CN101858728A - 量测设备及量测方法 - Google Patents

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Abstract

一种量测设备，包括测量机构、上料机构、卸料机构、定位机构及移载机构，测量机构及移载机构设置于上料机构与卸料机构之间，定位机构设置于上料机构与测量机构之间，上料机构及卸料机构均包括夹持组件，移载机构包括传动组件及拾取组件，拾取组件在传动组件的带动下拾取定位机构上的工件并将所拾取的工件送至测量机构。本发明还提供一种量测方法。

Description

量测设备及量测方法
技术领域
本发明涉及一种量测设备及量测方法，尤其涉及一种劳动强度低并具有较高工作效率的量测设备及量测方法。
背景技术
在生产过程中，生产出的工件必须经过量测步骤，确认工件是否合格。
在使用常见的量测设备对工件进行量测时，先通过人工将待量测的工件装夹上量测设备上量测头所对的装夹位置，量测设备对工件进行量测，操作人员将量测后的工件取下并根据量测结果将合格工件与不合格工件分开。
在使用上述的量测设备进行工件的量测过程中，装料、卸料、装夹及移载等均需人工进行操作，存在操作者劳动强度大、工件装卸速度慢、易发生工件的碰刮伤等问题，且在装夹过程中，工件的定位准确性也易受人为放置手法等因素的影响，进一步影响到工件的测量精度。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种可有效降低劳动强度、避免碰刮伤及提高效率和测量精度的量测设备及量测方法。
一种量测设备，包括测量机构、上料机构、卸料机构、定位机构及移载机构，测量机构及移载机构设置于上料机构与卸料机构之间，定位机构设置于上料机构与测量机构之间，上料机构及卸料机构均包括夹持组件，移载机构包括传动组件及拾取组件，拾取组件在传动组件的带动下拾取定位机构上的工件并将所拾取的工件送至测量机构。
一种量测方法，包括以下步骤：
提供量测设备，该量测设备包括测量机构、上料机构、卸料机构、定位机构及移载机构，测量机构及移载机构设置于上料机构与卸料机构之间，定位机构设置于上料机构与测量机构之间，上料机构及卸料机构均包括夹持组件，移载机构包括传动组件及拾取组件，拾取组件在传动组件的带动下拾取定位机构上的工件并将所拾取的工件送至测量机构；
往上料机构上料，将装有工件的料盘放置于上料机构上；
定位，夹持组件将料盘上的工件夹持到定位机构上进行定位；
移载，移载机构将定位机构上的工件移载到测量机构；
测量并判断，测量机构对工件进行测量并根据测量值判断工件是否合格；
若合格，将工件移载至卸料机构，否则控制系统记录不良品数据，报警，取走不良品；
卸料，即取走卸料机构上装有工件的满的料盘；
若要继续测量，则重复上述步骤，否则关闭量测设备。
上述量测设备及测量方法中，只需人工对上料机构上料和卸料机构卸料，其余由量测设备自动完成，工件装卸速度快，操作人员劳动强度低，避免了碰刮伤等情况。且该量测设备中设置了定位机构，以及通过机器装夹避免了因人为因素造成的装夹质量不稳定，保证工件测量时定位较准确，提高了测量精度。
附图说明
图1为本发明实施例量测设备的部分零件结构图。
图2为图1所示量测设备的部分零件的另一视角的结构图。
图3为图1所示量测设备的定位机构结构图。
图4为图1所示量测设备的测量机构结构图。
图5为图1所示量测设备的移载机构结构图。
图6为图1所示量测设备的暂存治具结构图。
图7为本发明实施例量测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明的量测设备及量测方法作进一步的详细说明。
请同时参阅图1和图2，量测设备100包括上料机构10、定位机构20、移载机构30、测量机构40、暂存治具50及卸料机构60。各机构均设置于机架(部分未示)上，其中，移载机构30及测量机构40位于机架沿“X”轴方向的中央部位，上料机构10及卸料机构60位于移载机构30及测量机构40的两侧，定位机构20位于上料机构10与测量机构40之间，暂存治具50位于卸料机构60与测量机构40之间。该量测设备100还包括控制各机构运动的控制系统(图未示)。
