CN219320062U - 一种自动化在线三坐标检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及缓速器壳盖智能化生产技术领域，尤其涉及一种自动化在线三坐标检测系统，包括机器人、壳体进料道、盖线对接料道、合格壳体下料道、三坐标恒温箱、不合格壳体下料道、在线三坐标检测装置、AGV小车和多个检测工装，在线三坐标检测装置设置于壳体线内；检测工装与在线三坐标检测装置可拆卸连接，检测工装上设有用于装夹不同零件的夹具体，夹具体上设有自锁机构。本实用新型可以将在线三坐标安置在壳体线内，壳体线上的壳体零件可以直接装夹检测，盖体线上的盖体零件通过AGV小车进行搬运，在同一台在线三坐标检测装置上进行多品种零件自动检测的功能，具有经济节约、过程可靠、检测快捷、通用性强的特点。

Description

一种自动化在线三坐标检测系统

技术领域

本实用新型涉及缓速器壳盖智能化生产技术领域，具体为一种自动化在线三坐标检测系统。

背景技术

某智能制动缓速器壳盖智能化产线建设中，为了保证加工零件检测的时效性及尺寸完整性，在产线上规划使用在线三坐标完成零件形位公差、高精尺寸的检测，及时反馈检测结果，对加工过程进行监控。

由于缓速器壳盖智能化产线规化为多条产线，每条产线分别兼容3种零件加工，原工艺规划在每条产线配置一台3工位在线三坐标，分别进行3种零件的检测，方案最简单，但成本较高，同时需要解决以下问题：(1)待检测零件跨线转运问题；(2)在线三坐标检测工位不足问题；(3)质量信息追溯问题；(4)自动检测问题；(5)待检零件自动装夹问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在零件检测成本较高的问题，本实用新型提供一种自动化在线三坐标检测系统，用以实现自动化产线三坐标检测低成本、高柔性、自动化检测功能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，包括机器人、壳体进料道、盖线对接料道、合格壳体下料道、三坐标恒温箱、不合格壳体下料道、在线三坐标检测装置、AGV小车和多个检测工装，所述在线三坐标检测装置设置于壳体线内，所述三坐标恒温箱的入口与壳体进料道连接，所述三坐标恒温箱的出口与在线三坐标检测装置的入口连接；所述合格壳体下料道与壳体进料道连接，所述不合格壳体下料道与在线三坐标检测装置连接；所述转运机器人设置于在线三坐标检测装置的一侧，所述检测工装与在线三坐标检测装置可拆卸连接，所述检测工装上设有用于装夹不同零件的夹具体，所述夹具体上设有自锁机构；

所述AGV小车将盖体零件转运至盖线对接料道，所述AGV小车由WCS管理系统控制管理；所述盖线对接料道与在线三坐标检测装置连接。

优选的，所述零件以侧立竖直姿态定位于检测工装的夹具体上。

优选的，所述夹具体包括底板和设置于底板上的第一固定柱、第二固定柱、第三固定柱和第四固定柱，所述第一固定柱和第二固定柱相对设置，所述第三固定柱和第四固定柱相对设置，所述第一固定柱、第二固定柱、第三固定柱和第四固定柱共同形成固定卡槽，零件的底部与第一固定柱、第二固定柱卡接，零件的两侧分别与第三固定柱和第四固定柱卡接，所述第一固定柱、第二固定柱、第三固定柱和第四固定柱上均设有自锁机构。

优选的，所述自锁机构为压入式球头柱塞机构。

优选的，所述底板上设有快换环，所述转运机器人上设有母盘，所述快换环与母盘连接。

优选的，所述快换环与母盘通过压缩空气进行锁紧。

优选的，所述底板上设有多个定位孔，所述在线三坐标检测装置的工位上设有定位销，所述定位销与定位孔配合。

优选的，所述检测工装上设有二维码信息，所述二维码信息由WCS管理系统管理。

优选的，所述在线三坐标检测装置的入口处设有待料台，所述三坐标恒温箱的出口和盖线对接料道均与待料台连接，所述检测工装放置于待料台上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种自动化在线三坐标检测系统将在线三坐标检测装置安置在壳体线内，壳体线上的壳体零件可以直接装夹检测，盖体线上的盖体零件通过AGV小车进行搬运，同时以AGV为载体，通过WCS系统实现二维码的传递，进行结果绑定，在同一台在线三坐标检测装置上进行多品种零件自动检测的功能，具有经济节约、过程可靠、检测快捷、通用性强的特点。

