[发明专利]一种基于专家库的装配生产线智能控制系统

权利要求书

1.一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：该生产线智能控制系统包括专家库(1)、上位机(2)、机器人(3)、螺丝机(4)、检测单元(5)、驱动单元(6)、视觉识别单元(7)、送钉机(8)和智能装配单元(9)；

其中机器人(3)、螺丝机(4)、检测单元(5)、驱动单元(6)、视觉识别单元(7)、送钉机(8)组成智能装配生产线；

上位机(2)通过以太网与机器人(3)、检测单元(5)、驱动单元(6)连接、通过串行通信接口与螺丝机(4)连接，上位机(2)通过通用串行总线与视觉识别单元(7)连接；机器人(3)通过硬接线的方式与螺丝机(4)、送钉机(8)进行连接；智能控制系统根据现场的工艺要求和控制要求，智能装配单元(9)是整个控制系统的核心，一方面将各设备发送来的数据放到寄存区，通过CPU运算处理后，发出信号控制现场设备，并将数据发送到上位机(2)在上位机(2)上显示，另一方面，接收上位机(2)发来的控制信号，将控制指令下发到下级设备，从而实现设备的远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述专家库(1)中存储不同的装配方案，以上位机中选择不同的装配方案以及视觉识别单元(7)识别出的现场装配工况作为条件，选择或生成装配方案，进行装配作业。

3.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述上位机(2)实现系统中各单元的智能控制，通过上位机软件，实现机器人(3)、螺丝机(4)、检测单元(5)、驱动单元(6)、视觉识别单元(7)的实时控制与数据采集，使各单元协调作业。

4.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述机器人(3)用于移动螺丝机(4)，螺丝机(4)固定于机器人(4)末端，作为机器人末端执行装置，根据上位机(1)所发出的工位指令，移动机器人末端位置，保证螺丝机(4)对准螺栓孔位；机器人(4)到位后，通知送钉机(8)送钉，通知螺丝机(4)进行螺丝拧紧。

5.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述检测单元(5)用于检测装配作业完成后，工件发生的形变；检测单元(5)由多个位移传感器组成，通过位移传感器的检测数据，判断工件形变。

6.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述驱动单元(6)实现检测单元(5)的移动，当需要检测单元(5)工作时，将其移动到工作位置，工作结束后，返回待定区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于专家库的装配生产线智能控制系统，其特征在于：所述专家库(1)在上位机中构建专家库，专家库中包含了根据历史数据和理论研究确定的装配方案；视觉识别单元(7)经过对工件螺丝孔位测量之后得出的螺丝孔位置、高度参数反馈给智能装配单元(9)，智能装配单元(9)将数据经后台算法处理后上传至上位机(2)中的专家库(1)中，根据测量结果以及上位机(2)中输入的基础数据选择该工件装配的最优方案，专家库(1)将该装配方案经上位机(2)上传至智能装配单元(9)，智能装配单元(9)根据装配方案对各设备发出运行指令，从而达到根据待装配位置差异进行最优化装配的目的；具体控制流程如下：

(a)部署在上位机(2)上的智能装配单元(9)预启动，检测各单元开关机状态以及通讯状态，若无问题，启动智能装配单元(9)，系统开始工作；在上位机(2)窗体应用软件中输入装配基础参数后，发送启动信号；

(b)待上位机(2)发送启动信号后，驱动单元(6)收到信号，启动伺服电机，通过导轨将检测单元(5)运送到待检位置，发送到位信号到智能装配单元(9)；智能装配单元(9)发送检测信号到检测单元(5)，检测单元(9)开始工作，启动位移传感器，读取位移传感器数据，将数据上传到上位机(2)数据库中，发送检测完成信号；

(c)上位机(2)接收到信号后，发送启动信号到视觉识别单元(7)，视觉识别单元(7)启动，开始对工件进行拍摄，将图像信息反馈给智能装配单元(9)，智能装配单元(9)通过后台算法处理图像信息，计算出螺栓孔位置信息，再将数据上传至上位机(2)的专家库(1)中，根据位置信息以及步骤(a)中的装配基础参数选择该工件装配的最佳装配方案，专家库(1)将该装配方案上传至智能装配单元(9)，智能装配单元(9)根据装配方案给机器人(3)发送运动指令；

(d)机器人(3)按照运动指令进行运动，待运动到第一个点位后，发送信号到送钉单元(8)，送钉单元进行送钉操作，送钉完成后，发送完成信号到机器人(3)；机器人(3)发送反馈信号到智能装配单元(9)，智能装配单元(9)发送装配方案中的预紧力数据发送到螺丝机(4)，螺丝机开始工作，进行螺栓拧紧，完成后发送完成信号到智能装配单元(9)，智能装配单元(9)根据装配方案给机器人(3)发送运动指令；

(e)根据专家库(1)生成的装配方案重复执行步骤(d)操作，直到所有螺栓孔位装配完成；机器人(3)回到原位；完成后，发送信号到驱动单元(6).

(f)驱动单元(6)收到信号，启动伺服电机，通过导轨将检测单元(5)运送到待检位置，发送到位信号到智能装配单元(9)；智能装配单元(9)发送检测信号到检测单元(5)，检测单元(9)开始工作，启动位移传感器，读取位移传感器数据，将数据上传到上位机(2)数据库中，驱动单元(6)将检测单元(5)返回原位，发送检测完成信号；

(g)上位机(2)接收到检测完成信号后，将两次检测数据通过算法进行计算，生成检测报告，通过窗体应用软件进行显示；窗体应用软件显示此次装配作业中所有设备信息与装配方案。