專利名稱：一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車制造領域，尤其涉及一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法。
背景技術：
工業(yè)機器人(Industrial Robot)是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器人。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。它們通常配有機械手、刀具或其它可裝配的加工工具，能夠搬運材料、工件，完成各種作業(yè)是一種柔性自動化設備。受國家宏觀政策調控及居民消費水平提高的影響，我國汽車工業(yè)進入了一個高速增長期。面對這種局面，國際汽車巨頭紛紛進入中國市場并與我國企業(yè)合資設廠或擴大原有生產(chǎn)規(guī)模，國內(nèi)企業(yè)也紛紛轉型或加大對汽車行業(yè)的投資，整個行業(yè)增產(chǎn)擴能增加了對工業(yè)機器人需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，最近幾年國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機器人有超過一半是提供給汽車行業(yè)的。汽車工業(yè)是全球制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車品質要求越來越高，而使用自動化設備，取代人工的生產(chǎn)是其重要措施之一。許多過去由人工完成的制造工藝過程正逐漸由先進的機械自動化生產(chǎn)設備來實現(xiàn)，由此引發(fā)了對機械自動化制造工藝設備及生產(chǎn)線越來越多的需求。現(xiàn)有技術中的一般采用人工進行工件測量，其測量精度較低，容易出現(xiàn)偏差，對汽車組裝帶來潛在危害，并且其工作效率較低，工人直接接觸工件，在測量過程中容易損害工件，增加企業(yè)制造成本。因此，現(xiàn)有技術還有待于更進一步的改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法，以提高測量精度，為下一工序提供精準的測量結果。本發(fā)明的技術方案如下:一種激光測量系統(tǒng)，其包括一激光測量機器人與用于控制所述激光測量機器人運行的機器人控制裝置，所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通過一可編程邏輯控制器通信連接，其中，所述激光測量機器人上設置有一激光測量裝置；所述激光測量系統(tǒng)包括一控制中心，所述控制中心內(nèi)設置有一數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)分析單元通過轉換器與一檢測報警裝置通信連接，所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置通信連接，所述控制中心與所述機器人控制裝置通信連接；所述檢測報警裝置將所述激光測量裝置的測量結果反饋至所述控制中心進行數(shù)據(jù)分析。所述的激光測量系統(tǒng)，其中，所述激光測量裝置包括一激光測量儀與一用于固定工件的工件夾具，所述激光測量儀與所述工件夾具相適配；所述工件夾具將工件夾緊固定，所述激光測量儀對工件進行測量。
所述的激光測量系統(tǒng)，其中，所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通過電機供電電纜及編碼線通信連接。所述的激光測量系統(tǒng)，其中，所述激光測量機器人包括:初始化模塊，用于對所述激光測量機器人進行初始化；零點確認模塊，用于確認所述激光測量機器人各軸角度、零點是否準確；地址分配模塊，用于設置所述機器人控制裝置主網(wǎng)絡地址、所述激光測量機器人從網(wǎng)絡地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述激光測量裝置的坐標；機器人編程模塊，用于設定所述激光測量裝置的運動軌跡，設定I/O信號與外界的交互；通訊模塊，用于與所述可編程邏輯控制器交互信號，指揮所述激光測量裝置對工件進行測量；測量控制模塊，用于根據(jù)預先設定的所述激光測量裝置之運動軌跡控制所述激光測量裝置運動，完成測量；所述初始化模塊、所述零點確認模塊、所述地址分配模塊、所述機器人編程模塊、所述通訊模塊與所述測量控制模塊依次通信連接。