在装配线中装配零件制造技术

公开了一种用于在诸如汽车最后装配线的装配线中装配零件的方法。该方法包括：利用自动引导车(AGV)使零件沿着装配线前进；布置第一实时视觉系统以在至少两个方向上监测AGV的位置；并且将第一实时视觉系统的读数提供给被布置成控制装配线的装配单元的控制器，以对由AGV推动或支承的零件执行自动化操作。还公开了一种装配线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在装配线中装配零件本申请要求于2018年2月6日提交的EP18382065.3的权益和优先权。本公开涉及用于在诸如汽车最后装配线的装配线中装配零件的方法、装配单元以及装配线。
技术介绍
用于制造车身的汽车生产线通常包括最后装配线，在该最后装配线中，人类操作者和/或机器人可以操作以装配诸如座椅、门、挡风玻璃、车轮、转向机构等的零件。车身通常通过合适的运输装置(诸如，输送机或AGV(自动引导车))沿着装配线连续地前进。用于这种装配线的装配机器人包括末端执行器，该末端执行器承载工具或承载要附接或安装到车身的装配元件，并且控制该机器人的末端执行器在车身的目标位置执行某种操作。在某些情况下，可以在平行于装配线的轨道上驱动机器人。然而，在这种应用中，机器人自动化还不能在很大程度上取代人类操作者：在最后装配线中，存在误差、公差和不准确性的多种源，例如由零件的连续运动、例如在生产线中的可能是不规则的、例如受到振动的车身。这使得通常关于预定程序运行的机器人难以有效地工作。US20060167587公开了一种装配线，其中，车身通过输送机连续前进。在输送机驱动器的轮轴上设置数字编码器，并且控制装配机器人的末端执行器以跟踪输送机的移动，从而采用相对于车身有效静止的位置。为了纠正由于相对于输送机驱动器轮轴的输送机振动而导致的误差，该文献在输送机上设置了光学传感器，比较相对移动在多个周期内的频率和幅度，并且将机器人装配动作同步到输送机移动的峰值。诸如测量激光器的机器人引导传感器测量末端执行器到达车身上的目标所需的移位。在其它实施方式中，车身停止在机器人前面，并且使用测量激光器确定目标点的坐标。即使该文献教导了用于补偿由于输送机振动导致的误差的解决方案，但是该解决方案涉及将装配操作同步到输送机移动周期的特定点和估计点，这使得目标可能在测量激光器的读数与实际装配操作之间移动。此外，在该文献中，补偿输送机上的滑轨和/或滑轨上的车身的位置的误差需要停止输送机以确定车身的点的坐标。因此，该文献没有教导如何在不停止输送机的情况下补偿这种误差。在US20060167587中未解决定位误差(诸如，由于编码器在输送机驱动器轮轴上的有限分辨率导致的)的其它源。期望通过提供至少部分克服现有技术缺点的用于装配零件的方法和系统来促进装配线并且尤其是汽车最后装配线中的更高程度的机器人自动化。例如，期望提供在运动中(即，在移动零件上)执行装配操作和/或允许补偿多个误差源的解决方案。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于在诸如汽车最后装配线的装配线中装配零件的方法。该方法包括：利用自动引导车(AGV)使零件沿着装配线前进；布置第一实时视觉系统以在至少两个方向上监测AGV的位置；并且将第一实时视觉系统的读数提供给被布置成控制装配线的装配单元的视觉伺服控制器，以对由AGV推动或支承的零件执行自动化操作。在至少两个方向上实时监测AGV的移动并且在装配单元的视觉伺服控制中使用读数允许非常快速且准确地定位零件的必须执行操作的目标区域，例如，甚至在零件到达装配单元的到达区域之前；此外，可以基于第一实时视觉系统使装配单元的移动与AGV的移动同步，使得装配单元可以在零件上工作，就好像其相对于零件是静止的，并且因此不需要补偿AGV的前进及其定位误差(例如，由于地板的不平坦以及AGV的随后竖直振动)：这允许提高装配单元的整体操作的准确性和/或速度。该方法也是安全的，例如，在AGV停止的情况下，装配单元与执行操作的零件之间发生碰撞的风险较小，因为装配单元可以与AGV的前进实时同步。在一些示例中，装配单元包括设置有末端执行器的工业机器人，并且零件具有要执行装配操作的目标区域，该方法包括，在零件前进时：将第一实时视觉系统的读数提供给机器人的控制器，以使机器人的移位与AGV沿着所述装配线在前进方向上的前进同步；以及利用工业机器人在目标区域处执行装配操作；利用工业机器人执行的装配操作包括：视觉伺服处理，其中，至少基于被布置成监测目标区域的位置的第二实时视觉系统的读数来实时控制机器人的末端执行器的移动；以及顺应行为处理，其中，控制机器人的末端执行器的移动以至少允许末端执行器在至少一个方向上的顺应行为。第一实时视觉系统和第二实时视觉系统的组合具有多个优点。因为第一视觉系统提供针对沿着装配线行进并且到达第二视觉系统的各个单独零件的准确定位信息，使得第二视觉系统可以具有较小的视场，所以第二视觉系统可以非常快速地定位目标区域，以便开始其相关联的视觉伺服处理。当然，这意味着对零件的操作所需的时间更少。此外，如上所述的两个实时视觉系统的组合允许执行单个视觉系统可能无法实现的自动化操作，或者可能会经受误差甚至碰撞的风险。例如，复杂的装配操作(诸如，在汽车最后装配线中将驾驶舱安装在车辆中)难以自动化，因为其涉及机器人首先将驾驶舱通过打开的门插入车身中，并且然后将驾驶舱安装在车身内部的正确位置。适当地被配置并附接在机器人的末端执行器上以定位第二操作的目标并且安装驾驶舱的视觉系统不能从车身外部看到其目标区域，并且不容易被配置成安全地定位开口和门的位置，对于操作的第一零件，这取决于装配线中的较早装配工位。