[实用新型]非接触式柔性在线尺寸测量装置

说明书

技术领域:

本实用新型涉及物理领域，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装置。

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位或特征点进行测量。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。

实用新型内容：

本实用新型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装置，所述的这种非接触式柔性在线尺寸测量装置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。

本实用新型的这种非接触式柔性在线尺寸测量装置，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末端关节上，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工业计算机，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工业计算机连接。

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，所述的工业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，工业摄像机中包括有镜头，光源环绕镜头设置，工业摄像机和一维激光位移传感器均连接到一个支架上，针对被测零件上的孔特征，孔特征应位于镜头的视野中，一维激光位移传感器发出的激光点应落在被测零件的面测点上。

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。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型将激光位移传感器、工业摄像机和光源固定在工业机器人末端，机器人事先通过示教编程将工件的测量位置保存到机器人运行轨迹程序中。在工件放置到测量支架并夹紧固定好之后，操作人员按下测量启动按钮，可编程逻辑控制器在检测到所有测量条件满足后发给机器人测量允许的信号，机器人带动激光位移传感器、工业摄像机和光源按事先编好的程序运行至工件上的各个测量点进行测量。机器人每运行至一个测点时，会给测量传感系统发送测量允许指令，测量传感系统的控制系统进行测量，并将测量结果实时发送到测量数据保存、查询数据库中，之后测量传感系统的控制系统再通知机器人可以运行到下一个测点，整个系统多次执行以上循环，完成一个工件所有测点的测量工作。提高了测量汽车零部件的效率，采样数多，检测结果精确并可实时获得。

附图说明：

图1是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置中的组合式传感器的结构示意图。

图3是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的测量系统运行流程图。

图4是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的测量系统控制软件与工业机器人的通信流程图。

图5是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的传感器三维坐标系的构建示意图。

图6是本实用新型的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中利用一维激光位移传感器测量面轮廓度的矢量算法的示意图。