CN110657771B - 一种轴类工件测量机器人及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴类工件测量机器人及测量方法，其中，一种轴类工件测量机器人包括：机器人本体包括基座，以及固定安装在基座两侧相互对称的机械臂，固定安装在两个机械臂的腕部末端的夹爪，固定安装在两个机械臂的腕部外侧的测量组件，与机器人本体、夹爪和测量组件电连接的主控电脑，所述夹爪与机械臂的腕部中心轴同心，且围绕机械臂的腕部中心轴转动，所述测量组件与机械臂的腕部中心轴同心，且沿机械臂的腕部中心轴的轴线方向做直线运动，测量组件的位移距离大于夹爪的长度；本发明使用两组夹爪和测量组件的配合实现了对轴类工件的自动化定位和测量，利用双臂机器人的两条机械臂在同一坐标系内的特点提高了对曲轴状轴类工件的测量的精度。

Description

一种轴类工件测量机器人及测量方法

技术领域

本发明涉及非标工件检测领域，具体是一种轴类工件测量机器人及测量方法。

背景技术

现有轴类工件检测机器人都是将工件放在固定的工装夹具上进行定位后再进行测量自动化程度低，且在需要测量曲轴状轴类工件的过程中是使用多个单臂机器人进行测量曲轴状轴类工件的偏心率，因为多个单臂机器人使用的是不同的定位坐标系，所以导致测量精度低。

为此需要提供一种能够自动对轴类工件进行定位检测以及提高曲轴状轴类工件偏心率测量精度的机器人。

发明内容

发明目的：提供一种轴类工件测量机器人及测量方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种轴类工件测量机器人包括：机器人本体，包括基座，以及固定安装在基座两侧相互对称的机械臂。

夹爪，固定安装在两个机械臂的腕部末端的夹爪，所述夹爪与机械臂的腕部中心轴同心，且围绕机械臂的腕部中心轴转动。

测量组件，固定安装在两个机械臂的腕部外侧的测量组件，所述测量组件与机械臂的腕部中心轴同心，且沿机械臂的腕部中心轴的轴线方向做直线运动。

主控电脑，所述主控电脑与机器人本体、夹爪和测量组件电连接。

其中，所述测量组件的位移距离大于夹爪的长度。

在进一步的实施例中，所述夹爪由两个关于中心轴对称安装的爪指组成，所述夹爪内还固定安装有的分别与夹爪中心轴同心的顶针。

由于测量的是轴类工件，所以通过对称设计的爪指能够保证夹取轴类工件时的不会发生侧滑的问题。

而且因为轴类工件加工工艺的原因会在轴类工件生产的过程中在轴类工件的两端中心位置留下样冲孔方便轴类工件的定位加工，因此利用顶针仿照轴类加工过程中的定位方法，能够提高轴类工件与夹爪的中心轴的同心度，提高测量精度。

在进一步的实施例中，所述夹爪的爪指沿夹爪中心轴的轴线方向开有V形槽。

因为轴类工件的截面是圆形的，若采用平面的夹爪进行夹持不利于定位，若采用弧形凹面的夹爪夹持则需要根据轴类工件直径的不同更换不同弧度的夹爪。

所以采用V形槽作为夹爪与轴类工件的接触部件，因为V形槽在对轴类工件进行夹持的过程中会对轴类工件进行限位，使轴类工件逐渐向夹爪的中间位移保证同轴度，提高测量精度。

在进一步的实施例中，所述测量组件包括固定安装在机械臂的腕部外侧的直线运动机构，固定安装在直线运动机构一端的测量架，固定安装在测量架两端且对称的测微齿条，固定安装在测微齿条相对端的压力传感器，以及固定安装在测微齿条一侧的第一伺服电机，其中，所述第一伺服电机与测微齿条转动连接，所述压力传感器和第一伺服电机与主控电脑电连接，所述第一伺服电机与测量架固定连接。

使用第一伺服电机带动测微齿条向轴类工件方向移动，直至压力传感器与轴类工件抵接并达到预定压力值时第一伺服电机停止工作，此时第一伺服电机向主控电脑输送旋转圈数，主控电脑根据第一伺服电机的旋转圈数计算出测微齿条的位移距离从而得出轴类工件的直径，由于每个机械手上有两个第一伺服电机，所以在测量过程中两个第一伺服电机的旋转圈数不同时，主控电脑计算两个第一伺服电机的旋转圈数的平均值以此计算出测微齿条的位移距离。