在这种情况下，可以至少在机器人或其末端执行器的第一操作或移动的第一零件中使用监测AGV的移动的第一实时视觉系统的读数，而监测目标区域的位置的第二实时视觉系统可以在机器人或其末端执行器的第二操作或移动的第二零件中开始操作。在第二实时视觉系统由于其已经定位目标区域而开始操作之后，第一实时视觉系统也可以继续操作，两个系统的输出在视觉伺服控制器中组合，该视觉伺服控制器被布置成控制在操作期间机器人的末端执行器的移动：因此末端执行器的这种移动可以是AGV的移动与AGV上的目标零件的移动之和。在两个视觉系统中的一者可以定位目标区域并且执行整个装配操作的操作中，提供另外冗余系统允许更高装配速度，和/或检测例如系统中的一者的定位误差或故障，从而防止进一步损坏。在一些示例中，机器人的控制器可以使机器人的移位同步，使得机器人基于第一实时视觉系统的读数在轨道上与AGV的前进同步地行进，并且其可以基于第一实时视觉系统的读数使机器人的末端执行器与AGV的振动同步地移位，例如，在竖直方向上与AGV的竖直振动同步。在一些示例中，机器人的控制器可以基于第一实时视觉系统的读数使机器人的末端执行器至少与AGV沿着装配线在前进方向上的前进同步地移位，并且其可以基于第一实时视觉系统的读数使机器人的末端执行器还与AGV的竖直振动同步地移位。实时视觉系统可以以非常准确的方式监测或跟踪AGV，使得也可以在机器人及其末端执行器与AGV的移动同步的水平上补偿或减少由于AGV振动导致的目标区域的竖直或其它定位误差。第一实时视觉系统的视觉传感器可以捕获AGV的标记或特征的图像，第一实时视觉系统的图像处理模块可以基于所捕获的图像提供表示AGV的移位的误差信号，并且控制器至少基于该误差信号来控制装配单元(例如，机器人)。根据第二方面，本公开提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在诸如汽车最后装配线的装配线中装配零件的方法，所述方法包括：利用自动引导车AGV使零件沿着所述装配线前进；布置第一实时视觉系统以在至少两个方向上监测所述AGV的位置；并且将所述第一实时视觉系统的读数提供给被布置成控制所述装配线的装配单元的视觉伺服控制器，以对由所述AGV推动或支承的所述零件执行自动化操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180206 EP 18382065.31.一种用于在诸如汽车最后装配线的装配线中装配零件的方法，所述方法包括：利用自动引导车AGV使零件沿着所述装配线前进；布置第一实时视觉系统以在至少两个方向上监测所述AGV的位置；并且将所述第一实时视觉系统的读数提供给被布置成控制所述装配线的装配单元的视觉伺服控制器，以对由所述AGV推动或支承的所述零件执行自动化操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装配单元包括设置有末端执行器的工业机器人，并且所述零件具有要执行装配操作的目标区域，
所述方法包括，在所述零件前进时，
-将所述第一实时视觉系统的所述读数提供给所述机器人的所述控制器，以使所述机器人的移位与所述AGV沿着所述装配线在前进方向上的前进同步；以及
-利用所述工业机器人在所述目标区域处执行所述装配操作，
利用所述工业机器人执行的所述装配操作包括
-视觉伺服处理，其中，至少基于被布置成监测所述目标区域的位置的第二实时视觉系统的读数来实时控制所述机器人的所述末端执行器的移动，以及
-顺应行为处理，其中，控制所述机器人的所述末端执行器的所述移动，以至少允许所述末端执行器在至少一个方向上的顺应行为。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述机器人的所述控制器使所述机器人的所述移位同步，使得所述机器人基于所述第一实时视觉系统的所述读数在轨道上与所述AGV的前进同步地行进。


4.根据权利要求2或3中的任一项所述的方法，其中，所述机器人的所述控制器基于所述第一实时视觉系统的所述读数使所述机器人的所述末端执行器与所述AGV的振动同步地移位。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述机器人的所述控制器基于所述第一实时视觉系统的所述读数使所述机器人的所述末端执行器在竖直方向上与所述AGV的竖直振动同步地移位。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述机器人的所述控制器基于所述第一实时视觉系统的所述读数使所述机器人的所述末端执行器至少与所述AGV沿着所述装配线在所述前进方向上的所述前进同步地移位。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述机器人的所述控制器基于所述第一实时视觉系统的所述读数使所述机器人的所述末端执行器还与所述AGV的所述竖直振动同步地移位。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一实时视觉系统的视觉传感器捕获所述AGV的标记或特征的图像，所述第一实时视觉系统的图像处理模块基于所捕获的图像提供表示所述AGV的移位的误差信号，并且所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·阿特佳斯，R·庞斯·贝尔特兰，J·比达尔·里巴斯，张飚，R·卡萨奈尔斯·莫伊斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH