CN114459355A - 一种悬臂轴位置检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬臂轴位置检测系统及方法。悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构，位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置，激光发射装置用来发射检测激光，激光位置检测装置用来确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，偏差量可以用来反映悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。整个系统利用激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

Description

一种悬臂轴位置检测系统及方法

技术领域

本发明涉及物流搬运技术领域，特别涉及一种悬臂轴位置检测系统及方法。

背景技术

为了减轻物流搬运过程中操作人员的劳动强度，通常可以采用上料装置(比如单悬臂上料机器人)来实现较重物料的自动上料。上料装置主要包括基座、安装在基座上的立柱、安装在立柱上的悬臂轴、推料机构以及控制器，其中，在悬臂轴上通常设置有检测悬臂轴与对接装置的机台对接轴相对位置的位置检测机构。在上料时，为了准确地调节悬臂轴的位置，从而确保悬臂轴与机台对接轴进行精准对接，需要首先对悬臂轴与机台轴的当前位置偏差进行精确检测。

目前检测悬臂轴与机台对接轴相对位置的位置检测系统主要依靠视觉检测，也就是对预先标记有端面中心点的机台对接轴的端面进行拍摄，然后上料装置中的控制器根据获取的拍摄图像，最终确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。

然而，此种位置检测系统获取的拍摄图像的清晰度易受检测距离和焦距的限制，而且对光源、被测物反光的要求较高，当检测距离较远或者被测物反光较强的时候，拍摄图像的清晰度较差，进而影响当前位置偏差的检测精度，造成悬臂轴的位置调节不准确。

发明内容

本发明提供了一种悬臂轴位置检测系统及方法，可用于解决常规悬臂轴位置检测系统在检测距离较远或者被测物反光较强的时候，拍摄图像的清晰度较差，进而影响当前位置偏差的检测精度，造成悬臂轴的位置调节不准确的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种悬臂轴位置检测系统，包括位置检测机构，所述位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置；

所述激光发射装置安装在机台对接轴的端面上，用于发射检测激光；

所述激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上，用于确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，所述偏差量用于反映所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，所述激光发射装置安装在所述机台对接轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，还包括控制器；

所述控制器，用于根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述激光发射装置的安装位置、所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，以及所述检测激光的入射角度，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

第二方面，本发明实施例提供一种悬臂轴位置检测方法，应用于一种悬臂轴位置检测系统，所述悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，所述位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置，其中，所述激光发射装置安装在机台对接轴的端面上，所述激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上；

所述悬臂轴位置检测方法包括：

所述激光发射装置发射检测激光；

所述激光位置检测装置确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量；

所述控制器根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述激光发射装置的安装位置、所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，以及所述检测激光的入射角度，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，所述激光发射装置安装在所述机台对接轴的端面的中心位置。

第三方面，本发明实施例提供一种悬臂轴位置检测系统，包括位置检测机构，所述位置检测机构包括激光发射装置、激光位置检测装置以及反射板；

所述激光发射装置安装在悬臂轴的端面上，用于发射检测激光；

所述反射板安装在机台对接轴的端面上，用于根据所述检测激光生成反射激光，并将所述反射激光发送到所述悬臂轴的端面上；

所述激光位置检测装置安装在所述悬臂轴的端面上，用于确定所述反射激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，所述偏差量用于反映所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，所述激光发射装置安装在所述悬臂轴的端面的一端。

一种可选的实施方式中，还包括控制器；

所述控制器，用于根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述反射板的安装位置、所述反射激光的入射角度，以及所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

第四方面，本发明实施例提供了一种悬臂轴位置检测方法，应用于一种悬臂轴位置检测系统，所述悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，所述位置检测机构包括激光发射装置、激光位置检测装置以及反射板，其中，所述激光发射装置安装在悬臂轴的端面上，所述反射板安装在机台对接轴的端面上，所述激光位置检测装置安装在所述悬臂轴的端面上；

所述悬臂轴位置检测方法包括：

所述激光发射装置发射检测激光；

所述反射板根据所述检测激光生成反射激光，并将所述反射激光发送到所述悬臂轴的端面上；

所述激光位置检测装置确定所述反射激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量；

所述控制器根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述反射板的安装位置、所述反射激光的入射角度，以及所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，所述激光发射装置安装在所述悬臂轴的端面的一端。

