CN104359398A - 一种工件激光测量机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件激光测量机，包括供料机构、运料机构和测量机构；供料机构包括圆盘振动装置和直线振动装置，工件从圆盘振动装置中排列进入直线振动装置中；运料机构用于取料、装料和卸料，包括移动装置和机械手；测量机构用于对工件进行数据检测，包括激光测量头；机械手和激光测量头安装于移动装置中，该移动装置控制机械手和激光测量头同时运作；机械手从供料机构中将工件搬运到相应的工位，待激光测量头对工件检测完毕后，机械手再将测量完成的工件搬运到相应的收集工位。本发明能够全自动化地实现供料、取料、装料、卸料和测量的同步进行，保证测量的效率和节省成本。

Description

一种工件激光测量机

技术领域

本发明涉及自动化测量设备技术领域，特别是一种工件激光测量机。

背景技术

目前在手机制造行业，存在大量小型金属件的测量。传统的测量方法是：是用测量表一个一个地对金属件进行测量，并且往往是一个工件需要对多点进行测量，这样一来，不仅需要占用大量的工人，而且需要花费大量时间，很显然，当工人从早到晚地重复同一个动作，极易产生疲劳，从而难以保障测量质量。也就是说，传统的方法进行测量不仅费时费力，还难以保证测量的质量。

不过随着机械技术的发展，自动化测量设备的数量也不断出现，但是由于自动化技术的局限和设计的不合理，没有很好地实现全自动化的作业。

而且部分五金件要求高精确的尺寸或数据，需要拥有高精度测量水平的设备才能满足，但现行的自动化设备的测量精确度普遍较低。

发明内容

    本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种工件激光测量机,能够全自动化地实现供料、取料、装料、卸料和测量的同步进行，保证测量的连续性和效率性，解放了人手，为企业节省不少成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种工件激光测量机，包括供料机构、运料机构和测量机构；所述供料机构用于供料，包括圆盘振动装置和直线振动装置，工件从所述圆盘振动装置中排列进入所述直线振动装置中；所述运料机构用于取料、装料和卸料，包括移动装置和机械手；所述测量机构用于对工件进行数据检测，包括激光测量头；所述机械手和激光测量头安装于所述移动装置中，该移动装置控制所述机械手和激光测量头同时运作；所述机械手从供料机构中将工件搬运到相应的工位，待所述激光测量头对工件检测完毕后，所述机械手再将测量完成的工件搬运到相应的收集工位。

上述技术方案中，所述移动装置包括第一X轴、第二X轴、第一Y轴和第二Y轴，所述第一X轴和第二X轴设置于所述第一Y轴和第二Y轴的上方；所述机械手安装于所述第一X轴，所述激光测量头安装于所述第二X轴；所述第一Y轴和第二Y轴上都分别设置有可安放待测量工件的模腔，所述第一Y轴和第二Y轴分别控制该两模腔的位置，所述第一X轴和第二X轴分别控制机械手和激光测量头的位置，从而在所述机械手对其中之一模腔进行装料或卸料的同时，激光测量头可对另一模腔上的工件进行数据检测。

上述技术方案中，所述第一X轴、第二X轴、第一Y轴和第二Y轴都由伺服电机驱动，该伺服电机通过丝杆和丝杆螺母座进行传动。

上述技术方案中，所述模腔通过安拆件固定在所述第一Y轴和第二Y轴的丝杆螺母座上。

上述技术方案中，所述收集工位包括不良品收集箱和良品收集箱。

上述技术方案中，所述直线振动装置的始端设置有第一感应器，所述直线振动装置得末端设置有第二感应器；第一感应器感应所述直线振动装置的始端是否存在工件，以此控制所述圆盘振动装置的启动和停止；第二感应器感应所述直线振动装置的末端是否存在工件，以此控制所述直线振动装置的启动和停止。

