CN113909945A - 一种主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造技术领域，公开了一种基于主动寻位安装托板单元、复杂零件加工质量控制方法，主动寻位安装托板单元包括通用夹具、托板和自动化工件搬运载板；所述通用夹具通过工件的工艺凸台或非加工表面对工件进行夹持；所述托板上具有分别用于与通用夹具、自动化工件搬运载板、机器人抓手、机床工作台以及三坐标测量仪工作台连接的接口，所述托板侧面具有工艺信息存储功能的电子芯片。本发明通过主动测量实现工件的加工误差补偿；通过测量实际工件的几何形状特征定位偏差，寻找和确定工件最优工序基准点，实现工序均匀化加工余量，减少复杂工件加工废品率，实现面向质量目标的优化控制，将复杂工件的多工序离散化机械加工转化为自动化生产线加工。

Description

一种主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，尤其涉及一种主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法。

背景技术

目前，复杂工件特别是面向航空航天的复杂薄壁工件的多品种、小批量(单件)离散化多工序加工(或混流式加工)，已成为当前制造系统的主导趋势之一。目前，复杂薄壁工件的多工序加工，主要存在二大问题。一是单件加工，效率很低，加工质量不易控制。二是大量采用基于二类夹具的工件安装模式。所谓基于二类夹具的工件安装模式是指，工件(毛坯)首先通过一类夹具(专用夹具)实现工件在夹具中的初始定位与夹紧，然后通过一类夹具与二类夹具的接口，将安装有工件的一类夹具安装在二类夹具上，最后通过二类夹具与机床的标准接口，实现工件在各个工序加工机床上的转换。

采用基于二类夹具的工件安装模式，虽然可以减少工件在不同工序机床上的重复安装和找正，但对复杂工件多工序加工：(1)通常需要研制专用夹具(一类夹具)。不但耗费人力物力，而且延长工件制造周期；(2)通常工件要先在专用夹具上安装，其次专用夹具通过接口，在二类夹具上安装，最后二类夹具通过接口，实现工件在机床上安装，以上过程容易造成多次安装的累计误差。(3)对于加工精度很高、且加工余量很小的复杂工件，由于拟加工的工件或毛坯经工序加工后，存在误差过大情况，采用以上二类夹具的工件安装模式，无法保证后续工序得到合理和均匀的加工余量，进而影响加工质量，甚至使工件报废。

因此，亟需一种新的、能够面向复杂工件多工序加工的主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法，以弥补现有技术的缺陷。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的采用基于二类夹具的工件安装模式中，通常需要研制专用夹具即一类夹具，不但耗费人力物力，而且延长工件制造周期。

(2)现有的采用基于二类夹具的工件安装模式中，通常工件要先在专用夹具上安装，其次专用夹具通过接口，在二类夹具上安装，最后二类夹具通过接口，实现工件在机床上安装，以上过程容易造成多次安装的累计误差。

(3)对于加工精度很高、加工余量很小的复杂工件，由于拟加工的工件或毛坯经工序加工后，存在误差过大情况，采用二类夹具的工件安装模式无法保证后续工序得到合理和均匀的加工余量，进而影响加工质量，甚至使工件报废。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)面对千变万化的复杂零件及其形状特征，如何解决零件加工的工序基准点的自动找正问题？

(2)如何根据多工序加工的实际状况，解决加工几何特征形状偏差过大，影响加工质量，甚至导致零件报废问题？

(3)如何将复杂零件的单件、多工序和离散加工，转变为连续化、自动化和质量稳定受控的加工？

解决以上问题及缺陷的意义为：

(1)节省了用于复杂零件安装的专用夹具制造；

(2)减少了通常采用两类夹具安装的累计安装误差，提高零件安装精度；

(3)解决了多工序加工中，零件的工序几何特征偏差引起的下一道加工的工序余量偏小，影响加工质量问题；

(4)将复杂零件的单件、多工序和离散加工，转变为连续化、自动化和质量稳定受控的加工，提高了加工质量，提高了零件加工效率并降低了加工的人力和物力成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法，尤其涉及一种基于工件主动寻位的面向复杂工件多工序加工的主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法。