进一步的，由于装夹机器人臂展的原因，不能无限制增加，同时也会增加成本，将检测工装设计为机器人手爪，通过快换环和母盘形成的零点快换子母盘，实现抓取不同零件检测工装，对工位上的检测工装进行置换，实现不同零件检测全覆盖。

进一步的，当机器人装入零件时，柱塞球受压，弹簧被压缩，零件装夹到位后，柱塞球在弹簧弹力的作用下复原，卡主零件的外轮廓，从而夹紧待检测零件。

附图说明

图1为本实用新型一种自动化在线三坐标检测系统的布置图；

图2为本实用新型中在线三坐标检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型中压入式式球头柱塞机构的剖视图；

图4为本实用新型中定位孔的剖视图；

图5为本实用新型一种自动化在线三坐标检测系统的工作过程流程图。

图中，1、机器人；2、进料道；3、盖线对接料道；4、合格壳体下料道；5、三坐标恒温箱；6、待料台；7、在线三坐标检测装置；8、机器人手爪库；9、不合格壳体下料道；10、自锁机构；11、定位孔；12、快换环；13、柱塞球；14、弹簧；15、第一固定柱；16、第二固定柱；17、第三固定柱；18、第四固定柱；19、底板。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型公开了一种自动化在线三坐标检测系统，参照图1，包括机器人1、壳体进料道2、盖线对接料道3、合格壳体下料道4、三坐标恒温箱5、不合格壳体下料道9、待料台6、在线三坐标检测装置7、AGV小车和多个检测工装，在线三坐标检测装置7设置于壳体线内，三坐标恒温箱5的入口与壳体进料道2连接，三坐标恒温箱5的出口与在线三坐标检测装置7的入口连接；合格壳体下料道4与壳体进料道2连接，不合格壳体下料道9与在线三坐标检测装置7连接；转运机器人1设置于在线三坐标检测装置7的一侧，检测工装与在线三坐标检测装置7可拆卸连接，检测工装上设有用于装夹不同零件的夹具体，夹具体上设有自锁机构10。待料台6位于在线三坐标检测装置7的入口处，三坐标恒温箱5的出口和盖线对接料道3均与待料台6连接，检测工装放置于待料台6上。

AGV小车将盖体零件转运至盖线对接料道3，AGV小车由WCS管理系统控制管理；盖线对接料道3与在线三坐标检测装置7连接。

参照图2，检测工装上设有用于装夹不同零件的夹具体，零件以侧立竖直姿态定位于检测工装的夹具体上。夹具体包括底板19和设置于底板19上的第一固定柱15、第二固定柱16、第三固定柱17和第四固定柱18，第一固定柱15和第二固定柱16相对设置，第三固定柱17和第四固定柱18相对设置，第一固定柱15、第二固定柱16、第三固定柱17和第四固定柱18共同形成固定卡槽，零件的底部与第一固定柱15、第二固定柱16卡接，零件的两侧分别与第三固定柱17和第四固定柱18卡接，第一固定柱15、第二固定柱16、第三固定柱17和第四固定柱18上均设有自锁机构10。

为了保证检测过程稳定性和精度，针对每种零件结构设计对应的检测工装，具备零点快换和自锁定功能，解决零件自动装夹问题。参照图3，自锁机构10为压入式球头柱塞机构，包括柱塞球13和弹簧14，柱塞球13通过弹簧14设置于夹具体上。当机器人1装入零件时，柱塞球13受压，弹簧14被压缩，零件装夹到位后，柱塞球13在弹簧14弹力的作用下复原，卡主零件的外轮廓，从而夹紧待检测零件。

