标签剥离机330。螺栓上料机310用于提供螺栓。泡棉剥离机320用于提供泡棉。标签剥离机330用于提供标签。一些实施例中,该辅助设备300还可以包括插接上料机,该插接上料机用于提供插头。
在电池的装配中多个工序涉及拧紧操作,通过需要将螺栓紧固在预设位置。通过螺栓上料机310提供上述装配所需螺栓。一些实施例中,该螺栓上料机310用于提供包含多个螺栓的料盘。在实施时,若工作平台上的料盘为空料盘时,通过末端执行器30吸附该空料盘,并将该空料盘移动至回收位置,再通过该将末端执行器30吸附该螺栓上料机310中填满螺栓的料盘,并将该填满螺栓的料盘移动至工作平台上,以完成料盘的替换。
泡棉剥离机320提供泡棉,以设置在相邻的电芯或相邻电池模组之间。
标签剥离机330用于提供标签以通过标签标记各电芯或各电池模组。
可以理解的是,螺栓上料机310、泡棉剥离机320以及标签剥离机330的数量不限,可以根据需要设置一个或者多个。
在本申请实施例中,移动机器人通过连接对应的末端执行器,进而获取不同辅助设备上的物料对电池进行装配动作,能够适应多种工序、多种产品的装配动作,提高适配范围和通用性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
图4为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图一,应用于上述任一移动机器人,如图4所示,所述控制方法包括步骤S41至步骤S43,其中:
步骤S41、基于装配指令,从所述多个末端执行器中确定目标末端执行器。
这里,装配指令可以是任意合适的装配的指令。例如,锁丝、插接、贴泡棉、贴标签等。该装配指令可以是用户通过上位机下发的,也可以是接收其它设备发送的、或基于上一装配指令自动生成的。末端执行器可以包括但不限于夹爪机构、吸盘机构、锁丝机构等。在实施时,该装配指令对应的目标末端执行器的数量可以为至少一个,不同的装配指令可以对应相同的目标末端执行器,也可以对应不同的目标末端执行器。例如,在装配指令表征进行插接工序的情况下,该目标末端执行器可以是夹爪机构,利用该夹爪机构来抓取插头插入至插座中,以对该电池进行测试;在装配指令表征进行贴泡棉工序或贴标签工序的情况下,该目标末端执行器可以是吸盘机构,利用该吸盘机构吸附泡棉或标签,以对该电池进行贴泡棉或贴标签。
步骤S42、控制所述机械手与所述目标末端执行器连接。
这里,将机械手与目标末端执行器连接,以便于机械手实现对应的装配工序。在实施时,各个末端执行器均放置在工具架上,通过机械手上的快换机构,实现与不同的末端执行器快换连接。
在一些实施例中,所述步骤S42包括步骤S421至步骤S422,其中:
步骤S421、基于所述检测装置获取的包含所述多个末端执行器的第一图像,确定所述目标末端执行器的位置。
这里,该检测装置可以是位于机械手的末端的末端相机,通过该末端相机获取该第一图像,并对第一图像进行识别,得到目标末端执行器的位置。在实施时,可以通过任意合适的能够对图像进行识别的神经网络、模型等,以得到该目标末端执行器的位置。
步骤S422、将所述机械手移动至所述目标末端执行器的位置,以使得所述机械手与所述目标末端执行器连接。
这里,将该目标末端执行器的位置传递至该机械手的管理系统中,该机械手的管理系统控制该机械手移动至该目标末端执行器的位置,实现机械手上的快换机构与目标末端执行器的连接。在实施时,该机械手的管理系统用于对该机械手的移动进行控制。
这样,通过检测装置获取的图像来实时定位目标末端执行器的位置,提高了目标末端执行器的位置的准确度,从而提升了作业效率和安全性。
步骤S43、基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
这里,该检测装置可以是位于移动平台上的全局相机、测距仪以及机械手上的末端相机。在实施时,通过该末端相机获取该电池上的标识的图像,其中,该标识可以是二维码、条形码等,对该图像进行识别,得到该装配配方信号。装配配方信号包括产品信息以及产品对应的装配配方信息,例如,装配工序、装配工序所需的装配工件、装配工件所在的位置信息等。该位置信号可以包括但不限于物料的位置信号、移动平台的位置信号、装配环境信号等。
电池的装配可以包括但不限于测试、贴标签、贴泡棉、锁丝(即:将螺栓装配入螺丝孔中)等。
在一些实施例中,所述步骤S43包括步骤S431至步骤S432,其中:
步骤S431、基于所述检测装置获取的所述装配配方信号,确定装配工序。
这里,不同的装配配方信号对应不同的装配工序,在实施时,对该装配配方信号进行解析,可以得到该装配工序。在一些实施方式中,该装配工序可以包括但不限于各个装配动作的执行顺序、所需物料的数量等。
步骤S432、按照所述装配工序,基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
这里,不同的装配工序对应不同的位置信号,在实施时,将对应的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统控制该机械手移动,以实现对应的装配动作。例如,在插接工序中,该位置信号可以包括但不限于插头位置信号和插座位置信号。又例如,在锁丝工序中,该位置信号可以包括但不限于螺栓上料机上的螺栓料盘的位置信号和螺丝孔的位置信号。
这样,通过检测装置获取的装配配方信号来实时确定装配工序,而并不需要人工来操作装配工序,不仅提高了装配工序的准确度,而且还降低了人力成本,从而在提升了装配效率的同时还提高了产线自动化率。
在一些实施例中,在所述装配工序包括插接工序的情况下,所述位置信号包括插头的位置信号和插座的位置信号,所述目标末端执行器包括夹爪机构,所述装配包括测试,所述步骤S432包括步骤S4321至步骤S4322,其中:
步骤S4321、基于所述检测装置获取的所述插头的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构抓取所述插头。