因为在测量过程中测量组件与轴类工件发生刚性接触，测量组件和轴类工件都会产生形变影响测量结果，因此没有统一的接触压力的话无法得到准确的测量结果，因此通过压力传感器进行压力测量，在达到预定的测量压力时输出测量结果，使用统一的接触压力进行测量可以得到准确的测量结果。

在进一步的实施例中，所述直线运动机构包括一个滚珠丝杠机构，以及至少两个直线轴机构，所述滚珠丝杠机构包括与机械臂的腕部固定连接的丝杆，以及与丝杆转动连接的滚珠螺母，其中，所述测量架与滚珠螺母固定连接；所述直线轴机构包括与机械臂的腕部固定连接的光轴，以及与光轴滑动连接的直线轴承，其中，所述测量架与直线轴承固定连接，所述滚珠丝杠机构和直线轴机构围绕测量架的中心轴圆周等分。

其中，所述滚珠丝杠机构还包括与丝杆转动连接的第二伺服电机，所述第二伺服电机与主控电脑电连接，所述第二伺服电机与机械臂的腕部固定连接。

通过滚珠丝杠机构带动测量组件进行直线运动，生产成本低，直接使用主控电脑电控制第二伺服电机的工作时间，能够简单方便的控制测量组件的运动距离。

在使用夹爪夹取轴类工件的过程中，通过滚珠丝杠机构将测量组件收回在第一机械臂和第二机械臂的腕部的一侧，能够避免影响夹爪的自由工作。

在使用夹爪完成对轴类工件的定位后，通过滚珠丝杠机构将测量组件从第一机械臂和第二机械臂的腕部的一侧套接在夹爪外，将测量组件移动至轴类工件的测量点。

为了保证测量组件在进行直线运动的过程中的平稳运行，所以还安装有直线轴机构并使滚珠丝杠机构和直线轴机构围绕测量架的中心轴圆周等分，利用直线轴承与光轴的配合对测量组件进行限位，同时又不影响滚珠丝杠机构带动测量组件的直线运动。

在进一步的实施例中，还包括固定安装在基座下方的油箱，所述直线运动机构为至少两个液压缸，所述液压缸围绕测量架的中心轴圆周等分，其中，所述油箱还与液压泵的进油口相通，所述液压泵的出油口还与电磁换向阀的进油口连通，所述电磁换向阀的第一出油口与液压缸的无杆腔相通，所述电磁换向阀的第二出油口与液压缸的有杆腔相通，所述电磁换向阀和液压泵与主控电脑电连接。

通过液压缸带动测量组件进行直线运动，使测量组件的运行平稳，且故障率低，使用主控电脑电控制并记录电磁换向阀换向后液压缸的工作时间，能够得出测量组件的位置由此控制测量组件运动到测量点。

在进一步的实施例中，一种轴类工件测量机器人的测量方法包括：第一步，两个夹爪夹取到轴类工件的两端端部后，其中一个夹爪松开轴类工件，松开了轴类工件的夹爪转动到与轴类工件同心的位置，然后未松开过轴类工件的夹爪移动轴类工件使轴类工件的端面与松开了轴类工件的夹爪的顶针抵接，然后松开了轴类工件的夹爪通过V形槽夹紧轴类工件，在松开了轴类工件的夹爪夹紧轴类工件的过程中未松开过轴类工件的夹爪随轴类工件位移避免未松开过轴类工件的夹爪影响松开了轴类工件的夹爪与轴类工件的校准过程；

第二步，未松开过轴类工件的夹爪松开轴类工件，重复第一步的步骤；

第三步，夹爪和机械臂的腕部转动至同心的位置，然后直线运动机构带动测量组件伸出至预定测量点，然后第一伺服电机带动测微齿条转动，使压力传感器与轴类工件抵接，当压力传感器达到预定压力后，第一伺服电机停止工作，并向主控电脑内输送第一伺服电机的转动圈数，主控电脑由此计算出被测轴类工件的直径，此步骤重复测量三次，主控电脑计算出平均值作为轴类工件的平均值记录并输出给工作人员；

