一种装配系统的制作方法

1.本专利申请实施例涉及智能装配技术领域，尤其涉及一种装配系统。


背景技术：

2.随着智能装配的普及，对于装配工艺复杂的产品难以完全实现自动装配，且手工装配的培训难度高。传统的产品装配流程指引多以查阅指导书为主，繁琐耗时，且对于装配工艺复杂的产品指引难度高；装配方式以手工装配为主，人力成本高、效率较低、易错率高；培训新员工的难度大、投入成本高。


技术实现要素：

3.本专利申请提供一种装配系统，降低装配难度，提高装配准确率，节省人力成本。
4.本专利申请实施例提供了一种装配系统，该装配系统包括柔性调度装置自动装配装置和智能装配装置；
5.其中，所述柔性调度装置分别与所述自动装配装置和所述智能装配装置连接，所述柔性调度装置用于向所述自动装配装置下发第一装配指令，所述柔性调度装置用于向所述智能装配装置下发第二装配指令；
6.所述自动装配装置用于根据所述第一装配指令将原料组装成半成品。
7.可选地，所述智能装配装置用于根据所述第二装配指令引导操作人员将所述原料组装成半成品；所述智能装配装置还用于根据用户输入的第一投影操作引导图像引导操作人员将所述自动装配装置组装好的半成品组装成成品；
8.所述智能装配装置还用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，所述智能装配装置根据所述第二投影操作引导图像引导操作人员完成定制产品的组装。
9.可选地，所述柔性调度装置包括相互连接的调度单元和第一人机交互单元；所述第一人机交互单元用于显示产品及订单信息；所述调度单元用于接收到第一指令后，下发所述第一装配指令。
10.可选地，自动装配装置包括相互连接的控制单元和执行单元；所述控制单元用于接收第一装配指令，并控制所述执行单元将原料组装成半成品。
11.可选地，所述控制单元包括可编程逻辑控制器。
12.可选地，所述智能装配装置包括智能装配控制单元、投影单元、传感单元和人工装配工作台；
13.所述智能装配控制单元的第一端分别与所述投影单元和所述传感单元连接；
14.所述智能装配控制单元用于接收到用户输入的第一投影操作引导图像并控制所述投影单元将所述第一投影操作引导图像投影到所述人工装配工作台；
15.所述传感单元用于采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给所述智能装配控制单元。
16.可选地，所述智能装配装置还包括第二人机交互单元，所述智能装配控制单元的
第二端与所述第二人机交互单元连接；
17.第二人机交互单元用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，并将所述第二投影操作引导图像发送给所述智能装配控制单元；
18.所述智能装配控制单元用于控制所述投影单元将所述第二投影操作引导图像投影到所述人工装配工作台，操作人员根据所述第二投影操作引导图像的引导完成定制产品的组装。
19.可选地，所述传感单元包括3d摄像头。
20.可选地，所述调度单元包括第一opc ua接口、第一rest api接口和第二rest api接口，所述第一人机交互单元包括第三rest api接口；所述第二rest api接口与所述第三rest api接口连接；
21.所述自动装配装置包括第二opc ua接口，所述智能装配装置包括第四rest api接口；
22.所述调度单元的第一opc ua接口与所述自动装配装置的第二opc ua接口连接；
23.所述调度单元的第一rest api接口与所述智能装配装置的第四rest api接口连接。
24.本实施例的技术方案，通过柔性调度装置、自动装配装置和智能装配装置的相互协作，将复杂产品的组装进行自动装配和手动装配的拆分并合理调度，解决了装配难度高，装配准确率低、人力成本高和效率低下的问题，降低装配难度，提高装配准确率，节省人力成本的同时保障生产效率。
附图说明
25.图1是本专利申请实施例提供的一种装配系统的结构示意图；
26.图2是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图；
27.图3是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图；
28.图4是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本专利申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利申请，而非对本专利申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利申请相关的部分而非全部结构。
30.图1是本专利申请实施例提供的一种装配系统的结构示意图，参考图1，该装配系统包括柔性调度装置10、自动装配装置20和智能装配装置30；其中，柔性调度装置10分别与自动装配装置20和智能装配装置30连接，柔性调度装置10用于向自动装配装置20下发第一装配指令，柔性调度装置10用于向智能装配装置30下发第二装配指令；自动装配装置20用于根据第一装配指令将原料组装成半成品；智能装配装置30用于根据第二装配指令引导操作人员将原料组装成半成品；智能装配装置30还用于根据用户输入的第一投影操作引导图像引导操作人员将自动装配装置20组装好的半成品组装成成品；智能装配装置30还用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，智能装配装置30根据第二投影操作引导图像引导操作人员完成定制产品的组装。
