机器人辅助上料的自动测量系统的制作方法

1.本发明涉及测量设备技术领域，尤其是机器人辅助上料的自动测量系统。


背景技术：

2.自动测量可以只测量一个参数，也可以同时或连续不断地测量一个工件的多个参数，有主动测量和线外自动测量两种。例如光学影像测量仪是一种非接触式的测量设备，具有快速高效的优点。目前市场上最常见的为二次元光学影像测量仪，测量产品的长、宽等基本尺寸以及其包含的孔或凹槽等其他几何尺寸。
3.自动测量仪由于其使用习惯，需要对工件的多个角度进行测量得到综合的参数，因而其在测量时需要进行工件的旋转，常用于测量仪固定工件的结构常常是夹具，在夹持工件时，测量仪仅能够对工件的顶面进行测量，在同一状态下很难对工件的侧面进行测量，因为夹具本身会作用于工件的侧面，因而获取的信息较少，需要对工件进行多次翻面才可以获得较全面的数据，而翻面操作较为复杂，一般需要人工操作，一定程度上影响了工作效率；为此，我们提出一种机器人辅助上料的自动测量系统，其包含了一种利用吸力自动固定工件的结构，在此结构下工件可以在一个状态下同时进行工件侧面的测量，使用也方便，同时工件翻面时由于不需要夹具的配合，仅利用机械臂就可以完成，因而无需人工操作。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的机器人辅助上料的自动测量系统。本发明所设计的机器人辅助上料的自动测量系统，包括工作台、送料组件、控制机、安装于工作台上的测量头和用于调节测量头的测量头调节机构，还包括机器人抓取机构以及安装于工作台上的上料支撑组件；其中机器人抓取机构包括机器人手臂系统以及机器人调节结构，所述机器人抓取机构整体与所述控制机电性连接；工作台上开设有u型导轨槽，并在u型导轨槽上限位滑移设置所述上料支撑组件；上料支撑组件包括支撑台、安装于支撑台中部的转台、转台中部安装的固定部以及固定部底部设置的感应组件，其中支撑台在安装转台的内腔中设置有驱动连接部，并通过驱动连接部提供转台的转动力；感应组件包括固定部底部外周的限位台阶、感应子件、定位板以及安装于定位板顶部的感应母件；转台中心处设有安装固定部的安装槽，安装槽包括第一阶孔和直径大于第一阶孔的第二阶孔，第一阶孔和第二阶孔相接形成台阶面，固定部由安装槽底部插入后限位台阶与台阶面限位，定位板与转台的底部之间通过螺钉固定，并且在定位板外周设置有弹簧，弹簧的顶部作用于限位台阶，感应子件以及感应母件二者的外圈直径均小于弹簧的内圈直径，感应母件的顶部设有配合感应子件的感应槽，在定位板的底部设有连接件，并通过连接件连接有用于吸紧工件的动力部。
5.作为动力部的一个方案，所述动力部包括气导管以及吸气装置，吸气装置与感应部、控制机均电性连接；当工件安装后，工件挤压固定部使得感应子件进入感应母件的感应槽中，感应母件发送信号给控制机并控制吸气装置运行，使得在固定部的内腔中形成向下
的吸力吸住并固定工件。
6.作为动力部的另一个方案，所述动力部包括电性连接与控制机的电磁铁结构，电磁铁结构安装于连接件上，当工件安装后，工件挤压固定部使得感应子件进入感应母件的感应槽中，感应母件发送信号给控制机并控制电磁铁结构运行，使得在固定部处形成向下的吸力吸住并固定工件，此时工件选择可被电磁铁吸附的材质。
7.本发明中的感应子件设置为导电环，在感应母件的感应槽中设置对应的导电通路，当感应子件进入到感应槽中后导电通路接通，此时使得感应母件发出信号给控制机并进行动力部的控制启闭。
8.进一步的，所述支撑台的底部固定安装有支撑架，所述支撑架上开有若干孔槽并在中部预留有用于连接件和动力部安装的槽口。
9.进一步的，所述支撑架的两侧设置有支撑件滑轨，支撑台通过支撑架整体滑移于支撑件滑轨上，其中支撑件滑轨为电动滑轨。
