CN211121072U - 一种切割样板全自动尺寸测量设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种切割样板全自动尺寸测量设备，包括定位测量台及位于所述定位测量台一侧的标准六轴机器人和机器人控制柜；其中，所述定位测量台包括底座及固定于所述底座上方的方形板；所述方形板沿其中一角向下倾斜放置，所述方形板底端设有缺口；所述缺口处设有厚度测量装置；所述方形板的两个下边缘分别设有挡条；所述标准六轴机器人的端部设有钢板抓取装置和位移传感器；所述标准六轴机器人电连接至所述机器人控制柜。本申请提供的设备相比人工测量，其测量精度更高，并且操作全自动完成，无需人工参与，提高了实验室试验效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及钣金加工尺寸测量技术领域，尤其涉及一种切割样板全自动尺寸测量设备。
背景技术
在板材力学实验室中，为了满足实验需要，经常需要实验员将板坯切割成不同规格的样板，通过对切割样板的长、宽、厚度等尺寸进行测量，当样板测量尺寸满足系统数据的要求时，再执行后续的加工。
然而，现有技术中完成尺寸测量的步骤均由人工完成，不仅测量效率较低，其测量精度也无法满足，时常出现因人为因素导致的错误数据。这无法满足现今板材力学实验室的自动化要求，还增加了无谓的人力资源消耗。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种切割样板全自动尺寸测量设备，以解决现有技术中自动化程度低，人员劳动强度大且测量精度低等问题。
本申请提供了一种切割样板全自动尺寸测量设备，包括定位测量台及位于所述定位测量台一侧的标准六轴机器人和机器人控制柜；其中，
所述定位测量台包括底座及固定于所述底座上方的方形板；所述方形板沿其中一角向下倾斜放置，所述方形板底端设有缺口；所述缺口处设有厚度测量装置；
所述方形板的两个下边缘分别设有挡条；
所述标准六轴机器人的端部设有钢板抓取装置和位移传感器；
所述标准六轴机器人电连接至所述机器人控制柜。
可选的，所述钢板抓取装置包括连接法兰，固定架和抓手；所述连接法兰的一端与所述固定架固联，另一端与所述标准六轴机器人的输出端连接；所述固定架的底端均布有若干个所述抓手；所述位移传感器固定于所述固定架上。
可选的，所述抓手为真空吸盘或电磁铁。
可选的，所述方形板的上表面设有导向条；所述导向条为平行于方形板侧边的方向、高度略高于板面的条状凸起。
可选的，所述方形板所在平面与水平面间的夹角为20°～30°。
可选的，所述方形板的上表面涂覆有保护层。
可选的，所述挡条的外侧设有减震机构。
可选的，所述机器人控制柜内设有控制器，用于执行对标准六轴机器人的控制；所述控制器分别电连接至厚度测量装置、钢板抓取装置和位移传感器；所述控制器包括移动控制单元，动作控制单元及分析处理单元；
所述移动控制单元，用于控制标准六轴机器人的端部移动至指定位置；
所述动作控制单元，用于完成对钢板的抓取及放置动作；
所述分析处理单元，用于根据其他设备反馈的信号得出测量结果。
可选的，所述机器人控制柜外设有显示屏，用于显示所述分析处理单元得到的测量结果。
可选的，所述厚度测量装置采用高速CCD测量仪。
本申请提供了一种切割样板全自动尺寸测量设备，包括定位测量台及位于所述定位测量台一侧的标准六轴机器人和机器人控制柜；其中，所述定位测量台包括底座及固定于所述底座上方的方形板；所述方形板沿其中一角向下倾斜放置，所述方形板底端设有缺口；所述缺口处设有厚度测量装置；所述方形板的两个下边缘分别设有挡条；所述标准六轴机器人的端部设有钢板抓取装置和位移传感器；所述标准六轴机器人电连接至所述机器人控制柜。本申请提供的设备相比人工测量，其测量精度更高，并且操作全自动完成，无需人工参与，提高了实验室试验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种切割样板全自动尺寸测量设备的结构示意图；
图2为本申请一种切割样板全自动尺寸测量设备中钢板抓取装置的局部结构图；
图3为本申请一种切割样板全自动尺寸测量设备中控制器的构成图；
