用于靈活加工的機(jī)器人輔助測量系統(tǒng)

去年OPW首次在斯圖加特Control展會(huì)上展出的OPW-R1型機(jī)器人測量站是一種由機(jī)器人、工作站控制系統(tǒng)、測量計(jì)算機(jī)和與測量任務(wù)相匹配的傳感元件所構(gòu)成的一種高效測量系統(tǒng)。根據(jù)不同的測量任務(wù)要求，機(jī)器人測量站則由不同的測量點(diǎn)和測量器械組成。所采用的均為標(biāo)準(zhǔn)化的零部件——從標(biāo)準(zhǔn)型工業(yè)機(jī)器人、標(biāo)準(zhǔn)測量探頭，一直到標(biāo)準(zhǔn)攝像系統(tǒng)。

　　可以使用光學(xué)、觸覺和氣動(dòng)傳感器

　　可以使用光學(xué)、觸覺和氣動(dòng)測量傳感器，利用其各自的長處。測量系統(tǒng)尤其以其良好的三維靈活性（部件多樣性、檢驗(yàn)靈敏性和檢驗(yàn)范圍廣）而見長并可涵蓋剛性多點(diǎn)位測量裝置與靈活性坐標(biāo)測量儀之間的所有要求。與各項(xiàng)測量任務(wù)的匹配則通過軟件系統(tǒng)控制進(jìn)行。測量數(shù)值被靜態(tài)或掃描動(dòng)態(tài)捕獲，評(píng)估則通過2D和3D進(jìn)行。

　　采用機(jī)器人可以完成一些特定的測量任務(wù)

　　測量系統(tǒng)的核心部分是工業(yè)機(jī)器人。但機(jī)器人并非單純只是一種操作系統(tǒng)，同時(shí)它也與測量計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，因此可以完成一些特定的測量任務(wù)。機(jī)器人移動(dòng)測量工件或測量器械。檢測方法和檢測范圍依據(jù)不同的工件類型相互協(xié)調(diào)。在工件品種繁多的情況下，則使用換件抓爪。通過單接觸技術(shù)方案，OPW-R1型機(jī)器人測量站已成為一種可快速作業(yè)的測量工作站。測量時(shí)間取決于測量范圍。當(dāng)測量范圍增大時(shí)，可以加入暫停、工具更換時(shí)間或中斷等工序。

　　例如針對OPW-R1型機(jī)器人測量站的建設(shè)：

　　部件識(shí)別：例如攝像系統(tǒng)可以識(shí)別部件并選擇出相應(yīng)的測量程序。

　　氣動(dòng)測量檢測法：氣動(dòng)測量方法以精度高和穩(wěn)定時(shí)間長而見長。它對環(huán)境影響不敏感，因此可以確保測量的精度和測量結(jié)果的可重復(fù)性。采用空氣的無接觸式測量可以避免對工件的損傷。

　　光測量檢測法：在實(shí)際工作中，傳統(tǒng)的測量技術(shù)在特殊的要求場合總會(huì)遇到其使用極限 ， 例如極端的環(huán)境負(fù)荷、很小的安裝空間、較低的質(zhì)量和較大的測量范圍以及較長的傳輸距離等。光學(xué)測量可以實(shí)現(xiàn)對物流和固體物表面的無接觸、快捷和精確的測量。

　　檢測方法：所有探測均采用測量探頭進(jìn)行，測量探頭可以與各種不同直徑的探針相配套使用。數(shù)字式氣動(dòng)可調(diào)節(jié)探頭顯得非常新穎。

　　測量計(jì)算機(jī)：工業(yè)用途的測量計(jì)算機(jī)則以數(shù)據(jù)采集開放透明、應(yīng)用靈活性強(qiáng)、操作簡便和配置優(yōu)良等特征見長。這種測量計(jì)算機(jī)擁有為數(shù)眾多的各種不同的接口。其軟件基礎(chǔ)為已經(jīng)經(jīng)過400多例實(shí)際應(yīng)用證實(shí)性能良好的OPW-QP測量軟件。

　　機(jī)器人測量站承擔(dān)測量過程自動(dòng)化的任務(wù)

　　只有在沒有操作人員可供使用和部件呈現(xiàn)多樣性的情況下，采用OPW-R1型機(jī)器人測量站才有意義。此時(shí)，測量過程為全自動(dòng)進(jìn)行，測量誤差小，所需測量時(shí)間短，而且產(chǎn)品品種通常較多，所要求的檢測任務(wù)各不相同（例如增加標(biāo)識(shí)或托盤）和檢測特征及檢測范圍各異。

　　這里以實(shí)際例子加以說明：一家汽車零部件供應(yīng)廠商有意采用測量裝置，以便對兩種不同類型的離合器外殼和減速箱外殼進(jìn)行自動(dòng)檢測。測量裝置擁有自己的控制系統(tǒng)，它在裝配、密封性檢驗(yàn)之前和清洗之后被鏈接到機(jī)器人裝料的生產(chǎn)線上。鑒于工件加工公差范圍較小、工件規(guī)格繁多和工件表面不得有刮痕等特點(diǎn)，廠家決定采用一種帶有氣動(dòng)測量探頭的測量技術(shù)方案。

　　測量裝置由兩個(gè)分別針對離合器外殼和減速箱外殼的分離式測量站構(gòu)成，工件相互分開，由一臺(tái)操作機(jī)器人以±0.5mm的定位精度進(jìn)行裝載和卸載。在工件進(jìn)入到測量站之后，工件向下沉。首先，所有檢索測量探針被引向工件位置，在此位置上校準(zhǔn)氣缸逐個(gè)抬起并作水平調(diào)節(jié)，工件在被卡緊狀態(tài)下接受測量。兩種裝置可以回轉(zhuǎn)180°，以使測量機(jī)器人達(dá)到最佳的接觸位置。

　　在接收到工件之后，擁有眾多變換測量探針和校準(zhǔn)單元的兩臺(tái)測量機(jī)器人對孔進(jìn)行測量。在一個(gè)測量循環(huán)之內(nèi)（不計(jì)裝載和卸載為110s），測量探針最多要更換七次，更換一組探針?biāo)璧臅r(shí)間大約為6s（圖3）。每種工件要經(jīng)歷兩個(gè)測量流程（即一個(gè)瞬時(shí)版和一個(gè)詳盡版），以便在兩個(gè)方向上對孔進(jìn)行掃描式檢測。在瞬時(shí)版的流程中只對最后加工工序上的孔進(jìn)行檢測。依據(jù)測量探針的不同造型，執(zhí)行一個(gè)或兩個(gè)測量循環(huán)。由于工件外形各異，孔的位置各不相同，因此采用固定式測量探針對不易觸及或妨礙測量作業(yè)的各孔進(jìn)行檢測。