第四步，测量组件测得轴类工件一点处的直径后，压力传感器离开轴类工件的表面，测量组件移动至下一测量点重复第三步的测量工序；

第五步，在测量曲轴状的轴类工件时，两个夹爪分别转动至与之连接的机械臂的腕部同心的位置，然后将两个夹爪的位置坐标发送给主控电脑由主控电脑计算出两个夹爪的位置坐标点的差值，既曲轴状轴类工件的偏心率，并将偏心率输出给工作人员。

有益效果：本发明公开了一种轴类工件测量机器人及测量方法，该一种轴类工件测量机器人通过将两个机械臂相互对称安装在基座的两侧，使两个机械臂在同一个基座的坐标系内，提高了曲轴状轴类工件偏心率测量精度，通过两个机械臂上的夹爪对轴类工件进行定位，在夹爪对轴类工件进行定位后使用测量组件对轴类工件进行测量，实现了对轴类工件的自动化测量。

附图说明

图1是本发明的装配结构示意图。

图2是本发明的夹爪结构示意图。

图3是本发明的夹爪结构示意图的A-A向剖视图示意图。

图4是本发明的滚珠丝杠型测量组件结构示意图。

图5是本发明的液压型测量组件结构示意图。

图6是本发明的测微齿条结构示意图。

图7是本发明的测微齿条俯视示意图。

图1至图7所示附图标记为：机器人本体1、夹爪2、测量组件3、主控电脑4、摄像头5、轴类工件6、机械臂10、基座11、肩部12、腕部13、爪指21、顶针22、直线运动机构31、测量架32、测微齿条33、移动架34、连接板35、滚珠丝杠机构311、直线轴机构312、液压缸313、压力传感器331、第一伺服电机332、齿轮箱333、丝杆3111、滚珠螺母3112、第二伺服电机3113、电磁换向阀3131、液压泵3132、油箱3133。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经过申请人的研究发现，随着自动化机器人的普及现在工厂自动化程度也有所提高，然而在自动化发达的工厂中对轴类工件检测却是使用机器人将轴类工件放在固定的工装夹具上进行定位后再进行测量，这无疑是降低了自动化程度，现在普及的自动化机器人都是单臂机器人，在测量曲轴状轴类工件的偏心率时需要至少两个单臂机器人合作测量才能得出偏心率，又因为两个单臂机器人使用的是两个不同坐标系，所以测量出来的偏心率精度也较低。

针对上述测量轴类工件的自动化程度低和测量曲轴状轴类工件的偏心率精度低这两个问题，本发明的申请人提供了一种轴类工件测量机器人及测量方法。

一种轴类工件测量机器人包括：机器人本体1、夹爪2、测量组件3、主控电脑4、摄像头5、机械臂10、基座11、肩部12、腕部13、直线运动机构31、测量架32、测微齿条33、移动架34、连接板35、滚珠丝杠机构311、直线轴机构312、压力传感器331、第一伺服电机332、齿轮箱333、丝杆3111、滚珠螺母3112、第二伺服电机3113。

其中，机器人本体1为双臂协作机器人，包括基座11和两个机械臂10，每个机械臂10都包括与基座11固定连接的肩部12，与肩部12固定连接的腕部13，以及与腕部13固定连接的夹爪2，且基座11能够相对于地面转动，肩部12能够相对于基座11转动，腕部13能够相对于肩部12转动，夹爪2能够相对于腕部13转动。夹爪2固定安装在腕部13的末端，与腕部13的中心轴同心，且能够围绕机械臂10的腕部13中心轴转动，夹爪2还能够进行张合动作，实现对轴类工件6的夹紧与松开。

测量组件3，包括直线运动机构31、测量架32、微测齿条、压力传感器331和第一伺服电机332，直线运动机构31固定安装在机械臂10的腕部13外侧，且直线运动机构31的行程大于夹爪2的长度，测量架32固定安装在直线运动机构31的一端，如图6和图7所示的测量架32的两端对称开有平面，第一伺服电机332通过螺钉固定安装在测量架32的两端平面上，然后通过联轴器将齿轮箱333与第一伺服电机332转动连接，齿轮箱333通过螺钉固定安装在测量架32的两端平面上，其中，齿轮箱333内包括中心轴的一端延伸至齿轮箱333外侧的小齿轮，以及与小齿轮啮合的大齿轮，第一伺服电机332通过联轴器与齿轮箱333内的小齿轮转动连接，在齿轮箱333上还开有与齿轮箱333内的大齿轮相配合的通孔，测微齿条33穿过通孔，且与通孔相配合，且测微齿条33与大齿轮相啮合，如图6所示的实施例中，为了对测微齿条33进行限位在测量架32的一侧还通过螺钉固定安装有限位块，限位块上开有与测微齿条33的一侧滑动连接的通孔。