其中，1-定位测试台，11-底座，12-方形板，121-缺口，122-导向条，13-厚度测量装置，14-挡条，2-标准六轴机器人，21-钢板抓取装置，211-连接法兰，212-固定架， 213-抓手，22-位移传感器，3-机器人控制柜，31-控制器，32-显示屏。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
首先需要说明的是，在本申请中提供的尺寸测量设备主要针对的待测产品为正方形或长方形的规则板材，对于侧边不规则或其它形状的板材并不适用于本申请中的设备。
参见图1，为本申请一种切割样板全自动尺寸测量设备的结构示意图；
由图1可知，本申请实施例提供了一种切割样板全自动尺寸测量设备，包括定位测量台1及位于所述定位测量台1一侧的标准六轴机器人2和机器人控制柜3；其中，所述定位测量台1用于提供板材测量时的支撑作用，并且，还起到调整板材在定位测量台 1上的方向的作用，使板材最终固定时，板材的两个侧边贴紧定位测量台的两侧底端，方便测量装置对其尺寸进行测量；在本实施例中的标准六轴机器人2在机器人控制柜3 的控制下可以实施对板材的抓取、放置，以及板材置于定位测量台底端后对板材尺寸进行测量的功能，同时，通过机器人控制柜3中设置相应的软件程序，可以实时采集由表中六轴机器人上配置的数据获取装置获取的数据，以及获取定位测量台上配置的数据获取装置获取的数据，再根据获取到的数据进行分析，最终得到测量结果用于反馈或显示等操作。
在本实施例中采用的标准六轴机器人，应当理解为市场上较为常见的机器人产品，对于其工作原理及内部结构在此不再赘述，应当认为包含在本申请中公开的技术方案中。
所述定位测量台1包括底座11及固定于所述底座11上方的方形板12；所述方形板12沿其中一角向下倾斜放置，具体的，底座11可以保证上方方形板12的稳定性，由于方形板12向一端倾斜，使得当有板材放置在方形板12较上方位置时，其会因自身重力下滑至较低端，使其最终到达方形板12最低的一角位置，并且板材的两端与方形板的边缘基本平齐。需要说明的是，方形板12所在平面与水平面间的夹角、即倾斜角直接影响了板材下落的速度以及对承接结构的冲击力，倾斜角过大，容易造成对结构件的冲击过大，影响设备使用寿命，同时也容易导致板材下落到底端时不能有效与边缘贴合；倾斜角过小会导致板材下降缓慢，影响设备测量效率，因此在本实施例中将上述夹角优选为 20°～30°，方可达到较佳的技术效果。
进一步的，由于板材放置在方形板12上的位置可能不同，其有可能距离方形板12的一条边较近，而离另一条边较远，又因方形板12的倾斜角设置不同，其在方形板12 上下滑时可能先与方形板12的其中一个下侧边接触，而此时，如果板材与侧边并不是边接触而是点接触，那么由重力的作用其自身会发生旋转，直至一条边与侧边贴合后再整体向方形板12的对侧边移动，从而保证了下降到底端的板材与方形板边缘更好的贴合。
所述方形板12底端设有缺口121；所述缺口121处设有厚度测量装置13；在本实施例中，设置的缺口的作用为：当有板材下落至方形板12的底端时，会有板材的一角从缺口121中露出，而设置在缺口处的厚度测量装置13在缺口断面间获取信号，当有板材露出会使信号无法获取，因此可以通过信号缺失量得出板材的厚度值，具有更高的测厚精度。
进一步的，在一种可行性实施例中，所述厚度测量装置13可以采用高速CCD测量仪，工作时，由测量仪在缺口的端面发射激光，当板材滑落到底端后，激光被部分遮挡，通过被遮挡区域进行数据收集，即可得到板材的厚度；而高速CCD测量仪还具有一定的补偿功能、较高精度及较高的测量速度，可以提升整体测量效率和效果。
所述方形板12的两个下边缘分别设有挡条14；挡条14用于阻挡板材，并且提供对板材方向的校正作用，可知的是，挡条14需要承接板材下落时对其的冲击力，因此就要求其本身制造材料的抗冲击性能较高，以保持其较高的稳定性，有利于提高设备使用寿命和精度；在一种较优实施例中，还可以在挡条14的外侧设置具有减震效果的减震机构，当然，具备这种减震效果必须是以不影响其定位精度为前提的，对于具体减震机构的结构在此不作限制。
所述标准六轴机器人2的端部设有钢板抓取装置21和位移传感器22；钢板抓取装置21用于对钢板实施抓取以及放置过程；当执行完钢板放置后，再通过标准六轴机器人 2端部的移动，使位移传感器22以指定轨迹经过钢板上方，将获取到的数据反馈给机器人控制柜3。
