CN111504181A - 一种点胶针管的校准补偿方法 - Google Patents

一种点胶针管的校准补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种精度高、自动化实现、成本低且保证针管点胶质量的点胶针管的校准补偿方法。本发明方法包括以下步骤：设备安装；分别计算待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上移动时，激光校准器在出现上升沿信号和下降沿信号时的坐标平均值，再将该坐标平均值与针管校准的标准值作差运算，最后得到针管的补偿值，实现对针管的校准补偿。本发明可应用于测试校准领域。

Description

一种点胶针管的校准补偿方法
技术领域
本发明涉及测试校准领域，尤其涉及一种点胶针管的校准补偿方法。
背景技术
目前很多使用伺服系统带动点胶或注胶装置进行点胶或者注胶的设备，为了保证更换针管以后与原来标准针管的一致性，很多都是靠操作员或者技术员的经验安装，通过目测或者机械校准，甚至有设备直接把新的针管换上去，根本就没有校准就进行使用，其大大地降低了针管的使用精确度。
由于操作员或者技术员的经验不一样，通过目测或者机械校准，有时无法满足针管安装的一致性，从而出现产品点胶出来的效果不一致，而一般的点胶工艺后面就会有相机检测工艺，点胶效果差异很大，相机检测通过率低，从而影响生产效率，甚至有的产品的点胶工艺是不可返工的。而人工校准不但效率低下，不能防呆，一致性差，而且一天下来，人的手指损伤特别严重，还会因疲劳而出现错误安装等不良现象，这些都有可能导致产品报废率增加。
随着自动化控制技术的发展，点胶工艺会得到越来越广泛的应用，保证点胶质量和提高生产率一直以来是工业生产追求的目标，所以对点胶针管的准确校准，保证针管的一致性很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种精度高、自动化实现、成本低且保证针管点胶质量的点胶针管的校准补偿方法。
本发明所采用的技术方案是：本发明中，选择可同时在X轴、Y轴和Z轴方向上进行测量的校准传感器进行校准，所述校准传感器包括X-LS校准传感器和Y-LS校准传感器且所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径与所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径相互垂直并处于同一平面上，在X轴、Y轴和Z轴方向上，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4，该方法包括以下步骤：
a. 将所述激光检测单元安装于待测针管的设备上，且所述X-LS校准传感器平行于Y轴安装，所述Y-LS校准传感器平行于X轴安装，设定所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为A，所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为B；
b. 待测针管初始化回原点，设待测针管的最下端处于相互垂直的所述X-LS校准传感器的激光路径与所述Y-LS校准传感器的激光路径所在的平面之下；
c. 定位待测针管到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器的对射光线构成的坐标的任一象限内；
d. 平行于X轴移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的X轴坐标值X1；
e. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的X轴坐标值X2，计算平均值得X3=(X1+X2)/2；
f. 在当前位置，平行于Y轴移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的Y轴坐标值Y1；
g. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的Y轴坐标值Y2，计算平均值Y3=(Y1+Y2)/2；
h. 在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度，再把所述校准传感器移动到安全位置；
i. 则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4，
利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
上述方案可见，本发明通过对针管的检测，利用激光校准传感器本身的对射功能，通过采集激光信号的上升沿和下降沿信号，即可快速精确地测出针管在X轴、Y轴、Z轴方向上的补偿量，再通过设备对针管进行调整，使其调整到校准基准坐标值，从而保证了针管点胶的质量，同时提高了生产效率，而自动校准代替人工校准，大大地降低了工作人员的劳动强度。
进一步地，待测针管在X轴上的单次移动距离小于B，在Y轴上的单次移动距离小于A。
上述方案可见，通过将待测针管在X轴、Y轴方向上的移动量控制在小于相应的一对校准传感器之间的距离，从而防止针管来料差异或者安装错误，出现针管下端比校准传感器的对射光线高，针管移动时无法感应到校准传感器对射光线而继续移动到校准传感器外面，或者针头触碰到传感器，从而出现针管报废或损伤设备甚至停产的现象。
再进一步地，所述校准传感器选自型号为OGLW2-40T-2PS6的激光校准传感器。
上述方案可见，选择型号为OGLW2-40T-2PS6的激光校准传感器实现本发明方法，从而提高了测量精度和测试灵敏度，提高了检测效率。
附图说明
图1是校准传感器的简易结构示意图；
图2是本发明实施例中情况一的简易示意图；
图3是本发明实施例中情况二的简易示意图；
图4是本发明实施例中情况三的简易示意图；
图5是本发明实施例中情况四的简易示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明方法选择可同时在X轴、Y轴和Z轴方向上进行测量的校准传感器进行校准，所述校准传感器包括X-LS校准传感器和Y-LS校准传感器且所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径与所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径相互垂直并处于同一平面上。在本实施例中，所述校准传感器选自型号为OGLW2-40T-2PS6的激光校准传感器，该传感器具有如下优点：该传感器设计小巧紧凑，开放式的结构设计，更方便对被测物的精准检测；可同时对X、Y和Z轴进行校准，两两轴线均在交叉点进行测量；可分辨物体直径：0.2 mm；重复测量精确度：0.01 mm。
在X轴、Y轴和Z轴方向上，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4。该方法包括以下步骤：
a. 将所述激光检测单元安装于待测针管的设备上，且所述X-LS校准传感器平行于Y轴安装，所述Y-LS校准传感器平行于X轴安装，设定所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为A，所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为B。待测针管在X轴方向上的单次移动距离小于B，在Y轴上的单次移动距离小于A。这能够避免出现待测针管与传感器之间发生触碰而导致设备或针管损坏。
b. 待测针管初始化回原点，设待测针管的最下端处于相互垂直的所述X-LS校准传感器的激光路径与所述Y-LS校准传感器的激光路径所在的平面之下。
c. 定位待测针管到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器的对射光线构成的坐标的任一象限内。在该坐标内，以所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器的对射光线的交叉点作为原点。
d. 平行于X轴移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的X轴坐标值X1。
e. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的X轴坐标值X2，计算平均值得X3=(X1+X2)/2。
f. 在当前位置，平行于Y轴移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的Y轴坐标值Y1。
g. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的Y轴坐标值Y2，计算平均值Y3=(Y1+Y2)/2。
h. 在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度，再把所述校准传感器移动到安全位置。
i. 则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4，
利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
需要说明的是，校准时待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的移动速度要尽可能的慢。同时需要设置自动防呆装置，将针管在安装待测试阶段的可移动范围设定为一定范围，防止校准时出现设备故障，降低设备故障率。
下面以待测针管分别定位到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器的对射光线构成的坐标的每一个象限内的情况进行更加具体的说明。
情况一：待测针管定位到上述坐标的第一象限内。
如图2所示，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4。此时，待测针管平行于X轴向X轴的负向移动，当待测针管触碰到所述X-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的X轴坐标为X1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述X-LS校准传感器的对射光线离去且激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的X轴坐标为X2。计算得到平均值X3=(X1+X2)/2。
在当前位置，平行于Y轴并向Y轴的负向移动待测针管，当待测针管触碰到所述Y-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的Y轴坐标为Y1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述Y-LS校准传感器的对射光线离去且该激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的Y轴坐标为Y2。计算得到平均值Y3=(Y1+Y2)/2。
在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度。则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4。利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
情况二：待测针管定位到上述坐标的第二象限内。
如图3所示，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4。此时，待测针管平行于X轴向X轴的正向移动，当待测针管触碰到所述X-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的X轴坐标为X1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述X-LS校准传感器的对射光线离去且激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的X轴坐标为X2。计算得到平均值X3=(X1+X2)/2。
在当前位置，平行于Y轴并向Y轴的负向移动待测针管，当待测针管触碰到所述Y-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的Y轴坐标为Y1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述Y-LS校准传感器的对射光线离去且该激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的Y轴坐标为Y2。计算得到平均值Y3=(Y1+Y2)/2。
在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度。则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4。利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
情况三：待测针管定位到上述坐标的第三象限内。
如图4所示，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4。此时，待测针管平行于X轴向X轴的正向移动，当待测针管触碰到所述X-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的X轴坐标为X1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述X-LS校准传感器的对射光线离去且激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的X轴坐标为X2。计算得到平均值X3=(X1+X2)/2。
在当前位置，平行于Y轴并向Y轴的正向移动待测针管，当待测针管触碰到所述Y-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的Y轴坐标为Y1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述Y-LS校准传感器的对射光线离去且该激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的Y轴坐标为Y2。计算得到平均值Y3=(Y1+Y2)/2。
在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度。则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4。利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
情况四：待测针管定位到上述坐标的第四象限内。
如图5所示，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4。此时，待测针管平行于X轴向X轴的负向移动，当待测针管触碰到所述X-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的X轴坐标为X1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述X-LS校准传感器的对射光线离去且激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的X轴坐标为X2。计算得到平均值X3=(X1+X2)/2。
在当前位置，平行于Y轴并向Y轴的正向移动待测针管，当待测针管触碰到所述Y-LS校准传感器的对射光线并阻断该光线的一瞬间，系统采集到激光的上升沿信号，记录此时的Y轴坐标为Y1。继续移动待测针管，当待测针管要从所述Y-LS校准传感器的对射光线离去且该激光光线导通的瞬间，待测针管停止移动，系统采集到激光的下降沿信号，并记录此时的待测针管的Y轴坐标为Y2。计算得到平均值Y3=(Y1+Y2)/2。
在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度。则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4。利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
本发明方法适用于汽车行业中点胶和注胶工艺。也可用于其他行业中，比如：电池制造：锂电池、电容、碱锰、镍氢镍镉、锂锰、铅酸、锌空气电池的电解液的注液针管的校准；服装制造：缝纫机缝纫针的校准；化妆品业：化妆品香水、雪花膏、护肤品、洗头水、唇膏、洁口净、睫毛液、指甲油等灌装针管的校准；电子行业：电容器及二胡管制造时陶瓷浆的添加，电动机制造时绝缘封装的点滴，水银开关之水银入注，微量点胶机等注胶针管的校准；食品行业：浆料、蜜糖、油、果浆、果汁、布丁、酸奶等灌装针管的校准。

