CN115302542A - 一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统、方法、设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统、方法、设备以及存储介质，属于机器人抓手技术领域，解决了现有检测过程依靠人员检测与判断，造成检测周期长的问题。所述系统包括PLC系统、机器人控制柜、机器人、机器人抓手和抓手检测装置：所述PLC系统将检测启动指令发送给机器人控制柜；所述机器人控制柜运行检测程序；所述机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；所述机器人抓手按照预设轨迹接近抓手检测装置；所述抓手检测装置反馈检测结果信号给PLC系统。
Description
技术领域
本发明涉及机器人抓手技术领域，具体涉及一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统、方法、设备以及存储介质。
背景技术
目前，在汽车制造领域大多数生产作业类工作都可以通过机器人或其他动化方式实现，但在工装的日常维护方面仍然大量依靠人员在停产期间进行目视、手触、离线测量等方式进行人工检查，尤其是生产线上的机器人抓手，其工作特点主要是工件搬运、工位间传输，因此通常布局在生产线上方高空处，不易于观察和日常点检。而且通常负责搬运较重的工件，工作过程中受力较大且因生产线布局限制在搬运过程中还需做出不同的姿态变化，长时间使用情况下极易发生连接部件松动或定位夹紧机构变形，造成停线影响生产效率，甚至会发生碰撞导致零件或工装报废，且因其本身不如夹具的精度要求高，采用检具检测成本高，且无法实现通用。
因此，现有技术条件下存在缺陷有：
1.工装检查周期受生产限制只能利用停产时间，依靠人员检查，不符合少人化发展方向；
2.工装检查主要依靠人员目视或手触判断是否发生变形或松动等情况，缺少标准及量化结果；
3.极个别工厂为抓手配置线下检具，但下线检测周期长，且检具成本高、面积需求较大。
现有技术，专利文献CN112304214A公开了“基于摄影测量的工装检测方法和工装检测系统”，基于摄影测量的工装检测方法和工装检测系统，使用相机拍摄待测工装的图像，待测工装上均匀设置有多个摄影测量编码点，每个摄影测量编码点旁设置有一个摄影测量反射基准点；将待测工装的图像转换为待测工装的关键控制点的三维坐标值；根据待测工装的三维图像中多个摄影测量编码点和多个摄影测量反射基准点的坐标，将待测工装的三维图像的坐标系与待测工装的图纸坐标系对齐；确定待测工装的三维图像与待测工装的图纸中的偏差，通过摄影测量的方式对待测工装进行测量，提高了测量效率，节约了测量所需时间。专利文献CN112665476A公开了“焊接机器人抓手精度检测装置”通过设置在上部的连接座和设置在上部的检测座，以及设置在连接座和检测座之间的连杆；所述检测座上设有与销套孔，所述销套孔内设有销套，机器人抓手上的定位销与销套配合；所述定位销能插进销套无干涉，则定位销偏移量在给定的范围内，为合格；所述定位销不能插进销套有干涉，则定位销偏移量不在给定的范围内，为不合格。
综上所述，现有技术缺少适用于实车，且车门测量位置不受限的动态变形量的测试方法。
发明内容
本发明解决了现有检测过程依靠人员检测与判断，造成检测周期长的问题。
本发明所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，所述系统包括PLC系统、机器人控制柜、机器人、机器人抓手和抓手检测装置：
所述PLC系统将检测启动指令发送给机器人控制柜；
所述机器人控制柜运行检测程序；
所述机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
所述机器人抓手按照预设轨迹接近抓手检测装置；
所述抓手检测装置反馈检测结果信号给PLC系统。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述抓手检测装置包括检测装置框架1、检测块连接板2、两个连接轴及弹簧装置3、第一接近开关传感器4、第二接近开关传感器5、第三接近开关传感器6、第一锥形限位块7、定位块检测装置8、定位销检测装置9、第二锥形限位块10和第四接近开关传感器11；
所述检测装置框架1内部浮动安装有检测块连接板2；
所述两个连接轴及弹簧装置3分别位于检测块连接板2两侧；
所述第三接近开关传感器6和第四接近开关传感器11均固定在检测装置框架1上；
所述第一锥形限位块7和第二锥形限位块10的上部分均固定在检测块连接板2上，下部分均固定在检测装置框架1上；
