本發(fā)明涉及套筒裝配技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)裝配系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的套筒裝配過程中，由于需要裝配的套筒數(shù)量較多，套筒的型號也比較多，每次需要裝配的套筒的型號通常由對應(yīng)需要裝配的套管的型號所決定，因此在裝配過程中套筒的型號選擇是一個(gè)比較重要的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于待裝配的所有套筒均會被放置在一個(gè)上料箱中，套筒型號混雜，通常需要人工根據(jù)每次待裝配的套管來區(qū)分相應(yīng)型號的套筒，并控制夾取裝置進(jìn)行操作，因此造成大量人力成本的浪費(fèi)，整個(gè)裝配過程是一種半自動(dòng)化的過程，效率較低，人工干預(yù)導(dǎo)致套筒安裝的準(zhǔn)確率也得不到保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種自動(dòng)裝配系統(tǒng)及方法的技術(shù)方案，旨在節(jié)省裝配過程中的人力成本，加快裝配進(jìn)度，保證自動(dòng)化裝配準(zhǔn)確率。

上述技術(shù)方案具體包括：

一種基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，適用于套筒和套管的裝配過程中，不同規(guī)格的所述套筒被放置在一上料箱內(nèi)，所述套管被夾緊定位在工位上；其中，包括：

視覺采集單元，用于分別采集所述套筒的第一圖像信息以及需要操作的所述套管的第二圖像信息并輸出；

視覺處理單元，連接所述視覺采集單元，用于根據(jù)所述第二圖像信息對需要操作的所述套管進(jìn)行定位；

系統(tǒng)控制單元，分別連接所述視覺采集單元和所述視覺處理單元，用于根據(jù)所述第一圖像信息以及需要操作的所述套管，鎖定需要操作的所述套筒，并輸出抓取所述套筒的抓取指令；

裝配單元，連接所述系統(tǒng)控制單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)控制單元輸出的所述抓取指令抓取對應(yīng)的所述套筒，并將所述套筒裝配到所述套管上。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，所述視覺采集單元為視覺傳感器。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，所述第二圖像信息中包括所述套管的位置信息，以及所述套管的第一規(guī)格信息。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述第一圖像信息中包括所述上料箱中放置的對應(yīng)的所述套筒的第二規(guī)格信息。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，所述第一圖像信息中包括所述上料箱中放置的每個(gè)所述套筒的第二規(guī)格信息；

所述第二圖像信息中包括所述套管的第一規(guī)格信息；

所述系統(tǒng)控制單元根據(jù)所述第一規(guī)格信息分別匹配每個(gè)所述第二規(guī)格信息，并將匹配成功的所述第二規(guī)格信息對應(yīng)的所述套筒確定為需要操作的所述套筒，并輸出抓取需要操作的所述套筒的所述抓取指令。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，所述裝配單元為一夾持裝置。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，還包括：

力覺感應(yīng)單元，連接所述系統(tǒng)控制單元，用于在所述套筒被裝配到所述套管上時(shí)，感應(yīng)所述套管作用在所述套筒上的壓力，并輸出相應(yīng)的壓力值；

所述系統(tǒng)控制單元內(nèi)預(yù)設(shè)有一標(biāo)準(zhǔn)壓力值，所述系統(tǒng)控制單元將所述力覺感應(yīng)單元輸出的所述壓力值和所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行比較，并在所述壓力值大于所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)輸出停止操作的控制指令；

所述裝配單元根據(jù)所述控制指令，停止對所述套筒進(jìn)行裝配的操作。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，所述力覺感應(yīng)單元為力覺傳感器。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，還包括：

報(bào)警單元，連接所述系統(tǒng)控制單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)控制單元輸出的所述控制指令形成并輸出一報(bào)警信息，以提醒使用者。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，還包括：

