本公開的實(shí)施例總體上涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于縫制對象的工業(yè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、在汽車工業(yè)中，越來越多的汽車被制造成裝備有皮革覆蓋的方向盤。皮革不僅改善了方向盤的外觀，而且改善了手感的舒適性。這是因為皮革覆蓋物可以抵抗由汗水引起的滑溜感，這意味著更安全的駕駛。

2、通常，皮制覆蓋物通過手工作業(yè)手工固定到毛坯方向盤上。工人首先通過膠粘附將皮革覆蓋物固定至毛坯方向盤上，然后通過逐針縫制將皮革覆蓋物縫制到毛坯方向盤上。這是勞動密集型和耗時的。對于單個方向盤，為了完成這個組裝過程，即使對于有經(jīng)驗的操作者也需要一小時。越來越需要通過工業(yè)機(jī)器人使組裝過程自動化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的實(shí)例性實(shí)施例提供一種用于縫制對象的機(jī)器人和方法，其可以使用針來實(shí)現(xiàn)自動縫制。

2、在本公開的第一方面中，提供一種用于縫制對象的機(jī)器人。用于縫制對象的機(jī)器人包括：第一機(jī)器人臂，適于保持針，所述針攜帶一段線，第二機(jī)器人臂，適于保持所述針，以及控制器，被配置成移動所述第一機(jī)器人臂和所述第二機(jī)器人臂以執(zhí)行多個縫制操作，以便在所述對象上形成多個針腳，每個縫制操作包括：使所述第一機(jī)器人臂移動第一距離，以使所述針穿透所述對象的一部分；以及移動所述第二機(jī)器人臂以保持所述針的穿透部分，并且在所述針被所述第一機(jī)器人臂釋放之后將整個針從所述對象中拉出。

3、根據(jù)本公開，通過第一和第二機(jī)器人臂的協(xié)作操作，可以容易地控制針以自動穿透對象。因此，可以自動縫制對象，這顯著降低了對人力的依賴。

4、在一些實(shí)施例中，所述對象可包括柔性的外表面和形成于所述外表面上的預(yù)縫針腳，每個所述預(yù)縫針腳包括線區(qū)段，所述線區(qū)段包括頂側(cè)和面對所述外表面的相反的底側(cè)，并且所述控制器被配置以使所述針沿著在所述線區(qū)段的所述底側(cè)與所述對象的所述外表面之間限定的路徑穿過所述線區(qū)段。由此，通過在對象上形成預(yù)縫針腳，可以簡化機(jī)器人所執(zhí)行的縫制操作。

5、在一些實(shí)施例中，其中針對所述每個縫制操作，所述控制器可被配置成：確定與所述預(yù)縫針腳的線區(qū)段對應(yīng)的待縫制位置；將所述針移動到位于所述線區(qū)段的第一橫向側(cè)處的準(zhǔn)備位置，所述準(zhǔn)備位置從所述待縫制位置偏移一偏移距離；確定所述針的姿態(tài)，使得所述針的縱向軸線與所述對象上的所述路徑所在的外表面相切；以及在針處于所確定的姿態(tài)下，將所述針從所述線區(qū)段的第一橫向側(cè)移動第一距離，而到達(dá)所述線區(qū)段的相對的第二橫向側(cè)，以使針穿過所述線區(qū)段，所述第一距離大于所述偏移距離。利用這種布置，可以精準(zhǔn)地控制針并且可以減小的刮擦穿透對象。

6、在一些實(shí)施例中，所述控制器可被配置成：在所述準(zhǔn)備位置處，沿垂直于所述外表面的方向朝向所述外表面按壓所述針，以使所述對象的所述外表面變形；以及在所述針維持所述按壓狀態(tài)下，使所述針從所述線區(qū)段的所述第一橫向側(cè)線性移動所述第一距離，以到達(dá)所述線區(qū)段的相對的所述第二橫向側(cè)。通過使對象的外表面變形，針可以無刮擦地穿透對象。

7、在一些實(shí)施例中，機(jī)器人還可包括照相機(jī)，所述照相機(jī)被配置為捕獲所述對象的圖像，所述控制器被配置為基于來自所述照相機(jī)的圖像來識別多個待縫制位置。

8、在一些實(shí)施例中，所述控制器可被配置以產(chǎn)生縫制圖案，所述縫制圖案基于所識別的多個待縫制位置來限定順次待縫制的位置。

9、在一些實(shí)施例中，所述第一機(jī)器人臂和所述第二機(jī)器人臂可適于分別調(diào)節(jié)所述針的夾持長度，使得所述針的尖端相對于相應(yīng)的機(jī)器人臂位于相同的位置。利用這種布置，可以顯著地簡化針的移動路徑和控制。

