CN103115565A - 一种激光测量系统及其激光测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光测量系统及其激光测量方法，其包括一激光测量机器人与用于控制所述激光测量机器人运行的机器人控制装置，所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通过一可编程逻辑控制器通信连接，其特征在于，所述激光测量机器人上设置有一激光测量装置；所述激光测量系统包括一控制中心，所述控制中心内设置有一数据分析单元，所述数据分析单元通过转换器与一检测报警装置通信连接，所述检测报警装置与所述激光测量装置通信连接，所述控制中心与所述机器人控制装置通信连接；及其激光测量方法。能够自动完成对工件的测量过程，完全取代人工测量，减少了操作者的劳动强度，节约了时间，降低了产品制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种激光测量系统及其激光测量方法。
背景技术
工业机器人(Industrial Robot)是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。它们通常配有机械手、刀具或其它可装配的加工工具，能够搬运材料、工件，完成各种作业是一种柔性自动化设备。
受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模，国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计，最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的。
汽车工业是全球制造业的支柱产业之一，随着汽车工业的发展，对汽车品质要求越来越高，而使用自动化设备，取代人工的生产是其重要措施之一。许多过去由人工完成的制造工艺过程正逐渐由先进的机械自动化生产设备来实现，由此引发了对机械自动化制造工艺设备及生产线越来越多的需求。现有技术中的一般采用人工进行工件测量，其测量精度较低，容易出现偏差，对汽车组装带来潜在危害，并且其工作效率较低，工人直接接触工件，在测量过程中容易损害工件，增加企业制造成本。
因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光测量系统及其激光测量方法，以提高测量精度，为下一工序提供精准的测量结果。
本发明的技术方案如下：
一种激光测量系统，其包括一激光测量机器人与用于控制所述激光测量机器人运行的机器人控制装置，所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通过一可编程逻辑控制器通信连接，其中，所述激光测量机器人上设置有一激光测量装置；所述激光测量系统包括一控制中心，所述控制中心内设置有一数据分析单元，所述数据分析单元通过转换器与一检测报警装置通信连接，所述检测报警装置与所述激光测量装置通信连接，所述控制中心与所述机器人控制装置通信连接；所述检测报警装置将所述激光测量装置的测量结果反馈至所述控制中心进行数据分析。
所述的激光测量系统，其中，所述激光测量装置包括一激光测量仪与一用于固定工件的工件夹具，所述激光测量仪与所述工件夹具相适配；所述工件夹具将工件夹紧固定，所述激光测量仪对工件进行测量。
所述的激光测量系统，其中，所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通过电机供电电缆及编码线通信连接。
所述的激光测量系统，其中，所述激光测量机器人包括：
初始化模块，用于对所述激光测量机器人进行初始化；
零点确认模块，用于确认所述激光测量机器人各轴角度、零点是否准确；
地址分配模块，用于设置所述机器人控制装置主网络地址、所述激光测量机器人从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述激光测量装置的坐标；
机器人编程模块，用于设定所述激光测量装置的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互；
通讯模块，用于与所述可编程逻辑控制器交互信号，指挥所述激光测量装置对工件进行测量；
测量控制模块，用于根据预先设定的所述激光测量装置之运动轨迹控制所述激光测量装置运动，完成测量；
所述初始化模块、所述零点确认模块、所述地址分配模块、所述机器人编程模块、所述通讯模块与所述测量控制模块依次通信连接。
一种激光测量方法，其包括以下步骤：
对激光测量机器人上电初始化并进行零点校正，确定所述激光测量机器人在生产线上激光测量工位中的位置；然后确定激光测量装置的工作坐标，机器人控制装置控制所述激光测量机器人完成对工件的激光测量。
所述的激光测量方法，其中，上述步骤具体的包括：
A、初始化模块对所述激光测量机器人初始化，然后零点确认模块确认所述激光测量机器人各轴角度并同步进行零点校正；
B、地址分配模块设置所述机器人控制装置的主网络地址与所述激光测量机器人的从网络地址，使所述激光测量机器人与所述机器人控制装置相连接，定义所述检测报警装置与所述激光测量装置的坐标；
C、所述地址分配模块将所述检测报警装置与所述激光测量装置的坐标发送至机器人编程模块，所述机器人编程模块设定所述激光测量装置的运动轨迹，并将所述激光测量装置的运动轨迹发送至测量控制模块，所述测量控制模块根据预先设定之所述激光测量装置的运动轨迹控制所述激光测量装置对工件进行激光测量。
