WO2020078334A1 - 利用agv作为运载工具的夹具自动交换方法 - Google Patents

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凌卫国
张继昌
陈坤
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上海交大智邦科技有限公司
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D63/02—Motor vehicles
    • B62D63/04—Component parts or accessories

Definitions

  • the invention relates to the field of industrial automation production lines, in particular to an automatic exchange method for fixtures using AGV as a vehicle.
  • the factory mainly adopts the method of manually replacing the fixture, suspending the fixture with a truss and putting it into the warehouse, and then taking the new fixture into the fixture location.
  • This method is very time-consuming and labor-intensive, and it takes a lot of time to adjust the accuracy.
  • the current factory production lines are committed to achieving intelligent and unmanned development. Replacing fixtures by manpower is bound to be disproportionate to this trend.
  • the AGV is used to carry the jigs, but the current AGV positioning is a rough positioning, the accuracy is not high, and the guide device is needed to assist the AGV positioning, which further increases the cost.
  • the object of the present invention is to provide an automatic method for automatically changing fixtures using AGV as a vehicle.
  • the present invention provides an automatic exchange method of a fixture using AGV as a carrier, including the following steps: S1, the AGV carrier removes the old fixture from the device;
  • the AGV carrier takes out the new fixture and returns to the equipment
  • the AGV carrier installs the new fixture to the equipment.
  • the AGV vehicle returns to the device through the navigation system to achieve initial positioning.
  • S3 includes:
  • the AGV carrier installs the new fixture to the equipment.
  • S3.1 includes:
  • the AGV carrier obtains the position information of the new fixture relative to the spatial position of the equipment
  • the AGV vehicle obtains the position information of the reference position through the positioning system
  • the AGV carrier adjusts the new fixture according to the position information of the new fixture relative to the spatial position of the device and the position information of the reference position, and performs repositioning;
  • the reference position is the position where the fixture is first installed on the device.
  • S3.2 includes:
  • the AGV carrier obtains the position information of the angular position of the new fixture relative to the equipment
  • the AGV carrier adjusts the new fixture according to the position information of the new fixture relative to the angular position of the device, and performs accurate positioning.
  • the AGV carrier obtains the position information of the angular position of the new fixture relative to the device through the sensor.
  • the AGV carrier adjusts the new fixture according to the position information of the angular position of the new fixture with respect to the device through the A-axis swing member to perform accurate positioning.
  • step S0 which includes:
  • an identification piece is provided on the device to record the position information of the reference position;
  • the identification piece corresponds to the reference position.
  • the identification member is an image identification code
  • the navigation system is any one or any combination of laser navigation, magnetic navigation, optical navigation, and inertial navigation.
  • the present invention has the following advantages:
  • the present invention can realize the automatic installation and disassembly of the fixture, with a high degree of automation, can improve efficiency, save manpower and material resources;
  • the zero-point positioning system cooperates with the positioning of the hole pin.
  • the zero-point positioning system feeds back errors in real time and makes adjustments to improve accuracy, which can meet the requirements of matching accuracy during the installation of the fixture;
  • AGV can go back and forth at the processing point of each process, can realize one-to-many fixture exchange, without having to install a corresponding exchange workbench for each equipment, which can reduce costs;
  • the AGV can move around in the workshop, and can be transferred when needed, and can be transferred without it, which realizes the maximum utilization rate of the equipment.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for automatic exchange of fixtures using AGV as a carrier in the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the automatic exchange method of a fixture using AGV as a vehicle in the present invention.
  • the technical solution of the present invention mainly utilizes the mechanical positioning and calibration records of the AGV carrier 1, the navigation and positioning of the AGV carrier 1, the positioning of the fixture zero point calibration system 2, and the coordinated positioning of the fixture hole pins to implement the installation of the fixture 3.
  • the navigation system can be various navigation methods such as laser navigation, magnetic navigation, optical navigation, inertial navigation and so on.
  • the AGV vehicle 1 can automatically complete the initial positioning in front of the device 4 along the fixed trajectory by means of the navigation system.
  • the mechanical positioning of the AGV carrier 1 means that the precise position of the fixture 3 on the device 4 is adjusted by purely mechanical means before the exchange, and the image identification code 6 is installed in a specific place, and the zero point calibration on the AGV carrier 1 is used
  • the system 2 records the position where the image identification code 6 is installed as the reference position of the fixture 3, and also as the zero point of each numerical control axis of the four-axis numerical control unit.
  • the position of the AGV carrier 1 and the numerical control unit and supporting mechanism on the AGV carrier 1 The position of 7 is also their reference point, and the electronic control system records all the above reference point information as the position reference point for subsequent exchange.
  • the positioning of the calibration system 2 can determine the position deviation of the fixture 3 by photographing and process the calculation with the control system of the numerical control unit, and then control the four numerical control axes to move corresponding positions to realize the repositioning of the fixture 3.
  • the fixture hole pins are positioned in coordination, the fixture 3 has positioning holes, the fixture mounting block has guide pins and fine positioning pins 5, and during the fall of the fixture 3, the positioning holes cooperate with the guide pins. Then the oblique angle sensor on the clamp support mechanism 7 can transmit the inclination of the fork and the horizontal plane to the control system.
  • the control system uses the A-axis swinging member to adjust the angle of the fork plane and the horizontal plane to make the precise positioning hole pin cooperate. Precise positioning on the mounting block.
  • the jig 3 falls on the support mechanism 7 along with the guide rail of the CNC four-axis unit along the front and back movement of the bracket under the drive of the oil cylinder, so that the jig support mechanism 7 and the jig 3 are separated, and the jig 3 is installed in the jig installation 4 on the positioning and assembly.
  • the AGV vehicle 1 is withdrawn along a fixed trajectory under the action of the navigation system and returns to a specific position.
  • the action S of removing the fixture 3 for the AGV carrier 1 is basically the same as the S during installation. The difference is that after completing the positioning of the navigation positioning and calibration system 2, the AGV carrier 1 moves the oil cylinder up and down to drive the CNC four-axis unit
  • the jig support mechanism 7 moves up, and the jig 3 is removed from below.
  • the support mechanism 7 continues to rise, the clamp 3 and the device 4 are disengaged, and the AGV carrier 1 with the clamp 3 leaves the device 4.
  • the present invention uses AGV as a means of automatic exchange of fixtures to implement automatic installation of fixtures 3 in industrial production, specifically divided into mechanical positioning and calibration records of AGV carrier 1 and AGV carrier 1 Navigation and positioning, positioning of fixture zero point calibration system 2, positioning of fixture hole pins, installation of fixture 3, etc.
  • the AGV carrier 1 takes out the fixture 3 from the library, and completes the initial positioning in front of the machine tool or testing equipment 4 along the fixed trajectory according to the vehicle navigation system;
  • the oil cylinder moves up and down, so that the support mechanism 7 can penetrate into the device 4 at a suitable position;
  • the calibration system 2 of the fixture 3 transmits the position deviation information to the vehicle navigation and numerical control unit control electronic equipment, vehicle navigation and numerical control unit control
  • the electronic device controls the CNC unit to make the fixture 3 complete the positioning on the fixture mounting block; then the CNC four-axis unit bracket continues to fall, and the thick guide hole pin cooperates;
  • the oblique angle sensor detects the tilt angle of the fork at this time and transmits it to the control system, the control system controls
  • a The shaft swing piece is the level of the fork; the CNC four units continue to fall,

