CN101774098A - 机械部件的自动检测校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械部件的自动检测校正方法及装置，该方法包括：在一个机械构架上安装检测机器人和校正机器人，并在机械构架下方设置承载机械部件的工件轨道车；检测机器人采用高精度检测探头对所述工件轨道车上的机械部件进行检测，将所述机械部件的尺寸数据传送至控制系统；所述控制系统对所述检测机器人发送的尺寸数据进行分析处理，在所述机械部件不合格时向校正机器人发送指令；所述校正机器人根据所述控制系统的指令，对机械部件的机械偏差进行校正。本发明适用于机械部件制造过程中，对机械部件的偏差进行自动检测与校正，可提高产品的质量，降低生产成本。

Description

机械部件的自动检测校正方法及装置

技术领域

本发明涉及机械及控制技术领域，尤其涉及一种机械部件的自动检测校正方法及装置。

背景技术

在机械行业的各种机械部件的加工制造过程中，零部件偏差和装配环节的偏差尤其是焊接变形，一般都会出现制造偏差，当这些偏差超过特定的范围时是不允许的，必须对机械部件的偏差进行校正。

摩托车车架与其它机械部件一样，在制造过程中容易出现焊接变形。摩托车车架的焊后变形，变形量根据焊接工艺和焊接的胎具不同而不同，变形点遍布各个焊接和装配位置。目前生产线检测和校正这些偏差的方法，一般只能通过手工或机械工具进行检测和校正。然而，手工检测和校正会花费大量的劳动力和生产时间，同时工人处于一种非常危险的作业环境中，容易发生工伤事故，且作业劳动强度大，工作效率低，产品的质量不稳定，合格率低。

发明内容

本发明实施例提出一种机械部件的自动检测校正方法及装置，用于机械部件制造过程中，对机械部件的偏差进行自动检测和校正，可提高产品的质量，降低生产成本。

本发明实施例提供一种机械部件的自动检测及校正装置，包括机械构架、控制系统和工件轨道车，以及安装在所述机械构架上的检测机器人和校正机器人；

所述检测机器人设有高精度检测探头，用于对所述工件轨道车上的机械部件进行检测，并将所述机械部件的尺寸数据传送至所述控制系统；

所述校正机器人与所述控制系统相连接，用于接收所述控制系统的指令，并根据所述指令对所述工件轨道车上的机械部件的机械偏差进行校正。

所述机械部件的自动检测及校正装置还设有伺服行走系统，所述伺服行走系统安装在所述机械构架上，并设有移动轨道；所述检测机器人与所述校正机器人分别安置在所述移动轨道上，并按照所述控制系统的指令执行位置的移动。

所述校正机器人设有第一竖轴和第二竖轴，所述第一竖轴和所述第二竖轴安置在所述伺服行走系统的移动轨道上。所述校正机器人还设有第一校正手和第二校正手，分别安装在所述第一竖轴、所述第二竖轴的下端。

所述检测机器人设有高精度检测探头，所述高精度检测探头设置在所述第一竖轴和/或所述第二竖轴上。

相应地，本发明实施例还提供一种机械部件的自动检测校正方法，包括：

在一个机械构架上安装检测机器人和校正机器人，并在所述机械构架下方设置承载机械部件的工件轨道车；

所述检测机器人采用高精度检测探头对所述工件轨道车上的机械部件进行检测，将所述机械部件的尺寸数据传送至控制系统；

所述控制系统对所述检测机器人发送的尺寸数据进行分析处理，在所述机械部件不合格时向所述校正机器人发送指令；

所述校正机器人根据所述控制系统的指令，对机械部件的机械偏差进行校正。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供的机械部件的自动检测校正方法及装置，在机械构架上设置检测机器人和校正机器人，并由控制系统控制机器人行走、执行检测动作和校正动作。本发明适用于机械部件加工制造过程中，使用机器人实现对机械部件的从偏差检测到校正的全过程自动化，可提高产品的质量，降低生产成本；并且免去了人工检测和校正的工序，避免工伤事故的发生。

