本發(fā)明設(shè)計一種實時在線測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

在智能制造的浪潮下，智能化工廠已是一種趨勢，未來智能化工廠的系統(tǒng)將具有自主能力。關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的各種測量數(shù)據(jù)，以及用于實時反映制造過程狀態(tài)的大量信息，其中既有與工序相關(guān)的、又有即時反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等的信息，就顯得至關(guān)重要。這就使得智慧測量成為智能化工廠中重要的一環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)中對工件進(jìn)行測量的測量方案都是將工件從機(jī)床上取下，運(yùn)送至測量室或測量區(qū)域，進(jìn)行離線測量。該過程需要有許多人工干預(yù)，增大了人為誤差，也增加了人工成本。并且采用此種測量方法一般只適應(yīng)于成品測量，不能將加工過程中的工件進(jìn)行測量，實時監(jiān)控加工工件質(zhì)量，如果成品件測量時發(fā)現(xiàn)問題，可能會導(dǎo)致工件無法修復(fù)，這樣會增加廢品率，增加生產(chǎn)成本，降低加工效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種實時在線測量裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中對工件測量時因不能實時在線監(jiān)測加工工件質(zhì)量而導(dǎo)致的測量誤差大、廢品率高，成本高、加工效率低的問題。

為達(dá)到解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用所提出的實時在線測量裝置采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種實時在線測量裝置，包括控制器、AGV導(dǎo)航小車、一套夾具、測量機(jī)和可更換夾具及抓取工件的上下料機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)、上下料機(jī)構(gòu)均設(shè)置在所述AGV導(dǎo)航小車上，所述控制器與所述AGV導(dǎo)航小車、上下料機(jī)構(gòu)和測量機(jī)通訊連接。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還包括如下附加技術(shù)特征：

進(jìn)一步的，所述AGV導(dǎo)航小車上還設(shè)置有用于放置所述夾具的夾具支架，所述夾具支架設(shè)置有多層，每層設(shè)置有多個用于容置夾具的夾具放置腔。

進(jìn)一步的，所述AGV導(dǎo)航小車的導(dǎo)航方式為磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、光學(xué)導(dǎo)航慣性導(dǎo)航、坐標(biāo)導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航或圖片識別導(dǎo)航。

進(jìn)一步的，所述控制器和加工工件機(jī)床間為通訊連接。

本發(fā)明還提出一種采用實時在線測量裝置的測量方法，包含如下步驟：

(1)、控制器接收機(jī)床工件加工狀態(tài)信號：機(jī)床對工件加工工序加工完成后，向控制器發(fā)送工件加工完畢信號，同時將加工工件類型、加工工序和規(guī)格尺寸傳遞給控制器；

(2)、控制器發(fā)出控制信號控制AGV和上下料機(jī)構(gòu)、測量機(jī)動作：控制器發(fā)出控制信號，控制與其連接的AGV動作，移動到待測量工件的機(jī)床側(cè)，同時發(fā)控制信號給上下料機(jī)構(gòu)更換夾具且將工件抓取到測量機(jī)上，測量機(jī)動作對工件進(jìn)行測量。

(3)、根據(jù)工件測量結(jié)果確定工件狀態(tài)：測量機(jī)將測量結(jié)果傳遞到控制器，控制器根據(jù)測量機(jī)傳遞的數(shù)據(jù)判斷工件是否合格；若工件合格，則結(jié)束測量，若不合格則判斷工件是否可修復(fù)，若工件不可修復(fù)，丟棄至廢品區(qū)，若工件可修復(fù)，AGV導(dǎo)航小車移動到機(jī)床房，自動上下料機(jī)構(gòu)將工件放到機(jī)床上對工件進(jìn)行再加工，加工完畢后，重復(fù)步驟(1)到(3)。

進(jìn)一步的，當(dāng)步驟(3)中判定工件為可修復(fù)時，則通過測量機(jī)傳遞補(bǔ)償數(shù)據(jù)給控制器，控制器將數(shù)據(jù)傳送給機(jī)床，機(jī)床和測量機(jī)之間通過控制器實現(xiàn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)的通訊連接。

進(jìn)一步的，所述步驟（2）的測量方法中，所述上下料機(jī)構(gòu)可接收控制器發(fā)出的工件型號，對應(yīng)更換匹配夾具。

進(jìn)一步的，所述測量機(jī)的測量方式為三坐標(biāo)測量、粗糙度測量、硬度測量、專用位移傳感器測量、影像測量、激光測量、白光測量、電渦流測量、超聲測量或工業(yè)CT掃描。

