[实用新型]利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构

说明书

一种利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构，包括底座，底座上设置有六轴工业机器人，六轴工业机器人的输出端安装有测头，测头的检测范围内设置有工件，工件位于六轴工业机器人的一侧，底座上设置有转台，工件位于转台上。本实用新型有益的效果是：降低成本，利用通用的工业机器人即可达到高精度测量，不用部署高成本的测量装置；提高效率，利用工业机器人的柔性可实现工件测量要求的快速切换；通过在线测量可实现生产过程中质量闭环，实现真正的智能制造。

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构。

背景技术

目前，工厂一般采用三坐标仪或专用量具等绝对精度量仪来测量机加工件的尺寸和形状公差，它的测量方法是采用接触式测头打点或扫描的方式获得接触点的三维绝对坐标点，然后利用算法计算空间三维关系确定误差。它的测量精度会收到温度、振动等环境因素的影响。而且三坐标的控制系统相对封闭，无法满足和车间其他设备之间的数据交互，从而基本上无法在产线上进行在线测量。

目前通常说的工业六轴机器人精度指的是机器人的定位精度和重复定位精度。定位精度指的是机器人手部实际到达位置和目标位置之间的差异。重复定位精度指的是机器人重新定位其手部于同一目标位置的能力。工业机器人仅具有较高的重复定位精度，并不具备足够高的绝对定位精度。从常规的指标来说一般精密工业机器人定位精度约为0.05mm，重复定位精度约为0.01mm。和三坐标相比定位精度相差一个数量级，无法达到机加工件的精度测量要求。但是工业机器人控制器具备有良好的网络通讯能力，可实现与现有控制网络的对接，非常适合进行在线使用。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构，利用通用的六自由度机器人携带测量传感器来实现在线高精度测量机械加工件的尺寸和形位公差。通过一般的六轴机器人的高重复定位精度来实现高精度的在线测量要求。对比被测件在绝对测量设备和本测量方法的测量值，间接通过三坐标的测量值得到被测件的实际误差。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构，包括底座，底座上设置有六轴工业机器人，六轴工业机器人的输出端安装有测头，测头的检测范围内设置有工件，工件位于六轴工业机器人的一侧，底座上设置有转台，工件位于转台上。

底座采用大理石底座。

测头采用接触式测头、触发式测头中的任意一种。

上述的利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构的测量方法，包括如下步骤：

S1、测量准备，准备一个样件，先在三坐标测量仪上对待测项目，尺寸或形位进行测量，获得待测项目的基准值；

S2、样件测量，测量机器人对样件的待测项目进行测量，获得待测项目的测量值，由于测量机器人在工序间测量，测量值包含了温度、振动引起的机器误差；

利用测量机器人对样件测量时，为了保证机器人的测量运动在最佳的重复精度工作区，将工件放置在一个转台上，根据测量要求配合机器人进行各个项目的测量，大于90％的机器人在最佳的重复精度工作区域内重复精度小于0.005mm，能满足非超精密机加件的精度要求；

S3、误差校正，将样件待测项目的测量值和标准值作比较，记录差值，将该差值作为误差进行校正，获得正确的值，当环境温度或振动值超过一定的值后则利用样件重新进行样件测量和误差校正；

S4、持续测量，后续的零件测量值将按照补偿后的数据进行计算，获得和三坐标一致的测量精度。

本实用新型有益的效果是：本实用新型的利用六自由度机器人实现在线高精度测量的机构及其测量方法，具备如下的优点：

一、降低成本，利用通用的工业机器人即可达到高精度测量，不用部署高成本的测量装置；