上述技术方案中，所述机械手包括升降缸和真空吸盘，所述升降缸安装于所述移动装置上，真空吸盘安装于所述升降缸的输出端。

上述技术方案中，所述直线振动装置的末端设置有推料装置，；该推料装置包括推料气缸和工件承载台，工件承载台上设置有两个可放置工件的第一定位槽和第二定位槽，该两定位槽沿推料气缸的输出方向布置，第一定位槽靠近推料气缸，并且与所述直线振动装置的末端输出口连通；工件从该直线振动装置的末端输出口送出并进入该推料装置的第一定位槽中，推料气缸输出端的推杆将位于第一定位槽中的工件推向第二定位槽中，所述机械手将从该第二定位槽中取走工件。

上述技术方案中，还包括第三感应器，该第三感应器对所述第二定位槽进行感应检测，以此来控制所述机械手进行取料。 

本发明的有益效果是：

1.由于采用“圆盘振动装置”加“直线振动装置”送料，为自动测量源源不断的送来待测量的工件，从而解放了人手。

2.采用法国激光测量技术的激光测量头，高效、稳定、可靠。

3.采用伺服电机进行定位，保证不同工件被测量点的重复性。

4.机械手和激光测量头分别由独立的移动装置控制，使机械手和激光测量头能够同步独立进行定位，使取料、装料、卸料和测量能够同步进行，保证测量的连续性和效率性。

5.由于实现了自动化生产，一个工人可以轻松地看护十台本机器（所要做的工作就是往供料机构中添加工件）而一台机器可轻松完成两个人的一天的产量，也就是说采用本机器，一个工人一天可完成二十个工人用手工测量的产量。 

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明的直线振动装置和推料装置的连接结构示意图。

图中，1、圆盘振动装置；2、直线振动装置；3、机械手；4、第一X轴；5、第二X轴；6、第一Y轴；7、第二Y轴；8、升降缸；9、激光测量头；10、模腔；11、不良品收集箱；12、良品收集箱；13、推料气缸；14、第一定位槽；15、第二定位槽；16、PLC控制装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2、3所示，一种工件激光测量机，包括供料机构、运料机构和测量机构；所述供料机构用于供料，包括圆盘振动装置1和直线振动装置2，工件从所述圆盘振动装置1中排列进入所述直线振动装置2中；所述运料机构用于取料、装料和卸料，包括移动装置和机械手3；所述测量机构用于对工件进行数据检测，包括激光测量头9；所述机械手3和激光测量头9安装于所述移动装置中，该移动装置控制所述机械手3和激光测量头9同时运作；所述机械手3从供料机构中将工件搬运到相应的工位，待所述激光测量头9对工件检测完毕后，所述机械手3再将测量完成的工件搬运到相应的收集工位。

其中，所述移动装置包括第一X轴4、第二X轴5、第一Y轴6和第二Y轴7，所述第一Y轴6和第二Y轴7彼此平行设置于工作台上，所述第一X轴4和第二X轴5彼此平行并架设于所述第一Y轴6和第二Y轴7的上方，并且所述第一X轴4和第二X轴5垂直于所述第一Y轴6和第二Y轴7；所述机械手3安装于所述第一X轴4，所述激光测量头9安装于所述第二X轴5；所述第一Y轴6和第二Y轴7上都分别设置有可安放待测量工件的模腔10，所述第一Y轴6和第二Y轴7分别控制该两模腔10的位置，所述第一X轴4和第二X轴5分别控制机械手3和激光测量头9的位置，从而在所述机械手3对其中之一模腔10进行装料或卸料的同时，激光测量头9可对另一模腔10上的工件进行数据检测。

其中，所述第一X轴4、第二X轴5、第一Y轴6和第二Y轴7都由伺服电机驱动，该伺服电机通过丝杆和丝杆螺母座进行传动。伺服电机的准确性能够为工件、机械手3和激光测量头9的准确定位带来高效、稳定和可靠的支撑和保证。

其中，所述模腔10通过安拆件固定在所述第一Y轴6和第二Y轴7的丝杆螺母座上。安拆件包括螺丝和螺母。四根螺丝分别穿设于模腔10的左右两侧，并且在模腔10的顶面和底面都适用螺母套设螺丝，以将模腔10固定在丝杆螺母座上。通过安拆件可以更换不同型号的模腔10以适应不同的工件。本机实用性和适用性强。 

