[发明专利]坐标式机器人对机器人部件组装

说明书

一种将辅助部件组装至主要部件的方法包括：用第一臂端工具抓取主要部件，其中第一臂端工具附接到第一机械臂；和用第二臂端工具抓取辅助部件，其中第二臂端工具附接到第二机械臂。将主要部件移动到接合位置，其中主要部件上的接合面处于适当的位置和方向，以使辅助部件附接到其上。移动第二臂端工具以使辅助部件与主要部件的接合面接合，和利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头。

技术领域

本发明涉及无夹具部件组装系统和部件组装方法。

背景技术

制造系统通常对部件、子组件和/或组件进行移动、转换或操作，这些部件、子组件和/或组件必须精确定位并固定就位以便进行制造和组装操作。例如，钣金件或钢板、子组件或组件可能需要精确定位并固定就位，以在车辆组装厂或在诸如电器、飞机、家具和电子器件等物品的组装线上进行组装、焊接和检查操作。部件定位夹具通常用于该目的。

部件定位夹具通常包括多个固定销和一个或多个夹持装置，该多个固定销配置成安装到部件限定的多个定位孔中，该一个或多个夹持装置配置成将部件固定就位。部件定位夹具通常仅可用于一个特定的部件尺寸和/或形状，并且在定位和固定不同尺寸和/或形状的部件时通常需要改进或重做。在制造工厂中通常需要多个部件定位夹具以达到各种部件以及各种组装和制造操作的需求。因此，虽然当前系统实现了其预期目的，但是需要一种用于组装部件的新的改进的系统和方法，更具体地，使用无夹具部件组装系统来组装部件，其中机器人互相通信以确定各部件彼此间的相对位置。

发明内容

根据本发明的若干方面，一种将辅助部件组装至主要部件的方法包括：用第一臂端工具抓取主要部件，其中第一臂端工具附接到第一机械臂；用第二臂端工具抓取辅助部件，其中第二臂端工具附接到第二机械臂。安装在第二臂端工具上的摄像机对主要部件进行视觉检测，并定位主要部件的至少一个基准特征。将由摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与存储在第二控制器中的参考坐标系进行比较，其中第二控制器适于控制第二机械臂和第二臂端工具移动。计算由摄像机测量的主要部件的至少一个基准特征的位置与参考坐标系之间的偏差。将偏差信息记录在第二控制器中，并通过机器人对机器人通信架构将存储在第二控制器中的偏差信息发送到第一控制器，其中第一控制器适于控制第一机械臂和第一臂端工具移动。基于从第二控制器接收的偏差信息在第一控制器中创建坐标系，将主要部件移动到接合位置，其中，主要部件上的接合面处于适当的位置和方向，以便辅助部件附接到其上。将所创建的坐标系从第一控制器发送到第二控制器，其中该创建的坐标系包括主要部件移动后的至少一个基准特征的位置，利用所创建的坐标系和至少一个基准特征的位置，基于所述创建的坐标系来识别辅助部件在主要部件上的接合面相对于至少一个基准特征的位置，和移动第二臂端工具以使辅助部件与主要部件的接合面接合。

根据本发明的另一方面，该方法还包括利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头。

根据本发明的另一方面，其中利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头还包括：利用附接到接合机械臂的焊接工具将辅助部件焊接到主要部件。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在移动第二臂端工具使辅助部件与主要部件的接合面接合的同时，监测由安装在第二机械臂上的测力计测量的力，其中测力计适于测量第二机械臂和第二臂端工具施加在辅助部件上的力以确定主要部件和辅助部件何时接触，以及测量辅助部件与主要部件保持接触的力。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头的同时，持续监测由安装在第二机械臂上的测力计测得的力，并且改变主要部件和辅助部件的位置以实现预定力安排。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在利用附接到接合机械臂的接合工具在主要部件和辅助部件之间形成接头的同时，持续监测由安装在第二机械臂上的测力计测得的力以检测主要部件和辅助部件间的热变形，以及响应于主要部件和辅助部件之间的热变形来改变主要部件和辅助部件的位置和施加在主要部件和辅助部件之间的力。