CN210756324U - 装配平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装配平台，包括自动装配模块，用于对不同尺寸的工件进行自动装配；人工辅助模块，用于对所述工件进行人工辅助装配；自动测量模块，用于对完成装配后的工件进行装配质量测量；物流模块，用于在所述自动装配模块、所述人工辅助模块、所述自动测量模块之间运输物料和/或所述工件。本实用新型实现了装配不同规格的工件，并能够使物料或工件在各个模块之间进行良好流转，且确保工件装配全过程的闭环控制，提高了装配效率。

Description

装配平台

技术领域

本实用新型涉及机械装配领域，尤其涉及一种装配平台。

背景技术

随着工业4.0的发展，AGV小车、机器人等设备得到了多方面发展，并陆续实现了自动化控制，随着工业以太网技术的日益完善，企业生产加工中的自动化装配平台也逐渐兴盛，成为自动化工厂中必不可少的设备。

现有的一些自动化装配平台通常包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，各系统间通过PLC控制器和OPC通讯协议相互电连，实现自动化加工作业。其主要问题有：

1、加工线系统可加工的零件比较单一，若要更改加工对象，需重新设计制造加工线系统，成本高且周期长；

2、输送分流系统和送料系统均需要借助车轨实现物料传送，适用可传送物料的范围小，场地布局固定，不便于变更和拓展；

3、在制过程产品完成的质量情况可控性较差。

因此，有必要设计一种装配平台，能够适应更高的装配要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种装配平台，能够解决装配不同规格零件的问题，并且实现物料的良好流转，以实现柔性装配，提高装配效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种装配平台，包括：

自动装配模块，用于对不同尺寸的工件进行自动装配；

人工辅助模块，用于对所述工件进行人工辅助装配；

自动测量模块，用于对完成装配后的工件进行装配质量测量；

物流模块，用于在所述自动装配模块、所述人工辅助模块、所述自动测量模块之间运输物料和/或所述工件。

可选的，所述工件设置于一托盘上，且所述托盘的尺寸与所述工件的尺寸相匹配。

可选的，所述自动装配模块包括第一操作台、第一上下料单元及装配单元，所述第一操作台上设置有多个第一标准工装，所述第一上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第一操作台上并使所述托盘与所述第一标准工装对接，所述装配单元用于对所述第一操作台上的工件进行自动装配。

可选的，所述第一上下料单元包括第一托盘夹爪库及第一上下料机械手，所述第一托盘夹爪库存储有多个托盘夹爪，所述第一上下料机械手通过所述第一托盘夹爪库更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

可选的，所述装配单元包括若干装配执行端库及与所述装配执行端库对应的装配机械手，所述装配执行端库存储有多个执行端，所述装配机械手通过对应的所述装配执行端库更换不同尺寸的执行端，以装配不同尺寸的工件。

可选的，所述装配执行端库包括夹持执行端库、拧紧执行端库或点胶执行端库中的一种或多种。

可选的，所述自动装配模块还包括第一工业相机及第一射频读取设备，分别用于记录自动装配过程及读取所述工件的信息。

可选的，所述人工辅助模块包括第二操作台及人工操作工具，所述人工操作工具包括一无线通讯单元，通过所述人工操作工具在所述第二操作台上对所述工件进行装配时，所述无线通讯单元实时将所述人工操作工具的操作信息发出。

可选的，所述人工辅助模块还包括第二工业相机及第二射频读取设备，分别用于记录人工装配过程及读取所述工件的信息。

可选的，所述自动测量模块包括第三操作台及第二上下料单元，所述第三操作台上设置有多个第二标准工装，所述第二上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第三操作台上并使所述托盘与所述第二标准工装对接。

可选的，所述第二上下料单元包括第二托盘夹爪库及第二上下料机械手，所述第二托盘夹爪库存储有多个托盘夹爪，所述第二上下料机械手通过所述第二托盘夹爪库更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