31.具体的，柔性调度装置10可以包括触摸屏，触摸屏上设置不同工作模式选择按钮供用户进行选择；自动装配装置20可以为机械手爪或者多关节机器人，可以根据指令自动完成半成品的组装；智能装配装置30可以根据指令通过投影图片或者播放动态装配流程图的方式引导操作人员按照教程完成半成品的组装、成品的组装以及定制产品的组装。
32.装配系统可以提供人机协作、比赛模式和定制装配三种工作模式。人机协作是指柔性调度装置10向自动装配装置20下发第一装配指令，自动装配装置20根据第一装配指令将原料自动装配成半成品；自动装配装置20实时监测半成品的组装进度并反馈给柔性调度装置10，半成品组装完成后，柔性调度装置10得到反馈后控制智能装配装置30处于待装配状态，当智能装配装置30接收到用户输入的第一投影操作引导图像时，将第一投影操作引导图像投影到工作台上，引导操作人员根据流程进行手工装配，将自动装配装置20组装好的半成品组装成成品。需要说明的是第一投影操作引导图像是半成品组装为成品的装配步骤示意图。
33.比赛模式是指自动装配装置20与智能装配装置30可实时进行自动装配和手工装配比赛，柔性调度装置10向自动装配装置20下发第一装配指令的同时，向智能装配装置30下发第二装配指令；自动装配装置20根据第一装配指令组装指定产品，例如将原料自动装配成半成品，智能装配装置30根据第二装配指令引导操作人员进行手工装配组装指定产品，例如将原料组装成半成品。自动装配装置20实时监测半成品的组装进度并反馈给柔性调度装置10，智能装配装置30实时监测半成品的组装进度并反馈给柔性调度装置10，柔性调度装置10实时接收自动装配装置20和智能装配装置30的反馈并显示自动装配和手工装配的比赛进度、时间和结果等信息。
34.定制装配是指智能装配装置30脱离柔性调度装置10和自动装配装置20单独工作。定制产品的种类有很多，每个定制产品的装配步骤也不相同，用户可以根据定制产品的不同，向智能装配装置30输入相对应的第二投影操作引导图像，智能装配装置30接收用户输入的第二投影操作引导图像，智能装配装置30接收到第三装配指令后，将第二投影操作引导图像投影到工作台上，引导操作人员根据流程进行手工装配，完成定制产品的组装。定制装配适用于做定制产品组装流程的教培。定制装配可快速添加新产品，配置新的指引流程，可用于对新员工进行快速高效的培训、节省培训成本。
35.装配系统的上述三种工作模式能够实现人机协作，将复杂产品的装配流程进行自动和手动装配步骤化拆分，有利于调配资源进行合理分工，节省人力成本的同时保障生产效率；比赛模式增加了自动和手动装配的互动；定制装配可快速添加新产品，配置新的装配流程，可用于对操作人员进行快速高效的培训、节省培训成本。
36.本实施例的技术方案，通过柔性调度装置、自动装配装置和智能装配装置的相互协作，将复杂产品的组装进行自动装配和手动装配的拆分并合理调度，解决了装配难度高，装配准确率低、人力成本高和效率低下的问题，降低装配难度，提高装配准确率，节省人力成本的同时保障生产效率。
37.图2是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图，参考图2，可选地，柔性调度装置10包括相互连接的调度单元101和第一人机交互单元102；第一人机交互单元102用于显示产品及订单信息；调度单元101用于产生第一指令后，下发第一装配指令。
38.示例性的，第一人机交互单元102显示界面可以弹出选择框供用户选择进入人机
协作或者比赛模式，当用户确认进入人机协作模式时，调度单元101从订单系统获取订单后，解析排产后产生第一指令，再下发第一装配指令给自动装配装置20，自动装配装置20根据第一装配指令将原料自动装配成半成品。
39.第一人机交互单元102用于获取用户输入的第一投影操作引导图像并经过调度单元101发送给智能装配装置30，调度单元101控制智能装配装置30根据第一投影操作引导图像引导操作人员将自动装配装置20组装好的半成品组装成成品。
40.当用户确认进入比赛模式时，调度单元101下发第一装配指令给自动装配装置20，自动装配装置20根据第一装配指令进行指定产品的自动装配，例如将原料自动装配成半成品；调度单元101自动下发第二装配指令给智能装配装置30，智能装配装置30根据第二装配指令引导操作人员进行指定产品的手工装配，例如将原料组装成半成品，第一人机交互单元102实时接收并显示自动装配装置20和智能装配装置30比赛的进度及结果。
41.继续参考图2，可选地，自动装配装置20包括相互连接的控制单元201和执行单元202；控制单元201用于接收第一装配指令，并控制执行单元202将原料组装成半成品。
42.其中，执行单元202可以是机械手臂或者工业机器人。当装配系统处于人机协作或者比赛模式时，控制单元201接收调度单元101下发的第一装配指令，控制执行单元202将原料自动组装成半成品。
