CN110986759A - 一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置及方法 - Google Patents

一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置及方法 Download PDF

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CN110986759A
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measuring sensor
round bar
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mechanical arm
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Inventor
何涛
王正家
吴顺尧
李勇
曾雨晴
王超
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Hubei University of Technology
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Hubei University of Technology
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Abstract

本发明公开了一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置及方法，装置由机械臂、红外测距传感器、外部控制系统构成；移动机械臂安装于棒料正上方，红外传感器的红外线发射与接收端朝下，竖直安固定于机械臂一侧，机械臂可沿着棒料径向来回移动。装置工作时，机械臂先移动至位于料框一侧的测量原点(自定义)，再带动红外测距传感器开始沿圆棒料的径向移动，根据红外测距传感器经过料框中顶层棒料测得的距离波形计算出料框中每根棒料的顶点位置，根据棒料半径计算出棒料圆截面中心点位置。本发明能测量多根平放于料框中棒料圆截面的中心点位置。

Description

一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置及方法
技术领域
本发明属于距离测量技术领域，涉及一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置及方法。
背景技术
目前，常用的红外测距是利用红外线测量物体在单个方向上的位置距离。但是对棒料的定位需要测量其竖直高度与水平横向这两个方向的位置距离，若用其他传感器辅助则会增加计算复杂性，且成本会增加。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能同时测量料框内多根圆棒料中心点竖直高度位置与水平横向位置的测量装置及方法。
本发明的装置所采用的技术方式是：一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置，其特征在于：由机械臂、红外测距传感器、外部控制系统构成；
所述红外测距传感器以竖直向下方向固定于所述机械臂正中央；所述机械臂可沿圆棒料的径向来回移动协助测量；
所述外部控制系统与所述红外测距传感器连接通信，用于控制所述红外测距传感器工作。
本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：机械臂带动红外测距传感器移动至位于料框一侧的测量原点开始测量；
步骤2：红外测距传感器将红外线打在被测圆棒料表面，记录此时红外测距传感器测得的此处顶层圆棒料的表面到红外测距传感器的距离；
步骤3：机械臂带动红外测距传感器从测量原点出发在相同高度位置沿圆棒料径向匀速移动；
步骤4：记录红外测距传感器测得的波形图中所有标记点p对应的被测棒料的上被测点与测量原点的距离值，计算出顶层圆棒料的圆截面中心点p0的纵坐标与横坐标；
步骤5：将顶层圆棒料圆截面中心点位置坐标数据p0(x，y)发送至抓料系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：测量方式简单，容错率高；设备成本较低；高效、快捷；装置结构极为简单；使用方便。
附图说明
图1为本发明实施例的装置测试图；
图2为本发明实施例的装置主视图；
图3为本发明实施例中红外测距传感器在系统坐标系中测得的波形图；
其中：1.机械臂，2.红外测距传感器，3.料框，4.圆棒料。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1和图2，本发明提供的一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置，由机械臂1、红外测距传感器2、外部控制系统构成；红外测距传感器2以竖直向下方向固定于机械臂1正中央；机械臂1可沿圆棒料的径向来回移动协助测量；外部控制系统与红外测距传感器2连接通信，用于控制红外测距传感器2工作。
圆棒料4放置在料框3中，测量工作开始时，机械臂1先移动至位于料框3一侧的测量原点(自定义)。再带动红外测距传感器2开始沿圆棒料4的径向移动，根据红外测距传感器2经过料框3中顶层棒料测得的距离波形计算出料框中每根棒料的顶点位置，根据棒料半径计算出棒料圆截面中心点位置。
请见图3，本发明提供的一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：机械臂1带动红外测距传感器2移动至位于料框3一侧的测量原点开始测量；
步骤2：红外测距传感器2将红外线打在被测棒料4表面，记录此时红外测距传感器2测得的此处顶层棒料的表面到红外测距传感器2的距离；
步骤3：机械臂1带动红外测距传感器2从测量原点出发在相同高度位置沿棒料径向匀速移动；
步骤4：记录红外测距传感器2测得的波形图中所有标记点p对应的被测棒料的上被测点与测量原点的距离值，计算出顶层棒料的圆截面中心点p0的纵坐标与横坐标；
位置坐标系的定义见图2，本实施例中计算出顶层棒料的圆截面中心点p0的纵坐标与横坐标，是计算红外测距波形图中标记有点p的空间坐标；假设顶层棒料圆截面中心点高度位置坐标Yimm，则棒料圆截面中心点与测量原点之间的高度距离计算公式为：
Yi＝Y+R (1)
其中，Y是红外测距波形图中标记有p的点对应的棒料表面距离红外测距传感器的距离值，R表示棒料的半径值；
顶层棒料圆截面中心点横向位置坐标Ximm，即棒料圆截面中心与测量原点之间横向距离计算公式为：
Xi＝V*T (2)
其中，V表示机械臂1匀速移动的速度值，T表示机械臂1从测量原点开始运动时记录的运动时间值；
根据公式(1)与(2)计算出顶层棒料圆截面中心点位置的横坐标与纵坐标。
步骤5：将顶层棒料圆截面中心点位置坐标数据px，y发送至抓料系统。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术；上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量装置，其特征在于：由机械臂(1)、红外测距传感器(2)、外部控制系统构成；
所述红外测距传感器(2)以竖直向下方向固定于所述机械臂(1)正中央；所述机械臂(1)可沿圆棒料的径向来回移动协助测量；
所述外部控制系统与所述红外测距传感器(2)连接通信，用于控制所述红外测距传感器(2)工作。
2.一种基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：机械臂(1)带动红外测距传感器(2)移动至位于料框(3)一侧的测量原点开始测量；
步骤2：红外测距传感器(2)将红外线打在被测圆棒料(4)表面，记录此时红外测距传感器(2)测得的此处顶层棒料的表面到红外测距传感器(2)的距离；
步骤3：机械臂(1)带动红外测距传感器(2)从测量原点出发在相同高度位置沿棒料径向匀速移动；
步骤4：记录红外测距传感器(2)测得的波形图中所有标记点p对应的被测圆棒料的上被测点与测量原点的距离值，计算出顶层圆棒料的圆截面中心点p0的纵坐标与横坐标；
步骤5：将顶层圆棒料圆截面中心点位置坐标数据p0(x，y)发送至抓料系统。
3.根据权利要求2所述的基于红外测距传感器的圆棒料中心点测量方法，其特征在于：步骤4中所述计算出顶层圆棒料的圆截面中心点p0的纵坐标与横坐标，是计算红外测距波形图中标记有点p的空间坐标；假设顶层圆棒料圆截面中心点高度位置坐标Yi(mm)，则圆棒料圆截面中心点与测量原点之间的高度距离计算公式为：
Yi＝Y+R (1)
其中，Y是红外测距波形图中标记有p的点对应的圆棒料表面距离红外测距传感器的距离值，R表示圆棒料的半径值；
顶层圆棒料圆截面中心点横向位置坐标Xi(mm)，即圆棒料圆截面中心与测量原点之间横向距离计算公式为：
Xi＝V*T (2)
其中，V表示机械臂(1)匀速移动的速度值，T表示机械臂(1)从测量原点开始运动时记录的运动时间值；
根据公式(1)与(2)计算出顶层圆棒料圆截面中心点位置的横坐标与纵坐标。
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