可选的，所述自动测量模块还包括光学测量单元和/或位置测量单元，分别用于测量完成装配后的工件的尺寸和/或位置以获取装配质量。

可选的，所述物流模块包括至少一个自动导引单元及多个交接站，所述交接站设置于每个所述自动装配模块、所述人工辅助模块及所述自动测量模块周围，所述自动导引单元承载若干所述托盘并在多个所述交接站之间移动，以运输物料和/或所述工件。

本实用新型通过自动装配模块及人工辅助模块实现对不同尺寸的工件的自动装配和人工辅助装配，通过自动测量模块实现对完成装配后的工件的测量，通过物流模块实现所述自动装配模块、所述人工辅助模块及所述自动测量模块之间物料或工件的运输，实现了装配不同规格的工件，并能够使物料或工件在各个模块之间进行良好流转，且确保工件装配全过程的闭环控制，提高了装配效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的装配平台的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动装配模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的人工辅助模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的自动测量模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的装配平台的控制架构图；

图6为本实用新型实施例提供的装配平台的任务调度方式示意图；

图中：100-自动装配模块；101-第一操作台；102-第一标准工装；103-第一上下料机械手；104-第一托盘夹爪库；105-夹持机械手；106-夹爪库；107-拧紧机械手；108-拧紧模组库；109-第一工业相机；

200-人工辅助模块；201-第二操作台；202-显示器；203-第二工业相机；

300-自动测量模块；301-第三操作台；302-第二标准工装；303-第二上下料机械手；304-第二托盘夹爪库；305-测量单元；

401-自动导引单元；

500-控制模块；501-服务器；

510-第一PC机；511-第一交换机；512-控制器；513-拧紧机；514-报警灯；515-第一交接站；

520-第二PC机；521-数据采集器；522-线边仓；523-第二交接站；524-蓝牙接收器；525-人工操作工具；

530-第三PC机；531-第二交换机；532-控制器；533-第三交接站。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1所示，一种装配平台，包括：

自动装配模块100，用于对不同尺寸的工件进行自动装配；

人工辅助模块200，用于对所述工件进行人工辅助装配；

自动测量模块300，用于对完成装配后的工件进行装配质量测量；

物流模块，用于在所述自动装配模块100、所述人工辅助模块200、所述自动测量模块300之间运输物料和/或所述工件。

通过所述装配平台，能够实现高柔性化的装配检测一体化。其中，自动装配模块100、人工辅助模块200、自动测量模块300通过物流模块进行物料或工件的交接，整个装配、测量和物流的过程通过控制模块进行调度和控制。根据生产需求，可以配备多个自动装配模块100、人工辅助模块200及自动测量模块，以适用不同种类零件的装配及测量。

进一步的，所述工件设置于一托盘上，且所述托盘的尺寸与所述工件的尺寸相匹配。具体的，在所述装配平台中流转的工件，每个工件设置于一托盘上，所述托盘有多个，各自具有不同的尺寸，针对物料或工件的尺寸不同，配备不同尺寸的托盘，具体工作时，选用与所述工件的尺寸相匹配的托盘来承载所述工件。

进一步的，参阅图2，所述自动装配模块100包括第一操作台101、第一上下料单元及装配单元，所述第一操作台101上设置有多个第一标准工装102，所述第一上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第一操作台101上并使所述托盘与所述第一标准工装102对接，所述装配单元用于对所述第一操作台101上的工件进行自动装配。

所述第一上下料单元包括第一托盘夹爪库104及第一上下料机械手103，所述第一托盘夹爪库104存储有多个托盘夹爪，所述第一上下料机械手103通过所述第一托盘夹爪库104更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