引導(dǎo)單元，連接所述裝配單元，用于提供使用者引導(dǎo)所述自動(dòng)裝配系統(tǒng)進(jìn)行一次套筒和套管的裝配操作，并記錄所述裝配操作的操作軌跡；

所述裝配單元根據(jù)所述操作軌跡執(zhí)行后續(xù)的每次所述裝配操作。

一種基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配方法，適用于套筒和套管的裝配過程中，不同規(guī)格的所述套筒被放置在一上料箱內(nèi)，所述套管被夾緊定位在工位上；其中，包括：

步驟S1，采用一視覺采集單元分別采集所述套筒的第一圖像信息以及需要操作的所述套管的第二圖像信息并輸出；

步驟S2，采用一視覺處理單元根據(jù)所述第二圖像信息對需要操作的所述套管進(jìn)行定位；

步驟S3，采用一系統(tǒng)控制單元根據(jù)所述第一圖像信息以及需要操作的所述套管，鎖定需要操作的所述套筒，并輸出抓取所述套筒的抓取指令；

步驟S4，采用一裝配單元根據(jù)所述系統(tǒng)控制單元輸出的所述抓取指令抓取對應(yīng)的所述套筒，并將所述套筒裝配到所述套管上。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配方法，其中，在所述套筒被裝配到所述套管上時(shí)，采用一力覺感應(yīng)單元感應(yīng)所述套管作用在所述套筒上的壓力，并輸出相應(yīng)的壓力值；

隨后，采用所述系統(tǒng)控制單元將所述力覺感應(yīng)單元輸出的所述壓力值和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行比較，并在所述壓力值大于所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)輸出停止操作的控制指令；

所述步驟S4中，在所述裝配單元將所述套筒裝配到所述套管上時(shí)，若所述裝配單元接收到所述控制指令，則停止對所述套筒的裝配操作。

優(yōu)選的，該自動(dòng)裝配方法，其中，提供一引導(dǎo)單元供使用者引導(dǎo)所述裝配單元進(jìn)行一次套筒和套管的裝配操作，并記錄所述裝配操作的操作軌跡；

則所述步驟S4中，所述裝配單元在每次將所述套筒裝配到所述套管上，根據(jù)所述操作軌跡執(zhí)行相應(yīng)的所述裝配操作。

上述技術(shù)方案的有益效果是：

1)提供一種自動(dòng)裝配系統(tǒng)，能夠節(jié)省裝配過程中的人力成本，加快裝配進(jìn)度，保證自動(dòng)化裝配準(zhǔn)確率；

2)提供一種自動(dòng)裝配方法，能夠支持上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，一種自動(dòng)裝配系統(tǒng)的功能框架示意圖；

圖2是本發(fā)明的一個(gè)較佳的實(shí)施例中，將自動(dòng)裝配系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械裝置上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，一種自動(dòng)裝配方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配系統(tǒng)。所謂協(xié)作機(jī)器人，是指一種不需要設(shè)置電子圍欄的機(jī)器人裝置。使用者可以近距離對機(jī)器人裝置進(jìn)行接觸。在該協(xié)作機(jī)器人上安置有多個(gè)傳感器，能夠感應(yīng)到人體接近的信號并且根據(jù)信號強(qiáng)弱控制協(xié)作機(jī)器人持續(xù)運(yùn)行/停止運(yùn)行，以確保使用者近距離操作協(xié)作機(jī)器人的安全性。上述傳感器可以包括各種形式的距離傳感器，以及視覺傳感器等。具體地，上述安裝有各類傳感器的協(xié)作機(jī)器人能夠與使用者之間進(jìn)行安全的操作交互，做到所謂“碰撞停止，推按退避，觸碰回退”的三大安全功能，在去除電子圍欄的前提下同樣保證使用者的操作安全。

則本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配系統(tǒng)適用于套筒和套管的裝配過程中，不同規(guī)格的套筒被放置在一上料箱內(nèi)，套管被夾緊定位在工位上。即套管被固定在工位上，協(xié)作機(jī)器人只需要操作套筒往套管上裝配即可。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，如圖1所示，上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)具體包括：

