CN106525116A - 一种实时在线测量装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种实时在线测量装置，包括控制器、AGV导航小车、一套夹具、测量机和可更换夹具及抓取工件的上下料机构，所述测量机、上下料机构均设置在所述AGV导航小车上，所述控制器与所述AGV导航小车、上下料机构和测量机通讯连接。通过本发明可解决现有技术中对工件测量存在的不能实时在线监测加工工件质量导致的测量误差大、废品率高、成本高、加工效率低及需有人工参与等问题。

Description

一种实时在线测量装置及其方法

技术领域

本发明设计一种实时在线测量装置及其测量方法。

背景技术

在智能制造的浪潮下，智能化工厂已是一种趋势，未来智能化工厂的系统将具有自主能力。关系到产品质量的各种测量数据，以及用于实时反映制造过程状态的大量信息，其中既有与工序相关的、又有即时反映设备运行状态等的信息，就显得至关重要。这就使得智慧测量成为智能化工厂中重要的一环。

现有技术中对工件进行测量的测量方案都是将工件从机床上取下，运送至测量室或测量区域，进行离线测量。该过程需要有许多人工干预，增大了人为误差，也增加了人工成本。并且采用此种测量方法一般只适应于成品测量，不能将加工过程中的工件进行测量，实时监控加工工件质量，如果成品件测量时发现问题，可能会导致工件无法修复，这样会增加废品率，增加生产成本，降低加工效率。

发明内容

本发明提供一种实时在线测量装置，解决现有技术中对工件测量时因不能实时在线监测加工工件质量而导致的测量误差大、废品率高，成本高、加工效率低的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的实时在线测量装置采用以下技术方案予以实现：一种实时在线测量装置，包括控制器、AGV导航小车、一套夹具、测量机和可更换夹具及抓取工件的上下料机构，所述测量机、上下料机构均设置在所述AGV导航小车上，所述控制器与所述AGV导航小车、上下料机构和测量机通讯连接。

在本发明的技术方案中，还包括如下附加技术特征：

进一步的，所述AGV导航小车上还设置有用于放置所述夹具的夹具支架，所述夹具支架设置有多层，每层设置有多个用于容置夹具的夹具放置腔。

进一步的，所述AGV导航小车的导航方式为磁导航、激光导航、光学导航惯性导航、坐标导航、GPS导航或图片识别导航。

进一步的，所述控制器和加工工件机床间为通讯连接。

本发明还提出一种采用实时在线测量装置的测量方法，包含如下步骤：

(1)、控制器接收机床工件加工状态信号：机床对工件加工工序加工完成后，向控制器发送工件加工完毕信号，同时将加工工件类型、加工工序和规格尺寸传递给控制器；

(2)、控制器发出控制信号控制AGV和上下料机构、测量机动作：控制器发出控制信号，控制与其连接的AGV动作，移动到待测量工件的机床侧，同时发控制信号给上下料机构更换夹具且将工件抓取到测量机上，测量机动作对工件进行测量。

(3)、根据工件测量结果确定工件状态：测量机将测量结果传递到控制器，控制器根据测量机传递的数据判断工件是否合格；若工件合格，则结束测量，若不合格则判断工件是否可修复，若工件不可修复，丢弃至废品区，若工件可修复，AGV导航小车移动到机床房，自动上下料机构将工件放到机床上对工件进行再加工，加工完毕后，重复步骤(1)到(3)。

进一步的，当步骤(3)中判定工件为可修复时，则通过测量机传递补偿数据给控制器，控制器将数据传送给机床，机床和测量机之间通过控制器实现补偿数据的通讯连接。

进一步的，所述步骤（2）的测量方法中，所述上下料机构可接收控制器发出的工件型号，对应更换匹配夹具。

进一步的，所述测量机的测量方式为三坐标测量、粗糙度测量、硬度测量、专用位移传感器测量、影像测量、激光测量、白光测量、电涡流测量、超声测量或工业CT扫描。

本发明存在以下优点和积极效果：

本发明提出一种实时在线测量装置，通过控制器发出控制信号，使AGV导航小车沿规定的路径行驶到加工完毕后的机床上，通过上下料机构抓取工件自动进行测量，无需人工手动参与，有效的减少了测量的误差，提提高了自动化水平和测量精度；同时一台实时在线测量装置可以对应的对多台机床上的工件进行测量，节省了成本；采用此种方式的测量可以对每道工序后的工件均进行测量，传递数据给控制器，实时分析工件的加工误差，实时监测加工工件的加工质量，有效的降低了废品率，提高了生产质量。

