CN113639702B - 一种加工及平面度检测的自动化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工及平面度检测的自动化系统及方法，系统包括平面度自动检测装置、加工中心和机器人，所述机器人的机械臂上转动连接有机器人夹具，所述机器人夹具包括多个夹具组件，多个所述夹具组件为旋转对称结构围绕所述机械臂的轴向转动，所述机器人夹具用于在所述夹具组件中的一个夹取所述平面度自动检测装置中检测完成的工件后通过多个所述夹具组件中的另一个切换至第二预设位置并夹取所述加工中心中的加工完成的工件，再通过夹取到检测完成的工件的所述夹具组件切换至第二预设位置将对应的工件放置在所述加工中心中。通过机器人进行作业，使得工件加工完成的产量稳定，并且使得工件均通过平面度检测后再进行加工，保证了工件的品质。

Description

一种加工及平面度检测的自动化系统及方法

技术领域

本发明涉及加工自动化技术领域，尤其涉及一种加工及平面度检测的自动化系统及方法。

背景技术

随着现在工业发展，机加工精度提升，工件加工要求也在不断提高，特别是电气配件等零配件，这类配件具有工件小、形状复杂和精度要求高等特点。常见的电气配件为铝铸件，铝铸件的加工流程是毛坯料先进行平面度检测，检测良品则放入加工中心进行加工，检测不良品则放入不良品收集箱。

其中，加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床。在加工中心上加工零件的特点是:被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。

现有技术中，由人工操作加工中心及平面度自动检测装置，而采用这种生产方式主要存在如下技术问题：

1）作业人员需要操作平面度自动检测装置完成平面度检测并且操作加工中心的机台完成工件的加工，导致操作机台装夹工件进行加工的时间不固定，造成每天产量不稳定，在一定程度上阻碍了产量的增长；

2）在平面度自动检测装置完成平面度自动检测装置后由人工拿料到加工中心进行上料加工，人工作业容易导致工件漏检测后直接拿到加工中心进行加工，造成工件不良率增加的问题。

因此，需要提供一种方便加工并且工件产量稳定并且提高工件生产质量的加工及平面度检测的自动化系统来解决上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种加工及平面度检测的自动化系统及方法，具体地：

一方面提供了一种加工及平面度检测的自动化系统，包括平面度自动检测装置、加工中心和机器人，所述平面度自动检测装置用于对工件的检测位置进行平面度检测，所述机器人用于对夹取所述平面度自动检测装置中检测完成的工件放入所述加工中心进行加工，所述机器人的机械臂上转动连接有机器人夹具，所述机器人夹具包括多个夹具组件，多个所述夹具组件为旋转对称结构且围绕所述机械臂的轴向转动，所述机器人夹具用于通过多个所述夹具组件中的一个夹取所述平面度自动检测装置中检测完成的工件后切换至第一预设位置并通过另一个夹有待测工件的夹具组件将待测工件放置在所述平面度自动检测装置中进行平面度检测然后将除夹取到检测完成的工件的所述夹具组件之外的一个夹具组件切换至第二预设位置夹取所述加工中心中的加工完成的工件后通过夹取到检测完成的工件的所述夹具组件切换至第二预设位置将对应的工件放置在所述加工中心中。

另一方面提供了一种加工及平面度检测的自动控制方法，所述方法基于上述的加工及平面度检测的自动化系统实现的，所述方法包括：

控制机械臂带动机器人夹具运动至平面度自动检测装置附近位置；

控制多个夹具组件中的一个夹具组件切换至第一预设位置夹取所述平面度自动检测装置中检测完成的工件；

控制多个夹具组件中的另一个夹有待测工件的夹具组件切换至第一预设位置将待测工件放置在所述平面度自动检测装置中进行平面度检测；

控制机械臂带动机器人夹具运动至加工中心附近位置；

当加工中心中工件加工完成时，控制多个所述夹具组件中的除夹取到检测完成的工件的所述夹具组件之外的一个夹具组件切换至第二预设位置并夹取加工中心中的加工完成的工件；

控制夹取到检测完成的工件的所述夹具组件切换至第二预设位置将对应的工件放置在所述加工中心中进行加工。

本发明提供的一种加工及平面度检测的自动化系统及方法，具有的有益效果为：

本发明通过设置机器人夹取平面度自动检测装置中检测完成的工件放入加工中心进行加工，确保工件均完成平面度检测后再进行加工，从而保证了工件的生产质量，同时，使用机器人进行作业，使得工件的取放时间固定，使得工件加工完成的产量稳定，解决了现有技术中由人工操作平面度自动检测装置和加工中心的机台，导致操作机台装夹工件进行加工产量不稳定、容易产生不良品的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1是本说明书实施例提供的一种加工及平面度检测的自动化系统的结构示意图；

图2是本说明书实施例提供的加工中心的结构示意图；

图3是本说明书实施例提供的上下料机的结构示意图；

图4是本说明书实施例提供的储料板和工件配合的结构示意图；

图5是本说明书实施例提供的上下料机和机器人夹具配合的结构示意图；

图6是本说明书实施例提供的机器人夹具的结构示意图；

图7是本说明书实施例提供的过渡机构承载工件时的结构示意图；

图8是本说明书实施例提供的过渡机构的结构示意图；

图9是本说明书实施例提供的当输送机构上承载工件时平面度自动检测装置的结构示意图；

图10是本说明书实施例提供的平面度自动检测装置的结构示意图；

图11是本说明书实施例提供的平面度检测机构和滑动件配合的结构示意图；

图12是图11的仰视图；

图13是本说明书实施例提供的平面度自动检测装置和机器人夹具配合的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