附图说明

图1是本发明提供的机械部件的自动检测及校正装置的主视图；

图2是本发明提供的机械部件的自动检测及校正装置的立体图；

图3是本发明提供的工件轨道车的结构示意图；

图4是本发明提供的机械部件的自动检测校正方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2，是本发明提供的机械部件的自动检测及校正装置的结构示意图。

所述机械部件的自动检测及校正装置包括：机械构架1、伺服行走系统2、检测机器人3、校正机器人4、控制系统5及工件轨道车6。

如图1、2所示，伺服行走系统2安装在机械构架1上，伺服行走系统2上设有移动轨道，包括前后移动轨道和左右移动轨道。检测机器人3与校正机器人4分别安置在伺服行走系统2的移动轨道上，能够前后左右地移动。并且检测机器人3、校正机器人4还分别通过信号线路与控制系统5相连接，按照控制系统5的指令在伺服行走系统2的移动轨道上执行位置的移动。

如图2所示，校正机器人4设有第一竖轴21和第二竖轴22，第一竖轴21和第二竖轴安置22均安置在伺服行走系统2的移动轨道上。校正机器人4还设有第一校正手41、第二校正手42，它们分别设置在第一竖轴21、第二竖轴22的下端。在控制系统5的控制下，校正手对工件轨道车6上的机械部件7进行校正。在具体实施当中，所述第一校正手41、第二校正手42可以采用机械力臂等校正工具。

检测机器人3上设有高精度检测探头(附图中未示出)，用于检测工件轨道车6上的机械部件7，如机械零部件、机械焊接构件等加工后的偏差，并将尺寸数据传送至控制系统5。其中，所述高精度检测探头包括位移传感器等检测元件。高精度检测探头(例如位移传感器)可设置在第一竖轴21和/或第二竖轴22上。

具体实施时，第一竖轴21和第二竖轴22安置在伺服行走系统2的移动轨道上，其在控制系统5的控制下，可前后左右地移动，使高精度检测探头、校正手准确地定位，实现对机械部件7的检测及校正。

进一步的，如图1、2所示，本实施例提供的机械部件的自动检测及校正装置还设有车架轨道8，所述车架轨道8铺设在机械构架1的下方，工件轨道车6放置在车架轨道8上，可沿着车架轨道8滑动。

工件轨道车6用于承载机械部件7(例如摩托车车架)，如图3所示，工件轨道车6具体由第一横轴61、第二横轴62、桁架63、第一基准固定装置64、第二基准固定装置65构成。第一横轴61、第二横轴62并排设置在桁架63上，机械部件7夹置在第一横轴61、第二横轴62之间，并通过第一基准固定装置64和第二基准固定装置65进行固定。

本发明在实际工件的检测时，生产线上的待检测和校正的机械部件7按节拍送到工件轨道车6上，并由夹具固定，机械部件7按照设定的速度运送到机械构架1的下方，接受检测机器人3、校正机器人4的检测和校正。

检测机器人3使用高精度检测探头(例如位移传感器)按照控制系统5设定的检测程序和对机械部件规定的检测点一一进行检测，并将检测到的数据通过信号线路传输到控制系统5中。

控制系统5上设有存储器和数据分析处理单元，该存储器用于保存各种机械结构、零部件的标准合格尺寸数据；数据分析处理单元在接收到检测机器人3的实际尺寸数据后，将实际尺寸数据与存储器中的机械部件的标准合格尺寸数据进行对比，当实际检测的尺寸数据全部符合标准合格尺寸数据的要求时，判定对应的机械部件为合格产品，可通过电脑自动输出或打印机械部件的“合格数据单据”；当实际检测的尺寸数据部分或全部不符合标准合格尺寸数据的要求时，则判定对应的机械部件为不合格产品，可通过电脑自动输出或打印机械部件的“部分或全部不合格数据单据”。其中，所述标准合格尺寸数据可根据实际需要设定，例如，若本发明用来检测摩托车车架的焊后变形时，则所述标准合格尺寸数据为摩托车车架图纸所规定的容许尺寸误差的指标数据。

