一种多测量工位协同运动测量的控制方法及控制系统与流程

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种多测量工位协同运动测量的控制方法。

背景技术：

目前光学测量行业内，对于多测量工位上的测量常规有如下几种方式：一、通过上料机构的动作，确保来料位置均匀稳定分布，然后在测量流水线线上间隔设置有多个光学传感器，由同一个光学控制器驱动，实现多工位协同运动测量，此种测量方式对上料机构要求较高；二、来料位置不稳定，由一个光学控制器驱动一个光学传感器，实现对多工位协同运动测量，此种测量方式成本高；三、来料位置不稳定，使用同一个光学控制器驱动多个光学传感器，通过一走一停的方式实现多工位协同静态测量，此种测量节拍慢，难以满足流水产线上的测量要求。针对上述测量问题，本发明提供一种兼顾上料非稳定状态、测量节拍快且成本低的测量控制方法。

技术实现要素：

本发明提供一种多测量工位系统运动测量的控制方法及控制系统，在来料位置非稳定时，利用单一光学控制器分时控制多台光学传感器实现多工位协同运动测量，提高测量效率。

为了解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案予以解决：

一种多测量工位协同运动测量的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：调整工件上料至测量流水线的时间间隔t；控制工件沿测量流水线移动的速度v，其中所述测量流水线上的多个测量工位中每个测量工位对应设置有光学传感器；在工件到达对应测量工位时，光学控制器控制开启所述测量工位对应的光学传感器，用于测量所述工件的尺寸；其中在所述测量流水线流转过程中，速度v和时间间隔t确保在每个光学传感器中的视野区域内最多存在一个工件。

进一步地，所述多测量工位协同运动测量的控制方法还包括获得所述速度v的速度计算步骤，所述速度计算步骤包括：(1)计算所述工件在所述光学传感器的视野区域内的运动距离l；(2)计算各光学传感器处理尺寸信息的程序运行时间ti和程序切换时间t0；(3)计算执行总时间tmin=，其中i=1,2,…n，n表示测量工位的数量：(4)计算l/tmin，并使速度v<=l/tmin。

进一步地，所述多测量工位协同运动测量的控制方法还包括如下步骤：设置所述速度v的限值vmax，使得v<=l/tmin<=vmax。

进一步地，所述运动距离l=m*h-w,其中m为经验系数，h为所述视野区域沿所述测量流水线的运动方向的长度，w为工件沿所述测量流水线的运动方向的长度。

进一步地，所述多测量工位协同运动测量的控制方法还包括获得时间间隔t的时间计算步骤：t>=h/v，其中h为所述视野区域沿所述测量流水线的运动方向的长度。

进一步地，控制开启所述测量工位对应的光学传感器的步骤包括：采集到工件在测量流水线上的感应信号后开始计时，并在工件流转至各个测量工位时，根据计时时间控制开启对应测量工位上的光学传感器。

本发明还涉及一种控制系统，用于实现多测量工位协同运动测量，包括测量主控制器，其特征在于，还包括：多个光学传感器，用于分别在多个测量工位上测量工件的尺寸；光学控制器，其与各光学传感器相连且与所述测量主控制器相连，其中所述测量主控制器控制所述光学控制器分时处理各光学传感器所测量的尺寸；位置传感器，其与所述测量主控制器相连，用于感应工件，其中在感应到工件后计时，根据计时时间所述测量主控制器控制各光学传感器工作；上料机构，其与所述测量主控制器相连，用于将工件输送至所述测量流水线上；其中所述测量主控制器控制所述上料机构上料的时间间隔t和工件的移动速度v，使得在每个光学传感器的视野区域内最多存在一个工件。

进一步地，多个所述光学传感器间隔布置在所述测量流水线上，用于测量工件的不同方位的尺寸。

进一步地，所述光学传感器为ccd工业相机或激光传感器。

进一步地，所述上料机构为输送带或震动盘。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：通过控制工件移动的速度v和工件测量的时间间隔t，控制在每个光学传感器的视野区域内最多测量一个工件，但允许不同测量工位上可以同时存在工件，在测量流水线流转过程中，实现分时处理多个光学传感器测量的工件的尺寸，从而实现测量流水线上多工位协同运动测量，而不管来料位置是否稳定，提高测量效率。