一種激光測量方法，其包括以下步驟:對激光測量機器人上電初始化并進行零點校正，確定所述激光測量機器人在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置；然后確定激光測量裝置的工作坐標，機器人控制裝置控制所述激光測量機器人完成對工件的激光測量。所述的激光測量方法，其中，上述步驟具體的包括:A、初始化模塊對所述激光測量機器人初始化，然后零點確認模塊確認所述激光測量機器人各軸角度并同步進行零點校正；B、地址分配模塊設置所述機器人控制裝置的主網(wǎng)絡地址與所述激光測量機器人的從網(wǎng)絡地址，使所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置相連接，定義所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置的坐標；C、所述地址分配模塊將所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置的坐標發(fā)送至機器人編程模塊，所述機器人編程模塊設定所述激光測量裝置的運動軌跡，并將所述激光測量裝置的運動軌跡發(fā)送至測量控制模塊，所述測量控制模塊根據(jù)預先設定之所述激光測量裝置的運動軌跡控制所述激光測量裝置對工件進行激光測量。所述的激光測量方法，其中，上述步驟具體的包括:確定所述激光測量機器人在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置；對所述激光測量機器人上電并初始化；對所述激光測量機器人進行零點校正；所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通信連接，并確定所述激光測量裝置的坐標；校正預先編程所述激光測量裝置的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差；確定并優(yōu)化所述激光測量裝置的運動軌跡，控制所述激光測量裝置運動完成激光測量。本發(fā)明提供的一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法，激光測量機器人、機器人控制裝置、可編程邏輯控制器、激光測量裝置與控制中心的機構模式，能夠自動完成對工件的測量過程，完全取代人工測量，與傳統(tǒng)的由人工進行測量相比，有效提高了測量過程的自動化程度及測量的精度，降低了測量過程中的誤差，減少了操作者的勞動強度，節(jié)約了時間，降低了產(chǎn)品制造成本。


圖1為本發(fā)明中激光測量系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明中激光測量機器人的結構示意圖；圖3為本發(fā)明中激光測量方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種激光測量系統(tǒng)，如圖1所示的，其包括一激光測量機器人I與用于控制所述激光測量機器人I運行的機器人控制裝置2，所述激光測量機器人I與所述機器人控制裝置2通過一可編程邏輯控制器3通信連接，增強了對所述激光測量機器人I的控制。并且所述激光測量機器人I上設置有一激光測量裝置4 ;所述激光測量系統(tǒng)包括一控制中心5，所述控制中心5內(nèi)設置有一數(shù)據(jù)分析單元6，所述數(shù)據(jù)分析單元6通過轉換器與一檢測報警裝置7通信連接，所述檢測報警裝置7與所述激光測量裝置4通信連接，所述控制中心5與所述機器人控制裝置2通信連接；所述檢測報警裝置7將所述激光測量裝置4的測量結果反饋至所述控制中心5進行數(shù)據(jù)分析。采用激光測量替代人工測量，提高了測量精度，為下一工序提供精準的測量結果，比如在焊接工藝中，精準的測量結果，可以使工件焊接處更美觀。而且所述激光測量機器人I與所述機器人控制裝置2通過電機供電電纜及編碼線通信連接，降低了激光測量系統(tǒng)的測量成本。更進一步的，所述激光測量裝置4包括一激光測量儀與一用于固定工件的工件夾具，所述激光測量儀與所述工件夾具相適配；所述工件夾具將工件夾緊固定，所述激光測量儀對工件進行測量。在本發(fā)明的另一較佳實施例中，所述激光測量機器人I包括:初始化模塊8，用于對所述激光測量機器人I進行初始化；零點確認模塊9，用于確認所述激光測量機器人I各軸角度、零點是否準確；地址分配模塊10，用于設置所述機器人控制裝置2主網(wǎng)絡地址、所述激光測量機器人I從網(wǎng)絡地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述激光測量裝置4的坐標；機器人編程模塊11，用于設定所述激光測量裝置4的運動軌跡，設定I/O信號與外界的交互；通訊模塊12，用于與所述可編程邏輯控制器3交互信號，指揮所述激光測量裝置4對工件進行測量；測量控制模塊13，用于根據(jù)預先設定的所述激光測量裝置4之運動軌跡控制所述激光測量裝置4運動，完成測量；