10、在一些實(shí)施例中，所述第一機(jī)器人臂可適于保持所述針的根部，并且所述第二機(jī)器人臂適于保持所述針的尖端部分。

11、在一些實(shí)施例中，所述控制器還可被配置為：針對每個縫制操作，將由所述第二機(jī)器人臂保持的所述針移交回所述第一機(jī)器人臂，并且通過重復(fù)所述每個縫制操作來執(zhí)行隨后的縫制操作。

12、在一些實(shí)施例中，所述對象可包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物，所述覆蓋物由皮革、人造革或織物制成，并且所述覆蓋物包括兩排彼此相鄰的多個預(yù)縫針腳，所述預(yù)縫針腳限定用于所述縫制操作的縫制區(qū)域。

13、在一些實(shí)施例中，機(jī)器人還可包括第二照相機(jī)，所述第二照相機(jī)被配置為捕獲所述對象的圖像，所述控制器被配置為基于來自所述第二照相機(jī)的圖像來視覺地檢查所述對象，并且提供檢查結(jié)果，所述檢查結(jié)果指示所述對象在所述縫制操作之前是否能夠被設(shè)備縫制的適合性，或者指示所述縫制操作之后的縫制質(zhì)量。

14、在一些實(shí)施例中，機(jī)器人還可包括線牽引裝置，所述線牽引裝置被構(gòu)造成在固定端處將所述線的松弛部分從所述固定端牽引到可動端，所述線包括固定在所述對象上的所述固定端和系到所述針上的可動端。利用線牽引裝置，可以大幅度簡化用于縫制的機(jī)器人的控制和路徑規(guī)劃。

15、在一些實(shí)施例中，所述線牽引裝置可包括：驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪包括工作平臺，所述工作平臺用于支撐由所述第二機(jī)器人臂攜帶的所述針上的線；壓制組件，所述壓制組件可包括壓制構(gòu)件，所述壓制構(gòu)件被配置成在第一位置與第二位置之間移動，在所述第一位置處，所述壓制構(gòu)件接合所述工作平臺以將待牽引的線夾緊在所述壓制構(gòu)件和所述工作平臺之間，在所述第二位置處，所述壓制構(gòu)件與所述工作平臺脫離接合以便釋放所述待牽引的線；以及馬達(dá)，所述馬達(dá)被配置成：當(dāng)所述壓制構(gòu)件處于所述第一位置時使所述驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，以便在所述固定端處將所述線的松弛部分牽引到所述可動端。

16、在一些實(shí)施例中，機(jī)器人還可包括用于調(diào)節(jié)所述對象上的縫制線的裝置，其中用于調(diào)節(jié)縫制線的裝置包括調(diào)節(jié)工具，其中沿著在所述縫制線的底側(cè)和所述對象的外表面之間限定的路徑，使所述調(diào)節(jié)工具部分地穿過所述縫制線，并且使所述調(diào)節(jié)工具遠(yuǎn)離所述外表面向上移動，以便調(diào)節(jié)縫制所述針腳之間的間距，其中所述縫制線包括固定到所述對象上的第一端以及第二端，在所述對象上跨縫制區(qū)域在所述第一端與所述第二端之間形成多個針腳，并且每個針腳包括所述線區(qū)段，所述線區(qū)段包括頂側(cè)和相反的底側(cè)。利用用于調(diào)節(jié)對象上的縫制線的裝置，可以增強(qiáng)由針腳形成的接縫接頭的結(jié)合強(qiáng)度。此外，提高了縫制產(chǎn)品的外觀。

17、在本公開的第二方面中，提供一種用于縫制對象的方法。方法包括：使第一機(jī)器人臂移動第一距離，以使由所述第一機(jī)器人臂保持的針穿透所述對象的一部分；移動所述第二機(jī)器人臂以保持所述針的穿透部分并且在所述針被所述第一機(jī)器人臂釋放之后將整個針從所述對象中拉出；通過所述第二機(jī)器人臂將所述線的一部分放置在線牽引裝置的構(gòu)件上；以及操作所述線牽引裝置以在固定端處將所述線的松弛部分從所述固定端牽引到第二端，所述線包括固定在所述對象上的固定端和系到針上的第二端。