测微齿条33对称固定安装在测量架32的两侧，压力传感器331固定安装在测微齿条33的相对端，其中，压力传感器331的顶端中间位置开有螺纹孔，测微齿条33的底端为螺纹柱，压力传感器331螺接在螺纹柱的下方，使用第一伺服电机332带动测微齿条33向轴类工件6方向移动，直至压力传感器331与轴类工件6抵接并达到预定压力值时第一伺服电机332停止工作，此时第一伺服电机332向主控电脑4输送旋转圈数，主控电脑4根据第一伺服电机332的旋转圈数计算出测微齿条33的位移距离从而得出轴类工件6的直径，由于每个机械手上有两个第一伺服电机332，所以在测量过程中两个第一伺服电机332的旋转圈数不同时，主控电脑4计算两个第一伺服电机332的旋转圈数的平均值以此计算出测微齿条33的位移距离。

如图1和图4所示的实施例中直线运动机构31包括第二伺服电机3113、滚珠丝杠机构311以及至少两个直线轴机构312，滚珠丝杠机构311由丝杆3111和滚珠螺母3112组成，丝杆3111与滚珠螺母3112转动连接，丝杆3111的两端转动连接有轴承座，通过轴承座将丝杆3111安装在机械手的腕部13外侧，且丝杆3111与机械手肩部12相近的一端穿过轴承座通过联轴器与第二伺服电机3113转动连接，第二伺服电机3113通过螺钉固定安装在机械手的腕部13外侧，直线轴机构312包括光轴和直线轴承，光轴通过轴夹固定安装在机械手的腕部13外侧，直线轴承与光轴滑动连接，并且为了保证测量组件3在进行直线运动的过程中的平稳运行，所以滚珠丝杠机构311和直线轴机构312围绕测量架32的中心轴圆周等分，利用直线轴承与光轴的配合对测量组件3进行限位，同时又不影响滚珠丝杠机构311带动测量组件3做直线运动。

在此实施例中若测量架32直接与滚珠螺母3112和直线轴承固定连接，那么测量架32的最大伸出距离不会超过夹爪2的长度，测微齿条33将测不到轴类零件的直径，为了延长测量架32的位移位置，使测微齿条33能够测量到轴类零件的直径，所以在本实施例中直线运动机构31还包括移动架34和连接板35，移动架34与滚珠螺母3112和直线轴承固定连接，连接板35圆周等分固定安装在在移动架34和测量架32的外侧，在此实施例中测量架32的中间部位开有通孔套在直线运动机构31的外侧，不与直线运动机构31接触，通过连接板35延长测量架32相对于机械臂10的腕部13的距离，在此实施例中连接板35的长度大于夹爪2的长度，连接板35的长度小于直线运动机构31的行程。

如图1所示的实施例所示，为了使机器人能够识别出流水线上的轴类工件6在基座11上还固定安装有用于识别摄像头5。

如图1所示的实施例所示，为了提高自动化程度、提高测量精度、以及方便向工作人员发送测量结果，还安装有与机器人本体1、夹爪2、测量组件3和摄像头5电连接的主控电脑4，第一伺服电机332、第二伺服电机3113和压力传感器331也与主控电脑4电连接，通过主控电脑4控制第一伺服电机332和第二伺服电机3113的旋转圈数，控制机器人本体1和夹爪2的移动位置，接收摄像头5、第一伺服电机332、第二伺服电机3113和压力传感器331发送的电信号，根据第一伺服电机332的旋转圈数计算轴类工件6被测点的直径，以及根据两个夹爪2的位置坐标点计算出差值既曲轴状轴类工件6的偏心率，并将偏心率输出给工作人员。

在主控电脑4内存储有设定压力传感器331预定压力的程序，当压力传感器331检测到压力达到预定值时，主控电脑4控制第一伺服电机332停止工作，这么设定的原因是因为在测量过程中测量组件3与轴类工件6发生刚性接触，测量组件3和轴类工件6都会产生形变影响测量结果，因此没有统一的接触压力的话无法得到准确的测量结果，因此通过压力传感器331进行压力测量，在达到预定的测量压力时输出测量结果，使用统一的接触压力进行测量才可以得到准确的测量结果。