进一步的，该控制系统5还设有电气控制单元，具体包括强电和弱电两部分，是控制机器人行走、执行检测动作和校正动作的电气元器件和线路部分，例如伺服马达、可编程序控制器(PLC)、计算机(PC)、控制线路板，各种限位开关、各种电气元件、变压器和电气线路等元素。

校正机器人4针对检测机器人3所检测出的不合格产品进行校正，主要是通过校正手施加的机械力对机械部件的机械偏差进行校正，使其符合标准合格尺寸数据的标准，校正为合格的产品。具体实施时，控制系统5通过分析检测机器人3实际的尺寸数据，得出机械部件不合格时，将不合格的数据传送给校正机器人4。当校正机器人4接收到控制系统5传输过来的不合格数据指令后，判断不合格数据的偏差大小、不合格的位置和方向，并按设定的程序选择出校正方案，对不合格的部位尺寸进行校正，直至校正合格为止。其中，所述校正方案包括校正的位移量、校正力、校正方向和校正点的位置。

在本发明的另一个实施例中，所述机械部件的自动检测及校正装置可以设置多个校正机器人，多个校正机器人之间通过信号线路连接。当仅由一个机器人难以实现校正方案时，校正机器人会呼叫另一名机器人来配合作战以实现校正方案，最终达到合格的要求，以提高工作效率。

检测机器人3、校正机器人4对按工作指令到达的工件轨道车6上的机械部件7进行检测和校正，在检测校正过程和校正完成后，控制系统5上的人机界面即时输出检测和校正的合格结果，检测和校正的工序完成后，自动进入下一工序的检测和校正。

参见图4，是本发明提供的机械部件的自动检测校正方法的流程示意图。

本实施例提供的机械部件的自动检测校正方法，可应用于上述的机械部件的自动检测和校正装置中。如图4所示，所述方法具体包括以下步骤：

S101，检测机器人采用高精度检测探头对机械部件进行检测，将所述机械部件的尺寸数据传送至控制系统；

S102，所述控制系统接收所述检测机器人发送的尺寸数据，将所述尺寸数据与预先存储的标准合格尺寸数据进行比较；

S103，判断机械偏差是否在允许的范围内，若是，则机械部件合格，若否，则执行步骤S104；

S104，所述机械部件为不合格产品，向校正机器人发送指令。其中，所述指令包含了机械部件的尺寸数据；

S105，所述校正机器人接收所述控制系统的指令，判断所述尺寸数据的偏差大小、不合格的位置和方向，选择校正方案；其中，所述校正方案包括校正的位移量、校正力、校正方向和校正点的位置；

S106，所述校正机器人向所述机械部件施加机械力，对所述机械部件的机械偏差进行校正，使其符合标准合格尺寸数据的标准。

S107，机械部件合格。

进一步的，本发明的又一实施例中，在所述检测机器人、校正机器人执行检测和校正的动作前，还包括：向所述检测机器人、校正机器人存入控制指令，控制所述检测机器人、校正机器人按照设定的程序对机械部件进行检测和校正。具体实施时，当机器人要执行一项新的工作，一般由操作人员给机器人做第一次示范作业，并让机器人按示范走过的轨迹记录下来(即向机器人存入控制指令)，以后机器人就会按第一次示范走过的轨迹自动完成作业(即按照设定的程序完成作业)。例如机器人焊接，不同的工件焊缝的长短，空间位置、焊接角度和焊接电流是不一样的。为此，一般第一次由操作人员示教一遍给机器人，即让机器人的焊枪按实际焊缝位置空走一次，并让机器人把走过的轨迹记录下来，以后机器人就会按第一次走过的路线自动完成焊接作业。同理，检测作业也是这样，按先后顺序，将检测点、检测位置、检测角度和校正点、校正力、校正位移量示范给机器人，并使机器人记录下来，以后对不同的工件，机器人就会按照所记录下来的程序方法和路线轨迹来完成作业了。机器人作业对机械部件放置位置的精确度要求非常严格，因此工件轨道车及其所承载的机械部件的位置准确度要求非常高，否则机器人就会出错拿不到工件。机械部件要按设定的时间指令和位置指令放置，一般要设计定位准确的夹具，也就工件轨道车，有专门的路线轨道，贯通于上下两个工序之间。

