CN106768051A - 一种实时在机测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种实时在机测量装置,包括控制器、AGV导航小车、一组测头和可抓取测头的机器人,所述机器人设置在所述AGV导航小车上,所述控制器与所述AGV导航小车、机器人通讯连接。通过本发明可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、加工效率低及需有人工参与等问题。

Description

一种实时在机测量装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种实时在机测量装置及采用该测量装置的方法。
背景技术
[0002] 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,显得至关重要,使得智慧测 量成为智能化工厂中重要的一环。
[0003] 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
[0004] 本发明提供一种实时在机测量装置,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。
[0005] 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:一种实时在机测量装置,包括控制器、AGV导航小车、多个测头和可抓 取测头的机器人,所述机器人设置在所述AGV导航小车上,所述控制器与所述AGV导航小车、 机器人通讯连接。
[0006] 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导航小车上设置有用于放置所述测头的测量支架,所述测量支架设 置有多层,每层设置有多个用于容置测头的容置腔。
[0007] 所述测头为接触式测头或非接触式测头,所述接触式测头为粗糙度测头、硬度计 或位移传感器的专用测头或触发测头;所述非接触式测头为白光测头,激光测头、超声波传 感器测头或CCD视觉测头。
[0008] 进一步的,所述控制器和加工工件机床间为通讯连接。
[0009] 进一步的,所述AGV导航小车的导航方式为磁导航方式、激光导航方式、光学导航、 惯性导航、坐标导航、GPS导航或图片识别导航。
[0010] 本发明还提出一种采用实时在机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:机床对工件的加工工序完成后,向控制器发 送工件加工完毕信号,同时将加工工件类型、加工工序和工件规格尺寸传递给控制器; (2) 、控制器发出控制信号控制AGV导航小车和机器人动作,对工件进行测量:控制器发 出控制信号,控制与其连接的AGV导航小车动作,移动到待测量工件的机床侧,同时发控制 信号给机器人,使其动作对工件进行测量。
[0011] (3)、根据工件测量结果确定工件状态:机器人将测量结果传递到控制器,控制器 根据测量工件的数据判断工件是否合格;若合格则结束测量,若不合格则判断工件是否可 修复,工件不可修复时,丢弃至废品区,工件可修复时,对工件进行再加工,加工完毕后,重 复步骤⑴-⑶。
[0012] 进一步的,当步骤(3)中判定工件为可修复时,则通过机器人传递补偿数据给控制 器,控制器将数据传送给机床,机床和机器人之间通过控制器实现补偿数据的通讯传递。
[0013] 进一步的,所述步骤(2)的测量方法中,所述机器人接收控制器发出的工件型号尺 寸,对应匹配自动更换测头,同时自动启动测量程序对工件进行测量。
[0014] 本发明存在以下优点和积极效果: 本发明提出一种实时在机测量装置,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,对工件直接进行在机测量,无需将工件从机床上拆卸 下来,有效的减少了测量的误差,提高了测量的精度;且采用AGV导航小车上的机器人进行 测量,测量过程完全无需人工参与,提局了自动化水平和生产效率;同时一台实时在机测量 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
[0015] 图1为本发明实时在机测量装置的一个实施例的立体结构图; 图2为本发明实时在机测量装置的测量方法的流程图。
具体实施方式
[0016] 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 提出一种实时在机测量装置的实施例,如图1-2所示,包括控制器、AGV导航小车1、多个测头 2和可抓取测头2的机器人3,所述机器人3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、机器人3通讯连接。
[0017] 本实施例中提出一种实时在机测量装置,其结构组成包括对整个装置起控制作用 的控制器,AGV导航小车1,AGV导航小车1可与控制器连接,控制器可以与AGV导航小车1间实 现信号交互,通过控制器控制AGV导航小车1沿规定路径行驶,行驶至加工工件的机床6旁 边;在AGV导航小车1上设置机器人3,机器人3可抓取测头2对工件进行测量,测头2设置多 个,使其可满足于不同加工工件的测量需求,机器人3可根据接收到的信号对应选择匹配的 测头2对工件进行测量,为实现整个测量过程的自动化,使控制器、AGV导航小车1和机器人3 通讯连接,可实时的进行信号的通讯传输。
[0018]具体的,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 机器人3同步运行到需要测量的工件位置处的机床6旁。同时控制器通过接收到的工件类型 发出控制信号给机器人3,机器人3动作选择匹配的测头2,机器人3自动调用测量程序,通过 机器人3夹持测头2对夹紧在机床6上的工件自动进行测量。这样无需将工件从机床6上拆卸 下来,可实现在机床6上进行测量,测量更加方便快捷,且有效的避免因拆卸工件而可能造 成的人为误差,提高了测量精度和测量的效率。测量完成后,机器人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的测量结果分析。
[0019] 进一步的,所述AGV导航小车1上设置有用于放置所述测头2的测量支架7,所述测 量支架7设置有多层,每层设置有多个用于容置测头2的容置腔71。通过设置多层的测量支 架7可放置多个测头2,用于匹配不同结构的工件,可对各种类型的工件进行测量,扩大了应 用范围。
