一种非接触式柔性在线尺寸测量装置，包括组合式测量传感器和工业机器人，组合式测量传感器固定连接在工业机器人的末端关节上，组合式测量传感器包括一维激光位移传感器和工业摄像机，一维激光位移传感器和工业摄像机固定连接，一维激光位移传感器包括有信号线，工业摄像机包括信号输出线，一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的信号输出线均连接到一个工业计算机，工业机器人与机器人控制器连接，机器人控制器通过以太网线与工业计算机连接。机器人事先通过示教编程将工件的测量位置保存到机器人运行轨迹程序中，带动组合式测量传感器运行至工件上的各个测量点进行测量。本实用新型专利技术提高了测量汽车零部件的效率，测量采样数多，测量结果精确。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
非接触式柔性在线尺寸测量装置
:本技术涉及物理领域，尤其涉及测量技术，特别涉及在汽车零部件生产过程中对零部件产品进行尺寸监控的自动测量技术，具体的是一种非接触式柔性在线尺寸测量>J-U ρ?α装直。
技术介绍
:在汽车零部件的生产过程中需要按照客户提供的形位公差要求(GD&T)对汽车零部件进行检测。现有技术中的检测方法是先制作一个测量检具，将被测零件放上去定位好之后，利用检具上事先精密加工并精确标定好的模拟块或卡板等参照物对零件关注的部位或特征点进行测量。但是这种专用的测量检具只针对某个特定零部件的专用检测，不能用于其它零件的测量，并且检具上的模拟块或卡板需要精密加工、精密装配、精密标定，所以当要求检测零件数量较多时，整体检具的制作成本会非常高。而且由于专用测量检具都由人工操作，对大型零件或测点要求较多的零件，测量人员的工作量非常大，测量工具简单且精度较低，测量后期数据需人工录入电脑进行分析，而人工录入会有误操作，影响分析结果。由于以上问题造成整个零件的尺寸测量、监控的过程效率非常低，尺寸监控过程中测量采样数量很少，数据分析结果很难体现短期内的零件生产过程能力，对现场的报警存在延时，不能实时地反映产线问题，会造成不良品流出。
技术实现思路
:本技术所要解决的技术问题是提供一种非接触式柔性在线尺寸测量装置，所述的这种非接触式柔性在线尺寸测量装置要解决现有技术中采用检具人工测量汽车零部件的方法效率低、采样数少、检测结果延时的技术问题。本技术的这种非接触式柔性在线尺寸测量装置，包括组合式测量传感器和工业机器人，所述的工业机器人包括有一个机械臂，其中，所述的组合式测量传感器固定连接在所述的工业机器人的末端关节上，组合式测量传感器包括一个一维激光位移传感器和一个工业摄像机，所述的一维激光位移传感器和工业摄像机固定连接，一维激光位移传感器包括有信号线，工业摄像机包括有信号输出线，一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的信号输出线均连接到一个工业计算机，工业机器人与一个机器人控制器连接，所述的机器人控制器通过信号和数据线与所述的工业计算机连接。进一步的，在组合式测量传感器的探测范围中设置有一个零件支架，所述的零件支架连接有一个定位机构 ，所述的定位机构中包括有一个驱动机构，所述的驱动机构的控制端与一个可编程逻辑控制器连接，所述的可编程逻辑控制器连接有启动开关。进一步的，所述的工业计算机与一个数据库和网页查询服务器连接，所述的网页查询服务器连接在一个网络中。进一步的，工业摄像机中包括有镜头，光源环绕镜头设置，工业摄像机和一维激光位移传感器均连接到一个支架上，针对被测零件上的孔特征，孔特征应位于镜头的视野中，一维激光位移传感器发出的激光点应落在被测零件的面测点上。进一步的，工业摄像机的信号输出线是用于视频信号输出的千兆以太网线。本技术和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本技术将激光位移传感器、工业摄像机和光源固定在工业机器人末端，机器人事先通过示教编程将工件的测量位置保存到机器人运行轨迹程序中。在工件放置到测量支架并夹紧固定好之后，操作人员按下测量启动按钮，可编程逻辑控制器在检测到所有测量条件满足后发给机器人测量允许的信号，机器人带动激光位移传感器、工业摄像机和光源按事先编好的程序运行至工件上的各个测量点进行测量。机器人每运行至一个测点时，会给测量传感系统发送测量允许指令，测量传感系统的控制系统进行测量，并将测量结果实时发送到测量数据保存、查询数据库中，之后测量传感系统的控制系统再通知机器人可以运行到下一个测点，整个系统多次执行以上循环，完成一个工件所有测点的测量工作。提高了测量汽车零部件的效率，采样数多，检测结果精确并可实时获得。【附图说明】:图1是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的结构示意图。图2是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置中的组合式传感器的结构示意图。图3是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的测量系统运行流程图。图4是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的测量系统控制软件与工业机器人的通信流程图。