專利名稱：一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測系統(tǒng)及方法，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，工件姿態(tài)檢測設(shè)備成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝以及操作困難，工件姿態(tài)不正確的情況下會導(dǎo)致工件廢品率高，精度不合格，嚴(yán)重情況下很可能發(fā)生嚴(yán)重的事故，給使用設(shè)備以及人員造成嚴(yán)重的損失
發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，含有以下步驟；通過夾持機(jī)構(gòu)夾持加工工件，將工件送入檢測位置，然后通過工件與檢測裝置上檢測元件的距離差值，利用三點(diǎn)確定一個平面的原理進(jìn)行判定工件姿態(tài)是否正確。將工件送入檢測位置后，夾持工件向檢測元件方向移動或者檢測元件向工件方向移動，當(dāng)工件進(jìn)入檢測范圍或即將進(jìn)入檢測范圍時，至少有一個距離檢測元件得到信號，將這個位置作為起點(diǎn)，并繼續(xù)同一個方向運(yùn)動，移動的距離是人為設(shè)定的被測平面垂直或偏置允差值，通過2個或以上數(shù)量測量元件采集信號，如果3個測量元件得到信號采集從起點(diǎn)到此位置的距離值，即為被測平面垂直或偏置允差值合格，工件不傾斜；如果移動了設(shè)定距離后少于3個(不含3個)檢測元件得到信號，即為被測平面垂直或偏置允差值超標(biāo)，工件偏置，控制系統(tǒng)報(bào)警。當(dāng)上述3個檢測元件得到信號后，可測量位置的移動機(jī)構(gòu)對工件的位置進(jìn)行檢測，如果工件位置在人為設(shè)定的位置允許值范圍之內(nèi)，則工件位置正確，可進(jìn)行下一個工序，如果工件位置超過人為設(shè)定的位置允許值范圍，則工件位置錯誤，控制系統(tǒng)報(bào)警。一個檢測循環(huán)完成。一種自動檢測系統(tǒng)，包括工件夾持機(jī)構(gòu)、可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測裝置、檢測兀件和控制系統(tǒng)，檢測裝置連接檢測元件，可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測裝置和工件夾持機(jī)構(gòu)固定在機(jī)床基體上，控制系統(tǒng)的電信號通過線路連接可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測元件；或控制系統(tǒng)的電信號通過線路連接工件夾持機(jī)構(gòu)；工件夾持機(jī)構(gòu)可進(jìn)行沿工件與檢測元件相對方向上的進(jìn)給運(yùn)動；檢測裝置連接若干檢測元件和固定安裝機(jī)構(gòu)，在一個平面上安3個或3個以上數(shù)量的檢測元件進(jìn)行檢測，最后將檢測的結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)效果制造成本低廉，方便安裝，操作簡單，同時還能提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)制造的廢品率，應(yīng)用范圍廣泛，可擴(kuò)大到多個行業(yè)。例如，金屬切削機(jī)床零件加工過程姿態(tài)自動檢測、自動物流機(jī)構(gòu)工件姿態(tài)自動檢測等等。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中圖I為本發(fā)明工件正常裝卡示意圖。圖2為本發(fā)明工件非正常裝卡示意圖。
圖3為本發(fā)明卡盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明方法流程示意圖。圖5為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)連接示意圖。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I :夾持機(jī)構(gòu)I ;工件2 ;檢測元件以及固定裝置3。如圖I所示，該狀態(tài)為工件不發(fā)生偏置的狀態(tài)。夾持機(jī)構(gòu)I ;工件2 ;檢測元件以及固定裝置3。圖中箭頭表示進(jìn)給移動方向。如圖2所示，該狀態(tài)為工件不發(fā)生偏置的狀態(tài)。夾持機(jī)構(gòu)I ;工件2 ;為檢測元件以及固定裝置3。圖中箭頭表示進(jìn)給移動方向。如圖3所示，該狀態(tài)工件位置是否在人為設(shè)定的位置允許值范圍檢測，即坐標(biāo)位置檢測。為夾持機(jī)構(gòu)I;工件2;檢測元件以及固定裝置3。圖中箭頭表示進(jìn)給移動方向。一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，含有以下步驟；圖中H為偏置允差值和h為偏置超差值。通過夾持機(jī)構(gòu)I夾持加工工件2，將工件2送入檢測位置，然后通過工件2與檢測裝置上檢測元件的距離差值，利用三點(diǎn)確定一個平面的原理進(jìn)行判定工件姿態(tài)是否正確。