装配过程：首先将直线运动机构31固定安装在两个机械臂10的腕部13外侧，然后通过移动架34和连接板35将测量架32固定安装在两个机械臂10的腕部13外侧，既将测量组件3固定安装在两个机械臂10的腕部13外侧，在安装时需注意测量组件3与机械臂10的腕部13中心轴同心，且跟随直线运动机构31沿机械臂10的腕部13中心轴的轴线方向做直线运动，注意要使测量组件3的位移距离大于夹爪2的长度，在不工作时测量组件3收缩在机械臂10的腕部13外侧，在工作时测量组件3伸出夹爪2之外，移动至预定的测量点；然后将夹爪2安装在两个机械臂10的腕部13末端，在安装时需要注意夹爪2与机械臂10的腕部13中心轴同心，且围绕机械臂10的腕部13中心轴转动，然后使用螺钉将摄像头5固定安装在基座11的顶端中间位置，然后使用导线将机器人本体1、夹爪2、测量组件3和摄像头5与主控电脑4电连接。

工作原理：首先主控电脑4根据摄像头5传输的图像数据控制两个夹爪2夹取到轴类工件6的两端端部后，其中一个夹爪2松开轴类工件6，松开了轴类工件6的夹爪2转动到与轴类工件6同心的位置，然后未松开过轴类工件6的夹爪2移动轴类工件6使轴类工件6的端面与松开了轴类工件6的夹爪2的顶针22抵接，然后松开了轴类工件6的夹爪2通过V形槽夹紧轴类工件6，在松开了轴类工件6的夹爪2夹紧轴类工件6的过程中未松开过轴类工件6的夹爪2随轴类工件6位移避免未松开过轴类工件6的夹爪2影响松开了轴类工件6的夹爪2与轴类工件6的校准过程，然后未松开过轴类工件6的夹爪2松开轴类工件6，重复上述步骤。

然后夹爪2和机械臂10的腕部13转动至同心的位置，然后直线运动机构31带动测量组件3伸出至预定测量点，然后第一伺服电机332带动测微齿条33转动，使压力传感器331与轴类工件6抵接，当压力传感器331达到预定压力后，第一伺服电机332停止工作，并向主控电脑4内输送第一伺服电机332的转动圈数，主控电脑4由此计算出被测轴类工件6的直径，此步骤重复测量三次，主控电脑4计算出平均值作为轴类工件6的平均值记录并输出给工作人员，由于每个机械手上有两个第一伺服电机332，所以在测量过程中两个第一伺服电机332的旋转圈数不同时，主控电脑4计算两个第一伺服电机332的旋转圈数的平均值以此计算出测微齿条33的位移距离。

在测量组件3测得轴类工件6一点处的直径后，压力传感器331离开轴类工件6的表面，测量组件3移动至下一测量点重复第三步的测量工序；

最后在测量曲轴状的轴类工件6时，两个夹爪2分别转动至与之连接的机械臂10的腕部13同心的位置，然后将两个夹爪2的位置坐标发送给主控电脑4由主控电脑4计算出两个夹爪2的位置坐标点的差值，既曲轴状轴类工件6的偏心率，并将偏心率输出给工作人员。

综上所述，本发明的测量原理是主控电脑4根据第一伺服电机332输入的旋转圈数计算出测微齿条33的位移距离，由此计算出轴类工件6的直径，并且本发明使用的是双臂协作机器人，两条机械臂10在同一坐标系内所以在测量曲轴状的轴类工件6时只需要通过计算出两个夹爪2的位置坐标点的差值，即可得到曲轴状轴类工件6的偏心率，减少了两个单臂机器人工作时的误差，通过两个机械臂10上的夹爪2还能够对轴类工件6进行定位，不必再将轴类工件6放在工装夹具上再进行测量，实现了对轴类工件6的自动化测量。

在如图2和图3所示的实施例中所示，每个夹爪2都包括两个爪指21和一个顶针22，由两个爪指21关于夹爪2中心轴对称安装，顶针22固定安装在与夹爪2的中心轴同心位置，且顶针22长度小于爪指21的长度。这样设计的原因是，由于测量的是轴类工件6，所以通过对称设计的爪指21能够保证夹取轴类工件6时的不会发生侧滑的问题，而且因为轴类工件6加工工艺的原因会在轴类工件6生产的过程中在轴类工件6的两端中心位置留下样冲孔方便轴类工件6的定位加工，因此利用顶针22仿照轴类加工过程中的定位方法，能够提高轴类工件6与夹爪2的中心轴的同心度，提高测量精度。