本发明是这样实现的，一种主动寻位安装托板单元，所述主动寻位安装托板单元包括通用夹具、托板和自动化工件搬运载板。

其中，所述通用夹具通过工件的工艺凸台或非加工表面对工件进行夹持；所述托板上具有分别用于与通用夹具、自动化工件搬运载板、机器人抓手、机床工作台以及三坐标测量仪工作台连接的接口，所述托板侧面具有工艺信息存储功能的电子芯片。

进一步，所述通用夹具与托板连接之后，托板自始至终与工件成为一体，直至工件的全部加工完毕。

当工件或工件毛坯在托板上初次安装后，采用人工或自动化方式对工件进行三坐标测量，通过对工件夹持后几何形状特征定位偏差状况的测量，由人工或自动计算，确定工件或毛坯的工序基准点，实现工件在机床上的自动找正。

进一步，对于每道初始工序加工后的工件，根据需要进行自动化三坐标测量，根据检测结果判定对工件的加工误差是进行补偿加工，还是进入下一道工序，或者判定工件报废，退出加工生产线；对于拟进入下一道工序的工件，通过自动化检测工件加工后几何形状特征定位偏差的状况，寻找和确定最佳的工件工序基准点，获取工件工序基准点和托板与外部设备接口的相对位置信息，即接口信息，写入托板携带的芯片，存储在工艺信息存储芯片内，实现后续加工中工件在机床上的自动找正。

进一步，所述托板正面分布有多组通孔，所述夹持工件的通用夹具具有与所述通孔相同类型与分布方式的螺纹孔，所述螺钉穿过所述通孔和所述螺纹孔将所述托板与所述通用夹具连接。

所述托板通过接口安装在自动化工件搬运载板上；自动化工件搬运载板通过接口安装在AGV上，自动地将工件输送到指定工序位置，通过每个工序位置处的芯片信息读取装置，读取芯片信息，由机器人抓取自动化搬运载板上的指定工件，实现工件的自动化上下料。

进一步，所述托板底部具有拉钉结构，所述自动化工件搬运载板上具有多个按矩阵式排列，且与所述拉钉结构相匹配的与托板的接口，各托板通过拉钉结构插入自动化工件搬运载板上的接口内，实现托板在自动化工件搬运载板上的安装。

其中，所述拉钉结构包括定位凸台和拉紧环，螺钉依次穿过拉紧环和定位凸台并固定于托板底部。

所述托板底部开有十字槽，用于实现托板与自动化工件搬运载板安装时的定位，自动化工件搬运载板采用所述十字槽限位。

所述托板外周侧面具有与所述机器人抓手相匹配的凹槽，所述机器人抓手通过抓取凹槽实现对所述托板的抓取。

所述托板通过所述拉钉结构和所述十字槽与机床或三坐标测量仪及其他检测仪工作台的卡盘锁紧。

进一步，所述工艺信息存储芯片存储工件或毛坯在加工中的工序基准点及其与托板与外部设备接口的相对位置信息、前后道工序关键特征技术指标信息、托板的身份信息以及托板在自动化工件搬运载板上的位置信息，通过不同工序处的读写装置，对芯片进行读写。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的主动寻位安装托板单元的主动寻位安装托板单元的加工质量控制方法，所述主动寻位安装托板单元的加工质量控制方法包括以下步骤：

步骤1，利用通用夹具进行复杂薄壁件夹持，通过工件安装托板单元进行通用夹具安装后，进行工件或毛坯检测以及工序基准点的计算；

步骤2，进行复杂薄壁件加工关键信息的录入，托板在工件自动化搬运载板上呈矩阵形式安装，AGV将搬运载板输送至加工位；

步骤3，机器人手爪从搬运载板抓取工件，实现托板在机床工作台的安装；

步骤4，读取工件工序基准点和托板与机床接口的相对位置信息，实现工件自动找正，并进行自动化加工；

步骤5，加工完成后，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；AGV将搬运载板输送至检测工位；

步骤6，机器人手爪从载板上抓取工件，实现托板在检测仪器工作台上的安装，并实现工件的自动化测量；

步骤7，判断技术指标是否已达要求，若技术指标未达要求，则判断是否还可进行补偿加工，若是，则进行误差补偿加工，并返回步骤4；若不可进行补偿加工，则报废，并转结束；若技术指标已达要求，则进入下一道工序；

