CN108332693B - 坐标差值检测方法和检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，公开了坐标差值检测方法和自动检测系统，包括以下步骤：执行端朝向第一部件移动，检测到来自第一部件作用力后将此时位置坐标记为坐标a1；执行端朝向第二部件移动，检测到来自第二部件作用力后将此时位置坐标记为坐标b1；计算坐标a1和坐标b1的差值，判断第一部件和第二部件的相对位置关系。与现有技术相比，本发明中通过智能机械臂驱动执行端接触第一部件、第二部件的方式，获取二者的坐标，计算坐标差判断第一部件和第二部件的相对位置关系，判断是否合格。在检测的过程中，无需人工参与，具有智能化自动化程度高、效率高等优点。

Description

坐标差值检测方法和检测系统

技术领域

本发明涉及自动化的技术领域，尤其涉及借助智能机械臂实现的智能化检测工件方法。

背景技术

在自动化生产的过程中，检测是非常重要的环节，对产品批量或者抽样检测，例如检测尺寸误差、多个部分的位置误差等。

在现有技术中，对于完成自动装配的多个工件的检测一般需要设置专门的工装，然后人工操作专门的设备对工件进行检测，检测时需要人工参与工装的设计、调试以及测试工件的安装，在测试时也需要人工操作专门设备，因此需要耗费人力较多，所以现有技术中的检测过程具有人工参与程度高、效率低、智能化自动化程度低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供坐标差值检测方法和检测系统，旨在现有技术中低于工件检测时，存在需要专门工装、人工参与度高、效率低、智能化自动化程度低等问题。

本发明是这样实现的，提供坐标差值检测方法，用于自动检测工件上的第一部件和第二部件是否合格，提供智能机械臂，所述智能机械臂包括执行端，所述坐标差值检测方法包括以下步骤：所述执行端朝向所述第一部件移动，检测到来自所述第一部件作用力后将此时位置坐标记为坐标a1；所述执行端朝向所述第二部件移动，检测到来自所述第二部件作用力后将此时位置坐标记为坐标b1；计算所述坐标a1和所述坐标b1的差值，判断所述第一部件和所述第二部件的相对位置关系。

与现有技术相比，本发明中通过智能机械臂驱动执行端接触第一部件、第二部件的方式，获取二者的坐标，计算坐标差判断第一部件和第二部件的相对位置关系，如果不符合要求判断不合格，如果符合要求判断合格。在检测的过程中，无需人工参与，具有智能化自动化程度高、效率高等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的坐标差值检测方法的步骤示意图；

图2为本发明实施例提供的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了原理叙述简洁，在本实施例中将对于工件的检测简化为检测其第一部件和第二部件，其中第一部件可以为成型在第二部件上的凸块，插接在第二部件上的卡块，或者第一部件、第二部件均为安装于基板上的两个独立部件，甚至只是同一个部件上的两个部分，本实施例中将检测简化为检测第一部件和第二部件的形状、位置关系，在具体实施中，可以同样的原理增加对第三部件、第四部件的检测，全部检测达标后，即可判断工件达标。以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1和图2所示，本实施例中提供坐标差值检测方法，用于自动检测工件2上的第一部件21和第二部件22是否合格，

借助智能机械臂，智能机械臂包括能够控制输出力和移动坐标的执行端11，坐标差值检测方法包括以下步骤：

S10.执行端11朝向第一部件21移动，检测到来自第一部件21作用力，也即说明执行端11已经与第一部件21接触，将此时位置坐标记为坐标a1，也即执行端11与第一部件21的接触点；

S20.执行端11朝向第二部件22移动，检测到来自第二部件22作用力后将此时位置坐标记为坐标b1；

S30.通过计算坐标a1和坐标b1的差值，即可判断第一部件21和第二部件22的相对位置关系。

应该理解的是，虽然本实施例中用a、b这样的字母作为坐标的区别标识，其实际上应当是具有(x，y)两个数值的坐标或者是(x，y，z)三个数值的坐标。

根据第一部件21和第二部件22的预设关系，例如二者应当处于同一平面，那么坐标a1与坐标b1应当有一个坐标坐标轴上的值相同；例如二者端面的差距应当为某个特定值，那么坐标a1和坐标b1的在某个坐标轴上的坐标差应当等于该特定值。根据这种原则，即可通过计算坐标a1和坐标b1的差值，获得第一部件21和第二部件22的相对位置关系，判断是否达标，进一步地，如果不达标是距离过小还是过大，甚至误差值都可以直接计算而出。

根据上述的检测过程可以看出在检测的过程中，无需人力参与调试，也无需设计专门的工装、借助特殊的设备对工件2进行检测，因此具有适用性广、人力成本低、检测自动化智能化程度高等特点。