更为具体的，本实施例提供的机械部件的自动检测校正方法还包括：在所述机械构架上安装伺服行走系统，所述伺服行走系统上设有移动轨道；将所述检测机器人与所述校正机器人分别安置在所述移动轨道上，并通过所述控制系统发送指令控制所述检测机器人、校正机器人在移动轨道上移动，准确定位机械部件。其中，所述校正机器人设有第一竖轴和第二竖轴，所述第一竖轴和所述第二竖轴安置在所述伺服行走系统的移动轨道上。在所述第一竖轴、所述第二竖轴的下端分别设置第一校正手和第二校正手，用于对机械部件的机械偏差进行校正。优选的，可以将所述检测机器人的高精度检测探头设置在所述第一竖轴和/或所述第二竖轴上。进一步的，本实施例还可以在所述机械构架的下方铺设车架轨道，并将所述工件轨道车放置在所述车架轨道上。其中，所述工件轨道车由第一横轴、第二横轴、桁架、第一基准固定装置、第二基准固定装置构成；所述第一横轴、第二横轴并排设置在所述桁架上，机械部件夹置在所述第一横轴、第二横轴之间，并由所述第一基准固定装置、第二基准固定装置进行固定。

需要说明的是，实施本发明提供的机械部件的自动检测校正方法所获得的装置，其具体结构与上述实施例的机械部件的自动检测和校正装置相同，在此不再赘述。

本发明提供的机械部件的自动检测校正方法及装置，在机械构架上设置检测机器人和校正机器人，并由控制系统控制机器人行走、执行检测动作和校正动作。检测机器人携带高精度的检测元件对机械部件进行自动检测，检测信号经数据分析处理后，校正机器人智能选择校正方案，必要时多个机器人协同工作，实现任何位置任何偏差的自动检测与自动校正。本发明适用于机械部件加工制造过程中，使用机器人实现对机械部件的从偏差检测到校正的全过程自动化，可提高产品的质量，降低生产成本；并且操作者仅在人机界面上方便地控制和监视机器人检测与校正的结果就可以了，免去了人工检测和校正的工序，避免工伤事故的发生。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，包括机械构架、控制系统和工件轨道车，以及安装在所述机械构架上的检测机器人和校正机器人；

所述检测机器人设有高精度检测探头，用于对所述工件轨道车上的机械部件进行检测，并将所述机械部件的尺寸数据传送至所述控制系统；

所述校正机器人与所述控制系统相连接，用于接收所述控制系统的指令，并根据所述指令对所述工件轨道车上的机械部件的机械偏差进行校正。

2.如权利要求1所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述装置还设有伺服行走系统；

所述伺服行走系统安装在所述机械构架上，并设有移动轨道；所述检测机器人与所述校正机器人分别安置在所述移动轨道上，并按照所述控制系统的指令执行位置的移动。

3.如权利要求2所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述校正机器人设有第一竖轴和第二竖轴，所述第一竖轴和所述第二竖轴安置在所述伺服行走系统的移动轨道上。

4.如权利要求3所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述校正机器人还设有第一校正手和第二校正手，分别安装在所述第一竖轴、所述第二竖轴的下端。

5.如权利要求4所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述检测机器人设有高精度检测探头，所述高精度检测探头设置在所述第一竖轴和/或所述第二竖轴上。

6.如权利要求5所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述控制系统中设有存储器，用于保存机械部件的标准合格尺寸数据。