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Abstract

一种利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，包括如下步骤：S1，AGV运载器（1）从设备（4）上取下旧夹具；S2，AGV运载器（1）取出新夹具并返回至设备（4）；S3，AGV运载器（1）将新夹具安装到设备（4）上。通过AGV运载器能够实现夹具的全自动安装与拆卸，自动化程度高，可以提高效率，节省人力物力；AGV运载器采用导航定位，实现精确定位；零点定位***与孔销定位配合，零点定位***实时反馈误差并进行调整，提高精度，能满足在夹具安装的过程中匹配精度的要求；可以来回于各个工序的加工点处，实现一对多的夹具交换，不用给每个设备都安装相应的交换工作台，能降低成本；可以在车间走动，需要时调来，不需要可以调走，实现了设备的最大利用率。

Description

利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法 技术领域
本发明涉及工业自动化生产线领域，特别是一种利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法。
背景技术
随着我国工业化程度的不断加深，产品的制造往精密化、高效化、智能化发展。产品的加工和测量离不开夹具的固定和定位。夹具的使用首先需要在设备上进行安装定位，不同的零件各自适应不同的夹具，因此当设备上需要加工或者测量的零件发生更换时，首先需要更换零件的夹具。这就涉及到上个工件夹具的取出与本个零件的安装问题。夹具作为零件加工和测量的固定原件以及定位基准，对零件精确加工和准确测量具有重要意义。
目前，为了解决夹具安装或拆卸问题，工厂主要是采用人工更换夹具的方法，用桁架吊走夹具放进库里，再取来新夹具放进夹具位置。这种方式十分费时费力，而且调节精度需要花费大量时间。现在的工厂生产线都致力于实现智能化、无人化发展，靠人力去更换夹具势必与此种趋势不相称。
为了解决上述技术问题，市场上采用了对设备改进的方式，具体是在设备上相应的工序加工点上安装交换工作台，通过交换工作台进行夹具的更换，但是由于需要将交换工作台本身安装于设备上，而每一道工序的加工设备上都会安装相应的交换工作台，就会造成设备集体庞大且成本高昂，不易维护。
而且为了配合交换工作台，是通过AGV进行夹具的运送，但是现阶段的AGV的定位的是一种粗定位，精度不高，需要导引装置来辅助AGV的定位，又进一步增加了成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种自动化的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用AGV作为运载工具的夹具自动交换 方法，包括如下步骤：S1，AGV运载器从设备上取下旧夹具；
S2，AGV运载器取出新夹具并返回至设备；
S3，AGV运载器将新夹具安装到设备上。
优选地，S2中，AGV运载器通过导航***返回至设备，实现初始定位。
优选地，S3包括：
S3.1，AGV运载器进行再次定位；
S3.2，AGV运载器进行精确定位；
S3.3，AGV运载器将新夹具安装到设备上。
优选地，S3.1包括：
S3.1.1，AGV运载器获取新夹具相对于设备的空间位置的位置信息；
S3.1.2，AGV运载器通过定位***获取基准位置的位置信息；
S3.1.3，AGV运载器根据新夹具相对于设备的空间位置的位置信息及基准位置的位置信息调节新夹具，进行再次定位；其中
基准位置为在设备上首次安装夹具的位置。
优选地，S3.2包括：
S3.2.1，AGV运载器获取新夹具相对于设备的角度位置的位置信息；
S3.2.2，AGV运载器根据新夹具相对于设备的角度位置的位置信息调节新夹具，进行精确定位。
优选地，S3.2.1中，AGV运载器通过传感器获取新夹具相对于设备的角度位置的位置信息。
优选地，S3.2.2中，AGV运载器通过A轴摆动件根据新夹具相对于设备的角度位置的位置信息调节新夹具，进行精确定位。
优选地，还包括步骤S0，步骤S0包括：
S0.1，进行夹具的首次安装，完成安装后获取夹具相对于设备的基准位置；
S0.2，记录基准位置的位置信息。
优选地，S0.2中，在设备上设置识别件，记录基准位置的位置信息；其中
识别件与基准位置对应。
优选地，识别件为图像识别码；导航***为激光导航、磁导航、光学导航及惯性导航中任意一种或任意多种的组合。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明可以实现夹具的全自动安装与拆卸，自动化程度高，可以提高效率，节省人力物力；