如此，本发明实施例提供一种悬臂轴位置检测系统及方法，在悬臂轴位置检测系统中，包括位置检测机构，位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置，激光发射装置用来发射检测激光，激光位置检测装置用于确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，偏差量可以用来反映悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。整个系统利用激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

附图说明

图1为上料装置与目标装置的对接场景示意图；

图2为安装有视觉检测装置的悬臂轴端面示意图；

图3为本发明第一实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统的结构示意图；

图4a为本发明第一实施例提供的一种位置检测机构的示例结构示意图；

图4b为本发明第一实施例提供的另一种位置检测机构的示例结构示意图；

图4c为本发明第一实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图；

图4d为本发明第一实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法所对应的整体流程示意图；

图6为本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统的结构示意图；

图7为本发明第三实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图；

图8为本发明第四实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法所对应的整体流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

首先结合附图对本发明实施例的应用场景进行说明。

图1示例性示出了上料装置与目标装置的对接场景示意图，如图1所示，上料装置包括悬臂轴11和推料机构12，目标装置包括机台对接轴21，其中，悬臂轴11和机台对接轴21均平行于地面。在上料过程中，检测悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差后，调节悬臂轴11的位置，直至悬臂轴11与机台对接轴21完成对接，然后套设在悬臂轴11上的物料A被推料机构12推送到机台对接轴21上，从而完成物料的自动上料。

在检测悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差时，采用的位置检测机构通常为视觉检测装置，例如相机，图2示例性示出了安装有视觉检测装置的悬臂轴端面示意图，如图2所示，A为套设在悬臂轴11上的物料，视觉检测装置111安装在悬臂轴11端面的正中心。

在上述应用场景中，位置检测系统获取的拍摄图像的清晰度易受检测距离和焦距的限制，而且对光源、被测物反光的要求较高，当检测距离较远或者被测物反光较强的时候，拍摄图像的清晰度较差，进而影响当前位置偏差的检测精度，造成悬臂轴的位置调节不准确。

为了解决常规悬臂轴位置检测系统在检测距离较远或者被测物反光较强的时候，拍摄图像的清晰度较差，进而影响当前位置偏差的检测精度，造成悬臂轴的位置调节不准确的技术问题，本发明实施例提供一种悬臂轴位置检测系统及方法。

需要说明的是，本发明实施例提供的悬臂轴可以沿水平方向和垂直方向平移，可选地，也可以沿水平方向和垂直方向俯仰，俯仰是指悬臂轴的根部固定，整个悬臂轴进行摆动。

还需要说明的是，为了提高位置检测精度和调节效率，本发明实施例提供的悬臂轴位置检测系统，是在悬臂轴移动到预设初始位置后，再开始使用的，其中预设初始位置为与机台对接轴端面的距离位于预设范围之内的位置，也就是说，应对悬臂轴进行初始粗略调节，使得悬臂轴尽可能的靠近机台对接轴后，再启用本发明实施例提供的系统，有利于提高调节效率。

下面结合附图对本发明第一实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统进行说明。

图3示例性示出了本发明第一实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统的结构示意图，如图3所示，本发明第一实施例提供的悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构13，位置检测机构13包括激光发射装置131和激光位置检测装置132。

激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面上，用于发射检测激光。

具体地，检测激光的发射方向可以与机台对接轴21的端面呈一定的发射角度，优选地，发射角度可以为90度。

在一种可能的实施方式中，激光发射装置131可以安装在机台对接轴21的端面的中心位置。

如此，采用上述安装方式，有利于简化后续根据偏差量确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差的流程，进而可以提高位置检测效率。

在其他可能的实施方式中，激光发射装置131与机台对接轴21的端面的中心位置的距离也可以大于零，对于激光发射装置131在机台对接轴21端面上的具体安装位置不作限定。

激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面上，用于确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置132的中心位置的偏差量。