10.进一步的，工作台的顶部开有梯形凹槽，梯形凹槽的下方设置有梯形的滑移槽，滑移槽顶部与梯形凹槽之间形成开设u型导轨槽的实心板体；滑移槽上在u型导轨槽的开口端一侧设置有下料台，下料台形成有朝向工作台外部的倾斜面；支撑台移动至下料台处时动力部关闭，此时支撑台由支撑件滑轨迅速返回，工件由于其惯性脱离支撑台并落入下料台上。
11.进一步的，机器人调节结构包括安装于工作台侧面中下方的丝杆滑台以及滑移于丝杆滑台上的滑板组件，滑板组件的顶部固定安装有固定台，固定台的顶部安装有所述机器人手臂系统。
12.进一步的，机器人手臂系统包括第一调节部、第二调节部、第三调节部以及抓取面板，抓取面板上安装有用于工件抓取的抓取部；第一调节部、第二调节部和第三调节部依次相接形成一个三自由度的机械手臂。
13.进一步的，测量头调节机构包括横向滑移设置于工作台上的第一调节导轨、第一调节导轨顶部固定安装的第二调节导轨、第二调节导轨上滑移设置的第三调节导轨以及第三调节导轨上滑移安装的升降部，所述测量头安装于升降部的底部。
14.本发明所设计的机器人辅助上料的自动测量系统，通过设置的机器人抓取机构在送料组件上进行工件的抓取，抓取后将工件送到上料支撑组件上，工件下压固定部使得固定部底部的感应子件嵌入到感应母件的感应槽中，此时感应母件会自动发送信号给控制机，控制机控制动力部运行以吸紧工件；同时，在工件放置于固定部时，也会由弹簧提供一定缓冲，从而防止工件落入上料支撑组件上时对部件造成冲击；弹簧的另一个作用是，在工件经过测量卸载后固定部自动被弹簧顶起到达指定位置；固定部由安装槽底部(即第二阶孔)处插入，随后装入弹簧，最后将定位板通过螺钉固定的方式安装到转台的底部，此时固定部底部的限位台阶限位抵在第一阶孔和第二阶孔相接形成台阶面上，而感应子件和感应母件都在弹簧的内圈中不受影响，且固定部下压弹簧时感应子件会嵌入感应母件的感应槽中并使得感应母件识别感应子件的插入装置，进而与控制机连接控制动力部启动以固定工件。
附图说明
15.图1是整体结构示意图；
16.图2是另一个角度下的整体结构示意图；
17.图3是该测量系统的正视图；
18.图4是上料支撑组件的结构示意图；
19.图5是图4的剖视结构示意图；
20.图6是感应子件和感应母件处的分散结构示意图；
21.图7是上料支撑组件部分零件装配后的剖视示意图。
22.图中：1、测量头调节机构；2、机器人抓取机构；21、丝杆滑台；22、滑板组件；23、固定台；24、第一调节部；25、第二调节部；26、抓取面板；3、上料支撑组件；301、支撑台；302、转台；303、固定部；304、支撑架；305、驱动连接部；361、第一阶孔；362、第二阶孔；307、限位台阶；308、感应子件；309、弹簧；310、感应母件；311、感应槽；312、定位板；313、连接件；4、送料组件；5、工作台；6、下料台；7、控制台；8、控制机；9、测量头；10、滑移槽；11、支撑件滑轨；12、第一调节导轨；13、第二调节导轨；14、第三调节导轨；15、升降部；16、气导管。
具体实施方式
23.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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例：
25.如图1-7所示，本实施例所描述的机器人辅助上料的自动测量系统，包括工作台5、送料组件4、控制机8、安装于工作台5上的测量头9和用于调节测量头的测量头调节机构1，还包括机器人抓取机构2以及安装于工作台5上的上料支撑组件3，测量头9和测量头调节机构1可以选用现有适合于本发明中使用的技术；
26.其中机器人抓取机构2包括机器人手臂系统以及机器人调节结构，机器人抓取机构2整体与控制机8电性连接，机器人手臂系统的具体结构以及控制原理均可从现有的机械臂中进行挑选；测量头9也是现有技术，其测量的工作原理不做赘述；