[0020] 进一步的,所述测头2为接触式测头或非接触式测头,接触式测头为粗糙度测头、 硬度计或位移传感器的专用测头或触发测头;所述非接触式测头为白光测头,激光测头、超 声波传感器测头或CCD视觉测头。
[0021] 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,接收到工件的状态。
[0022] 进一步的,所述AGV导航小车1的导航方式为磁导航方式、激光导航方式、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。
[0023] 本实施例中的实时在线测量装置存在有以下优点: 1、 在机测量:对工件进行测量时,工件加工完毕后无需移动,AGV导航小车1按照规定路 径移动到待测量工件旁边直接对工件进行测量,无需将工件拆卸下来,使测量更加方便快 捷,且有效的减少了拆卸工件时人为误差的产生,提高了测量的精度; 2、 节约成本:对工件进行测量时一台机器人3能够分别对多台机床6上的工件进行测 量,并且能够根据不同的检测需求,快速更换相应测头2无需每测量一个工件匹配一台测量 设备,节省了成本;同时也可以对应设置多台实时在机测量装置,在每台装置上设置机器 人3,即通过多台机器人3对应匹配多台机床6并行作业,提高了工作效率; 3、 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,控制器控制机器人3 动作,进行工件的自动测量,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; 4、 整个工件加工过程实时监控:在工件每个工序加工完成后均可通过实时在机测量装 置对工件进行测量,在每道工序加工完成后可实时对加工工件进行纠偏,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; 5、 工件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的加工趋势。
[0024] 本发明还提出一种采用实时在机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6对工件的加工工序完成后,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; ⑵、控制器发出控制信号控制AGV导航小车1和机器人3动作,对工件4进行测量:控制 器发出控制信号,控制与其连接的AGV导航小车1动作,移动到待测量工件的机床6侧,同时 发控制信号给机器人3,使其动作对工件进行测量。
[0025] (3)、根据工件测量结果确定工件状态:机器人3将测量结果传递到控制器,控制器 根据测量数据判断工件是否合格;若合格则结束测量,即工件根据实际加工需求进行下一 步动作,若需要继续对工件进行加工,则执行下一步加工动作,若无需对工件进行加工则可 将工件抓取到合格区即可。
[0026]若不合格则判断工件是否可修复,工件不可修复时,丢弃至废品区,工件可修复 时,对工件进行再加工,加工完毕后,重复步骤(1) - (3)。
[0027] 进一步的,当步骤(3)中判定工件为可修复时,则通过机器人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和机器人3之间通过控制器实现的补偿数据的通讯 传递。
[0028] 进一步的,所述步骤(2)的测量方法中,所述机器人3接收控制器发出的工件型号 尺寸,对应匹配自动更换测头2,同时自动启动测量程序对工件进行测量。
[0029] 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. 一种实时在机测量装置,其特征在于,包括控制器、AGV导航小车、多个测头和可抓取 狈帙的机器人,所述机器人设置在所述AGV导航小车上,所述控制器与所述AGV导航小车、机 器人通讯连接。
2. 根据权利要求1所述的实时在机测量装置,其特征在于,所述AGV导航小车上设置有 用于放置所述测头的测量支架,所述测量支架设置有多层,每层设置有多个用于容置测头 的容置腔。
3. 根据权利要求2所述的实时在机测量装置,其特征在于,所述测头为接触式测头或非 接触式测头,所述接触式测头为粗糙度测头、硬度计或位移传感器的专用测头或触发测头; 所述非接触式测头为白光测头,激光测头、超声波传感器测头或CCD视觉测头。
4. 根据权利要求3所述的实时在机测量装置,其特征在于,所述控制器和加工工件机床 间为通讯连接。
5. 根据权利要求1所述的实时在机测量装置,其特征在于,所述AGV导航小车的导航方 式为磁导航方式、激光导航方式、光学导航、惯性导航、坐标导航、GPS导航或图片识别导航。
6. —种采用实时在机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:机床对工件的加工工序完成后,向控制器发 送工件加工完毕信号,同时将加工工件类型、加工工序和工件规格尺寸传递给控制器; (2) 、控制器发出控制信号控制AGV导航小车和机器人动作,对工件进行测量:控制器发 出控制信号,控制与其连接的AGV导航小车动作,移动到待测量工件的机床侧,同时发控制 信号给机器人,使其动作对工件进行测量; (3) 、根据工件测量结果确定工件状态:机器人将测量结果传递到控制器,控制器根据 测量工件的数据判断工件是否合格;若合格则结束测量,若不合格则判断工件是否可修复, 工件不可修复时,丢弃至废品区,工件可修复时,对工件进行再加工,加工完毕后,重复步骤 (1)-⑶。
7. 根据权利要求6中所述的实时在机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,则通过机器人传递补偿数据给控制器,控制器将数据传送给机床,机 床和机器人之间通过控制器实现补偿数据的通讯传递。
8. 根据权利要求6中所述的实时在机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,所述机器人接收控制器发出的工件型号尺寸,对应匹配自动更换测头,同时 自动启动测量程序对工件进行测量。
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