[實(shí)用新型]基于六自由度輔助機(jī)器人的復(fù)雜曲面測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721041938.3
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN207263146U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜如虛;劉慶印;錢建新;何凱;常欣;楊樹田;張紅偉;陳大偉;朱宗強(qiáng);李文凱
• 申請（專利權(quán)）人: 泰安華魯鍛壓機(jī)床有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/20
• 分類號(hào): G01B21/20;B25J18/00
• 代理公司: 北京中知法苑知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11226
• 代理人: 常玉明,張?zhí)m海

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械加工測量裝置，特別是一種機(jī)加工復(fù)雜曲面測量裝置。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外對于坐標(biāo)測量儀雖有一定的研究，但仍舊存在諸多弊端。現(xiàn)有測量儀普遍未三個(gè)自由度的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)設(shè)備，無法適應(yīng)于復(fù)雜曲面的在線測量，使用范圍有著明顯的局限性。針對目前坐標(biāo)測量儀普遍存在適用范圍窄的技術(shù)難題，現(xiàn)有的測量設(shè)備普遍為三坐標(biāo)測量儀，其測量范圍具有明顯的局限性。此外，三坐標(biāo)測量儀采用了龍門式的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)備體積較大，使用過程比較繁瑣，無法實(shí)現(xiàn)對正處于漸進(jìn)成形機(jī)床狹小空間內(nèi)成形過程鋼板的在線測量。新型的光學(xué)三坐標(biāo)測量儀雖然測量精度較高，但是儀器對現(xiàn)場工作環(huán)境的要求很高，無法適用于漸進(jìn)成形機(jī)床的工作環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于六自由度輔助機(jī)器人的復(fù)雜曲面測量裝置。該測量裝置具有六個(gè)自由度，可以用于測量復(fù)雜曲面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，明顯提高了適用范圍。

本實(shí)用新型的目的是通過以下的方式實(shí)現(xiàn)的：

一種基于六自由度輔助機(jī)器人的復(fù)雜曲面測量裝置，由動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和探測系統(tǒng)三部分構(gòu)成，動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)與探測系統(tǒng)連接并由控制系統(tǒng)控制它們運(yùn)動(dòng)，其特征在于：

動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)包括橫移軸、滑軌、支撐座、擺臂一、擺臂二、擺臂三、探頭工作組角度旋轉(zhuǎn)軸和探頭姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軸；擺臂一、擺臂二、擺臂三依次鉸接然后由擺臂一與支撐座連接，支撐座與橫移軸連接，橫移軸在滾珠絲桿的作用下沿滑軌移動(dòng)，擺臂三與探頭工作組角度旋轉(zhuǎn)軸連接，探頭工作組角度旋轉(zhuǎn)軸和探頭姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軸連接，動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)控制通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型的目的還可以下述方式實(shí)現(xiàn)：控制系統(tǒng)包括監(jiān)視器和控制柜；監(jiān)視器提供控制系統(tǒng)交互的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)監(jiān)視動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；控制柜包含有柜體及安裝于柜體內(nèi)的工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用以保證對動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)和探測系統(tǒng)的精確控制。

探測系統(tǒng)由伺服電機(jī)、諧波減速器、夾具和探頭組成；探頭通過夾具固定在動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)的探頭姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軸上。

動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)利用伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)整擺臂一、擺臂二、擺臂三的角度，使探頭位于最佳的測量角度；利用探頭獲取成形鋼板復(fù)雜曲面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)奖O(jiān)視器的人機(jī)界面。在測量完成之后，動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的作用下調(diào)整擺臂一、擺臂二、擺臂三的位置和探頭的測量的角度，開始進(jìn)行下一次的測量。

控制系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)探頭角度旋轉(zhuǎn)軸的角度，并通過伺服電機(jī)和諧波減速器調(diào)節(jié)探頭姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軸的角度，將探頭調(diào)節(jié)到最佳探測位置，以獲得最佳的測量效果。

控制柜底部安裝有滑輪，在測量工作開始前利用滑輪將測量裝置移動(dòng)到指定位置并固定，開始對成形鋼板的在線測量；在非測量工作時(shí)間，將測量裝置移動(dòng)到其他位置，節(jié)省漸進(jìn)成形機(jī)床的工作空間。

本實(shí)用新型的有益效果是：在自主設(shè)計(jì)的漸進(jìn)成形機(jī)床使用過程中，利用本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)測量加工成形鋼板復(fù)雜曲面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以檢驗(yàn)漸進(jìn)成形機(jī)床的成形效果，實(shí)現(xiàn)對成形鋼板復(fù)雜三維曲面的在線測量，提高了測量的效率和精度。本實(shí)用新型除了可用于測量漸進(jìn)成形機(jī)床成形鋼板外，還可以為其他領(lǐng)域的成形檢測提供借鑒和指導(dǎo)意義。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)圖

圖2本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本實(shí)用新型探測系統(tǒng)部分示意圖

具體實(shí)施方式

附圖標(biāo)記：1、漸進(jìn)成形機(jī)床，2、液壓支撐平臺(tái)，3、成形鋼板，4、控制系統(tǒng)，5、動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，6、監(jiān)視器，7、控制柜，8、橫移軸，9、滑軌，10、支撐座，11、擺臂一，12、擺臂二，13、擺臂三，14、探頭方向旋轉(zhuǎn)軸，15、探頭姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軸，16、伺服電機(jī)，17、諧波減速器，18、夾具，19、探頭。

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種基于六自由度輔助機(jī)器人的復(fù)雜曲面測量裝置。在自主設(shè)計(jì)的漸進(jìn)成形機(jī)床使用過程中，利用本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的測量輔助機(jī)器人可以實(shí)時(shí)測量加工成形鋼板復(fù)雜曲面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以檢驗(yàn)漸進(jìn)成形機(jī)床的成形效果。

本實(shí)用新型的主要解決了如下技術(shù)難題：

第一、充分分析漸進(jìn)成形機(jī)床成形鋼板的形狀特點(diǎn)，結(jié)合漸進(jìn)成形機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式，提供了適用于檢測成形鋼板復(fù)雜曲面的解決方案。

第二、通過與現(xiàn)有漸進(jìn)成形機(jī)床的無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對成形鋼板曲面的在線測量，簡化測量的流程，從而提高工作效率。