附图说明

图1为本发明实时在线测量装置的一个实施例的立体结构图；

图2为本发明实时在线测量装置的测量方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种实时在线测量装置的实施例，包括控制器、AGV导航小车1、一套夹具2、测量机3和可更换夹具2及抓取工件4的上下料机构5，所述测量机3、上下料机构5均设置在所述AGV导航小车1上，所述控制器与所述AGV导航小车1、上下料机构5和测量机3通讯连接。

本实施例中提出一种实时在线测量装置，其结构主要包括有对整个测量装置整体进行控制监测的控制器，控制器可接受AGV导航小车1的信号，给AGV导航小车1进行路径规划，使AGV导航小车1可沿设定的路径行驶，运行到需要到达的位置。本实施例中在AGV导航小车1上设置测量机3、上下料机构5和夹具2，夹具2设置有多个，用于匹配夹紧不同规格型号的工件4。

工件4加工完成后机床6可发出信号给控制器，控制器接收到信号后传递信号给AGV导航小车1，通过控制器的作用实现加工工件4的机床6与AGV导航小车1之间的实时通讯，使AGV导航小车1可以实时接收到每台机床6的工作状态，由于AGV导航小车1可以沿预设的路径进行行驶，在接收到机床6的信号后可以沿着指定路径承载着设置在其上方的测量机3、上下料机构5同步运行到需要测量的工件4位置处的机床6旁。通过控制器接收到的工件类型发出控制信号给上下料机构5，上下料机构5动作选择匹配的夹具2，将夹具2放置在测量机3上，然后将加工好的工件4从机床6上取出，放置在测量机3上，通过夹具2对工件4进行自动夹紧，工件4夹紧后，测量机3通过接收到控制器发出的工件的类型，自动调用测量程序，对工件4进行测量。测量完成后，测量机3将数据传递到控制器，相关人员可通过控制器得到测量结果和工件4的测量结果分析。

本实施例中的上下料机构5可以为电机驱动的可上下运动抓取工件4的机构，也可以为气动或液动驱动的上下料结构，只要可以实现本实施例中抓取工件4的目的即可，当然，也可参考现有技术中常规设置的上下料得结构方式，在此不做一一赘述。

本实施例中的实时在线测量装置存在有以下优点：

1、节约成本：对工件4进行测量时一台测量机3能够相应的对多台机床6上的工件4进行测量，并且能够根据不同的检测需求，快速更换相应夹具2对工件4夹紧，无需每测量一个工件匹配一台测量设备，节省了成本；

2、整个测量过程无人工干预：通过AGV导航小车1的自动路径规划，控制器控制上下料机构5、测量机3动作，进行工件4的抓取和工件4的自动测量，整个测量过程全部自动完成，避免人工参与，有效的避免了人工误差，提高了自动化水平和生产效率；

3、整个工件4加工过程实时监控：在工件4每个工序加工完成后均可通过实时在线测量装置对工件4进行测量，在每道工序加工完成后可实时对加工工件4进行纠偏，有效的减少了废品率，降低了生产成本，提高了加工工件的质量；

4、工件4加工结果可实时观测：测量数据可自动上传到控制器，通过控制器完成数据的统计分析，相关人员可实时查看测量数据及工件4的加工趋势。

此外，通过本实施例中的上下料机构5还可以自动对工件4进行自动抓取，放置在机床6上，通过机床6夹紧工件4，自动对工件4进行加工。加工工件4时无需人工装夹，减少了人为误差，提高了生产效率。

进一步的，所述AGV导航小车1上还设置有用于放置所述夹具2的夹具支架7，所述夹具支架7设置有多层，每层设置有多个用于容置夹具2的夹具放置腔71。通过设置多层的夹具支架7可放置多个夹具2，用于匹配不同结构的工件4，可对各种类型的工件4进行夹紧装配，扩大了应用范围。

进一步的，所述AGV导航小车1的导航方式为磁导航、激光导航、光学导航惯性导航、坐标导航、GPS导航或图片识别导航。当然，也可参考现有技术中的导航方式，在此不做具体形式的限制。

