[发明专利]无夹具部件组装

说明书

一种组装多个子部件以形成成品部件的方法包括用第一臂端工具抓取第一子部件，其中所述第一臂端工具附接到第一机器人臂，并且用第二臂端工具抓取第二子部件，其中所述第二臂端工具附接到第二机器人臂。移动所述第一和第二臂端工具以将所述第一子部件相对于所述第二子部件定位在预组装位置，并且接着移动所述第一和第二臂端工具以接合所述第一和第二子部件的接口表面。用附接到接合机器人臂的接合工具在所述第一子部件与所述第二子部件之间形成接合点以便由此组装所述成品部件。

技术领域

本公开涉及一种无夹具部件组装系统和一种组装部件的方法。

背景技术

制造系统通常对零件、子组件和/或组件进行移动、转换或操作，这些零件、子组件和/或组件必须准确定位并保持在适当位置，以便进行制造和组装操作。例如，金属板零件或钢板、子组件或组件可能需要准确定位并保持在适当位置，以在车辆组装厂中或沿着用于诸如电器、飞机、家具和电子产品等物品的组装线进行组装、焊接和检查操作。零件定位夹具通常用于此目的。

零件定位夹具通常包括多个固定销和一个或多个夹子，固定销配置成装配到由零件界定的多个定位孔中，夹子配置成将零件保持在适当位置。零件定位夹具通常仅能够用于一种特定零件大小和/或形状，并且通常需要修改或重构以定位并保持不同大小和/或形状的零件。制造工厂中的各种各样的零件以及各种各样的组装和制造操作通常需要多个零件定位夹具。因此，虽然当前系统实现了其预期目的，但是仍需要一种新的且改进的系统和方法来组装部件，更明确地说，需要使用无夹具部件组装系统来组装部件。

发明内容

根据本公开的几个方面，一种组装多个子部件以形成成品部件的方法包括用第一臂端工具抓取第一子部件，其中第一臂端工具附接到第一机器人臂，以及用第二臂端工具抓取第二子部件，其中第二臂端工具附接到第二机器人臂。移动第一和第二臂端工具以将第一子部件相对于第二子部件定位在预组装位置，并且接着移动第一和第二臂端工具以接合第一和第二子部件的接口表面。使用相机在视觉上定位第一和第二子部件的接口表面，并且估计预组装位置与所需组装位置之间的偏移。移动第一和第二臂端工具以接合第一和第二子部件的接口表面，并且将第一和第二子部件移动到所需组装位置。用安装在第一和第二臂端工具上的传感器测量由第一和第二臂端工具施加在第一和第二子部件上的扭力和侧向力，并且基于扭力和侧向力确定第一和第二子部件何时处于所需组装位置。用非接触测量装置扫描第一和第二子部件并定位组装基准点，并且将第一和第二子部件的位置与所需组装位置进行比较。

根据本公开的另一方面，该方法还包括在将第一和第二子部件的位置与所需组装位置进行比较之后，用附接到接合机器人臂的接合工具在第一子部件与第二子部件之间形成接合点以便由此组装成品部件。

根据本公开的另一方面，该方法还包括在用附接到接合机器人臂的接合工具在第一子部件与第二子部件之间形成接合点以便由此组装成品部件之后，扫描成品部件以验证几何形状。

根据本公开的另一方面，该方法还包括在用非接触测量装置扫描第一和第二子部件并定位组装基准点并且将第一和第二子部件的位置与所需组装位置进行比较之后，在确立的公差范围内将第一和第二子部件移动到所需组装位置。

根据本公开的另一方面，该方法还包括在用非接触测量装置扫描第一和第二子部件并定位组装基准点并且将第一和第二子部件的位置与所需组装位置进行比较之后，将第一和第二子部件移动到热变形补偿位置。

根据本公开的另一方面，该方法还包括在扫描成品部件以验证几何形状之后，移动第一和第二机器人臂并且使成品部件塑性变形。

根据本公开的另一方面，定位第一和第二子部件的接口表面还包括使用固定相机在视觉上定位第一和第二子部件的接口表面。

根据本公开的另一方面，定位第一和第二子部件的接口表面还包括将安装到检查机器人臂上的相机移动到检查位置，并且使用相机在视觉上定位第一和第二子部件的接口表面。