优选的，可以视觉采集的方式，确定第一部件21和第二部件22的位置，然后根据视觉采集的结构，驱动执行端11朝向第一部件21或者第二部件22移动，自动进行检测。

由于对于工件2的检测中，除了形位误差要求以外，还有力学性能上的要求，例如要求在指定的压力F下不能变形等，为了进一步测试工件2的力学性能，本实施例中的坐标差值检测方法还包括以下步骤：

执行端11向第一部件21施加压力F后，将此时位置坐标记为坐标a2，计算坐标a2和坐标b1的差值，判断第一部件21和第二部件22的相对位置关系。

如果坐标a2与坐标b1的差值超出合格范围之外，说明第一部件21受到小于等于压力F的某个值的压力时，出现了变形或者位移，也即其无法满足该测试方向的力学性能要求，直接判断工件2不合格。

如果坐标a2与坐标a1应当相同或者处于允许的变化范围内，其与坐标b1的差值未发生变化或者处于允许的变化范围内，则根据坐标的差值计算，可以判定第一部件21能够承受压力F而不变形、不位移，在这个方向上满足力学性能要求。优选的，在其他的施力中，还可以增加测试次数、增加其他方向的测试，多次测试后综合判断是否满足力学性能，测试中只要有一次不合格判断工件2不合格，全部测试合格判断工件2合格。

在其他的实施例中，也可以采用视觉识别的方式检测，具体地：执行端11向第一部件21施加压力F后，视觉采集第一部件21与第二部件22的坐标变化，判断第一部件21和第二部件22的相对位置关系。在判断的过程中，可以遵循以下判断原则：采集施力前的工件2初始图像帧，在施力的过程中，相隔一段时间采集关键帧与初始图像帧比对，提取第一工件2的轮廓和位置，分析第一部件21是否出现移动或者变形，如果出现移动或者变形，则与第二部件22的坐标差进行差值计算，是否处于预设的合格范围内，如果超出合格范围判断为不合格，反之判断为不合格。

在上述的检测过程中，对第一部件21施加压力后，依然采用第一部件21和第二部件22的坐标差作为检测判断的依据，其意义在于，对于第一部件21施加压力后，也可能出现整个工件2位移，或者通第一部件21和第二部件22所安装的底座(或其他结构)发生变形，由于检测仅对于第一部件21和第二部件22进行，因此应当排除掉工件2位移、工件2其他部分变形对于检测的影响，所以不采用施加压力前后第一部件21的坐标变化作为检测判断依据，而是采用施加压力后第一部件21和第二部件22的坐标差作为判断依据。当然，容易理解的是，如果能够确保工件2不会位移、工件2其他部分也不会变形，也可以采用对比施加压力前后的第一部件21坐标变化作为检测判断依据。

由于在实际测试中，往往需要不止测试某一个端面是否合格，而需要测试多个方向的端面是否合格，因此，优选的，坐标差值检测方法还包括：每次驱动执行端11，选取相同方向的端面，接触检测第一部件21和第二部件22，例如第一次测试选择上端面，分别接触第一部件21的上端面和第二部件22的上端面，然后计算坐标差值，判断检测结果，第二次测试选择左端面，分别接触第一部件21的左端面和第二部件22的左端面，然后计算坐标差值，判断检测结果测试多次后判断是否合格。容易理解的是，为了使对比的坐标数据有可比性，应当选择第一部件21和第二部件22位于同一方向的端面进行比较，本实施例中每一次的检测中，分别检测第一部件21和第二部件22位于同一方向的端面，在其他的实施例中，也可以采用其他的检测方案，例如先单独对第一部件21进行检测，将其所有待检测的端面的坐标数据采集完毕后，再单独对第二部件22进行检测，将其所有待检测的端面数据采集完毕，然后根据端面的对应关系，选择两两对应的坐标数据计算差值，判断检测结果。

优选的，在其他实施例中，也可以提供两智能机械臂，通过两执行端11分别测试第一部件21和第二部件22，然后将分别采集的坐标信息进行差值计算，判断检测结果。容易理解的是，还可以提供更多数量的智能机械臂，同时对多个端面接触检测，进一步增加检测的自动化。

如果第一部件21与工件2相互脱离，或者在接触后受力出现脱落，其受力后直接开始滑动，从而使得执行端11即使逐渐加速、增加输出也无法达到压力F，这种情况下继续监测已经毫无意义。或者，工件2本身有着一定的移动余量，受力后可能出现一定程度的位移，因此，为了将上述的两种情况甄别，优选的，增加以下步骤：