27.本实施例中，在工作台5上开设有u型导轨槽，并在u型导轨槽上限位滑移设置上料支撑组件3，参照图1，u型导轨槽在底部边缘处还设有用于支撑起上料支撑组件3的支撑板；
28.如图4-7所示，上料支撑组件3包括支撑台301、安装于支撑台301中部的转台302、转台302中部安装的固定部303以及固定部303底部设置的感应组件，其中支撑台301在安装转台302的内腔中设置有驱动连接部305，并通过驱动连接部305提供转台302的转动力，例如可以在驱动连接部305内设置传动齿轮，而转台302边缘处设置有配合的传动齿，通过传动齿轮带动传动齿以进行转台302的旋转控制；
29.感应组件包括固定部303底部外周的限位台阶307、感应子件308、定位板312以及安装于定位板312顶部的感应母件310；转台302中心处设有安装固定部303的安装槽，安装槽包括第一阶孔361和直径大于第一阶孔的第二阶孔362，第一阶孔和第二阶孔362相接形成台阶面，固定部303由安装槽底部插入后限位台阶307与台阶面限位，定位板312与转台
302的底部之间通过螺钉固定，并且在定位板312外周设置有弹簧309，弹簧309的顶部作用于限位台阶307，感应子件308以及感应母件310二者的外圈直径均小于弹簧309的内圈直径，感应母件310的顶部设有配合感应子件308的感应槽311，在定位板312的底部设有连接件313，并通过连接件313连接有用于吸紧工件的动力部；在动力部吸紧工件后，此时转台转动一定角度可以使得工件进行一定角度的旋转，从而使得测量仪可以对工件的多个角度进行测量，得到更为全面的数据信息，而对于工件不同表面的测量可以通过机器人抓取机构抓取工件并改变工件的实际测量面，其工作原理则属于现有技术；在本实施例下的工件抓取简单且全自动，传统用于工件抓取的零件往往会在工件的其他表面进行作用，例如夹具等，会对测量造成一定程度的影响，而本实施例提供的工件固定方式则不会影响其他表面，当工件稳定吸紧后，可以进行多角度测量，且转台302转动即可实现工件的角度旋转；在此结构下工件可以在一个状态下同时进行工件侧面的测量，使用也方便，同时工件翻面时由于不需要夹具的配合，仅利用机器人抓取机构就可以完成，因而无需人工操作。
30.在本实施例中，工件由机器人抓取机构2在送料组件4上进行工件的抓取，送料组件4可以设置为传送带，稳定且提供设定频率的上料，抓取后将工件送到上料支撑组件3上，工件置于上料支撑组件3上后，工件下压固定部303使得固定部底部的感应子件308嵌入到感应母件310的感应槽中，此时感应母件310会自动发送信号给控制机8，控制机8控制动力部运行以吸紧工件，在本实施例中的吸紧工件可以是利用气动的吸盘组件也可以是电磁铁组件，其中电磁铁组件仅适用于可以被磁铁吸附的工件，当然在简单的替换中，固定工件也可以选择其他方式，当固定部下压促使感应组件自动地控制控制机8进行工件的固定均可；同时，在工件放置于固定部303时，也会由弹簧309提供一定缓冲，从而防止工件落入上料支撑组件3上时对部件造成冲击；弹簧309的另一个作用是，在工件经过测量卸载后固定部303自动被弹簧309顶起到达指定位置；同时，在本实施例中，如图6、7所示，固定部303由安装槽底部(即第二阶孔362)处插入，随后装入弹簧309，最后将定位板312通过螺钉固定的方式安装到转台302的底部，此时固定部303底部的限位台阶307限位抵在第一阶孔和第二阶孔362相接形成台阶面上，而感应子件308和感应母件310都在弹簧309的内圈中不受影响，且固定部303下压弹簧时感应子件308会嵌入感应母件310的感应槽中并使得感应母件310识别感应子件308的插入装置，进而与控制机8连接控制动力部启动以固定工件；在本实施例中，无需人工操作，实现了全自动的测量。