視覺采集單元1，用于分別采集套筒的第一圖像信息以及需要操作的套管的第二圖像信息并輸出；

視覺處理單元2，連接視覺采集單元1，用于根據(jù)第二圖像信息對需要操作的套管進(jìn)行定位；

系統(tǒng)控制單元3，分別連接視覺采集單元1和視覺處理單元2，用于根據(jù)第一圖像信息以及需要操作的套管，鎖定需要操作的套筒，并輸出抓取套筒的抓取指令；

裝配單元4，連接系統(tǒng)控制單元3，用于根據(jù)系統(tǒng)控制單元3輸出的抓取指令抓取對應(yīng)的套筒，并將套筒裝配到套管上。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，上述視覺采集單元1可以用來采集關(guān)聯(lián)于套筒的第一圖像信息，例如采集套筒的長度、粗細(xì)以及橫截面形狀等尺寸信息等，以用來分辨套筒的型號。同樣地，上述視覺采集單元1也可以用來采集關(guān)聯(lián)于套管的第二圖像信息，例如采集套管的長度、粗細(xì)和橫截面形狀等尺寸信息，以用來分辨套管的型號。

則上述實(shí)施例中，可以采用上述視覺處理單元2，根據(jù)上述關(guān)聯(lián)于套管的第二圖像信息，處理得到該需要裝配的套管的型號并輸出相應(yīng)的型號信息，即對需要處理的套管進(jìn)行定位。進(jìn)一步地，對套管進(jìn)行定位還可以包括定位該套管所處的位置(例如該套管所處的工位，或者該套管所處的空間位置)，以便于后續(xù)進(jìn)行套筒的自動(dòng)裝配操作。

隨后，上述實(shí)施例中，采用上述系統(tǒng)控制單元3，根據(jù)上述經(jīng)過視覺處理單元2定位套管所得到的型號信息，可以匹配得到需要自動(dòng)裝配的相應(yīng)的套筒的型號。并且，系統(tǒng)控制單元3根據(jù)上述關(guān)聯(lián)于套筒的第一圖像信息，匹配之前處理得到的需要裝配的套筒的型號，輸出抓取相應(yīng)型號套筒的抓取指令，即控制上述的裝配單元4抓取哪個(gè)型號的具體哪個(gè)套筒進(jìn)行自動(dòng)裝配的操作指令。

最后，上述實(shí)施例中，上述裝配單元4根據(jù)上述系統(tǒng)控制單元3輸出的抓取指令，抓取相應(yīng)型號的具體套筒，并將其裝配到已經(jīng)被定位的套管上，從而完成整個(gè)套筒自動(dòng)裝配的過程。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述視覺采集單元1可以為視覺傳感器，例如圖像傳感器等，可以用來采集套管和套筒的圖像信息，并提供給視覺處理單元2/系統(tǒng)控制單元3對套筒或者套管進(jìn)行定位。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述關(guān)聯(lián)于套管的第二圖像信息中可以包括該套管的位置信息，以及該套管的第一規(guī)格信息。具體地，如上文中所述，所謂位置信息，可以根據(jù)其對該套管進(jìn)行定位，以定位該套管的工位位置或者空間位置。所謂第一規(guī)格信息，其中可以包括該套管的長度、粗細(xì)以及橫截面形狀等一系列可以表征套管型號的信息。根據(jù)該第一規(guī)格信息，能夠處理得到該套管的型號。

同樣地，本發(fā)明的較佳的是勢力中，上述關(guān)聯(lián)于套筒的第一圖像信息中可以包括該套筒的第二規(guī)格信息，即包括該套筒的長度、粗細(xì)以及橫截面形狀等一系列可以表征套筒型號的信息。根據(jù)該第二規(guī)格信息，可以處理得到上料箱中放置的不同套筒的型號。