其中，所述收集工位包括不良品收集箱11和良品收集箱12。不良品收集箱11的上方设置有倾斜导轨，倾斜导轨的出口位于不良品收集箱11开口的上方，被测量并判断为不良品的工件都会由机械手3携带到倾斜导轨上方，机械手3停住抓取工件，工件自由掉落到倾斜导轨上。

其中，所述直线振动装置2的始端设置有第一感应器，所述直线振动装置2得末端设置有第二感应器；第一感应器感应所述直线振动装置2的始端是否存在工件，以此控制所述圆盘振动装置1的启动和停止；第二感应器感应所述直线振动装置2的末端是否存在工件，以此控制所述直线振动装置2的启动和停止。第一感应器对直线振动装置2的始端进行感应检测，如果感应到没有工件，就会启动圆盘振动装置1对直线振动装置2输出一个工件，直到将直线振动装置2中的工件排满；如果感应到工件的存在，就会停止圆盘振动装置1向直线振动装置2输出工件。第二感应器对直线振动装置2的末端进行感应检测，如果感应到没有工件（即第一定位槽14中的工件被推料装置推移到第二定位槽15），就会启动直线振动装置2将工件移到末端（即第一定位槽14的位置）；如果感应到工件的存在，就会停止直线振动装置2的运作，启动推料装置运作，将第一定位槽14中的工件推移到第二定位槽15中。第一感应器和第二感应器的相互配合使工件能够及时、准确、连续和稳定地进行传送。

其中，所述机械手3包括升降缸8和真空吸盘，所述升降缸8安装于所述移动装置中的第一X轴4上，真空吸盘安装于所述升降缸8的输出端。利用真空吸盘进行对工件进行抓取。

其中，所述直线振动装置2的末端设置有推料装置；该推料装置包括推料气缸13和工件承载台，工件承载台上设置有两个可放置工件的第一定位槽14和第二定位槽15，该两定位槽沿推料气缸13的输出方向布置，第一定位槽14靠近推料气缸13，并且与所述直线振动装置2的末端输出口连通；工件从该直线振动装置2的末端输出口送出并进入该推料装置的第一定位槽14中，推料气缸13输出端的推杆将位于第一定位槽14中的工件推向第二定位槽15中，所述机械手3将从该第二定位槽15中取走工件。该第一定位槽14作为直线振动装置2的末端，第二感应器就是对该第一定位槽14进行感应检测。

其中，还包括第三感应器，该第三感应器对所述第二定位槽15进行感应检测，以此来控制所述机械手3进行取料。当第三感应器感应到第二定位槽15上有工件就会启动机械手3，机械手3通过第一X轴4和升降缸8的控制将位于第二定位槽15的工件取走，第三感应器感应到没有工件后就会激活第二感应器，第二感应器检测第一定位槽14中缺少工件，就会启动直线振动装置2将工件传输到第一定位槽14中，，第二感应器检测到第一定位槽14中有工件后，就会启动推料装置，使推料气缸13控制推杆将第一定位槽14中的工件推移到第二定位槽15中，然后直线振动装置2的始端就会没有工件，第一感应器检测到后就会启动圆盘振动装置1输出工件到直线振动装置2的始端。如此第一感应器、第二感应器和第三感应器互相配合，完成对工件的传输。

其中，还包括PLC控制装置16，该PLC控制装置16控制所述供料机构、运料机构和测量机构的运作。在PLC控制装置16上可以设置控制行程、测量标准等参数。

本发明的工作原理：

准备工件，将一堆的工件放进圆盘振动装置1中，圆盘振动装置1通过振动将工件一个一个地整理好，并输出给直线振动装置2，工件在直线振动装置2中一直线排列，通过推料装置以及第一感应器、第二感应器和第三感应器的配合，将工件输送到机械手3取料的位置（第二定位槽15中）。

取料，第三感应器对第二定位槽15进行检测，一旦被检测到第二定位槽15中存在工件，PLC控制装置16就会驱动第一X轴4将机械手3移动到第二定位槽15在上方，升降缸8驱动机械手3下降，机械手3通过真空吸盘将第二定位槽15中的工件抓取。

装料，在取料的同时，第一Y轴6（或第二Y轴7）驱动模腔10移动到第一X轴4的正下方，第一X轴4驱动已抓取工件的机械手3移动到该模腔10的上方，然后通过升降缸8将机械手3下降并将工件放置到该模腔10中。