將工件2送入檢測位置后，夾持工件2向檢測元件方向移動或者檢測元件向工件方向移動，當(dāng)工件2進(jìn)入檢測范圍或即將進(jìn)入檢測范圍時，至少有一個距離檢測元件得到信號，將這個位置作為起點(diǎn)，并繼續(xù)同一個方向運(yùn)動，移動的距離是人為設(shè)定的被測平面垂直或偏置允差值H，通過2個或以上數(shù)量測量元件采集信號，如果3個測量元件得到信號采集從起點(diǎn)到此位置的距離值，即為被測平面垂直或偏置允差值合格，工件不傾斜；如果移動了設(shè)定距離后少于3個(不含3個)檢測元件得到信號，即為被測平面垂直或偏置允差值超標(biāo)h，工件2偏置，控制裝置報(bào)警。當(dāng)上述3個檢測元件得到信號后，可測量位置的移動機(jī)構(gòu)對工件2的位置進(jìn)行檢測，如果工件2位置在人為設(shè)定的位置允許值范圍之內(nèi)，則工件2位置正確，可進(jìn)行下一個工序，如果工件2位置超過人為設(shè)定的位置允許值范圍，則工件2位置錯誤，控制裝置報(bào)警。一個檢測循環(huán)完成。一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測系統(tǒng)；其結(jié)構(gòu)為如圖5所示,夾持機(jī)構(gòu)I通過移動機(jī)構(gòu)5 (如絲杠傳動進(jìn)給機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)等，但不僅限于此)與固定機(jī)構(gòu)4 (可以為機(jī)床床身、固定支架等，但不僅限于此)連接；工件2被夾持機(jī)構(gòu)I夾持進(jìn)行直線方向的運(yùn)動；檢測元件以及固定裝置3通過電纜與控制系統(tǒng)連接，圖中H為偏置允差值和h為偏置超差值；與此相反，檢測元件以及固定裝置3可以通過移動機(jī)構(gòu)5 (如絲杠傳動進(jìn)給機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)等，但不僅限于此)與固定機(jī)構(gòu)4(可以為機(jī)床床身、固定支架等，但不僅限于此)連接進(jìn)行直線運(yùn)動，工件2被夾持機(jī)構(gòu)I夾持可以固定并保持靜止。該系統(tǒng)由夾持機(jī)構(gòu)I、可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測裝置、檢測元件和控制系統(tǒng)組成。工件夾持機(jī)構(gòu)可進(jìn)行沿工件與檢測元件相對方向上的進(jìn)給運(yùn)動；檢測裝置由若干檢測元件和固定安裝機(jī)構(gòu)組成，在一個平面上安3個或以上數(shù)量檢測元件進(jìn)行檢測，最后將檢
測的結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)，完成整個檢測過程；與上述相反，工件靜止，檢測裝置可進(jìn)行沿工件與檢測元件相對方向上的進(jìn)給運(yùn)動也可完成該項(xiàng)檢測。夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為能夠使工件保持位置的機(jī)械、電氣等機(jī)構(gòu)，比如卡盤、機(jī)械手等，但不僅限于此。移動機(jī)構(gòu)為能夠進(jìn)行直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，比如絲杠傳動進(jìn)給機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)等，但不僅限于此。檢測裝置為安裝有檢測元件的機(jī)構(gòu)，自制支架或者外購件等，但不僅限于此；檢測元件為可進(jìn)行距離測量的感應(yīng)開關(guān)、光柵尺等，但不僅限于此。控制系統(tǒng)為類似FUNUC數(shù)控系統(tǒng)、西門子數(shù)控系統(tǒng)、PLC等可控編程數(shù)字系統(tǒng)，但不僅限于此。實(shí)施例2 :如圖4所示，一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，含有以下步驟；步驟I、通過夾持機(jī)構(gòu)夾持加工工件，步驟2、將工件送入檢測位置，步驟3、夾持工件向檢測元件方向移動或者檢測元件向工件方向移動，步驟4、當(dāng)工件進(jìn)入檢測范圍或即將進(jìn)入檢測范圍時，至少有一個距離檢測元件得到信號，將這個位置作為起點(diǎn)，并繼續(xù)同一個方向運(yùn)動，移動的距離是人為設(shè)定的被測平面垂直或偏置允差值，或更換工件時，需要設(shè)置移動的距離值；步驟5、偏置判斷；通過2個或以上數(shù)量測量元件采集信號，如果3個測量元件得到信號采集從起點(diǎn)到此位置的距離值，即為被測平面垂直或偏置允差值合格，工件不傾斜；轉(zhuǎn)向步驟6 ;如果移動了設(shè)定距離后少于3個(不含3個)檢測元件得到信號，即為被測平面垂直或偏置允差值超標(biāo)，工件偏置，控制系統(tǒng)報(bào)警，轉(zhuǎn)向步驟7 ;步驟6、當(dāng)上述3個檢測元件得到信號后，可測量位置的移動機(jī)構(gòu)對工件的位置進(jìn)行檢測，如果工件位置在人為設(shè)定的位置允許值范圍之內(nèi)，則工件位置正確，可進(jìn)行下一個工序，轉(zhuǎn)向步驟7;如果工件位置超過人為設(shè)定的位置允許值范圍，則工件位置錯誤，控制系統(tǒng)報(bào)警。步驟7、一個檢測循環(huán)完成。如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種エ件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，其特征是通過夾持機(jī)構(gòu)夾持加工エ件，將エ件送入檢測位置，然后通過エ件與檢測裝置上檢測元件的距離差值，利用三點(diǎn)確定ー個平面的原理進(jìn)行判定エ件姿態(tài)是否正確。