則本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述系統(tǒng)控制單元3根據(jù)第一規(guī)格信息分別匹配每個(gè)第二規(guī)格信息，并將匹配成功的第二規(guī)格信息對應(yīng)的套筒確定為需要操作的套筒，并輸出抓取需要操作的套筒的抓取指令。即，上述系統(tǒng)控制單元3根據(jù)已經(jīng)處理得到的套管的型號，去匹配抓取相應(yīng)型號的套筒，以進(jìn)行自動(dòng)裝配操作。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述裝配單元4可以為一夾持裝置。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)中還可以包括：

力覺感應(yīng)單元5，連接系統(tǒng)控制單元3，用于在套筒被裝配到套管上時(shí)，感應(yīng)套管作用在套筒上的壓力，并輸出相應(yīng)的壓力值；

上述系統(tǒng)控制單元3內(nèi)預(yù)設(shè)有一標(biāo)準(zhǔn)壓力值，則上述系統(tǒng)控制單元3將力覺感應(yīng)單元5輸出的壓力值和標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行比較，并在壓力值大于標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)輸出停止操作的控制指令；

上述裝配單元4可以根據(jù)上述系統(tǒng)控制單元3輸出的控制指令，停止對套筒進(jìn)行裝配的操作。

具體地，本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述力覺感應(yīng)單元5可以為一個(gè)力覺傳感器，該力覺感應(yīng)單元5可以用來感應(yīng)當(dāng)套筒被裝配到套管上時(shí)套管對套筒的反作用力，即套管對套筒的壓力。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)一般的操作機(jī)械將套筒裝配到套管上時(shí)，有可能因?yàn)楦鞣N原因受到阻礙，例如套筒在套管的某個(gè)位置被夾死從而導(dǎo)致無法繼續(xù)裝配，此時(shí)一般操作機(jī)械會繼續(xù)執(zhí)行裝配操作，這樣很有可能導(dǎo)致工件損壞，使得整個(gè)裝配過程無法繼續(xù)。而在本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，可以采用上述力覺感應(yīng)單元5實(shí)時(shí)感應(yīng)裝配過程中套管對套筒的壓力值并輸出，上述系統(tǒng)控制單元3接收上述輸出的壓力值并進(jìn)行比較，在上述壓力值大于一預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)輸出控制裝配單元4停止操作的控制指令，從而控制裝配單元4停止操作，避免進(jìn)一步操作對套筒的損壞。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，在設(shè)置上述力覺感應(yīng)單元5的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步設(shè)置：

報(bào)警單元6，連接系統(tǒng)控制單元3，用于根據(jù)系統(tǒng)控制單元3輸出的控制指令形成并輸出一報(bào)警信息，以提醒使用者。

具體地，在上述力覺感應(yīng)單元5輸出的壓力值大于上述標(biāo)準(zhǔn)壓力值的情況下，系統(tǒng)控制單元3輸出控制裝配單元4停止操作的控制指令，此時(shí)上述報(bào)警單元6同樣接收上述控制指令，并且根據(jù)控制指令形成并輸出一報(bào)警信息，例如報(bào)警聲或者報(bào)警提示界面，以提醒使用者注意。此時(shí)使用者可以人為排除障礙，例如理順套筒和套管之間的障礙，從而使得裝配操作能夠繼續(xù)順利進(jìn)行下去。隨后，使用者可以按下設(shè)置在上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)上的一個(gè)恢復(fù)運(yùn)行的按鈕(未示出)，以使得整個(gè)自動(dòng)裝配系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行，裝配單元4繼續(xù)對套筒進(jìn)行自動(dòng)裝配操作。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)中還包括：

引導(dǎo)單元7，連接裝配單元4，用于提供使用者引導(dǎo)自動(dòng)裝配系統(tǒng)進(jìn)行一次套筒和套管的裝配操作，并記錄裝配操作的操作軌跡；