31.作为动力部的优选方案，动力部包括气导管16以及吸气装置，吸气装置与感应部、控制机均电性连接；当工件安装后，工件挤压固定部303使得感应子件308进入感应母件310的感应槽中，感应母件310发送信号给控制机并控制吸气装置运行，使得在固定部303的内腔中形成向下的吸力吸住并固定工件，其中吸气装置运行时，在固定部303处产生吸力，可以对工件的底部进行吸紧使得工件在测量时不易于移动，图7中为安装了气导管后的示意图，气导管16在转台302转动时并不会受到限制，因为气导管16本身就可以进行弯曲、旋转等操作，只要使用后复位即可，在本实施例中抓取工件的方式仅存在与工件底部，因而对于工件表面并没有影响。
32.作为动力部的另一种优选方案，动力部包括电性连接与控制机8的电磁铁结构，电磁铁结构安装于连接件313上，当工件安装后，工件挤压固定部303使得感应子件308进入感应母件310的感应槽中，感应母件310发送信号给控制机并控制电磁铁结构运行，使得在固
定部303处形成向下的吸力吸住并固定工件，此时工件选择可被电磁铁吸附的材质。
33.感应组件在设置时，可以将感应子件308设置为导电环，在感应母件310的感应槽中设置对应的导电通路，当感应子件308进入到感应槽中后导电通路接通，此时使得感应母件310发出信号给控制机并进行动力部的控制启闭；也可以将感应子件308设置为普通凸起，在感应槽的底部设置压力传感器，当感应子件底部接触压力传感器时，可以根据实际压力大小来判断工件是否安装到上料支撑组件3上，进而促使感应母件发出信号给控制机进行对应的动作。
34.如图4所示，支撑台301的底部固定安装有支撑架304，支撑架304上开有若干孔槽并在中部预留有用于连接件313和动力部安装的槽口；在支撑架304的两侧设置有支撑件滑轨11，支撑台301通过支撑架304整体滑移于支撑件滑轨11上，其中支撑件滑轨11为电动滑轨；工作台5的顶部开有梯形凹槽，梯形凹槽的下方设置有梯形的滑移槽10，滑移槽10顶部与梯形凹槽之间形成开设u型导轨槽的实心板体；滑移槽10上在u型导轨槽的开口端一侧设置有下料台6，下料台6形成有朝向工作台5外部的倾斜面；支撑台301移动至下料台6处时动力部关闭，此时支撑台301由支撑件滑轨11迅速返回进入下一个工件的测量，而上一个工件由于其惯性脱离支撑台301并落入下料台6上；其中下料台6可设置为橡胶等材质以减少工件落入后的冲击。
35.提出一种机器人调节结构的可选方案，机器人调节结构安装于工作台5侧面中下方的丝杆滑台21以及滑移于丝杆滑台21上的滑板组件22，滑板组件22的顶部固定安装有固定台23，固定台23的顶部安装有机器人手臂系统；机器人手臂系统包括第一调节部24、第二调节部25、第三调节部以及抓取面板26，抓取面板26上安装有用于工件抓取的抓取部；第一调节部24、第二调节部25和第三调节部依次相接形成一个三自由度的机械手臂，机器人手臂系统通过第一调节部24、第二调节部25、第三调节部具有三自由度，配合抓取面板26和抓取部可进行工件抓取，上述第一调节部24、第二调节部25、第三调节部的机械臂为现有技术，其工作原理并不是本发明解决问题的方案，因为不做赘述；通过丝杆滑台21可以驱动机器人手臂系统横移，以方便调节。
36.本发明中的测量头调节机构1包括横向滑移设置于工作台5上的第一调节导轨12、第一调节导轨12顶部固定安装的第二调节导轨13、第二调节导轨13上滑移设置的第三调节导轨14以及第三调节导轨14上滑移安装的升降部15，测量头9安装于升降部15的底部，通过上述调节导轨的设置使得测量头9可以进行正常工作。
