CN108161566A - 一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置及方法，属于自动化检测设备技术领域。包括如下步骤：将工件毛坯按照设计好的定位方式安装在夹具中；由工业机器人携带激光测距传感器，对夹具中X、Y、Z三个方向的基准位置进行测量、相对于基准位置对工件毛坯X、Y、Z三个方向的毛坯尺寸进行测量；完成所有数据测量后，控制系统将检测数据传送给上位机，上位机进行数据处理，并将结果反馈至数控机床。本发明的有益效果是：实现了工件毛坯自动上料加工，替代人工划线和预处理，达到了降低设备、人工成本的目的，提高了毛坯加工合格率，同时提升了自动生产线的自动化、信息化、智能化水平。

Description

一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种毛坯余量检测装置，属于自动化检测设备技术领域。

背景技术

传统人工划线确定毛坯加工余量、加工基准的作业方式已不能满足现代自动化机械加工行业自动化、高效作业需求，人工划线效率低、精度较差、对工人技术要求高，同时需要划线平台等专用设备辅助，需要较高的人工成本。

目前国内机械加工自动化生产线在零件上线前必须对毛坯进行预处理，粗基准或粗加工不能放在自动线内进行，必须采用其他机加工设备完成工件的粗加工预处理，降低了生产效率。以汽车行业发动机关键零件的自动化加工为例，工件预处理工序成本往往占到整条自动化机加生产线成本的10％左右，同时还需要增加预处理工序与机加自动线之间的工件传递，增加了生产的设备成本。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种对工件毛坯进行自动检测的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置及方法。

本发明的技术方案是：一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置，包括用于定位工件的专用夹具，用于检测工件尺寸的激光测距传感器，所述激光测距传感器安装于工业机器人上，工业机器人连接控制系统，控制系统连接加工机床和上位机；

基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，包括如下步骤：

步骤1)将工件毛坯按照设计好的定位方式安装在夹具中；

步骤2)由工业机器人携带激光测距传感器，对夹具中X、Y、Z三个方向的基准位置进行测量、相对于基准位置对工件毛坯X、Y、Z三个方向的毛坯尺寸进行测量；

步骤3)每测量一个数据，由控制系统保存数据并控制机器人进行下一数据的测量；

步骤4)完成所有数据测量后，控制系统将检测数据传送给上位机，上位机进行数据处理，并将结果反馈至数控机床。

步骤2)具体包括：

2.1)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量X向测量基准位置尺寸X0，不改变激光测距传感器X向位置，在工件X向测量面上选取两点测量位置尺寸X1、X2；

2.2)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量Y向测量基准位置尺寸Y0，不改变激光测距传感器Y向位置，在工件Y向测量面上选取一点测量位置尺寸Y1；

2.3)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量Z向测量基准位置尺寸Z0，不改变激光测距传感器Z向位置，在工件Z向测量面上选取三点测量位置尺寸Z1、Z2、Z3；

2.4)工件的X向测量面到夹具X向定位基准间的距离：

工件的Y向测量面到夹Y向定位基准间的距离：

b＝B+Y0-Y1

工件的Z向测量面到夹Z向定位基准间的距离：

其中：

A为X向测量基准到X向定位基准间的距离；

B为Y向测量基准到Y向定位基准间的距离；

C为Z向测量基准到Z向定位基准间的距离。

上位机收集检测数据并计算a、b、c结果，进而依据机床实际加工程序计算毛坯加工时的进刀位置，并将数据反馈至数控机床，数控机床按照反馈的进刀位置进行工件毛坯的加工。

所述专用夹具位于毛坯余量检测工位。

所述专用夹具安装在机床上。

所述上位机为服务器或工控机。

检测精度±0.3mm。

本发明的有益效果是：实现了工件毛坯自动上料加工，替代人工划线和预处理，达到了降低设备、人工成本的目的，提高了毛坯加工合格率，同时提升了自动生产线的自动化、信息化、智能化水平。