18、在一些實(shí)施例中，方法還可包括將由所述第二機(jī)器人臂保持的所述針移交回所述第一機(jī)器人臂，并執(zhí)行隨后的縫制操作。

技術(shù)特征：

1.一種用于縫制對象(190)的機(jī)器人，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其中所述對象(190)包括柔性的外表面和形成于所述外表面上的預(yù)縫針腳(192)，每個所述預(yù)縫針腳包括線區(qū)段，所述線區(qū)段包括頂側(cè)和面對所述外表面的相反的底側(cè)，并且所述控制器(110)被配置以使所述針(180)沿著在所述線區(qū)段的所述底側(cè)與所述對象(190)的所述外表面之間限定的路徑穿過所述線區(qū)段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人，其中針對所述每個縫制操作，所述控制器(110)被配置成：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人，其中所述控制器(110)被配置成：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人，還包括照相機(jī)(152、154)，所述照相機(jī)(152、154)被配置為捕獲所述對象(190)的圖像，所述控制器(110)被配置為基于來自所述照相機(jī)的圖像來識別多個待縫制位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人，其中所述控制器(110)被配置以產(chǎn)生縫制圖案，所述縫制圖案基于所識別的多個待縫制位置來限定順次待縫制的位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的機(jī)器人，其中所述第一機(jī)器人臂和所述第二機(jī)器人臂(130)適于分別調(diào)節(jié)所述針(180)的夾持長度，使得所述針(180)的尖端相對于相應(yīng)的機(jī)器人臂位于相同的位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人，其中所述第一機(jī)器人臂(120)適于保持所述針(180)的根部，并且所述第二機(jī)器人臂(130)適于保持所述針(180)的尖端部分。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-6和8中任一項所述的機(jī)器人，其中所述控制器(110)還被配置為：針對每個縫制操作，將由所述第二機(jī)器人臂(130)保持的所述針(180)移交回所述第一機(jī)器人臂(120)，并且通過重復(fù)所述每個縫制操作來執(zhí)行隨后的縫制操作。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6和8中任一項所述的機(jī)器人，其中所述對象(190)包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物(194)，所述覆蓋物(194)由皮革、人造革或織物制成，并且所述覆蓋物(194)包括兩排彼此相鄰的多個預(yù)縫針腳(192)，所述預(yù)縫針腳限定用于所述縫制操作的縫制區(qū)域。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-6和8中任一項所述的機(jī)器人，還包括第二照相機(jī)，所述第二照相機(jī)被配置為捕獲所述對象(190)的圖像，所述控制器(110)被配置為基于來自所述第二照相機(jī)的圖像來視覺地檢查所述對象(190)，并且提供檢查結(jié)果，所述檢查結(jié)果指示所述對象(190)在所述縫制操作之前是否能夠被設(shè)備縫制的適合性，或者指示所述縫制操作之后的縫制質(zhì)量。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-6和8中任一項所述的機(jī)器人，還包括線牽引裝置(200)，所述線牽引裝置(200)被構(gòu)造成在固定端處將所述線的松弛部分從所述固定端牽引到可動端，所述線包括固定在所述對象(190)上的所述固定端和系到所述針(180)上的可動端。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的機(jī)器人，其中所述線牽引裝置包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求1-6、8和13中任一項所述的機(jī)器人，還包括用于調(diào)節(jié)所述對象(190)上的縫制線的裝置，其中用于調(diào)節(jié)縫制線的裝置包括調(diào)節(jié)工具(370)，其中沿著在所述縫制線的底側(cè)和所述對象(190)的外表面之間限定的路徑，使所述調(diào)節(jié)工具部分地穿過所述縫制線，并且使所述調(diào)節(jié)工具遠(yuǎn)離所述外表面向上移動，以便調(diào)節(jié)縫制所述針腳之間的間距，

15.一種用于縫制對象(190)的方法，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括將由所述第二機(jī)器人臂(130)保持的所述針(180)移交回所述第一機(jī)器人臂(120)，并執(zhí)行隨后的縫制操作。

技術(shù)總結(jié)
提供用于縫制對象(190)的機(jī)器人和方法。機(jī)器人包括：適于保持針(180)的第一機(jī)器人臂(120)，針(180)攜帶一段線；適于保持針(180)的第二機(jī)器人臂(130)；以及控制器(110)，被配置為移動第一和第二機(jī)器人臂(120，130)以執(zhí)行多個縫制操作，從而在對象(190)上形成多個針腳，每個縫制操作包括：使第一機(jī)器人臂(120)移動第一距離以使針(180)穿透對象(190)的一部分；以及移動第二機(jī)器人臂(130)以保持針(180)的穿透部分并且在針(180)被第一機(jī)器人臂(120)釋放之后將整個針(180)從對象(190)中拉出。

技術(shù)研發(fā)人員：董亦鳴,何海洋,楊基博,陸麒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：ABB瑞士股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23