产品部段对接设备及对接方法与流程

本发明涉及产品对接，具体而言，涉及一种产品部段对接设备及对接方法。

背景技术：

1、目前，我国大直径产品的装配和对接基本是离散型制造模式为主的生产模式，而大直径的产品基本是由多段拼接而成的。

2、在大直径产品的筒状部段对接过程中，一般都需要对大直径的筒状部段进行六自由度方向的调姿和定位，以保证对接平面上的定位销和定位孔能够精确配合；现有的对接方式中，大部分为手动对接，通过人工吊装或对接架车的方式承载大直径的产品，并通过人眼观察、手摇、推拉机械设备的方式完成调整和对接，这种对接方式效率低，并且存在安全性能低，人员劳动强度大等问题。

3、综上，如何克服现有的产品部段间的装配对接方法的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种产品部段对接设备及对接方法，以缓解现有技术中产品部段间的装配对接方法存在的效率低、安全性能低、人员劳动强度大的技术问题。

2、本发明提供的产品部段对接设备，包括成品托盘、调姿托盘、调姿机构和视觉模块。

3、所述调姿托盘用于承载产品的调姿部段，所述成品托盘用于承载所述产品的成品部段；所述视觉模块用于采集并分析对接区域的图像，所述对接区域包括所述成品部段的对接端和所述调姿部段的对接端，所述视觉模块与所述调姿机构通讯连接，用于根据所述对接区域的图像控制所述调姿机构动作；所述调姿机构与所述调姿托盘连接，用于调节所述调姿托盘的位姿。

4、优选地，作为一种可实施方式，所述调姿托盘具有至少两组沿x轴间隔分布的调姿托举组件，所述调姿托举组件包括至少两个相对设置的调姿托举部，所述调姿托举部分别用于从两侧支撑所述调姿部段，并限制所述调姿部段的轴线平行于所述x轴。

5、所述调姿托盘还具有第一驱动机构，所述第一驱动机构与至少一个所述调姿托举部连接，用于驱动所述调姿托举部带动所述调姿部段绕自身轴线转动；和/或，若干组所述调姿托举组件包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与同组中的所述调姿托举部连接，用于调节同组中相对设置的所述调姿托举部的间距；和/或，所述调姿托盘还具有第三驱动机构，所述第三驱动机构与至少一组所述调姿托举组件的托举座连接，用于驱动所述调姿托举组件沿所述x轴移动。

6、优选地，作为一种可实施方式，所述调姿机构包括多个调姿装置，所述调姿托盘具有多个分散设置的调姿支脚，所述调姿装置与所述调姿支脚一一对应设置，所述调姿装置末端的安装架与对应的所述调姿支脚铰接，用于支撑对应的所述调姿支脚。

7、所述调姿装置用于驱动对应的所述调姿支脚沿x轴、y轴和z轴移动，所述z轴竖直设置，所述x轴、所述y轴和所述z轴两两垂直；所述调姿托盘能够限制所述调姿部段的轴线平行于所述x轴，且垂直于所述y轴。

8、优选地，作为一种可实施方式，所述调姿托盘具有四个所述调姿支脚，四个所述调姿支脚分别位于矩形的四个顶角处，所述矩形的其中两条边平行于所述x轴，另两条边平行于所述y轴。

9、优选地，作为一种可实施方式，所述产品部段对接设备还包括第三导轨和第四驱动机构，所述第三导轨平行于所述x轴，各个所述调姿装置均与所述第三导轨配合，所述第四驱动机构与所述调姿装置一一对应，多个所述第四驱动机构与所述调姿装置连接，用于驱动所述调姿装置沿所述第三导轨移动。

10、优选地，作为一种可实施方式，所述安装架和所述调姿支脚两者中其中一者设有第一球头，另一者设有第一球窝，所述第一球头能够与对应的所述第一球窝对接；

11、和/或，所述成品托盘具有多个分散设置的成品支脚，所述成品支脚与所述调姿装置一一对应设置，所述安装架和所述成品支脚两者中其中一者设有第二球头，另一者设有第二球窝，所述第一球头能够与对应的所述第一球窝对接。

12、优选地，作为一种可实施方式，所述产品部段对接设备还包括辅助支撑装置和第五驱动机构，所述辅助支撑装置用于抱紧完成对接固定的所述调姿部段，所述第五驱动机构与所述辅助支撑装置连接，用于驱动所述辅助支撑装置沿所述第三导轨移动；

13、和/或，所述调姿托盘设有第一锁定结构，所述第一锁定结构能够锁紧所述调姿部段；

14、和/或，所述成品托盘具有至少两组沿x轴间隔分布的成品托举组件，所述成品托举组件包括第二锁定结构和至少两个相对设置的成品支撑轮，所述成品支撑轮分别用于从两侧支撑所述成品部段，并限制所述成品部段的轴线平行于所述x轴；所述成品支撑轮的轴线平行于所述x轴，所述第二锁定结构能够锁紧所述成品支撑轮。