进一步的，参见图2，在一种可行性实施例中，所述钢板抓取装置21包括连接法兰211，固定架212和抓手213；所述连接法兰211的一端与所述固定架212固联，另一端与所述标准六轴机器人2的输出端连接，采用法兰连接可以增加本申请设备的适用范围，可根据不同的抓取要求相应地更换适合的结构，另外，当本申请设备不需使用时，还可将标准六轴机器人迅速用于其他应用场合；所述固定架212的底端均布有若干个所述抓手213，抓手213的类型不限于一种，可以为真空吸盘，成品较低，方便安装，也可以增设与控制端电连接的电磁铁，通过磁力吸附板材；所述位移传感器22固定于所述固定架212上，需要说明的是，在本申请中的位移传感器是指激光位移传感器，其工作原理为：随着机器人手臂的移动，其一直能向方形板表面发射激光，当激光移动到被测板边缘时，传感器会出现数值的变化，此时开始记录发生数值变化后的位移量，由于机器人手臂需要预先设置成沿板材的长或宽方向移动，因此当激光到达另一板边发生数值变化后，立即停止记录位移量，即得到了二次变化间的位移量，由于机器人重复定位精度为 0.02mm，精度较高，因此本申请通过位移传感器来得到长宽数据值较为精确。
所述标准六轴机器人2电连接至所述机器人控制柜3。
在本实施例中，是由机器人控制柜3完成对各工作过程的控制，具体的，可由内部配置的控制器31(图中未示出)的各个模块单元执行软件功能，如图3所示，所述控制器31分别电连接至厚度测量装置13、钢板抓取装置21和位移传感器22；所述控制器 31包括移动控制单元311，动作控制单元312及分析处理单元313；
所述移动控制单元311，用于控制标准六轴机器人的端部移动至指定位置；其中，移动控制具体包括两个过程，一是完成对于板材抓取及放置的移动过程控制，另一是完成对板材进行测量的移动过程控制；对于移动控制可以通过编程来实现，在此不再赘述。
所述动作控制单元312，用于完成对钢板的抓取及放置动作；
所述分析处理单元313，用于根据其他设备反馈的信号得出测量结果；所述信号不限于包括测量的厚度数据、长宽数据等，所述测量结果可以包括该板材的各项尺寸数据，还可包括对当前获得数据的判断结果，具体可以通过事先输入标准数据，再将标准数据与获得数据进行比对，得到判断结果。
进一步的，为了更方便对测量结果进行显示，使其更加直观，在一种可行性实施例中，所述机器人控制柜3外设有显示屏32，用于显示所述分析处理单元313得到的测量结果。
另外，为了保证方形板不对板材的外表造成伤害，同时也保证较高的设备使用寿命，在一种可选例中，可以在方形板12的上表面涂覆一层保护层，对于该保护层的具体材料不作限定，但应当认为，该保护层应当具有减少摩擦、稳定性较高、不易产生刮痕、坑道等优点。
进一步的，在又一种实施例中，所述方形板12的上表面设有导向条122；所述导向条122为平行于方形板12侧边的方向、高度略高于板面的条状凸起。设置的一条或多条导向条实际上对板材提供了导向作用，使其在到达方形板下端前首先在导向条的作用下调整了自身方位，这样能防止板材边角对挡条的局部冲击，增加挡条的使用寿命。
由上述技术方案可知，本申请提供的一种切割样板全自动尺寸测量设备的工作过程为：
一、采用标准六轴机器人上的钢板抓取装置抓取待检测的板材至方形板上方，使其自由下落；
二、板材自由下落，通过方形板的结构最终停留在方形板的底端，其一角从缺口中露出，由厚度测量装置测得厚度数据反馈至机器人控制柜；
三、标准六轴机器人根据预设轨迹分别沿方形板的长、宽方向移动，当到达板材边缘时，位移传感器开始记录位移数据，直至到达板材另一边缘停止；
四、位移传感器将记录的长宽数据反馈至机器人控制柜；
五、机器人控制柜中的控制器根据获取到的各项数据进行分析计算得出测量结果，并选择将测量结果反馈给测试者或显示。