其中，偏差量用于反映悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

需要说明的是，偏差量为矢量，包括偏差距离以及方向。

还需要说明的是，本发明实施例中的悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差表示的是悬臂轴11端面的中心与机台对接轴21端面的中心之间的位置偏差。当前位置偏差也为矢量，包括当前偏差距离和偏差方向。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132的中心位置可以设置在悬臂轴11的端面的中心位置。

如此，采用上述安装方式，有利于简化后续根据偏差量确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差的流程，进而可以提高位置检测效率。

在其他可能的实施方式中，激光位置检测装置132与悬臂轴11的端面的中心位置的距离也可以大于零，对于激光位置检测装置132在悬臂轴11端面上的具体安装位置不作限定。

示例性地，如图3所示，激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面的中心位置，即Q2点所对应的位置，发射的检测激光与机台对接轴21的端面呈θ角度，θ为90度，检测激光的入射位置为P点所对应的位置，激光位置检测装置132的中心设置在悬臂轴11的端面的中心位置，即Q1点所对应的位置，激光位置检测装置132可以检测到P点与Q1之间的偏差量，此时，激光位置检测装置132检测到的偏差量即为悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。

如此，采用上述示例的位置安装方式，可以极大地简化位置检测流程，使得激光位置检测装置132检测到的偏差量即为悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差，检测过程简单高效，极具实用性。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132可以为PSD器件。

具体地，PSD(Position Sensitive Device，位置传感器)器件是一种能测量光点在探测器表面连续位置的光学探测器，是一种新型的光电器件，或称为坐标光电池，它是一种非分割型器件，可将光敏面上的光点位置转化为电信号，PSD主要由P衬底、PIN光电二极管及表面电阻组成，具有位置分辨率高、响应速度快和处理电路简单等优点。PSD器件本身即具有确定检测激光的入射位置与PSD器件的中心位置的偏差量的功能。

进一步地，PSD器件的中心设置在悬臂轴11的端面的中心位置。

此外，本发明第一实施例提供的悬臂轴位置检测系统还包括控制器(未在图3中示出)，控制器与激光位置检测装置132相连接，控制器用于根据偏差量、激光位置检测装置132的安装位置、激光发射装置131的安装位置、悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离，以及检测激光的入射角度，确定悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132的安装位置可以用激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心的位置偏差来表示。激光发射装置131的安装位置可以用激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心的位置偏差来表示。悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离可以用悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面之间的最短距离来表示。

具体地，控制器可以根据偏差量、激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心的位置偏差、激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心的位置偏差、悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离，以及检测激光的入射角度，确定悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

优选地，激光位置检测装置132的中心设置在悬臂轴11的端面中心，激光发射装置131设置在机台对接轴21的端面中心，检测激光的入射角度为90度。此时，控制器将偏差量确定为悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

此外，对于未按照上述优选方式设置激光位置检测装置132和激光发射装置131的特殊情况，激光位置检测装置132的实际安装位置、激光发射装置131的实际安装位置以及检测激光的发射角度，都会影响当前位置偏差的计算。

下面通过具体示例对特殊情况下的当前位置偏差的具体确定方式进行介绍。为了更加清楚地进行说明，假设悬臂轴11与机台对接轴21只存在垂直方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的纵向方向)的位置偏差，在其他方向上不存在偏差。

需要说明的是，如果悬臂轴11与机台对接轴21的位置偏差并非完全的垂直方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的纵向方向)或者水平方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的水平方向)，也就是说如果激光位置检测装置132测得的偏差量并非完全的垂直方向或水平方向，则可以将偏差量分别投影到垂直方向和水平方向，再在各个方向上分别计算对应的位置偏差。特殊情况下，如果激光位置检测装置132和激光发射装置131的安装位置也不在悬臂轴11或机台对接轴21端面的水平和垂直对称轴上，则也应将安装位置的位置偏差分别投影到垂直方向和水平方向后，再参与计算。

示例一：

图4a示例性示出了本发明第一实施例提供的一种位置检测机构的示例结构示意图，如图4a所示，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1的正上方，激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面中心Q2的正上方，当前情况下，悬臂轴11的位置高于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心Q1的位置偏差为Y，激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，检测激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝(L/tanθ)-X-Y+Z。