所述定位块检测装置8和定位销检测装置9均固定在检测块连接板2上，定位块检测装置8内部安装有第二接近开关传感器5，定位销检测装置9内部安装有第一接近开关传感器4。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测装置框架1固定在维修检测平台上。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述两个连接轴及弹簧装置3正常工作时，处于压缩状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测块连接板2出现碰撞被顶起时，第三接近开关传感器6和第四接近开关传感器11触发报警停机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述定位销检测装置9根据多个直径定位销，配置多个检测装置。
本发明所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手方法，所述方法是采用上述方法所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统实现的，包括以下步骤：
步骤S1，通过PLC系统或者人工操作向机器人发出检测启动指令；
步骤S2，机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
步骤S3，抓手定位销和定位面依次按预设轨迹接近抓手检测装置的相应检测点；
步骤S4，抓手检测装置进行判断定位销或定位面是否满足通过条件，若满足，则抓手检测装置输出反馈信号给PLC系统，机器人再次接到PLC系统发送的检测指令后，继续执行下一个定位销或定位面检测轨，直至所有定位销和定位面检测通过完成，若不满足，机器人报警停机；
步骤S5，将抓手定位销和定位面的检测结果反馈给PLC系统，并在其HMI界面显示和储存至后台。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S4中，所述判断定位销或定位面是否满足通过条件为：
抓手定位销或定位面和抓手检测装置无接触，且抓手检测装置内部接近开关感应到抓手；
检测过程中无异常碰撞。
本发明所述的一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述方法中任一所述的方法步骤。
本发明所述的一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中任一所述的方法步骤。
本发明解决了现有检测过程依靠人员检测与判断，造成检测周期长的问题。具体有益效果包括：
本发明所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，判断是否发生精度衰减或变形的装置及检测方法，并且能够不受车型限制，多套抓手可以共用一套检测装置，抓手检测过程工装无需离线、无需人员全程看护、发现问题自动停机报警，既可以减少抓手点检过程的人力投入、减少工时同时又可以量化检测过程，减少了制造检具的成本。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是具体实施方式所述的检测系统流程图。
图2是具体实施方式所述的系统及结构示意图。
图3是具体实施方式所述的被检抓手及定位销示意图。
图4是具体实施方式所述的抓手检测装置示意图，1为检测装置框架，2为检测块连接板，3为连接轴及弹簧装置，4为第一接近开关传感器，5为第二接近开关传感器，6为第三接近开关传感器，7为第一锥形限位块，8为定位块检测装置，9为定位销检测装置，10为第二锥形限位块，11为第四接近开关传感器，12为被检抓手。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施方式所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，所述系统包括PLC系统、机器人控制柜、机器人、机器人抓手和抓手检测装置：
所述PLC系统将检测启动指令发送给机器人控制柜；
所述机器人控制柜运行检测程序；
所述机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
所述机器人抓手按照预设轨迹接近抓手检测装置；
所述抓手检测装置反馈检测结果信号给PLC系统。
本实施方式中，所述抓手检测装置包括检测装置框架1、检测块连接板2、两个连接轴及弹簧装置3、第一接近开关传感器4、第二接近开关传感器5、第三接近开关传感器6、第一锥形限位块7、定位块检测装置8、定位销检测装置9、第二锥形限位块10和第四接近开关传感器11；
所述检测装置框架1内部浮动安装有检测块连接板2；
所述两个连接轴及弹簧装置3分别位于检测块连接板2两侧；
所述第三接近开关传感器6和第四接近开关传感器11均固定在检测装置框架1上；
所述第一锥形限位块7和第二锥形限位块10的上部分均固定在检测块连接板2上，下部分均固定在检测装置框架1上；
所述定位块检测装置8和定位销检测装置9均固定在检测块连接板2上，定位块检测装置8内部安装有第二接近开关传感器5，定位销检测装置9内部安装有第一接近开关传感器4。
本实施方式中，所述检测装置框架1固定在维修检测平台上。