实施例1：

如图1-13所示，本说明书实施例提供了一种加工及平面度检测的自动化系统，包括平面度自动检测装置8、加工中心9和机器人3，平面度自动检测装置8用于对工件4的检测位置进行平面度检测，机器人3用于对夹取平面度自动检测装置8中检测完成的工件4放入加工中心9进行加工，机器人3的机械臂301上转动连接有机器人夹具，机器人夹具包括多个夹具组件1，多个夹具组件1为旋转对称结构且围绕机械臂301的轴向转动，机器人夹具用于通过多个夹具组件1中的一个夹取平面度自动检测装置8中检测完成的工件4后切换至第一预设位置并通过另一个夹有待测工件4的夹具组件1将待测工件4放置在平面度自动检测装置8中进行平面度检测然后将除夹取到检测完成的工件4的夹具组件1之外的一个夹具组件1切换至第二预设位置夹取加工中心9中的加工完成的工件4后通过夹取到检测完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置将对应的工件4放置在加工中心9中。

具体地，如图6所示，夹具组件1为两个，两个夹具组件1关于机械臂301轴向呈上下对称设置，通过控制转动连接件2转动将两个夹具组件1中的一个夹具组件1切换至第一预设位置，第一预设位置位于机械臂301轴向正下方。

当夹具组件1位于第二预设位置时，夹具组件1的夹持方向和水平方向之间夹角大于0度且小于90度，优选为30度，方便在加工中心9中取放工件4。

在一些其他实施例中，第二预设位置也可以和第一预设位置相同。

优选地，加工中心9用于对平面度自动检测装置8检测完成的工件4进行加工，加工中心9包括承载座91、定位机构92和多个摆臂下压机构93，定位机构92固定设置在承载座91上，定位机构92用于对待加工工件4进行定位，摆臂下压机构93转动连接于承载座91上，摆臂下压机构93的转动范围所在平面垂直于承载座91所在平面，多个摆臂下压机构93对称设于待加工工件4两侧，摆臂下压机构93用于将待加工工件4压紧在承载座91上。通过定位机构92搭配摆臂下压机构93，使得实现工件4在水平方向和竖直方向上的固定，方便加工中心9对工件4进行加工。

优选地，定位机构92包括多个第四定位销921，第四定位销921和工件4的定位孔41匹配。

具体地，承载座91两端驱动连接有驱动机构20，当加工中心9中对工件4进行加工时，承载座91处于水平位置；当工件4加工完成后，在驱动机构20的驱动下，承载座91从水平位置旋转至第三预设位置，方便机器人夹具对承载座91上工件4的取放。其中，驱动机构20为电机。

具体地，在工件4加工完成后旋转至第三预设位置，管体5对承载座91位置进行吹气，并且在夹具组件1放置待加工工件4在加工中心9前对承载座91位置再次进行吹气，使得在夹具组件1到达加工位的对应位置，即第三预设位置时，对加工中心9中的完成加工的工件4进行吹气，确保工件4加工完成后不会有碎屑残留在表面，在放置待加工工件4前对加工中心9中承载座91位置进行再次吹气，避免加工中心9中的碎屑粘在加工中心9中承载座91位置上影响加工的准确度。

具体地，本实施例中由于加工中心9的加工时间相当于平面度自动检测装置8的平面度检测时间的两倍，因此设置加工中心9的数量为两个来提升工件4生产的产量，并且将机器人3设于两个加工中心9之间，可以实现对两个加工中心9的操作。

本实施例中，加工及平面度检测的自动化系统还包括上下料机6、过渡机构7和控制器，机器人3用于带动机器人夹具在料机、过渡机构7、平面度自动检测装置8和加工中心9之间移动。其中，平面度自动检测装置8用于对工件4的背面进行平面度检测，加工中心9用于从工件4的正面进行加工。控制器用于控制机器人的多个夹具组件1位置的切换来完成工件4的夹取和放置，实现了从平面度检测工序到加工工序的自动化。

其中，控制器用于控制机器人夹具旋转使多个夹具组件1中的一个夹具组件1切换至第一预设位置从过渡机构7夹取待测工件4后再用多个夹具组件1中的另一个未夹取工件4的夹具组件1夹取平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4，再控制将夹取检测完成的工件4的夹具组件1切换至第一预设位置，再通过夹取待测工件4的夹具组件1将待测工件4放置在平面度自动检测装置8中进行平面度检测。

控制器还用于控制多个夹具组件1中的一个没有夹取工件4的夹具组件1切换至第二预设位置并夹取加工中心9中的加工完成的工件4，再将夹取平面度自动检测装置8中检测完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置将对应的工件4放置在加工中心9中进行加工。

优选地，控制器设置为当加工中心9对工件4加工完成后控制承载座91旋转至第三预设位置，第三预设位置和第二预设位置平行。

本实施例中，料机为上下料机6，上下料机6包括储料板61，储料板61的在工件4对应位置的宽度小于工件4的宽度，储料板61用于放置待测工件4和加工完成的工件，控制器用于控制机器人夹具夹取上下料机6上待测工件4后将加工中心9中加工完成的工件4放置在待测工件4被拿取后空余的位置上。

具体地，储料板61为矩形储料板，储料板61的宽度小于工件4的宽度，储料板61上设有第五定位销611，第五定位销611的位置和工件4上定位孔41的位置对应，第五定位销611的尺寸小于定位孔41的尺寸，使得在人工上料时，将工件4可以不需精定位在储料板61上，放置更容易，节省上料时间。