示例二：

图4b示例性示出了本发明第一实施例提供的另一种位置检测机构的示例结构示意图，如图4b所示，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1的正上方，激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面中心Q2的正上方，当前情况下，悬臂轴11的位置低于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心Q1的位置偏差为Y，激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，检测激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝(L/tanθ)+X+Y-Z。

示例三：

图4c示例性示出了本发明第一实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图，如图4c所示，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1的正上方，激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面中心Q2的正下方，当前情况下，悬臂轴11的位置高于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心Q1的位置偏差为Y，激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，检测激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝(L/tanθ)-X-Y-Z。

示例四：

图4d示例性示出了本发明第一实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图，如图4d所示，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1的正上方，激光发射装置131安装在机台对接轴21的端面中心Q2的正下方，当前情况下，悬臂轴11的位置低于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心Q1的位置偏差为Y，激光发射装置131与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，检测激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝(L/tanθ)+X+Y+Z。

对于其他不同位置的示例，均可以针对具体情况进行几何分析后进行计算，以得到当前位置偏差，此处不再赘述。

如此，本发明第一实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统，主要利用激光位置检测装置检测偏差量，根据检测到的偏差量来确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差，整个系统利用激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

本发明第二实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法，应用于本发明第一实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统，对于本发明第二实施例中未披露的细节，请参照本发明第一实施例。

具体地，悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置，其中，激光发射装置安装在机台对接轴的端面上，激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上。图5示例性示出了本发明第二实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法所对应的整体流程示意图，如图5所示，具体包括如下步骤：

501：激光发射装置发射检测激光。

502：激光位置检测装置确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量。

503：控制器根据偏差量、激光位置检测装置的安装位置、激光发射装置的安装位置、悬臂轴的端面与机台对接轴的端面的距离，以及检测激光的入射角度，确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，激光位置检测装置为PSD器件，PSD器件的中心设置在悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，激光发射装置安装在机台对接轴的端面的中心位置。

如此，本发明第二实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法，主要利用激光位置检测装置检测偏差量，根据检测到的偏差量来确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差，整个方法利用激光进行检测，由于激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统，下面结合附图对本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统进行说明。

图6示例性示出了本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统的结构示意图，如图6所示，本发明第三实施例提供的悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构13，位置检测机构13包括激光发射装置131、激光位置检测装置132以及反射板133。

激光发射装置131安装在悬臂轴11的端面上，用于发射检测激光。

具体地，为了能在反射板133上进行反射，检测激光的发射方向应与悬臂轴11的端面呈一定的发射角度。

在一种可能的实施方式中，激光发射装置131安装在悬臂轴11的端面的一端。

在其他可能的实施方式中，激光发射装置131也可以安装在悬臂轴11的端面中心与一端之间，具体安装位置不作限定。

反射板133安装在机台对接轴21的端面上，用于根据检测激光生成反射激光，并将反射激光发送到悬臂轴11的端面上。

具体地，反射板133与机台对接轴21的端面平行，起到反射作用，检测激光照在反射板133上会形成反射激光，并反射回悬臂轴11的端面上。

激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面上，用于确定反射激光的入射位置与激光位置检测装置132的中心位置的偏差量。

其中，偏差量用于反映悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

需要说明的是，偏差量为矢量，包括偏差距离以及方向。

还需要说明的是，本发明实施例中的悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差表示的是悬臂轴11端面的中心与机台对接轴21端面的中心之间的位置偏差。当前位置偏差也为矢量，包括当前偏差距离和偏差方向。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132的中心位置可以设置在悬臂轴11的端面的中心位置。

如此，采用上述安装方式，有利于简化后续根据偏差量确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差的流程，进而可以提高位置检测效率。

在其他可能的实施方式中，激光位置检测装置132也可以不设置在悬臂轴11的端面的中心位置，具体安装位置不作限定。

示例性地，如图6所示，激光发射装置131安装在悬臂轴11的端面的一端，即Q3点所对应的位置，发射的检测激光与悬臂轴11的端面呈θ角度，反射板133安装在机台对接轴21的端面的一端与中心位置Q2之间，检测激光照到反射板133后形成反射激光，反射激光的入射位置即为P点所对应的位置，激光位置检测装置132的中心设置在悬臂轴11的端面的中心位置，即Q1点所对应的位置，激光位置检测装置132可以检测到P点与Q1之间的偏差量。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132可以为PSD器件。

