CN107718049B - 一种机械手工作位置偏移的检测机构及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械手工作位置偏移的检测机构及检测方法。检测机构包括设置于机械手上方的安装板、连接于安装板的纵向的导向套、设置于导向套内并且向下伸出该导向套的尖锥杆、安装板于尖锥杆的上方设置的位移传感器及并排安装于机械手工装上端的平端柱和锥端平头柱，位移传感器的检测端抵顶所述尖锥杆的顶端，导向套内设置有限位沿，尖锥杆于限位沿的上端设置有限位端头，尖锥杆位于平端柱、锥端平头柱的上方，平端柱的顶面与锥端平头柱的顶面处于同一平面上。检测方法通过位移传感器检测尖锥杆与平端柱的顶面、锥端平头柱的顶面的相对位置，判断机械手工装的偏移方向及距离。本发明能实现自动化防错检查，成本更低，工作效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备及方法技术领域，具体涉及一种用于检测机械手工作位置偏移的机构及方法。
背景技术
在现有技术中，点胶、注油、锡焊、装配、搬运等工作过程常常由关节机器人或XYZ三轴坐标机器人来完成。关节机器人或XYZ三轴坐标机器人更换机器手上的工装、更换机械手或工作头、机器手检修等原因常常使机械手的工作位置发生偏移，使机器人工作时发生干涉。这时，需要对机械手的工作位置原点进行快速在线自动检测，以判断工作位置原点是否偏离了允许的范围。
现有技术中有用于机械手工作位置偏移的自动检测装置及方法，然而现有技术的自动检测装置及方法通常具有如下缺点：
1、使用视频摄像设备自动跟踪，视频摄像分析系统软硬件成本昂贵,占用生产节拍，影响工作效率；
2、配硬件芯棒，手动校准，效率低下，有人为误判可能，不能实现自动化防错检查；
3、配置量具，手动校准，效率低下，不能实现自动化防错检查。
因此，现有技术中亟需一种能实现自动化防错检查、成本更低、工作效率更高的机械手工作位置偏移的检测机构及检测方法。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种能实现自动化防错检查、成本更低、工作效率更高的机械手工作位置偏移的检测机构。
本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种机械手工作位置偏移的检测机构，包括设置于机械手上方的安装板、连接于安装板的纵向的导向套、设置于导向套内并且向下伸出该导向套的尖锥杆、安装板于尖锥杆的上方设置的位移传感器及并排安装于机械手工装上端的平端柱和锥端平头柱，所述位移传感器的检测端抵顶所述尖锥杆的顶端，所述导向套内设置有限位沿，所述尖锥杆于限位沿的上端设置有限位端头，所述尖锥杆位于所述平端柱、所述锥端平头柱的上方，所述平端柱的顶面与所述锥端平头柱的顶面处于同一平面上。
所述锥端平头柱的锥端锥度与所述尖锥杆的锥端锥度均为45度。
本发明的第二目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种能实现自动化防错检查、成本更低、工作效率更高的机械手工作位置偏移的检测方法。
本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：一种机械手工作位置偏移的检测方法，包括如下内容：
1）在机械手的工装上端并排安装平端柱和锥端平头柱，在平端柱、锥端平头柱上方通过导向套设置向下伸出导向套的尖锥杆，将位移传感器的检测端抵顶尖锥杆的顶端；
2）初次校准：将锥端平头柱的圆形顶面的圆心对准尖锥杆的中心位置，圆形顶面的圆心到圆形顶面边缘的距离为允许水平偏移量фB，读取并存储位移传感器数值，设为原始基准位置；