本实施方式中，所述两个连接轴及弹簧装置3正常工作时，处于压缩状态。
本实施方式中，所述检测块连接板2出现碰撞被顶起时，第三接近开关传感器6和第四接近开关传感器11触发报警停机。
本实施方式中，所述定位销检测装置9根据多个直径定位销，配置多个检测装置。
本实施方式所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手方法，所述方法是采用上述实施方式所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统实现的，包括以下步骤：
步骤S1，通过PLC系统或者人工操作向机器人发出检测启动指令；
步骤S2，机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
步骤S3，抓手定位销和定位面依次按预设轨迹接近抓手检测装置的相应检测点；
步骤S4，抓手检测装置进行判断定位销或定位面是否满足通过条件，若满足，则抓手检测装置输出反馈信号给PLC系统，机器人再次接到PLC系统发送的检测指令后，继续执行下一个定位销或定位面检测轨，直至所有定位销和定位面检测通过完成，若不满足，机器人报警停机；
步骤S5，将抓手定位销和定位面的检测结果反馈给PLC系统，并在其HMI界面显示和储存至后台。
本实施方式中，所述步骤S4中，所述判断定位销或定位面是否满足通过条件为：
抓手定位销或定位面和抓手检测装置无接触，且抓手检测装置内部接近开关感应到抓手；
检测过程中无异常碰撞。
本实施方式所述的一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。
本实施方式所述的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。
本实施方式基于本发明所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，结合图2能更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：
主要由抓手检测装置(含传感器)、抓手侧检测基准销、机器人专用检修程序构成，并通过PLC控制及通讯实现自动在线检测功能。实现方式为：利用生产线上部空间，增加一个检测装置，并在每个机器人抓手调试完成后制作一套检测轨迹(专用检测程序)，通过PLC进行集成控制，发起或终止检测程序，并实时监控检测信号，将检测结果输出到HMI及后台存储。同时若检测过程中抓手存在超差(即检测不通过)维修人员可以参照检测装置进行抓手修复。
当前工艺条件下相似的实现方案：1.抓手离线检测：当抓手需要检测的时候，离线小车将抓手运出线外，进行检具或三坐标检测,检测完成重新上线。2.有相似的焊枪TCP检测装置，但目前应用的检测装置仅为在焊枪可达位置，布置一个固定的电极套筒，通过焊枪手动操作及人工监视检测TCP位置，不具备自动化检测条件。
如图3和4所示，检测装置框架1：连接固定于检测平台上；
检测块连接板2：浮动安装于检测装置框架1上，同时安装各定位销、定位面检测结构及传感器；
连接轴及弹簧装置3：弹簧正常工作时处于压缩状态，将检测块连接板2向下压顶在限位机构上，保证检测块连接板2位置稳定；同时若因抓手异常，在检测过程中检测块连接板2被向上被顶起时，可以保证检测装置及机器人抓手有足够缓冲，避免碰撞损坏；
第一接近开关传感器4、第二接近开关传感器5：若被检抓手定位销或定位块接近传感器端部，并进入量程内可以输出信号，用于判定检测是否通过；
第三接近开关传感器6、第四接近开关传感器11：若检测过程中②出现碰撞被顶起，该信号消失触发报警停机；
第一锥形限位块7、第二锥形限位块10：分上、下两部分，上部分安装于检测块连接板2，下部分安装于检测装置框架1。正常状态上下两部分处于贴合状态，保证检测块连接板2的位置准确；
定位块检测装置8，内部安装接近开关；
定位销检测装置9，根据不同直径定位销可以配置多个检测装置；
被检抓手12示例，图示为定位销检测过程，接近定位销检测装置9后，沿定位销轴线方向接近检测装置。若顺利进入检测装置套筒(检测XY方向)，且触发第一接近开关传感器4(检测Z向)，则判定检测通过。若未能进入检测装置套筒，会出现两种情况：1.未进入检测套筒，则无法触发第一接近开关传感器4，检测不通过；2.检测过程与套筒碰撞，导致检测块连接板2被顶起，触发第三接近开关传感器6和第四接近开关传感器11报警，检测不通过。
本实施方式基于本发明所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手方法，结合图1能更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：
1)在线体内维修检测平台上，搭建结构支架安装固定的抓手检测装置作为检测基准，并在检测装置内安装接近开关用于输出检测信号判定检测结果是否合格。同时检测装置具有碰撞报警功能，避免因抓手变形导致在检测过程中造成二次损伤；
