一種側(cè)窗玻璃安裝裝置及安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種側(cè)窗玻璃安裝裝置及安裝方法，包括用于抓取和安裝側(cè)窗玻璃的機(jī)械手、玻璃堆放裝置、用于所述機(jī)械手和玻璃堆放裝置移動(dòng)的移動(dòng)裝置及控制器，在所述機(jī)械手中設(shè)置有用于自動(dòng)識(shí)別和定位的圖像識(shí)別裝置，所述機(jī)械手和圖像識(shí)別裝置與所述控制器連接。本發(fā)明利用機(jī)械手臂抓取側(cè)窗玻璃，完成玻璃的抓取及搬運(yùn)工作，減少工人數(shù)量及手工搬運(yùn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省安裝時(shí)間及節(jié)約安裝成本。通過視覺定位系統(tǒng)對(duì)玻璃裝配進(jìn)行定位操作，以達(dá)到減少工裝使用的目的，解決企業(yè)的工裝設(shè)備投入。
【專利說明】一種側(cè)窗玻璃安裝裝置及安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用機(jī)械手進(jìn)行安裝的安裝裝置和安裝方法，特別涉及一種針對(duì)設(shè)備或車輛上的側(cè)窗玻璃進(jìn)行安裝的安裝裝置和安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)的大型設(shè)備或車輛的側(cè)窗玻璃安裝工藝多為人工安裝。因玻璃重量問題，常需兩至三人將玻璃抬至安裝部進(jìn)行安裝，其安裝時(shí)間較長(zhǎng)、安裝強(qiáng)度較大。在安裝過程中，常需對(duì)玻璃進(jìn)行定位等調(diào)整操作，以防止安裝不當(dāng)引起玻璃損壞。另有相關(guān)安裝技術(shù)使用定位銷技術(shù)，將玻璃安裝工裝定位至側(cè)窗安裝位置以安裝玻璃，此類方法中工裝的安裝及轉(zhuǎn)運(yùn)、玻璃的安裝及轉(zhuǎn)運(yùn)需兩人以上完成，因其增加了工裝重量，故加大了安裝難度，降低了安裝可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種通用性強(qiáng)，操作安全方便，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度和操作難度的側(cè)窗玻璃安裝裝置。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于，提供一種通用性強(qiáng)，操作安全方便，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度和操作難度的側(cè)窗玻璃安裝方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種側(cè)窗玻璃安裝裝置，包括用于抓取和安裝側(cè)窗玻璃的機(jī)械手、玻璃堆放裝置、用于所述機(jī)械手和玻璃堆放裝置移動(dòng)的移動(dòng)裝置及控制器，在所述機(jī)械手中設(shè)置有用于自動(dòng)識(shí)別和定位的圖像識(shí)別裝置，所述機(jī)械手和圖像識(shí)別裝置與所述控制器連接。
[0007]進(jìn)一步，所述移動(dòng)裝置包括設(shè)置在側(cè)窗旁邊的軸向?qū)к?，所述?dǎo)軌安裝在安裝平臺(tái)上，所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置在所述導(dǎo)軌上移動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步，所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)軌連接，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述控制器連接。
[0009]進(jìn)一步，所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步，所述機(jī)械手具有一用于吸附側(cè)窗玻璃的吸盤。
[0011]本發(fā)明提供的另一個(gè)技術(shù)方案是:
[0012]一種使用上述側(cè)窗玻璃安裝裝置的安裝方法，包括如下步驟:
[0013]利用圖像識(shí)別裝置識(shí)別側(cè)窗玻璃安裝的基本安裝位置，并測(cè)量機(jī)械手與側(cè)窗安裝位置之間的相對(duì)距離，調(diào)整機(jī)械手至合適安裝位置；
[0014]利用圖像識(shí)別裝置對(duì)玻璃堆放裝置中的玻璃進(jìn)行定位操作，調(diào)整機(jī)械手的抓取位置，直至精確定位；
