CN110442082B - 提高自动装箱系统精度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高自动装箱系统精度的方法,包括调整库位精度、调整托盘精度、设置具有标准垂直度和水平度的标准检具以及调整料框精度。本发明提供的方法分别对库位、托盘以及料框的重复定位精度进行了优化,每部分的误差都可以控制在指定范围以内,本发明采用控制变量法来测量和优化各套子设备,辅以机器人作为基准,设计科学,环环相扣地优化了库位、托盘以及料框的精度,且每步优化都进行了重复定位检测,进而降低了整套系统的累积误差,保证了冲压自动装箱系统的可靠性。极大地缩短了冲压自动装箱系统的调试周期,减小了人工测量的误差,方法简单易操作,便于后期维护及整改。

Description

提高自动装箱系统精度的方法
技术领域
本发明涉及冲压自动化生产线线尾操作技术领域,尤其涉及一种提高自动装箱系统精度的方法。
背景技术
现有的冲压自动化生产线线尾自动装箱系统的工作过程为:末序机器人将成型的零件从末序压机上抓取出并放置到皮带机上,通过另外配制的工业视觉系统进行定位后,再由线尾装框机器人抓取并放置到精度料框内,然后经由AGV运输至冲压库房中。
然而工业视觉系统造价昂贵,且现有的装箱系统中除了机器人以外,其他子设备均为非标设备,各项子设备的制造商不一,制造商加工设备以及工艺水平的不同,会造成不同程度的误差,导致整套系统累计误差较大。在安装过程中,工程师很容易把精度的最终把控落在最后的安装部件(即料框)上面,众所周知料框刚性较大,可调整的空间有限,很难承载较大范围的精度调整,即使完成了装箱系统的安装,在后期使用中也会存在以下问题:
(1)随着时间推移,装箱系统中各单体设备不可避免地会出现磨损老化,导致精度下降从而影响整体装箱稳定性,此时需将精度变低的设备替换掉,这无疑会缩短设备的使用周期,增加点检及维护费用;
(2)装箱系统未对各项子设备的精度进行分项优化,因此增大了系统误差的不确定因素,在后期维护过程中需要设备维护人员逐项排查和分析,增加了人工成本;且系统出现随机性和不确定性的误差对装箱质量和效率有较大的影响,存在损坏设备和零件的风险。
(3)误差分布在不同的子项设备,累计误差较大,精度不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷,从而提供一种提高自动装箱系统精度的方法,该方法可以提高装箱系统中各单体设备的精度,将整个装箱系统的累计误差控制在需求范围以内,同时减少设备维护次数,提高系统稳定性,降低停线或损坏设备和零件的风险。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种提高自动装箱系统精度的方法,包括以下步骤:
调整库位精度:以机器人作为精度标准,采用控制变量法确定出第一托盘的定位销坐标,以所述第一托盘的定位销坐标为基础,确定各个库位的定位精度是否合格;
调整托盘精度:以检测合格的各个库位作为基准,将剩余的托盘进出至少两个不同的合格库位进行检测,比对所述托盘上的定位销坐标与不同的合格库位的定位精度误差,确定各个托盘的定位精度是否合格;
设置标准检具:设置具有标准垂直度和水平度的标准检具,所述标准检具用于通过定位销固定在料框的定位孔中,设定所述标准检具的定位销与各个料框的定位孔的间隙、托盘上各定位销与料框的定位孔之间的间隙在指定范围内;
调整料框精度:通过比对每个料框上各个立柱与所述检具的垂直度误差是否均位于指定误差范围内,以确定各个料框的垂直度是否合格;以其中一个垂直度合格的料框为基准,将其余垂直度合格的料框上同一立柱与所述检具的水平距离,与基准料框上相应立柱距所述检具的水平距离进行数据比对,检测同一料框上各个立柱的数据误差是否均位于指定范围内,以确定该料框上各立柱的位置精度是否合格;
对精度不合格的库位、托盘和料框进行调整直至精度合格,即可。
在一个实施例中,所述调整库位精度的具体步骤为:以机器人作为精度标准,采用控制变量法标记并保存第一托盘的定位销坐标,将所述第一托盘分别在每个库位中至少重复进出3次,以验证所述第一托盘在各个库位中的重复定位精度,若在该库位中的重复定位精度误差≤0.5mm,则该库位精度合格,若否,则对该库位进行调整。
在一个实施例中,所述机器人通过机械臂抓取零件,所述机械臂的6#轴上安装有工装针,所述第一托盘的定位销坐标通过所述工装针进行定点。
在一个实施例中,所述调整托盘精度的具体步骤为:所有合格库位的定位坐标均与所述第一托盘的定位销坐标匹配,以其中一个合格库位的定位坐标为基准,将所述定位坐标标记于其他托盘上,将设置有所述定位坐标的托盘置入其他任意合格的库位中,检验其他托盘上的定位坐标与其他任意合格库位内的定位坐标精度,若误差≤0.5mm,则该托盘精度合格,若否,则对该托盘进行调整。
在一个实施例中,所述标准检具与所述料框上各立柱围绕而成的区域形状相匹配,所述标准检具的各个表面均具有标准垂直度和标准水平度。
在一个实施例中,所述指定范围是指数值≤0.5mm。