优选地，上下料机6为叠层结构，上下料机6包括多个位于不同高度的水平放置的储料板61和多个平移输送机构62，平移输送机构62和上下料机6一一对应驱动连接，平移输送机构62用于驱动对应的上下料机6在Y向上运动，使得在完成上下料机6中上一层储料板61后可以在对应平移输送机构62的驱动下向Y向运动，以使上一层储料板61和相邻下一层储料板61在竖直方向上不重叠，使得机器人夹具可以逐层地在储料板61上取放工件4，可以完成批量加工后再对上下料机6统一更换上待测工件4，减少上下料机6上待测工件4的上料次数，节约工时。

具体地，如图3所示，当上一层的储料板61上的待测工件4均完成加工后，控制器控制对应的平移输送机构62驱动所述储料板61从靠近机器人3一侧向远离机器人3一侧运动以将相邻的下一层的储料板61暴露出来，方便机器人3拿取下一层储料板61中待测工件4。

具体地，当上一层的储料板61上的所有工件4均加工完成后，通过控制器控制上一层的储料板61对应的平移输送机构62驱动所述储料板61从靠近机器人3一侧向远离机器人3一侧运动。

具体地，上下料机6包括储料架63，储料架63为多层结构，储料架63的每层固定设有3个Y向延伸的滑杆631，储料板61和对应的滑杆631滑动连接，当受到平移输送机构62驱动时，沿滑杆631滑动。

本实施例中，机器人3的夹具组件1包括底座101、直线夹紧机构102、第一夹爪103和第二夹爪104，第一夹爪103和第二夹爪104相对设置，第一夹爪103和第二夹爪104中的一个和底座101固定连接，另一个用于在所述直线夹紧机构102驱动作用下在抓取工件4过程中在第一位置和第二位置之间移动，第一夹爪103或第二夹爪104位于第二位置时，第一夹爪103和第二夹爪104之间的距离大于工件4的宽度。

其中，第一夹爪103和第二夹爪104结构相同，第一夹爪103和第二夹爪104分别对称固定设置在底座101的左、右两侧，第二夹爪104和底座101固定连接，直线夹紧机构102为设有推动件1021的气缸，气缸平行固定在底座101上，气缸用于驱动推动件1021在左右方向上运动，第一夹爪103和推动件1021固定连接，在推动件1021相对于底座101向左运动时带动第一夹爪103一同向左运动。

具体地，第一夹爪103的初始位置为第一位置，第一夹爪103向左移动后位于第二位置，当第一夹爪103向左运动至第二位置时，通过机械臂301带动夹具组件1向待加工工件4靠近使得第一夹爪103和第二夹爪104分别位于待加工工件4两侧，然后通过气缸控制推动件1021向右运动带动第一夹爪103一同向右运动，当第一夹爪103和第二夹爪104将待加工工件4夹紧后气缸停止运动。

优选地，第一夹爪103靠近工件4一侧设有第一开槽1031，第二夹爪104靠近工件4一侧设有第二开槽1041，第一开槽1031和第二开槽1041结构相同且位于同一水平面上，第一开槽1031、第二开槽1041均和工件4两端被抓取位置的厚度匹配。通过第一开槽1031和第二开槽1041夹取工件4，将工件4限位在两个开槽中，减少由于操作不当造成掉落工件4的问题，提升了两个夹爪夹取性能的稳定度。

优选地，第一开槽1031为Y向延伸贯穿于第一夹爪103的开槽，第二开槽1041为Y向延伸贯穿于第二夹爪104的开槽，使得在工件4厚度小于等于开槽厚度的情况下，可以广泛适用于不同宽度的工件4，提高了夹具组件1的利用率。第一夹爪103到第二夹爪104的方向为Y向，Y向为工件4的宽度方向，第一开槽1031的延伸方向为X向，X向为工件4的长度方向，垂直于水平方向为Z向。

具体地，第一开槽1031和第二开槽1041的内壁表面覆有非金属材料，非金属材料可以是硬塑料等硬质材料，优选为MC尼龙材料。通过在第一开槽1031和第二开槽1041内壁表面覆有非金属材料，确保在两个夹爪在取放工件4的过程中不会将工件4表面划伤。

在一些其他实施例中，两个夹爪在第一开槽1031和第二开槽1041对应位置的结构为硬塑料等非金属材料制成。

优选地，夹具组件1还包括下顶机构105，下顶机构105设置于底座101和工件4之间，下顶机构105相对于底座101可上下运动，在第一夹爪103和第二夹爪104完成抓取工件4后下顶机构105向靠近工件4方向运动抵接在工件4上。

具体地，下顶机构105在远离工件4一侧设有气缸，气缸固定设置在底座101和工件4之间，气缸用于驱动下顶机构105在上下方向上运动，在第一夹爪103和第二夹爪104抓取工件4运动过程中气缸用于驱动下顶机构105向靠近工件4方向运动抵接在工件4上，使得在夹具组件1在夹取工件4过程中在工件4上方顶住工件4，使得工件4在被夹取过程中不会倾斜，保证将待加工工件4放入加工中心9的过程顺畅。

优选地，第一夹爪103和第二夹爪104的底部均固定设有仿形结构106，仿形结构106和工件4的上表面匹配，仿形结构106用于在抓取工件4后移动过程中对工件4限位，实现夹具组件1对工件4夹取位置的准确定位。