步骤8，判断全部工序是否完成，若否，则返回步骤3；若是，则结束。

进一步，所述基于主动寻位安装托板单元的复杂零件加工质量控制方法进一步包括：

步骤一，通用夹具用于复杂零件夹持；

步骤二，工件安装托板单元用于通用夹具安装；

步骤三，工件几何形状特征定位偏差检测及工序基准点计算；

步骤四，复杂零件加工关键信息录入；

步骤五，托板在工件自动化搬运载板上呈矩阵形式安装；

步骤六，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤七，AGV将载板放置到交换站上；

步骤八，机器人手爪从搬运载板抓取工件；

步骤九，进行托板在机床工作台上的安装；

步骤十，读取工件工序基准点和托板与机床接口的相对位置信息；

步骤十一，进行工件自动找正；

步骤十二，进行自动化加工；

步骤十三，加工完成后，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤十四，AGV将搬运载板输送至测量工位处的载板交换站；

步骤十五，AGV将载板放置到交换站上；

步骤十六，机器人手爪从载板上抓取工件；

步骤十七，进行托板在测量仪器工作台上的安装；

步骤十八，进行工件的加工误差、几何形状特征定位偏差自动化测量及工序基准点计算；

步骤十九，判断技术指标是否已达要求，若技术指标未达要求，则判断是否还可进行补偿加工，若是，则进行误差补偿，并返回步骤二十二，否则进入以下步骤；

步骤二十，若不能进行补偿加工，则报废，并进入步骤二十六；

步骤二十一，若技术指标已达要求，则进入步骤二十五；

步骤二十二，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤二十三，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤二十四，AGV将载板放置到交换站上，进入步骤八；

步骤二十五，判断全部工序是否完成，若否，则返回步骤三；若是，则进入步骤二十六；

步骤二十六，结束。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的主动寻位安装托板单元。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的主动寻位安装托板单元。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法，通过主动寻位安装托板单元(简称托板单元)实现车间制造资源的相互连接，进而实现复杂工件的自动、连续和批量化输送—加工—检测，将复杂工件的多工序离散化机械加工转化为自动化生产线加工。本发明中的工件主动寻位，主要指对工件拟加工的几何形状特征进行主动测量，寻找和确定工件或毛坯的坐标系原点(简称工序基准点)，而非被动依靠夹具的定位夹紧，来确定工件的工序基准点。

本发明中的托板单元不仅自始至终与工件成为一体，而且还通过安装在托板侧面上的可读写的工艺信息存储芯片，存储工件或毛坯的工序基准点及其和托板与外部设备接口的相对位置信息(简称接口信息)、前后道工序关键特征技术指标信息等，通过托板单元、自动化工件搬运载板及AGV，实现工件的批量化自动输送，机器人自动工件抓取、工件在机床上的主动寻位和精确安装、自动化加工，自动化检测、自动化加工误差补偿。

本发明提供的工件主动寻位安装托板单元(简称托板单元)，包括托板，通用夹具和自动化工件搬运载板。通用夹具用于对工件的非加工表面(或工件非加工面处，用于工件安装的工艺凸台)进行夹持。托板上具有分别用于与通用夹具、自动化工件搬运载板、机器人抓手、机床和三坐标测量仪连接的接口，托板侧面具有工件安装状态信息记忆功能的工艺信息存储芯片。当通用夹具在托板上安装之后，通过主动测量工件加工后几何形状特征定位偏差的状况，寻找和确定最佳的工件工序基准点，获取工件工序基准点和托板与外部设备接口的相对位置信息(简称接口信息)，并写入托板携带的芯片，以便为后续加工中工件在机床上的自动找正提供依据。通过托板单元，将传统上采用专用夹具的复杂工件安装，转变为采用通用夹具的安装；将基于多次物理定位，容易产生累计定位误差的安装，转变为工件的主动寻位安装；通过与工件自动化搬运载板、机器人手爪、数控机床和三坐标测量仪等设备的标准化接口，实现与车间制造资源的相互连接；将人工上下料，转变为机器人上下料；通过主动测量，一方面实现工件的加工误差补偿；一方面通过测量实际工件的几何形状特征定位偏差，优化工件工序基准点，实现工序均匀化加工余量，减少复杂工件加工的废品率，实现面向质量目标的优化控制，并将复杂薄壁工件的多工序离散化机械加工转化为自动化生产线加工，提高了生产效率，降低了人工成本，大大提高了产品的加工质量。

