基于工业机械臂的自动化测量系统的制作方法

本发明涉及工业测量领域，具体涉及基于工业机械臂的自动化测量系统。

背景技术：

测量仪器是为了取得目标物某些属性值而进行衡量所需要的第三方标准，测量仪器一般都具有刻度，容积等单位。测量仪器的概念其基本内容包括：精度、误差、测量标准器材、长度测量、角度测量、形状测量、传统光学仪器。在精密测量上的应用等等。测量仪器有接触试和光学试测量两种(现在用的最多)接触试：一般测量工具和3d测量工具(三坐标测量机又叫三次元)三坐标测量机又叫三次元，它可以测量很多复杂的空间尺寸。随着经济的发展和人们对产品质量要求的提升，现代工件测量精度的提升逐渐成为一项重要的工作，因此基于工业机械臂的自动化测量系统应运而生，现有技术中的自动化测量系统，由工业机器人在滑台上进行移动，从而带动测量头随之进行移动，对物体表面进行探测和测量。现有的工业机器人与滑台之间的配合已经十分灵敏可靠，然而现有技术中，当被测物体表面具有突然出现的较深的孔洞或凹陷结构时，测量头非常容易将其误判为到达测量边界，从而影响测量精度，需要工作人员在旁修正引导，自动化程度有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于工业机械臂的自动化测量系统，以解决现有技术中工业机器人容易误判测量边界、导致测量作业的自动化程度有限的问题，实现避免对测量边界的误判、提高测量准度与自动化程度的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

基于工业机械臂的自动化测量系统，包括机器人滑台、能够在所述机器人滑台上移动的机械臂，所述机械臂包括基座部、大臂部、小臂部、测量头，所述基座部用于与机器人滑台滑动连接，所述大臂部固定连接在基座部上，所述小臂部与大臂部通过第一驱动机构转动连接，所述测量头固定连接在小臂部上；所述基座部、小臂部分别连接在大臂部的相对两侧，所述大臂部分为靠近基座部的固定体、靠近小臂部的偏心体，所述固定体朝向偏心体所在方向的一侧固定连接导轨盘，所述导轨盘上设置螺旋状的导轨；所述偏心体朝向固定体所在方向的一侧固定连接偏心盘，偏心盘上连接万向轮，所述万向轮能够在所述导轨内移动；还包括用于驱动所述万向轮转动的第二驱动机构。

针对现有技术中工业机器人容易误判测量边界、导致测量作业的自动化程度有限的问题，本发明提出基于工业机械臂的自动化测量系统，本系统包括机器人滑台，机械臂在机器人滑台上进行移动，实现常规的移位功能。机械臂与机器人滑台相配合属于现有技术，在此不做赘述。本发明中的机械臂包括依次相连的基座部、大臂部、小臂部、测量头，基座部用于与机器人滑台滑动连接，大臂部固定连接在基座部上，小臂部连接在大臂部上。所述小臂部与大臂部通过第一驱动机构转动连接，第一驱动机构用于驱动小臂部进行转动，从而使得固定在小臂部上的测量头能够灵活的进行转动，实现常规的测量作业。本发明的发明点在于大臂部分为靠近基座部的固定体、靠近小臂部的偏心体，导轨盘固定在固定体上，偏心盘固定在偏心体上，固定体和偏心体之间通过导轨盘和偏心盘实现连接。具体的，导轨盘上设置螺旋状的导轨，偏心盘上设置与所述导轨相匹配的万向轮，万向轮能够在导轨内移动，同时万向轮起到连接作用，因此万向轮必然与导轨相匹配，不会从导轨中脱落。本领域技术人员可根据实际需要将导轨设置为t型槽、凹型槽、燕尾槽等常见结构，从而使得万向轮能够在其中不脱落且稳定的滚动。第二驱动机构用于驱动所述万向轮转动。本发明具体使用时，在初始状态下，万向轮位于螺旋状的导轨的最中心位置。当测量头判断达到被测工件边界时，由第二驱动机构驱动万向轮沿导轨进行转动，万向轮进行螺旋线方向的移动，带动偏心盘移动，偏心盘带动偏心体移动，从而最终带动测量头进行螺旋状的移动，使得测量头不断对周围进行探测并扩大探测范围直至万向轮到达螺旋状的导轨的最外端，此时测量头在被测物体的边界周围不断探测，以此判断是否真的到达了测量边界、还是遇到较深的孔洞或凹陷导致的误判。当测量头是由于遇到较深的孔洞或凹陷产生误判时，螺旋状的移动路径则能够逐步扩大探测边界的范围，从而跳过孔洞或凹陷，探测到孔洞或凹陷的另一侧的工件表面，以此表明此处为错误的边界，需要继续向前移动测量，该信号反馈至机械臂的控制柜，即可自动控制机械臂的基座部继续在滑台上向前滑动，使得测量头继续向前测量，以此克服了现有技术中工业机器人容易误判测量边界、导致测量作业的自动化程度有限的问题，实现了避免对测量边界的误判、提高测量准度与自动化程度的目的。