同时，在夹具组件1从加工中心9中夹取出加工完成的工件4从下方位置被旋转至上方位置时，仿形结构106用于承载加工完成的工件4，有效防止工件4的掉落。

本实施例中，机器人3用于夹取料机上的待测工件4放置在过渡机构7中再从过渡机构7中夹取待测工件4放置在平面度自动检测装置8中，过渡机构7包括导向机构71和固定座72，导向机构71垂直固定在固定座72上，固定座72上与待测工件对应位置的宽度小于待测工件4的宽度，控制器用于当机器人3夹取待测工件4放置在过渡机构7中时根据过渡机构7中导向机构71的位置得到待测工件4的准确位置以准确夹取待测工件4放置在平面度自动检测装置8中。

需要说明的是，机器人3通过机器人夹具进行工件4的取放，料机上待测工件4的放置位置不是精确定位的，当机器人夹具从料机上抓取到待测工件4时，机器人夹具的夹取位置和待测工件4的位置之间的对应关系是不确定的，即根据机器人夹具的坐标无法确定待测工件4的精确坐标。通过设置过渡机构7，使得当机器人夹具夹取待测工件4放置在过渡机构7中时，由于过渡机构7的坐标是可以精确定位的，控制器可以根据过渡机构7中导向机构71的位置得到待测工件4的准确位置，从而得到控制机器人夹具的夹取位置的坐标和所述待测工件4的坐标对应关系，从而实现工件4的准确搬运，解决了现有技术中机器人3在搬运工件的时候很容易因为定位不准导致搬运后放置位置不准确，影响工件4的检测准确率或减低生产效率的问题。

具体地，如图7和图8所示，固定座72的前、后两端对称分别设有一个方形凹槽，两个方形凹槽底部之间的距离小于待测工件4的宽度，便于机器人3的机器人夹具对待测工件4的取放。

优选地，导向机构71包括多个导向块711，导向块711为仿形结构，导向块711靠近待测工件4一侧和待测工件4对应位置匹配。

优选地，导向块711靠近待测工件4一侧表面覆有非金属材料，非金属材料可以是硬塑料等硬质材料，优选为MC尼龙材料，确保当待测工件4从导向块711之间滑下的过程中不会将工件4表面划伤。

在一些其他实施例中，导向块711为硬塑料等非金属材料制成。

具体地，导向块711为四个，分别对称设于待测工件4左、右两侧，搭配第一夹爪103和第二夹爪104在过渡机构7中取放工件4时，位于待测工件4的前、后两端，保证工件4取放的顺利。左右方向为X向，前后方向为Y向。

优选地，固定座72上固定设有第三定位销721，第三定位销721和待测工件4的定位孔匹配，当待测工件4从导向机构71上滑下后，第三定位销721将待测工件4限位在固定座72上。通过导向块711和第三定位销721配合，便于机器人3从过渡机构7中取出工件4时实现工件4的精确定位。

本说明书实施例中还提供一种具有精定位功能的自动搬运方法，方法基于实施例2中的过渡机构7、控制器和机器人3实现的，包括：

控制机器人3从料机上夹取待测工件4；

控制机器人3将待测工件4放置在过渡机构7中，同时，根据过渡机构7中导向机构71的位置确定出待测工件4的定位以得到使机器人3的夹取位置和待测工件4位置的相对位置关系；

控制机器人3从过渡机构7中拿取待测工件4放置在平面度自动检测装置8中。

通过所述具有精定位功能的自动搬运方法，使得当机器人3夹取待测工件4放置在过渡机构7中时控制器可以根据过渡机构7中导向机构71的位置得到机器人3的夹取位置和待测工件4的相对位置，从而实现工件4的准确搬运，解决了现有技术中机器人3在搬运工件4的时候很容易因为定位不准导致搬运后放置位置不准确，影响工件4的检测准确率或减低生产效率的问题。

本说明书实施例中的控制器还包括精定位控制模块，精定位控制模块用于控制机器人3从料机上夹取待测工件4；控制机器人3将待测工件4放置在过渡机构7中，同时，根据过渡机构7中导向机构71的位置得到机器人3的夹取位置和待测工件4的相对位置完成对待测工件4的定位；控制机器人3从过渡机构7中拿取待测工件4放置在平面度自动检测装置8中。

如图9-13所示，本实施例中，平面度自动检测装置8包括底座框架10、顶升机构11和平面度检测机构12，底座框架10用于承载待测工件4，底座框架10上方固定设有支撑座13，支撑座13上贯穿设有多个滑动件131，多个滑动件131相对于支撑座13可上下运动，多个滑动件131在支撑座13上所在位置与待测工件4的检测位置一一对应，支撑座13的下方固定设有多个第一定位销132，第一定位销132和待测工件4的定位孔41匹配，第一定位销132用于当待测工件4在顶起过程中对的待测工件4进行定位，顶升机构11设于底座框架10下方，顶升机构11用于将待测工件4由第一高度顶升至第二高度以顶起滑动件131，平面度检测机构12用于在待测工件4位于第二高度时检测滑动件131的所在高度。

需要说明的是，通过在支撑座13上的待测工件4对应位置上设置滑动件131，使得在待测工件4被顶升机构11顶起后同时顶起滑动件131，再通过平面度检测机构12对滑动件131的高度进行测量，完成对待测工件4的平整度检测和对关键部的检测位置是否有残缺的检测，从而实现对工件平面度的自动检测功能。

具体地，当待测工件4的检测位置一一对应位于滑动件131正下方时，此时待测工件4位于第一高度，当待测工件4被顶起至平贴在支撑座13下方时，待测工件4位于第二高度。

其中，待测工件4位于第二高度时，第一定位销132插入待测工件4的定位孔41中，使得待测工件4在被顶起过程中在水平方向上限位，使得待测工件4顶升至第二高度后贴紧在支撑座13的下方，同时第一定位销132插入到工件4上对应的定位孔41中，搭配顶升机构11，完成工件在水平和竖直方向的限位，解决了现有技术中平面度检测仪需要在测试前对工件进行调心、调水平，浪费工时的问题。

