[发明专利]一种非接触式柔性在线尺寸测量系统

说明书

技术领域:

本发明涉及物理领域，尤其涉及测量技术，特别涉及在汽车零部件生产过程中对零部件产品进行尺寸监控的自动测量技术，具体的是一种非接触式柔性在线尺寸测量系统。

背景技术：

在汽车零部件的生产过程中需要按照客户提供的形位公差要求(GD&T)对汽车零部件进行检测。现有技术中的检测方法是先制作一个测量检具，将被测零件放上去定位好之后，利用检具上事先精密加工并精确标定好的模拟块或卡板等参照物对零件关注的部件或特征点进行测量。但是这种专用的测量检具只针对某个特定零部件的专用检测，不能用于其它零件的测量，并且检具上的模拟块或卡板需要精密加工、精密装配、精密标定，所以当要求检测零件数量较多时，整体检具的制作成本会非常高。而且由于专用测量检具都由人工操作，对大型零件或测点要求较多的零件，测量人员的工作量非常大，测量工具简单且精度较低，测量后期数据需人工录入电脑进行分析，而人工录入会有误操作，影响分析结果。由于以上问题造成整个零件的尺寸测量、监控的过程效率非常低，尺寸监控过程中测量采样数量很少，数据分析结果很难体现短期内的零件生产过程能力，对现场的报警存在延时，不能实时地反映产线问题，会造成不良品流出。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触式柔性在线尺寸测量系统，所述的这种非接触式柔性在线尺寸测量系统要解决现有技术中采用检具人工测量汽车零部件的方法效率低、采样数少、检测结果延时的技术问题。

本发明的这种非接触式柔性在线尺寸测量系统，包括组合式测量传感器和工业机器人，所述的工业机器人包括有一个机械臂，其中，所述的组合式测量传感器固定连接在所述的工业机器人的机械臂上，组合式测量传感器包括一个一维激光位移传感器和一个工业摄像机，所述的一维激光位移传感器和工业摄像机固定连接，一维激光位移传感器包括有信号线，工业摄像机包括有信号输出线，一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的信号输出线均连接到一个计算机，工业机器人与一个机器人控制器连接，所述的机器人控制器通过信号和数据线与所述的计算机连接，计算机中设置有机器视觉处理模块，利用一维激光位移传感器测量被测零件上的实体部位轮廓度，利用工业摄像机采集被测零件上的孔、或者边缘、或者镂空部位的图像，再利用所述的机器视觉处理模块计算得到被测零件上的孔、或者边缘、或者镂空部位的空间位置，将测量得到的被测零件的实体部位轮廓度和被测零件上的孔、或者边缘、或者镂空部位的空间位置与零件的数模理论位置进行比较，得到其偏差值即测量结果。

进一步的，在组合式测量传感器的探测范围中设置有一个零件支架，所述的零件支架连接有一个定位机构，所述的定位机构中包括有一个驱动机构，所述的驱动机构的控制端与一个可编程逻辑控制器连接，所述的可编程逻辑控制器连接有启动开关。

进一步的，所述的计算机与一个数据库和网页查询服务器连接，所述的网页查询服务器连接在一个网络中。

进一步的，根据一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的测量结果数据，构造被测零件上的测点在传感器三维坐标系中的位置数据，所述的传感器三维坐标系按右手建系原则构造。

进一步的，利用一个三坐标测量仪预先对被测零件的样件测量，将样件的三坐标测量结果作为该样件相对零件理论数模的偏差矢量，将该偏差矢量与被测零件相对标准样件的偏差矢量进行矢量运算，获得一般被测零件相对数模理论位置的偏差矢量，将一般被测零件相对数模理论位置的偏差矢量经过奇次坐标变换转换到零件坐标系里，由此获得偏差在零件坐标系的X、Y、Z三个方向上的分量及方向。 

进一步的，所述的工业机器人为6轴机器人。

进一步的，组合式测量传感器上连接有光源。

进一步的，工业摄像机的信号输出线是用于视频信号输出的千兆以太网线。