所述初始化模塊8、所述零點確認模塊9、所述地址分配模塊10、所述機器人編程模塊11、所述通訊模塊12與所述測量控制模塊13依次通信連接，更進一步提高了所述激光測量機器人I測量的準度。本發(fā)明還提供了一種激光測量方法，如圖3所示的，其包括以下步驟:步驟101:對激光測量機器人I上電初始化并進行零點校正，確定所述激光測量機器人I在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置；然后確定激光測量裝置4的工作坐標，機器人控制裝置2控制所述激光測量機器人I完成對工件的激光測量。通過所述激光測量機器人I對工件進行測量，替代人工對工件測量，提高了測量的準確度與測量效率。更進一步的，所述步驟101具體的包括:初始化模塊8對所述激光測量機器人I初始化，然后零點確認模塊9確認所述激光測量機器人I各軸角度并同步進行零點校正；然后地址分配模塊10設置所述機器人控制裝置2的主網(wǎng)絡地址與所述激光測量機器人I的從網(wǎng)絡地址，使所述激光測量機器人I與所述機器人控制裝置2相連接，定義所述檢測報警裝置7與所述激光測量裝置4的坐標；最后所述地址分配模塊10將所述檢測報警裝置7與所述激光測量裝置4的坐標發(fā)送至機器人編程模塊11，所述機器人編程模塊11設定所述激光測量裝置4的運動軌跡，并將所述激光測量裝置4的運動軌跡發(fā)送至測量控制模塊13，所述測量控制模塊13根據(jù)預先設定之所述激光測量裝置4的運動軌跡控制所述激光測量裝置4對工件進行激光測量。為了更進一步的描述本發(fā)明，以下列舉更詳盡的實施例，其具體的包括:確定所述激光測量機器人I在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置；對所述激光測量機器人I上電并初始化；對所述激光測量機器人I進行零點校正；所述激光測量機器人I與所述機器人控制裝置2通信連接，并確定所述激光測量裝置4的坐標；校正預先編程所述激光測量裝置4的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差；確定并優(yōu)化所述激光測量裝置4的運動軌跡，控制所述激光測量裝置4運動完成激光測量。其更為具體的，下面提供一段對所述激光測量機器人I所編譯的激光測量程序，來解釋上述功能是如何實現(xiàn)的，應當理解的是，可以采用其他形式的代碼來實現(xiàn)，不限于所述舉例。主程序:Pl PTP VB= 100%VE=0% ACC=100% Wzg=ISPSTrig=0[l/100s]
FBOnl = EIN開行條件，即運行SPS指令的前提條件
SPSMAKR099 = !FlOOFlOO=AUS 時執(zhí)行此程序，A19-A976 關閉；當程序正常運行完后不執(zhí)行此語句
SPSMAKR096 = EIN等待原位信號A15，M1-M24關閉
SPSMAKR081 =EIN不在滾床和夾具的干涉區(qū)信號打開，即與滾床夾具無干涉
SPSMAKR082 = EIN不在機器人千涉區(qū)信號打開
SPSMAKR095 = EIN機械安全Ml和滑板在原位Ml8
P2PTP VB=100%VE=0% ACC=100% Wzg=ISPSTrig=0[l/100s]
FB Onl = EIN
權利要求
1.一種激光測量系統(tǒng)，其包括一激光測量機器人與用于控制所述激光測量機器人運行的機器人控制裝置，所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通過一可編程邏輯控制器通信連接，其特征在于，所述激光測量機器人上設置有一激光測量裝置；所述激光測量系統(tǒng)包括一控制中心，所述控制中心內(nèi)設置有一數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)分析單元通過轉換器與一檢測報警裝置通信連接，所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置通信連接，所述控制中心與所述機器人控制裝置通信連接；所述檢測報警裝置將所述激光測量裝置的測量結果反饋至所述控制中心進行數(shù)據(jù)分析。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光測量裝置包括一激光測量儀與一用于固定工件的工件夾具，所述激光測量儀與所述工件夾具相適配；所述工件夾具將工件夾緊固定，所述激光測量儀對工件進行測量。