具体的，所述第一操作台101上设置有多个定位孔以定位所述第一标准工装102，所述第一上下料机械手103及所述第一托盘夹爪库104均设置于所述第一操作台101旁，所述第一托盘夹爪库104内存储有适用于多种型号托盘的托盘夹爪，针对物料或工件的尺寸不同，配备不同尺寸的托盘，因而配备不同型号的托盘夹爪。针对不同尺寸的托盘，第一上下料机械手103能够从第一托盘夹爪库104内选取对应的托盘夹爪，以便抓取对应的托盘(装载有物料或工件)，将托盘放置于设定的第一标准工装102上。所述第一标准工装102预先设置于所述第一操作台101上，并建立起与第一上下料机械手103的坐标关系及位姿关系，使第一上下料机械手103在控制模块的控制下能够准确的将托盘放置于设定的第一标准工装102上。

进一步的，所述装配单元包括若干装配执行端库及与所述装配执行端库对应的装配机械手，所述装配执行端库存储有多个执行端，所述装配机械手通过对应的所述装配执行端库更换不同尺寸的执行端，以装配不同尺寸的工件。

其中，所述装配执行端库包括夹持执行端库、拧紧执行端库或点胶执行端库中的一种或多种。

具体的，本实施例中，所述夹持执行端库为夹爪库106，对应的，配备夹持机械手105，所述夹爪库106存储有多个设置快换组件的夹爪，包括三爪、两爪、或行程不同或定位方式不同的夹爪等等，夹爪库106能够实现对不同形状物料或工件的抓取夹持，所述夹持机械手105通过所述夹爪夹持工件。

所述拧紧执行端库为拧紧模组库108，对应的，配备拧紧机械手107，所述拧紧模组库108存储有多个设置快换组件的拧紧模组，多个所述拧紧模组为多种型号的拧紧机，针对不同类型和不同型号的标准件，例如十字螺钉、外六角螺钉、内六角螺钉等，且型号不同，配有不同的ID编码，所述拧紧模组库108的搭建能够实现单一机械手即可拧紧不同规格螺钉的功能，所述拧紧机械手107通过所述拧紧模组拧紧工件。

自动装配模块100实现的功能是兼具柔性切换的全自动机械装配功能，通过夹持机械手105及拧紧机械手107协作完成对工件的机械装配动作，并且通过所述第一标准工装102的设计和使用，实现交接不同物料或工具，第一标准工装102有利于夹持机械手105及拧紧机械手107的基准定位，且有利于实现操作重复性，以便于不同种类零件的定位，即有利于建立起物料或工件与夹持机械手105和/或拧紧机械手107之间的坐标关系，仅建立起所述第一标准工装102与夹持机械手105和/或拧紧机械手107的坐标关系即可。

所述点胶执行端库存储有多个设置快换组件的点胶机，对应的，配备有点胶机械手，所述点胶机械手通过所述点胶机对工件点胶，从而能够用于生产过程中对工件的点胶作业。

较佳的，所述自动装配模块100还包括第一工业相机109及第一射频读取设备，分别用于记录自动装配过程及读取所述工件的信息。具体的，本实施例中，在所述第一操作台101上设置有多个所述第一工业相机109，所述第一工业相机109的作用是通过对自动装配过程及自动装配的工件拍照并上传给所述控制模块，以监测和判断自动装配过程是否正确及完成情况。第一射频读取设备的作用是读取所述工件的信息，以识别物料和托盘的对应关系，通过标签识别(读取托盘上的标签)，防止自动装配流程中出错。

进一步的，参阅图3，所述人工辅助模块200包括第二操作台201及人工操作工具，所述人工操作工具包括一无线通讯单元，通过所述人工操作工具在所述第二操作台201上对所述工件进行装配时，所述无线通讯单元实时将所述人工操作工具的操作信息发出。具体的，所述人工操作工具，包括一些无线拧紧工具、无线测量工具等，例如拧紧机、量尺、弹簧秤等，通过所述无线通讯单元以无线方式与控制模块连接，以便传输一些操作信息给控制模块，所述操作信息可以为拧紧力、测量的尺寸、重量等。另外，所述人工辅助模块200还包括显示器202，所述显示器202设置于所述第二操作台201上，并显示操作图片和文字。所述显示器202用于显示装配任务、装配工艺步骤或图像，以指导操作人员安装工件。

