一种自动化单元自适应检测装置的制作方法

本发明涉及自动化单元检测技术领域，具体涉及一种自动化单元自适应检测装置。

背景技术：

随着微电子技术、信息技术、计算机技术、材料技术迅速发展，工业机器人的应用日益成熟，机加工行业开始大批量采用工业机器人替代人工进行生产。加工过程中，会产生大量的碎屑掉落在夹具上，虽然采用吹气等方式对夹具进行清理，但也并不能保证每次都将夹具完全吹扫干净。一旦有碎屑遗留在夹具上放置工件的位置，下次机器人在给机床上料时，无法将工件准确无误的放置到位，此时如果冒然进行加工，加工出来的产品肯定是废品，严重的还将损坏刀具和机床。

为了确保工件被准确无误的放置到位，机器人在将工件放下后要进行检测，以判断工件是否被放置到位。如果工件被放置到位，则机床开始加工，如果工件没有被放置到位，则机器人将工件取走，都夹具和工件进行清理后，再将工件放到机床上，然后再进行检测，判断工件是否被准确无误的放置到位。如果连续3次无法将工件放置到位，则将工件作为废料处理。

检测工件是否被放置到位，是在夹具夹紧后，采用高精度接触式位移传感器测量工件顶面3个点到夹具上表面的距离来判断的。由于机加工对精度要求非常高(0.05mm)，因此对检测的要求就更高(0.01mm)，检测是采用采用高精度接触式位移传感器来测量的，其检测精度为0.01mm，但是机器人的重复定位精度为±.08mm，此检测装置安装在机器人第轴上，必须消除机器人重复定位的误差，否则无法满足检测精度的要求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开了一种自动化单元自适应检测装置，用于消除工业机器人重复定位精度的误差，使测量机构的底部基准面和夹具表面紧密贴合，以便进行精密检测，判断工件是否被准确无误的放置到位。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种自动化单元自适应检测装置，安装基板、自适应机构、测量机构、锁紧螺钉和导向拉杆，所述安装基板与机器人相连，所述测量机构安装在所述自适应机构上，所述自适应机构与所述安装基板相连，所述自适应机构包括可浮动安装板、缓冲机构、调心球轴承、轴承固定轴和连接轴，所述可浮动安装板通过所述导向拉杆与所述安装基板相连，所述轴承固定轴穿过所述可浮动安装板的中心孔通过锁紧螺钉固定在安装基板上，所述缓冲机构安装在可浮动安装板上，所述链接轴上部与所述可浮动安装板相连、其下部与所述测量机构相连。

优选的，所述自适应机构可绕安装基板旋转，所述测量机构底部基准面和夹具台面紧密贴合。

优选的，所述缓冲机构的顶部与所述安装基板接触。

优选的，所述测量机构包括浮动套筒和高精度接触式位移传感器，所述高精度接触式位移传感器固定在所述浮动套筒上。

优选的，所述测量机构安装在所述自适应机构的链接轴上。

本发明的有益效果为：

本发明的安装基板用于和机器人相连，自适应机构与安装基板相连，并且能够相对于安装基板旋转很小的角度，使测量机构底部基准面和夹具台面紧密贴合，从而进行高精度检测。测量机构通过测量工件顶面3个点到夹具台面的距离，判断工件顶面与夹具台面是否平行，平行则进行加工，不平行则将工件取下，吹扫夹具台面，重新放置，本发明能够消除工业机器人重复定位精度的误差，使测量机构的底部基准面和夹具表面紧密贴合，以便进行精密检测，判断工件是否被准确无误的放置到位，具有很强的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1:是本发明的结构示意图；