則上述裝配單元4根據(jù)操作軌跡執(zhí)行后續(xù)的每次裝配操作。

具體地，本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述引導(dǎo)單元7提供使用者對自動(dòng)裝配系統(tǒng)進(jìn)行示教的功能。例如使用者可以通過上述引導(dǎo)單元7引導(dǎo)自動(dòng)裝配系統(tǒng)的裝配單元4按照一定的操作軌跡對套筒和套管進(jìn)行一次裝配的操作，上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)記錄下該操作軌跡，隨后裝配單元4在每次對套筒和套管進(jìn)行裝配的過程中，均沿著上述操作軌跡進(jìn)行。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述引導(dǎo)單元7可以為設(shè)置在自動(dòng)裝配系統(tǒng)外部的引導(dǎo)桿或者引導(dǎo)手柄(未示出)。使用者可以通過上述引導(dǎo)桿或者引導(dǎo)手柄，帶動(dòng)自動(dòng)裝配系統(tǒng)沿著操作軌跡執(zhí)行一遍完整的自動(dòng)裝配操作過程，以完成示教操作。

本發(fā)明的一個(gè)較佳的實(shí)施例中，將上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)具體化為設(shè)置在一個(gè)協(xié)作機(jī)器人A上的裝置，則該裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，在該裝置中：

套管B被由夾緊固定裝置B1固定在工作臺B2上，套筒C由夾持裝置C1(即上文中所述的裝配單元4)，在夾持裝置C1下方分別設(shè)置有視覺傳感器C2(即上文中所述的視覺采集單元1)、力覺傳感器C3(即上文中所述的力覺感應(yīng)單元5)和引導(dǎo)手柄C4(即上文中所述的引導(dǎo)單元7)。其他待裝配的套筒被放置在上料箱D中。

另外在上述附圖2中，協(xié)作機(jī)器人A還包括機(jī)器人底座A1和機(jī)器人控制柜A2。

根據(jù)如圖2所示的基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述自動(dòng)裝配系統(tǒng)中包括的所有功能。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于上文中所述的基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，現(xiàn)提供一種基于協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)裝配方法，該方法適用于套筒和套管的裝配過程中，不同規(guī)格的套筒被放置在一上料箱內(nèi)，套管被夾緊定位在工位上；

則上述自動(dòng)裝配方法具體如圖3所示，包括：

步驟S1，采用一視覺采集單元分別采集套筒的第一圖像信息以及需要操作的套管的第二圖像信息并輸出；

步驟S2，采用一視覺處理單元根據(jù)第二圖像信息對需要操作的套管進(jìn)行定位；

步驟S3，采用一系統(tǒng)控制單元根據(jù)第一圖像信息以及需要操作的套管，鎖定需要操作的套筒，并輸出抓取套筒的抓取指令；

步驟S4，采用一裝配單元根據(jù)系統(tǒng)控制單元輸出的抓取指令抓取對應(yīng)的套筒，并將套筒裝配到套管上。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，在套筒被裝配到套管上時(shí)，采用一力覺感應(yīng)單元感應(yīng)套管作用在套筒上的壓力，并輸出相應(yīng)的壓力值；

隨后，采用系統(tǒng)控制單元將力覺感應(yīng)單元輸出的壓力值和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行比較，并在壓力值大于標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)輸出停止操作的控制指令；

則上述步驟S4中，在裝配單元將套筒裝配到套管上時(shí)，若裝配單元接收到控制指令，則停止對套筒的裝配操作。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，提供一引導(dǎo)單元供使用者引導(dǎo)裝配單元進(jìn)行一次套筒和套管的裝配操作，并記錄裝配操作的操作軌跡；

則上述步驟S4中，裝配單元在每次將套筒裝配到套管上，根據(jù)操作軌跡執(zhí)行相應(yīng)的裝配操作。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。