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，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明的多测量工位协同运动测量的控制方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明的多测量工位协同运动测量的控制方法的另一个实施例的流程图；

图3为本发明的多测量工位协同运动测量的控制系统的原理示意图。

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。

由于测量流水线6上工作的特点，在整个测量流水线6上的工件数量大于测量工位的数量，因此在对多个测量工位上的工件的测量信息（例如尺寸）具有并行处理的需求，并且还对测量精度以及测量节拍都有严格要求，基于此，如图1所示，本实施例涉及一种多测量工位协同运动测量的控制方法，包括如下步骤：调整工件上料至测量流水线6的时间间隔t；控制工件沿测量流水线6移动的速度v，其中测量流水线6上的多个测量工位中每个测量工位对应设置有光学传感器；在工件到达对应测量工位时，光学控制器2控制开启测量工位对应的光学传感器，用于测量工件的尺寸；其中在测量流水线6流转过程中，速度v和时间间隔t确保在每个光学传感器中的视野区域内最多存在一个工件。

具体地，工件通过由测量主控制器1控制的上料机构5（例如输送带、震动盘）上料至测量流水线6（例如转盘），用于在测量工位间输送工件，工件在各个测量工位上测量完成后，通过下料机构（例如下料分bin系统）输出，在测量流水线6上设置有多个测量工位，在对应测量工位上对工件进行尺寸测量。考虑到如下因素：（1）上料机构5来料时间间隔不稳定、运动中上料位置不确定，测量流水线上没有二次定位的处理；（2）测量流水线是连续流转，流转速度需要考虑光学传感器性能限制以及测量节拍要求；（3）采用单一光学控制器2的方案，节约控制器成本；（4）受光学控制器2自身特性的限制，其控制多个光学传感器4时需要通过切换程序分支进行分时处理；（5）光学控制器2的程序运行时间、程序切换时间依赖于光学控制器2的性能以及测量程序的复杂程度；（6）测量系统对工件的测量精度及测量系统稳定性和测量节拍都有严格要求，在本实施例中，利用单一光学控制器2分时处理测量流水线6中多个测量工位处测量的尺寸。

如图1和图3所示，由于来料不稳定，导致工件之间的来料时间tk（k表示工件号）不同，但是在本实施例中，需要调整上料机构5上料至测量流水线6的时间间隔t，且将工件输送至测量流水线6上后控制其移动的速度v，在测量流水线6上设置有多个测量工位，在本实施例中，设置有三个测量工位，且每个测量工位对应设置有一个光学传感器41-43，这个速度v和时间间隔t保证在工件在测量流水线6流转过程中每个光学传感器41-43视野区域内最多有一个工件，但在不同测量工位上可以同时存在工件；在工件在时间间隔t和速度v的制约下，当工件处于对应测量工位时，控制开启该测量工位对应的光学传感器4，用于测量工件的尺寸。光学传感器4可以为ccd工业相机或激光传感器，本实施例光学传感器4为ccd工业相机。