优选的，所述人工辅助模块200还包括第二工业相机203及第二射频读取设备，分别用于记录人工装配过程及读取所述工件的信息。具体的，在所述第二操作台201上设置有多个所述第二工业相机203，所述第二工业相机203的作用是通过对人工装配的工件拍照并上传所述控制模块，以监测和判断人工装配过程是否正确及完成情况。第二射频读取设备的作用同样是读取所述工件的信息，以识别物料和托盘的对应关系，防止装配流程中出错，同时便于对装配全程的记录和追溯。人工辅助模块200还具有人工辅助装配软件，借助人工辅助装配软件和显示器202实现任务的图片和文字提示，并通过第二工业相机203检查确认完成情况，人工辅助模块200实现的功能有：1)生产准备工作，包括上料和下料、录入和读取射频信息。例如由人工将不同的物料放置于不同的托盘上，并录入对应的射频信息。2)完成在自动装配模块100无法进行的部分装配动作，例如人工布线、布管等。

进一步的，参阅图4，所述自动测量模块300包括第三操作台301及第二上下料单元，所述第三操作台301上设置有多个第二标准工装302，所述第二上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第三操作台301上并使所述托盘与所述第二标准工装302对接。

所述第二上下料单元包括第二托盘夹爪库304及第二上下料机械手303，所述第二托盘夹爪库304存储有多个托盘夹爪，所述第二上下料机械手303通过所述第二托盘夹爪库304更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

具体的，所述第二托盘夹爪库304与所述第一托盘夹爪库104的作用相同，所述第二上下料机械手303根据不同尺寸的托盘从所述第二托盘夹爪库304内选取对应的托盘夹爪，以便夹取托盘(装载有物料或工件)，将托盘放置于预先设定的第二标准工装302上。所述第二标准工装302预先设置于所述第三操作台301上，并建立起与第二上下料机械手303的坐标关系及位姿关系，使第二上下料机械手303在控制模块的控制下能够准确的将托盘放置于设定的第二标准工装302上。

进一步的，所述自动测量模块300还包括光学测量单元和/或位置测量单元，分别用于测量完成装配后的工件的尺寸和/或位置以获取装配质量。

具体的，所述测量单元305对装配后的工件进行自动测量，并将测量结果反馈给所述控制模块。本实施例中，所述测量单元305可以为三坐标测量仪，或者其他类型的测量仪，例如光学测量仪，具体根据生产需求设置。

进一步的，所述物流模块包括至少一个自动导引单元401及多个交接站，所述交接站设置于每个所述自动装配模块100、所述人工辅助模块200及所述自动测量模块300周围，所述自动导引单元401承载若干所述托盘并在多个所述交接站之间移动，以运输物料和/或所述工件。

具体的，所述自动导引单元401可以为自动导引车(AGV)，所述自动导引车上放置有载板，且所述载板上设置有多个托盘接口，所述托盘通过所述托盘接口放置于所述载板上，所述托盘上放置有物料或工具。通过所述自动导引车将所述载板运送至所述自动测量模块300、所述人工辅助模块200、所述自动测量模块300。

所述交接站具有升降机构，可以与所述自动导引车实现对所述载板的交接，当自动导引车在控制模块的控制下到达某个交接站后，由所述交接站将自动导引车上的载板(装载有托盘和工件)运送至指定位置。物流模块借由所述自动导引单元401和交接站完成物料或工件在各个模块之间的运输工作。