本发明采用通用夹具代替专用夹具(一类夹具)实现复杂形状工件加工；通过工件在托板上初始安装后，几何形状特征定位偏差状况的测量，确定工件或毛坯的工序基准点，减少工件多次安装的累计安装误差；通过工序间对工件的主动测量(主动寻位)，基于拟加工工件实际的几何形状特征定位偏差状况，寻找和确定最佳的工件工序基准点，以解决由于实际工件(毛坯)几何形状特征定位偏差大，导致工件原定的工序基准点条件下，工件加工余量过小，工件加工困难、影响加工质量甚至工件报废的状况；实现多工序制造资源，如工件输送AGV、上下料机器人、数控机床加工和在位和非在位检测设备的互通互联，解决复杂工件的批量化自动输送、机器人自动工件抓取、工件在机床上的主动寻位和精确安装、自动化加工、自动化检测和自动化加工误差补偿，将离散化多工序加工转变为自动化生产线加工。

本发明提供的方案克服了现有技术的不足，将传统上采用专用夹具的复杂工件安装，转变为采用通用夹具的安装；将基于多次物理定位，容易产生累计定位误差的安装，转变为工件的主动寻位安装；通过与工件自动化搬运载板、机器人手爪、数控机床和三坐标测量仪等设备的标准化接口，实现与车间制造资源的相互连接；将人工上下料，转变为机器人上下料；通过主动测量，一方面实现工件的加工误差补偿；一方面通过测量实际工件的几何形状特征定位偏差，寻找和确定工件最优的工序基准点，实现工序均匀化加工余量，减少复杂工件加工的废品率，实现面向质量目标的优化控制，并将复杂工件的多工序离散化机械加工转化为自动化生产线加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的主动寻位安装托板单元的加工质量控制方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的通过工件工艺凸台夹持工件的通用夹具示意图。

图3是本发明实施例提供的工件安装托板单元正立立体示意图。

图4是本发明实施例提供的工件安装托板单元倒立立体示意图。

图5是本发明实施例提供的工件安装托板单元俯视图。

图6是本发明实施例提供的图4中的A-A视图。

图7是本发明实施例提供的图5中的B向视图。

图8是本发明实施例提供的托板的信息存储芯片及其接口信息、工艺信息录入环境示意图。

图9是本发明实施例提供的托板在机床工作台上的安装示意图。

图10是本发明实施例提供的机器人抓取托板的示意图。

图11是本发明实施例提供的机器人抓取托板在机床工作台卡盘上进行安装的示意图。

图中：1、信息存储芯片；2、托板；3、定位凸台；4、拉紧环；5、内六角螺钉；6、拉钉结构；7、计算机；8、读写设备；9、工件；10、螺钉；11、自动化工件搬运载板；12、机器人抓手；13、机床工作台(或检测仪工作台)；14、卡盘；15、通孔；16、十字槽；17、凹槽；18、通用夹具；19、退刀槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种主动寻位安装托板单元及其加工质量控制方法，下面结合附图和实施例对本发明技术方案作详细的描述。

本发明要解决的技术问题是：(1)采用通用夹具代替专用夹具(一类夹具)实现复杂形状工件加工；(2)通过工件在托板上初始安装后，几何形状特征定位偏差状况的测量，确定工件或毛坯的工序基准点，减少工件多次安装的累计安装误差；(3)通过工序间对工件的主动测量(主动寻位)，基于拟加工工件实际的几何形状特征定位偏差状况，寻找和确定最佳的工件工序基准点，以解决由于实际工件(毛坯)几何形状特征定位偏差大，导致工件原定的工序基准点条件下，工件加工余量过小，工件加工困难、影响加工质量甚至工件报废的状况；(4)实现多工序制造资源，如工件输送AGV、上下料机器人、数控机床加工和在位和非在位检测设备的互通互联，解决复杂工件的批量化自动输送、机器人自动工件抓取、工件在机床上的主动寻位和精确安装、自动化加工、自动化检测和自动化加工误差补偿，将离散化多工序加工转变为自动化生产线加工。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种基于托板单元技术的工件主动寻位-加工-检测的工件加工质量控制方法。其工作流程图如图1所示。