所述的激光测量方法，其中，上述步骤具体的包括：
确定所述激光测量机器人在生产线上激光测量工位中的位置；
对所述激光测量机器人上电并初始化；
对所述激光测量机器人进行零点校正；
所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通信连接，并确定所述激光测量装置的坐标；
校正预先编程所述激光测量装置的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；
确定并优化所述激光测量装置的运动轨迹，控制所述激光测量装置运动完成激光测量。
本发明提供的一种激光测量系统及其激光测量方法，激光测量机器人、机器人控制装置、可编程逻辑控制器、激光测量装置与控制中心的机构模式，能够自动完成对工件的测量过程，完全取代人工测量，与传统的由人工进行测量相比，有效提高了测量过程的自动化程度及测量的精度，降低了测量过程中的误差，减少了操作者的劳动强度，节约了时间，降低了产品制造成本。
附图说明
图1为本发明中激光测量系统的结构示意图；
图2为本发明中激光测量机器人的结构示意图；
图3为本发明中激光测量方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种激光测量系统及其激光测量方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种激光测量系统，如图1所示的，其包括一激光测量机器人1与用于控制所述激光测量机器人1运行的机器人控制装置2，所述激光测量机器人1与所述机器人控制装置2通过一可编程逻辑控制器3通信连接，增强了对所述激光测量机器人1的控制。并且所述激光测量机器人1上设置有一激光测量装置4；所述激光测量系统包括一控制中心5，所述控制中心5内设置有一数据分析单元6，所述数据分析单元6通过转换器与一检测报警装置7通信连接，所述检测报警装置7与所述激光测量装置4通信连接，所述控制中心5与所述机器人控制装置2通信连接；所述检测报警装置7将所述激光测量装置4的测量结果反馈至所述控制中心5进行数据分析。采用激光测量替代人工测量，提高了测量精度，为下一工序提供精准的测量结果，比如在焊接工艺中，精准的测量结果，可以使工件焊接处更美观。而且所述激光测量机器人1与所述机器人控制装置2通过电机供电电缆及编码线通信连接，降低了激光测量系统的测量成本。
更进一步的，所述激光测量装置4包括一激光测量仪与一用于固定工件的工件夹具，所述激光测量仪与所述工件夹具相适配；所述工件夹具将工件夹紧固定，所述激光测量仪对工件进行测量。
在本发明的另一较佳实施例中，所述激光测量机器人1包括：
初始化模块8，用于对所述激光测量机器人1进行初始化；
零点确认模块9，用于确认所述激光测量机器人1各轴角度、零点是否准确；
地址分配模块10，用于设置所述机器人控制装置2主网络地址、所述激光测量机器人1从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述激光测量装置4的坐标；
机器人编程模块11，用于设定所述激光测量装置4的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互；
通讯模块12，用于与所述可编程逻辑控制器3交互信号，指挥所述激光测量装置4对工件进行测量；
测量控制模块13，用于根据预先设定的所述激光测量装置4之运动轨迹控制所述激光测量装置4运动，完成测量；
所述初始化模块8、所述零点确认模块9、所述地址分配模块10、所述机器人编程模块11、所述通讯模块12与所述测量控制模块13依次通信连接，更进一步提高了所述激光测量机器人1测量的准度。
本发明还提供了一种激光测量方法，如图3所示的，其包括以下步骤：
步骤101：对激光测量机器人1上电初始化并进行零点校正，确定所述激光测量机器人1在生产线上激光测量工位中的位置；然后确定激光测量装置4的工作坐标，机器人控制装置2控制所述激光测量机器人1完成对工件的激光测量。通过所述激光测量机器人1对工件进行测量，替代人工对工件测量，提高了测量的准确度与测量效率。
更进一步的，所述步骤101具体的包括：
初始化模块8对所述激光测量机器人1初始化，然后零点确认模块9确认所述激光测量机器人1各轴角度并同步进行零点校正；
然后地址分配模块10设置所述机器人控制装置2的主网络地址与所述激光测量机器人1的从网络地址，使所述激光测量机器人1与所述机器人控制装置2相连接，定义所述检测报警装置7与所述激光测量装置4的坐标；
最后所述地址分配模块10将所述检测报警装置7与所述激光测量装置4的坐标发送至机器人编程模块11，所述机器人编程模块11设定所述激光测量装置4的运动轨迹，并将所述激光测量装置4的运动轨迹发送至测量控制模块13，所述测量控制模块13根据预先设定之所述激光测量装置4的运动轨迹控制所述激光测量装置4对工件进行激光测量。
为了更进一步的描述本发明，以下列举更详尽的实施例，其具体的包括：
确定所述激光测量机器人1在生产线上激光测量工位中的位置；
对所述激光测量机器人1上电并初始化；
对所述激光测量机器人1进行零点校正；
所述激光测量机器人1与所述机器人控制装置2通信连接，并确定所述激光测量装置4的坐标；
校正预先编程所述激光测量装置4的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；
