坐标式机器人对机器人部件组装制造技术

一种将辅助部件组装至主要部件的方法包括：用第一臂端工具抓取主要部件，其中第一臂端工具附接到第一机械臂；和用第二臂端工具抓取辅助部件，其中第二臂端工具附接到第二机械臂。将主要部件移动到接合位置，其中主要部件上的接合面处于适当的位置和方向，以使辅助部件附接到其上。移动第二臂端工具以使辅助部件与主要部件的接合面接合，和利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头。

【技术实现步骤摘要】
坐标式机器人对机器人部件组装
本专利技术涉及无夹具部件组装系统和部件组装方法。
技术介绍
制造系统通常对部件、子组件和/或组件进行移动、转换或操作，这些部件、子组件和/或组件必须精确定位并固定就位以便进行制造和组装操作。例如，钣金件或钢板、子组件或组件可能需要精确定位并固定就位，以在车辆组装厂或在诸如电器、飞机、家具和电子器件等物品的组装线上进行组装、焊接和检查操作。部件定位夹具通常用于该目的。部件定位夹具通常包括多个固定销和一个或多个夹持装置，该多个固定销配置成安装到部件限定的多个定位孔中，该一个或多个夹持装置配置成将部件固定就位。部件定位夹具通常仅可用于一个特定的部件尺寸和/或形状，并且在定位和固定不同尺寸和/或形状的部件时通常需要改进或重做。在制造工厂中通常需要多个部件定位夹具以达到各种部件以及各种组装和制造操作的需求。因此，虽然当前系统实现了其预期目的，但是需要一种用于组装部件的新的改进的系统和方法，更具体地，使用无夹具部件组装系统来组装部件，其中机器人互相通信以确定各部件彼此间的相对位置。
技术实现思路
根据本专利技术的若干方面，一种将辅助部件组装至主要部件的方法包括：用第一臂端工具抓取主要部件，其中第一臂端工具附接到第一机械臂；用第二臂端工具抓取辅助部件，其中第二臂端工具附接到第二机械臂。安装在第二臂端工具上的摄像机对主要部件进行视觉检测，并定位主要部件的至少一个基准特征。将由摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与存储在第二控制器中的参考坐标系进行比较，其中第二控制器适于控制第二机械臂和第二臂端工具移动。计算由摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与参考坐标系之间的偏差。将偏差信息记录在第二控制器中，并通过机器人对机器人通信架构将存储在第二控制器中的偏差信息发送到第一控制器，其中第一控制器适于控制第一机械臂和第一臂端工具移动。基于从第二控制器接收的偏差信息在第一控制器中创建坐标系，将主要部件移动到接合位置，其中，主要部件上的接合面处于适当的位置和方向，以便辅助部件附接到其上。将所创建的坐标系从第一控制器发送到第二控制器，其中该创建的坐标系包括主要部件移动后的至少一个基准特征的位置，利用所创建的坐标系和至少一个基准特征的位置，基于所述创建的坐标系来识别辅助部件在主要部件上的接合面相对于至少一个基准特征的位置，和移动第二臂端工具以使辅助部件与主要部件的接合面接合。根据本专利技术的另一方面，该方法还包括利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头。根据本专利技术的另一方面，其中利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头还包括：利用附接到接合机械臂的焊接工具将辅助部件焊接到主要部件。根据本专利技术的另一方面，该方法还包括在移动第二臂端工具使辅助部件与主要部件的接合面接合的同时，监测由安装在第二机械臂上的测力计测量的力，其中测力计适于测量第二机械臂和第二臂端工具施加在辅助部件上的力以确定主要部件和辅助部件何时接触，以及测量辅助部件与主要部件保持接触的力。根据本专利技术的另一方面，该方法还包括在利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头的同时，持续监测由安装在第二机械臂上的测力计测得的力，并且改变主要部件和辅助部件的位置以实现预定力安排。根据本专利技术的另一方面，该方法还包括在利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头的同时，持续监测由安装在第二机械臂上的测力计测得的力以检测主要部件和辅助部件间的热变形，以及响应于主要部件和辅助部件之间的热变形来改变主要部件和辅助部件的位置和施加在主要部件和辅助部件之间的力。根据本专利技术的另一方面，将主要部件移动到接合位置，其中主要部件上的接合面处于适当的位置和方向以便辅助部件附接到其上，还包括：移动第一机械臂和第一臂端工具，同时相对于第一臂端工具移动主要部件，以将主要部件移动到接合位置，其中主要部件上的接合面处于适当的位置和方向以便辅助部件附接到其上。根据本专利技术的另一方面，相对于第一臂端工具移动主要部件，还包括：铰接安装在第一臂端工具上的耳轴，其中耳轴将主要部件支撑在第一臂端工具内，并且能够单自由度移动以将主要部件相对于第一臂端工具转动。根据本专利技术的另一方面，视觉检测主要部件还包括：利用安装在第二臂端工具上的摄像机对主要部件进行视觉检测。根据本专利技术的另一方面，视觉检测主要部件还包括：利用安装在固定位置处的摄像机对主要部件进行视觉检测。根据本专利技术的若干方面，部件组装系统包括安装到第一机械臂上的第一臂端工具和安装到第二机械臂上的第二臂端工具，其中第一臂端工具适于抓取主要部件，第二臂端工具适于抓取辅助部件。非接触式检测装置适于视觉检测主要部件并定位主要部件上的基准特征。第一控制器适于控制第一机械臂移动，并且第二控制器适于控制第二机械臂移动，并将由摄像机测量的主要部件的基准特征的位置与存储在第二控制器中的参考坐标系进行比较，其中第二控制器还适于计算由摄像机测量的主要部件的基准特征的位置与参考坐标系之间的偏差，并将偏差信息记录在第二控制器中。机器人对机器人通信架构使第一控制器和第二控制器互相连接，其中第二控制器通过机器人对机器人通信架构将偏差信息发送到第一控制器，并且第一控制器适于基于从第二控制器接收的偏差信息创建坐标系并将主要部件移动到接合位置，其中主要部件上的接合面处于适当的位置和方向以便辅助部件附接到其上。测力计安装在第二臂端工具上，其中测力计适于测量当主要部件与辅助部件接触时接合面的反作用力。根据本专利技术的另一方面，部件组装系统还包括安装到接合机械臂上的接合工具，其中接合工具适于在主要部件和辅助部件之间形成接头。根据本专利技术的另一方面，接合工具为适于将辅助部件焊接到主要部件的焊接工具。根据本专利技术的另一方面，第二控制器适于基于预定力安排来改变主要部件和辅助部件之间测得的反作用力。根据本专利技术的另一方面，第二控制器适于响应于主要部件和辅助部件间的热变形来改变主要部件和辅助部件之间测得的反作用力。根据本专利技术的另一方面，该部件组装系统还包括安装在第一臂端工具上的耳轴，该耳轴适于将主要部件支撑在第一臂端工具上，并且可绕轴线转动以使主要部件能够相对于第一臂端工具转动。根据本专利技术的另一方面，该部件组装系统还包括致动器和编码器，该致动器安装在第一臂端工具上，并且适于使耳轴相对于第一臂端工具转动，该编码器附接到耳轴，并且适于测量耳轴相对于第一臂端工具的角位置，其中致动器和编码器与第一控制器通信，当使主要部件移动到接合位置时，第一控制器结合控制第一机械臂移动来控制耳轴转动。根据本专利技术的另一方面，非接触式检测装置为安装在固定位置的摄像机。根据本专利技术的另一方面，非接触式检测装置为安装在第二臂端工具上的摄像机。根据本专利技术的另一方面，第一和第二机械臂是六轴铰接机械臂。根据本文提供的说明，其他应用领域将变得显而易见。应当理解的是，该说明和具体示例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将辅助部件组装至主要部件的方法，所述方法包括：/n用第一臂端工具抓取主要部件，其中所述第一臂端工具附接到第一机械臂；/n用第二臂端工具抓取辅助部件，其中所述第二臂端工具附接到第二机械臂；/n安装在所述第二臂端工具上的摄像机对所述主要部件进行视觉检测；/n定位所述主要部件的至少一个基准特征；/n将由所述摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与存储在第二控制器中的参考坐标系进行比较，其中所述第二控制器适于控制所述第二机械臂和第二臂端工具移动；/n计算由所述摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与所述参考坐标系之间的偏差；/n将所述偏差信息记录在所述第二控制器中；/n通过机器人对机器人通信架构将存储在所述第二控制器中的偏差信息发送到第一控制器，其中所述第一控制器适于控制所述第一机械臂和第一臂端工具移动；/n基于从所述第二控制器接收的偏差信息在所述第一控制器中创建坐标系；/n将所述主要部件移动到接合位置，其中所述主要部件上的接合面处于适当的位置和方向以便所述辅助部件附接到其上；/n将所述创建的坐标系从所述第一控制器发送到所述第二控制器，其中所述创建的坐标系包括将所述主要部件移动后的至少一个基准特征的位置；/n利用所述创建的坐标系和所述至少一个基准特征的位置，基于所述创建的坐标系来识别所述辅助部件在所述主要部件上的接合面相对于所述至少一个基准特征的位置；以及/n移动所述第二臂端工具以使所述辅助部件与所述主要部件的接合面接合。/n...