步骤一，通用夹具用于复杂零件夹持；

步骤二，工件安装托板单元用于通用夹具安装；

步骤三，工件(毛坯)几何形状特征定位偏差检测及工序基准点计算；

步骤四，复杂零件加工关键信息录入；

步骤五，托板在工件自动化搬运载板上呈矩阵形式安装；

步骤六，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤七，AGV将载板放置到交换站上；

步骤八，机器人手爪从搬运载板抓取工件；

步骤九，实现托板在机床工作台上的安装；

步骤十，读取工件工序基准点和托板与机床接口的相对位置信息；

步骤十一，实现工件自动找正；

步骤十二，实现自动化加工；

步骤十三，加工完成后，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤十四，AGV将搬运载板输送至测量工位处的载板交换站；

步骤十五，AGV将载板放置到交换站上；

步骤十六，机器人手爪从载板上抓取工件；

步骤十七，实现托板在测量仪器工作台上的安装；

步骤十八，实现工件的加工误差、几何形状特征定位偏差自动化测量及工序基准点计算；

步骤十九，判断技术指标是否已达要求，若技术指标未达要求，则判断是否还可进行补偿加工，若是，则进行误差补偿，并返回步骤二十二，否则进入以下步骤；

步骤二十，若不可进行补偿加工，则报废，并进入步骤二十六；

步骤二十一，若技术指标已达要求，则进入步骤二十五；

步骤二十二，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤二十三，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤二十四，AGV将载板放置到交换站上，进入步骤八；

步骤二十五，判断全部工序是否完成，若否，则返回步骤三；若是，则进入步骤二十六；

步骤二十六，结束。

图2是本发明实施例提供的通过工件工艺凸台夹持工件的通用夹具示意图。

图3～图7为本实施例提供的托板单元示意图，所述的托板单元包括托板2，托板2上具有多个标准化接口，包括通用夹具接口、自动化搬运载板接口、机器人抓手接口、机床(或三坐标测量仪)工作台接口，通过各标准化接口分别实现托板2相对通用夹具18、自动化工件搬运载板11、机器人抓手12和机床13的定位和夹紧。

其中，通用夹具18，通过工件9的工艺凸台或其非加工表面，实现对工件9的夹持，托板2正面分布有多组通孔15，通用夹具18与托板2具有相同类型与分布方式的螺纹孔，二者通过螺钉10连接，构成托板2与通用夹具18的标准化接口，可以适应不同尺寸、形状的复杂工件的安装。

当所述通用夹具18与托板2连接后，需要对工件及其托板进行主动测量，根据当前工件(毛坯)的几何形状特征定位偏差状况，寻找和确定工件工序基准点，及工序基准点与托板与外部设备接口的相对位置信息(接口信息)，并存入工艺信息存储芯片。

可以采用读写设备8，读取托板上的二维码(身份号)，通过计算机7录入工件或毛坯的工序基准点及工序基准点相对托板与外部设备接口的相对位置信息、前后道工序关键特征技术指标信息，及加工过程中的重要工艺及质量信息、录入托板2所在的自动化工件搬运载板11编号及其在该自动化工件搬运载板11上的位置信息。将录入信息的存储芯片1安装在托板2的一侧，实现工件9、托板2、自动化工件搬运载板11信息的全部绑定。

自动化工件搬运载板11具有与托板2的标准化接口，即通过拉钉结构6实现自动化工件搬运载板11与托板2连接，通过若干托板2在自动化工件搬运载板11上的矩阵式排列安装，为工件9的批量化安装、输送、上下料作业、数控机床的自动化连续加工和测量提供条件。

托板2底部中心设置拉钉结构6，拉钉结构6由定位凸台3和拉紧环4组成，内六角螺钉5依次穿过拉紧环4和定位凸台3并连接在托板2底部。拉钉结构6插入自动化工件搬运载板11内，实现托板2与自动化工件搬运载板11的安装。自动化工件搬运载板11上具有成矩阵式排列分布的与托板2上的拉钉结构6相匹配的标准化接口，形成多个托板安装平台构成的工件安装矩阵，通过自动化工件搬运载板11实现工件的批量化输送。