这里,该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含插头的图像,并对该图像进行识别,得到对应的插头的位置信号。在实施时,将该插头的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该插头处,并按照设定的柔顺力抓取该插头。在一些实施方式中,该机械手的管理系统还需要判断该机械手是否夹取到插头、及是否夹取到位,在未夹取、或未夹取到位的情况下,调整对应的工作参数(例如,位置、力度等),以使得该机械手能够准确的夹取该插头。
步骤S4322、基于所述检测装置获取的所述插座的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构将所述插头插入至所述插座,以对所述电池进行测试。
这里,该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含插座的图像,并对该图像进行识别,得到对应的插座的位置信号。在实施时,将该插座的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该插座处,并将该插头插入至插座中。在一些实施方式中,该机械手的管理系统还需要判断该插头是否插入插座中,在未插入或插入错误的情况下,调整对应的工作参数,以使得该机械手能够将该插头插入至插座中。
在一些实施方式中,可以通过预设的触发方式来触发电池的测试。例如,机械手的末端相机扫描电池的二维码。又例如,机械手按压对应的测试按钮等。
在一些实施例中,在电池的测试完成后,所述控制方法还包括步骤S4323,其中:
步骤S4323、响应于所述电池测试完成的情况下,控制所述机械手的夹爪机构从所述插座中拔出所述插头,并将所述插头移动至设定位置。
这里,该机械手的管理系统接收到测试完成信号的情况下,引导机械手从该插座处拔出该插头,并将插头移动至设定位置(即:原来的位置),以便于下一次的测试。在实施时,该机械手的管理系统还需要判断该插头是否正确拔出,在未拔出的情况下,调整对应的工作参数,以使得该机械手能够从插座中拔出插头。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位插头和插座,使得移动机器人能够准确且及时的执行插接工序,相较于利用人工进行插接工序而言,不仅提高了插接任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
在一些实施例中,在所述装配工序包括锁丝工序的情况下,所述位置信号包括螺栓上料机上的螺栓料盘的位置信号和螺丝孔的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构和锁丝机构;所述步骤S432包括步骤S441至步骤S443,其中:
步骤S441、基于所述检测装置获取的所述螺栓料盘的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述移动平台上的料盘替换为所述螺栓料盘。
这里,该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含螺栓料盘的图像,并对该图像进行识别,得到对应的螺栓料盘的位置信号。在实施时,将该螺栓料盘的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该工作平台上的空料盘处,吸附该空料盘移动至回收位置,再引导机械手运动至该螺栓料盘处,吸附该螺栓料盘移动至工作平台的料盘放置处,以实现料盘的替换。
步骤S442、将所述机械手上的吸盘机构替换为所述锁丝机构,并控制所述机械手上的锁丝机构吸附所述螺栓料盘中的螺栓。
这里,机械手的快换机构将吸盘机构替换为锁丝机构。在实施时,该位置信号还可以包括锁丝机构的位置信号和吸盘机构的位置信号。在一些实施方式中,可以将每个末端执行器的位置信号存储至预设的数据库中,这样,可以从该数据库中获取每个末端执行器的位置信号即可,相较于每次拍摄图像识别得到该位置信号而言,缩短了装配时长,降低了系统消耗。
步骤S443、基于所述检测装置获取的所述螺丝孔的位置信号,控制所述机械手上的锁丝机构将所述螺栓装配入所述螺丝孔中。
这里,该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含螺丝孔的图像,并对该图像进行识别,得到对应的螺丝孔的位置信号。由于不同的产品对应的螺丝孔的位置可能不同,因此,为了提高装配的准确度,可以通过视觉定位螺丝孔的位置。在实施时,将该螺丝孔的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该螺丝孔处,并将螺栓拧入该螺丝孔中,以完成锁丝动作。在一些实施方式中,该机械手的管理系统还需要判断锁丝是否正确,在锁丝错误的情况下,调整对应的工作参数(例如,位置、力度等),以使得该机械手能够准确进行锁丝。在实施时,由于电池的螺丝孔的数量可以为多个,因此,需要执行多次锁丝动作。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位螺栓和螺丝孔,使得移动机器人能够准确且及时的执行锁丝工序,相较于利用人工进行锁丝工序而言,不仅提高了锁丝任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
在一些实施例中,在所述装配工序包括贴物料工序的情况下,所述位置信号包括目标辅助设备中的目标物料的位置信号和粘贴区域的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构,所述装配包括粘贴;所述步骤S432包括步骤S451至步骤S452,其中:
步骤S451、基于所述检测装置获取的所述目标物料的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构吸附所述目标物料。
这里,目标物料可以包括但不限于泡棉、标签等中的至少之一。该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含目标物料的图像,并对该图像进行识别,得到对应的目标物料的位置信号。在实施时,将该目标物料的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该目标物料处,并吸附该目标物料。在一些实施方式中,该机械手的管理系统还需要判断该目标物料是否剥离成功,在未剥离成功的情况下,调整对应的工作参数,以使得该机械手能够准确的剥离该目标物料。