本發(fā)明存在以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

本發(fā)明提出一種實時在線測量裝置，通過控制器發(fā)出控制信號，使AGV導(dǎo)航小車沿規(guī)定的路徑行駛到加工完畢后的機(jī)床上，通過上下料機(jī)構(gòu)抓取工件自動進(jìn)行測量，無需人工手動參與，有效的減少了測量的誤差，提提高了自動化水平和測量精度；同時一臺實時在線測量裝置可以對應(yīng)的對多臺機(jī)床上的工件進(jìn)行測量，節(jié)省了成本；采用此種方式的測量可以對每道工序后的工件均進(jìn)行測量，傳遞數(shù)據(jù)給控制器，實時分析工件的加工誤差，實時監(jiān)測加工工件的加工質(zhì)量，有效的降低了廢品率，提高了生產(chǎn)質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實時在線測量裝置的一個實施例的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實時在線測量裝置的測量方法的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，本發(fā)明提出一種實時在線測量裝置的實施例，包括控制器、AGV導(dǎo)航小車1、一套夾具2、測量機(jī)3和可更換夾具2及抓取工件4的上下料機(jī)構(gòu)5，所述測量機(jī)3、上下料機(jī)構(gòu)5均設(shè)置在所述AGV導(dǎo)航小車1上，所述控制器與所述AGV導(dǎo)航小車1、上下料機(jī)構(gòu)5和測量機(jī)3通訊連接。

本實施例中提出一種實時在線測量裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括有對整個測量裝置整體進(jìn)行控制監(jiān)測的控制器，控制器可接受AGV導(dǎo)航小車1的信號，給AGV導(dǎo)航小車1進(jìn)行路徑規(guī)劃，使AGV導(dǎo)航小車1可沿設(shè)定的路徑行駛，運(yùn)行到需要到達(dá)的位置。本實施例中在AGV導(dǎo)航小車1上設(shè)置測量機(jī)3、上下料機(jī)構(gòu)5和夾具2，夾具2設(shè)置有多個，用于匹配夾緊不同規(guī)格型號的工件4。

工件4加工完成后機(jī)床6可發(fā)出信號給控制器，控制器接收到信號后傳遞信號給AGV導(dǎo)航小車1，通過控制器的作用實現(xiàn)加工工件4的機(jī)床6與AGV導(dǎo)航小車1之間的實時通訊，使AGV導(dǎo)航小車1可以實時接收到每臺機(jī)床6的工作狀態(tài)，由于AGV導(dǎo)航小車1可以沿預(yù)設(shè)的路徑進(jìn)行行駛，在接收到機(jī)床6的信號后可以沿著指定路徑承載著設(shè)置在其上方的測量機(jī)3、上下料機(jī)構(gòu)5同步運(yùn)行到需要測量的工件4位置處的機(jī)床6旁。通過控制器接收到的工件類型發(fā)出控制信號給上下料機(jī)構(gòu)5，上下料機(jī)構(gòu)5動作選擇匹配的夾具2，將夾具2放置在測量機(jī)3上，然后將加工好的工件4從機(jī)床6上取出，放置在測量機(jī)3上，通過夾具2對工件4進(jìn)行自動夾緊，工件4夾緊后，測量機(jī)3通過接收到控制器發(fā)出的工件的類型，自動調(diào)用測量程序，對工件4進(jìn)行測量。測量完成后，測量機(jī)3將數(shù)據(jù)傳遞到控制器，相關(guān)人員可通過控制器得到測量結(jié)果和工件4的測量結(jié)果分析。

本實施例中的上下料機(jī)構(gòu)5可以為電機(jī)驅(qū)動的可上下運(yùn)動抓取工件4的機(jī)構(gòu)，也可以為氣動或液動驅(qū)動的上下料結(jié)構(gòu)，只要可以實現(xiàn)本實施例中抓取工件4的目的即可，當(dāng)然，也可參考現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)設(shè)置的上下料得結(jié)構(gòu)方式，在此不做一一贅述。

本實施例中的實時在線測量裝置存在有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、節(jié)約成本：對工件4進(jìn)行測量時一臺測量機(jī)3能夠相應(yīng)的對多臺機(jī)床6上的工件4進(jìn)行測量，并且能夠根據(jù)不同的檢測需求，快速更換相應(yīng)夾具2對工件4夾緊，無需每測量一個工件匹配一臺測量設(shè)備，節(jié)省了成本；

2、整個測量過程無人工干預(yù)：通過AGV導(dǎo)航小車1的自動路徑規(guī)劃，控制器控制上下料機(jī)構(gòu)5、測量機(jī)3動作，進(jìn)行工件4的抓取和工件4的自動測量，整個測量過程全部自動完成，避免人工參與，有效的避免了人工誤差，提高了自動化水平和生產(chǎn)效率；