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種エ件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，其特征是將エ件送入檢測位置后，夾持エ件向檢測元件方向移動或者檢測元件向エ件方向移動，當(dāng)エ件進(jìn)入檢測范圍或即將進(jìn)入檢測范圍時，至少有ー個距離檢測元件得到信號，將這個位置作為起點(diǎn)，并繼續(xù)同一個方向運(yùn)動，移動的距離是人為設(shè)定的被測平面垂直或偏置允差值，通過2個或以上數(shù)量測量元件采集信號，如果3個測量元件得到信號采集從起點(diǎn)到此位置的距離值，即為被測平面垂直或偏置允差值合格，エ件不傾斜；如果移動了設(shè)定距離后少于3個(不含3個)檢測元件得到信號，即為被測平面垂直或偏置允差值超標(biāo)，エ件偏置，控制系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)上述3個檢測元件得到信號后，可測量位置移動機(jī)構(gòu)對エ件的位置進(jìn)行檢測，如果エ件位置在人為設(shè)定的位置允許值范圍之內(nèi)，則エ件位置正確，可進(jìn)行下ー個エ序，如果エ件位置超過人為設(shè)定的位置允許值范圍，則エ件位置錯誤，控制系統(tǒng)報(bào)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種エ件夾持姿態(tài)正確自動檢測方法，其特征是用于 金屬切削機(jī)床零件加工過程姿態(tài)自動檢測、自動物流機(jī)構(gòu)エ件姿態(tài)自動檢測。
4.ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是包括エ件夾持機(jī)構(gòu)、可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測裝置、檢測元件和控制系統(tǒng)， 檢測裝置連接檢測元件，可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測裝置和エ件夾持機(jī)構(gòu)固定在機(jī)床基體上，控制系統(tǒng)的電信號通過線路連接可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測元件；或控制系統(tǒng)的電信號通過線路連接エ件夾持機(jī)構(gòu)； エ件夾持機(jī)構(gòu)可進(jìn)行沿エ件與檢測元件相對方向上的進(jìn)給運(yùn)動；檢測裝置連接若干檢測元件和固定安裝機(jī)構(gòu)，在ー個平面上安3個或3個以上數(shù)量的檢測元件進(jìn)行檢測，最后將檢測的結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為卡盤或機(jī)械手。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是移動機(jī)構(gòu)為絲杠傳動進(jìn)給機(jī)構(gòu)或齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是檢測裝置為安裝有檢測元件的機(jī)構(gòu)，自制支架或者外購件。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是檢測元件為距離測量的感應(yīng)開關(guān)或光柵尺。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種自動檢測系統(tǒng)，其特征是控制裝置為FUNUC數(shù)控系統(tǒng)、西門子數(shù)控系統(tǒng)或PLC可控編程數(shù)字系統(tǒng)。
全文摘要
一種工件夾持姿態(tài)正確自動檢測系統(tǒng)及方法，由工件夾持機(jī)構(gòu)、可測量位置的移動機(jī)構(gòu)、檢測元件和裝置以及控制系統(tǒng)組成，應(yīng)用于夾持工件姿態(tài)正確的自動檢測。通過夾持機(jī)構(gòu)夾取工件，通過移動機(jī)構(gòu)將工件送入檢測位置，然后通過工件與檢測裝置上檢測元件的距離差值，利用三點(diǎn)確定一個平面的原理進(jìn)行判定工件姿態(tài)是否正確。如果工件夾持姿態(tài)正確，則滿足設(shè)定的要求，即可進(jìn)行下一步驟的工序，否則報(bào)警。該發(fā)明有利于降低制造或生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減小在線加工工件的不合格率，降低操作人員勞動強(qiáng)度，保證加工工件的高精度加工，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，檢測速度快，結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)，安裝方便，占用空間小，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)工件姿態(tài)正確與否的自動檢測。
文檔編號G01B21/22GK102735197SQ20121021073
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者云昀, 唐立, 曲鐵巖, 魏而巍 申請人:北京北一機(jī)床股份有限公司