步骤S452、基于所述检测装置获取的所述粘贴区域的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述目标物料粘贴至所述粘贴区域中。
这里,该检测装置可以是机械手上的末端相机,通过该末端相机拍摄包含粘贴区域的图像,并对该图像进行识别,得到对应的粘贴区域的位置信号。由于不同的产品对应的粘贴区域的位置可能不同,因此,为了提高装配的准确度,可以通过视觉定位粘贴区域的位置。在实施时,将该粘贴区域的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该粘贴区域处,将该目标物料粘贴至粘贴区域处。
这样,通过检测装置获取的位置信号来实时定位标签、泡棉、及粘贴位置,使得移动机器人能够准确且及时的执行贴物料工序,相较于利用人工进行贴物料工序而言,不仅提高了贴物料任务的完成效率,而且还降低了人力成本。
在一些实施例中,在执行完装配工序后,所述控制方法还包括步骤S433至步骤S434,其中:
步骤S433、响应于所述电池的装配工序完成的情况下,控制所述机械手移动至所述目标末端执行器对应的位置,以分离所述机械手和所述目标末端执行器。
这里,在装配工序完成时,需要将目标末端执行器放回对应的位置。在实施时,将该目标末端执行器的位置信号传递至机械手的管理系统中,该机械手的管理系统引导机械手运动至该目标末端执行器处,以分离该目标末端执行器。这样,通过机械手将目标末端执行器还原至对应的位置,以便于机械手执行下一装配工序。
步骤S434、控制所述移动平台移动至初始位置。
这里,初始位置可以是任意合适的位置。在实施时,将该初始位置作为移动平台的起点。这样,将移动平台移动至初始位置,以便于下一次装配任务的执行。
在本申请实施例中,移动机器人能够选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求。
在一些实施例中,所述控制方法还包括步骤S44至步骤S45,其中:
步骤S44、基于所述装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备。
这里,不同的装配指令对应不同的辅助设备。在实施时,可以对该装配指令进行解析,以确定该目标辅助设备。例如,在装配指令表征进行插接工序的情况下,该目标辅助设备可以是提供插头的插接上料机;在装配指令表征进行锁丝工序的情况下,该目标辅助设备可以是提供螺栓的螺栓上料机。
步骤S45、基于所述检测装置获取的第一位置信号,控制所述移动平台从初始位置移动至所述目标辅助设备对应的位置。
这里,初始位置可以是任意设定的位置。该检测装置可以是移动平台上的全局相机、测距仪等。在实施时,根据视觉相机和测距仪确定的第一位置信号,将移动平台准确移动到目标辅助设备处。
这样,根据装配指令及第一位置信号,控制移动平台准确移动到待装配工位,使得机械手能够准确且及时地从该待装配工位获取物料,以完成对电池的装配,在提升了装配效率的同时还提高了安全性。
在一些实施例中,所述控制方法还包括步骤S46,其中:
步骤S46、基于所述检测装置获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与所述目标辅助设备之间的相对位置信息,并将所述相对位置信息存储至预设的数据库中。
这里,该检测装置可以是测距仪。在实施时,该目标辅助设备(即:待装配工位)的位置可以是固定的,通过二次定位来确定该相对位置信息,以便于后续准确从该目标辅助设备处获取物料。在一些实施方式中,可以通过多台测距仪、及多个反射板来确定该相对位置信息。该多个测距仪可以安装在移动平台的不同方位,该多个反射板可以安装在辅助设备处、装配平台处等。
这样,通过二次定位获取移动机器人相较于待装配工位的精确位置信息,提高了移动机器人作业精度和安全性。
图5为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图二,应用于上述任一作业系统,如图5所示,所述控制方法包括步骤S51至步骤S53,其中:
步骤S51、基于装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备。
这里,上述步骤S51可以参照前述步骤S44的具体实施方式。
步骤S52、控制所述移动平台和所述装配平台移动至所述目标辅助设备对应的位置。
这里,移动平台的移动可以参照前述步骤S45的具体实施方式。
装配平台上包括待装配的电池。在实施时,该装配平台的管理系统接收到装配指令后,引导该装配平台移动至该目标辅助设备处。该装配平台的管理系统用于对该电池进行管理。在实施时,该装配平台的管理系统与移动机器人的控制系统通信连接,以进行装配工序的交互。
步骤S53、基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这里,上述步骤S53可以参照前述步骤S41至步骤S43的具体实施方式。
在本申请实施例中,一方面,移动机器人根据该位置信号和装配配方信号能够选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,移动机器人、装配平台与多个辅助设备之间相互配合,提高了装配效率,拓宽了作业系统的使用场景。
图6为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图一,应用于上述任一移动机器人,如图6所示,该电池装配的控制系统包括上位机61、及与上位机61通信连接的多个控制器62a,其中:
所述上位机61,用于接收装配指令;基于所述装配指令,从所述多个控制器中确定目标控制器,并将所述装配指令发送至所述目标控制器中;
所述目标控制器62a,用于接收所述装配指令;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这里,上位机主要用于接收指令、对检测装置采集的信号进行处理等。在一些实施方式中,该上位机可以提供操作界面,以便于用户下发装配指令。在一些实施方式中,该上位机还可以与云端进行通信,将数据同步至云端中,或接收云端下发的装配指令。