37.本实施例在实施时，工件由机器人抓取机构2在送料组件4上进行工件的抓取，抓取后将工件送到上料支撑组件3上，工件下压固定部303使得固定部底部的感应子件308嵌入到感应母件310的感应槽中，此时感应母件310会自动发送信号给控制机8，控制机8控制动力部运行以吸紧工件；同时，在工件放置于固定部303时，也会由弹簧309提供一定缓冲，从而防止工件落入上料支撑组件3上时对部件造成冲击；弹簧309的另一个作用是，在工件经过测量卸载后固定部303自动被弹簧309顶起到达指定位置；固定部303由安装槽底部(即第二阶孔362)处插入，随后装入弹簧309，最后将定位板312通过螺钉固定的方式安装到转台302的底部，此时固定部303底部的限位台阶307限位抵在第一阶孔和第二阶孔362相接形成台阶面上，而感应子件308和感应母件310都在弹簧309的内圈中不受影响，且固定部303下压弹簧时感应子件308会嵌入感应母件310的感应槽中并使得感应母件310识别感应子件
308的插入装置，进而与控制机8连接控制动力部启动以固定工件。
38.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种机器人辅助上料的自动测量系统，包括工作台(5)、送料组件(4)、控制机(8)、安装于工作台(5)上的测量头(9)和用于调节测量头的测量头调节机构(1)，其特征在于：还包括机器人抓取机构(2)以及安装于工作台(5)上的上料支撑组件(3)；机器人抓取机构(2)，包括机器人手臂系统以及机器人调节结构，所述机器人抓取机构(2)整体与所述控制机(8)电性连接；工作台(5)上开设有u型导轨槽，并在u型导轨槽上限位滑移设置所述上料支撑组件(3)；上料支撑组件(3)包括支撑台(301)、安装于支撑台(301)中部的转台(302)、转台(302)中部安装的固定部(303)以及固定部(303)底部设置的感应组件；感应组件包括固定部(303)底部外周的限位台阶(307)、感应子件(308)、定位板(312)以及安装于定位板(312)顶部的感应母件(310)；转台(302)中心处设有安装固定部(303)的安装槽，安装槽包括第一阶孔(361)和直径大于第一阶孔的第二阶孔(362)，第一阶孔和第二阶孔(362)相接形成台阶面，固定部(303)由安装槽底部插入后限位台阶(307)与台阶面限位，定位板(312)与转台(302)的底部之间通过螺钉固定，并且在定位板(312)外周设置有弹簧(309)，弹簧(309)的顶部作用于限位台阶(307)，感应子件(308)以及感应母件(310)二者的外圈直径均小于弹簧(309)的内圈直径，感应母件(310)的顶部设有配合感应子件(308)的感应槽(311)，在定位板(312)的底部设有连接件(313)，并通过连接件(313)连接有用于吸紧工件的动力部。2.根据权利要求1所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，所述动力部包括气导管(16)以及吸气装置，吸气装置与感应部、控制机均电性连接；当工件安装后，工件挤压固定部(303)使得感应子件(308)进入感应母件(310)的感应槽中，感应母件(310)发送信号给控制机并控制吸气装置运行，使得在固定部(303)的内腔中形成向下的吸力吸住并固定工件。3.根据权利要求1所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，所述动力部包括电性连接与控制机(8)的电磁铁结构，电磁铁结构安装于连接件(313)上，当工件安装后，工件挤压固定部(303)使得感应子件(308)进入感应母件(310)的感应槽中，感应母件(310)发送信号给控制机并控制电磁铁结构运行，使得在固定部(303)处形成向下的吸力吸住并固定工件，此时工件选择可被电磁铁吸附的材质。4.