零件测量方法与流程

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种用于对汽车钣金件进行测量的方法。

背景技术：

在生产过程中，通常将汽车钣金件放置于定位检具进行检测。现有一种如图1、图2、图3所示的定位检具，包括有相对设置在平板101上的两个定位台102，两个定位台102的外侧分别设有一个下凹平面102-1，下凹平面102-1与定位台102的上端面构成台阶，两个下凹平面102-1上分别固定安装有主定位销103和副定位销104，平板101上装有分别位于两个定位台102一侧的检测销105；将零件106通过其上的两个定位孔分别套在主定位销103和副定位销104上实现定位，两个检测销105能够同时插入零件106的两个检测孔，则该零件106合格。该定位检具是根据零件特性进行配套开发的，其通用性差，一套定位检具只能对应一种零件进行定位检测，上述零件测量方法适合于对批量生产的零件进行快速检测。但是在进行产品开发时，如果每种零件都要制造一套定位检具，产品开发的周期长，开发成本高。在产品开发初期，零件结构存在不确定性，而零件结构改进后，针对该零件配套开发的定位检具往往也不再适用，就会造成浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种零件测量方法，它可以解决目前采用定位检具来对零件进行定位测量，测量一种零件就要用与其相配套的一套定位检具，产品开发的周期长，开发成本高的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种零件测量方法，采用一种柔性定位测量系统对零件进行测量，该柔性定位测量系统包括设有工作平台的安装架，所述工作平台上设有三个柔性定位模组，所述柔性定位模组具有x轴直线滑台、y轴直线滑台和z轴直线滑台，所述x轴直线滑台、所述y轴直线滑台和所述z轴直线滑台由各自的伺服电机驱动，所述伺服电机由控制器控制；在三个所述柔性定位模组的上方设有通过多根竖杆连接所述工作平台的固定框架，多根所述竖杆上装有通过升降电机驱动在所述竖杆上滑动的光源组件；在所述安装架上装有由控制器控制的机器人，所述机器人手上装有位于所述固定框架上方的支架，所述支架底板上装有ccd相机和两个用于测量所述ccd相机镜头至零件表面距离的第一测距传感器，所述第一测距传感器的信号输出端通过所述控制器与所述ccd相机的拍照信号输入端相连接；在所述光源组件上装有测量所述光源组件至所述工作平台距离的第二测距传感器，所述第二测距传感器的信号输出端通过所述控制器与所述升降电机相连接；

测量步骤如下：

a、在控制器内预设各种零件的定位位置数据、光源组件至工作平台距离数据以及拍照焦距数据；

b、零件定位：通过控制器使三个柔性定位模组移动至相应零件的定位位置，将该零件放置在三个柔性定位模组上；

c、调拍照亮度：第二测距传感器将获取的实时距离信号输出给控制器，控制器将获得的该距离信号与其内预设的光源组件至工作平台距离数据比较处理后，输出信号驱动升降电机带动光源组件在竖杆上滑动至相应的高度；

d、调相机镜头与零件平行：首先两个第一测距传感器将获取的实时距离值分别输出给控制器储存，然后控制器输出驱动信号给机器人带动支架转动一个角度，两个第一测距传感器中的一个再将获取的实时距离值输出给控制器，控制器将上述三个实时距离值中的一个作为基准值，令其它两个实时距离值与该基准值比较处理后，分别输出信号驱动机器人动作直到其它两个实时距离值与基准值相同；

e、调拍照焦距：第一测距传感器将获取的实时距离信号输出给控制器，控制器将获得的该距离信号与其内预设的拍照焦距数据比较处理后，输出信号驱动机器人动作至第一测距传感器获取的实时距离达到ccd相机的拍照焦距；

f、测量数据：①ccd相机对零件进行拍照，拍照采集的数据传输给控制器储存，②控制器输出驱动信号使机器人平移，ccd相机再次对零件拍照采集数据传输给控制器储存，③重复步骤②至采集到3组以上不同位置的数据，上述这些拍照采集的数据经控制器处理后输出零件的测量结果。

