一种机器人三维扫描工作站制造技术

本实用新型专利技术涉及盾构管片的测量技术领域，特别涉及一种机器人三维扫描工作站。包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂、扫描仪、扫描仪数据接收端及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，纵向移动机构可驱动龙门框架沿纵向移动；二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ设置于龙门框架的顶部两侧，机械臂安装在二维驱动机构Ⅰ上，扫描仪设置于机械臂的执行末端，用于对放置于曲面支承座上的待测件进行扫描；扫描仪数据接收端设置于二维驱动机构Ⅱ上，用于接收扫描仪发送的扫描信息。本实用新型专利技术实现对盾构管片在两个位置进行自动扫描，运行精度高、速度快，提高工作效率。作效率。作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人三维扫描工作站


[0001]本技术涉及盾构管片的测量
，特别涉及一种机器人三维扫描工作站。

技术介绍

[0002]盾构隧道施工中，衬砌结构管片模具精度要求达到
±
0.4mm，混凝土管片精度要求达到
±
1mm，隧道拼装结构精度要求达到
±
3mm，盾构管片的精度决定了盾构隧道拼装的质量。而在大直径盾构隧道管片生产中，盾构管片弧长变得更长，使钢板材质要求提高，加工精度难度增大，主要原因是：第一，弧长增加，钢板柔性大，如增加钢板厚度来保证精度，但会降低混凝土的振捣效果，如要保证混凝土振捣效果而加大振捣力，会对钢结构的寿命造成影响，因此需要提高钢板的材质要求；第二，尺寸变大，钢板加工累计误差加大，对钢板加工的工业数控设备要求也随之提高，加大了制造难度。
[0003]大直径盾构隧道的管片由于精度达不到要求，会发生隧道拼装时产生开裂，掉角等问题，对隧道结构防水体系产生威胁，迫切需要对管片的生产精度进行控制，从而避免此类问题的发生。
[0004]管片生产基本采用内径千分尺的人工物理测量方式，人工只能检查宽度、厚度，弧长无法准确测量，很难做到尺寸全检查；目前，也有采用激光跟踪仪(人工方式，进口设备)对模具、管片成品进行全尺寸检查，但测量一块管片需要1小时左右，同时测量费用较高，无法实现全检。盾构管片的光学自动测量方面，几乎没有可借鉴的成熟经验。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术的目的在于提供一种机器人三维扫描工作站，以解决现有盾构管片测量方式无法达到全面检测，且测量费用较高的问题。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种机器人三维扫描工作站，包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂、扫描仪、扫描仪数据接收端及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，所述龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，所述纵向移动机构可驱动所述龙门框架沿纵向移动；
[0008]所述二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ分别设置于所述龙门框架的顶部两侧，所述机械臂安装在所述二维驱动机构Ⅰ上，所述扫描仪设置于所述机械臂的执行末端，用于对放置于所述曲面支承座上的待测件进行扫描；
[0009]所述扫描仪数据接收端设置于所述二维驱动机构Ⅱ上，用于接收所述扫描仪发送的扫描信息。
[0010]所述纵向移动机构包括第一导轨、第二导轨、第一直线驱动机构、第二直线驱动机构及两个纵向驱动板，其中第一导轨和第二导轨平行设置于所述曲面支承座的两侧，两个纵向驱动板分别与第一导轨和第二导轨滑动连接，所述龙门框架的两侧底部分别与两个纵
向驱动板连接；
[0011]所述第一直线驱动机构设置于所述第一导轨和一纵向驱动板之间，所述第二直线驱动机构设置于第二导轨与另一纵向驱动板之间；所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构同步驱动所述龙门框架沿第一导轨和第二导轨滑动。
[0012]所述龙门框架包括两个立柱及连接在两个立柱顶部的横梁；所述二维驱动机构Ⅰ和所述二维驱动机构Ⅱ分别设置于所述横梁的两侧。
[0013]所述二维驱动机构Ⅰ包括横向直线移动模组Ⅰ和升降模组Ⅰ，其中横向移动模组Ⅰ设置于所述横梁上，所述升降模组Ⅰ与所述横向直线移动模组Ⅰ连接，所述机械臂安装在所述升降模组Ⅰ的下端。
[0014]所述二维驱动机构Ⅱ包括横向直线移动模组Ⅱ和升降模组Ⅱ，其中横向直线移动模组Ⅱ设置于所述横梁上，所述升降模组Ⅱ与所述横向直线移动模组Ⅱ连接。
[0015]所述升降模组Ⅱ的下端设有转动盘，所述转动盘通过连接支架与所述扫描仪数据接收端连接。
[0016]所述曲面支承座包括底座及设置于底座上的三个支撑柱，其中一个支撑柱设置于底座的一端，另外两个支撑柱安装在底座的另一端。
[0017]所述曲面支承座包括前侧曲面支承座和后侧曲面支承座，所述前侧曲面支承座和后侧曲面支承座的安装方向相反。
