CN104316012A - 一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人 - Google Patents

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杜文军
杨保
纳建虹
许鹏飞
黄部东
李刚利
赵彦斌
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Abstract

本发明涉及一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，包括机械系统、机械臂、接触式尺寸检测仪、数控系统、电子系统五大部分；机械系统由三个正交的直线运动轴构成X/Y/Z三向，包括龙门框架1、横梁2、滑枕3和滑座4；机械臂5设置于滑枕3上并与机械系统通过数控系统相关联；机械臂5为六轴机械臂；数控系统为六轴数控系统，是X/Y/Z三轴及六轴机械臂的集成控制；电子系统是由光栅计数系统、探头信号接口和计算机组成。本发明的有益效果是：消除了测量各序人为操作，降低了工作强度，减少了人为检测造成的误差，提高了测量数据的准确性。

Description

一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人
技术领域
 本发明涉及一种主要实现对工业机械臂的扩展并应用于大型零部件自动化测量的机器人，具体的涉及一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，属于机械工业领域 。
背景技术
当前，大型零部件尺寸三维轮廓测量的主要方式有三坐标机的高精度接触测量、激光跟踪仪的轮廓测量、激光散斑物体轮廓高精度显微全场测量、3D影像技术的二坐标测量。在这些诸多的测量方法中，激光散斑物体轮廓测量精度最高，属非接触和全场测量，测量速度高，但其测量范围小。三坐标机的测量精度高，但他只能进行接触测量，并且测量速度慢，测量范围小。一般大型零件，普遍采用激光跟踪仪的轮廓测量及3D影像技术的二坐标测量，但整个操作过程需要检测人员手动操作，特别是在曲面形态复杂的大型零件，对检验人员的操作技能要求较高，人员操作工作量大。那么，如何提供一种测量精度高的自动化测量设备，是本发明研究的目的。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，解决了现有大型零件尺寸检测过程中，因检测人员手动操作失误 ，造成在测量过程中数据采集的误差、降低测量数据的准确性的问题。在应对零件尺寸检测过程中测量精度高、范围大和自动化的设备，提高测量数据的准确性，降低测量工作强度。
一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，包括机械系统、机械臂、接触式尺寸检测仪、数控系统、电子系统五大部分；所述的机械系统由三个正交的直线运动轴构成X/Y/Z三向，包括龙门框架、横梁、滑枕和滑座；所述的机械臂设置于滑枕上并与机械系统通过数控系统相关联；所述的机械臂为六轴机械臂；所述的数控系统为九轴数控系统，是X/Y/Z三轴及六轴机械臂的集成控制；所述的电子系统是由光栅计数系统、探头信号接口和计算机组成。
所述的机械臂底部设置有接触式尺寸检测仪。
所述的龙门框架构成X向导轨系统固定于工作台上；所述的横梁构成Y向导轨系统；所述的滑枕设置在滑座上构成Z向导轨系统。
所述的X\Y\Z三向由数控系统通过私服电机、齿轮齿条机构驱动，可实现三轴联动。
所述的一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，实现的方法是：步骤一，在计算机中完成待检测大型零部件的3D数据模型，一方面经后处理软件按照部件尺寸检测要求产生宏程序代码，一方面直接与测量软件向关联；步骤二，控制系统根据程序代码控制机械系统的三向，经执行机构将滑枕上的机械臂、接触式尺寸检测仪移动到预定位置，X/Y/Z轴无法抵达的区域通过控制机械臂将接触式尺寸检测仪移动到部件待测位置；步骤三，机械臂底部的接触式尺寸检测仪与待测件的接触产生出发信号反馈至控制系统，测量分析软件从控制系统中提取位置坐标，并经测量软件完成检测数据的统计分析，最终在计算机中形成尺寸数据报告。
    本发明的有益效果是：消除了测量各序人为操作，降低了工作强度，减少了人为检测造成的误差，提高了测量数据的准确性。
附图说明
图1为本发明的装置示意图；
图2为本发明装置的局部放大图；
图3为本发明的技术流程图；
其中：龙门框架1、横梁2、滑枕3、滑座4、机械臂5、接触式尺寸检测仪6。
具体实施方式
下面根据附图1、附图2、附图3对本发明做进一步分析。
一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，包括机械系统、机械臂5、接触式尺寸检测仪6、数控系统、电子系统五大部分；机械系统由三个正交的直线运动轴构成X/Y/Z三向，包括龙门框架1、横梁2、滑枕3和滑座4；机械臂5设置于滑枕3上并与机械系统通过数控系统相关联；机械臂5为六轴机械臂；数控系统为六轴数控系统，是X/Y/Z三轴及六轴机械臂的集成控制；电子系统是由光栅计数系统、探头信号接口和计算机组成。机械臂5底部设置有接触式尺寸检测仪6。龙门框架1构成X向导轨系统固定于工作台上；横梁2构成Y向导轨系统；滑枕3设置在滑座4上构成Z向导轨系统。X\Y\Z三向由数控系统通过私服电机、齿轮齿条机构驱动，可实现三轴联动。
一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，实现的方法是：步骤一，在计算机中完成待检测大型零部件的3D数据模型，一方面经后处理软件按照部件尺寸检测要求产生宏程序代码，一方面直接与测量软件向关联；步骤二，控制系统根据程序代码控制机械系统的三向，经执行机构将滑枕3上的机械臂5、接触式尺寸检测仪6移动到预定位置，X/Y/Z轴无法抵达的区域通过控制机械臂5将接触式尺寸检测仪6移动到部件待测位置；步骤三，机械臂5底部的接触式尺寸检测仪6与待测件的接触产生出发信号反馈至控制系统，测量分析软件从控制系统中提取位置坐标，并经测量软件完成检测数据的统计分析，最终在计算机中形成尺寸数据报告。
本发明通过高重复定位精度（0.2mm）的龙门框架（12000mm×2000mm×3500mm），配合高性能六轴机械臂，安全可靠的机械夹紧装置，与先进的九轴数控系统及专业的检测装置、软件，实现对大型零件，特别是曲面形态复杂的大型零件大范围、自动化的尺寸测量。部件尺寸要求为：12000mm*2000mm*3500mm以内，形状上无直径小于478mm内腔的均可测量。