优选地，平面度检测机构12包括多个激光传感器121，多个激光传感器121一一对应设置于滑动件131的上方，激光传感器121用于当待测工件4位于第二高度时测量激光传感器121到滑动件131之间的距离。

具体地，根据待测工件4的检测要求确定出待测工件4上的检测位置，检测位置可以包括需要检测平面度的对应的多个位置，还可以包括需要检测关键部的检测位置是否断缺，例如待测工件4上的螺柱等。平面度检测机构12可以同时检测多个检测位置对应的多个平面度，即将多个检测位置分为多个检测位置组合，每一个检测位置组合对应一个平面度检测要求，每个平面度检测要求可以相同，也可以不同。

具体地，激光传感器121为激光位移传感器，多个激光传感器121分别一一对应设置于多个滑动件131的正上方，多个滑动件131在支撑座13上所在位置与待测工件4的检测位置在水平向上一一对应，当待测工件4由第一高度顶升至第二高度时顶起滑动件131，此时，多个激光传感器121分别通过发射激光和接收到达对应的滑动件131返回的激光计算出和对应的滑动件131之间的距离，从而确定对应的滑动件131的所在高度，通过滑动件131的原来默认高度和检测到的被顶起后所在高度，从而判断多个滑动件之间的高度偏差，计算出待测工件4的对应的平面度，测试过程时间短，效率高。

其中，滑动件131为行程销。

具体地，平面度自动检测装置8的附近还设有不良品放置区21，用于当平面度自动检测装置8检测出工件4为不良品时存放不良品。优选地，还包括输送机构14和位于水平方向上的导轨15，导轨15固定设于底座框架10上，输送机构14设于导轨15上方，输送机构14用于承载待测工件4通过导轨15传送至检测位。

优选地，输送机构14上固定设有第二定位销141，第二定位销141和待测工件4的定位孔41匹配，完成对输送机构14上工件4在水平方向上的限位，使得在工件4在输送过程中可以保持稳定不摇晃。

优选地，导轨15的前端设有第一检测机构16，第一检测机构16用于检测输送机构14上是否放置待测工件4，当第一检测机构16检测到输送机构14上放置有待测工件4时控制导轨15传送输送机构14向检测位方向运动。

具体地，如图9所示，当第一检测机构16检测到输送机构14上放置有待测工件4时，控制导轨15的驱动机构驱动导轨15运动将输送机构14从输送位向检测位方向传送。

具体地，导轨15的前端为输送位，输送位暴露于外侧用于方便将待测工件4放置于位于输送位的输送机构14上，对应的，当输送机构14到达导轨15的后端时，输送机构14位于检测位，此时待测工件4位于第一高度。

优选地，导轨15的后端还设有第二检测机构17，第二检测机构17用于检测输送机构14是否到达检测位。

优选地，导轨15的后端固定设有限位机构19，限位机构19用于将输送机构14限位在检测位。

具体地，导轨15的前端固定设有第一限位机构，当工件4检测完成后，待测工件4从第二高度下降至第一高度后，输送机构14承载检测完成的工件4从检测位向输送位运动，当输送机构14抵到第一限位机构时将输送机构14限位在输送位，以便后续取出检测完成的工件4和放置下一个待测工件4。

优选地，输送机构14上设有第三检测机构18，第三检测机构18用于检测输送机构14上工件4是否在位，可以对输送机构14上工件4是否在位进行再次确认，保证平面度检测的有效性，当第二检测机构17检测到输送机构14到达检测位时控制第三检测机构18进行检测，当第三检测机构18检测到输送机构14上工件4在位时控制顶升机构11向上运动。通过第一检测机构16、第二检测机构17、第三检测机构18搭配输送机构14，使得当检测到工件4放置到输送机构14上时自动完成对工件4的平面度检测，实现自动输送及自动检测功能，提升生产效率。

本说明书实施例提供了一种平面度自动检测方法，方法基于实施例1中的平面度自动检测装置8实现的，包括：

当第一检测机构16检测到输送机构14上放置待测工件4时，控制输送机构14通过导轨15传送从输送位向检测位运动；

当第二检测机构17检测到输送机构14到达检测位时，控制第三检测机构18对输送机构14上工件4是否在位进行检测；

当第三检测机构18检测到输送机构14上工件4在位时，控制顶升机构11向上运动将待测工件4从第一高度顶升至第二高度以顶起滑动件131；

当待测工件4位于第二高度时，控制平面度检测机构12检测被待测工件4顶起的多个滑动件131的高度完成待测工件4的平面度检测。

具体地，当输送机构14上放置待测工件4时，第一检测机构16检测到待测工件4放置在输送机构14上，第一检测机构16发出信号以控制导轨15传送输送机构14从输送位向检测位运动；当输送机构14到达检测位时，输送机构14后端抵到限位机构19以使输送机构14限位在检测位；当第二检测机构17检测到输送机构14到达检测位时，第二检测机构17发出信号以控制第三检测机构18对输送机构14上工件4是否在位进行检测，可以对输送机构14上工件4是否在位进行确认，以保证平面度检测的有效性；当第三检测机构18检测到输送机构14上工件4在位时，第三检测机构18发出信号以控制顶升机构11向上运动将待测工件4从第一高度顶升至第二高度以顶起与待测工件4的检测位置对应的多个滑动件131，当待测工件4位于第二高度时，顶升机构11发出信号以控制平面度检测机构12检测多个滑动件131的高度完成待测工件4的平面度检测。