15、优选地，作为一种可实施方式，所述产品部段对接设备还包括托盘输送滚筒线，所述托盘输送滚筒线用于沿所述产品的轴线输送承载有所述成品部段的所述成品托盘；

16、和/或，所述产品部段对接设备还包括转运小车，所述转运小车用于转运所述调姿托盘和所述成品托盘。

17、优选地，作为一种可实施方式，所述产品部段对接设备还包括拧钉机器人，所述视觉模块与所述拧钉机器人通讯连接，用于根据所述对接区域的图像调整所述拧钉机器人的拧钉模块的位姿，所述拧钉模块用于将螺纹连接结构拧入所述调姿部段的对接端的装配孔与成品部段的对接端的装配孔内；

18、和/或，所述视觉模块安装于所述调姿机构；

19、和/或，所述视觉模块设有二维相机和三维相机。

20、本发明提供的对接方法，包括：

21、将装有成品部段的第一成品托盘输送至托盘输送滚筒线上，使所述成品部段的目标对接端移动至对接区域；将装有调姿部段的调姿托盘输送至调姿准备位置；

22、控制调姿机构承接所述调姿托盘，并控制所述调姿机构驱动所述调姿托盘移动，使所述调姿部段的目标对接端移动至所述对接区域；

23、控制视觉模块采集并分析所述对接区域的图像，引导所述调姿机构动作，以调整所述调姿部段的位置和角度，直至所述调姿部段的目标对接端的位姿与所述成品部段的目标对接端的位姿相适应；

24、完成所述调姿部段与所述成品部段的对接。

25、优选地，作为一种可实施方式，所述完成所述调姿部段与所述成品部段的对接之后，所述方法还包括：

26、控制拧钉机器人对对接好的所述调姿部段与所述成品部段进行全周拧钉；

27、控制所述调姿机构动作，将所述调姿托盘下放，使所述调姿托盘脱离所述调姿机构；

28、将空闲的第二成品托盘输送至所述调姿准备位置，并控制所述调姿机构驱动所述第二成品托盘移动至接住已完成对接固定的所述调姿部段；

29、控制所述调姿机构移动，将所述第二成品托盘输送至所述托盘输送滚筒线上，并使已完成对接固定的所述调姿部段的远离所述成品部段的一端移动至所述对接区域；

30、控制所述调姿机构放开所述第二成品托盘并返回原位。

31、优选地，作为一种可实施方式，所述方法还包括：

32、在完成全周拧钉之后，控制辅助支撑装置抱住已完成对接固定的所述调姿部段；

33、在所述第二成品托盘接住已完成对接固定的所述调姿部段后，控制所述辅助支撑装置与所述调姿机构同步移动，将所述第二成品托盘输送至所述托盘输送滚筒线上，使已完成对接固定的所述调姿部段的远离所述成品部段的一端移动至所述对接区域；

34、控制所述辅助支撑装置松开已完成对接固定的所述调姿部段并返回原位。

35、优选地，作为一种可实施方式，所述方法还包括：

36、将成品部段放置于所述第一成品托盘的两排成品支撑轮上之后，控制所述第一成品托盘上的第二锁定结构锁紧成品支撑轮；

37、将调姿部段放置于所述调姿托盘的两排调姿支撑轮上之后，控制所述调姿托盘上的第一锁定结构锁紧所述调姿部段；

38、完成所述调姿部段与所述成品部段的对接之后，控制拧钉机器人对对接好的所述调姿部段与所述成品部段的部分装配孔进行拧钉固定；

39、控制所述第二锁定结构和所述第一锁定结构松开；

40、控制第一驱动机构驱动所述调姿支撑轮绕自身轴线转动，以带动所述调姿部段以及所述成品部段绕自身轴线同步转动预设角度；

41、控制所述拧钉机器人对对接好的所述调姿部段与所述成品部段的其他部分装配孔进行拧钉固定；

42、依次控制所述第一驱动机构驱动所述调姿支撑轮绕自身轴线转动若干次，并控制所述拧钉机器人拧钉若干次，直至完成全周拧钉。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

44、在对某一产品进行对接装配时，可从产品的多个部段中选取一段作为首次对接的成品部段，将该成品部段置于成品托盘上，并将需要与该成品部段对接的部段作为调姿部段置于调姿托盘上；将承载有成品部段的成品托盘和承载有调姿部段的调姿托盘置于合适的对接位置，使成品部段的对接端与调姿部段的对接端相对。利用视觉模块采集对接区域的图像，视觉模块可以对采集到的对接区域的图像进行分析，获取对接区域内成品部段的对接端和调姿部段的对接端的相对位姿信息，并根据该信息控制调姿机构调节调姿托盘的位姿，置于调姿托盘上的调姿部段能够跟随调姿托盘改变位姿，使得调姿部段的对接端的位姿能够调整至与成品部段的对接端的位姿相适应的位姿，后续直接对调姿部段与成品部段进行固定即可。在完成产品的两个部段的对接后，可将完成对接的两个部段整体作为成品部段，将其他部段中需要与该成品部段对接的部段作为新的调姿部段，依次对剩余的部段重复上述对接过程，即可完成待对接产品的所有部段的自动对接。

45、因此，本发明提供的产品部段对接设备，能够实现产品部段间的自动对接工作，无需人眼观察和人工调整，对接效率和安全性能均较高，而且可大大降低人员劳动强度。

46、本发明提供的对接方法，也能够实现产品部段间的自动对接工作，无需人眼观察和人工调整，同样具有对接效率和安全性能均较高，而且可大大降低人员劳动强度的效果。