[发明专利]一种模块化智能装配系统

说明书

本发明公开了一种模块化智能装配系统，属于自动化装配和精密制造技术领域。该智能装配系统包括控制决策系统、装配控制系统、运动控制模块、视觉模块、I/O控制模块、反馈模块、焊接模块和执行模块；控制决策系统通过界面对装配控制系统进行操作，控制决策系统将操作指令通过装配控制系统发送给运动控制模块、视觉模块、I/O控制模块、反馈模块、焊接模块或执行模块，完成装配动作，控制决策系统通过运动控制模块、I/O控制模块和反馈模块向装配控制系统反馈回的状态判断决定装配动作的转移，最终实现自动装配。本发明能够实现微小零件的自动化和高精度装配，解决传统手工装配合格率低以及自动化装配的控制问题。

技术领域

本发明涉及一种模块化智能装配系统，属于自动化装配和精密制造技术领域。

背景技术

石英加速度计的装配目前主要是依靠工人手工进行装配，装配性能容易受到工人操作技能和情绪的影响，装配合格率不高，为解决生产效率和合格率问题，需要一种自动化装配系统。并且对于自动化装配设备，一台装配设备往往只能装配某一种类型和尺寸的零件，针对不同种类和不同尺寸的零器件的自动化装配，需要更改控制系统软件的底层代码才能实现，无法达到通用化设备的标准，并且对装配人员的专业技能提出了很高的要求，也对项目的开发周期和开发成本提出了严峻的考验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种模块化智能装配系统，能够实现微小零件的自动化和高精度装配，解决传统手工装配合格率低以及自动化装配的控制问题。

一种模块化智能装配系统，该智能装配系统包括控制决策系统、装配控制系统、运动控制模块、视觉模块、I/O控制模块、反馈模块、焊接模块和执行模块；

所述控制决策系统通过界面对装配控制系统进行操作，控制决策系统将操作指令通过装配控制系统发送给运动控制模块、视觉模块、I/O控制模块、反馈模块、焊接模块或执行模块，完成装配动作，控制决策系统通过运动控制模块、I/O控制模块和反馈模块向装配控制系统反馈回的状态判断决定装配动作的转移，最终实现自动装配。

进一步地，所述控制决策系统包括信息交互模块、图像处理模块和语义解析模块；所述信息交互模块对装配控制系统采集的信息进行界面显示；所述图像处理模块进行对象的采集、处理和模板匹配；所述语义解析模块将编写的装配工艺指令文件读入并进行语义解析。

进一步地，所述运动控制模块包括运动控制器、驱动器、电机和机械臂控制器；所述控制器接收控制决策系统发送的指令并转换成电信号传递给驱动器，驱动器再控制电机旋转，电机通过联轴器带动丝杠旋转，进而带动执行机构完成动作；所述执行机构包括焊接模块中的金丝球焊机的Y轴和沿Z轴方向的旋转轴，视觉模块中的具有沿X方向的工业相机伸入和棱镜伸入的两个调整轴，执行模块中的装配执行机械手具有的沿Z方向和绕Y向旋转的调整轴，微动调整平台具有沿X方向、沿Y方向和绕Z方向旋转的微动台调整轴。

进一步地，所述视觉模块包括工业相机、图像采集卡、棱镜和光源；所述工业相机和棱镜的轴心与Y轴方向重合，通过工业相机调整轴带动工业相机伸入到装配区，棱镜为正六面体形状，棱镜的对角面涂有一层半反射半透明膜，安放在棱镜侧前方的工业相机同时采集到目标零件和基底零件的图像，光源安装在棱镜的上下两个面上，图像采集卡与装配控制系统和工业相机相连；通过人工的先验知识制作基底零件和目标零件在同一坐标系下的特征模板图片，通过采用MIL的模板匹配算法获得基底零件在模板中的位置偏差和目标位置在模板中的偏差，通过偏差相减得到微动调整平台的调整量，下一步进行微动调整平台的调整，并在棱镜撤出后，装配执行机械手向下移动完成装配动作。