优选的，所述第二驱动机构包括固定在偏心盘上的两个安装件，两个安装件之间设置转轴，所述转轴能够绕自身轴线进行转动，所述转轴穿过所述万向轮的轮毂、与万向轮固定连接；所述转轴上固定套设涡轮，所述涡轮上设置有相啮合的蜗杆，所述涡轮的轴线与所述转轴的轴线共线，所述蜗杆的轴线与所述转轴的轴线相互垂直，所述蜗杆由步进电机驱动进行转动，所述步进电机嵌设在所述偏心体内。本方案对第二驱动机构作出了具体限定，本方案工作时，由步进电器驱动蜗杆转动，蜗杆转动带动涡轮进行转动。由涡轮蜗杆实现变向换位，再由涡轮带动转轴转动，转动带动万向轮转动。本方案中的万向轮为被动滚动，其在导轨内仅利用自身万向转动的特点，便于在螺旋状的导轨中也能够快速灵活的进行方向的调整。

优选的，还包括用于放置被测工件的转台。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明基于工业机械臂的自动化测量系统，当测量头是由于遇到较深的孔洞或凹陷产生误判时，螺旋状的移动路径则能够逐步扩大探测边界的范围，从而跳过孔洞或凹陷，探测到孔洞或凹陷的另一侧的工件表面，以此表明此处为错误的边界，需要继续向前移动测量，该信号反馈至机械臂的控制柜，即可自动控制机械臂的基座部继续在滑台上向前滑动，使得测量头继续向前测量，以此克服了现有技术中工业机器人容易误判测量边界、导致测量作业的自动化程度有限的问题，实现了避免对测量边界的误判、提高测量准度与自动化程度的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中导轨盘的正视图；

图3为本发明具体实施例中导轨盘和偏心盘连接处的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-机器人滑台，2-基座部，3-大臂部，31-固定体，32-偏心体，4-小臂部，5-测量头，6-导轨盘，7-导轨，8-偏心盘，9-万向轮，10-安装件，11-转轴，12-涡轮，13-蜗杆，14-步进电机，15-转台，16-第一驱动机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1与图2所示的基于工业机械臂的自动化测量系统，包括机器人滑台1、能够在所述机器人滑台1上移动的机械臂，所述机械臂包括基座部2、大臂部3、小臂部4、测量头5，所述基座部2用于与机器人滑台1滑动连接，所述大臂部3固定连接在基座部2上，所述小臂部4与大臂部3通过第一驱动机构16转动连接，所述测量头5固定连接在小臂部4上；所述基座部2、小臂部4分别连接在大臂部3的相对两侧，所述大臂部3分为靠近基座部2的固定体31、靠近小臂部4的偏心体32，所述固定体31朝向偏心体32所在方向的一侧固定连接导轨盘6，所述导轨盘6上设置螺旋状的导轨7；所述偏心体32朝向固定体31所在方向的一侧固定连接偏心盘8，偏心盘8上连接万向轮9，所述万向轮9能够在所述导轨7内移动；还包括用于驱动所述万向轮9转动的第二驱动机构。

实施例2：

如图1至图3所示的基于工业机械臂的自动化测量系统，在实施例1的基础上，所述第二驱动机构包括固定在偏心盘8上的两个安装件10，两个安装件10之间设置转轴11，所述转轴11能够绕自身轴线进行转动，所述转轴11穿过所述万向轮9的轮毂、与万向轮9固定连接；所述转轴11上固定套设涡轮12，所述涡轮12上设置有相啮合的蜗杆13，所述涡轮12的轴线与所述转轴11的轴线共线，所述蜗杆13的轴线与所述转轴11的轴线相互垂直，所述蜗杆13由步进电机14驱动进行转动，所述步进电机14嵌设在所述偏心体32内。还包括用于放置被测工件的转台15。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。