不同的装配工序对应不同的控制器,在实施时,每一装配工序由对应的控制器驱动该机械手执行对应的装配动作。多个控制器可以包括但不限于插接控制器、锁丝控制器、贴泡棉控制器、贴标签控制器等。在实施时,上位机对该装配指令进行解析,以获取对应的装配工序,并将该装配指令发送至该装配工序对应的控制器中。
目标控制器控制机械手对电池进行装配的过程可以参见前述步骤S41至步骤S43的具体实施方式。在一些实施方式中,该目标控制器中可以集成至少一种控制模块,不同的控制模块用于实现不同的功能。
在一些实施例中,所述目标控制器62a包括以下至少之一:运动控制模块、定位控制模块、异常检测模块,所述检测装置包括相机和测距仪,其中:
所述运动控制模块,用于基于所述测距仪获取的第一位置信号和/或所述相机获取的第一图像信号,控制所述移动平台和/或所述机械手运动;
所述定位控制模块,用于基于所述相机获取的第二图像信号,确定目标对象的位置信息;其中,所述目标对象包括以下至少之一:插头、插座、螺栓料盘、螺丝孔、泡棉、标签、粘贴区域;
所述异常检测模块,用于对所述目标末端执行器执行的目标动作进行检测,得到检测结果;其中,所述目标动作包括以下至少之一:抓取插头、将插头插入插座、拔出插头、锁丝装配、剥离泡棉、剥离标签。
这样,通过不同的模块对移动机器人装配的各个装配动作进行分别处理,以确保每个装配动作的有序和正确执行,实现了多模块集中式控制方式,从而在实现了复杂工序的装配的同时还提高了装配效率和安全性。
在一些实施例中,在所述目标控制器包括插接控制器的情况下,所述目标控制器还包括柔力控制模块,所述柔力控制模块,用于控制所述机械手上的目标末端执行器的柔力。
在一些实施例中,在所述目标控制器包括锁丝控制器或贴泡棉控制器的情况下,所述目标控制器还包括测距检测模块,所述测距检测模块,用于基于所述测距仪获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与目标辅助设备之间的相对位置信息;其中,所述目标辅助设备是基于所述装配指令从多个辅助设备确定的,所述多个辅助设备包括螺栓上料机、泡棉剥离机、及标签剥离机。
在一些实施例中,在所述目标控制器包括贴标签控制器的情况下,所述目标控制器还包括计数控制模块,所述计数控制模块,用于统计标签的使用次数。
图7为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图二,如图7所示,该电池装配的控制系统包括上位机61、插接控制器62、锁丝控制器63、贴泡棉控制器64、及贴标签控制器65,其中:
上位机61通过网络与云端66进行通信连接,并与每个控制器(即:插接控制器62、锁丝控制器63、贴泡棉控制器64、及贴标签控制器65)分别建立通信连接,在实施时,该上位机61基于装配指令,从多个控制器中确定至少一个目标控制器,并将该装配指令下发至对应的目标控制器中,每个控制器分别通过有线或无线等方式与移动机器人100、及多个辅助设备300进行通信;
插接控制器62中包括第一运动控制模块621、柔力控制模块622、第一异常检测模块623、及第一定位控制模块624,该第一运动控制模块621用于根据移动机器人的相机、测距仪等获取的位置信号来控制机械手和/或移动平台的转动;该柔力控制模块622用于控制机械手抓取插头的柔力;该第一异常检测模块623用于对抓取插头、将插头插入插座、拔出插头等动作进行检测,并在动作的检测结果出现异常的情况下,调整该机械手的工作参数,以确保该动作的正确执行;该第一定位控制模块624用于根据移动机器人的相机获取的图像信号来确定插头、插座等对象的位置信息,以便于机械手执行插接装配动作;
锁丝控制器63中包括第二运动控制模块631、第一测距检测模块632、第二异常检测模块633、及第二定位控制模块634,该第二运动控制模块631用于根据移动机器人的相机、测距仪等获取的位置信号来控制机械手和/或移动平台的转动;第一测距检测模块632用于根据移动机器人的测距仪获取的位置信号,精确定位移动机器人与螺栓上料机之间的相对位置信息,以便于准确从该螺栓上料机中获取螺栓料盘;该第二异常检测模块633用于对锁丝动作进行检测,并在锁丝动作的检测结果出现异常的情况下,调整该机械手的工作参数,以确保该锁丝动作的正确执行;该第二定位控制模块634用于根据移动机器人的相机获取的图像信号来确定螺栓料盘、螺栓、螺丝孔等对象的位置信息,以便于机械手执行锁丝装配动作;
贴泡棉控制器64中包括第三运动控制模块641、第二测距检测模块642、第三异常检测模块643、及第三定位控制模块644,该第三运动控制模块641用于根据移动机器人的相机、测距仪等获取的位置信号来控制机械手和/或移动平台的转动;第二测距检测模块642用于根据移动机器人的测距仪获取的位置信号,精确定位移动机器人与泡棉剥离机之间的相对位置信息,以便于准确从该泡棉剥离机中获取泡棉;该第三异常检测模块643用于对剥离泡棉、贴泡棉等动作进行检测,并在动作的检测结果出现异常的情况下,调整该机械手的工作参数,以确保该动作的正确执行;该第三定位控制模块644用于根据移动机器人的相机获取的图像信号来确定泡棉、粘贴位置等对象的位置信息,以便于机械手执行贴泡棉装配动作;
贴标签控制器65中包括第四运动控制模块651、第三测距检测模块652、计数模块653、第四异常检测模块654、及第四定位控制模块655,该第四运动控制模块651用于根据移动机器人的相机、测距仪等获取的位置信号来控制机械手和/或移动平台的转动;第三测距检测模块652用于根据移动机器人的测距仪获取的位置信号,精确定位移动机器人与标签剥离机之间的相对位置信息,以便于准确从该标签剥离机中获取标签;计数模块653用于统计贴标签的次数;第四异常检测模块654用于对剥离标签、贴标签等动作进行检测,并在动作的检测结果出现异常的情况下,调整该机械手的工作参数,以确保该动作的正确执行;该第四定位控制模块655用于根据移动机器人的相机获取的图像信号来确定标签、粘贴位置等对象的位置信息,以便于机械手执行贴标签装配动作。
图8为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图三,应用于移动机器人,如图8所示,该控制方法包括步骤S601至步骤S618,其中:
