[發明專利]用于裝配直管和法蘭的系統及方法

有效

• 申請號: 202210943939.6
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115302137B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 王宗義;郭衛東;劉彥斌;紀宇
• 申請（專利權）人: 蕪湖行健智能機器人有限公司;合肥行健智能機器人有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/04;G01B11/00
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 王秀芳

1.用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：包括

組焊工裝，用于機械限位固定任意一種類型的法蘭和用于機械限位固定與法蘭相匹配的直管；

3D全景相機，用于識別出法蘭的類型及法蘭的圓心空間初始位置，或者識別出直管的類型及直管的圓心空間初始位置；

抓取定位傳感器，用于獲取法蘭的圓心位置，或者用于獲取直管的上端部的圓心位置；

裝配機器人，用于抓取法蘭的上端面并搬運至組焊工裝，或者用于抓取直管的上端面并搬運至組對定位傳感器進行測量定位，或者用于將直管與法蘭進行組對；

組對定位傳感器，用于獲取直管的下端部的圓心位置；

智能控制系統，用于控制并連接所述3D全景相機、所述抓取定位傳感器、所述裝配機器人和所述組對定位傳感器。

2.根據權利要求1所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述組焊工裝包括卡盤式工裝和多個環形墊塊；所述卡盤式工裝用于機械限位固定任意一種類型的法蘭，多個所述環形墊塊用于從底面機械限位固定與法蘭相匹配的直管。

3.根據權利要求2所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述卡盤式工裝形成有多個規格的臺階面，多個所述的臺階面用于定位任意一種規格的法蘭或者用于定位任意一種規格的所述環形墊塊；所述環形墊塊和所述法蘭位于不同高度的臺階面設置。

4.根據權利要求1所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述裝配機器人包括端拾器，所述端拾器包括柔性電磁吸盤，在所述柔性電磁吸盤設置有磁極，多個所述磁極在所述柔性電磁吸盤的下表面呈放射狀設置，在所述電磁吸盤的下表面形成有仿形設計結構。

5.根據權利要求1所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述抓取定位傳感器包括一個第一工業相機和兩個第一線激光器；所述第一線激光器用于向直管或者法蘭發射激光線；所述第一工業相機用于采集直管或者法蘭的位置信息。

6.根據權利要求5所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：兩個所述第一線激光器分別位于所述第一工業相機的兩側設置；所述第一線激光器用于向直管或者法蘭的上端面以及內壁發射激光；所述第一工業相機的采集方向正對直管或者法蘭的上端面設置；所述第一工業相機用于采集直管或者法蘭的上端面以及內壁上多個輪廓特征點的位置并上傳；所述第一線激光器的發射方向相對所述第一工業相機的采集方向傾斜設置。

7.根據權利要求2所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述組對定位傳感器包括多個結構光傳感器，多個所述結構光傳感器圍繞所述卡盤式工裝呈環形間隔設置。

8.根據權利要求1所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：所述組對定位傳感器包括一個第二工業相機和兩個第二線激光器；所述第二線激光器用于向直管或者法蘭發射激光線；所述第二工業相機用于采集直管或者法蘭的位置信息。

9.根據權利要求8所述的用于裝配直管和法蘭的系統，其特征在于：兩個所述第二線激光器分別位于所述第二工業相機的兩側設置；所述第二線激光器用于向直管或者法蘭的下端面以及內壁發射激光；所述第二工業相機的采集方向正對直管或者法蘭的下端面設置；所述第二工業相機用于采集直管或者法蘭的下端面以及內壁上多個輪廓特征點的位置并上傳；所述第二線激光器的發射方向相對所述第二工業相機的采集方向傾斜設置。

10.用于裝配直管和法蘭的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：3D全景相機對法蘭拍照進行3D點云采集，得到法蘭的擺放位姿及邊緣信息，再通過與預存的擺放規則進行匹配校對，識別出法蘭的類型及法蘭的圓心空間初始位置；

步驟2：抓取定位傳感器對法蘭的上端部進行測量定位，獲取法蘭的圓心位置，并生成法蘭的抓取位置及搬運路徑；

步驟3：裝配機器人抓取法蘭的上端面，并搬運至組焊工裝進行機械限位固定；

步驟4：3D全景相機對直管拍照進行3D點云采集，得到直管的擺放位姿及邊緣信息，再通過與預存的擺放規則進行匹配校對后識別出直管的類型及直管的圓心空間初始位置；

步驟5：根據獲取的法蘭類型、位置信息和預先設定的擺放規則找出與法蘭相匹配的直管；

步驟6：抓取定位傳感器對直管的上端部進行測量定位，獲取直管的上端部的圓心位置，再生成直管的抓取位置及搬運路徑；

步驟7：裝配機器人抓取直管的上端面，并搬運至組對定位傳感器進行測量定位，獲取直管的下端部的圓心位置；

步驟8：根據獲得的法蘭的圓心位置和直管的下端部的圓心位置，控制裝配機器人將直管搬運至組焊工裝與法蘭進行組對。