底板19上设有快换环12，转运机器人1上设有母盘，快换环12与母盘通过压缩空气进行锁紧。参照图4，底板19上设有多个定位孔11，在线三坐标检测装置7的工位上设有定位销，定位销与定位孔11配合。需要更换工装时，母盘与快换环12快速链接，依靠压缩空气锁紧，实现工装的快换，同时在每套检测工装上设计标准的定位孔11与每个工位上固定的定位销配合，实现检测工装的精确定位。

检测工装上设有二维码信息，二维码信息通过WCS管理系统进行管理和传递。通过扫描检测工装上二维码自动调取检测程序，实现自动检测。二维码的传递问题通过WCS仓储管理系统本身和两条线PLC控制系统之间交互来解决，WCS仓储管理系统作为两条产线之间的纽带和桥梁、信息传递的载体，可进行二维码信息的传递。三坐标检测结果经产线主控传递给MES系统，通过二维码信息就可以查询零件检测结果，实现质量信息追溯。

检测时，由于每种零件检测程序不同，需要自动调取相应的检测程序。但由于每种零件打码位置不一样，通过直接扫码去调用检测程序的方案难度较大。选取通过产线PLC系统向三坐标检测系统传递二维码的方式很好的解决了此问题，同时为了防止出错，每套工装本体的固定位置也打印有二维码信息(代表零件身份信息)，检测前自动扫描该二维码，两者做比对起到防错作用。此外对于检测程序，使用主程序嵌套子程序的方式，大大降低编程的难度，程序响应速度更快。

参照图5，本实用新型一种自动化在线三坐标检测系统上盖体零件的检查过程如下：

(1)盖体零件在产线二(盖体产线)上扫码，达到抽检频次或为人工指定抽检件时，盖线机器人将当前盖体件装夹至检测工装上，形成盖体检测组合；

(2)盖线机器人在机器人手爪库更换手爪，从工装台架上抓取盖体检测组合抓取至产线二的对接料道上；

(3)产线二的PLC控制系统向WCS仓储管理系统发信号，传递二维码信息的同时，呼叫AGV小车；

(4)AGV小车到达接料点，搬运待检测的盖体检测组合至在线三坐标检测装置7所在产线一(壳体产线)的盖体对接料道3的入口处；

(5)AGV到达目的接料口站，发运到站信息，WCS系统将二维码信息传递给产线一的PLC控制系统；

(6)产线一的PLC系统向在线三坐标检测装置7发送上料待检请求和二维码信息；

(7)在线三坐标检测装置7向产线一的PLC系统反馈工位待料台有无料信号，无料时，机器人1更换手爪直接从盖体对接料道3上抓取盖体检测组合至工位待料台上；有料时，机器人1更换手爪将工位待料台上的壳体检测组合(装配有壳体零件的检测工装)抓至待料台6上，再从盖体对接料道3上抓取盖体检测组合至工位待料台6上；

(8)待检测的盖体零件随盖体检测组合进入到在线三坐标检测装置7的内部，扫码枪开始扫描工装的二维码，比对无误后等待检测；

(9)在线三坐标检测装置7根据二维码信息调取对应的检测程序，开始检测；

(10)检测完成后，将检测结果通过产线一的PLC传递给MES系统；

(11)盖体检测组合原路返回至产线二；

(12)机器人抓取盖体检测组合返回至工装台架上，然后盖体机器人开始拆件；

(13)再次扫码，从MES系统获取检测结果，合格件正常下线，不合格件放入NG料道，至此盖体检测过程结束。

本实用新型一种自动化在线三坐标检测系统上壳体零件的检查过程如下：

(1)机器人1装配手爪，将壳体零件从壳体进料道2转至三坐标恒温箱5中；

(2)壳体零件经三坐标恒温箱5的冷风恒温后，向产线一的PLC系统向在线三坐标检测装置7发送上料待检请求和二维码信息；

(3)机器人1抓取壳体零件至工位待料台上，并将壳体零件与检测工装进行装夹，形成壳体检测组合；之后传递二维码信息给在线三坐标检测装置7；

(4)待检测的壳体检测组合进入到在线三坐标检测装置7的内部，扫码枪开始扫描工装的二维码，比对无误后等待检测；

(6)在线三坐标检测装置7根据二维码信息调取对应的检测程序，开始检测；

(5)检测完成后，将检测结果通过产线一的PLC传递给MES系统；

(6)当检测结果为合格时，机器人1将壳体零件与检测工装在待料台6上进行拆解，检测工装留在待料台6上，并抓取壳体零件从合格壳体下料道4下线；不合格时，壳体零件从不合格壳体下料道9下线。