步骤S601、上位机接收到装配指令,根据该装配指令,确定插接控制器为目标控制器,并将该装配指令发送至插接控制器;
步骤S602、插接控制器根据相机获取的夹爪机构的位置信号,控制机械手的快换机构与夹爪机构(对应于前述目标末端执行器)连接;
步骤S603、插接控制器基于该装配指令,根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至插接工位;
这里,步骤S602、及步骤S603的执行顺序并不限定,可以先执行步骤S602,也可以先指令步骤S603,还可以同时执行步骤S602和步骤S603。
步骤S604、插接控制器控制相机获取插头的位置信号;
步骤S605、插接控制器根据该插头的位置信号,控制夹爪机构按照柔顺力抓取插头;
步骤S606、插接控制器判断是否夹取到位,若是,则进入步骤S608,反之,则进入步骤S607;
步骤S607、插接控制器调整机械手的工作参数,并进入步骤S605;
步骤S608、插接控制器控制相机获取插座的位置信号;
步骤S609、插接控制器根据该插座的位置信号,控制夹爪机构将插头插入至插座中;
步骤S610、插接控制器判断是否插入正确,若是,则进入步骤S612,反之,则进入步骤S611;
步骤S611、插接控制器调整机械手的工作参数,并进入步骤S609;
步骤S612、插接控制器控制相机获取装配平台上的电池的条码,以进行测试;
步骤S613、插接控制器接收到测试系统发送的完成信号后,控制夹爪机构从插座中拔出插头;
步骤S614、插接控制器判断是否正确拔出,若是,则进入步骤S616,反之,则进入步骤S615;
步骤S615、插接控制器调整机械手的工作参数,再次控制夹爪机构从插座中拔出插头,并进入步骤S614;
步骤S616、插接控制器控制夹爪机构将插头移动至初始位置;
步骤S617、插接控制器控制机械手移动至夹爪机构对应的位置,以分离该夹爪机构和快换机构;
步骤S618、插接控制器控制移动平台移动至初始位置。
图9为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图四,应用于移动机器人,如图9所示,该控制方法包括步骤S621至步骤S632,其中:
步骤S621、上位机接收到装配指令,根据该装配指令,确定锁丝控制器为目标控制器,并将该装配指令发送至锁丝控制器;
步骤S622、锁丝控制器根据相机获取的吸盘机构的位置信号,控制机械手的快换机构与吸盘机构(对应于前述目标末端执行器)连接;
步骤S623、锁丝控制器基于该装配指令,根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至螺栓上料机;
这里,步骤S622、及步骤S623的执行顺序并不限定,可以先执行步骤S622,也可以先指令步骤S623,还可以同时执行步骤S622和步骤S623。
步骤S624、锁丝控制器控制相机获取螺栓上料机中的螺栓料盘的位置信号;
步骤S625、锁丝控制器根据该螺栓料盘的位置信号,控制吸盘机构吸附该螺栓料盘移动至移动平台的料盘处;
这里,锁丝控制器可以先控制该吸盘机构吸附移动平台的空料盘移动至回收位置,再控制该吸盘机构吸附该螺栓料盘移动至移动平台的料盘处。
步骤S626、锁丝控制器根据相机获取的锁丝机构的位置信号,控制机械手的快换机构与锁丝机构(对应于前述目标末端执行器)连接;
这里,锁丝控制器可以先将机械手移动至吸盘机构对应的位置,以分离机械手的快换机构与吸盘机构;再将机械手移动至锁丝机构对应的位置,以使得快换机构与锁丝机构的连接。
步骤S627、锁丝控制器控制锁丝机构吸附料盘上的螺栓;
步骤S628、锁丝控制器控制相机获取螺丝孔的位置信号;
步骤S629、锁丝控制器根据该螺丝孔的位置信号,控制锁丝机构将螺栓拧入至螺丝孔中;
步骤S630、锁丝控制器判断是否锁丝完成,若是,则进入步骤S631,反之,则进入步骤S627;
步骤S631、锁丝控制器控制机械手移动至锁丝机构对应的位置,以分离该锁丝机构和快换机构;
步骤S632、锁丝控制器控制移动平台移动至初始位置。
图10为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图五,应用于移动机器人,如图10所示,该控制方法包括步骤S641至步骤S653,其中:
步骤S641、上位机接收到装配指令,根据该装配指令,确定贴泡棉控制器为目标控制器,并将该装配指令发送至贴泡棉控制器;
步骤S642、贴泡棉控制器根据相机获取的吸盘机构的位置信号,控制机械手的快换机构与吸盘机构(对应于前述目标末端执行器)连接;
步骤S643、贴泡棉控制器基于该装配指令,根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至泡棉剥离机;
这里,步骤S642、及步骤S643的执行顺序并不限定,可以先执行步骤S642,也可以先指令步骤S643,还可以同时执行步骤S642和步骤S643。
步骤S644、贴泡棉控制器控制相机获取泡棉剥离机中的泡棉的位置信号;
步骤S645、贴泡棉控制器根据该泡棉的位置信号,控制吸盘机构吸附并剥离该泡棉;
步骤S646、贴泡棉控制器判断泡棉是否剥离成功,若是,则进入步骤S648,反之,则进入步骤S647;
步骤S647、贴泡棉控制器调整机械手的工作参数,控制吸盘机构吸附并剥离该泡棉,并进入步骤S646;
步骤S648、贴泡棉控制器根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至贴泡棉工位;
步骤S649、贴泡棉控制器控制相机获取泡棉粘贴位置的位置信号;
步骤S650、贴泡棉控制器控制机械手将泡棉粘贴至泡棉粘贴位置;
步骤S651、贴泡棉控制器判断是否粘贴完成,若是,则进入步骤S652,反之,则进入步骤S643;
步骤S652、贴泡棉控制器控制机械手移动至吸盘机构对应的位置,以分离该吸盘机构和快换机构;
步骤S653、贴泡棉控制器控制移动平台移动至初始位置。
图11为本申请实施例提供的一种电池装配的控制方法的实现流程示意图六,应用于移动机器人,如图11所示,该控制方法包括步骤S661至步骤S673,其中:
步骤S661、上位机接收到装配指令,根据该装配指令,确定贴泡棉控制器为目标控制器,并将该装配指令发送至贴标签控制器;