根据权利要求1所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，所述感应子件(308)设置为导电环，在感应母件(310)的感应槽中设置对应的导电通路，当感应子件(308)进入到感应槽中后导电通路接通，此时使得感应母件(310)发出信号给控制机并进行动力部的控制启闭。5.根据权利要求1所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，所述支撑台(301)的底部固定安装有支撑架(304)，所述支撑架(304)上开有若干孔槽并在中部预留有用于连接件(313)和动力部安装的槽口。6.根据权利要求5所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，所述支撑架(304)的两侧设置有支撑件滑轨(11)，支撑台(301)通过支撑架(304)整体滑移于支撑件滑轨(11)上，其中支撑件滑轨(11)为电动滑轨。7.根据权利要求6所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，工作台(5)的
顶部开有梯形凹槽，梯形凹槽的下方设置有梯形的滑移槽(10)，滑移槽(10)顶部与梯形凹槽之间形成开设u型导轨槽的实心板体；滑移槽(10)上在u型导轨槽的开口端一侧设置有下料台(6)，下料台(6)形成有朝向工作台(5)外部的倾斜面；支撑台(301)移动至下料台(6)处时动力部关闭，此时支撑台(301)由支撑件滑轨(11)迅速返回，工件由于其惯性脱离支撑台(301)并落入下料台(6)上。8.根据权利要求1所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，机器人调节结构包括安装于工作台(5)侧面中下方的丝杆滑台(21)以及滑移于丝杆滑台(21)上的滑板组件(22)，滑板组件(22)的顶部固定安装有固定台(23)，固定台(23)的顶部安装有所述机器人手臂系统。9.根据权利要求8所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，机器人手臂系统包括第一调节部(24)、第二调节部(25)、第三调节部以及抓取面板(26)，抓取面板(26)上安装有用于工件抓取的抓取部；第一调节部(24)、第二调节部(25)和第三调节部依次相接形成一个三自由度的机械手臂。10.根据权利要求1-9任一项所述的机器人辅助上料的自动测量系统，其特征在于，测量头调节机构(1)包括横向滑移设置于工作台(5)上的第一调节导轨(12)、第一调节导轨(12)顶部固定安装的第二调节导轨(13)、第二调节导轨(13)上滑移设置的第三调节导轨(14)以及第三调节导轨(14)上滑移安装的升降部(15)，所述测量头(9)安装于升降部(15)的底部。

技术总结
本发明所公开的机器人辅助上料的自动测量系统，包括工作台、送料组件、控制机、安装于工作台上的测量头和用于调节测量头的测量头调节机构，还包括机器人抓取机构以及安装于工作台上的上料支撑组件；其中机器人抓取机构包括机器人手臂系统以及机器人调节结构，所述机器人抓取机构整体与所述控制机电性连接；工作台上开设有U型导轨槽，并在U型导轨槽上限位滑移设置所述上料支撑组件。本发明将工件送到上料支撑组件上时感应子件嵌入到感应母件的感应槽中，此时感应母件会自动发送信号给控制机，控制机控制动力部运行以吸紧工件；同时由弹簧提供一定缓冲，从而防止工件落入上料支撑组件上时对部件造成冲击。组件上时对部件造成冲击。组件上时对部件造成冲击。


技术研发人员：陈高辉
受保护的技术使用者：浙江雄鹰科菲帝科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/9/23