具体地，PSD器件本身即具有确定反射激光的入射位置与PSD器件的中心位置的偏差量的功能。

进一步地，PSD器件的中心设置在悬臂轴11的端面的中心位置。

此外，本发明第三实施例提供的悬臂轴位置检测系统还包括控制器(未在图6中示出)，控制器与激光位置检测装置132相连接，控制器用于根据偏差量、激光位置检测装置132的安装位置、反射板133的安装位置、反射激光的入射角度，以及悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离，确定悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

在一种可能的实施方式中，激光位置检测装置132的安装位置可以用激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心的位置偏差来表示。激光发射装置131的安装位置可以用激光发射装置131与悬臂轴11的端面中心的位置偏差来表示。反射板133的安装位置可以用反射板133与机台对接轴21的端面中心的位置偏差来表示。悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离可以用悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面之间的最短距离来表示。

具体地，控制器可以根据偏差量、激光位置检测装置132的中心与悬臂轴11的端面中心的位置偏差、反射板133与机台对接轴21的端面中心的位置偏差、反射激光的入射角度，以及悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离，确定悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差。

由于激光位置检测装置132的实际安装位置、反射板133的实际安装位置以及检测激光的发射角度，都会影响当前位置偏差的计算，因此，为了更加清楚地进行说明，下面通过具体示例对当前位置偏差的具体确定方式进行介绍。

在示例中，假设悬臂轴11与机台对接轴21只存在垂直方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的纵向方向)的位置偏差，在其他方向上不存在偏差。

需要说明的是，如果悬臂轴11与机台对接轴21的位置偏差并非完全的垂直方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的纵向方向)或者水平方向(即垂直于悬臂轴11中心轴的水平方向)，也就是说如果激光位置检测装置132测得的偏差量并非完全的垂直方向或水平方向，则可以将偏差量分别投影到垂直方向和水平方向，再在各个方向上分别计算对应的位置偏差。特殊情况下，如果激光位置检测装置132、激光发射装置131和反射板133的安装位置也不在悬臂轴11或机台对接轴21端面的水平和垂直对称轴上，则也应将安装位置的位置偏差分别投影到垂直方向和水平方向后，再参与计算。

示例五：

以图6所示的结构为例，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1，激光发射装置131安装在悬臂轴11的端面的顶端Q3，当前情况下，悬臂轴11的位置高于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，反射板133与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，反射激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝Z-(L/tanθ)+X。

示例六：

图7示例性示出了本发明第三实施例提供的又一种位置检测机构的示例结构示意图，如图7所示，激光位置检测装置132安装在悬臂轴11的端面中心Q1，激光发射装置131安装在悬臂轴11的端面的顶端Q3，当前情况下，悬臂轴11的位置低于机台对接轴21的位置。

假设激光位置检测装置132检测到的偏差量为X，反射板133与机台对接轴21的端面中心Q2的位置偏差为Z，悬臂轴11的端面与机台对接轴21的端面的距离为L，反射激光的入射角度为θ，P为检测激光的照射点，则悬臂轴11与机台对接轴21的当前位置偏差可以看做是垂直方向上的线段Q1Q2’的长度，其中Q2’为机台对接轴21的端面中心Q2在悬臂轴11的端面上的投影，因此，当前位置偏差的值(即线段Q1Q2’的长度)＝Z+(L/tanθ)-X。

对于其他不同位置的示例，均可以针对具体情况进行几何分析后进行计算，以得到当前位置偏差，此处不再赘述。

如此，本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统，采用反射板来将检测激光反射至激光位置检测装置上，根据激光位置检测装置检测到的偏差量来确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差，整个系统利用激光进行检测，由于激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

本发明第四实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法，应用于本发明第三实施例提供的一种悬臂轴位置检测系统，对于本发明第四实施例中未披露的细节，请参照本发明第三实施例。

具体地，悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，位置检测机构包括激光发射装置、激光位置检测装置以及反射板，其中，激光发射装置安装在悬臂轴的端面上，反射板安装在机台对接轴的端面上，激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上。图8示例性示出了本发明第四实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法所对应的整体流程示意图，如图8所示，具体包括如下步骤：

