[发明专利]一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配系统和方法

权利要求书

1.一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于所述装配方法包括以下步骤：

步骤1，管座装配前的准备工作：将筒身固定在筒身夹持单元上，上料单元装满管座并置于称重单元上，装配机器人平台回零，焊枪工具坐标系的标定；

步骤2，装配位置的视觉定位：利用工业机器人将视觉传感单元移至筒身孔的理论位置进行多次扫描，确定筒身孔中心的位置以及沉孔平面的倾斜角度，并以此为依据在筒身孔中心建立基准坐标系；

步骤3，机器人移至上料单元，抓取管座并利用力传感单元测量管座重量，若重量与设定范围不符，将管座放至废料区，并重新进行抓取，直至重量与理论值误差小于10%；

步骤4，根据视觉定位的结果建立进行初步路径规划，根据规划的结果进行装配，并通过力传感单元多次与工件建立接触，并再次定位并找正，最终将管座装在筒身孔中心；

步骤5，机器人通过力传感器向下施加一定的载荷，保持至管座点焊完成，以避免点焊导致的焊接变形；

步骤6，移至下一个工位，重复步骤2-5，作业期间系统控制单元一直监测称重单元的数据，当重量低于设定值时，报警管座不足；

所述装配方法涉及到的自动装配系统包括：系统控制单元（1）、工业机器人（2）、机器人平台移动单元（3）、管座上料单元（4）、视觉传感单元（5）、力传感单元（6）、管座称重单元（7）、管座夹持单元（8）和筒身夹持单元（9），系统控制单元（1）、工业机器人（2）、机器人平台移动单元（3）、管座上料单元（4）、视觉传感单元（5）、力传感单元（6）、管座称重单元（7）、管座夹持单元（8）和筒身夹持单元（9）相互采用信号连接,所述系统控制单元（1）由PLC、工控机、及各通讯模块组成，各模块的通讯信号均采用现场总线形式，其中PLC作为主控单元，站类型为Modbus-TCP主站，用于整个系统流程的控制和数据信号的处理，工控机站类型为Modbus-TCP从站，其主要用于各传感器反馈数据的分析和计算，并将结果发送给PLC,所述工业机器人（2）末端机械连接所述视觉传感单元（5）、力传感单元（6）、管座夹持单元（8），站类型为Modbus-TCP从站，工业机器人（2）根据系统控制单元（1）发出的控制指令进行相应的动作。

2.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述机器人平台移动单元（3）用于装配工位的切换，平台的移动可采用半闭环或闭环的伺服系统，伺服控制器与PLC采用CANOPEN总线连接，通过PLC发出的高速脉冲进行定位。

3.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述管座上料单元（4）置于所述管座称重单元（7）上，为整个装配系统不间断地提供管座。

4.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述视觉传感单元（5）置于所述工业机器人（2）末端，用于管座装配过程中筒身孔轮廓数据的采集，并将获取的数据发送给所述系统控制单元（1），站类型：Modbus-TCP 从站。

5.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述力传感单元（6）置于所述工业机器人（2）末端，用于管座装配过程中力数据的采集，并将获取的数据发送给所述系统控制单元（1），站类型：Modbus-TCP 从站。

6.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述管座称重单元（7）置于所述管座上料单元（4）下，用于管座重量数据的采集，并将获取的数据发送给所述系统控制单元（1），站类型：Modbus-TCP 从站。

7.根据权利要求1所述一种基于多传感器的集箱管座机器人自动装配方法，其特征在于：所述管座夹持单元（8）机械固定在所述力传感单元（6）上，用于夹持管座，所述筒身夹持单元（9）用于筒身的固定和旋转。