[0015]機(jī)械手從玻璃堆放裝置中抓取側(cè)窗玻璃，并運(yùn)送至側(cè)窗玻璃的安裝位置，將側(cè)窗玻璃按前期圖像識(shí)別結(jié)果放入預(yù)定的安裝位置內(nèi)；
[0016]對(duì)安裝后的側(cè)窗玻璃進(jìn)行固定操作。[0017]進(jìn)一步，在利用圖像識(shí)別裝置進(jìn)行抓取位置和安裝位置的定位操作中，定位精度通過待抓取的側(cè)窗玻璃圖像和安裝位置的圖像與存儲(chǔ)于所述圖像識(shí)別裝置中的圖像重合程度來判斷。
[0018]進(jìn)一步,重合精度大于或等于Imm時(shí)確定為精確定位。
[0019]進(jìn)一步，在所述機(jī)械手將側(cè)窗玻璃放入預(yù)定的安裝位置后，利用圖像識(shí)別裝置對(duì)側(cè)窗玻璃的安裝位置進(jìn)行再次識(shí)別定位，調(diào)整所述側(cè)窗玻璃至精確的安裝位置。
[0020]進(jìn)一步，所述機(jī)械手和玻璃堆放裝置聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0021]綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述的一種側(cè)窗玻璃安裝裝置及安裝方法，利用機(jī)械手臂抓取側(cè)窗玻璃，完成玻璃的抓取及搬運(yùn)工作，減少工人數(shù)量及手工搬運(yùn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省安裝時(shí)間及節(jié)約安裝成本。通過視覺定位系統(tǒng)對(duì)玻璃裝配進(jìn)行定位操作，以達(dá)到減少工裝使用的目的，解決企業(yè)的工裝設(shè)備投入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；請(qǐng)?zhí)峁〤AD圖
[0023]圖2是本發(fā)明安裝流程圖。請(qǐng)?zhí)峁〤AD圖
[0024]如圖1和圖2所示，側(cè)墻1，側(cè)窗玻璃2，機(jī)械手3，玻璃堆放裝置4，導(dǎo)軌5，安裝平臺(tái)6。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]如圖1所示，一種側(cè)窗玻璃安裝裝置，用于在設(shè)備上安裝側(cè)窗玻璃，對(duì)于軌道車輛而言，可用于安裝側(cè)墻I上的側(cè)窗玻璃2。安裝裝置包括機(jī)械手3、玻璃堆放裝置4、移動(dòng)裝置及控制器，其中，機(jī)械手3用于抓取和安裝側(cè)窗玻璃2，機(jī)械手3的端部具有一用于吸附側(cè)窗玻璃2的吸盤，吸盤可以保證側(cè)窗玻璃2在抓取和安裝不易被損壞，吸盤可優(yōu)先選用真空吸盤，真空吸盤所需的真空設(shè)備與控制器連接，由控制器控制側(cè)窗玻璃2的吸附和松開，玻璃堆放裝置4為箱體形結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)堆放待安裝的側(cè)窗玻璃2。
[0027]移動(dòng)裝置包括設(shè)置在側(cè)墻I旁邊的沿軸向延伸的導(dǎo)軌5，導(dǎo)軌5安裝在安裝平臺(tái)6上，機(jī)械手3和玻璃堆放裝置4的底部具有與導(dǎo)軌5合的滑槽(圖中未能示出)，滑槽在導(dǎo)軌5上滑動(dòng)，進(jìn)而使機(jī)械手3和玻璃堆放裝置4在導(dǎo)軌5上移動(dòng)。
[0028]機(jī)械手3和玻璃堆放裝置4的移動(dòng)可以采用最簡(jiǎn)單的手動(dòng)推動(dòng)方式，也可以采用如電機(jī)傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等移動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制器連接，由控制器控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而自動(dòng)控制機(jī)械手3和玻璃于堆放裝置4在導(dǎo)軌5上的位移量，不但可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以精確控制位移量，簡(jiǎn)化操作程序。