图5是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的传感器三维坐标系的构建示意图。图6是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中利用一维激光位移传感器测量面轮廓度的矢量算法的示意图。图7是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中利用工业摄像机测量孔的位置度时的矢量算法示意图。图8是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的齐次坐标变换矩阵形式。图9是本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置的一个实施例中的齐次坐标变换示意图。【具体实施方式】:实施例1:如图1所示，本技术的非接触式柔性在线尺寸测量装置，包括组合式测量传感器和工业机器人4，所述的工业机器人4包括有一个机械臂，其中，所述的组合式测量传感器固定连接在所述的工业机器人4的机械臂上，组合式测量传感器包括一个一维激光位移传感器I和一个工业摄像机2，所述的一维激光位移传感器I和工业摄像机2固定连接，组合式测量传感器上连接有光源3，一维激光位移传感器I包括有信号线，工业摄像机2包括有用于视频信号输出的千兆以太网线，一维激光位移传感器I的信号线和工业摄像机2的千兆以太网线均连接到一个工业计算机6，工业机器人4与一个机器人控制器5连接，所述的机器人控制器5通过信号和数据线与所述的工业计算机6连接。进一步的，工业计算机6中设置有机器视觉处理模块，利用一维激光位移传感器I测量被测零件11上的实体部位轮廓度，利用工业摄像机2采集被测零件11上的孔、或者边缘、或者镂空部位的图像，再利用所述的机器视觉处理模块计算得到被测零件11上的孔、或者边缘、或者镂空部位的空间位置，将测量得到的被测零件11的实体部位轮廓度和被测零件11上的孔、或者边缘、或者镂空部位的空间位置与零件的数模理论位置进行比较，得到其偏差值即测量结果。进一步的，在组合式测量传感器的探测范围中设置有一个零件支架10，所述的零件支架10连接有一个定位机构，所述的定位机构中包括有一个驱动机构，所述的驱动机构的控制端与一个可编程逻辑控制器9连接，所述的可编程逻辑控制器9连接有启动开关8。进一步的，所述的计算机6与一个数据库和网页查询服务器7连接，所述的网页查询服务器连接7在一个网络中。进一步的，根据一维激光位移传感器I的信号线和工业摄像机2的测量结果数据，构造被测零件11上的测点在传感器三维坐标系中的位置数据，所述的传感器三维坐标系按右手建系原则构造。进一步的，利用一个三坐标测量仪预先对被测零件11的样件测量，将样件的三坐标测量结果作为该样件相对零件理论数模的偏差矢量，将该偏差矢量与被测零件11相对标准样件的偏差矢量进行矢量运算，获得一般被测零件11相对数模理论位置的偏差矢量，将一般被测零件11相对数模理论位置的偏差矢量经过奇次坐标变换转换到零件坐标系里，由此获得偏差在零件坐标系的X、Y、Z三个方向上的分量及方向。进一步的，所述的工业机器人4为6轴机器人。如图2所不，工业摄像机2中包括有镜头21，光源3环绕镜头21设直，工业摄像机2和一维激光位移传感器I均连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非接触式柔性在线尺寸测量装置，包括组合式测量传感器和工业机器人，所述的工业机器人包括有一个机械臂，其特征在于：所述的组合式测量传感器固定连接在所述的工业机器人的机械臂上，组合式测量传感器包括一个一维激光位移传感器和一个工业摄像机，所述的一维激光位移传感器和工业摄像机固定连接在一起，一维激光位移传感器包括有信号线，工业摄像机包括有信号输出线，一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的信号输出线均连接到一个工业计算机，工业机器人与一个机器人控制器连接，所述的机器人控制器通过信号和数据线与所述的工业计算机连接。
【技术特征摘要】
1.一种非接触式柔性在线尺寸测量装置，包括组合式测量传感器和工业机器人，所述的工业机器人包括有一个机械臂，其特征在于:所述的组合式测量传感器固定连接在所述的工业机器人的机械臂上，组合式测量传感器包括一个一维激光位移传感器和一个工业摄像机，所述的一维激光位移传感器和工业摄像机固定连接在一起，一维激光位移传感器包括有信号线，工业摄像机包括有信号输出线，一维激光位移传感器的信号线和工业摄像机的信号输出线均连接到一个工业计算机，工业机器人与一个机器人控制器连接，所述的机器人控制器通过信号和数据线与所述的工业计算机连接。2.如权利要求1所述的非接触式柔性在线尺寸测量装置，其特征在于:在组合式测量传感器的探测范围中...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴永杰，
申请(专利权)人：上海思琢自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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