测量，第二X轴5将激光测量头9移动到第一Y轴6（或第二Y轴7）的正上方，第一Y轴6（或第二Y轴7）驱动模腔10移动到第二X轴5的正下方，当激光测量头9与模腔10的位置配对好后，激光测量头9对模腔10中的工件进行测量，并将测量的数据保存到PLC控制装置16中；其中在测量的时候，单个工件可能会有多个位置需要进行测量，此时，通过在PLC控制装置16中预设定好第一Y轴6（或第二Y轴7）和第二X轴5的相对位置，即可调节模腔10与激光测量头9的相对位置，从而可以对同一工件进行多个不同位置的测量。 在进行测量的同时，可以再对位于第二Y轴7上的另一模腔10进行装料，待前一个模腔10的工件检测完毕后就可以马上对该另一模腔10进行检测，大大提高了数据测量的效率。

卸料，测量的数据在PLC控制装置16中进行判断，若判断为不良品则通过机械手3抓取并将其放置到不良品收集箱11中，若判断为良品则通过机械手3抓取并将其放置到良品收集箱12中。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种工件激光测量机，其特征在于：包括供料机构、运料机构和测量机构；所述供料机构用于供料，包括圆盘振动装置和直线振动装置，工件从所述圆盘振动装置中排列进入所述直线振动装置中；所述运料机构用于取料、装料和卸料，包括移动装置和机械手；所述测量机构用于对工件进行数据检测，包括激光测量头；所述机械手和激光测量头安装于所述移动装置中，该移动装置控制所述机械手和激光测量头同时运作；所述机械手从供料机构中将工件搬运到相应的工位，待所述激光测量头对工件检测完毕后，所述机械手再将测量完成的工件搬运到相应的收集工位。

2.根据权利要求1所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述移动装置包括第一X轴、第二X轴、第一Y轴和第二Y轴，所述第一X轴和第二X轴设置于所述第一Y轴和第二Y轴的上方；所述机械手安装于所述第一X轴，所述激光测量头安装于所述第二X轴；所述第一Y轴和第二Y轴上都分别设置有可安放待测量工件的模腔，所述第一Y轴和第二Y轴分别控制该两模腔的位置，所述第一X轴和第二X轴分别控制机械手和激光测量头的位置，从而在所述机械手对其中之一模腔进行装料或卸料的同时，激光测量头可对另一模腔上的工件进行数据检测。

3.根据权利要求2所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述第一X轴、第二X轴、第一Y轴和第二Y轴都由伺服电机驱动，该伺服电机通过丝杆和丝杆螺母座进行传动。

4.根据权利要求3所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述模腔通过安拆件固定在所述第一Y轴和第二Y轴的丝杆螺母座上。

5.根据权利要求1所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述收集工位包括不良品收集箱和良品收集箱。

6.根据权利要求1所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述直线振动装置的始端设置有第一感应器，所述直线振动装置得末端设置有第二感应器；第一感应器感应所述直线振动装置的始端是否存在工件，以此控制所述圆盘振动装置的启动和停止；第二感应器感应所述直线振动装置的末端是否存在工件，以此控制所述直线振动装置的启动和停止。

7.根据权利要求1所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述机械手包括升降缸和真空吸盘，所述升降缸安装于所述移动装置上，真空吸盘安装于所述升降缸的输出端。

8.根据权利要求1所述的一种工件激光测量机，其特征在于：所述直线振动装置的末端设置有推料装置，；该推料装置包括推料气缸和工件承载台，工件承载台上设置有两个可放置工件的第一定位槽和第二定位槽，该两定位槽沿推料气缸的输出方向布置，第一定位槽靠近推料气缸，并且与所述直线振动装置的末端输出口连通；工件从该直线振动装置的末端输出口送出并进入该推料装置的第一定位槽中，推料气缸输出端的推杆将位于第一定位槽中的工件推向第二定位槽中，所述机械手将从该第二定位槽中取走工件。

9.根据权利要求8所述的一种工件激光测量机，其特征在于：还包括第三感应器，该第三感应器对所述第二定位槽进行感应检测，以此来控制所述机械手进行取料。