[發明專利]支持數控加工的在位自動測量的激光和機器視覺測量機

有效

• 申請號: 201710629806.0
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107322369B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 林獻坤;陳颯;李一笑;李立
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20;B23Q17/24;B23Q11/08
• 代理公司: 31001 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種支持數控加工的在位自動測量的激光和機器視覺測量機，包括小手臂組件、大手臂組件、吸盤底座組件及防切屑罩組件，所述小手臂組件通過小手臂座與大手臂組件連接，小手臂座上裝有控制小手臂擺動的減速器B和小手臂擺動電機，腕部中心軸前端安裝測量探頭組；大手臂組件通過驅動臂座與吸盤底座組件連接，吸盤底座組件通過螺栓與驅動臂座固定連接，其兩側焊接有防切屑罩組件。本發明利用激光測距和機器視覺測量工件尺寸為基本測量工具，測量機具備與數控機床兼容，切削罩防護，自動聚焦，與主軸自動綁定與獨立可控，通過機構創新實現與數控協同工作。

技術領域

本發明涉及一種測量機裝置，特別涉及一種支持數控加工的在位自動測量的激光和機器視覺測量機機構。

背景技術

常用測量方法可以分為離線測量，在位測量和在線測量三種。離線測量是指待加工完成后再在檢測室進行測量，測量和加工過程是分開的，若測量不合格，則需要重新裝夾進行修復，容易產生夾裝誤差；在位測量是指加工完成之后無需卸下工件在機床工作臺上直接測量；在線測量是指在加工過程中實時的進行測量，隨時掌握加工誤差以及變化趨勢，能及時進行控制，是一種動態測量過程。理論上來說，在線測量是最好的測量方案選擇，但由于現有技術及環境的限制，在線測量進行具體實施的難度較大，本發明主要針對在位測量的方法。研究數控機床上的在位自動測量，減少零件的搬運移動，提高加工效率，避免二次裝夾，提高測量精度。運用機械手的自動測量，使制造與測量精密相連，讓測量融入到了制造設備之中。機械手上裝配了激光和機械視覺測量探頭，從而組成了在位自動測量系統，讓測量的結果能及時反饋給加工過程，使得零件制造過程成為一個具有反饋的閉環系統，對于制造所追求的效率與精度都有重要的意義。

發明內容

本發明是要提供一種支持數控加工的在位自動測量的激光和機器視覺測量機，該測量機能在不丟失機床原點和原有精度的前提下測量，提高測量精度，機械手的自動化完成加工過程中的在位測量，實現測量與制造的無縫鏈接，并利用激光測距和機器視覺測量工件尺寸為基本測量工具，測量機具備與數控機床兼容，切削罩防護，自動聚焦，與主軸自動綁定與獨立可控，實現與數控協同工作。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種支持數控加工的在位自動測量的激光和機器視覺測量機，包括小手臂組件、大手臂組件、吸盤底座組件及防切屑罩組件，其特征在于：所述小手臂組件通過小手臂座與大手臂組件連接，所述的小手臂組件包括測量探頭組、腕部中心軸、電機齒輪箱、減速器A、旋轉臂電機，所述小手臂座上裝有控制小手臂擺動的減速器B和小手臂擺動電機，腕部中心軸后端通過電機齒輪箱和減速器A連接旋轉臂電機，由旋轉臂電機通過減速器A和電機齒輪箱調節控制腕部中心軸旋轉，腕部中心軸前端安裝測量探頭組；所述大手臂組件通過驅動臂座與吸盤底座組件連接，所述的大手臂組件包括大手臂支架、控制大手臂擺動的兩個減速器C、大手臂擺動電機、安裝法蘭，所述大手臂擺動電機通過螺栓和安裝法蘭安裝在減速器C上，減速器C的旋轉軸通過鍵與軸承套連接；軸承套采用過盈配合與大手臂支架連接，驅動臂座通過螺栓與減速器C外圈固定連接；所述吸盤底座組件通過螺栓與驅動臂座固定連接，其兩側焊接有防切屑罩組件，所述的吸盤底座組件包括大底座、四個磁力吸盤、吸盤可調螺釘，大底座底面通過吸盤可調螺釘安裝四個磁力吸盤。

所述防切屑罩組件包括防護罩、插銷柱、焊接套筒以及控制插銷柱旋轉的電機，所述防護罩通過焊接套筒連接插銷柱，使防護罩可繞插銷柱張開或閉合，插銷柱連接電機，由電機通過插銷柱控制防護罩張開或閉合，從而實現對測量機的隔離或撤除。

所述測量探頭組包括測量座、機器視覺探頭、激光探頭，機器視覺探頭安裝在測量座底面的中央，可隨腕部中心軸旋轉，實現機器視覺探頭的調焦；激光探頭安裝在測量座-底面的邊緣位置，可隨腕部中心軸旋轉，對激光在工件上的方位進行調整。

所述小手臂座與大手臂支架之間通過關節軸芯和軸承連接，關節軸芯通過減速器B與小手臂擺動電機連接，小手臂擺動電機通過螺栓安裝在減速器B上，小手臂座用螺栓與減速器B外圈固定連接。