【技术特征摘要】
20190215 US 16/277,3501.一种将辅助部件组装至主要部件的方法，所述方法包括：
用第一臂端工具抓取主要部件，其中所述第一臂端工具附接到第一机械臂；
用第二臂端工具抓取辅助部件，其中所述第二臂端工具附接到第二机械臂；
安装在所述第二臂端工具上的摄像机对所述主要部件进行视觉检测；
定位所述主要部件的至少一个基准特征；
将由所述摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与存储在第二控制器中的参考坐标系进行比较，其中所述第二控制器适于控制所述第二机械臂和第二臂端工具移动；
计算由所述摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与所述参考坐标系之间的偏差；
将所述偏差信息记录在所述第二控制器中；
通过机器人对机器人通信架构将存储在所述第二控制器中的偏差信息发送到第一控制器，其中所述第一控制器适于控制所述第一机械臂和第一臂端工具移动；
基于从所述第二控制器接收的偏差信息在所述第一控制器中创建坐标系；
将所述主要部件移动到接合位置，其中所述主要部件上的接合面处于适当的位置和方向以便所述辅助部件附接到其上；
将所述创建的坐标系从所述第一控制器发送到所述第二控制器，其中所述创建的坐标系包括将所述主要部件移动后的至少一个基准特征的位置；
利用所述创建的坐标系和所述至少一个基准特征的位置，基于所述创建的坐标系来识别所述辅助部件在所述主要部件上的接合面相对于所述至少一个基准特征的位置；以及
移动所述第二臂端工具以使所述辅助部件与所述主要部件的接合面接合。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括，利用附接到接合机械臂的接合工具在所述主要部件和所述辅助部件之间形成接头。


3.根据权利要求2所述的方法，其中利用附接到接合机械臂的接合工具在所述主要部件和所述辅助部件之间形成接头还包括：
利用附接到所述接合机械臂的焊接工具将所述辅助部件焊接到所述主要部件。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
移动所述第二臂端工具以使所述辅助部件与所述主要部...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·塞斯，J·P·斯派瑟，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US