2)采用导航定位，实现精确定位；
3)零点定位***与孔销定位配合，零点定位***实时反馈误差并进行调整，提高精度，能满足在夹具安装的过程中匹配精度的要求；
4)AGV可以来回于各个工序的加工点处，能实现一对多的夹具交换，不用给每个设备都安装相应的交换工作台，能降低成本；
5)AGV可以在车间走动，需要时调来，不需要可以调走，实现了设备的最大利用率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法流程图；
图2为本发明利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法示意图。
图中：
1-AGV运载器             2-标定***              3-夹具
4-设备                  5-定位销                6-图像识别码
7-支撑机构
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改。
本发明的技术方案主要是利用AGV运载器1的机械定位与标定记录、AGV运载器1的导航定位、夹具零点标定***2的定位、夹具孔销配合定位实现夹具3的安装。
导航***可以是激光导航、磁导航、光学导航、惯性导航等多种导航方式。AGV运载器1能够依靠该导航***沿固定轨迹自动完成在设备4前的初始定位。
AGV运载器1的机械定位，指的是在交换前首先用纯机械方式调整夹具3在设备4上的精准位置，并在特定的地方安装图像识别码6，用AGV运载器1上的零点标定***2记下安装图像识别码6的位置作为夹具3的基准位置，也作为四轴数控单元各个数控 轴的零点，此时AGV运载器1的位置和AGV运载器1上的数控单元及支撑机构7的位置也是它们的基准点，电子控制***记录上述所有的基准点信息作为后续交换的位置基准点。
标定***2的定位，能够通过拍照的方式确定夹具3的位置偏差并和数控单元的控制***进行处理运算，再控制四根数控轴作相应的位置移动实现夹具3的再次定位。
夹具孔销配合定位，夹具3上有定位孔，夹具安装块上有引导销和精定位销5，夹具3下落过程中，定位孔与引导销配合。随后夹具支撑机构7上的斜角传感器，可以将叉子与水平面的倾角传递给控制***，控制***利用A轴摆动件调整叉子平面与水平面的角度从而使精定位孔销配合，完成夹具3在夹具安装块上的精准定位。
夹具3的安装，夹具3在支撑机构7上随着数控四轴单元沿着前后移动支架的导轨在油缸的驱动下而下落，使夹具支撑机构7和夹具3脱离，完成夹具3在夹具安装设备4上的定位和装配。
随后，AGV运载器1在导航***的作用下沿固定轨迹撤走，回到特定的位置。
对于AGV运载器1取走夹具3的动作S和安装时的S基本相同，不同之处在于：AGV运载器1在完成导航定位和标定***2的定位之后，上下移动油缸驱动数控四轴单元带动夹具支撑机构7上移，从下方去取下夹具3。夹具支撑机构7上有引导销和精定位销5，支撑机构7上升过程中，夹具支撑机构7上的引导销和夹具3上的销孔配合，随后精定位孔销配合。支撑机构7继续上升，夹具3和设备4脱离，AGV运载器1带夹具3离开设备4。
如图1、图2所示，本发明利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，在工业生产实现夹具3的自动安装，具体分为AGV运载器1的机械定位与标定记录、AGV运载器1的导航定位、夹具零点标定***2的定位、夹具孔销配合定位、夹具3的安装等。
在工作前首先用纯机械方式调整夹具3在夹具安装设备4上的精准位置，在精准位置处设置一图像识别码6，并用零点标定***2记下此位置作为夹具3的基准位置。工作时AGV运载器1从库里取出夹具3，根据车载导航***沿固定轨迹完成在机床或检测设备4前的初始定位；移动支架在前后移动油缸的作用下前移、数控四轴单元支架在上下移动油缸的作用下下落，使支撑机构7在合适位置能够探进设备4中；夹具3的标定***2，将位置偏差信息传到车载导航和数控单元控制电子设备，车载导航和数控单元控制电子设备控制数控单元使夹具3在夹具安装块上面完成定位；然后数控四轴单元支架继续下落，粗导向孔销配合；斜角传感器检测此时叉子的倾斜角度传递给控制***， 控制***控制A轴摆动件，是叉子水平；数控四单元继续下落，精定位孔销配合，叉子撤出，安装完成。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

