专利名称：一种工件夹持姿态正确自动检测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种工件夹持姿态正确自动检测系统及方法，属于机械技术领域。
背景技术：
目前，工件姿态检测设备成本高，结构复杂，安装以及操作困难，工件姿态不正确的情况下会导致工件废品率高，精度不合格，严重情况下很可能发生严重的事故，给使用设备以及人员造成严重的损失
发明内容
为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种工件夹持姿态正确自动检测系统及方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种工件夹持姿态正确自动检测方法，含有以下步骤；通过夹持机构夹持加工工件，将工件送入检测位置，然后通过工件与检测装置上检测元件的距离差值，利用三点确定一个平面的原理进行判定工件姿态是否正确。将工件送入检测位置后，夹持工件向检测元件方向移动或者检测元件向工件方向移动，当工件进入检测范围或即将进入检测范围时，至少有一个距离检测元件得到信号，将这个位置作为起点，并继续同一个方向运动，移动的距离是人为设定的被测平面垂直或偏置允差值，通过2个或以上数量测量元件采集信号，如果3个测量元件得到信号采集从起点到此位置的距离值，即为被测平面垂直或偏置允差值合格，工件不倾斜；如果移动了设定距离后少于3个(不含3个)检测元件得到信号，即为被测平面垂直或偏置允差值超标，工件偏置，控制系统报警。当上述3个检测元件得到信号后，可测量位置的移动机构对工件的位置进行检测，如果工件位置在人为设定的位置允许值范围之内，则工件位置正确，可进行下一个工序，如果工件位置超过人为设定的位置允许值范围，则工件位置错误，控制系统报警。一个检测循环完成。一种自动检测系统，包括工件夹持机构、可测量位置的移动机构、检测装置、检测兀件和控制系统，检测装置连接检测元件，可测量位置的移动机构、检测装置和工件夹持机构固定在机床基体上，控制系统的电信号通过线路连接可测量位置的移动机构、检测元件；或控制系统的电信号通过线路连接工件夹持机构；工件夹持机构可进行沿工件与检测元件相对方向上的进给运动；检测装置连接若干检测元件和固定安装机构，在一个平面上安3个或3个以上数量的检测元件进行检测，最后将检测的结果反馈给控制系统。本发明的技术效果制造成本低廉，方便安装，操作简单，同时还能提高生产效率，降低生产制造的废品率，应用范围广泛，可扩大到多个行业。例如，金属切削机床零件加工过程姿态自动检测、自动物流机构工件姿态自动检测等等。
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中图I为本发明工件正常装卡示意图。图2为本发明工件非正常装卡示意图。
图3为本发明卡盘结构示意图。图4为本发明方法流程示意图。图5为本发明整体结构连接示意图。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施例方式显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。实施例I :夹持机构I ;工件2 ;检测元件以及固定装置3。如图I所示，该状态为工件不发生偏置的状态。夹持机构I ;工件2 ;检测元件以及固定装置3。图中箭头表示进给移动方向。如图2所示，该状态为工件不发生偏置的状态。夹持机构I ;工件2 ;为检测元件以及固定装置3。图中箭头表示进给移动方向。如图3所示，该状态工件位置是否在人为设定的位置允许值范围检测，即坐标位置检测。为夹持机构I;工件2;检测元件以及固定装置3。图中箭头表示进给移动方向。一种工件夹持姿态正确自动检测方法，含有以下步骤；图中H为偏置允差值和h为偏置超差值。通过夹持机构I夹持加工工件2，将工件2送入检测位置，然后通过工件2与检测装置上检测元件的距离差值，利用三点确定一个平面的原理进行判定工件姿态是否正确。将工件2送入检测位置后，夹持工件2向检测元件方向移动或者检测元件向工件方向移动，当工件2进入检测范围或即将进入检测范围时，至少有一个距离检测元件得到信号，将这个位置作为起点，并继续同一个方向运动，移动的距离是人为设定的被测平面垂直或偏置允差值H，通过2个或以上数量测量元件采集信号，如果3个测量元件得到信号采集从起点到此位置的距离值，即为被测平面垂直或偏置允差值合格，工件不倾斜；如果移动了设定距离后少于3个(不含3个)检测元件得到信号，即为被测平面垂直或偏置允差值超标h，工件2偏置，控制装置报警。当上述3个检测元件得到信号后，可测量位置的移动机构对工件2的位置进行检测，如果工件2位置在人为设定的位置允许值范围之内，则工件2位置正确，可进行下一个工序，如果工件2位置超过人为设定的位置允许值范围，则工件2位置错误，控制装置报警。一个检测循环完成。一种工件夹持姿态正确自动检测系统；其结构为如图5所示,夹持机构I通过移动机构5 (如丝杠传动进给机构、齿轮齿条传动机构等，但不仅限于此)与固定机构4 (可以为机床床身、固定支架等，但不仅限于此)连接；工件2被夹持机构I夹持进行直线方向的运动；检测元件以及固定装置3通过电缆与控制系统连接，图中H为偏置允差值和h为偏置超差值；与此相反，检测元件以及固定装置3可以通过移动机构5 (如丝杠传动进给机构、齿轮齿条传动机构等，但不仅限于此)与固定机构4(可以为机床床身、固定支架等，但不仅限于此)连接进行直线运动，工件2被夹持机构I夹持可以固定并保持静止。该系统由夹持机构I、可测量位置的移动机构、检测装置、检测元件和控制系统组成。工件夹持机构可进行沿工件与检测元件相对方向上的进给运动；检测装置由若干检测元件和固定安装机构组成，在一个平面上安3个或以上数量检测元件进行检测，最后将检
