[发明专利]基于全向车与装配工位自动对接系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于全向车与装配工位自动对接系统及方法，属于自动化物流和装配技术领域。本发明具有以下有益效果：1)采用激光位移传感器实时测量车体前端姿态，不断调整车体运动完成自动对接，能够实现高精度自动对接，控制精度左右和偏移值在0.5mm内，相比其他对接方案稳定可靠。2)相比人工手动对接，自动对接时间短，效率高，空载对接小于1分钟，满载对接时间小于2分钟。3)激光位移传感器成本低、体积小，安装方便。4)应用在自动化装配生产中，提高了自动化水平和效率，降低了劳动时间。

技术领域

本发明涉及自动化物流和装配技术领域，具体涉及一种基于全向车与装配工位自动对接系统及方法。

背景技术

国内航天产品车间总装装配生产线处于起步阶段，产品及零部件转运仍以人工为主，如小推车转运、天车转运等，需要多人操作且具有一定危险性，随着自动化装配和物流技术的不断发展，智能物流转运成为自动化装配的重要组成环节，不再需要多人协同转运，产品零部件在不同厂房之间、不同工位之间自主转运。因此发展自动化装配技术是现在智能制造的一个最重要的部分，装配自动化检测技术、装配数字化定位技术和装配自主转运技术是自动化装配的技术关键。

目前AGV自主转运技术比较成熟，但是应用在总装装配生产中并且与工位能够高精度低成本自动对接的技术还没有成熟的案例。AGV车携带托架与工位自动对接目前有几种解决方案，第一种方案是采用机械导向自动对接，AGV车底端安装导向块，地面安装导向孔，并且前端安装两个导向销，通过导航辅助控制使AGV车导向块进入导向孔内，此方案缺点是施工难度大，控制精度依靠机械导向，无法保证车体前端导轨与工位导轨对齐。第二种方案采用高精度测量设备如激光跟踪仪或高速视觉测量进行自动对接，其精度满足对接要求，但是缺点是成本高，测量复杂。

因此，研究自动对接技术不仅精度上要满足技术的要求，而且成本、安装方便等因素也是制约自动化装配技术的关键。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何采用低成本实现高精度全向车与装配工位的自动对接功能。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于全向车与装配工位自动对接系统，包括第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器，车体运动控制系统、上位机中控系统和车体驱动系统，其中第一、第二激光位移传感器分别安装在全向车前端两侧，一侧一个，检测方向为车体前进方向，第三激光位移传感器安装在车体前端中心位置，检测方向为车体横向方向，装配工位下方安装三个挡板，第一、第二、第三激光位移传感器检测到自身到对应挡板的距离分别为d₁、d₂和d₃，其中车体运动控制系统用于接收第一、第二、第三激光位移传感器检测到的距离信息并实时控制四个车轮电机的动作，其中上位机中控系统用于调度全向车自主转运及自动对接，其中车体驱动系统包括四个伺服驱动器和四个伺服电机，车体运动控制系统与四个伺服驱动器连接，伺服驱动器各自与一伺服电机一对一地连接，车体运动控制系统发送运动指令给伺服驱动器，伺服驱动器根据指令按照给定速度和方向驱动伺服电机转动。

优选地，还包括对接过载报警系统，用于实时采集四个伺服电机的电流，并把电流信号传输到车体运动控制器中，当车体运动控制器根据电流信号判断出现对接后过载时，车体运动控制器释放电机使能，自动停止对接运动程序。

优选地，所述车体运动控制系统通过无线通信模块接收第一、第二、第三激光位移传感器检测到的距离信息。

本发明还提供了一种利用所述的系统进行基于全向车与装配工位自动对接的方法，包括以下步骤：