CN113639703B - 一种平面度自动检测装置、自动化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面度自动检测装置、自动化系统及方法，装置包括底座框架、顶升机构和平面度检测机构，所述底座框架上方固定设有支撑座，所述支撑座上贯穿设有多个滑动件，多个所述滑动件相对于所述支撑座可上下运动，多个所述滑动件在所述支撑座上所在位置与所述待测工件的检测位置一一对应，所述支撑座的下方固定设有多个第一定位销，所述顶升机构用于将所述待测工件由第一高度顶升至第二高度以顶起所述滑动件，所述平面度检测机构用于当所述待测工件位于第二高度时检测所述滑动件的所在高度。通过在支撑座上的工件对应位置上设置滑动件，使得在待测工件被顶起后同时顶起滑动件以对滑动件的高度进行测量，从而实现平面度的自动检测功能。

Description

一种平面度自动检测装置、自动化系统及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种平面度自动检测装置、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。

现有技术中，平面度检测一般分为人工检测和平面度检测仪检测两种方式，其中，采用人工检测方式，存在如下缺陷：1、人工检测完成后才能操作加工中心的机台，检测效率低且无法保持固定的检测效率，导致机台装夹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、人工检测时较小的凸起或者凹陷不易发现，容易出现遗漏，导致检测的准确性较低。

而采用平面度检测仪检测方式可以有效避免人工检测方式存在的问题。但是现有平面度检测仪主要存在如下技术问题：

1）平面度检测仪在测试前需要将工件夹持稳定并且再进行调心、调水平，一旦工件夹持不正确或者工件不规则，调心、调水平就无法满足要求，测试结果不但不准确，反而还会误导工作人员的分析；

2）平面度检测仪在工件夹持和调心、调水平时需要时间较久，所以对于工厂的持续生产来说，工件的平面度检测不宜随时进行测试，会影响生产效率。

因此，需要提供一种方便检测并且检测精度较高并且实现自动化的平面度自动检测装置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，本发明提供了一种平面度自动检测装置、自动化系统及方法，具体地：

一方面提供了一种平面度自动检测装置，包括底座框架、顶升机构和平面度检测机构，所述底座框架用于承载待测工件，所述底座框架上方固定设有支撑座，所述支撑座上贯穿设有多个滑动件，多个所述滑动件相对于所述支撑座可上下运动，多个所述滑动件在所述支撑座上所在位置与所述待测工件的检测位置一一对应，所述支撑座的下方固定设有多个第一定位销，所述第一定位销和所述待测工件的定位孔匹配，所述第一定位销用于当所述待测工件在顶起过程中对所述的待测工件进行定位，所述顶升机构设于所述底座框架下方，所述顶升机构用于将所述待测工件由第一高度顶升至第二高度以顶起所述滑动件，所述平面度检测机构用于当所述待测工件位于第二高度时检测所述滑动件的所在高度。

另一方面提供了一种加工及平面度检测的自动化系统，包括机器人和上述的平面度自动检测装置，所述机器人包括机器人夹具和机械臂，所述机器人夹具包括转动连接件和多个夹具组件，多个所述夹具组件均和所述转动连接件的一端固定连接，所述转动连接件的另一端和所述机械臂的转动连接，所述转动连接件围绕所述机械臂的轴向转动以完成多个所述夹具组件在第一预设位置的切换以完成拿取平面度自动检测装置中检测完成的工件后自动放入待测工件。

另一方面提供了一种平面度自动检测方法，所述方法基于上述的平面度自动检测装置实现的，所述方法包括：

当检测到输送机构上放置待测工件时，控制输送机构通过导轨传送向检测位运动；

当检测到所述输送机构到达检测位时，对所述输送机构上工件是否在位进行检测；

当检测到所述输送机构上工件在位时，控制顶升机构向上运动将待测工件从第一高度顶升至第二高度以顶起滑动件；

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

本发明提供的一种平面度自动检测装置、自动化系统及方法，具有的有益效果为：

本发明通过在支撑座上的工件对应位置上设置滑动件，使得待测工件在被顶升机构顶起的同时顶起滑动件，再通过平面度检测机构对滑动件的高度进行测量，完成对待测工件的平整度检测位置的平整度的检测，和对关键部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，并且通过在支撑座的下方设置第一定位销，使得待测工件顶升至第二高度后贴紧在支撑座的下方同时第一定位销插入到工件上对应的定位孔中，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。

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平面度自动检测装置当输送机构上承载工件时的结构示意图；

图2是本说明书实施例提供的一种平面度自动检测装置的结构示意图；

图3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4是图3的仰视图；

图5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；

图6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7是本说明书实施例提供的机器人夹具的结构示意图；

图8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9是本说明书实施例提供的过渡机构的结构示意图；

图10是本说明书实施例提供的加工中心的结构示意图；

图11是本说明书实施例提供的上下料机的结构示意图；

图12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13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。