上料机构10包括设置于机架上的托盘组件11、平行设置于托盘组件11一侧的第一升降机构12与第二升降机构13以及设置于托盘组件11另一侧的夹持组件14。第一升降机构12及第二升降机构13上均可放置料盘200。
托盘组件11包括矩形框结构的托盘框111、固定于托盘框111上的气缸112及设置于机架上的轨道113。该托盘组件11设置于机架上并可在电机(图未标)的驱动下沿轨道113滑动，气缸112用于夹紧料盘200。
第一升降机构12用于放置装有工件300的料盘200，第二升降机构13用于放置空的料盘200。第一升降机构12与第二升降机构13均由气缸推动沿“Z”轴方向作升降运动。
夹持组件14固定于机架上，该夹持组件14包括固定件141及设置于固定件141上并可相对固定件141滑动的两个机械夹爪143，该两个机械夹爪143可由电机或气缸驱动沿固定件141在上料机构10与定位机构20之间运动，并将工件300从上料机构10夹持到定位机构20上。
该上料机构10工作时，先将装有工件300的料盘200放置于第一升降机构12上，第一升降机构12将该料盘200送至托盘组件11，托盘组件11将料盘200夹紧，该料盘200中的工件300被夹持组件14取完后，托盘组件11将料盘200松开并放置于第二升降机构13上，第二升降机构13将空的料盘200移走。
当第一升降机构12将装有工件300的料盘200送至托盘组件11时，第一升降机构12沿“Z”轴方向上升，将料盘200送到托盘组件11处。托盘组件11的气缸112将料盘200夹紧，夹持组件14的机械夹爪143从料盘200上靠近第二升降机构13的一排开始夹取工件300。夹取工件300后，机械夹爪143在固定件141上沿“Y”轴方向滑动，将工件300送至定位机构20上。当料盘200上的一排工件300被取完后，托盘组件11托动料盘200沿“X”轴方向往靠近第二升降机构13的方向运动一段距离，使机械夹爪143夹取第二排的工件300。当料盘200上的工件300被取完后，该料盘200已运动至第二升降机构13的上方，第二升降机构13沿“Z”轴方向上升，托盘组件11将空的料盘200放松，第二升降机构13将空的料盘200托住并沿“Z”轴方向下降。
通过第一升降机构12与第二升降机构13的协调工作，每次可往第一升降机构12上放置较多的料盘200，并可等第二升降机构13上的料盘200也堆积较多时再将空的料盘200拿走，减少了对上料机构10装卸料盘200的次数，降低了操作人员的劳动强度。
请同时参阅图2和图3，由于放置于料盘200上的工件300的位置可能存在一点偏差，若直接将料盘200上的工件300移至测量机构30进行测量，工件200的位置偏差会影响测量的精度，因此在测量机构30与上料机构10之间设置定位机构20，在测量前先对工件300进行定位。定位机构20固定于机架上，该定位机构20包括固定于机架上的第一支撑件21、固定于第一支撑件21上的夹紧组件23及固定于夹紧组件23上的治具组件25。夹紧组件23为夹爪气缸，治具组件25为固定于夹紧组件23上的多个治具块。工件300放置于治具组件25之间，夹紧组件23推动治具组件25将工件300夹紧，由于工件300本身的位置偏差不大，在治具组件25夹紧工件300的过程中，多个治具块对工件300的推力即可使工件300的位置得到调整。
请同时参阅图1和图4，测量机构30包括固定于机架上的支撑板31、固定于支撑板31上的支撑台33和支架35、固定于支架35上的若干测量头37。支撑台33用于支撑工件300，该支撑台33位于测量头37的测量范围内。测量头37采用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)镜头或LED(Light Emitting Diode，发光二极管)测头等。