2)在每个机器人抓手机械结构调试及测量完成后，再通过示教机器人为每套抓手调试出一套专用检测轨迹，该轨迹通过机器人姿态的变化可以使抓手的每个定位销、定位面依次接触到检测装置的相应检测点；
3)若被检结构(定位销或定位面)正常，那么被检结构与抓手检测装置无接触且检测装置内部接近开关感应到抓手，系统判定通过，输出反馈信号，机器人接到信号后继续执行下一检测点检测轨；
4)若被检结构(定位销或定位面)位置异常，则可能会出现以下两种情况(均会判定为检测不通过)：
①机器人轨迹走到检测位，接近开关检测不到被检结构，无信号输出，判定检测失败；
②机器人轨迹未走到检测位之前已与检测装置发生接触，触发机构报警，判定检测失败。
以上对本发明所提出的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统、方法、设备以及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述系统包括PLC系统、机器人控制柜、机器人、机器人抓手和抓手检测装置：
所述PLC系统将检测启动指令发送给机器人控制柜；
所述机器人控制柜运行检测程序；
所述机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
所述机器人抓手按照预设轨迹接近抓手检测装置；
所述抓手检测装置反馈检测结果信号给PLC系统。
2.根据权利要求1所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述抓手检测装置包括检测装置框架(1)、检测块连接板(2)、两个连接轴及弹簧装置(3)、第一接近开关传感器(4)、第二接近开关传感器(5)、第三接近开关传感器(6)、第一锥形限位块(7)、定位块检测装置(8)、定位销检测装置(9)、第二锥形限位块(10)和第四接近开关传感器(11)；
所述检测装置框架(1)内部浮动安装有检测块连接板(2)；
所述两个连接轴及弹簧装置(3)分别位于检测块连接板(2)两侧；
所述第三接近开关传感器(6)和第四接近开关传感器(11)均固定在检测装置框架(1)上；
所述第一锥形限位块(7)和第二锥形限位块(10)的上部分均固定在检测块连接板(2)上，下部分均固定在检测装置框架(1)上；
所述定位块检测装置(8)和定位销检测装置(9)均固定在检测块连接板(2)上，定位块检测装置(8)内部安装有第二接近开关传感器(5)，定位销检测装置(9)内部安装有第一接近开关传感器(4)。
3.根据权利要求2所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述检测装置框架(1)固定在维修检测平台上。
4.根据权利要求2所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述两个连接轴及弹簧装置(3)正常工作时，处于压缩状态。
5.根据权利要求2所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述检测块连接板(2)出现碰撞被顶起时，第三接近开关传感器(6)和第四接近开关传感器(11)触发报警停机。
6.根据权利要求2所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统，其特征在于，所述定位销检测装置(9)根据多个直径定位销，配置多个检测装置。
7.一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手系统实现的，包括以下步骤：
步骤S1，通过PLC系统或者人工操作向机器人发出检测启动指令；
步骤S2，机器人抓取对应抓手执行专用检测程序；
步骤S3，抓手定位销和定位面依次按预设轨迹接近抓手检测装置的相应检测点；
步骤S4，抓手检测装置进行判断定位销或定位面是否满足通过条件，若满足，则抓手检测装置输出反馈信号给PLC系统，机器人再次接到PLC系统发送的检测指令后，继续执行下一个定位销或定位面检测轨，直至所有定位销和定位面检测通过完成，若不满足，机器人报警停机；
步骤S5，将抓手定位销和定位面的检测结果反馈给PLC系统，并在其HMI界面显示和储存至后台。
8.根据权利要求7所述的一种多车型通用的在线自动点检机器人抓手方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述判断定位销或定位面是否满足通过条件为：
抓手定位销或定位面和抓手检测装置无接触，且抓手检测装置内部接近开关感应到抓手；
检测过程中无异常碰撞。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求7-8任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7-8任一所述的方法步骤。
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