步骤S662、贴标签控制器根据相机获取的吸盘机构的位置信号,控制机械手的快换机构与吸盘机构(对应于前述目标末端执行器)连接;
步骤S663、贴标签控制器基于该装配指令,根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至标签剥离机;
这里,步骤S662、及步骤S663的执行顺序并不限定,可以先执行步骤S662,也可以先指令步骤S663,还可以同时执行步骤S662和步骤S663。
步骤S664、贴标签控制器控制相机获取标签剥离机中的标签的位置信号;
步骤S665、贴标签控制器根据该标签的位置信号,控制吸盘机构吸附并剥离该标签;
步骤S666、贴标签控制器判断标签是否剥离成功,若是,则进入步骤S668,反之,则进入步骤S667;
步骤S667、贴标签控制器调整机械手的工作参数,控制吸盘机构吸附并剥离该标签,并进入步骤S666;
步骤S668、贴标签控制器根据相机、测距仪等获取的位置信号,控制移动机器人移动至贴标签工位;
步骤S669、贴标签控制器控制相机获取标签粘贴位置的位置信号;
步骤S670、贴标签控制器控制机械手将标签粘贴至标签粘贴位置;
步骤S671、贴标签控制器判断是否粘贴完成,若是,则进入步骤S672,反之,则进入步骤S663;
步骤S672、贴标签控制器控制机械手移动至吸盘机构对应的位置,以分离该吸盘机构和快换机构;
步骤S673、贴标签控制器控制移动平台移动至初始位置。
在本申请实施例中,一方面,通过控制移动机器人选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,通过不同的控制器分别控制移动机器人执行不同的装配任务,实现了插接、锁丝、贴泡棉、贴标签等装配任务的集成式控制,同时由于将原来的多个设备之间的通信变更为系统内部通信,降低了通信时延,从而在降低了系统运行成本的同时还提高了装配效率、及系统的稳定性。
图12为本申请实施例提供的一种电池装配的控制系统的组成结构示意图三,应用于上述任一作业系统,如图12所示,该电池装配的控制系统包括控制子系统71、与所述控制子系统通信连接的装配平台管理系统72、及与所述控制子系统通信连接的辅助设备管理系统73,其中:
所述装配平台管理系统71,用于基于所述控制子系统发送的第一控制指令,对所述装配平台进行管理;
所述辅助设备管理系统72,用于基于所述控制子系统发送的第二控制指令,对所述多个辅助设备进行管理;
所述控制子系统73,用于控制所述移动平台移动至目标辅助设备对应的位置;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
这里,装配平台管理系统71可以是任意合适的能够实现对装配平台进行管理的系统。第一控制指令用于对装配平台进行控制,在实施时,该第一控制指令可以是任意合适的指令。例如,将装配平台移动至待装配工位、装配平台移动至初始位置等。
辅助设备管理系统72可以是任意合适的能够实现对辅助设备进行管理的系统。在一些实施方式中,该辅助设备管理系统72可以包括但不限于控制柜、PLC、传感器、单片机等,上下层级可以通过工业以太网协议、网络协议等进行通信,以控制螺栓上料机、泡棉剥离机、标签剥离机等辅助设备完成对应的动作,和/或控制传感器采集环境图像、位置信息等。
第二控制指令用于对多个辅助设备进行管理,在实施时,该第二控制指令可以是任意合适的指令,不同的辅助设备对应不同的第二控制指令。例如,对于螺栓上料机,该第二控制指令可以是将料仓中的螺栓装填至螺栓料盘中;对于泡棉剥离机,该第二控制指令可以是将泡棉料仓中的泡棉转运至待取料位;对于标签剥离机,该第二控制指令可以是打印标签,并将剥离离型纸后的标签移动至取料位。
控制子系统执行装配动作的过程可以参见前述步骤S53的具体实施方式。
在一些实施方式中,该控制子系统包括对移动平台进行控制的第一子系统,该第一子系统通过任意合适的通信方式(例如,工业以太网)与控制子系统进行通信,以实现移动平台的精准移动、原地转动等动作。在一些实施方式中,该第一子系统包括控制柜、传感器等组成,上下级通过工业以太网协议通讯。
在一些实施方式中,该控制子系统包括对机械手进行控制的第二子系统,该第二子系统通过任意合适的通信方式(例如,工业以太网)与控制子系统进行通信,以控制机械手的运动、机械手上的末端执行器执行对应的装配动作等。该第二子系统包括控制柜、PLC、传感器等组成,上下级通过工业以太网协议通讯。
在一些实施例中,该控制系统还包括测试系统;所述测试系统,用于基于所述控制子系统发送的测试指令,对所述装配平台上的电池进行测试。
这里,当控制子系统完成插接工序后,通过扫描电池的条码,以将该测试指令至该测试系统中。该测试系统用于对电池的性能、功耗等信息进行测试和验证。这样,在控制系统上集成测试系统,以便于对电池进行测试,在提高了装配效率及柔性化程度的同时还扩宽了控制系统的使用场景。
在本申请实施例中,一方面,通过控制移动机器人选择不同的末端执行器,实现不同的装配任务,从而适用于不同的工序、不同的产品的装配动作中,进而提升了移动机器人的通用性和适配性,在降低了生成成本的同时还提高了生产效率和质量,能够满足高精度、高柔性、及高效率的装配需求;另一方面,采用多系统的集中式控制方式,在提升了资源利用率的同时还满足了不同装配场景的需求。
以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
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,所述单元的划分,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,在本申请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计算机可读取存储介质中,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(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者,本申请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,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机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)执行本申请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、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的实施方式,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,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (26)
