一种多机器人协同断路器柔性装配单元及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多机器人协同断路器柔性装配单元及其系统，属于断路器装配制造技术领域，单元包括零件分拣工位、位姿调整工位、自动装配工位、上料分盖工位以及成品装配工位；零件分拣工位包括零件分拣载具和零件分拣机器人；位姿调整工位包括位姿调整载具和位姿调整机器人；上料分盖工位包括断路器载具和上料分盖机构；自动装配工位包括自动装配机器人；成品装配工位包括成品装配机器人和成品输送通道。系统包括仓储单元和多机器人协同断路器柔性装配单元，仓储单元包括货架、储物盒、收集盒以及移动机器人。通过多机器人协同的方式，实现断路器从零件上料到装配制造、再到成品仓储的全自动化生产流程，适用于不同规格断路器产品的装配生产。产品的装配生产。产品的装配生产。

【技术实现步骤摘要】
一种多机器人协同断路器柔性装配单元及其系统


[0001]本专利技术涉及断路器装配制造
，特别是涉及一种多机器人协同断路器柔性装配单元及其系统。

技术介绍

[0002]断路器作为电力系统中重要元器件，具有超负荷保护、短路保护、欠压保护和漏电保护等作用，在工业、民用等各领域扮演着重要角色。现有的断路器生产方式多为半自动化或人工方式，由于断路器内部结构较为复杂、零件众多，导致现有的生产方式精度较低，冗余机构较多，且一些自动化和半自动化生产装置，由于制造工艺的刚性约束，单工位只能完成简单工序/工艺的生产，磁系统和热系统等关键装配工艺柔性度不高，导致整体生产线的流程长度过长，增加了设备的投资负担；且不同规格型号的断路器组成、结构各不相同，刚性化的生产工艺只能完成单一规格零件和产品的生产和装配，无法适应多种零件、多种规格产品的高效柔性化装配生产需求。
[0003]为此，市场上提出了一种柔性装配的方式，即利用工业机器人辅助进行装配，工业机器人具有灵活性高、可操作性强等特点，将工业机器人与柔性装配生产结合，能够适应多变的车间环境，极大节约成本与时间，可以根据生产的需求，灵活的对工艺进行调整，不再局限于单一化、单规格的装配方式，能够大幅提升装配效率。如专利号为“202010002202.5”所公开的“一种断路器柔性自动化装配制造工艺及其配套生产线”和专利号为“201910072689.1”所公开的“一种断路器柔性自动化装配制造工艺及其配套生产线”。前者所提出的方案可以较好对小型断路器进行上料装配操作，后者通过构建数字孪生系统对机器人的轨迹进行观测和优化，为系统构造提供一种新思路。但无论是现有技术，还是上述两个专利均存在两个问题：一、装配工艺的设计和优化均只针对部分生产的改进和优化，但断路器制造过程涉及物料、流水线生产、仓储等多环节，尤其涉及多环节间的交叉配合，仅从物料或者流水线等单一角度进行提升，缺乏从物料到生产，从生产到仓储的全自动化系统性的生产流程。二、在多零件柔性化装配的关键环节，采取个体机器人独立工作的生产模式，个体机器人需要按照先后顺序对多种不同零件进行抓取、位姿调整和装配，由于断路器产品涉及的零件规格和品种较多，加之个体机器人运动能力的限制，该装配环节的单元耗时较为严重，使整个系统生产节拍不流畅、效率较低，极大制约了整个产线系统的产能和效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种多机器人协同断路器柔性装配单元及其系统，通过多机器人协同的方式，实现断路器从零件上料到装配制造、再到成品仓储的全自动化生产流程，能够解决现有断路器装配制造工艺所存在的生产工艺设计不完善、生产节拍不流畅等问题，适用于不同规格断路器产品的高效柔性化装配生产，为企业增效降负。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种多机器人协同断路器柔性装配单元，包括零件分拣工位、位姿调整工位、自动装配工位、上料分盖工位以及成品装配工位；
[0006]所述零件分拣工位包括往返于所述零件分拣工位和所述位姿调整工位之间的零件分拣载具和将所述断路器的内部零件分拣至所述零件分拣载具的零件分拣机器人；
[0007]所述位姿调整工位包括往返于所述位姿调整工位和所述自动装配工位之间的位姿调整载具和将所述零件分拣载具上的所述内部零件按预设姿态夹取至所述位姿调整载具上的位姿调整机器人；
[0008]所述上料分盖工位包括往返于所述上料分盖工位、所述自动装配工位以及所述成品装配工位之间的断路器载具和用于向所述断路器载具上按预设姿态安放断路器上壳体和下壳体的上料分盖机构；
[0009]所述自动装配工位包括用于将所述位姿调整载具上的内部零件安装至所述断路器载具上的下壳体内的自动装配机器人；
[0010]所述成品装配工位包括用于将所述断路器载具上的上壳体和所述下壳体组装成断路器的成品装配机器人和供所述成品装配机器人将所述断路器下放的成品输送通道。
[0011]优选地，包括沿所述零件分拣工位、位姿调整工位以及自动装配工位输送方向正向输送和反向输送的零件输送轨道和零件回送轨道，所述零件分拣载具和所述位姿调整载具均设置在所述零件回送轨道上，所述零件分拣工位包括将满载的所述零件分拣载具移送至所述零件输送轨道上的分拣回流装置，所述位姿调整工位包括将空载的所述所述零件分拣载具移送至所述零件回送轨道的第一位姿回流装置和将满载的所述位姿调整载具移送至所述零件输送轨道上的第二位姿回流装置，所述自动装配工位包括将空载的所述位姿调整载具移送至所述零件回送轨道的装配回流装置。