另外，所述装配平台还包括仓储模块，所述仓储模块设置于生产现场，用于存储半成品、成品、批量产品等等。仓储模块可以设置成具有多层结构，从而便于存储不同的物料。

较佳的，所述自动导引单元上设置有无线通讯网卡，通过无线网与所述控制模块连接。控制模块能够根据具体的设定任务控制所述自动导引单元将物料或工件运送至指定的地点。

进一步的，所述自动装配模块100、所述人工辅助模块200及所述自动测量模块300均通过以太网与所述控制模块连接。

具体的，控制模块通过网络协议和云数据库实现与自动装配模块100、人工辅助模块200、自动测量模块300及物流模块的数据交互，网络协议采用常用的TCP/IP通讯协议，控制模块的主要功能是分解上层下达的生产任务，给不同的模块下发任务，并收集各个模块的反馈数据，进行智能数据分析，实现全装配过程的闭环控制。

其中，所述自动装配模块100、所述人工辅助模块200及所述自动测量模块300均设置有控制器和控制软件。所述控制器可选用PLC控制器，且各个模块采用独立的控制软件。

参阅图5，其为本实用新型实施例提供的装配平台的控制架构图，图中粗实线表示物理线连接，细实线表示以太网连接，虚线表示wifi连接，双点画线表示USB连接，单点画线表示蓝牙连接。从图中可见，由生产调度系统(MES)下发生产任务给控制模块500，并接收由控制模块500反馈的信息；控制模块500的服务器501接收生产任务，并做分析和任务分配至各个单元。第一PC机510通过以太网连接第一交换机511，所述第一交换机511通过以太网连接若干控制器512；若干控制器512分别通过物理线连接至若干执行器，若干执行器包括第一上下料机械手103、夹持机械手105、拧紧机械手107、夹爪库106、拧紧模组库108、拧紧机513、第一交接站515、报警灯514等，其中，所述报警灯514用于自动装配过程出现故障时报警，以便人工干预。第一交换机511还通过以太网连接第二交换机531和第二PC机520，所述第二PC机520通过物理线连接第一工业相机109及第二工业相机203，获取自动装配过程及人工辅助装配过程的信息；所述第二PC机520还通过USB接口连接数据采集器521及蓝牙接收器524，所述数据采集器521通过物理线连接线边仓522及第二交接站523，以采集所述线边仓522的储备物料或工件情况的数据；所述蓝牙接收器524通过蓝牙连接人工操作工具525，获取所述人工操作工具525的操作信息；所述第二交换机531通过以太网连接第三PC机530、控制器532及测量单元305，所述控制器532通过物理线连接第二上下料机械手303及第三交接站533。所述控制模块500的服务器501通过WiFi连接控制所述自动导引单元401的运动。

参阅图6，即可理解所述智能装配的任务调度方式，由生产调度系统(MES)下发生产任务给控制模块，控制单模块接收生产任务，并做分析和任务分配至各个模块；或者按照各个模块的反馈信息分布下发任务；人工辅助模块按照控制模块分配的任务调用配置文件，指导人工装配和辅助进行生产装配工作，并反馈装配结果给控制模块；自动装配模块按照控制模块分配的任务调用配置文件，进行自动装配作业，并反馈装配结果给控制模块；自动测量模块按照控制模块分配的任务调用配置文件，进行自动测量作业，并反馈测量结果给控制模块；物流模块接收控制模块的指令，进行物流运转，实现物料或工件在各个模块之间的运输，并反馈运输状态给控制模块。另外，还可以根据实际需求，设置拓展模块，接收控制模块的指示，进行指定作业，并反馈信息给控制模块。

例如，在人工辅助模块200完成将多个物料或工件放置于多个托盘上，并将多个所述托盘放置于所述载板上，所述载板由所述自动导引车运输至自动装配模块100的交接站，在所述自动装配模块100完成对所述工件的自动装配作业，并由所述自动导引车将装配后的工件运输至下一模块(例如自动测量模块300)。所述自动测量模块300完成对所述工件的自动测量作业，并由所述自动导引车将所述工件运输至下一模块(例如人工辅助模块200或仓储模块等)。