托板2底部开有十字槽16，用于实现托板2与自动化工件搬运载板11安装时的定位。

如图9、图10和图11所示，托板2与机器人抓手12的标准化接口形式为托板2外周侧面设置与机器人抓手12相匹配的凹槽17，通过凹槽17与机器人抓手12相匹配，实现任意工件的快速、准确和可靠抓取。机器人抓手12移动至托板2所在位置并抓取托板2，读取信息存储芯片1，得到托板2与工件9的身份信息并将其运输至相应的工位。

托板2与机床(或三坐标测量仪)工作台13的标准化接口形式为托板2底部开设的十字槽16，通过拉钉结构6与机床(或三坐标测量仪)工作台13的卡盘14进行锁紧。

机床13读取信息存储芯片1，获取托板夹持工件的工序基准点相对托板与外部设备接口的相对位置信息，据此，对原有的工件工序基准点进行优化和调整，实现复杂工件数控机床加工的自动找正。

当工件在机床上加工完成等待进入下一工序加工之前，也可根据需要，由AGV将装有加工后工件及其托板2的自动化工件搬运载板11，送往测量工序，通过托板2与测量仪工作台卡盘的标准化接口，实现工件在卡盘上的快速安装，主动检测当前工件实际的几何形状特征定位偏差状况，计算最优的工件工序基准点，获取工件工序基准点和托板与外部设备接口的相对位置信息(接口信息)，为后续加工时工件的主动寻位提供数据，实现加工机床根据当前实际工件几何形状特征定位偏差状况的自动找正。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主动寻位安装托板单元，其特征在于，所述主动寻位安装托板单元包括通用夹具、托板和自动化工件搬运载板；

所述通用夹具通过工件的工艺凸台或非加工表面对工件进行夹持；所述托板上具有分别用于与通用夹具、自动化工件搬运载板、机器人抓手、机床工作台以及三坐标测量仪工作台连接的接口，所述托板侧面具有工艺信息存储功能的电子芯片。

2.如权利要求1所述的主动寻位安装托板单元，其特征在于，所述通用夹具与托板连接后，托板自始至终与工件成为一体，直至工件的全部加工完毕；

当工件或工件毛坯在托板上初次安装后，可采用人工或自动化方式对工件进行三坐标测量，通过对工件夹持后几何形状特征定位偏差状况的测量，由人工或自动计算，确定工件或毛坯的工序基准点，实现工件在机床上的自动找正。

3.如权利要求1所述的主动寻位安装托板单元，其特征在于，对于每道初始工序加工后的工件，可根据需要进行自动化三坐标测量，根据检测结果判定对工件的加工误差是进行补偿加工，还是进入下一道工序，或者判定工件报废，退出加工生产线；对于拟进入下一道工序的工件，通过自动化检测工件加工后几何形状特征定位偏差的状况，寻找和确定最佳的工件工序基准点，获取工件工序基准点和托板与外部设备接口的相对位置信息，即接口信息，写入托板携带的芯片，存储在工艺信息存储芯片内，实现后续加工中工件在机床上的自动找正。

4.如权利要求1所述的主动寻位安装托板单元，其特征在于，所述托板正面分布有多组通孔，所述夹持工件的通用夹具具有与所述通孔相同类型与分布方式的螺纹孔，所述螺钉穿过所述通孔和所述螺纹孔将所述托板与所述通用夹具连接；

所述托板通过接口安装在自动化工件搬运载板上；自动化工件搬运载板通过接口安装在AGV上，并自动地将工件输送到加工工序，通过每个工序位置处的芯片信息读取装置，读取芯片信息，由机器人抓取自动化搬运载板上的指定工件，实现工件的自动化上下料。

5.如权利要求1所述的主动寻位安装托板单元，其特征在于，所述托板底部具有拉钉结构，所述自动化工件搬运载板上具有多个按矩阵式排列，且与所述拉钉结构相匹配的与托板的接口，各托板通过拉钉结构插入自动化工件搬运载板上的接口内，实现托板在自动化工件搬运载板上的安装；