在进一步的实施例中，夹爪2的爪指21沿夹爪2中心轴的轴线方向开有V形槽，因为轴类工件6的截面是圆形的，若采用平面的夹爪2进行夹持不利于定位，若采用弧形凹面的夹爪2夹持则需要根据轴类工件6直径的不同更换不同弧度的夹爪2，但是采用V形槽作为夹爪2与轴类工件6的接触部件时，因为V形槽在对轴类工件6进行夹持的过程中会对轴类工件6进行限位，使轴类工件6逐渐向夹爪2的中间位移保证同轴度，提高测量精度。

在如图5所示的实施例中，直线运动机构31为至少两个液压缸313，液压缸313通过螺钉固定安装在机械臂10的腕部13的外侧，液压缸313围绕测量架32的中心轴圆周等分，与液压缸313配套使用的油箱3133固定安装在基座11的下方，液压泵3132固定安装在基座11的一侧，油箱3133与液压泵3132的进油口相通，液压泵3132的出油口还与电磁换向阀3131的进油口连通，电磁换向阀3131的第一出油口与液压缸313的无杆腔相通，电磁换向阀3131的第二出油口与液压缸313的有杆腔相通，电磁换向阀3131和液压泵3132与主控电脑4电连接，且液压缸313的伸缩杆的行程大于夹爪2的长度，上述液压缸313、液压泵3132、电磁换向阀3131和油箱3133之间均通过液压管连通。

其中，电磁换向阀3131为三位四通电磁换向阀3131，当需要测量组件3进行测量工作时电磁铁Y2得电，液压泵3132在预定时间内向液压缸313的无杆腔充液，液压缸313伸出预定距离，测量组件3到达预定点电磁铁Y2失电，液压缸313保压测量组件3进行测量工作，在测量工作结束后电磁铁Y1得电，液压泵3132在预定时间内向液压缸313的有杆腔充液，液压缸313收缩预定距离，测量组件3到达预定点电磁铁Y1失电，等待下次工作，通过控制液压泵3132向液压缸313内充液的时间达到控制液压缸313的伸缩杆的伸出距离的效果。

通过液压缸313带动测量组件3进行直线运动，使测量组件3的运行平稳，且故障率低，使用主控电脑4电控制并记录电磁换向阀3131换向后液压缸313的工作时间，能够得出测量组件3的位置由此控制测量组件3运动到测量点。

且在此实施例中由于液压缸313的伸缩杆伸出时是将测量组件3送出夹爪2外，不同于使用滚珠丝杠机构311是使测量组件3在滚珠丝杠机构311内做直线运动，所以不需要额外增加移动架34和连接板35，即可到达预定的测量点，减轻了机械手的载荷和装配的工作量。

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。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.基于轴类工件测量机器人的测量方法，其特征在于，包括：轴类工件测量机器人，该轴类工件测量机器人包括机器人本体（1），夹爪（2），测量组件（3）和主控电脑（4）；

机器人本体（1）包括基座（11），以及固定安装在基座（11）两侧相互对称的机械臂（10）；

夹爪（2），固定安装在两个机械臂（10）的腕部（13）末端的夹爪（2），所述夹爪（2）与机械臂（10）的腕部（13）中心轴同心，且围绕机械臂（10）的腕部（13）中心轴转动；

测量组件（3），固定安装在两个机械臂（10）的腕部（13）外侧的测量组件（3），所述测量组件（3）与机械臂（10）的腕部（13）中心轴同心，且沿机械臂（10）的腕部（13）中心轴的轴线方向做直线运动；

主控电脑（4），所述主控电脑（4）与机器人本体（1）、夹爪（2）和测量组件（3）电连接；

其中，所述测量组件（3）的位移距离大于夹爪（2）的长度；

所述夹爪（2）由两个关于中心轴对称安装的爪指（21）组成，所述夹爪（2）内还固定安装有与夹爪（2）的中心轴同心的顶针（22）；

所述夹爪（2）的爪指（21）沿夹爪（2）中心轴的轴线方向开有V形槽；

所述测量组件（3）包括固定安装在机械臂（10）的腕部（13）外侧的直线运动机构（31），固定安装在直线运动机构（31）一端的测量架（32），固定安装在测量架（32）两端且对称的测微齿条（33），固定安装在测微齿条（33）相对端的压力传感器（331），以及固定安装在测微齿条（33）一侧的第一伺服电机（332），其中，所述第一伺服电机（332）与测微齿条（33）转动连接，所述压力传感器（331）和第一伺服电机（332）与主控电脑（4）电连接，所述第一伺服电机（332）与测量架（32）固定连接；

