[發明專利]一種激光定位智能裝配系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201610860964.2
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106425359B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 曾慶良;楊揚;萬麗榮;張鑫;王亮;王成龍
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B23P19/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 顏洪嶺

1.一種激光定位智能裝配系統，其特征在于，包括安裝執行機構、激光定位機構及控制中心，控制中心與安裝執行機構、激光定位機構電連接用于智能控制安裝執行機構、激光定位機構作業；

所述安裝執行機構包括移動平臺組件、起吊裝置及機械手組件；移動平臺組件用于將工件A移動到目標位置，起吊裝置用于將工件B移送到目標位置，機械手組件用于抓取銷軸并完成銷軸的安裝；

所述激光定位機構包括激光燈組件和投影板組件，通過激光燈組件發射的激光穿過安裝孔在投影板組件上投影，以獲取安裝孔的坐標信息并將坐標信息傳輸給控制中心，用于對安裝孔定位；

所述控制中心包括中央控制器、數據存儲單元、信號采集處理單元、顯示單元和參數設置單元，所述數據存儲單元、信號采集處理單元、顯示單元和參數設置單元均與中央控制器連接，所述信號采集處理單元一端連接中央控制器，另一端連接投影板組件。

2.如權利要求1所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述安裝執行機構還包括夾固裝置，夾固裝置對工件進行夾持固定。

3.如權利要求2所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述移動平臺組件包括中部臺座和移動平臺，中部臺座上設置有三條滑槽，三條滑槽分別為第一左滑槽、中滑槽和第一右滑槽，移動平臺的底部設置在中滑槽內并可在中滑槽內滑動；激光燈組件和投影板組件的底端分別滑動設置在第一右滑槽和第一左滑槽內。

4.如權利要求3所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述移動平臺的上表面設置有后端夾具、左側向夾具和右側向夾具，后端夾具位于移動平臺上表面中后部開設的滑槽內，移動平臺上表面的兩側還開設有第二左滑槽、第二右滑槽，在第二左滑槽、第二右滑槽內分別設置有側向夾具滑臺，左側向夾具和右側向夾具分別位于左右兩側的側向夾具滑臺內。

5.如權利要求3所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述激光燈組件包括激光燈支撐架和設置在激光燈支撐架頂端的激光燈，激光燈支撐架的底端滑動設置在第一右滑槽內。

6.如權利要求5所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述投影板組件包括投影板支撐架和設置在投影板支撐架頂端的投影板，投影板支撐架的底端滑動設置在第一左滑槽內。

7.如權利要求6所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述激光燈支撐架和投影板支撐架對稱設置且由控制中心同步控制。

8.如權利要求1所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，所述起吊裝置包括行車架、第一行車和第二行車，第一行車和第二行車平行設置在行車架上，第一行車和第二行車上設置有兩組鋼絲繩控制器，兩組鋼絲繩控制器分別為第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器，第一鋼絲繩控制器和第二鋼絲繩控制器上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩的底端連接有鋼鉤。

9.如權利要求3所述的激光定位智能裝配系統，其特征在于，在中部臺座的兩側對稱設置所述的夾固裝置，夾固裝置包括端部臺座、機械手滑臺、第一固定裝置和第二固定裝置，在端部臺座上兩端分別設置第一支撐架，第一支撐架內套設有第二支撐架，第二支撐架的頂端連接機械手滑臺，機械手滑臺上設置有上滑道和側滑道；第一固定裝置和第二固定裝置均包括依次連接的第一支撐桿、第二支撐桿、伸縮桿和緊固板；

所述機械手組件包括滑動塊及設置在滑動塊上的機械手，滑動塊的底端位于上滑道內。

10.一種如權利要求3、4、5、6、7、9任一項所述的激光定位智能裝配系統的使用方法，包括以下步驟，

（1）首先，準備待裝配的工件A和工件B，備用；

（2）打開電源，啟動激光定位智能裝配系統，由控制中心確定參考坐標系，智能裝配系統處于初始位置，即移動平臺組件位于中滑槽的最前端、激光燈組件位于第一右滑槽的最前端、投影板組件位于第一左滑槽的最前端，此時可得到智能裝配系統各組成部件在參考坐標系內的初始位置坐標；然后將待裝配的工件A和工件B的初始參數通過參數設置單元輸入控制中心，控制中心通過內部嵌入算法計算安裝運行軌跡；

（3）啟動起吊裝置將工件A吊放到移動平臺上并固定在移動平臺上；

（4）移動平臺組件啟動并移動到控制中心指定的坐標位置后，由于控制中心已知智能裝配系統各組成部件的初始位置坐標，移動平臺移動的路徑已知，便可以得到移動平臺到達指定位置后移動平臺的坐標，并且工件A的初始參數已設定好，工件A固定在移動平臺上的相對坐標也已知，所以控制中心可以計算出此時工件A在控制中心內所處的位置坐標，進而可得到工件A上各個安裝孔的初步坐標值；

（5）控制中心控制激光燈組件和投影板組件同時啟動并同步運行，激光燈組件從初始位置逐漸向工件A安裝孔的初步坐標值位置移動，當激光燈發出的激光穿過工件A安裝孔透射在投影板上為一圓形時，控制中心控制激光燈組件停止運行，通過信號采集處理單元由控制中心記錄此時工件A安裝孔的坐標值，并將工件A安裝孔的坐標信息存入數據存儲單元；

（6）再次啟動起吊裝置，起吊裝置運行將步驟（1）中的工件B運送至吊裝初始位置；再次啟動激光燈組件和投影板組件對工件B安裝孔掃描定位，當激光燈發射的激光穿過工件B安裝孔在投影板上透射出圓形時，控制中心控制激光燈組件停止運動，通過信號采集處理單元由控制中心記錄此時工件B安裝孔的坐標值，并將工件B安裝孔的坐標信息存入數據存儲單元；

（7）控制中心根據數據存儲單元中記錄的工件A安裝孔和工件B安裝孔的坐標信息，計算出起吊裝置帶動工件B所走的行程；控制中心控制起吊裝置帶動工件B在系統坐標系內移動，最終使工件B安裝孔與工件A安裝孔疊合；

（8）控制中心控制機械手抓取銷軸，通過機械手將銷軸移動到工件A安裝孔的坐標位置，然后機械手動作將銷軸插入工件A安裝孔和工件B安裝孔內，完成工件A和工件B的裝配。