其中，所述拉钉结构包括定位凸台和拉紧环，螺钉依次穿过拉紧环和定位凸台并固定于托板底部；

所述托板底部开有十字槽，用于实现托板与自动化工件搬运载板安装时的定位，自动化工件搬运载板采用所述十字槽限位；

所述托板外周侧面具有与所述机器人抓手相匹配的凹槽，所述机器人抓手通过抓取凹槽实现对所述托板的抓取；

所述托板通过所述拉钉结构和所述十字槽与机床或三坐标测量仪及其他检测仪工作台的卡盘锁紧。

6.如权利要求1所述的主动寻位安装托板单元，其特征在于，所述工艺信息存储芯片存储工件在加工中的工序基准点及其与托板与外部设备接口的相对位置信息、前后道工序关键特征技术指标信息、托板的身份信息以及托板在自动化工件搬运载板上的位置信息，通过不同工序处的读写装置，对芯片进行读写。

7.一种如权利要求1～6任意一项所述主动寻位安装托板单元的复杂零件加工质量控制方法，其特征在于，所述基于主动寻位安装托板单元的复杂零件加工质量控制方法包括：

步骤1，利用通用夹具进行复杂薄壁件夹持，通过工件安装托板单元进行通用夹具安装后，进行工件或毛坯检测以及工序基准点的计算；

步骤2，进行复杂薄壁件加工关键信息的录入，托板在工件自动化搬运载板上呈矩阵形式安装，AGV将搬运载板输送至加工位；

步骤3，机器人手爪从搬运载板抓取工件，实现托板在机床工作台的安装；

步骤4，读取工件工序基准点和托板与机床接口的相对位置信息，实现工件自动找正，并进行自动化加工；

步骤5，加工完成后，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；AGV将搬运载板输送至检测工位；

步骤6，机器人手爪从载板上抓取工件，实现托板在检测仪器工作台上的安装，并实现工件的自动化测量；

步骤7，判断技术指标是否已达要求，若技术指标未达要求，则判断是否还可进行补偿加工，若是，则进行误差补偿加工，并返回步骤4；若不可进行补偿加工，则报废，并转结束；若技术指标已达要求，则进入下一道工序；

步骤8，判断全部工序是否完成，若否，则返回步骤3；若是，则结束。

8.如权利要求7所述主动寻位安装托板单元的复杂零件加工质量控制方法，其特征在于，所述基于主动寻位安装托板单元的复杂零件加工质量控制方法进一步包括：

步骤一，通用夹具用于复杂零件夹持；

步骤二，工件安装托板单元用于通用夹具安装；

步骤三，工件几何形状特征定位偏差检测及工序基准点计算；

步骤四，复杂零件加工关键信息录入；

步骤五，托板在工件自动化搬运载板上呈矩阵形式安装；

步骤六，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤七，AGV将载板放置到交换站上；

步骤八，机器人手爪从搬运载板抓取工件；

步骤九，进行托板在机床工作台上的安装；

步骤十，读取工件工序基准点和托板与机床接口的相对位置信息；

步骤十一，进行工件自动找正；

步骤十二，进行自动化加工；

步骤十三，加工完成后，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤十四，AGV将搬运载板输送至测量工位处的载板交换站；

步骤十五，AGV将载板放置到交换站上；

步骤十六，机器人手爪从载板上抓取工件；

步骤十七，进行托板在测量仪器工作台上的安装；

步骤十八，进行工件的加工误差、几何形状特征定位偏差自动化测量及工序基准点计算；

步骤十九，判断技术指标是否已达要求，若技术指标未达要求，则判断是否还可进行补偿加工，若是，则进行误差补偿，并返回步骤二十二，否则进入以下步骤；

步骤二十，若不能进行补偿加工，则报废，并进入步骤二十六；

步骤二十一，若技术指标已达要求，则进入步骤二十五；

步骤二十二，机器人手爪抓取托板，放置在搬运载板上；

步骤二十三，AGV将搬运载板输送至加工工位处的载板交换站；

步骤二十四，AGV将载板放置到交换站上，进入步骤八；

步骤二十五，判断全部工序是否完成，若否，则返回步骤三；若是，则进入步骤二十六；

步骤二十六，结束。

9.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1～6任意一项所述的主动寻位安装托板单元的功能。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～6任意一项所述的主动寻位安装托板单元的功能。

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