上述零件测量方法技术方案中，更具体的技术方案还可以是：在所述z轴直线滑台的滑块顶部装有支撑板，所述支撑板的上方设有连接板，所述连接板通过由所述控制器控制的动力机驱动旋转，在所述连接板上插装有至少一个定位销。

进一步的，所述连接板具有与所述动力机转轴连接的安装孔，所述安装孔的相对两侧分别设有连通所述安装孔的条形槽，所述条形槽的侧壁上穿装有紧固螺栓。

进一步的，所述竖杆上套装有与所述光源组件连接的导向套，在所述光源组件上装有两个套装在丝杆上的丝杆螺母，所述丝杆的下端与所述升降电机连接。

进一步的，所述光源组件具有由多块条形板合围而成的光源框架，所述条形板的两端分别设有向下伸出的支脚，在两个所述支脚之间设有条形光源，两个所述支脚的安装长孔内穿装有与所述条形光源连接的调节螺栓。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明采用三个柔性定位模组来对零件进行定位，三个柔性定位模组的位置可以随机组合，可以实现对多种不同孔位、不同形面、不同结构的零件定位。通过控制器驱动升降电机带动光源组件在竖杆上滑动调拍照亮度，通过调整两个第一测距传感器测量ccd相机镜头至零件表面之间的距离从而调相机镜头与零件平行、调拍照焦距，使ccd相机拍照采集的数据精准，测量结果准确。采用本发明测量零件，不需要生产与零件相配套的定位检具，大大缩短产品开发的周期，降低开发成本，测量工作效率提高。

2、z轴直线滑台的滑块顶部装有支撑板，支撑板的上方设有插装定位销的连接板，连接板通过由控制器控制的动力机驱动旋转，将零件定位孔分别套在三个柔性定位模组的定位销上进行定位，零件定位精确，并可以根据零件定位孔的大小更换安装不同规格的定位销。

3、升降电机驱动丝杆转动，通过丝杆螺母带动光源组件在竖杆上滑动，从而调整拍照亮度，该结构简单，调整方便。

4、光源组件具有由多块条形板合围而成的光源框架，条形光源通过穿装在两个支脚的安装长孔内调节螺栓安装于条形板的下方，可以调节条形光源的角度。

附图说明

图1是现有定位检具的结构示意图。

图2是图1中ⅰ处的局部放大图。

图3是图1中ⅱ处的局部放大图。

图4是本发明实施例中柔性定位测量系统的结构示意图。

图5是图4中ⅲ处的局部放大图。

图6是本发明实施例中柔性定位模组的结构示意图。

图7是本发明实施例中光源组件的安装示意图。

图8是本发明实施例中定位销的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

如图4、图5、图6所示的一种柔性定位测量系统，包括具有工作平台3的安装架1，工作平台3上放置有三个柔性定位模组4，柔性定位模组4具有x轴直线滑台4-1，x轴直线滑台4-1的滑块上装有y轴直线滑台4-2，y轴直线滑台4-2的滑块上装有z轴直线滑台4-3，x轴直线滑台4-1、y轴直线滑台4-2和z轴直线滑台4-3由各自的伺服电机驱动作直线运动，伺服电机由控制器控制。在z轴直线滑台4-3的滑块顶部装有支撑板4-4，支撑板4-4的上方装有连接板4-6，连接板4-6通过由控制器控制的动力机4-7驱动旋转，本实施例的动力机4-7采用气动马达，气动马达的进气管上装有由控制器控制的电磁阀。连接板4-6具有与气动马达转轴连接的安装孔，安装孔的相对两侧分别开有连通安装孔的条形槽，条形槽的侧壁上穿装有紧固螺栓。在连接板4-6上插装有两个定位销4-5，定位销4-5通过穿装在定位销孔侧壁的紧固螺栓固定在连接板4-6上。如图8所示的定位销4-5具有轴向限位块4-5.2，轴向限位块4-5.2下方具有与连接板4-6的定位销孔配合的下定位柱4-5.1，上方具有与零件定位孔配合的上定位柱4-5.3，上定位柱4-5.3的顶部具有导向锥4-5.4。在连接板4-6靠近定位销4-5内侧处具有向上凸起的限位台，定位销4-5的轴向限位块4-5.2具有与限位台配合的侧平面。