图2:是本发明的结构爆炸示意图；

图3:本发明的自适应机构的示意图；

图4:是本发明的测量机构的示意图；

图中的标号分别代表：

1、安装基板；2、可浮动安装板；3、调心球轴承；4、连接轴；5、浮动套筒；6、工件；7、锁紧螺钉；8、导向拉杆；9、轴承固定轴；10、缓冲机构；11、高精度接触式位移传感器；12、夹具。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3和图4所述的一种自动化单元自适应检测装置，安装基板、自适应机构、测量机构、锁紧螺钉和导向拉杆，所述安装基板与机器人相连，所述测量机构安装在所述自适应机构上，所述自适应机构与所述安装基板相连，所述自适应机构包括可浮动安装板、缓冲机构、调心球轴承、轴承固定轴和连接轴，所述可浮动安装板通过所述导向拉杆与所述安装基板相连，所述轴承固定轴穿过所述可浮动安装板的中心孔通过锁紧螺钉固定在安装基板上，所述缓冲机构安装在可浮动安装板上，所述链接轴上部与所述可浮动安装板相连、其下部与所述测量机构相连。

具体的，自适应机构可绕安装基板旋转，所述测量机构底部基准面和夹具台面紧密贴合，缓冲机构的顶部与所述安装基板接触，测量机构包括浮动套筒和高精度接触式位移传感器，所述高精度接触式位移传感器固定在所述浮动套筒上，测量机构安装在所述自适应机构的链接轴上。

本发明安装基板用于和机器人相连，自适应机构与安装基板相连，并且能够相对于安装基板旋转很小的角度，使测量机构底部基准面和夹具台面紧密贴合，从而进行高精度检测，测量机构安装在自适应机构上，检测精度为0.01mm，通过测量工件顶面3个点到夹具台面的距离，判断工件顶面与夹具台面是否平行。

本发明工作原理通过以下技术方案来实现：此测量机构作为工业机器人手部工具的一部分，通过安装基板安装在机器人的第六轴上。机器人在做其他动作时，缓冲机构的顶部顶出，将可浮动安装板顶到下限位。周向的三根导向拉杆和安装基板上的圆锥孔紧密接触，将可浮动安装板完全定位好。

当机器人将工件放到指定位置后，机器人将此检测装置运动到工件正上方，使底部基准面与夹具上表面基本平行，由于机器人重复定位精度无法满足检测的精度要求，测量机构的底部基准面相对于夹具上表面可能存在微小的角度。

开始检测时，机器人下下运动，使底部基准面上的一个点与夹具上表面接触，然后机器人继续向下运动，由于底部基准面被夹具抵住，无法继续向下，导致中间的缓冲机构被压缩，当机器人向下的力大于缓冲机构向上顶的力时，缓冲机构被压缩，当安装基板运动到指定位置时，其上的圆锥孔和导向拉杆脱离，导致可浮动安装板的可绕其中心轴旋转，在重力和机器人下压力的作用下，可浮动安装板旋转微小角度，使测量机构的底部基准面和夹具上表面完全贴合，保证高精度检测能顺利进行。

此时高精度接触式位移传感器已经和工件上表面接触，并将检测结果发送给控制系统，控制系统根据检测结果的差值，判断工件上表面是否与夹具表面平行，并由此判断工件是否被准确无误的放置到位。

可浮动安装板通过导向拉杆与安装基板相连，轴承固定轴传过可浮动安装板的中心孔通过锁紧螺钉固定在安装基板上，可相对调心球轴承旋转。缓冲机构安装在可浮动安装板上，顶部与安装基板接触，平时顶部顶出，将可浮动安装板顶到下限位置。链接轴上部与可浮动安装板相连，并起到固定调心球轴承的作用，下部与测量机构相连。

测量机构安装在自适应机构的链接轴上，可被自适应机构带动，相对安装基板旋转很小的角度。高精度接触式位移传感器固定在浮动套筒上，检测精度为10微米。

本发明的安装基板用于和机器人相连，自适应机构与安装基板相连，并且能够相对于安装基板旋转很小的角度，使测量机构底部基准面和夹具台面紧密贴合，从而进行高精度检测。测量机构通过测量工件顶面3个点到夹具台面的距离，判断工件顶面与夹具台面是否平行，平行则进行加工，不平行则将工件取下，吹扫夹具台面，重新放置，本发明能够消除工业机器人重复定位精度的误差，使测量机构的底部基准面和夹具表面紧密贴合，以便进行精密检测，判断工件是否被准确无误的放置到位，具有很强的实用性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。