在一个实施例中,结合上一个实施例,所述调整料框精度的具体步骤为:将所述检具固定于第一料框内,测量所述第一料框上各立柱不同高度位置与所述检具相应位置的水平距离,若各水平距离误差≤0.5mm,则所述第一料框的垂直度合格,若否,则对所述第一料框的垂直度进行调整。
以所述第一料框为基准,将所述检具固定于其他料框内,测量其他料框的同一立柱在同一位置距所述检具相应位置的水平距离与所述第一料框相应数值之间的误差,若所有立柱的数值误差均≤0.5mm,则该料框的垂直度合格。
在一个实施例中,所述不同高度位置分别为立柱的顶端位置和底端位置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的提高自动装箱系统精度的方法分别对库位、托盘以及料框的重复定位精度进行了优化,每部分的误差都可以控制在指定范围以内,避免了现有技术中未对各项子设备精度进行分项优化所导致的精度需求集中在某一项而难以提升的问题,本发明各部分的精度优化设计科学,以精度最为准确的机器人作为标准测量工具进行初始定位,有效减小了测量误差,而且所涉及的检具,其自身的定位销与料框的定位孔之间的间隙固定,即检具与料框的相对位置不变,也有效保证了后续的测量的准确度;除此之外,本发明采用控制变量法来测量和优化各套子设备,辅以机器人作为基准,环环相扣地优化了库位、托盘以及料框的精度,且每步优化都进行了重复定位检测,进而降低了整套系统的累积误差,保证了冲压自动装箱系统的可靠性。
基于上述优点,本发明可以进行线下验证,极大地缩短了冲压自动装箱系统的调试周期,可靠度高,能减小人工测量的误差,方法简单易操作,每项优化均进行量化记录,便于后期维护及整改。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个实施例所提供的部分流程示意图;
图2为本发明一个实施例所提供的设有标准检具的料框的结构示意图。
附图标记说明:
1、标准检具;2、料框;21、立柱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1所示,本发明提供了一种提高自动装箱系统精度的方法,包括以下步骤:
(1)调整库位精度:以通过机械臂抓取零件的机器人作为精度标准,在机械臂的6#轴上安装一根工装针,该工装针可以由市售购买,移动机器人,并通过工装针在第一托盘(T1)的四个定位销(P1、P2、P3、P4)上定点,得到第一托盘的定位销坐标,将这四个点的位置即定位销坐标保存在机器人的存储系统中;
以第一托盘的定位销坐标为基础,将第一托盘分别在各个库位(ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6等)内至少重复进出3次,验证单个托盘在各库位内的重复定位精度,若第一托盘在该库位中的重复定位精度误差≤0.5mm,则该库位精度合格,若否,则对该库位进行调整,由此优化了每个库位的精度。
(2)调整托盘精度:由步骤(1)可知,所有合格库位的定位坐标均与所述第一托盘的定位销坐标匹配,此时以其中一个合格库位的定位坐标为基准,例如ST1,将其他托盘(例如T2、T3等)依次在ST1内用步骤(1)中第一托盘的定位销坐标进行定位并做好标记;
将T1托盘移动到ST2内,同时移动机器人,使第一托盘上P1、P2、P3、P4四个定位销在ST2的坐标位置输入机器人并做好标记,移出第一托盘,并将其余托盘(例如T2、T3等)依次移动到ST2内,用机器人所保存的第一托盘四个定位销在ST2中的坐标来验证其余托盘(例如T2、T3等)上定位销的定位坐标精度,若误差≤0.5mm,则该托盘精度合格,若否,则对该托盘进行调整。
通过上述步骤,可以依次类推到各托盘及库位内,测出不同托盘在库位内的重复精度是否合格。
(3)如图2所示,设置标准检具:制作一个标准检具1,标准检具1与料框2上各立柱21围绕而成的区域形状相匹配,标准检具1的各个表面均具有标准垂直度和标准水平度,通常来说标准检具1可以是实心的矩形块,也可以是空心的,标准检具1的底部设有与料框2定位孔相适配的定位销(未在图中示出),需要说明的是,料框2的定位孔为通孔,可以直接放置在托盘(T1、T2、T3等)上,与托盘的定位销卡合,也可以放在标准检具1的下方,与标准检具1的定位销卡合,设定标准检具1上定位销固与料框2的定位孔间隙、以及托盘定位销与料框2定位孔的间隙均≤0.5mm。
(4)将一个料框2放置于水平地面上,可以以车间厂房的立柱作为基准点,也可以放置在检具台上,即保证料框2放置的水平度,然后将标准检具1无松动地放置于料框2中,测量每个料框2上各个立柱不同高度位置与检具1相应位置的水平间距,以第一料框上两个位置高度的水平间距为例,在本实施例中两个位置高度是指立柱21的顶端和底端,设定第一料框上第一立柱的顶端水平间距为L1-1u,底端水平间距为L1-1d,其他立柱的水平间距标号对应改变,例如第二立柱的顶端水平间距为L1-2u,底端水平间距为L1-2d,依次类推;以第一立柱为例,若L1-1u和L1-1d的误差≤0.5mm,则第一立柱的垂直度视为合格,相应的所有立柱的垂直度合格,则得到作为基准的第一料框;