当执行端11接触第一部件21时，逐渐增加执行端11的压力直至执行端11无法继续移动，将此时位置坐标记为坐标a1。

当执行端11接触第一部件21时，逐渐增加执行端11的压力直至执行端11无法继续移动所需要的时间超过预设值时，直接判断为不达标。可以根据工件2的尺寸、智能机械臂的输出功率，设置一个时间预设值，例如30s，如果执行端11接触第一部件21开始，超过30s后，第一部件21仍然被执行端11推动移动，可以认为第一部件21已经脱落，可终止检测，直接将其判断为不合格。容易理解的是，上述的判断过程，同样能够应用于第二部件22，检测原理和步骤过程不做赘述。

本实施例中还提供了自动测试系统，用于自动检测工件2上的第一部件21和第二部件22是否合格，包括：

一个或多个智能机械臂，智能机械臂包括能够控制输出力和移动坐标的执行端11，执行端11移动接触第一部件21和第二部件22，根据二者的坐标差值判断是否合格。

自动测试系统的工作原理，与前述的坐标差值检测方法相同，具体过程不做赘述。本实施例中的自动测试系统，无需对工件2设置专门的工装，在检测中对于人工参与的需求度低，具有检测效率高、适用性广、智能化自动化程度高、使用成本低等优点。

优选的，自动测试系统还包括用于采集视觉信息的拍摄设备和安装于执行端11末端的压力传感器111。根据拍摄设备能够采集工件2的图形信息，判断第一部件21和第二部件22的位置，辅助接触测试中的定位过程。压力传感器111用于检测执行端11和第一部件21、第二部件22之间的作用力，在其他的实施例中，也可以通过智能机械臂对于执行端11的闭环控制自动检测作用力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.坐标差值检测方法，用于自动检测工件上的第一部件和第二部件是否合格，其特征在于，

提供智能机械臂，所述智能机械臂包括执行端，所述坐标差值检测方法包括以下步骤：

所述执行端朝向所述第一部件移动，检测到来自所述第一部件作用力后将此时位置坐标记为坐标a1；

所述执行端朝向所述第二部件移动，检测到来自所述第二部件作用力后将此时位置坐标记为坐标b1；

计算所述坐标a1和所述坐标b1的差值，判断所述第一部件和所述第二部件的相对位置关系；

所述执行端向所述第一部件施加压力F后，将此时位置坐标记为坐标a2，计算所述坐标a2和所述坐标b1的差值，判断所述第一部件和所述第二部件的相对位置关系；

还包括：

当所述执行端接触所述第一部件时，逐渐增加所述执行端的压力直至所述执行端无法继续移动所需要的时间超过预设值时，直接判断为不达标并终止检测；

其中，所述预设值根据被检测工件的尺寸、所述智能机械臂的输出功率设置。

2.如权利要求1所述的坐标差值检测方法，其特征在于，

所述执行端向所述第一部件施加压力F后，视觉采集所述第一部件与所述第二部件的坐标变化，判断所述第一部件和所述第二部件的相对位置关系。

3.如权利要求1或2所述的坐标差值检测方法，其特征在于，还包括：

每次驱动所述执行端，选取相同方向的端面，接触检测所述第一部件和所述第二部件，测试多次后判断是否合格。

4.如权利要求1所述的坐标差值检测方法，其特征在于，

提供两所述智能机械臂，通过两所述执行端分别测试所述第一部件和所述第二部件。

5.如权利要求1所述的坐标差值检测方法，其特征在于，

当所述执行端接触所述第一部件时，逐渐增加所述执行端的压力直至所述执行端无法继续移动，将此时位置坐标记为坐标a1。

6.如权利要求1所述的坐标差值检测方法，其特征在于，

视觉采集确定所述第一部件和所述第二部件的位置。

7.自动测试系统，用于自动检测工件上的第一部件和第二部件是否合格，其特征在于，包括：

一个或多个智能机械臂，所述智能机械臂包括能够控制输出力和移动坐标的执行端，所述执行端移动接触所述第一部件和所述第二部件，根据二者的坐标差值判断是否合格；

所述执行端移动接触所述第一部件和所述第二部件，根据二者的坐标差值判断是否合格包括：所述执行端向所述第一部件施加压力F后，将此时位置坐标记为坐标a2，计算所述第一部件和所述第二部件的坐标差值，判断所述第一部件和所述第二部件的相对位置关系；还包括：

当所述执行端接触所述第一部件时，逐渐增加所述执行端的压力直至所述执行端无法继续移动所需要的时间超过预设值时，直接判断为不达标并终止检测；

其中，所述预设值根据被检测工件的尺寸、所述智能机械臂的输出功率设置。

8.如权利要求7所述的自动测试系统，其特征在于，

还包括用于采集视觉信息的拍摄设备和安装于所述执行端末端的压力传感器。

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