请同时参阅图1和图5，移载机构40固定于机架上并位于测量机构30的上方。该移载机构40包括传动组件41及可相对传动组件41滑动的拾取组件43。传动组件41包括驱动件411及滑轨413，拾取组件43包括连接杆431及设置于连接杆431末端的真空吸头433。拾取组件43可在驱动件411的作用下在滑轨413上沿“Y”轴方向及“Z”轴方向滑动。连接杆431连接于滑轨413上，真空吸头433可从定位机构20及测量机构30上吸取工件300。
请同时参阅图1和图6，暂存治具50包括第二支撑件51及固定于第二支撑件51上的承载台53，移载机构40可将测量机构30上的工件300移载到该承载台53上。
请同时参阅图1和图2，卸料机构60固定于机架上，其结构与上料机构10的结构大致相同。该卸料机构60包括托盘组件61、平行设置于托盘组件61一侧的第三升降机构62与第四升降机构63以及设置于托盘组件61另一侧的夹持组件64。该卸料机构60的第三升降机构62及第四升降机构63上均可放置料盘200。
托盘组件61包括矩形框结构的托盘框611、固定于托盘框611上的气缸612及固定于机架上的轨道613。该托盘组件61设置于机架上并可由电机(图未标)驱动沿机架上的轨道613运动。气缸612用于夹紧料盘200。
第三升降机构62用于放置空的料盘200，第四升降机构63用于放置满的料盘200。夹持组件64固定于机架上，包括固定件641及设置于固定件641上并可相对固定件641滑动的两个机械夹爪643，该两个机械夹爪643可由电机或气缸驱动沿固定件641在卸料机构60与暂存治具50之间运动。
当卸料时，第三升降机构62上升，将空的料盘200送至托盘组件61并由托盘组件61的气缸612夹紧，夹持组件64将从暂存治具50上夹取的工件300逐一放置于料盘200上，每放置一排，料盘200在托盘组件61的托动下沿“X”轴方向运动一段距离，当料盘200放满后，料盘200已运动至第四升降机构63的上方，第四升降机构63沿“Z”轴方向运动，将满的料盘200取走。
使用本发明的量测设备100进行量测时，包括以下步骤：
提供上述量测设备100；
先往上料机构10上料，即将装有工件300的料盘200放置于上料机构10的第一升降机构12，第一升降机构12将料盘200送至托盘组件11；
定位，即由上料机构10的夹持组件14从料盘200上将工件300夹持送至定位机构20，定位机构20对工件300进行定位；
移载，即由移载机构40的真空吸头433运动至定位机构20，定位机构20将已经进行过位置调整的工件300松开，真空吸头433从定位机构20上吸取工件300，并将工件300送至测量机构30的支撑台33上；
测量并判断，即测量机构30的测量头37对支撑台33上的工件300进行测量，并将测量值传入控制系统，控制系统根据测量值判断该工件300是否合格；
若合格，由移载机构40将工件300送至暂存治具50，并由卸料机构60的夹持组件64将暂存治具50上的工件300放置到料盘200上；若不合格，控制系统记录该不合格的工件300的信息，由移载机构40将该不合格的工件300送至暂存治具50，控制系统报警，由操作人员将不合格的工件300取走；
对卸料机构60卸料，卸料机构60的夹持组件64将托盘组件61上的料盘200装满后，第四升降机构63将满的料盘200取走；
若要继续测量，则重复上述步骤，否则关闭量测设备100。
使用该量测机构100进行测量时，仅需要人工往上料机构10上上料，以及从卸料机构60上卸料，其余的装夹、移载、定位、测量及判断是否合格等步骤均由量测设备100完成。人工参与较少，劳动强度小、装卸速度快且不易发生工件300的碰刮伤等，提高了效率。本量测设备100在测量机构30与上料机构10之间设置有定位机构20，对工件300进行位置调整再进行测量，且机器装夹避免了人为因素造成的装夹质量不稳定，保证了工件300的定位准确性，提高了测量精度。经检测和实验验证，该量测设备100在测量定位精度要求为±0.1mm时，GR&R(gauge repetition&reappearance，量具重复性与再现性)验证误差小于30％，满足生产要求。
