本公開的實施例總體上涉及工業(yè)機器人領(lǐng)域,并且更具體地涉及用于縫制對象的工業(yè)機器人。
背景技術(shù):
1、在汽車工業(yè)中,越來越多的汽車被制造成裝備有皮革覆蓋的方向盤。皮革不僅改善了方向盤的外觀,而且改善了手感的舒適性。這是因為皮革覆蓋物可以抵抗由汗水引起的滑溜感,這意味著更安全的駕駛。
2、通常,皮制覆蓋物通過手工作業(yè)手工固定到毛坯方向盤上。工人首先通過膠粘附將皮革覆蓋物固定至毛坯方向盤上,然后通過逐針縫制將皮革覆蓋物縫制到毛坯方向盤上。這是勞動密集型和耗時的。對于單個方向盤,為了完成這個組裝過程,即使對于有經(jīng)驗的操作者也需要一小時。越來越需要通過工業(yè)機器人使組裝過程自動化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開的實例性實施例提供一種用于縫制對象的機器人和方法,其可以使用針來實現(xiàn)自動縫制。
2、在本公開的第一方面中,提供一種用于縫制對象的機器人。用于縫制對象的機器人包括:機器人臂,所述機器人臂被配置成保持針,所述針預(yù)先系有線,以及控制器,所述控制器被配置成移動所述針,其中所述對象包括柔性的外表面和形成在所述外表面上的預(yù)縫針腳,每個所述預(yù)縫針腳包括線區(qū)段,所述線區(qū)段包括頂側(cè)和相反的底側(cè),所述底側(cè)面對所述外表面,并且所述控制器被配置為通過使所述針沿著在所述線區(qū)段的所述底側(cè)和所述對象的所述外表面之間限定的路徑穿過所述線區(qū)段,以執(zhí)行縫制操作。
3、根據(jù)本公開,由于預(yù)縫針腳的布置,為了在軟材料上執(zhí)行縫合,針不必物理地穿透對象的主體,并且可以簡化由機器人執(zhí)行的縫制操作。而且,由于使針沿著在線區(qū)段的底側(cè)和對象的外表面之間限定的路徑穿過線區(qū)段,所以可以進(jìn)一步減少由與對象的意外接觸引起的刮擦。通過上述布置,可以使用針通過機器人在柔軟且柔韌的材料上執(zhí)行自動縫合。
4、在一些實施例中,所述控制器可被配置成:確定與所述預(yù)縫針腳的線區(qū)段對應(yīng)的待縫制位置;將所述針移動到位于所述線區(qū)段的第一橫向側(cè)處的準(zhǔn)備位置,所述準(zhǔn)備位置從所述待縫制位置偏移一偏移距離;確定所述針的姿態(tài),使得所述針的縱向軸線與所述對象上的所述路徑所在處的外表面相切;以及在針處于所確定的姿態(tài)的情況下,將所述針從所述線區(qū)段的所述第一橫向側(cè)移動第一距離而到達(dá)所述線區(qū)段的相對的第二橫向側(cè),以使所述針越過所述線區(qū)段,所述第一距離大于所述偏移距離。
5、在一些實施例中,機器人還可包括用于捕獲所述對象的圖像的照相機,其中基于所捕獲的圖像來確定所述待縫制位置以及所述針與所述外表面相切的切線角度。
6、在一些實施例中,所述控制器可被配置成:在所述準(zhǔn)備位置處,沿垂直于所述外表面的方向朝向所述外表面按壓針,以使所述對象的所述外表面變形。
7、在一些實施例中,機器人還可包括力傳感器,所述力傳感器附接到所述機器人臂,用于感測所述針和所述對象之間的接觸力,其中基于所感測的接觸力來確定按壓程度,所述按壓程度與所述對象的材料相關(guān)聯(lián)地被確定。
8、在一些實施例中,所述控制器可被配置成:在所述針保持按壓的狀態(tài)下,使所述針從所述線區(qū)段的所述第一橫向側(cè)線性移動所述第一距離,而到達(dá)所述線區(qū)段的相對的所述第二橫向側(cè)。
9、在一些實施例中,所述控制器可被配置成:調(diào)整所述針的所述姿態(tài),以使得所述針的針尖在移動所述第一距離之后遠(yuǎn)離所述外表面向上傾斜;以及以經(jīng)調(diào)整的姿態(tài)將所述針移動第二距離。
10、在一些實施例中,所述針尖的傾斜程度可被確定為使得所述針尖的進(jìn)一步運動不干涉其他預(yù)縫針腳。
11、在一些實施例中,所述對象可包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物,所述覆蓋物由皮革、人造革或織物制成。
12、在本公開的第一方面中,提供一種用于縫制對象的方法。方法包括:通過機器人臂保持針,所述針預(yù)先用線系住,以及由控制器通過使所述針從線區(qū)段的底側(cè)越過所述線區(qū)段而進(jìn)行縫制操作,其中所述對象包括柔性的外表面和形成在所述外表面上的預(yù)縫針腳,每個所述預(yù)縫針腳包括所述線區(qū)段,所述線區(qū)段包括頂側(cè)和相反的底側(cè),所述底側(cè)面對所述外表面。
13、在一些實施例中,方法還可包括:通過所述控制器確定與所述預(yù)縫針腳的線區(qū)段對應(yīng)的待縫制位置;通過所述控制器將所述針移動到位于所述線區(qū)段的第一橫向側(cè)處的準(zhǔn)備位置,所述準(zhǔn)備位置從所述待縫制位置偏移一偏移距離;通過所述控制器確定所述針的姿態(tài),使得所述針的縱向軸線與所述對象的外表面相切,所述外表面位于所述針穿過的所述線區(qū)段處;以及在針處于所確定的姿態(tài)的情況下,通過所述控制器,將所述針從所述線區(qū)段的第一橫向側(cè)移動第一距離,而到達(dá)所述線區(qū)段的相對的第二橫向側(cè),以使所述針穿過所述線區(qū)段,所述第一距離大于所述偏移距離。