由上述技术方案可知，本申请提供了一种切割样板全自动尺寸测量设备，包括定位测量台及位于所述定位测量台一侧的标准六轴机器人和机器人控制柜；其中，所述定位测量台包括底座及固定于所述底座上方的方形板；所述方形板沿其中一角向下倾斜放置，所述方形板底端设有缺口；所述缺口处设有厚度测量装置；所述方形板的两个下边缘分别设有挡条；所述标准六轴机器人的端部设有钢板抓取装置和位移传感器；所述标准六轴机器人电连接至所述机器人控制柜。本申请提供的设备相比人工测量，其测量精度更高，并且操作全自动完成，无需人工参与，提高了实验室试验效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种切割样板全自动尺寸测量设备，所述设备包括定位测量台(1)及位于所述定位测量台(1)一侧的标准六轴机器人(2)和机器人控制柜(3)；其中，
所述定位测量台(1)包括底座(11)及固定于所述底座(11)上方的方形板(12)；所述方形板(12)沿其中一角向下倾斜放置，所述方形板(12)底端设有缺口(121)；所述缺口(121)处设有厚度测量装置(13)；
所述方形板(12)的两个下边缘分别设有挡条(14)；
所述标准六轴机器人(2)的端部设有钢板抓取装置(21)和位移传感器(22)；
所述标准六轴机器人(2)电连接至所述机器人控制柜(3)。
2.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述钢板抓取装置(21)包括连接法兰(211)，固定架(212)和抓手(213)；所述连接法兰(211)的一端与所述固定架(212)固联，另一端与所述标准六轴机器人(2)的输出端连接；所述固定架(212)的底端均布有若干个所述抓手(213)；所述位移传感器(22)固定于所述固定架(212)上。
3.根据权利要求2所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述抓手(213)为真空吸盘或电磁铁。
4.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述方形板(12)的上表面设有导向条(122)；所述导向条(122)为平行于方形板(12)侧边的方向、高度略高于板面的条状凸起。
5.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述方形板(12)所在平面与水平面间的夹角为20°～30°。
6.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述方形板(12)的上表面涂覆有保护层。
7.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述挡条(14)的外侧设有减震机构。
8.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述机器人控制柜(3)内设有控制器(31)，用于执行对标准六轴机器人的控制；所述控制器(31)分别电连接至厚度测量装置(13)、钢板抓取装置(21)和位移传感器(22)；所述控制器(31)包括移动控制单元(311)，动作控制单元(312)及分析处理单元(313)；
所述移动控制单元(311)，用于控制标准六轴机器人的端部移动至指定位置；
所述动作控制单元(312)，用于完成对钢板的抓取及放置动作；
所述分析处理单元(313)，用于根据厚度测量装置(13)和位移传感器(22)反馈的信号得出测量结果。
9.根据权利要求8所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述机器人控制柜(3)外设有显示屏(32)，用于显示所述分析处理单元(313)得到的测量结果。
10.根据权利要求1所述的一种切割样板全自动尺寸测量设备，其特征在于，所述厚度测量装置(13)采用高速CCD测量仪。
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| CN113019953A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-25 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | 一种稀土金属高速全自动光谱分析分类系统及方法 |
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