  1. 一种利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，包括如下步骤：
    S1，AGV运载器从设备上取下旧夹具；
    S2，AGV运载器取出新夹具并返回至设备；
    S3，AGV运载器将新夹具安装到设备上。
  2. 根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S2中，AGV运载器通过导航***返回至设备，实现初始定位。
  3. 根据权利要求2所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S3包括：
    S3.1，AGV运载器进行再次定位；
    S3.2，AGV运载器进行精确定位；
    S3.3，AGV运载器将新夹具安装到设备上。
  4. 根据权利要求3所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S3.1包括：
    S3.1.1，AGV运载器获取新夹具相对于设备的空间位置的位置信息；
    S3.1.2，AGV运载器通过定位***获取基准位置的位置信息；
    S3.1.3，AGV运载器根据新夹具相对于设备的空间位置的位置信息及基准位置的位置信息调节新夹具，进行再次定位；其中
    基准位置为在设备上首次安装夹具的位置。
  5. 根据权利要求3所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S3.2包括：
    S3.2.1，AGV运载器获取新夹具相对于设备的角度位置的位置信息；
    S3.2.2，AGV运载器根据新夹具相对于设备的角度位置的位置信息调节新夹具，进行精确定位。
  6. 根据权利要求5所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S3.2.1中，AGV运载器通过传感器获取新夹具相对于设备的角度位置的位置信息。
  7. 根据权利要求5所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S3.2.2中，AGV运载器通过A轴摆动件根据新夹具相对于设备的角度位置的位置信息调节新夹具，进行精确定位。
  8. 根据权利要求2所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，还包括步骤S0，步骤S0包括：
    S0.1，进行夹具的首次安装，完成安装后获取夹具相对于设备的基准位置；
    S0.2，记录基准位置的位置信息。
  9. 根据权利要求8所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，S0.2中，在设备上设置识别件，记录基准位置的位置信息；其中
    识别件与基准位置对应。
  10. 根据权利要求9所述的利用AGV作为运载工具的夹具自动交换方法，其特征在于，识别件为图像识别码；导航***为激光导航、磁导航、光学导航及惯性导航中任意一种或任意多种的组合。
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