当工件4检测完成后，控制顶升机构11向下运动以使待测工件4从第二高度下降至第一高度，顶升机构11发出信号以控制导轨15在从检测位向输送位方向上传送承载检测完成的工件4的输送机构14；当输送机构14抵到第一限位机构时将输送机构14限位在输送位，以便后续取出检测完成的工件4和放置下一个待测工件4。

通过所述平面度自动检测方法控制第一检测机构16、第二检测机构17、第三检测机构18、顶升机构11和导轨15的驱动机构，使得当检测到待测工件4放置到输送机构14上时自动完成对工件4的平面度检测，实现了自动输送及自动检测功能，提升生产效率。

本说明书实施例还提供一种控制器，控制器包括平面度检测控制模块，平面度检测控制模块用于当第一检测机构16检测到输送机构14上放置待测工件4时，控制输送机构14通过导轨15传送从输送位向检测位运动；当第二检测机构17检测到输送机构14到达检测位时，控制第三检测机构18对输送机构14上工件4是否在位进行检测；当第三检测机构18检测到输送机构14上工件4在位时，控制顶升机构11向上运动将待测工件4从第一高度顶升至第二高度以顶起滑动件131；当待测工件4位于第二高度时，控制平面度检测机构12检测被待测工件4顶起的多个滑动件131的高度完成待测工件4的平面度检测。通过平面度检测控制模块控制第一检测机构16、第二检测机构17和第三检测机构18搭配输送机构14，使得当检测到待测工件4放置到输送机构14上时自动完成对工件4的平面度检测，实现了自动输送及自动检测功能，提升生产效率。

需要说明的是，平面度自动检测装置8和机器人3之间的配合关系如下：

控制机器人夹具的绕机械臂301轴向转动以使一个夹具组件1切换至第一预设位置去夹取待测工件4，再控制机器人夹具运动至位于输送位的输送机构14下方，控制机器人夹具的绕机械臂301轴向转动以使另一个没有夹取工件4的夹具组件1位于输送机构14的正下方，通过控制机械臂301运动带动没有夹取工件4的夹具组件1去夹取输送机构14上检测完成的工件4并将工件4举升从第二定位销141上取下，机器人夹具再沿从检测位到输送位方向移动，从而完成对检测完成工件4的拿取；再通过旋转机器人夹具将夹取待测工件4的夹具组件1朝上设置，通过机械臂301向上运动将工件4举升超过第二定位销141的高度，在通过机械臂301沿从输送位向检测位方向移动至当待测工件4的定位孔41位于第二定位销141正上方时，将待测工件4放置在输送机构14上，此时，第二定位销141插入待测工件4上的对应的定位孔41中实现待测工件4在输送机构14所在水平方向上的定位。

通过在机械臂301上转动连接多个夹具组件1，使得可以完成多个夹具组件1在输送位下方的切换，可以实现使用没有夹取待测工件4的夹具组件1从输送机构14中拿取后通过旋转转动连接件2将夹取待测工件4的夹具组件1切换至输送位下方将待测工件4放置在输送机构14中，提升了生产效率，解决了现有技术中使用机器人夹具先取出检测完成的工件4再去拿取待测工件4，导致操作不便并且影响生产效率的问题；同时，通过旋转转动连接件2切换夹具组件1到第一预设位置时，在平行于输送位的方向（XY方向）上不需要二次定位，使得拿取检测完成的工件4后不需再定位放置待测工件的位置，保证了夹具组件1定位的精准度，避免了二次定位的额外功耗。

本说明书实施例中还提供一种机器人控制方法，方法基于实施例1中的机器人3实现的，包括：

当平面度自动检测装置8中工件4检测完成时，控制机械臂301带动机器人夹具运动至待测工件4上方；

控制两个夹具组件1中的一个夹具组件1的直线夹紧机构102运动带动与其固定连接的第一夹爪103或第二夹爪104从第一位置移动至第二位置；

控制第一夹爪103和第二夹爪104运动至待测工件4的两侧并抓取工件4；

控制机械臂301带动机器人夹具运动至平面度自动检测装置8的输送位下方；

控制两个夹具组件1中的另一个夹具组件1抓取平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4并将工件4从第二定位销141上取下后控制机器人夹具沿导轨15方向从导轨15中滑出；

控制检测完成的工件4的夹具组件1切换至第一预设位置并通过夹取待测工件4的夹具组件1从导轨15中滑进同时保持待测工件4的高度高于第二定位销141；

当待测工件4的定位孔41到达第二定位销141位置的正上方时，控制对应的夹具组件1下降，将待测工件4放置在平面度自动检测装置8中，此时第二定位销141插入待测工件4的定位孔41中；

当平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4为不良品时，控制对应的夹具组件1将不良品放置在不良品放置区21中，重复上述步骤；

当平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4为良品时，控制机械臂301带动抓取到检测完成的工件4的夹具组件1运动至加工中心9的加工位附近；

控制机器人夹具旋转将多个夹具组件1中的另一个夹具组件1切换至第二预设位置抓取加工中心9中的加工完成的工件4；

控制抓取检测完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置并将检测完成的工件4放置在加工中心9中。