同理,其他料框2的垂直度检测与第一料框相同,最后还需检测料框2上各个立柱21的水平位置精度是否达标,具体的方法为:以第一料框的顶端水平间距或底端水平间距为基准,例如标记L1-1u、L1-2u、L1-3u、L1-4u等,然后将标准检具1依次放入到其他料框2中,例如第二料框、第三料框等,记录第二料框上相应的L2-1u、L2-2u、L2-3u、L2-4u等、第三料框上相应的L3-1u、L3-2u、L3-3u、L3-4u等,对比L2-1u与L1-1u的数据误差、L2-2u与L1-2u的数据误差、L2-3u与L1-3u的数据误差、L2-4u与L1-4u的数据误差等,若误差≤0.5mm,则第二料框的上各个立柱的水平位置达标,即第二料框达标,同理,第三料框、第四料框等各个立柱的水平位置也如此检测。
(5)对上述精度不合格的库位、托盘和料框2进行调整直至精度合格,即可。
本实施例中整个装箱系统的精度误差最终控制在3.5mm以内。
实施例2
与实施例1不同的是,其中所涉及到的指定范围、精度误差、水平距离误差、数值误差、误差可以为相同的数值,也可以部分相同或者完全不同,可以根据实际情况进行调整,但无论如何设置误差范围,本实施例中的优化方法均为量化记录,且可以根据最终实际需要调整每一步的误差范围,以保证整个累计误差在可接受的范围以内。
例如每个误差范围均为0.3mm或0.6mm等,具体依实际情况调整。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种提高自动装箱系统精度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整库位精度:以机器人作为精度标准,采用控制变量法标记并保存第一托盘的定位销坐标,将所述第一托盘分别在每个库位中至少重复进出3次,以验证所述第一托盘在各个库位中的重复定位精度,若在该库位中的重复定位精度误差≤0.5mm,则该库位精度合格,若否,则对该库位进行调整;
调整托盘精度:以检测合格的各个库位作为基准,将剩余的托盘进出至少两个不同的合格库位进行检测,比对所述托盘上的定位销坐标与不同的合格库位的定位精度误差,确定各个托盘的定位精度是否合格;
设置具有标准垂直度和水平度的标准检具,所述标准检具用于通过定位销固定在料框的定位孔中,设定所述标准检具的定位销与各个料框的定位孔的间隙、托盘上各定位销与料框的定位孔之间的间隙在指定范围内;
调整料框精度:通过比对每个料框上各个立柱与所述检具的垂直度误差是否均位于指定误差范围内,以确定各个料框的垂直度是否合格;以其中一个垂直度合格的料框为基准,将其余垂直度合格的料框上同一立柱与所述检具的水平距离,与基准料框上相应立柱距所述检具的水平距离进行数据比对,检测同一料框上各个立柱的数据误差是否均位于指定范围内,以确定该料框上各立柱的位置精度是否合格;
对精度不合格的库位、托盘和料框进行调整直至精度合格即可。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述机器人通过机械臂抓取零件,所述机械臂的6#轴上安装有工装针,所述第一托盘的定位销坐标通过所述工装针进行定点。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调整托盘精度的具体步骤为:所有合格库位的定位坐标均与所述第一托盘的定位销坐标匹配,以其中一个合格库位的定位坐标为基准,将所述定位坐标标记于其他托盘上,将设置有所述定位坐标的托盘置入其他任意合格的库位中,检验其他托盘上的定位坐标与其他任意合格库位内的定位坐标精度,若误差≤0.5mm,则该托盘精度合格,若否,则对该托盘进行调整。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述标准检具与所述料框上各立柱围绕而成的区域形状相匹配,所述标准检具的各个表面均具有标准垂直度和标准水平度。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述设置标准检具的具体步骤为:制作用于固定在料框中各立柱之间的检具,所述检具通过定位销固定于所述料框的定位孔中,当所述定位销与所述定位孔的间隙≤0.5mm时,该料框的水平度合格;若否,则对该料框的水平度进行调整。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述调整料框精度的具体步骤为:将所述检具固定于水平度合格的第一料框内,测量所述第一料框上各立柱不同高度位置与所述检具相应位置的水平距离,若各水平距离误差≤0.5mm,则所述第一料框的垂直度合格,若否,则对所述第一料框的垂直度进行调整;
以所述第一料框为基准,将所述检具固定于其他料框内,测量其他料框的同一立柱在同一位置距所述检具相应位置的水平距离与所述第一料框相应数值之间的误差,若所有立柱的数值误差均≤0.5mm,则该料框的垂直度合格。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述不同高度位置分别为立柱的顶端位置和底端位置。
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