3）自动检测：使平端柱与锥端平头柱水平移动，先测平端柱的顶面，再测锥端平头柱的顶面，根据位移传感器测量值的变化，得到以下四种检测结果：
a）平端柱与锥端平头柱的高度测量值均不变，则机械手工装水平方向偏移量在фB允许范围内，设备可正常运行；
b）平端柱的高度值不变，锥端平头柱的高度值变小C值，则机械手工装水平方向偏差超出允许的фB范围，根据锥端平头柱的锥端锥度与尖锥杆的锥端锥度，计算出需要水平方向调整的距离；
c）平端柱的高度值、锥端平头柱的高度值均变大C值，则机械手工装高度方向偏高C值；
d）平端柱的高度值、锥端平头柱的高度值均变小C值，则机械手工装高度方向偏低C值。
锥端平头柱的锥端锥度与尖锥杆的锥端锥度均为45度，在自动检测时，平端柱的高度值不变，锥端平头柱的高度值变小C值，则机械手工装水平方向偏差超出允许的фB范围，需要水平方向调整C值。
本发明的有益效果是：本发明能实现自动化防错检查，成本更低，工作效率更高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的M部分的校准过程的结构示意图；
图3是图1的M部分在自动检测过程的第一检测状态结构示意图；
图4是图1的M部分在自动检测过程的第二检测状态的结构示意图；
图5是图1的M部分在自动检测过程的第三检测状态的结构示意图；
图6是图1的M部分在自动检测过程的第四检测状态的结构示意图。
在图中：1-工装；2-爪；3-工件；4-平端柱；5-锥端平头柱；6-工作点；7-安装板；8-位移传感器；9-导向套；10-尖锥杆；11-机械手。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细描述。
如图1所示，一种机械手工作位置偏移的检测机构，包括设置于机械手11上方的安装板7、连接于安装板7的纵向的导向套9、设置于导向套9内并且向下伸出该导向套9的尖锥杆10、安装板7于尖锥杆10的上方设置的位移传感器8及并排安装于机械手11工装1上端的平端柱4和锥端平头柱5，位移传感器8的检测端抵顶尖锥杆10的顶端，导向套9内设置有限位沿，尖锥杆10于限位沿的上端设置有限位端头，尖锥杆10位于平端柱4、锥端平头柱5的上方，平端柱4的顶面与锥端平头柱5的顶面处于同一平面上。
其中，导向套9为了保证尖锥杆10的测量精度，尖锥杆10与工作点6的关键位置必须确保精密定位。机械手11安装可自动更换的工装1，工装1上安装爪2，方便定位夹紧工件3，后移动机械手11，将工件3移至工作点6，按需完成检测、点胶、激光焊等等工作。
一种机械手工作位置偏移的检测方法，参见图1，包括如下内容：
1）在机械手11的工装1上端并排安装平端柱4和锥端平头柱5，在平端柱4、锥端平头柱5上方通过导向套9设置向下伸出导向套9的尖锥杆10，将位移传感器8的检测端抵顶尖锥杆10的顶端；
2）初次校准：如图2所示，将锥端平头柱5的圆形顶面的圆心对准尖锥杆10的中心位置，圆形顶面的圆心到圆形顶面边缘的距离为允许水平偏移量фB，读取并存储位移传感器8数值，设为原始基准数值；
3）自动检测：使平端柱4与锥端平头柱5水平移动，先测平端柱4的顶面，再测锥端平头柱5的顶面，根据位移传感器8测量值的变化，得到以下四种检测结果：
a）如图3所示，如果尖锥杆10的顶点落在锥端平头柱5的顶面上，位移传感器8测量值与原位置值一致，再测平端柱4，如果尖锥杆10的顶点落在端柱的顶面，位移传感器8测量值与原位置值一致，可判断机械手11的工装1运行定位正确，偏差在允许水平偏差фＢ范围内，设备可以正常运行。