确定并优化所述激光测量装置4的运动轨迹，控制所述激光测量装置4运动完成激光测量。
其更为具体的，下面提供一段对所述激光测量机器人1所编译的激光测量程序，来解释上述功能是如何实现的，应当理解的是，可以采用其他形式的代码来实现，不限于所述举例。
主程序：
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种激光测量系统，其包括一激光测量机器人与用于控制所述激光测量机器人运行的机器人控制装置，所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通过一可编程逻辑控制器通信连接，其特征在于，所述激光测量机器人上设置有一激光测量装置；所述激光测量系统包括一控制中心，所述控制中心内设置有一数据分析单元，所述数据分析单元通过转换器与一检测报警装置通信连接，所述检测报警装置与所述激光测量装置通信连接，所述控制中心与所述机器人控制装置通信连接；所述检测报警装置将所述激光测量装置的测量结果反馈至所述控制中心进行数据分析。
2.根据权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述激光测量装置包括一激光测量仪与一用于固定工件的工件夹具，所述激光测量仪与所述工件夹具相适配；所述工件夹具将工件夹紧固定，所述激光测量仪对工件进行测量。
3.根据权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通过电机供电电缆及编码线通信连接。
4.根据权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述激光测量机器人包括：
初始化模块，用于对所述激光测量机器人进行初始化；
零点确认模块，用于确认所述激光测量机器人各轴角度、零点是否准确；
地址分配模块，用于设置所述机器人控制装置主网络地址、所述激光测量机器人从网络地址，并定义笛卡尔坐标，确定所述激光测量装置的坐标；
机器人编程模块，用于设定所述激光测量装置的运动轨迹，设定I/O信号与外界的交互；
通讯模块，用于与所述可编程逻辑控制器交互信号，指挥所述激光测量装置对工件进行测量；
测量控制模块，用于根据预先设定的所述激光测量装置之运动轨迹控制所述激光测量装置运动，完成测量；
所述初始化模块、所述零点确认模块、所述地址分配模块、所述机器人编程模块、所述通讯模块与所述测量控制模块依次通信连接。
5.一种激光测量方法，其包括以下步骤：
对激光测量机器人上电初始化并进行零点校正，确定所述激光测量机器人在生产线上激光测量工位中的位置；然后确定激光测量装置的工作坐标，机器人控制装置控制所述激光测量机器人完成对工件的激光测量。
6.根据权利要求5所述的激光测量方法，其特征在于，上述步骤具体的包括：
A、初始化模块对所述激光测量机器人初始化，然后零点确认模块确认所述激光测量机器人各轴角度并同步进行零点校正；
B、地址分配模块设置所述机器人控制装置的主网络地址与所述激光测量机器人的从网络地址，使所述激光测量机器人与所述机器人控制装置相连接，定义所述检测报警装置与所述激光测量装置的坐标；
C、所述地址分配模块将所述检测报警装置与所述激光测量装置的坐标发送至机器人编程模块，所述机器人编程模块设定所述激光测量装置的运动轨迹，并将所述激光测量装置的运动轨迹发送至测量控制模块，所述测量控制模块根据预先设定之所述激光测量装置的运动轨迹控制所述激光测量装置对工件进行激光测量。
7.根据权利要求5所述的激光测量方法，其特征在于，上述步骤具体的包括：
确定所述激光测量机器人在生产线上激光测量工位中的位置；
对所述激光测量机器人上电并初始化；
对所述激光测量机器人进行零点校正；
所述激光测量机器人与所述机器人控制装置通信连接，并确定所述激光测量装置的坐标；
校正预先编程所述激光测量装置的运动轨迹与实际运动轨迹的偏差；
确定并优化所述激光测量装置的运动轨迹，控制所述激光测量装置运动完成激光测量。
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|---|---|---|---|---|
| WO2018068231A1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | Abb Schweiz Ag | Apparatus and method for controlling robot |
| CN108656110A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-16 | 北京禾泽方圆智能科技有限公司 | 基于有限状态自动机架构的采摘机器人控制器及架构方法 |
| CN110549341A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 山东省智能机器人应用技术研究院 | 工业机器人坐标定位系统和方法 |
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2012
- 2012-12-28 CN CN 201210596842 patent/CN103115565A/zh active Pending
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