[0029]為了進(jìn)一步精確控制機(jī)械手3和玻璃于堆放裝置4的位移量，簡(jiǎn)化定位操作程序，機(jī)械手3和玻璃于堆放裝置4通過連桿等聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接在一起，機(jī)械手3和玻璃于堆放裝置4聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0030]在機(jī)械手3中設(shè)置有用于自動(dòng)識(shí)別和定位的圖像識(shí)別裝置(圖中未標(biāo)示)，機(jī)械手3和圖像識(shí)別裝置與控制器連接，圖像識(shí)別裝置將信號(hào)傳輸給控制器，由控制器控制機(jī)械手3的運(yùn)動(dòng)和調(diào)整，完成準(zhǔn)確抓取和準(zhǔn)確安裝。[0031]圖像識(shí)別裝置主要包括攝像機(jī)、存儲(chǔ)單元、圖像處理單元及信號(hào)輸出單元，在存儲(chǔ)單元中預(yù)先存儲(chǔ)有所有待安裝的側(cè)窗玻璃2的形狀、尺寸等圖像數(shù)據(jù)，攝像機(jī)設(shè)置在機(jī)械手3的正前方，用于捕捉待抓取的側(cè)窗玻璃2的圖像及側(cè)窗玻璃2安裝位置(即側(cè)墻I上已加工成型的窗框)的圖像，攝像機(jī)與存儲(chǔ)單元和圖像處理單元連接，攝像機(jī)將捕捉到的圖像傳送至圖像處理單元和存儲(chǔ)單元，圖像處理單元和存儲(chǔ)單元將由攝像機(jī)捕捉到的圖像與預(yù)先存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，按兩個(gè)圖像的重合度來判斷是否精確定位。本實(shí)施例中，為了達(dá)到精確定位，設(shè)定兩個(gè)圖像的重合精度大于或等于1_，若精度符合要求，圖像識(shí)別裝置通過信號(hào)輸出單元將該信號(hào)傳輸至控制器，控制器控制機(jī)械手3抓取和安裝側(cè)窗玻璃2 ;若精度不符合要求，圖像識(shí)別裝置同樣通過信號(hào)輸出單元將該信號(hào)傳輸至控制器，控制器根據(jù)圖像的重合度自動(dòng)調(diào)整機(jī)械手3的抓取和安裝位置，機(jī)械手3具有多自由度調(diào)整功能，直至機(jī)械手3達(dá)到合適的位置。
[0032]圖像識(shí)別裝置還具有自動(dòng)測(cè)量機(jī)械手3與安裝位置(即窗框)之間距離的功能，并通過測(cè)出的距離，計(jì)算出機(jī)械手3的位移量，將數(shù)據(jù)傳輸至控制器，控制器控制機(jī)械3自動(dòng)調(diào)整至合適的安裝位置。
[0033]如圖2所示，下面詳細(xì)描述該裝置的安裝過程:
[0034]I)當(dāng)待安裝的側(cè)窗玻璃2堆放至玻璃堆放裝置4內(nèi)，啟動(dòng)機(jī)械手3、圖像識(shí)別裝置及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)或者通過人推動(dòng)的方式將機(jī)械手3和玻璃堆放裝置4移動(dòng)至需要安裝側(cè)窗玻璃2的位置。
[0035]2)通過機(jī)械手3的圖像識(shí)別裝置，自動(dòng)識(shí)別側(cè)窗玻璃2安裝的基本位置，即側(cè)墻I上的窗框的位置，在判斷安裝位置后，圖像識(shí)別裝置自動(dòng)測(cè)量機(jī)械手3與窗框之間的相對(duì)距離，計(jì)算出機(jī)械手3的位移量，將數(shù)據(jù)傳輸至控制器，控制器控制機(jī)械3自動(dòng)調(diào)整至合適的安裝位置。
[0036]3)機(jī)械手3前去抓取玻璃堆放裝置4中的側(cè)窗玻璃2，在抓取側(cè)窗玻璃2的過程中，利用圖像識(shí)別裝置完成待抓取的側(cè)窗玻璃2的定位操作。
[0037]圖像識(shí)別裝置中的攝像機(jī)捕捉待抓取的側(cè)窗玻璃2的圖像，并將捕捉到的圖像傳送至圖像識(shí)別裝置中的圖像處理單元和存儲(chǔ)單元，圖像處理單元和存儲(chǔ)單元將由攝像機(jī)捕捉到的圖像與預(yù)先存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩個(gè)圖像的重合精度大于或等于1_，判定已精確定位，圖像識(shí)別裝置通過信號(hào)輸出單元將該信號(hào)傳輸至控制器，控制器控制機(jī)械手3在抓取點(diǎn)抓取側(cè)窗玻璃2。
[0038]若兩個(gè)圖像的重合精度不符合要求，機(jī)械手3將不能抓取，機(jī)械手3將進(jìn)入校準(zhǔn)階段，此時(shí)，圖像識(shí)別裝置同樣通過信號(hào)輸出單元將該信號(hào)傳輸至控制器，控制器根據(jù)圖像的重合度自動(dòng)調(diào)整機(jī)械手3的抓取位置，直至機(jī)械手3達(dá)到合適的抓取位置，完成自我校準(zhǔn)，控制器控制機(jī)械手3在抓取點(diǎn)抓取側(cè)窗玻璃2。
[0039]4)根據(jù)上述步驟2中的圖像識(shí)別結(jié)果，定位側(cè)窗玻璃2與側(cè)窗安裝位置(即窗框)的相對(duì)距離，機(jī)械手3將已抓取的側(cè)窗玻璃2運(yùn)送至側(cè)窗的安裝位置(即窗框)，并將側(cè)窗玻璃2放入預(yù)定的窗框內(nèi)。