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1-5所示，本说明书实施例提供了一种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1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。

实施例2：

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，包括机器人3、上下料机6、过渡机构7、加工中心9和实施例1中的平面度自动检测装置8和控制器，机器人3用于通过控制器控制来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。

具体地，机器人3包括机器人夹具和机械臂301，机器人夹具包括转动连接件2和多个夹具组件1，多个夹具组件1均和转动连接件2的一端固定连接，转动连接件2的另一端和机械臂301的转动连接，通过控制器控制机械臂301的绕其轴向转动以完成多个夹具组件1在第一预设位置的切换以完成拿取平面度自动检测装置8中检测完成的工件4后自动放入待测工件4。

具体地，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。

需要说明的是，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（X、Y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。

具体地，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。

其中，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。

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。

具体地，如图7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。

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2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。

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8和图9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。

本实施例中，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。

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。

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。

优选地，机器人夹具在固定连接机械臂301的位置的相对位置上固定设有管体5，控制器设置为在夹具组件1夹取加工中心9中的加工完成的工件4前控制管体5对承载座91位置进行吹气或在夹具组件1放置待加工工件4在加工中心9前控制管体5对承载座91位置进行吹气。

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。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，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，平移机构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11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。

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 (9)

1.一种平面度自动检测装置，其特征在于，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，所述支撑座（13）的下方固定设有多个第一定位销（132），所述第一定位销（132）和所述待测工件（4）的定位孔（41）匹配，所述第一定位销（132）用于当所述待测工件（4）在顶起过程中对所述的待测工件（4）进行定位，所述顶升机构（11）设于所述底座框架（10）下方，所述顶升机构（11）用于将所述待测工件（4）由第一高度顶升至第二高度以顶起所述滑动件（131），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所述的平面度自动检测装置，其特征在于，还包括输送机构（14）和导轨（15），所述导轨（15）固定设于所述底座框架（10）上，所述输送机构（14）设于所述导轨（15）上方，所述输送机构（14）用于承载所述待测工件（4）通过所述导轨（15）传送至检测位。

3.根据权利要求2所述的平面度自动检测装置，其特征在于，所述输送机构（14）上固定设有第二定位销（141），所述第二定位销（141）和所述待测工件（4）的定位孔（41）匹配。

4.根据权利要求2所述的平面度自动检测装置，其特征在于，所述导轨（15）的前端设有第一检测机构（16），所述第一检测机构（16）用于检测所述输送机构（14）上是否放置待测工件（4），当所述第一检测机构（16）检测到所述输送机构（14）上放置有待测工件（4）时控制所述输送机构（14）沿所述导轨（15）向检测位方向运动。

5.根据权利要求4所述的平面度自动检测装置，其特征在于，所述导轨（15）的后端固定设有限位机构（19），所述限位机构（19）用于将所述输送机构（14）限位在检测位。

6.根据权利要求5所述的平面度自动检测装置，其特征在于，所述导轨（15）的后端还设有第二检测机构（17），所述第二检测机构（17）用于检测所述输送机构（14）是否到达检测位。

7.根据权利要求6所述的平面度自动检测装置，其特征在于，所述输送机构（14）上设有第三检测机构（18），所述第三检测机构（18）用于检测所述输送机构（14）上工件（4）是否在位，当所述第二检测机构（17）检测到所述输送机构（14）到达检测位置时控制所述第三检测机构（18）进行检测，当所述第三检测机构（18）检测到所述输送机构（14）上工件（4）在位时控制所述顶升机构（11）向上运动。

8.一种加工及平面度检测的自动化系统，其特征在于，包括机器人（3）和如权利要求1-7任一项所述的平面度自动检测装置，机器人（3）包括机器人夹具和机械臂（301），所述机器人夹具包括转动连接件（2）和多个夹具组件（1），多个所述夹具组件（1）均和所述转动连接件（2）的一端固定连接，所述转动连接件（2）的另一端和所述机械臂（301）的转动连接，所述转动连接件（2）围绕所述机械臂（301）的轴向转动完成多个所述夹具组件（1）在第一预设位置的切换以拿取平面度自动检测装置中检测完成的工件（4）后自动放入待测工件（4）。

9.一种平面度自动检测方法，所述方法基于如权利要求1-7任一项所述的平面度自动检测装置实现的，所述平面度自动检测装置包括输送机构（14），所述输送机构（14）用于承载所述待测工件（4）通过导轨（15）传送至检测位，其特征在于，所述方法包括：

当检测到输送机构（14）上放置待测工件（4）时，控制输送机构（14）通过导轨（15）传送向检测位运动；

当检测到所述输送机构（14）到达检测位时，检测所述输送机构（14）上工件（4）是否在位；

当检测到所述输送机构（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对应的多个滑动件（131）；

当待测工件（4）位于第二高度时，控制平面度检测机构（12）检测多个所述滑动件（131）的高度完成待测工件（4）的平面度检测。

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