43.可选地，控制单元包括可编程逻辑控制器。
44.其中，可编程逻辑控制器具有可靠性高，抗干扰能力强，维护方便，体积小，重量轻，能耗低的优点。因此，控制单元可以选用可编程逻辑控制器。
45.继续参考图2，可选地，智能装配装置30包括智能装配控制单元301、投影单元303、传感单元304和人工装配工作台305；智能装配控制单元301的第一端分别与投影单元303和传感单元304连接；智能装配控制单元301用于接收到用户输入的第一投影操作引导图像并控制投影单元303将第一投影操作引导图像投影到人工装配工作台305；传感单元304用于采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给智能装配控制单元301。
46.具体的，智能装配控制单元301中存储有智能装配指引程序，智能装配控制单元301接收到调度单元101下发的第二装配指令后，通过控制投影单元303将对应的引导图像投影到人工装配工作台305上，操作人员根据指引完成指定的装配动作，传感单元304采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给智能装配控制单元301，智能装配控制单元301将采集到的手部动作与智能装配指引程序作比较，判断操作人员的装配动作正确与否并继续引导，直至完成引导流程。操作人员可以根据人工装配工作台305上投影的引导图像将原料人工组装成半成品。
47.智能装配控制单元301接收到用户输入的第一投影操作引导图像后，通过控制投影单元303将第一投影操作引导图像投影到人工装配工作台305上，操作人员根据指引完成指定的装配动作，传感单元304采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给智能装配控制单元301，智能装配控制单元301将采集到的手部动作与智能装配指引程序作比较，判断操作人员的装配动作正确与否并继续引导，直至完成引导流程。操作人员可以根据人工装配工作台305上投影的第一投影操作引导图像将自动装配装置20组装好的半成品人工组装成成品。
48.图3是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图，参考图3，可选地，
智能装配装置30还包括第二人机交互单元302，智能装配控制单元301的第二端与第二人机交互单元302连接；
49.第二人机交互单元302用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，并将第二投影操作引导图像发送给智能装配控制单元301；
50.智能装配控制单元301用于控制投影单元303将第二投影操作引导图像投影到人工装配工作台305，操作人员根据第二投影操作引导图像的引导完成定制产品的组装。
51.具体的，当处于定制装配模式时，智能装配装置30可脱离柔性调度装置10和自动装配装置20单独工作。通过第二人机交互单元302获取用户输入的第二投影操作引导图像并发送给智能装配控制单元301，智能装配控制单元301控制投影单元303将第二投影操作引导引导图像投影到人工装配工作台305，操作人员根据指引完成指定的装配动作，传感单元304采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给智能装配控制单元301，智能装配控制单元301将采集到的手部动作与智能装配指引程序作比较，判断操作人员的装配动作正确与否并继续引导，直至操作人员跟随引导完成定制产品的装配。
52.可选地，传感单元包括3d摄像头。
53.其中，3d摄像头可以实时跟踪操作人员的手部动作并与指定流程作比较，判断人工装配操作正确与否并继续引导，直到完成引导流程。
54.图4是本专利申请实施例提供的又一种装配系统的结构示意图，参考图4，可选地，调度单元101包括第一opc ua接口11、第一rest api接口21和第二rest api接口22，第一人机交互单元102包括第三rest api接口23；第二rest api接口22与第三rest api接口23连接；自动装配装置20包括第二opc ua接口12，智能装配装置30包括第四rest api接口24；调度单元101的第一opc ua接口11与自动装配装置20的第二opc ua接口12连接；调度单元101的第一rest api接口21与智能装配装置30的第四rest api接口24连接。
55.其中，调度单元101的第二rest api接口22与第一人机交互单元102的第三rest api接口23之间通过http协议进行通讯。第一指令从第一人机交互单元102的第三rest api接口23发送到调度单元101的第二rest api接口22。调度单元101的第一opc ua接口11与自动装配装置20中的控制单元201的第二opc ua接口12之间通过opc ua协议进行通讯。