3.根據(jù)權利要求1所述的激光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通過電機供電電纜及編碼線通信連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的激光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光測量機器人包括: 初始化模塊，用于對所述激光測量機器人進行初始化； 零點確認模塊，用于確認所述激光測量機器人各軸角度、零點是否準確； 地址分配模塊，用于設置所述機器人控制裝置主網(wǎng)絡地址、所述激光測量機器人從網(wǎng)絡地址，并定義笛卡爾坐標，確定所述激光測量裝置的坐標； 機器人編程模塊，用于設定所述激光測量裝置的運動軌跡，設定I/O信號與外界的交互； 通訊模塊，用于與所述可編程邏輯控制器交互信號，指揮所述激光測量裝置對工件進行測量； 測量控制模塊，用于根據(jù)預先設定的所述激光測量裝置之運動軌跡控制所述激光測量裝置運動，完成測量； 所述初始化模塊、所述零點確認模塊、所述地址分配模塊、所述機器人編程模塊、所述通訊模塊與所述測量控制模塊依次通信連接。
5.一種激光測量方法，其包括以下步驟: 對激光測量機器人上電初始化并進行零點校正，確定所述激光測量機器人在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置；然后確定激光測量裝置的工作坐標，機器人控制裝置控制所述激光測量機器人完成對工件的激光測量。
6.根據(jù)權利要求5所述的激光測量方法，其特征在于，上述步驟具體的包括: A、初始化模塊對所述激光測量機器人初始化，然后零點確認模塊確認所述激光測量機器人各軸角度并同步進行零點校正； B、地址分配模塊設置所述機器人控制裝置的主網(wǎng)絡地址與所述激光測量機器人的從網(wǎng)絡地址，使所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置相連接，定義所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置的坐標； C、所述地址分配模塊將所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置的坐標發(fā)送至機器人編程模塊，所述機器人編程模塊設定所述激光測量裝置的運動軌跡，并將所述激光測量裝置的運動軌跡發(fā)送至測量控制模塊，所述測量控制模塊根據(jù)預先設定之所述激光測量裝置的運動軌跡控制所述激光測量裝置對工件進行激光測量。
7.根據(jù)權利要求5所述的激光測量方法，其特征在于，上述步驟具體的包括: 確定所述激光測量機器人在生產(chǎn)線上激光測量工位中的位置； 對所述激光測量機器人上電并初始化； 對所述激光測量機器人進行零點校正； 所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通信連接，并確定所述激光測量裝置的坐標； 校正預先編程所述激光測量裝置的運動軌跡與實際運動軌跡的偏差； 確定并優(yōu)化所述激光測量裝置的運動軌跡，控制所述激光測量裝置運動完成激光測 量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光測量系統(tǒng)及其激光測量方法，其包括一激光測量機器人與用于控制所述激光測量機器人運行的機器人控制裝置，所述激光測量機器人與所述機器人控制裝置通過一可編程邏輯控制器通信連接，其特征在于，所述激光測量機器人上設置有一激光測量裝置；所述激光測量系統(tǒng)包括一控制中心，所述控制中心內(nèi)設置有一數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)分析單元通過轉換器與一檢測報警裝置通信連接，所述檢測報警裝置與所述激光測量裝置通信連接，所述控制中心與所述機器人控制裝置通信連接；及其激光測量方法。能夠自動完成對工件的測量過程，完全取代人工測量，減少了操作者的勞動強度，節(jié)約了時間，降低了產(chǎn)品制造成本。
文檔編號G01B11/00GK103115565SQ20121059684
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者孫麗娜, 肖建明, 魏緒強, 黨連寶 申請人:長春大正博凱汽車設備有限公司