[實用新型]高精度裝配裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022857550.9
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN213646526U
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 張思煜;張連新;岳曉斌;陳東生;趙午云;姚云飛;盧曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B25J9/16;G01B11/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本實用新型公開了高精度裝配裝置，所述裝配系統(tǒng)包括產(chǎn)品上料區(qū)、機器人、六自由度位移臺、測量裝置和產(chǎn)品裝配臺；所述機器人和六自由度位移臺設置在產(chǎn)品上料區(qū)的同一側(cè)，所述機器人的抓取端能夠移動至六自由度位移臺的正上方；所述六自由度位移臺安裝在產(chǎn)品裝配臺上，所述六自由度位移臺用于裝配產(chǎn)品；所述測量裝置包括線激光傳感器和視覺相機，所述線激光傳感器和視覺相機與六自由度位移臺通信連接。本實用新型能夠通平面過機器人實現(xiàn)產(chǎn)品的搬運，通過六自由度位移臺實現(xiàn)產(chǎn)品在裝配過程中的精密調(diào)姿；機器人和六自由度位移臺相互配合，共同實現(xiàn)具有高精度裝配要求的產(chǎn)品裝配過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機械裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高精度裝配裝置。

背景技術(shù)

對于存在配合止口、有高精度裝配要求且自身剛性較好的大尺寸產(chǎn)品，可采用多自由度機器人運動機構(gòu)、力-機器視覺-激光位移傳感多信息耦合位姿調(diào)整等技術(shù)，攻克產(chǎn)品的柔性對接、柔性抓取以及柔性裝配。但對于本身材質(zhì)特殊、剛性較弱且沒有配合止口的大尺寸產(chǎn)品，裝配過程中產(chǎn)品之間不能磕碰，則不宜采用柔性對接，實現(xiàn)高精度小間隙裝配比較困難。機器人的夾具與機器人末端存在精度損失，夾具與待裝配零件之間存在精度損失，零件的姿態(tài)具有不確定性，都會在一定程度上影響裝配精度。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供高精度裝配裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)采用機器人裝配導致裝配精度較低的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)剛性較弱且沒有配合止口的大尺寸產(chǎn)品的高精度小間隙裝配。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

高精度裝配裝置，包括產(chǎn)品上料區(qū)、機器人、六自由度位移臺、測量裝置和產(chǎn)品裝配臺；

所述機器人和六自由度位移臺設置在產(chǎn)品上料區(qū)的同一側(cè)，所述機器人的抓取端能夠移動至六自由度位移臺的正上方；

所述六自由度位移臺安裝在產(chǎn)品裝配臺上，所述六自由度位移臺用于裝配產(chǎn)品；

所述測量裝置包括線激光傳感器和視覺相機，所述線激光傳感器和視覺相機與六自由度位移臺通信連接。

本實用新型所述產(chǎn)品上料區(qū)主要包括裝配時所需各種托架、固定機構(gòu)、升降機構(gòu)等，所述機器人和六自由度位移臺構(gòu)成裝配作業(yè)模塊，在機器人的末端安裝有視覺相機、六維力傳感器、夾具快換等工業(yè)自動化元件，用以輔助完成機器人的各種動作，其功能是完成裝配系統(tǒng)的抓取、搬運動作。六自由度位移臺安裝于產(chǎn)品裝配臺上，主要功能是進行高精度位姿調(diào)整。機器人和六自由度位移臺相互配合，共同完成產(chǎn)品的精密裝配。

測量裝置為測量模塊的一部分，測量模塊還主要包括電機、驅(qū)動器、PLC、PC機、上位機軟件、各類控制算法、機器人控制柜等。其主要功能是驅(qū)動機械構(gòu)件按照我們所設計的功能進行作業(yè)，獲取裝配過程中的各類信息。

本實用新型所述高精度裝配裝置還包括裝配信息模塊，裝配信息模塊是整個裝配模型樣機的大腦。該系統(tǒng)對裝配過程信息進行采集，按照人工設計的邏輯進行數(shù)據(jù)處理、存儲等工作，結(jié)合人機交互的指令，向裝配系統(tǒng)中各模塊發(fā)出指令。

對于200kg以下負載的傳統(tǒng)機器人，重復定位精度約為0.01mm～0.05mm，單軸分辨率約為0.02mm，角位置分辨率約為0.02°。若需要裝配的產(chǎn)品之間沒有配合止口且產(chǎn)品本身材質(zhì)特殊、尺寸較大、剛度、強度較低，那么，機器人在抓取產(chǎn)品之后無法進行精密調(diào)姿，則難以滿足產(chǎn)品高精度的裝配需求。

例如，對于直徑500mm半球體，上下半球體進行裝配，要求同軸度≤0.10mm，則機器人的調(diào)整角度至少應達到0.01°。在裝配時，即使能夠測得產(chǎn)品姿態(tài)將信息反饋給機器人，對于傳統(tǒng)機器人也是很難實現(xiàn)這么精密角度的調(diào)整。

六自由度位移臺在六個自由度上的移動都具有較高精度，一般情況下，200kg負載的六自由度位移臺重復定位精度能夠達到0.01mm，角位置分表率能夠?qū)崿F(xiàn)0.001°，因此能夠精準地實現(xiàn)產(chǎn)品的姿態(tài)調(diào)整。