测量方法包括：第一步，两个夹爪（2）夹取到轴类工件（6）的两端端部后，其中一个夹爪（2）松开轴类工件（6），松开了轴类工件（6）的夹爪（2）转动到与轴类工件（6）同心的位置，然后未松开过轴类工件（6）的夹爪（2）移动轴类工件（6）使轴类工件（6）的端面与松开了轴类工件（6）的夹爪（2）的顶针（22）抵接，然后松开了轴类工件（6）的夹爪（2）通过V形槽夹紧轴类工件（6），在松开了轴类工件（6）的夹爪（2）夹紧轴类工件（6）的过程中未松开过轴类工件（6）的夹爪（2）随轴类工件（6）位移避免未松开过轴类工件（6）的夹爪（2）影响松开了轴类工件（6）的夹爪（2）与轴类工件（6）的校准过程；

第二步，未松开过轴类工件（6）的夹爪（2）松开轴类工件（6），重复第一步的步骤；

第三步，夹爪（2）和机械臂（10）的腕部（13）转动至同心的位置，然后直线运动机构（31）带动测量组件（3）伸出至预定测量点，然后第一伺服电机（332）带动测微齿条（33）转动，使压力传感器（331）与轴类工件（6）抵接，当压力传感器（331）达到预定压力后，第一伺服电机（332）停止工作，并向主控电脑（4）内输送第一伺服电机（332）的转动圈数，主控电脑（4）由此计算出被测轴类工件（6）的直径，此步骤重复测量三次，主控电脑（4）计算出平均值作为轴类工件（6）的平均值记录并输出给工作人员；

第四步，测量组件（3）测得轴类工件（6）一点处的直径后，压力传感器（331）离开轴类工件（6）的表面，测量组件（3）移动至下一测量点重复第三步的测量工序；

第五步，在测量曲轴状的轴类工件（6）时，两个夹爪（2）分别转动至与之连接的机械臂（10）的腕部（13）同心的位置，然后将两个夹爪（2）的位置坐标发送给主控电脑（4）由主控电脑（4）计算出两个夹爪（2）的位置坐标点的差值，即 曲轴状轴类工件（6）的偏心率，并将偏心率输出给工作人员。

2.根据权利要求1所述基于轴类工件测量机器人的测量方法，其特征在于，所述直线运动机构（31）包括一个滚珠丝杠机构（311），以及至少两个直线轴机构（312），所述滚珠丝杠机构（311）包括与机械臂（10）的腕部（13）固定连接的丝杆（3111），以及与丝杆（3111）转动连接的滚珠螺母（3112），其中，所述测量架（32）与滚珠螺母（3112）固定连接；所述直线轴机构（312）包括与机械臂（10）的腕部（13）固定连接的光轴，以及与光轴滑动连接的直线轴承，其中，所述测量架（32）与直线轴承固定连接，所述滚珠丝杠机构（311）和直线轴机构（312）围绕测量架（32）的中心轴圆周等分；

其中，所述滚珠丝杠机构（311）还包括与丝杆（3111）转动连接的第二伺服电机（3113），所述第二伺服电机（3113）与主控电脑（4）电连接，所述第二伺服电机（3113）与机械臂（10）的腕部（13）固定连接。

3.根据权利要求1所述基于轴类工件测量机器人的测量方法，其特征在于，还包括固定安装在基座（11）下方的油箱（3133），所述直线运动机构（31）为至少两个液压缸（313），所述液压缸（313）围绕测量架（32）的中心轴圆周等分，其中，所述油箱（3133）还与液压泵（3132）的进油口相通，所述液压泵（3132）的出油口还与电磁换向阀（3131）的进油口连通，所述电磁换向阀（3131）的第一出油口与液压缸（313）的无杆腔相通，所述电磁换向阀（3131）的第二出油口与液压缸（313）的有杆腔相通，所述电磁换向阀（3131）和液压泵（3132）与主控电脑（4）电连接。

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