在三个柔性定位模组4的上方装有通过四根竖杆15连接工作平台3的固定框架8，四根竖杆15上装有通过升降电机2驱动在竖杆15上滑动的光源组件9，如图7所示；光源组件9具有由四块条形板合围而成的光源框架9-1，条形板的两端分别装有向下伸出的支脚，在两个支脚之间装有条形光源9-2，两个支脚的安装长孔内穿装有与条形光源9-2连接的调节螺栓。在四根竖杆15上分别套装有与光源框架9-1连接的导向套6，光源框架9-1上装有两个套装在丝杆5上的丝杆螺母7，丝杆5的下端通过联轴器与升降电机2连接。在光源框架9-1上装有测量光源组件9至工作平台3距离的第二测距传感器13。

在安装架1上装有由控制器控制的机器人14，机器人14手上装有位于固定框架8上方的支架11，支架11底板上装有ccd相机12和两个用于测量ccd相机12镜头至零件表面距离的第一测距传感器10。在控制器的控制端头设有人机界面18，控制器设置有机器人控制部16和柔性定位模组控制部17，第一测距传感器10的信号输出端通过机器人控制部16与ccd相机12的拍照信号输入端相连接，第二测距传感器13的信号输出端通过机器人控制部16与升降电机2相连接；柔性定位模组控制部17的输出接口分别与每个伺服电机和每个电磁阀的电控端一一对应连接。本发明的机器人14采用工业机器人。

采用上述柔性定位测量系统对零件进行测量，测量步骤如下：

a、在柔性定位模组控制部17内预设各种零件的定位位置数据，机器人控制部16内预设对应零件的光源组件9至工作平台3距离数据以及拍照焦距数据；

b、零件定位：在人机界面18上输入零件定位位置的指令，通过柔性定位模组控制部17使三个柔性定位模组4的x轴直线滑台4-1、y轴直线滑台4-2和z轴直线滑台4-3移动，气动马达转动，带动定位销4-5至相应零件的定位位置，将该零件定位孔套在三个柔性定位模组4的定位销4-5上；

c、调拍照亮度：第二测距传感器13将获取的实时距离信号输出给机器人控制部16，机器人控制部16将获得的该距离信号与其内预设的光源组件9至工作平台3距离数据比较处理后，输出信号驱动升降电机2带动光源组件9在竖杆15上滑动至相应的高度；

d、调相机镜头与零件平行：首先两个第一测距传感器10将获取的实时距离值分别输出给机器人控制部16储存，然后机器人控制部16输出驱动信号给机器人14带动支架11转动一个角度，两个第一测距传感器10中的一个再将获取的实时距离值输出给机器人控制部16，机器人控制部16将再次获取的一个实时距离值和储存的两个实时距离值中的一个作为基准值，令其它两个实时距离值与该基准值比较处理后，分别输出信号驱动机器人14动作直到其它两个实时距离值与基准值相同；

e、调拍照焦距：第一测距传感器10将获取的实时距离信号输出给机器人控制部16，机器人控制部16将获得的该距离信号与其内预设的拍照焦距数据比较处理后，输出信号驱动机器人14动作至第一测距传感器10获取的实时距离达到ccd相机12的拍照焦距；

f、测量数据：①ccd相机12对零件进行拍照，拍照采集的数据传输给机器人控制部16储存，②机器人控制部16输出驱动信号使机器人14平移，ccd相机12再次对零件拍照采集数据传输给机器人控制部16储存，③重复步骤②至采集到3组不同位置的数据，上述这些拍照采集的数据经机器人控制部16处理后输出零件的测量结果。

采用本发明测量零件，可以实现对多种不同孔位、不同形面、不同结构的零件定位测量；不需要生产与零件相配套的定位检具，大大缩短产品开发的周期，降低开发成本，测量工作效率提高，也适用于对批量生产的零件进行快速检测。