1.一种电池装配的移动机器人,其特征在于,包括:
移动平台,能够接收装配指令以实现在不同的位置之间移动;
检测装置,设置在所述移动平台上,用于获取位置信号和装配配方信号;
多个末端执行器,放置在所述移动平台上;
以及机械手,设置在所述移动平台上,能够与目标末端执行器连接以对所述电池执行相应的装配动作;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的,所述装配动作是基于所述位置信号和所述装配配方信号确定的。
2.根据权利要求1所述的移动机器人,其特征在于,所述移动平台包括:
移动底盘,具有工作平台;
以及工具架,设置在所述工作平台上,所述多个末端执行器放置在所述工具架上。
3.根据权利要求2所述的移动机器人,其特征在于,所述工作平台上具有卡位件,用于放置料盘,以便所述机械手上的所述末端执行器从所述料盘中获取物料用于装配。
4.根据权利要求1所述的移动机器人,其特征在于,所述机械手包括:
多关节臂,设置在所述移动平台上,以实现多个方位的装配动作;
以及快换机构,与所述多关节臂的末端连接,用于与所述多个末端执行器快换连接。
5.根据权利要求1所述的移动机器人,其特征在于,所述检测装置包括:
全局相机,设置在所述移动平台上,用于获取装配环境信息;
末端相机,设置在所述机械手的末端,以获取所述装配配方信号;
以及光源,邻近所述末端相机设置,以向所述末端相机拍摄提供光线。
6.根据权利要求5所述的移动机器人,其特征在于,所述检测装置还包括测距仪,设置在所述移动平台上,以获取所述移动平台的精确位置信号。
7.根据权利要求6所述的移动机器人,其特征在于,所述移动平台的不同方位上分别设置所述测距仪;和/或,所述移动平台的三个侧面上分别设置两个所述测距仪。
8.根据权利要求1所述的移动机器人,其特征在于,所述多个末端执行器分别包括:
夹爪机构,用于抓取插头以测试所述电池;
吸盘机构,用于吸附料盘进行上料,或吸附泡棉,或吸附标签;
以及锁丝机构,用于从位于所述移动平台上的所述料盘中吸附螺栓进行装配。
9.一种电池装配的作业系统,其特征在于,包括:
装配平台,用于装配所述电池;
多个辅助设备,用于为装配所述电池提供不同的物料;
根据权利要求1至8任一项所述的移动机器人,能够获取相对于所述辅助设备的位置信息,并从多个所述辅助设备上获取物料,以对所述装配平台上的所述电池进行装配。
10.根据权利要求9所述的作业系统,其特征在于,多个所述辅助设备分别包括:
螺栓上料机,用于提供螺栓;
泡棉剥离机,用于提供泡棉;
以及标签剥离机,用于提供标签。
11.一种电池装配的控制方法,其特征在于,应用于移动机器人中,所述移动机器人包括移动平台、检测装置、多个末端执行器以及机械手,所述控制方法包括:
基于装配指令,从所述多个末端执行器中确定目标末端执行器;
控制所述机械手与所述目标末端执行器连接;
基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
基于所述装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备;
基于所述检测装置获取的第一位置信号,控制所述移动平台从初始位置移动至所述目标辅助设备对应的位置。
13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
基于所述检测装置获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与所述目标辅助设备之间的相对位置信息,并将所述相对位置信息存储至预设的数据库中。
14.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述控制所述机械手与所述目标末端执行器连接,包括:
基于所述检测装置获取的包含所述多个末端执行器的第一图像,确定所述目标末端执行器的位置;
将所述机械手移动至所述目标末端执行器的位置,以使得所述机械手与所述目标末端执行器连接。
15.根据权利要求11至14任一项所述的控制方法,其特征在于,所述基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:
基于所述检测装置获取的所述装配配方信号,确定装配工序;
按照所述装配工序,基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配。
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,在所述装配工序包括插接工序的情况下,所述位置信号包括插头的位置信号和插座的位置信号,所述目标末端执行器包括夹爪机构,所述装配包括测试;
所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:
基于所述检测装置获取的所述插头的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构抓取所述插头;
基于所述检测装置获取的所述插座的位置信号,控制所述机械手上的夹爪机构将所述插头插入至所述插座,以对所述电池进行测试。
17.根据权利要求16所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
响应于所述电池测试完成的情况下,控制所述机械手上的夹爪机构从所述插座中拔出所述插头,并将所述插头移动至设定位置。