801：激光发射装置发射检测激光。

802：反射板根据检测激光生成反射激光，并将反射激光发送到悬臂轴的端面上。

803：激光位置检测装置确定反射激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量。

804：控制器根据偏差量、激光位置检测装置的安装位置、反射板的安装位置、反射激光的入射角度，以及悬臂轴的端面与机台对接轴的端面的距离，确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差。

一种可选的实施方式中，激光位置检测装置为PSD器件，PSD器件的中心设置在悬臂轴的端面的中心位置。

一种可选的实施方式中，激光发射装置安装在悬臂轴的端面的一端。

如此，本发明第四实施例提供的一种悬臂轴位置检测方法，采用反射板来将检测激光反射至激光位置检测装置上，根据激光位置检测装置检测到的偏差量来确定悬臂轴与机台对接轴的当前位置偏差，整个方法利用激光进行检测，由于激光的自身特性，使得位置检测不受检测距离和环境的影响，可以较好地替代视觉检测的方案，抗干扰性更强，当前位置偏差的检测精度更高。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种悬臂轴位置检测系统，包括位置检测机构，其特征在于，所述位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置；

所述激光发射装置安装在机台对接轴的端面上，用于发射检测激光；

所述激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上，用于确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，所述偏差量用于反映所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

2.根据权利要求1所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

3.根据权利要求1或2所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述激光发射装置安装在所述机台对接轴的端面的中心位置。

4.根据权利要求1所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，还包括控制器；

所述控制器，用于根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述激光发射装置的安装位置、所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，以及所述检测激光的入射角度，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

5.一种悬臂轴位置检测方法，应用于一种悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，所述位置检测机构包括激光发射装置和激光位置检测装置，其中，所述激光发射装置安装在机台对接轴的端面上，所述激光位置检测装置安装在悬臂轴的端面上；

所述悬臂轴位置检测方法包括：

所述激光发射装置发射检测激光；

所述激光位置检测装置确定检测激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量；

所述控制器根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述激光发射装置的安装位置、所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，以及所述检测激光的入射角度，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

6.一种悬臂轴位置检测系统，包括位置检测机构，其特征在于，所述位置检测机构包括激光发射装置、激光位置检测装置以及反射板；

所述激光发射装置安装在悬臂轴的端面上，用于发射检测激光；

所述反射板安装在机台对接轴的端面上，用于根据所述检测激光生成反射激光，并将所述反射激光发送到所述悬臂轴的端面上；

所述激光位置检测装置安装在所述悬臂轴的端面上，用于确定所述反射激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量，所述偏差量用于反映所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

7.根据权利要求6所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述激光位置检测装置为PSD器件，所述PSD器件的中心设置在所述悬臂轴的端面的中心位置。

8.根据权利要求6或7所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述激光发射装置安装在所述悬臂轴的端面的一端。

9.根据权利要求6所述的悬臂轴位置检测系统，其特征在于，还包括控制器；

所述控制器，用于根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述反射板的安装位置、所述反射激光的入射角度，以及所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

10.一种悬臂轴位置检测方法，应用于一种悬臂轴位置检测系统，其特征在于，所述悬臂轴位置检测系统包括位置检测机构和控制器，所述位置检测机构包括激光发射装置、激光位置检测装置以及反射板，其中，所述激光发射装置安装在悬臂轴的端面上，所述反射板安装在机台对接轴的端面上，所述激光位置检测装置安装在所述悬臂轴的端面上；

所述悬臂轴位置检测方法包括：

所述激光发射装置发射检测激光；

所述反射板根据所述检测激光生成反射激光，并将所述反射激光发送到所述悬臂轴的端面上；

所述激光位置检测装置确定所述反射激光的入射位置与激光位置检测装置的中心位置的偏差量；

所述控制器根据所述偏差量、所述激光位置检测装置的安装位置、所述反射板的安装位置、所述反射激光的入射角度，以及所述悬臂轴的端面与所述机台对接轴的端面的距离，确定所述悬臂轴与所述机台对接轴的当前位置偏差。

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