[0018]本技术的优点及有益效果是：
[0019]本技术实现机器人对盾构管片的所有面在两个位置进行自动扫描，运行精度高、速度快，大大提高工作效率。控制系统灵敏可靠、故障率低，且操作和维护方便。
[0020]本技术用于实现与机器人协调运动，扫描仪始终在C
‑
TRACK扫描范围之内。由伺服电机+减速器+伺服包等组成，机器人及滑台重复定位精度连续使用多年不低于0.5m，机械臂运动位置及姿态满足盾构管片检测要求。
附图说明
[0021]图1为本技术一种机器人三维扫描工作站的轴测图之一；
[0022]图2为图1中I处放大图；
[0023]图3为本技术一种机器人三维扫描工作站的轴测图之二；
[0024]图4为图3中Ⅱ处放大图；
[0025]图5为图3中Ⅲ处放大图。
[0026]图中：1为第一导轨，2为第二导轨，3为升降模组Ⅱ，4为纵向驱动板，5为纵向驱动控制器，6为护栏，7为立柱，8为横梁，9为升降模组Ⅰ，10为机械臂，11为扫描仪，12为后侧盾构隧道管片，13为前侧盾构隧道管片，14为前侧曲面支承座，15为后侧曲面支承座，17为转动盘，18为扫描仪数据接收端，19为连接支架，20为横向直线移动模组Ⅰ，21为横向直线移动模组Ⅱ。
具体实施方式
[0027]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。
[0028]如图1
‑
4所示，本技术提供的一种机器人三维扫描工作站，包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂10、扫描仪11、扫描仪数据接收端18及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，纵向移动机构可驱动龙门框架沿纵向移动；二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ分别设置于龙门框架的顶部两侧，机械臂10安装在二维驱动机构Ⅰ上，扫描仪11设置于机械臂10的执行末端，用于对放置于曲面支承座上的待测件进行扫描；扫描仪数据接收端18设置于二维驱动机构Ⅱ上，用于接收扫描仪11发送的扫描信息。
[0029]本实施例中，龙门框架包括两个立柱7及连接在两个立柱7顶部的横梁8；二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ分别设置于横梁8的两侧。
[0030]如图1
‑
2所示，本技术的实施例中，纵向移动机构包括第一导轨1、第二导轨2、第一直线驱动机构、第二直线驱动机构及两个纵向驱动板4，其中第一导轨1和第二导轨2平行设置于曲面支承座的两侧，两个纵向驱动板4分别与第一导轨1和第二导轨2滑动连接，龙门框架的两个立柱7底部分别与两个纵向驱动板4连接；第一直线驱动机构设置于第一导轨1和一纵向驱动板4之间，第二直线驱动机构设置于第二导轨2与另一纵向驱动板4之间；第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步驱动龙门框架沿第一导轨1和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人三维扫描工作站，其特征在于，包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂(10)、扫描仪(11)、扫描仪数据接收端(18)及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，所述龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，所述纵向移动机构可驱动所述龙门框架沿纵向移动；所述二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ分别设置于所述龙门框架的顶部两侧，所述机械臂(10)安装在所述二维驱动机构Ⅰ上，所述扫描仪(11)设置于所述机械臂(10)的执行末端，用于对放置于所述曲面支承座上的待测件进行扫描；所述扫描仪数据接收端(18)设置于所述二维驱动机构Ⅱ上，用于接收所述扫描仪(11)发送的扫描信息。2.根据权利要求1所述的机器人三维扫描工作站，其特征在于，所述纵向移动机构包括第一导轨(1)、第二导轨(2)、第一直线驱动机构、第二直线驱动机构及两个纵向驱动板(4)，其中第一导轨(1)和第二导轨(2)平行设置于所述曲面支承座的两侧，两个纵向驱动板(4)分别与第一导轨(1)和第二导轨(2)滑动连接，所述龙门框架的两侧底部分别与两个纵向驱动板(4)连接；所述第一直线驱动机构设置于所述第一导轨(1)和一纵向驱动板(4)之间，所述第二直线驱动机构设置于第二导轨(2)与另一纵向驱动板(4)之间；所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构同步驱动所述龙门框架沿第一导轨(1)和第二导轨(2)滑动。3.根据权利要求1所述的机器人三维扫描工...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小林，郭帅，朱维金，宋扬，孙喜胜，
申请(专利权)人：天津新松机器人自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：