测的结果反馈给控制系统，完成整个检测过程；与上述相反，工件静止，检测装置可进行沿工件与检测元件相对方向上的进给运动也可完成该项检测。夹持机构的结构为能够使工件保持位置的机械、电气等机构，比如卡盘、机械手等，但不仅限于此。移动机构为能够进行直线运动的机构，比如丝杠传动进给机构、齿轮齿条传动机构等，但不仅限于此。检测装置为安装有检测元件的机构，自制支架或者外购件等，但不仅限于此；检测元件为可进行距离测量的感应开关、光栅尺等，但不仅限于此。控制系统为类似FUNUC数控系统、西门子数控系统、PLC等可控编程数字系统，但不仅限于此。实施例2 :如图4所示，一种工件夹持姿态正确自动检测方法，含有以下步骤；步骤I、通过夹持机构夹持加工工件，步骤2、将工件送入检测位置，步骤3、夹持工件向检测元件方向移动或者检测元件向工件方向移动，步骤4、当工件进入检测范围或即将进入检测范围时，至少有一个距离检测元件得到信号，将这个位置作为起点，并继续同一个方向运动，移动的距离是人为设定的被测平面垂直或偏置允差值，或更换工件时，需要设置移动的距离值；步骤5、偏置判断；通过2个或以上数量测量元件采集信号，如果3个测量元件得到信号采集从起点到此位置的距离值，即为被测平面垂直或偏置允差值合格，工件不倾斜；转向步骤6 ;如果移动了设定距离后少于3个(不含3个)检测元件得到信号，即为被测平面垂直或偏置允差值超标，工件偏置，控制系统报警，转向步骤7 ;步骤6、当上述3个检测元件得到信号后，可测量位置的移动机构对工件的位置进行检测，如果工件位置在人为设定的位置允许值范围之内，则工件位置正确，可进行下一个工序，转向步骤7;如果工件位置超过人为设定的位置允许值范围，则工件位置错误，控制系统报警。步骤7、一个检测循环完成。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种エ件夹持姿态正确自动检测方法，其特征是通过夹持机构夹持加工エ件，将エ件送入检测位置，然后通过エ件与检测装置上检测元件的距离差值，利用三点确定ー个平面的原理进行判定エ件姿态是否正确。
2.根据权利要求I所述的ー种エ件夹持姿态正确自动检测方法，其特征是将エ件送入检测位置后，夹持エ件向检测元件方向移动或者检测元件向エ件方向移动，当エ件进入检测范围或即将进入检测范围时，至少有ー个距离检测元件得到信号，将这个位置作为起点，并继续同一个方向运动，移动的距离是人为设定的被测平面垂直或偏置允差值，通过2个或以上数量測量元件采集信号，如果3个测量元件得到信号采集从起点到此位置的距离值，即为被测平面垂直或偏置允差值合格，エ件不倾斜；如果移动了设定距离后少于3个(不含3个)检测元件得到信号，即为被测平面垂直或偏置允差值超标，エ件偏置，控制系统报警；当上述3个检测元件得到信号后，可測量位置移动机构对エ件的位置进行检测，如果エ件位置在人为设定的位置允许值范围之内，则エ件位置正确，可进行下ー个エ序，如果エ件位置超过人为设定的位置允许值范围，则エ件位置错误，控制系统报警。
3.根据权利要求I或2所述的ー种エ件夹持姿态正确自动检测方法，其特征是用于 金属切削机床零件加工过程姿态自动检测、自动物流机构エ件姿态自动检测。
4.ー种自动检测系统，其特征是包括エ件夹持机构、可測量位置的移动机构、检测装置、检测元件和控制系统， 检测装置连接检测元件，可測量位置的移动机构、检测装置和エ件夹持机构固定在机床基体上，控制系统的电信号通过线路连接可測量位置的移动机构、检测元件；或控制系统的电信号通过线路连接エ件夹持机构； エ件夹持机构可进行沿エ件与检测元件相对方向上的进给运动；检测装置连接若干检测元件和固定安装机构，在ー个平面上安3个或3个以上数量的检测元件进行检測，最后将检测的结果反馈给控制系统。
5.根据权利要求4所述的ー种自动检测系统，其特征是夹持机构的结构为卡盘或机械手。
6.根据权利要求4所述的ー种自动检测系统，其特征是移动机构为丝杠传动进给机构或齿轮齿条传动机构。
7.根据权利要求4所述的ー种自动检测系统，其特征是检测装置为安装有检测元件的机构，自制支架或者外购件。
8.根据权利要求4所述的ー种自动检测系统，其特征是检测元件为距离测量的感应开关或光栅尺。
9.根据权利要求4所述的ー种自动检测系统，其特征是控制装置为FUNUC数控系统、西门子数控系统或PLC可控编程数字系统。
全文摘要
一种工件夹持姿态正确自动检测系统及方法，由工件夹持机构、可测量位置的移动机构、检测元件和装置以及控制系统组成，应用于夹持工件姿态正确的自动检测。通过夹持机构夹取工件，通过移动机构将工件送入检测位置，然后通过工件与检测装置上检测元件的距离差值，利用三点确定一个平面的原理进行判定工件姿态是否正确。如果工件夹持姿态正确，则满足设定的要求，即可进行下一步骤的工序，否则报警。该发明有利于降低制造或生产成本，提高生产效率，减小在线加工工件的不合格率，降低操作人员劳动强度，保证加工工件的高精度加工，系统性能稳定，检测速度快，结构易于实现，安装方便，占用空间小，广泛应用于多个行业工件姿态正确与否的自动检测。
文档编号G01B21/22GK102735197SQ20121021073
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者云昀, 唐立, 曲铁岩, 魏而巍 申请人:北京北一机床股份有限公司