7.如权利要求6所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述控制系统还设有数据处理分析单元，用于将所述检测机器人发送的尺寸数据与所述存储器中的标准合格尺寸数据进行比较，判断机械部件是否合格。

8.如权利要求7所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述控制系统还设有电气控制单元，用于控制机器人行走、执行检测动作和校正动作。

9.如权利要求1～8任一项所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述装置还设有车架轨道，所述车架轨道铺设在所述机械构架的下方，所述工件轨道车放置在所述车架轨道上。

10.如权利要求9所述的机械部件的自动检测及校正装置，其特征在于，所述工件轨道车由第一横轴、第二横轴、桁架、第一基准固定装置、第二基准固定装置构成；所述第一横轴、第二横轴并排设置在所述桁架上，机械部件夹置在所述第一横轴、第二横轴之间，并由所述第一基准固定装置、第二基准固定装置进行固定。

11.一种机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，包括：

在一个机械构架上安装检测机器人和校正机器人，并在所述机械构架下方设置承载机械部件的工件轨道车；

所述检测机器人采用高精度检测探头对所述工件轨道车上的机械部件进行检测，将所述机械部件的尺寸数据传送至控制系统；

所述控制系统对所述检测机器人发送的尺寸数据进行分析处理，在所述机械部件不合格时向所述校正机器人发送指令；

所述校正机器人根据所述控制系统的指令，对机械部件的机械偏差进行校正。

12.如权利要求11所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述控制系统对所述检测机器人发送的尺寸数据进行分析处理，在所述机械部件不合格时向所述校正机器人发送指令，具体包括：

所述控制系统接收所述检测机器人发送的尺寸数据，将所述尺寸数据与预先存储的标准合格尺寸数据进行比较；

若机械偏差在允许的范围内，则判定所述机械部件合格；

否则，判定所述机械部件不合格，向校正机器人发送指令。

13.如权利要求12所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述校正机器人根据所述控制系统的指令，对机械部件的机械偏差进行校正，具体包括：

所述校正机器人接收所述控制系统的指令，所述指令包含了机械部件的尺寸数据；

所述校正机器人判断所述尺寸数据的偏差大小、不合格的位置和方向，选择校正方案；其中，所述校正方案包括校正的位移量、校正力、校正方向和校正点的位置；

所述校正机器人向所述机械部件施加机械力，对所述机械部件的机械偏差进行校正，使其符合所述标准合格尺寸数据的标准。

14.如权利要求13所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，在所述检测机器人、校正机器人执行检测和校正的动作前，还包括：

向所述检测机器人、校正机器人存入控制指令，控制所述检测机器人、校正机器人按照设定的程序对机械部件进行检测和校正。

15.如权利要求11～14任一项所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述机械构架上安装伺服行走系统，所述伺服行走系统上设有移动轨道；

将所述检测机器人与所述校正机器人分别安置在所述移动轨道上，并通过所述控制系统发送指令控制所述检测机器人、校正机器人在移动轨道上移动，准确定位机械部件。

16.如权利要求15所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述校正机器人设有第一竖轴和第二竖轴，所述第一竖轴和所述第二竖轴安置在所述伺服行走系统的移动轨道上。

17.如权利要求16所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，在所述第一竖轴、所述第二竖轴的下端分别设置第一校正手和第二校正手，对机械部件的机械偏差进行校正。

18.如权利要求17所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述检测机器人的高精度检测探头设置在所述第一竖轴和/或所述第二竖轴上。

19.如权利要求18所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述机械构架的下方铺设车架轨道，并将所述工件轨道车放置在所述车架轨道上。

20.如权利要求19所述的机械部件的自动检测校正方法，其特征在于，所述工件轨道车由第一横轴、第二横轴、桁架、第一基准固定装置、第二基准固定装置构成；所述第一横轴、第二横轴并排设置在所述桁架上，机械部件夹置在所述第一横轴、第二横轴之间，并由所述第一基准固定装置、第二基准固定装置进行固定。

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