[发明专利]支持数控加工的在位自动测量的激光和机器视觉测量机

说明书

本发明涉及一种支持数控加工的在位自动测量的激光和机器视觉测量机，包括小手臂组件、大手臂组件、吸盘底座组件及防切屑罩组件，所述小手臂组件通过小手臂座与大手臂组件连接，小手臂座上装有控制小手臂摆动的减速器B和小手臂摆动电机，腕部中心轴前端安装测量探头组；大手臂组件通过驱动臂座与吸盘底座组件连接，吸盘底座组件通过螺栓与驱动臂座固定连接，其两侧焊接有防切屑罩组件。本发明利用激光测距和机器视觉测量工件尺寸为基本测量工具，测量机具备与数控机床兼容，切削罩防护，自动聚焦，与主轴自动绑定与独立可控，通过机构创新实现与数控协同工作。

技术领域

本发明涉及一种测量机装置，特别涉及一种支持数控加工的在位自动测量的激光和机器视觉测量机机构。

背景技术

常用测量方法可以分为离线测量，在位测量和在线测量三种。离线测量是指待加工完成后再在检测室进行测量，测量和加工过程是分开的，若测量不合格，则需要重新装夹进行修复，容易产生夹装误差；在位测量是指加工完成之后无需卸下工件在机床工作台上直接测量；在线测量是指在加工过程中实时的进行测量，随时掌握加工误差以及变化趋势，能及时进行控制，是一种动态测量过程。理论上来说，在线测量是最好的测量方案选择，但由于现有技术及环境的限制，在线测量进行具体实施的难度较大，本发明主要针对在位测量的方法。研究数控机床上的在位自动测量，减少零件的搬运移动，提高加工效率，避免二次装夹，提高测量精度。运用机械手的自动测量，使制造与测量精密相连，让测量融入到了制造设备之中。机械手上装配了激光和机械视觉测量探头，从而组成了在位自动测量系统，让测量的结果能及时反馈给加工过程，使得零件制造过程成为一个具有反馈的闭环系统，对于制造所追求的效率与精度都有重要的意义。

发明内容

本发明是要提供一种支持数控加工的在位自动测量的激光和机器视觉测量机，该测量机能在不丢失机床原点和原有精度的前提下测量，提高测量精度，机械手的自动化完成加工过程中的在位测量，实现测量与制造的无缝链接，并利用激光测距和机器视觉测量工件尺寸为基本测量工具，测量机具备与数控机床兼容，切削罩防护，自动聚焦，与主轴自动绑定与独立可控，实现与数控协同工作。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种支持数控加工的在位自动测量的激光和机器视觉测量机，包括小手臂组件、大手臂组件、吸盘底座组件及防切屑罩组件，其特征在于：所述小手臂组件通过小手臂座与大手臂组件连接，所述的小手臂组件包括测量探头组、腕部中心轴、电机齿轮箱、减速器A、旋转臂电机，所述小手臂座上装有控制小手臂摆动的减速器B和小手臂摆动电机，腕部中心轴后端通过电机齿轮箱和减速器A连接旋转臂电机，由旋转臂电机通过减速器A和电机齿轮箱调节控制腕部中心轴旋转，腕部中心轴前端安装测量探头组；所述大手臂组件通过驱动臂座与吸盘底座组件连接，所述的大手臂组件包括大手臂支架、控制大手臂摆动的两个减速器C、大手臂摆动电机、安装法兰，所述大手臂摆动电机通过螺栓和安装法兰安装在减速器C上，减速器C的旋转轴通过键与轴承套连接；轴承套采用过盈配合与大手臂支架连接，驱动臂座通过螺栓与减速器C外圈固定连接；所述吸盘底座组件通过螺栓与驱动臂座固定连接，其两侧焊接有防切屑罩组件，所述的吸盘底座组件包括大底座、四个磁力吸盘、吸盘可调螺钉，大底座底面通过吸盘可调螺钉安装四个磁力吸盘。

所述防切屑罩组件包括防护罩、插销柱、焊接套筒以及控制插销柱旋转的电机，所述防护罩通过焊接套筒连接插销柱，使防护罩可绕插销柱张开或闭合，插销柱连接电机，由电机通过插销柱控制防护罩张开或闭合，从而实现对测量机的隔离或撤除。

所述测量探头组包括测量座、机器视觉探头、激光探头，机器视觉探头安装在测量座底面的中央，可随腕部中心轴旋转，实现机器视觉探头的调焦；激光探头安装在测量座-底面的边缘位置，可随腕部中心轴旋转，对激光在工件上的方位进行调整。

所述小手臂座与大手臂支架之间通过关节轴芯和轴承连接，关节轴芯通过减速器B与小手臂摆动电机连接，小手臂摆动电机通过螺栓安装在减速器B上，小手臂座用螺栓与减速器B外圈固定连接。