进一步的，所述控制器和加工工件的机床6间为通讯连接。控制器可实时接收机床6信号，接收到工件4的状态。

本实施例中还提出一种采用实时在线测量装置的测量方法，包含如下步骤：

(1)、控制器接收机床的工件4加工状态信号：机床6对工件4加工工序加工完成后，向控制器发送工件4加工完毕信号，同时将工件4类型、加工工序和规格尺寸传递给控制器；

(2)、控制器发出控制信号控制AGV导航小车1和上下料机构5、测量机3动作：控制器发出控制信号，控制与其连接的AGV导航小车1动作，移动到待测量工件4的机床侧，同时发控制信号给上下料机构5更换夹具2且将工件4抓取到测量机3上，测量机3动作对工件4进行测量。

(3)、根据工件4测量结果确定工件4状态：测量机3将测量结果传递到控制器，控制器根据测量机3传递的数据判断工件4是否合格；若工件4合格，则结束测量，即工件4根据实际加工需求进行下一步动作，若需要继续对工件4进行加工，则执行下一步加工动作，若无需对工件4进行加工则可将工件4抓取到合格区即可；

若不合格则判断工件4是否可修复，若工件4不可修复，丢弃至废品区，若工件4可修复，AGV导航小车1移动到机床6房，自动上下料机构5将工件4放到机床6上对工件4进行再加工，加工完毕后，重复步骤(1)到(3)。

进一步的，当步骤(3)中判定工件4为可修复时，则通过测量3 传递补偿数据给控制器，控制器将数据传送给机床6，机床6和测量机3之间通过控制器实现的补偿数据的通讯传递。

进一步的，所述步骤（2）的测量方法中，所述上下料机构5可接收控制器发出的工件4型号，对应更换匹配夹具2。

优选的，所述测量机3的测量方式为三坐标测量、粗糙度测量、硬度测量、专用位移传感器测量、影像测量、激光测量、白光测量、电涡流测量、超声测量或工业CT扫描。当然，也可参考现有技术的测量方式进行测量，在此不做具体形式的限制。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种实时在线测量装置，其特征在于，包括控制器、AGV导航小车、一套夹具、测量机和可更换夹具及抓取工件的上下料机构，所述测量机、上下料机构均设置在所述AGV导航小车上，所述控制器与所述AGV导航小车、上下料机构和测量机通讯连接。

2.根据权利要求1所述的实时在线测量装置，其特征在于，所述AGV导航小车上还设置有用于放置所述夹具的夹具支架，所述夹具支架设置有多层，每层设置有多个用于容置夹具的夹具放置腔。

3.根据权利要求2所述的实时在线测量装置，其特征在于，所述AGV导航小车的导航方式为磁导航、激光导航、光学导航惯性导航、坐标导航、GPS导航或图片识别导航。

4.根据权利要求3所述的实时在线测量装置，其特征在于，所述控制器和加工工件机床间为通讯连接。

5.一种采用实时在线测量装置的测量方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)、控制器接收机床工件加工状态信号：机床对工件加工工序加工完成后，向控制器发送工件加工完毕信号，同时将加工工件类型、加工工序和规格尺寸传递给控制器；

(2)、控制器发出控制信号控制AGV和上下料机构、测量机动作：控制器发出控制信号，控制与其连接的AGV动作，移动到待测量工件的机床侧，同时发控制信号给上下料机构更换夹具且将工件抓取到测量机上，测量机动作对工件进行测量；(3)、根据工件测量结果确定工件状态：测量机将测量结果传递到控制器，控制器根据测量机传递的数据判断工件是否合格；若工件合格，则结束测量，若不合格则判断工件是否可修复，若工件不可修复，丢弃至废品区，若工件可修复，AGV导航小车移动到机床房，自动上下料机构将工件放到机床上对工件进行再加工，加工完毕后，重复步骤(1)到(3)。

6.根据权利要求5中所述的实时在线测量装置的测量方法，其特征在于，当步骤(3)中判定工件为可修复时，则通过测量机传递补偿数据给控制器，控制器将数据传送给机床，机床和测量机之间通过控制器实现的补偿数据的通讯连接。

7.根据权利要求5中所述的实时在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述步骤（2）的测量方法中，所述上下料机构可接收控制器发出的工件型号，对应更换匹配夹具。

8.根据权利要求5中所述的实时在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量机的测量方式为三坐标测量、粗糙度测量、硬度测量、专用位移传感器测量、影像测量、激光测量、白光测量、电涡流测量、超声测量或工业CT扫描。