[0012]优选地，所述零件分拣工位包括供所述内部零件随意散放的零件上料皮带，所述零件输送轨道上设有用于拦截所述内部零件的零件拦截机构。
[0013]优选地，所述位姿调整机器人包括用于夹取所述零件分拣载具上的所述内部零件并调整姿态的协作机械臂和用于夹取所述协作机械臂上的所述内部零件并放置所述位姿调整载具上的主机械臂。
[0014]优选地，包括沿所述上料分盖工位、所述自动装配工位以及所述成品装配工位正向输送和反向输送的组装输送轨道和组装回送轨道，所述断路器载具设置在所述组装回送轨道上，所述上料分盖工位包括将满载的所述断路器载具移送至所述组装输送轨道上的上料回流装置，所述成品装配工位包括将空载的所述断路器载具移送至所述组装回送轨道的成品回流装置。
[0015]优选地，所述上料分盖工位包括用于放置储物盒的上料区，所述储物盒内装有所述上壳体和所述下壳体，所述上料分盖机构包括上料机构和分盖机构，所述上料机构包括壳体输送轨道和用于将储物盒内的所述上壳体和所述下壳体抓至所述壳体输送轨道上的抓取组件，所述壳体输送轨道上设有将所述上壳体和所述下壳体推倒的推倒装置和横栏在所述壳体输送轨道上的拦截装置，所述分盖机构用于将被所述上料拦截装置拦截的所述上壳体和所述下壳体抓取至所述断路器载具上。
[0016]优选地，所述零件分拣载具上设有六个安放工位，所述位姿调整载具上设有五个
安放工位。
[0017]还公开了一种多机器人协同断路器柔性装配系统，包括仓储单元和上述的多机器人协同断路器柔性装配单元，所述仓储单元包括用于存储所述上壳体、所述下壳体以及成品断路器的货架、用于暂存所述上壳体、所述下壳体的储物盒、放置于所述成品输送通道的出料端下方的收集盒以及用于转运所述储物盒和所述收集盒的移动机器人。
[0018]优选地，包括用于操控所述位姿调整机器人的多机器人协同控制单元，所述多机器人协同控制单元包括运动学模型模块、协作空间分析模块以及双臂轨迹优化模块。
[0019]优选地，包括用于对所述多机器人协同断路器柔性装配单元和所述仓储单元进行监测与管理的数字孪生管理单元，所述数字孪生管理单元包括模型优化模块、运动学控制模块、算法优化模块以及数据交互模块。
[0020]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0021]1.本专利技术的提供了一种多机器人协同断路器柔性装配单元，通过多机器人协同的方式，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机器人协同断路器柔性装配单元，其特征在于，包括零件分拣工位、位姿调整工位、自动装配工位、上料分盖工位以及成品装配工位；所述零件分拣工位包括往返于所述零件分拣工位和所述位姿调整工位之间的零件分拣载具和将所述断路器的内部零件分拣至所述零件分拣载具的零件分拣机器人；所述位姿调整工位包括往返于所述位姿调整工位和所述自动装配工位之间的位姿调整载具和将所述零件分拣载具上的所述内部零件按预设姿态夹取至所述位姿调整载具上的位姿调整机器人；所述上料分盖工位包括往返于所述上料分盖工位、所述自动装配工位以及所述成品装配工位之间的断路器载具和用于向所述断路器载具上按预设姿态安放断路器上壳体和下壳体的上料分盖机构；所述自动装配工位包括用于将所述位姿调整载具上的内部零件安装至所述断路器载具上的下壳体内的自动装配机器人；所述成品装配工位包括用于将所述断路器载具上的上壳体和所述下壳体组装成断路器的成品装配机器人和供所述成品装配机器人将所述断路器下放的成品输送通道。2.根据权利要求1所述的一种多机器人协同断路器柔性装配单元，其特征在于，包括沿所述零件分拣工位、位姿调整工位以及自动装配工位输送方向正向输送和反向输送的零件输送轨道和零件回送轨道，所述零件分拣载具和所述位姿调整载具均设置在所述零件回送轨道上，所述零件分拣工位包括将满载的所述零件分拣载具移送至所述零件输送轨道上的分拣回流装置，所述位姿调整工位包括将空载的所述所述零件分拣载具移送至所述零件回送轨道的第一位姿回流装置和将满载的所述位姿调整载具移送至所述零件输送轨道上的第二位姿回流装置，所述自动装配工位包括将空载的所述位姿调整载具移送至所述零件回送轨道的装配回流装置。3.根据权利要求2所述的一种多机器人协同断路器柔性装配单元，其特征在于，所述零件分拣工位包括供所述内部零件随意散放的零件上料皮带，所述零件输送轨道上设有用于拦截所述内部零件的零件拦截机构。4.根据权利要求2所述的一种多机器人协同断路器柔性装配单元，其特征在于，所述位姿调整机器人包括用于夹取所述零件分拣载具上的所述内部零件并调整姿态的协作机械臂和用于夹取所述协作机械臂上的所述内部零件并放置所述位姿调整载具上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒亮，王凌浩，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：