14、在一些實施例中,方法還可包括基于由照相機捕獲的捕獲圖像確定所述待縫制位置以及所述針與所述外表面相切的切線角度。
15、在一些實施例中,方法還可包括:在所述準(zhǔn)備位置處,沿垂直于所述外表面的方向朝向所述外表面按壓所述針,以使所述對象的所述外表面變形,按壓的程度基于由附接到所述機器人臂的力傳感器所感測到的接觸力來確定。
16、在一些實施例中,方法還可包括:在所述針保持所述按壓的狀態(tài)下,將所述針從所述線區(qū)段的所述第一橫向側(cè)線性移動所述第一距離,而到達(dá)所述線區(qū)段的相對的所述第二橫向側(cè)。
17、在一些實施例中,方法還可包括:調(diào)整所述針的姿態(tài),以使得所述針的針尖在移動所述第一距離的之后遠(yuǎn)離所述外表面向上傾斜,其中所述針的針尖的傾斜程度被確定為使得所述針尖的進(jìn)一步移動不干涉其他預(yù)縫針腳;以及以經(jīng)調(diào)整的姿態(tài),將所述針移動第二距離。
18、在一些實施例中,所述對象可包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物,所述覆蓋物由皮革、人造革或織物制成。
1.一種用于縫制對象(290)的機器人,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人,其中所述控制器(210)被配置成:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人,還包括用于捕獲所述對象(290)的圖像的照相機(252),其中基于所捕獲的圖像來確定所述待縫制位置以及所述針與所述外表面(297)相切的切線角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人,其中所述控制器(210)被配置成:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人,還包括力傳感器,所述力傳感器被附接到所述機器人臂(220),用于感測所述針和所述對象(290)之間的接觸力,其中基于所感測的接觸力來確定按壓程度,所述按壓程度與所述對象(290)的材料相關(guān)聯(lián)地被確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人,其中所述控制器(210)被配置成:
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人,其中所述控制器(210)被配置成:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機器人,其中所述針的所述針尖的傾斜程度被確定為使得所述針尖的進(jìn)一步運動不干涉其他預(yù)縫針腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的機器人,其中所述對象(290)包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物(294),所述覆蓋物(294)由皮革、人造革或織物制成。
10.一種用于縫制對象(290)的方法,包括:
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,還包括
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,還包括基于由照相機(252)捕獲的捕獲圖像確定所述待縫制位置以及所述針與所述外表面(297)相切的切線角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,還包括:在所述準(zhǔn)備位置處,沿垂直于所述外表面(297)的方向朝向所述外表面(297)按壓所述針,以使所述對象(290)的所述外表面(297)變形,按壓的程度基于由附接到所述機器人臂(220)的力傳感器所感測到的接觸力來確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,還包括:在所述針保持所述按壓的狀態(tài)下,將所述針從所述線區(qū)段(292)的所述第一橫向側(cè)線性移動所述第一距離,而到達(dá)所述線區(qū)段(292)的相對的所述第二橫向側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,還包括:
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一項所述的方法,其中所述對象(290)包括圍繞方向盤預(yù)卷繞的覆蓋物(294),所述覆蓋物(294)由皮革、人造革或織物制成。