Claims (5)

1.一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，其特征在于：包括机械系统、机械臂、接触式尺寸检测仪、数控系统、电子系统五大部分；所述的机械系统由三个正交的直线运动轴构成X/Y/Z三向，包括龙门框架、横梁、滑枕和滑座；所述的机械臂设置于滑枕上并与机械系统通过数控系统相关联；所述的机械臂为六轴机械臂；所述的数控系统为九轴数控系统，是X/Y/Z三轴及六轴机械臂的集成控制；所述的电子系统是由光栅计数系统、探头信号接口和计算机组成。
2. 根据权利要求1所述的一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，其特征在于：所述的机械臂底部设置有接触式尺寸检测仪。
3. 根据权利要求1所述的一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，其特征在于：所述的龙门框架构成X向导轨系统固定于工作台上；所述的横梁构成Y向导轨系统；所述的滑枕设置在滑座上构成Z向导轨系统。
4. 根据权利要求1所述的一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，其特征在于：所述的X\Y\Z三向由数控系统通过私服电机、齿轮齿条机构驱动，可实现三轴联动。
5. 利用权利要求1所述的一种用于大型零部件尺寸测量的工业机器人，实现的测量方法是：步骤一，在计算机中完成待检测大型零部件的3D数据模型，一方面经后处理软件按照部件尺寸检测要求产生宏程序代码，一方面直接与测量软件向关联；步骤二，控制系统根据程序代码控制机械系统的三向，经执行机构将滑枕上的机械臂、接触式尺寸检测仪移动到预定位置，X/Y/Z轴无法抵达的区域通过控制机械臂将接触式尺寸检测仪移动到部件待测位置；步骤三，机械臂底部的接触式尺寸检测仪与待测件的接触产生出发信号反馈至控制系统，测量分析软件从控制系统中提取位置坐标，并经测量软件完成检测数据的统计分析，最终在计算机中形成尺寸数据报告。
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