Claims (3)

1.一种点胶针管的校准补偿方法，其特征在于，在该方法中，选择可同时在X轴、Y轴和Z轴方向上进行测量的校准传感器进行校准，所述校准传感器包括X-LS校准传感器和Y-LS校准传感器且所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径与所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的激光路径相互垂直并处于同一平面上，在X轴、Y轴和Z轴方向上，设已知的点胶针管的校准基准坐标值分别为X4、Y4和Z4，该方法包括以下步骤：
a. 将所述激光检测单元安装于待测针管的设备上，且所述X-LS校准传感器平行于Y轴安装，所述Y-LS校准传感器平行于X轴安装，设定所述X-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为A，所述Y-LS校准传感器的发射端和接收端之间的距离为B；
b. 待测针管的设备初始化回原点，设待测针管的最下端处于相互垂直的所述X-LS校准传感器的激光路径与所述Y-LS校准传感器的激光路径所在的平面之下；
c. 定位待测针管到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器的对射光线构成的坐标的任一象限内；
d. 平行于X轴移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的X轴坐标值X1；
e. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述X-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的X轴坐标值X2，计算平均值得X3=(X1+X2)/2；
f. 在当前位置，平行于Y轴移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光上升沿信号时，记录待测针管当前的Y轴坐标值Y1；
g. 继续沿着同方向移动待测针管，当待测针管检测到所述Y-LS校准传感器的激光下降沿信号时，立即停止移动待测针管并记录待测针管当前的Y轴坐标值Y2，计算平均值Y3=(Y1+Y2)/2；
h. 在当前位置，向Z轴的正向移动待测针管，当待测针管同时未感应到所述X-LS校准传感器和所述Y-LS校准传感器时，记录待测针管最下端所在的Z轴坐标值Z3，并将待测针管往Z轴正向移到安全高度，再把所述校准传感器移动到安全位置；
i. 则待测针管在X轴、Y轴和Z轴方向上的补偿值X5、Y5、Z5分别为
X5=X3-X4，Y5=Y3-Y4，Z5=Z3-Z4，
利用该补偿值对偏移量进行补偿，以使待测针管末端的运行轨迹的一致性。
2.根据权利要求1所述的一种点胶针管的校准补偿方法，其特征在于：待测针管在X轴上的单次移动距离小于B，在Y轴上的单次移动距离小于A。
3.根据权利要求1所述的一种点胶针管的校准补偿方法，其特征在于：所述校准传感器选自型号为OGLW2-40T-2PS6的激光校准传感器。
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