综上，在本实用新型实施例提供的一种装配平台中，通过自动装配模块及人工辅助模块实现对不同尺寸的工件的自动装配和人工辅助装配，通过自动测量模块实现对完成装配后的工件的测量，通过物流模块实现所述自动装配模块、所述人工辅助模块、所述自动测量模块之间物料或工件的运输，实现了装配不同规格的工件，并能够使物料或工件在各个模块之间进行良好流转，且确保工件装配全过程的闭环控制，提高了装配效率。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种装配平台，其特征在于，包括：

自动装配模块，用于对不同尺寸的工件进行自动装配；

人工辅助模块，用于对所述工件进行人工辅助装配；

自动测量模块，用于对完成装配后的工件进行装配质量测量；

物流模块，用于在所述自动装配模块、所述人工辅助模块、所述自动测量模块之间运输物料和/或所述工件。

2.如权利要求1所述的装配平台，其特征在于，所述工件设置于一托盘上，且所述托盘的尺寸与所述工件的尺寸相匹配。

3.如权利要求2所述的装配平台，其特征在于，所述自动装配模块包括第一操作台、第一上下料单元及装配单元，所述第一操作台上设置有多个第一标准工装，所述第一上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第一操作台上并使所述托盘与所述第一标准工装对接，所述装配单元用于对所述第一操作台上的工件进行自动装配。

4.如权利要求3所述的装配平台，其特征在于，所述第一上下料单元包括第一托盘夹爪库及第一上下料机械手，所述第一托盘夹爪库存储有多个托盘夹爪，所述第一上下料机械手通过所述第一托盘夹爪库更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

5.如权利要求3所述的装配平台，其特征在于，所述装配单元包括若干装配执行端库及与所述装配执行端库对应的装配机械手，所述装配执行端库存储有多个执行端，所述装配机械手通过对应的所述装配执行端库更换不同尺寸的执行端，以装配不同尺寸的工件。

6.如权利要求5所述的装配平台，其特征在于，所述装配执行端库包括夹持执行端库、拧紧执行端库或点胶执行端库中的一种或多种。

7.如权利要求3所述的装配平台，其特征在于，所述自动装配模块还包括第一工业相机及第一射频读取设备，分别用于记录自动装配过程及读取所述工件的信息。

8.如权利要求1或2所述的装配平台，其特征在于，所述人工辅助模块包括第二操作台及人工操作工具，所述人工操作工具包括一无线通讯单元，通过所述人工操作工具在所述第二操作台上对所述工件进行装配时，所述无线通讯单元实时将所述人工操作工具的操作信息发出。

9.如权利要求8所述的装配平台，其特征在于，所述人工辅助模块还包括第二工业相机及第二射频读取设备，分别用于记录人工装配过程及读取所述工件的信息。

10.如权利要求2所述的装配平台，其特征在于，所述自动测量模块包括第三操作台及第二上下料单元，所述第三操作台上设置有多个第二标准工装，所述第二上下料单元用于将不同尺寸的托盘传送至所述第三操作台上并使所述托盘与所述第二标准工装对接。

11.如权利要求10所述的装配平台，其特征在于，所述第二上下料单元包括第二托盘夹爪库及第二上下料机械手，所述第二托盘夹爪库存储有多个托盘夹爪，所述第二上下料机械手通过所述第二托盘夹爪库更换不同尺寸的托盘夹爪，以抓取不同尺寸的托盘。

12.如权利要求10或11所述的装配平台，其特征在于，所述自动测量模块还包括光学测量单元和/或位置测量单元，分别用于测量完成装配后的工件的尺寸和/或位置以获取装配质量。

13.如权利要求2所述的装配平台，其特征在于，所述物流模块包括至少一个自动导引单元及多个交接站，所述交接站设置于每个所述自动装配模块、所述人工辅助模块及所述自动测量模块周围，所述自动导引单元承载若干所述托盘并在多个所述交接站之间移动，以运输物料和/或所述工件。

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