可以理解，本发明的测量机构100也可省去暂存治具50，而将工件300直接由卸料机构60的夹持组件64从测量机构30上夹持到卸料机构60上，当移送的工件300是不合格时，在工件300移送至卸料机构60上后，系统发出警报，人工将不合格工件300取走。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种量测设备，包括测量机构，其特征在于：所述量测设备还包括上料机构、卸料机构、定位机构及移载机构，所述测量机构及移载机构设置于所述上料机构与所述卸料机构之间，所述定位机构设置于所述上料机构与所述测量机构之间，所述上料机构及所述卸料机构均包括夹持组件，所述移载机构包括传动组件及拾取组件，所述拾取组件在所述传动组件的带动下拾取所述定位机构上的工件并将所拾取的工件送至所述测量机构。
2.如权利要求1所述的量测设备，其特征在于：所述测量机构包括若干测量头及位于所述测量头测量范围内的支撑台。
3.如权利要求1所述的量测设备，其特征在于：所述定位机构包括夹紧组件及由所述夹紧组件推动并进行夹紧的治具组件。
4.如权利要求1所述的量测设备，其特征在于：所述量测设备还包括设置于所述卸料机构与所述测量机构之间的暂存治具，所述暂存治具包括存放工件的承载台，所述卸料机构的夹持组件将所述暂存治具上的工件夹持并送至所述卸料机构。
5.如权利要求4所述的量测设备，其特征在于：所述卸料机构还包括升降机构及托盘组件，所述升降机构可托动料盘作升降运动，所述托盘组件可夹紧料盘并待所述夹持组件夹取料盘上的工件。
6.如权利要求1所述的量测设备，其特征在于：所述上料机构还包括升降机构及托盘组件，所述升降机构可托动料盘作升降运动，所述托盘组件可夹紧料盘并待所述夹持组件夹取料盘上的工件。
7.如权利要求1所述的量测设备，其特征在于：所述移载机构的传动组件包括驱动件及滑轨，所述驱动件驱动所述拾取组件沿所述滑轨滑动。
8.一种量测方法，包括以下步骤：
提供量测设备，所述量测设备包括测量机构、上料机构、卸料机构、定位机构及移载机构，所述测量机构及移载机构设置于所述上料机构与所述卸料机构之间，所述定位机构设置于所述上料机构与所述测量机构之间，所述上料机构及所述卸料机构均包括夹持组件，所述移载机构包括传动组件及拾取组件，所述拾取组件在所述传动组件的带动下拾取所述定位机构上的工件并将所拾取的工件送至所述测量机构；
往所述上料机构上料，将装有工件的料盘放置于所述上料机构上；
定位，所述夹持组件将料盘上的工件夹持到所述定位机构上进行定位；
移载，所述移载机构将所述定位机构上的工件移载到所述测量机构；
测量并判断，所述所述测量机构对工件进行测量并根据测量值判断工件是否合格；
若合格，将工件移载至所述卸料机构，否则控制系统记录不良品数据，将不良品移载至所述卸料机构上并报警，取走不良品；
对所述卸料机构卸料，即取走所述卸料机构上装有工件的满的料盘；
若要继续测量，则重复上述步骤，否则关闭所述量测设备。
9.如权利要求8所述的量测方法，其特征在于：所述量测方法中提供的量测设备还包括暂存治具，所述暂存治具设置于所述测量机构与所述卸料机构之间，所述卸料机构还包括夹持组件，所述夹持组件于所述暂存治具与卸料机构之间运动，所述工件经过测量并判断步骤后，移载至所述暂存治具，并由所述卸料机构上的夹持组件从所述暂存治具夹持并送至所述卸料机构。
10.如权利要求8所述的量测方法，其特征在于：所述量测方法中提供的量测设备的上料机构包括升降机构及托盘组件，料盘装于所述升降机构上，所述升降机构升至所述托盘组件处，将料盘送至所述托盘组件夹紧或将所述托盘组件上的料盘取走。
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