[发明专利]三维立体式可视化自动装配系统及方法

说明书

本发明属于人机协同可视化装配技术领域，提供了一种三维立体式可视化自动装配系统及方法，旨在解决产品中不同方位的螺纹孔不能实现智能可视化拧紧的问题；其中，系统包括视觉识别检测系统、拧紧系统、三向坐标定位系统、工作台及工况机，视觉识别检测系统设置于工作台，用于获取工件不同方位图像信息；拧紧系统装设于工作台，用于对工件上螺纹孔的装配；三向坐标定位系统装设于拧紧系统，用于测量其空间位置；在工作过程中，工况机基于视觉识别检测系统检测的工件不同方位图像及三向坐标定位系统检测的拧紧系统的空间位置，控制拧紧系统完成对工件不同方位螺纹孔的装配。通过本发明可实现可视化、智能化、高精度、高效率的螺纹孔装配。

技术领域

本发明属于人机协同可视化装配技术领域，具体涉及一种三维立体式可视化自动装配系统及方法。

背景技术

目前，在汽车、电子元器件等行业中，有大量零部件产品需要在人机协同装配工作站中完成装配。传统的人机协-同可视化装配工作站通过配备电动拧紧枪、能实现X和Y方向坐标定位的扭力臂和可视化界面软件实现可视化装配，但其仅能单一实现垂直或水平方向可视化装配，无法实现不同高度产品全方位三维立体式装配可视化拧紧的需求；同时，传统的人机协同可视化装配工作站其工作模式为通过电动拧紧枪逐个学习设定螺纹孔位置坐标，然后再按顺序拧紧，工作效率低下，且位置坐标设定精度对操作工人人工经验依赖度大，智能化程度低。

现有的技术中的可视化装配站，通常仅能实现一个水平面或者竖直面的拧紧，不能实现全方位的拧紧。现代企业，逐渐由大批量单一型号生产过渡到小批量定制化多型号共线生产的模式，因此要求可视化装配工作站须能够适应产品的设计要求，实现全方位三维立体式装配，并在装配过程中实现全方位的装配螺纹孔精准定位，界面实时可视化显示，防止错拧或漏拧，同时提高智能化程度，减少对人工操作经验的依赖度。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决对产品中不同方位的螺纹孔不能实现智能可视化拧紧的问题，本发明提供了一种三维立体式可视化自动装配系统及方法。

本发明的第一方面提供了一种三维立体式可视化自动装配系统，该系统包括视觉识别检测系统、拧紧系统、三向坐标定位系统、工作台及工况机，所述视觉识别检测系统、所述拧紧系统、所述三向坐标定位系统和所述工作台均与所述工况机信号连接；所述视觉识别检测系统设置于所述工作台，用于获取工件不同方位图像信息；所述拧紧系统装设于所述工作台，用于对工件上螺纹孔的装配；所述三向坐标定位系统装设于所述拧紧系统，用于测量其空间位置；在工作过程中，所述工况机基于所述视觉识别检测系统检测的工件不同方位图像信息以及所述三向坐标定位系统检测的所述拧紧系统的空间位置，控制所述拧紧系统完成对工件不同方位螺纹孔的装配。

在一些优选实例中，所述拧紧系统包括支撑装置、夹持装置和拧紧装置；所述支撑装置固设于所述工作台；所述夹持装置可滑动设置于所述支撑装置；所述拧紧装置设置于所述夹持装置远离所述支撑装置的一端，所述拧紧装置在动力装置的驱动下可相对于所述支撑装置旋转。

在一些优选实例中，所述夹持装置包括机械臂和换向装置；所述机械臂的一端可滑动设置于所述支撑装置，另一端与所述换向装置连接；所述换向装置与所述拧紧装置可拆卸连接；在工作状态下，所述换向装置在动力装置的驱动下可带动所述拧紧装置实现水平方向和/或垂直方向的切换，进而实现对工件侧面和/或顶面的螺纹孔的装配。

在一些优选实例中，所述拧紧装置为电动拧紧枪，该电动拧紧枪是可通过程序控制的伺服电动拧紧枪。

在一些优选实例中，所述视觉识别检测系统包括第一方位视觉系统和第二方位视觉系统，所述第一方位视觉系统和所述第二方位视觉系统设置在工件周侧，且与所述拧紧系统互不干涉；所述第一方位视觉系统为顶面视觉识别系统，用于获取工件顶面的螺纹孔图像信息；所述第二方位视觉系统为侧面视觉识别系统，用于获取工作侧面的螺纹孔图像信息。