具体地，当平面度自动检测装置8中工件4检测完成时，平面度自动检测装置8发出信号控制机器人3夹取待测工件4运动至平面度自动检测装置8的输送位下方；控制两个夹具组件1中的另一个夹具组件1抓取平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4并将工件4从第二定位销141上取下后控制机器人夹具沿导轨15方向从导轨15中滑出；控制检测完成的工件4的夹具组件1切换至第一预设位置并通过夹取待测工件4的夹具组件1从导轨15中滑进同时保持待测工件4的高度高于第二定位销141；当待测工件4的定位孔41到达第二定位销141位置的正上方时，控制对应的夹具组件1下降，将待测工件4放置在平面度自动检测装置8中，此时第二定位销141插入待测工件4的定位孔41中进行平面度检测；当平面度自动检测装置8中所述待测工件4检测完成时，控制机械臂301带动抓取到检测完成的工件4的夹具组件1运动至加工中心9的加工位上方进行加工。

通过所述机器人控制方法控制机械臂301的移动和多个夹具组件1之间位置的切换，实现了在平面度自动检测装置和加工中心位置快速更换待测或待加工工件4，缩短了工件4的加工时间，提升了生产效率。

本说明书实施例中的控制器还包括机器人控制模块，机器人控制模块用于当加工中心9中工件加工完成时，控制机械臂301带动机器人夹具运动至待测工件4上方；控制多个夹具组件1中的一个夹具组件1的直线夹紧机构102运动带动与其固定连接的第一夹爪103或第二夹爪104从第一位置移动至第二位置；控制第一夹爪103和第二夹爪104运动至待测工件4的两侧并抓取工件4；控制两个夹具组件1中的另一个夹具组件1抓取平面度自动检测装置8中的检测完成的工件4并将工件4从第二定位销141上取下后控制机器人夹具沿导轨15方向从导轨15中滑出；控制检测完成的工件4的夹具组件1切换至第一预设位置并通过夹取待测工件4的夹具组件1从导轨15中滑进同时保持待测工件4的高度高于第二定位销141；当待测工件4的定位孔41到达第二定位销141位置的正上方时，控制对应的夹具组件1下降，将待测工件4放置在平面度自动检测装置8中，此时第二定位销141插入待测工件4的定位孔41中；控制机械臂301带动抓取到检测完成的工件4的夹具组件1运动至加工中心9的加工位上方；控制机器人夹具旋转将多个夹具组件1中的另一个夹具组件1切换至第二预设位置抓取加工中心9中的加工完成的工件4；控制抓取检测完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置并将检测完成的工件4放置在加工中心9中。

加工及平面度检测的自动化系统的工作原理（自动控制方法）如下：

当机器人夹具夹取到加工完成工件4后，控制机器人3的机械臂301运动带动夹取加工完成工件4的夹具组件1同步运动至上下料机6上对应的待测工件4上方；

控制机器人夹具上未夹取工件4的夹具组件1夹取待测工件4；

控制夹取加工完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置并将加工完成的工件4放置在取出待测工件4的空余位置上；