[0040]5)在將側(cè)窗玻璃2安放入預(yù)定的窗框內(nèi)后，機(jī)械手3的圖像識(shí)別裝置將再次對(duì)安裝位置進(jìn)行圖像識(shí)別與定位，并對(duì)識(shí)別中的側(cè)窗玻璃2進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整側(cè)窗玻璃2至精確的安裝位置，在滿足安裝精度要求后，機(jī)械手3停止運(yùn)動(dòng)。圖像識(shí)別、定位及微調(diào)的過程與步驟3中的一致。
[0041]6)在機(jī)械手3完成安裝工作并停止運(yùn)動(dòng)后，工人對(duì)側(cè)窗玻璃2開始定位及涂膠操作，完成側(cè)窗玻璃2的定位與安裝。
[0042]7)機(jī)械手3在識(shí)別涂膠完成后放開抓取，恢復(fù)至初始狀態(tài)，再繼續(xù)安裝下一個(gè)側(cè)
窗玻璃2。
[0043]如上所述，結(jié)合附圖所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種側(cè)窗玻璃安裝裝置，其特征在于:包括用于抓取和安裝側(cè)窗玻璃的機(jī)械手、玻璃堆放裝置、用于所述機(jī)械手和玻璃堆放裝置移動(dòng)的移動(dòng)裝置及控制器，在所述機(jī)械手中設(shè)置有用于自動(dòng)識(shí)別和定位的圖像識(shí)別裝置，所述機(jī)械手和圖像識(shí)別裝置與所述控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)窗玻璃安裝裝置，其特征在于:所述移動(dòng)裝置包括設(shè)置在側(cè)窗旁邊的軸向?qū)к?，所述?dǎo)軌安裝在安裝平臺(tái)上，所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置在所述導(dǎo)軌上移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)窗玻璃安裝裝置，其特征在于:所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)軌連接，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)窗玻璃安裝裝置，其特征在于:所述機(jī)械手和所述玻璃堆放裝置聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)窗玻璃安裝裝置，其特征在于:所述機(jī)械手具有一用于吸附側(cè)窗玻璃的吸盤。
6.使用如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的側(cè)窗玻璃安裝裝置的安裝方法，其特征在于，包括如下步驟: 利用圖像識(shí)別裝置識(shí)別側(cè)窗玻璃安裝的基本安裝位置，并測(cè)量機(jī)械手與側(cè)窗安裝位置之間的相對(duì)距離，調(diào)整機(jī)械手至合適安裝位置； 利用圖像識(shí)別裝置對(duì)玻璃堆放裝置中的玻璃進(jìn)行定位操作，調(diào)整機(jī)械手的抓取位置，直至精確定位； 機(jī)械手從玻璃堆放裝置中抓取側(cè)窗玻璃，并運(yùn)送至側(cè)窗玻璃的安裝位置，將側(cè)窗玻璃按前期圖像識(shí)別結(jié)果放入預(yù)定的安裝位置內(nèi)； 對(duì)安裝后的側(cè)窗玻璃進(jìn)行固定操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝方法，其特征在于:在利用圖像識(shí)別裝置進(jìn)行抓取位置和安裝位置的定位操作中，定位精度通過待抓取的側(cè)窗玻璃圖像和安裝位置的圖像與存儲(chǔ)于所述圖像識(shí)別裝置中的圖像重合程度來判斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安裝方法，其特征在于:重合精度大于或等于Imm時(shí)確定為精確定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝方法，其特征在于:在所述機(jī)械手將側(cè)窗玻璃放入預(yù)定的安裝位置后，利用圖像識(shí)別裝置對(duì)側(cè)窗玻璃的安裝位置進(jìn)行再次識(shí)別定位，調(diào)整所述側(cè)窗玻璃至精確的安裝位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝方法，其特征在于:所述機(jī)械手和玻璃堆放裝置聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B23P19/00GK103567736SQ201210254605
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月23日
【發(fā)明者】孫篤玲, 安春雷, 李翊, 趙成剛, 楊龍 申請(qǐng)人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司