当进行壳体零件的检测时，壳体零件从壳体进料道2进入三坐标恒温箱5，经冷风恒温后进入在线三坐标检测装置7进行检测。当壳体零件的检测结果为合格时，壳体零件原路返回至合格壳体下料道4进行下料；当壳体零件的检测结果为不合格时，壳体零件从不合格壳体下料道9下线。

当进行盖体零件的检测时，盖体零件由AGV小车转运至盖线对接料道3，之后经机器人1手爪抓取进入在线三坐标检测装置7进行检测或者待料台6等待检测。盖体零件检测是否合格，均通过原路返回原产线。

以上所述的仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，包括机器人(1)、壳体进料道(2)、盖线对接料道(3)、合格壳体下料道(4)、三坐标恒温箱(5)、不合格壳体下料道(9)、在线三坐标检测装置(7)、AGV小车和多个检测工装，所述在线三坐标检测装置(7)设置于壳体线内，所述三坐标恒温箱(5)的入口与壳体进料道(2)连接，所述三坐标恒温箱(5)的出口与在线三坐标检测装置(7)的入口连接；所述合格壳体下料道(4)与壳体进料道(2)连接，所述不合格壳体下料道(9)与在线三坐标检测装置(7)连接；所述机器人(1)设置于在线三坐标检测装置(7)的一侧，所述检测工装与在线三坐标检测装置(7)可拆卸连接，所述检测工装上设有用于装夹不同零件的夹具体，所述夹具体上设有自锁机构(10)；

所述AGV小车将盖体零件转运至盖线对接料道(3)，所述AGV小车由WCS管理系统控制管理；所述盖线对接料道(3)与在线三坐标检测装置(7)连接。

2.根据权利要求1所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述零件以侧立竖直姿态定位于检测工装的夹具体上。

3.根据权利要求2所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述夹具体包括底板(19)和设置于底板(19)上的第一固定柱(15)、第二固定柱(16)、第三固定柱(17)和第四固定柱(18)，所述第一固定柱(15)和第二固定柱(16)相对设置，所述第三固定柱(17)和第四固定柱(18)相对设置，所述第一固定柱(15)、第二固定柱(16)、第三固定柱(17)和第四固定柱(18)共同形成固定卡槽，零件的底部与第一固定柱(15)、第二固定柱(16)卡接，零件的两侧分别与第三固定柱(17)和第四固定柱(18)卡接，所述第一固定柱(15)、第二固定柱(16)、第三固定柱(17)和第四固定柱(18)上均设有自锁机构(10)。

4.根据权利要求1或者3所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述自锁机构(10)为压入式球头柱塞机构。

5.根据权利要求3所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述底板(19)上设有快换环(12)，所述机器人(1)上设有母盘，所述快换环(12)与母盘连接。

6.根据权利要求5所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述快换环(12)与母盘通过压缩空气进行锁紧。

7.根据权利要求3所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述底板(19)上设有多个定位孔(11)，所述在线三坐标检测装置(7)的工位上设有定位销，所述定位销与定位孔(11)配合。

8.根据权利要求1所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述检测工装上设有二维码信息，所述二维码信息由WCS管理系统管理。

9.根据权利要求1所述的自动化在线三坐标检测系统，其特征在于，所述在线三坐标检测装置(7)的入口处设有待料台(6)，所述三坐标恒温箱(5)的出口和盖线对接料道(3)均与待料台(6)连接，所述检测工装放置于待料台(6)上。

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