18.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,在所述装配工序包括锁丝工序的情况下,所述位置信号包括螺栓上料机上的螺栓料盘的位置信号和螺丝孔的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构和锁丝机构;
所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:
基于所述检测装置获取的所述螺栓料盘的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述移动平台上的料盘替换为所述螺栓料盘;
将所述机械手上的吸盘机构替换为所述锁丝机构,并控制所述机械手上的锁丝机构吸附所述螺栓料盘中的螺栓;
基于所述检测装置获取的所述螺丝孔的位置信号,控制所述机械手上的锁丝机构将所述螺栓装配入所述螺丝孔中。
19.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,在所述装配工序包括贴物料工序的情况下,所述位置信号包括目标辅助设备中的目标物料的位置信号和粘贴区域的位置信号,所述目标末端执行器包括吸盘机构,所述装配包括粘贴;
所述基于所述检测装置获取的所述位置信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配,包括:
基于所述检测装置获取的所述目标物料的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构吸附所述目标物料;
基于所述检测装置获取的所述粘贴区域的位置信号,控制所述机械手上的吸盘机构将所述目标物料粘贴至所述粘贴区域中;其中,所述目标物料包括以下之一:泡棉、标签。
20.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
响应于所述电池的装配工序完成的情况下,控制所述机械手移动至所述目标末端执行器对应的位置,以分离所述机械手和所述目标末端执行器;
控制所述移动平台移动至初始位置。
21.一种电池装配的控制方法,其特征在于,应用于作业系统中,所述作业系统包括装配平台、多个辅助设备、及移动机器人,所述移动机器人包括移动平台、检测装置、多个末端执行器、及机械手,所述控制方法包括:
基于装配指令,从多个辅助设备中确定目标辅助设备;
控制所述移动平台和所述装配平台移动至所述目标辅助设备对应的位置;
基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
22.一种电池装配的控制系统,其特征在于,应用于移动机器人中,所述移动机器人包括移动平台、检测装置、多个末端执行器、及机械手,所述控制系统包括上位机、及与所述上位机通信连接的多个控制器,其中:
所述上位机,用于接收装配指令;基于所述装配指令,从所述多个控制器中确定目标控制器,并将所述装配指令发送至所述目标控制器中;
所述目标控制器,用于接收所述装配指令;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器对所述电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于所述装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
23.根据权利要求22所述的控制系统,其特征在于,所述目标控制器包括以下至少之一:运动控制模块、定位控制模块、异常检测模块,所述检测装置包括相机和测距仪,其中:
所述运动控制模块,用于基于所述测距仪获取的第一位置信号和/或所述相机获取的第一图像信号,控制所述移动平台和/或所述机械手运动;
所述定位控制模块,用于基于所述相机获取的第二图像信号,确定目标对象的位置信息;其中,所述目标对象包括以下至少之一:插头、插座、螺栓料盘、螺丝孔、泡棉、标签、粘贴区域;
所述异常检测模块,用于对所述目标末端执行器执行的目标动作进行检测,得到检测结果;其中,所述目标动作包括以下至少之一:抓取插头、将插头插入插座、拔出插头、锁丝装配、剥离泡棉、剥离标签。
24.根据权利要求23所述的控制系统,其特征在于,
在所述目标控制器包括插接控制器的情况下,所述目标控制器还包括柔力控制模块,所述柔力控制模块,用于控制所述机械手上的目标末端执行器的柔力;
在所述目标控制器包括锁丝控制器或贴泡棉控制器的情况下,所述目标控制器还包括测距检测模块,所述测距检测模块,用于基于所述测距仪获取的第二位置信号,确定所述移动机器人与目标辅助设备之间的相对位置信息;其中,所述目标辅助设备是基于所述装配指令从多个辅助设备确定的,所述多个辅助设备包括螺栓上料机、泡棉剥离机、及标签剥离机;
在所述目标控制器包括贴标签控制器的情况下,所述目标控制器还包括计数控制模块,所述计数控制模块,用于统计标签的使用次数。
25.一种电池装配的控制系统,其特征在于,应用于作业系统中,所述作业系统包括装配平台、多个辅助设备、及移动机器人,所述移动机器人包括移动平台、检测装置、多个末端执行器、及机械手,所述控制系统包括控制子系统、与所述控制子系统通信连接的装配平台管理系统、及与所述控制子系统通信连接的辅助设备管理系统,其中:
所述装配平台管理系统,用于基于所述控制子系统发送的第一控制指令,对所述装配平台进行管理;
所述辅助设备管理系统,用于基于所述控制子系统发送的第二控制指令,对所述多个辅助设备进行管理;
所述控制子系统,用于控制所述移动平台移动至目标辅助设备对应的位置;基于所述检测装置获取的位置信号和装配配方信号,控制所述机械手上的目标末端执行器从所述目标辅助设备上获取对应的物料,以对所述装配平台上的电池进行装配;其中,所述目标末端执行器是基于装配指令从所述多个末端执行器中确定的。
26.根据权利要求25所述的控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括测试系统;
所述测试系统,用于基于所述控制子系统发送的测试指令,对所述装配平台上的电池进行测试。
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