56.调度单元101的第一rest api接口21与智能装配装置30中的智能装配控制单元301的第四rest api接口24之间通过http协议进行通讯。调度单元101的第一opc ua接口11将第一装配指令发送到控制单元201的第二opc ua接口12，调度单元101的第一rest api接口21将第二装配指令发送到智能装配控制单元301的第四rest api接口24。
57.注意，上述仅为本专利申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本专利申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本专利申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本专利申请进行了较为详细的说明，但是本专利申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本专利申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本专利申请的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种装配系统，包括柔性调度装置、自动装配装置和智能装配装置，其中，所述柔性调度装置分别与所述自动装配装置和所述智能装配装置连接，所述柔性调度装置用于向所述自动装配装置下发第一装配指令，所述柔性调度装置用于向所述智能装配装置下发第二装配指令；所述自动装配装置用于根据所述第一装配指令将原料组装成半成品；所述智能装配装置用于根据所述第二装配指令引导操作人员将所述原料组装成半成品。2.根据权利要求1所述的装配系统，其特征在于，所述智能装配装置还用于根据用户输入的第一投影操作引导图像引导操作人员将所述自动装配装置组装好的半成品组装成成品；所述智能装配装置还用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，所述智能装配装置根据所述第二投影操作引导图像引导操作人员完成定制产品的组装。3.根据权利要求2所述的装配系统，其特征在于，所述柔性调度装置包括相互连接的调度单元和第一人机交互单元，所述第一人机交互单元用于显示产品及订单信息，所述调度单元用于接收到第一指令后，下发所述第一装配指令。4.根据权利要求2所述的装配系统，其特征在于，所述自动装配装置包括相互连接的控制单元和执行单元，所述控制单元用于接收所述第一装配指令，并控制所述执行单元将原料组装成半成品。5.根据权利要求4所述的装配系统，其特征在于，所述控制单元包括可编程逻辑控制器。6.根据权利要求1所述的装配系统，其特征在于，所述智能装配装置包括智能装配控制单元、投影单元、传感单元和人工装配工作台；所述智能装配控制单元的第一端分别与所述投影单元和所述传感单元连接；所述智能装配控制单元用于接收用户输入的第一投影操作引导图像并控制所述投影单元将所述第一投影操作引导图像投影到所述人工装配工作台；所述传感单元用于采集操作人员的手部动作，并将采集结果发送给所述智能装配控制单元。7.根据权利要求6所述的装配系统，其特征在于，所述智能装配装置还包括第二人机交互单元，所述智能装配控制单元的第二端与所述第二人机交互单元连接；第二人机交互单元用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，并将所述第二投影操作引导图像发送给所述智能装配控制单元；所述智能装配控制单元用于控制所述投影单元将所述第二投影操作引导图像投影到所述人工装配工作台，操作人员根据所述第二投影操作引导图像的引导完成定制产品的组装。8.根据权利要求6所述的装配系统，其特征在于，所述传感单元包括3d摄像头。9.根据权利要求3所述的装配系统，其特征在于，所述调度单元包括第一opc ua接口、第一rest api接口和第二rest api接口，所述第一人机交互单元包括第三rest api接口；所述第二rest api接口与所述第三rest api接口连接；所述自动装配装置包括第二opc ua接口，所述智能装配装置包括第四rest api接口；
所述调度单元的第一opc ua接口与所述自动装配装置的第二opc ua接口连接；所述调度单元的第一rest api接口与所述智能装配装置的第四rest api接口连接。

技术总结
本专利申请公开了一种装配系统，该系统包括柔性调度装置、自动装配装置和智能装配装置；柔性调度装置与自动装配装置和智能装配装置连接，柔性调度装置向自动装配装置下发第一装配指令，柔性调度装置向智能装配装置下发第二装配指令；自动装配装置用于根据第一装配指令将原料组装成半成品；智能装配装置用于根据第二装配指令引导操作人员将原料组装成半成品；还用于根据用户输入的第一投影操作引导图像引导操作人员将自动装配装置组装好的半成品组装成成品；智能装配装置还用于接收用户输入的第二投影操作引导图像，智能装配装置根据第二投影操作引导图像引导操作人员完成定制产品的组装。产品的组装。产品的组装。


技术研发人员：张文慧 刘明福 陈晖 杨勇 倪建军 李军
受保护的技术使用者：菲尼克斯(南京)智能制造技术工程有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/1