b）如图4所示，先验证平端柱4的顶面与锥端平头柱5的顶面处与同一水平面上，机械手运行至校准位置，如果位移传感器8在锥端平头柱5处的测量值比平端柱4处的测量值小，可判断为水平偏差超出允许的фB范围，需要水平方向调整位置（即位移传感器8测量锥杆多伸出了C数值）。当锥端平头柱5的锥端锥度与尖锥杆10的锥端锥度均为45度，锥端平头柱5与尖锥杆10的锥度夹角取90度，方便实际位移量换算，使水平位移数值与垂直位移数值一致，这时当平端柱4的高度值不变，锥端平头柱5的高度值变化了C值，需要机械手11上的工装1在水平方向上调整位置C值。
c）如图5所示，先验证平端柱4的顶面与锥端平头柱5的顶面处与同一水平面上，再将机械手运行至校准位置，如果位移传感器8在锥端平头柱5处的测量值与在平端柱4处的测量值比原始基准数值均一直变化了Ｃ数值（即位移传感器8测量锥杆缩进了C数值），可判断为机械手11上的工装1位置在垂直方向上向上偏移Ｃ数值，设备不可以运行，需要机械手11上的工装1在垂直方向向下调整Ｃ数值。
d）如图6所示，先验证平端柱4的顶面与锥端平头柱5的顶面处与同一水平面上．再将机器人运行至校准位置，如果位移传感器8在锥端平头柱5处的测量值与在平端柱4处的测量值比原始基准数值均小了Ｃ数值（即位移传感器8测量锥杆多伸出了C数值），可判断为机械手11上的工装1位置在垂直方向上位置向下偏移了Ｃ数值，设备不可以运行，需要机械手11上的工装1在垂直方向向上调整Ｃ数值。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种机械手工作位置偏移的检测方法，其特征在于：包括如下内容：所述检测方法使用机械手工作位置偏移的检测机构，所述机械手工作位置偏移的检测机构包括设置于机械手上方的安装板、连接于安装板的纵向的导向套、设置于导向套内并且向下伸出该导向套的尖锥杆、安装板于尖锥杆的上方设置的位移传感器及并排安装于机械手工装上端的平端柱和锥端平头柱，所述位移传感器的检测端抵顶所述尖锥杆的顶端，所述导向套内设置有限位沿，所述尖锥杆于限位沿的上端设置有限位端头，所述尖锥杆位于所述平端柱、所述锥端平头柱的上方，所述平端柱的顶面与所述锥端平头柱的顶面处于同一平面上；
1）在机械手的工装上端并排安装平端柱和锥端平头柱，在平端柱、锥端平头柱上方通过导向套设置向下伸出导向套的尖锥杆，将位移传感器的检测端抵顶尖锥杆的顶端；
2）初次校准：将锥端平头柱的圆形顶面的圆心对准尖锥杆的中心位置，圆形顶面的圆心到圆形顶面边缘的距离为允许水平偏移量фB，读取并存储位移传感器数值，设为原始基准位置；
3）自动检测：使平端柱与锥端平头柱水平移动，先测平端柱的顶面，再测锥端平头柱的顶面，根据位移传感器测量值的变化，得到以下四种检测结果：
a）平端柱与锥端平头柱的高度测量值均不变，则机械手工装水平方向偏移量在фB允许范围内，设备可正常运行；
b）平端柱的高度值不变，锥端平头柱的高度值变小C值，则机械手工装水平方向偏差超出允许的фB范围，根据锥端平头柱的锥端锥度与尖锥杆的锥端锥度，计算出需要水平方向调整的距离；
c）平端柱的高度值、锥端平头柱的高度值均变大C值，则机械手工装高度方向偏高C值；
d）平端柱的高度值、锥端平头柱的高度值均变小C值，则机械手工装高度方向偏低C值。
2.根据权利要求1所述的机械手工作位置偏移的检测方法，其特征在于：锥端平头柱的锥端锥度与尖锥杆的锥端锥度均为45度，在自动检测时，平端柱的高度值不变，锥端平头柱的高度值变小C值，则机械手工装水平方向偏差超出允许的фB范围，需要水平方向调整C值。
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