附图说明

图1为本发明原理图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做进一步说明：

一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置，包括用于定位工件的专用夹具，用于检测工件尺寸的激光测距传感器，所述激光测距传感器安装于工业机器人上，工业机器人连接控制系统，控制系统连接加工机床和上位机；所述专用夹具位于毛坯余量检测工位或安装在机床上；所述上位机为服务器或工控机；本检测系统的检测精度±0.3mm。

本毛坯余量检测系统主要由工业机器人、激光测距传感器、控制系统及上位机组成，工件毛坯按照设计好的定位方式通过机械自动或人工安装在夹具中，在毛坯余量检测工位或将工件安装在机床上后，由工业机器人携带激光测距传感器对工件毛坯X、Y、Z三个方向的毛坯尺寸进行测量，夹具中设计测量X、Y、Z三个方向的基准面，测量时首先检测夹具中毛坯基准面位置，然后相对基准位置测量毛坯尺寸，消除机器人重复定位精度对测量的影响。每测量一个数据，由控制系统保存数据并控制机器人进行下一数据的测量，完成所有数据测量后，控制系统将检测数据传送给上位机(服务器或工控机)，控制检测机器人复位等待下一工件检测，并通知生产线进行后续动作。上位机提取检测数据，基于毛坯余量均匀化原则，按照预设程序计算毛坯加工余量，并反馈机床加工程序的进刀位置，通过控制系统发送给数控机床，机床实际加工时按照反馈的坐标位置或加工程序对毛坯进行切削加工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，利用基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置进行检测，所述基于激光测距传感的毛坯余量自动检测装置包括，用于定位工件的专用夹具，用于检测工件尺寸的激光测距传感器，所述激光测距传感器安装于工业机器人上，工业机器人连接控制系统，控制系统连接加工机床和上位机；

检测方法包括如下步骤：

步骤1)将工件毛坯按照设计好的定位方式安装在夹具中；

步骤2)由工业机器人携带激光测距传感器，对夹具中X、Y、Z三个方向的基准位置进行测量、相对于基准位置对工件毛坯X、Y、Z三个方向的毛坯尺寸进行测量；

步骤3)每测量一个数据，由控制系统保存数据并控制机器人进行下一数据的测量；

步骤4)完成所有数据测量后，控制系统将检测数据传送给上位机，上位机进行数据处理，并将结果反馈至数控机床。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

2.1)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量X向测量基准位置尺寸X0，不改变激光测距传感器X向位置，在工件X向测量面上选取两点测量位置尺寸X1、X2；

2.2)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量Y向测量基准位置尺寸Y0，不改变激光测距传感器Y向位置，在工件Y向测量面上选取一点测量位置尺寸Y1；

2.3)工业机器人按预设程序携带激光测距传感器测量Z向测量基准位置尺寸Z0，不改变激光测距传感器Z向位置，在工件Z向测量面上选取三点测量位置尺寸Z1、Z2、Z3；

2.4)工件的X向测量面到夹具X向定位基准间的距离：

工件的Y向测量面到夹Y向定位基准间的距离：

b＝B+Y0-Y1

工件的Z向测量面到夹Z向定位基准间的距离：

其中：

A为X向测量基准到X向定位基准间的距离；

B为Y向测量基准到Y向定位基准间的距离；

C为Z向测量基准到Z向定位基准间的距离。

3.根据权利要求2所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，上位机收集检测数据并计算a、b、c结果，进而依据机床实际加工程序计算毛坯加工时的进刀位置，并将数据反馈至数控机床，数控机床按照反馈的进刀位置进行工件毛坯的加工。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，所述上位机为服务器或工控机。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，检测精度±0.3mm。

6.根据权利要求1所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，所述专用夹具位于毛坯余量检测工位。

7.根据权利要求1所述的基于激光测距传感的毛坯余量自动检测方法，其特征在于，所述专用夹具安装在机床上。