3、整個工件4加工過程實時監(jiān)控：在工件4每個工序加工完成后均可通過實時在線測量裝置對工件4進(jìn)行測量，在每道工序加工完成后可實時對加工工件4進(jìn)行糾偏，有效的減少了廢品率，降低了生產(chǎn)成本，提高了加工工件的質(zhì)量；

4、工件4加工結(jié)果可實時觀測：測量數(shù)據(jù)可自動上傳到控制器，通過控制器完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，相關(guān)人員可實時查看測量數(shù)據(jù)及工件4的加工趨勢。

此外，通過本實施例中的上下料機(jī)構(gòu)5還可以自動對工件4進(jìn)行自動抓取，放置在機(jī)床6上，通過機(jī)床6夾緊工件4，自動對工件4進(jìn)行加工。加工工件4時無需人工裝夾，減少了人為誤差，提高了生產(chǎn)效率。

進(jìn)一步的，所述AGV導(dǎo)航小車1上還設(shè)置有用于放置所述夾具2的夾具支架7，所述夾具支架7設(shè)置有多層，每層設(shè)置有多個用于容置夾具2的夾具放置腔71。通過設(shè)置多層的夾具支架7可放置多個夾具2，用于匹配不同結(jié)構(gòu)的工件4，可對各種類型的工件4進(jìn)行夾緊裝配，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

進(jìn)一步的，所述AGV導(dǎo)航小車1的導(dǎo)航方式為磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、光學(xué)導(dǎo)航慣性導(dǎo)航、坐標(biāo)導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航或圖片識別導(dǎo)航。當(dāng)然，也可參考現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)航方式，在此不做具體形式的限制。

進(jìn)一步的，所述控制器和加工工件的機(jī)床6間為通訊連接?？刂破骺蓪崟r接收機(jī)床6信號，接收到工件4的狀態(tài)。

本實施例中還提出一種采用實時在線測量裝置的測量方法，包含如下步驟：

(1)、控制器接收機(jī)床的工件4加工狀態(tài)信號：機(jī)床6對工件4加工工序加工完成后，向控制器發(fā)送工件4加工完畢信號，同時將工件4類型、加工工序和規(guī)格尺寸傳遞給控制器；

(2)、控制器發(fā)出控制信號控制AGV導(dǎo)航小車1和上下料機(jī)構(gòu)5、測量機(jī)3動作：控制器發(fā)出控制信號，控制與其連接的AGV導(dǎo)航小車1動作，移動到待測量工件4的機(jī)床側(cè)，同時發(fā)控制信號給上下料機(jī)構(gòu)5更換夾具2且將工件4抓取到測量機(jī)3上，測量機(jī)3動作對工件4進(jìn)行測量。

(3)、根據(jù)工件4測量結(jié)果確定工件4狀態(tài)：測量機(jī)3將測量結(jié)果傳遞到控制器，控制器根據(jù)測量機(jī)3傳遞的數(shù)據(jù)判斷工件4是否合格；若工件4合格，則結(jié)束測量，即工件4根據(jù)實際加工需求進(jìn)行下一步動作，若需要繼續(xù)對工件4進(jìn)行加工，則執(zhí)行下一步加工動作，若無需對工件4進(jìn)行加工則可將工件4抓取到合格區(qū)即可；

若不合格則判斷工件4是否可修復(fù)，若工件4不可修復(fù)，丟棄至廢品區(qū)，若工件4可修復(fù)，AGV導(dǎo)航小車1移動到機(jī)床6房，自動上下料機(jī)構(gòu)5將工件4放到機(jī)床6上對工件4進(jìn)行再加工，加工完畢后，重復(fù)步驟(1)到(3)。

進(jìn)一步的，當(dāng)步驟(3)中判定工件4為可修復(fù)時，則通過測量3 傳遞補(bǔ)償數(shù)據(jù)給控制器，控制器將數(shù)據(jù)傳送給機(jī)床6，機(jī)床6和測量機(jī)3之間通過控制器實現(xiàn)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)的通訊傳遞。

進(jìn)一步的，所述步驟（2）的測量方法中，所述上下料機(jī)構(gòu)5可接收控制器發(fā)出的工件4型號，對應(yīng)更換匹配夾具2。

優(yōu)選的，所述測量機(jī)3的測量方式為三坐標(biāo)測量、粗糙度測量、硬度測量、專用位移傳感器測量、影像測量、激光測量、白光測量、電渦流測量、超聲測量或工業(yè)CT掃描。當(dāng)然，也可參考現(xiàn)有技術(shù)的測量方式進(jìn)行測量，在此不做具體形式的限制。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。