具体地，根据光学传感器4的视野区域及测量流水线6的运动方向，视野区域为h*d，长度h与运动方向一致，宽度d与运动方向垂直，工件沿运动方向的长度记为w，计算视野区域内工件的运动距离为l：l=m*h-w，其中m为经验调整值，且与工件的速度v和光学传感器4的性能（例如曝光时间）有关系。假设根据光学传感器4配置的测量工位为n个，一个测量工位配置一个或多个光学传感器，在本实施例中，如图3所示，对三个测量工位配置三个光学传感器41-43，各测量工位上光学传感器41-43对工件拍照并处理尺寸信息的程序执行时间为ti（i=1~n）和程序切换时间t0。计算总时间tmin=；（4）计算速度l/tmin=（m*h-w）/（），并使得工件移动的速度v<=l/tmin；在实际应用时，为了满足测量精度要求，且结合光学传感器4的性能参数（例如，ccd的曝光时间），限定工件的移动速度v的限值vmax，使得v<=l/tmin<=vmax，即v<=l/tmin=（m*h-w）/（）<=vmax，避免工件移动的速度v过快产生拖影而影响测量精度。为了保证在每个测量工位上的正常测量，最小工件间距为视野区域的长度h，设置v*t>=h，即t>=h*（）/（m*h-w），在来料不稳定的情况下，来料时间间隔和来料位置是不定的，上料的实际节拍（即测量时间间隔）由上料机构的节拍确定，通过如上推导，例如调整本实施例上料机构5（即震动盘）的振幅、频率、摩擦阻力等确定合适的节拍，得实际节拍与t匹配（例如接近或相同）。在实际测量控制中，始终需要保证v<=l/tmin=（m*h-w）/（）<=vmax，以及t>=h*（）/（m*h-w），在满足测量精度的前提下，控制t尽可能的小，以实现快节拍测量。

如图3所示，为了对在工件流转到测量工位上时，对应的光学传感器41-43能够被启动，在本实施例中，在全部光学传感器4的前方（即工件沿测量流水线6的运动方向输送过来的方向）设置有位置传感器3，用于工件到位计时，位置传感器3处作为各工件的计时零点。在本实施例中，设置光学传感器41距离位置传感器3的距离是一定的，且相邻两光学传感器41-43之间的距离也是一定的，因此，在工件移动的速度v一定时，工件从位置传感器3至光学传感器41的时间是一定的，从光学传感器41到光学传感器42的时间是一定的，且从光学传感器42到光学传感器43的时间也是一定的，测量主控制器1在位置传感器3处感应到工件开始计时，根据计时时间可以判断工件到达了哪个光学传感器41-43对应的测量工位，以便开启光学传感器对工件进行尺寸测量。针对测量流水线6上的多个工件，测量主控制器1具有多条并行的计时程序，每条计时程序针对一个工件。

如图3所示，本发明还涉及一种控制系统，用于实现多测量工位协同运动测量，包括测量主控制器1、多个光学传感器4，用于分别在多个测量工位上测量工件的尺寸；光学控制器2，其与各光学传感器41-43相连且与测量主控制器1相连，光学控制器2分时处理各光学传感器41-43所采集的尺寸信息；位置传感器3，其与测量主控制器1相连，用于感应工件，其中在感应到工件后计时，根据计时时间测量主控制器1控制各光学传感器41-43工作；以及上料机构5，其与测量主控制器1相连，用于将工件输送至测量流水线6上；其中测量主控制器1控制上料机构3上料的时间间隔t和工件移动的速度v，使得在每个光学传感器41-43的视野区域内最多存在一个工件，而在不同测量工位上可以同时存在工件。具体控制系统的控制过程参见如上描述，在此不做赘述。

在本实施例中，为了实现对工件各个方位的尺寸测量，光学传感器41-43间隔设置在测量流水线6上，以形成三个测量工位，在第一个测量工位上，光学传感器41可以设置在工件的上方，用于测量工件上方的尺寸，在第二个测量工位上，光学传感器42可以设置在工件的侧方，用于测量工件侧向的尺寸，在第三个测量工位上，光学传感器43可以设置在工件的下方，用于测量工件下方的尺寸，当然也可以设置更多个光学传感器，在此不做赘述。

本实施例的多测量工位协同运动测量的控制方法及控制系统，通过控制工件移动的速度v和工件测量的时间间隔t，保证在每个光学传感器41-43的视野区域内最多测量一个工件，且允许不同测量工位上可以同时存在工件，在测量流水线流转过程中，实现分时处理多个光学传感器41-43测量到的工件的尺寸，从而实现测量流水线6上多工位协同运动测量，而不管来料位置是否稳定，提高测量效率；单一光学控制器1分时处理多个测量信息，节省控制器成本，降低资产投入。

最后应说明的是：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。