控制机器人3的机械臂301运动带动夹取待测工件4的夹具组件1同步运动至过渡机构7上方；

控制夹取待测工件4的夹具组件1切换至第一预设位置，并将待测工件4放置在过渡机构7中；

根据过渡机构7中导向机构71的位置和机器人3的夹取位置得到待测工件4的准确位置；

控制夹具组件1从过渡机构7中夹取出待测工件4并控制机械臂301带动夹具组件1运动至平面度自动检测装置8的输送位下方；

当平面度自动检测装置8中工件4检测完成时，控制另一个夹具组件1夹取出平面度自动检测装置8中位于输送位的输送机构14中平面度检测完成的工件4；

控制夹取检测完成的工件4的夹具组件1切换至第一预设位置并通过夹取待测工件4的夹具组件1将待测工件4放置在平面度自动检测装置8的输送机构14中；

控制导轨15转动将承载待测工件4的输送机构14传送至检测位对待测工件4进行平面度检测；

控制夹取到平面度自动检测装置8中检测完成的工件4的夹具组件1通过机械臂301带动运动至加工中心9附近；

当加工中心9中工件4加工完成时，控制承载座91转动至第三预设位置，控制管体5对承载座91上加工完成的工件4进行吹气确保加工完成的工件4上不会有碎屑残留在表面；

控制机器人夹具上未夹取工件4的夹具组件1夹取待测工件4；

控制机器人夹具旋转将夹取到检测完成的工件4的夹具组件1切换至第二预设位置并将检测完成的工件4放置在加工中心9中进行加工。

其中，加工及平面度检测的自动化系统的工作原理中的所有动作均通过本实施例中的控制器实现。

本说明书实施例中控制器包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述的加工及平面度检测的自动化系统的自动控制方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，包括平面度自动检测装置（8）、加工中心（9）和机器人（3），所述平面度自动检测装置（8）用于对工件（4）的检测位置进行平面度检测，所述机器人（3）用于对夹取所述平面度自动检测装置（8）中检测完成的工件（4）放入所述加工中心（9）进行加工，所述机器人（3）的机械臂（301）上转动连接有机器人夹具，所述机器人夹具包括多个夹具组件（1），多个所述夹具组件（1）为旋转对称结构且围绕所述机械臂（301）的轴向转动，所述夹具组件（1）包括底座（101）、直线夹紧机构（102）、第一夹爪（103）和第二夹爪（104），所述第一夹爪（103）和所述第二夹爪（104）相对设置，所述第一夹爪（103）和所述第二夹爪（104）中的一个和所述底座（101）固定连接，另一个用于在所述直线夹紧机构（102）驱动作用下在抓取工件（4）过程中在第一位置和第二位置之间移动，所述夹具组件（1）还包括下顶机构（105），所述下顶机构（105）设置于所述底座（101）和工件（4）之间，所述下顶机构（105）相对于所述底座（101）可上下运动，在所述第一夹爪（103）和所述第二夹爪（104）完成抓取工件（4）后所述下顶机构（105）向靠近工件（4）方向运动抵接在所述工件（4）上，所述机器人夹具用于通过多个所述夹具组件（1）中的一个夹取所述平面度自动检测装置（8）中检测完成的工件（4）后切换至第一预设位置并通过另一个夹有待测工件（4）的夹具组件（1）将待测工件（4）放置在所述平面度自动检测装置（8）中进行平面度检测然后将除夹取到检测完成的工件（4）的所述夹具组件（1）之外的一个夹具组件（1）切换至第二预设位置夹取所述加工中心（9）中的加工完成的工件（4）后通过夹取到检测完成的工件（4）的所述夹具组件（1）切换至第二预设位置将对应的工件（4）放置在所述加工中心（9）中，所述平面度自动检测装置（8）包括底座框架（10）、顶升机构（11）和平面度检测机构（12），所述底座框架（10）用于承载待测工件（4），所述底座框架（10）上方设有支撑座（13），所述支撑座（13）上贯穿设有多个滑动件（131），多个所述滑动件（131）相对于所述支撑座（13）可上下运动，多个所述滑动件（131）在所述支撑座（13）上所在位置与所述待测工件（4）的检测位置一一对应，所述平面度检测机构（12）包括多个激光传感器（121），所述多个激光传感器（121）一一对应设置于所述滑动件（131）的上方，所述激光传感器（121）用于当所述待测工件（4）位于第二高度时测量所述激光传感器（121）到所述滑动件（131）之间的距离。

2.根据权利要求1所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于控制所述机器人夹具上多个所述夹具组件（1）位置的切换。

3.根据权利要求2所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，所述加工中心（9）包括承载座（91）、定位机构（92）和多个摆臂下压机构（93），所述定位机构（92）固定设置在所述承载座（91）上，所述定位机构（92）用于对待加工工件（4）进行定位，所述摆臂下压机构（93）转动连接于所述承载座（91）上，所述摆臂下压机构（93）的转动范围所在平面垂直于所述承载座（91）所在平面，多个所述摆臂下压机构（93）对称设于所述待加工工件（4）两侧，所述摆臂下压机构（93）用于将待加工工件（4）压紧在所述承载座（91）上。

4.根据权利要求3所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，所述定位机构（92）包括多个第四定位销（921），所述第四定位销（921）和所述工件（4）的定位孔（41）匹配。

5.根据权利要求4所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，所述控制器设置为当所述加工中心（9）对工件（4）加工完成后控制所述承载座（91）旋转至第三预设位置，所述第三预设位置和所述第二预设位置平行。

6.根据权利要求5所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，所述机器人夹具在固定连接所述机械臂（301）的位置的相对位置上固定设有管体（5），所述控制器设置为在所述夹具组件（1）夹取所述加工中心（9）中的加工完成的工件（4）前控制所述管体（5）对所述承载座（91）位置进行吹气和/或在所述夹具组件（1）放置待加工工件（4）在所述加工中心（9）前控制所述管体（5）对所述承载座（91）位置进行吹气。

7.根据权利要求2所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，还包括过渡机构（7），所述机器人（3）用于夹取上下料机（6）料机上的待测工件（4）放置在所述过渡机构（7）中再从过渡机构（7）中夹取所述待测工件（4）放置在所述平面度自动检测装置（8）中，所述过渡机构（7）包括导向机构（71）和固定座（72），所述导向机构（71）垂直固定在所述固定座（72）上，所述控制器用于当所述机器人（3）夹取待测工件（4）放置在所述过渡机构（7）中时根据所述过渡机构（7）中所述导向机构（71）的位置得到所述机器人（3）的夹取位置和所述待测工件（4）的相对位置完成对所述待测工件（4）的定位的以将所述待测工件（4）准确放置在所述平面度自动检测装置（8）中。

8.权利要求1所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，还包括上下料机（6），所述上下料机（6）用于放置待测工件（4）和检测完成的工件（4），所述上下料机（6）包括水平放置的储料板（61），所述储料板（61）的宽度小于工件（4）的宽度。

9.根据权利要求8所述的加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，所述上下料机（6）为叠层结构，所述上下料机（6）包括多个位于不同高度的水平放置的储料板（61）和多个平移输送机构（62），所述平移输送机构（62）和所述上下料机（6）一一对应驱动连接，所述平移输送机构（62）用于驱动对应的所述上下料机（6）在Y向上运动。

10.一种加工及平面度检测的自动控制方法，所述方法基于如权利要求1-9任一项所述的加工及平面度检测的自动化系统实现的，其特征在于，所述方法包括：

控制机械臂（301）带动机器人夹具运动至平面度自动检测装置（8）附近位置；

控制多个夹具组件（1）中的一个夹具组件（1）切换至第一预设位置夹取所述平面度自动检测装置（8）中检测完成的工件（4）；

控制多个夹具组件（1）中的另一个夹有待测工件（4）的夹具组件（1）切换至第一预设位置将待测工件（4）放置在所述平面度自动检测装置（8）中进行平面度检测；

控制机械臂（301）带动机器人夹具运动至加工中心（9）附近位置；

当加工中心（9）中工件（4）加工完成时，控制多个所述夹具组件（1）中的除夹取到检测完成的工件（4）的所述夹具组件（1）之外的一个夹具组件（1）切换至第二预设位置并夹取加工中心（9）中的加工完成的工件（4）；

控制夹取到检测完成的工件（4）的所述夹具组件（1）切换至第二预设位置将对应的工件（4）放置在所述加工中心（9）中进行加工。

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