由于零部件供應(yīng)廠商和制造企業(yè)面臨著日益變化的各種要求，因此，靈活加工便是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備高利用率的主要前提條件。靈活生產(chǎn)流程的一個(gè)要點(diǎn)是采用機(jī)器人輔助的測(cè)量站來(lái)取代專門的測(cè)量及檢驗(yàn)裝置，因?yàn)檫@些測(cè)量及檢驗(yàn)裝置在遇到哪怕是很小的工藝變更時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生很高的換裝費(fèi)用。

采用標(biāo)準(zhǔn)元件，創(chuàng)造高價(jià)值

采用OPW-R1機(jī)器人輔助測(cè)量站，用戶可以使其各測(cè)量裝置很好地與生產(chǎn)任務(wù)相匹配，并使其適應(yīng)于各種加工場(chǎng)合。

輔助作業(yè)流程會(huì)影響到靈活加工的效果。如果不想讓測(cè)量系統(tǒng)變成阻礙生產(chǎn)效率的因素，那就必須要使測(cè)量系統(tǒng)滿足持續(xù)變化的加工要求。采用機(jī)器人輔助的測(cè)量系統(tǒng)即可達(dá)到這些要求。

通過(guò)結(jié)合使用工業(yè)機(jī)器人和測(cè)量站進(jìn)行測(cè)量，可以產(chǎn)生高度靈活性的設(shè)備單元，從而在滿足測(cè)量數(shù)據(jù)多樣性的同時(shí)，達(dá)到費(fèi)用低和測(cè)量精確的目的（圖1）。由于標(biāo)準(zhǔn)部件可以重復(fù)使用，因此設(shè)備的利用價(jià)值高，測(cè)量任務(wù)也不再受設(shè)備型號(hào)更換和產(chǎn)品更新?lián)Q代的制約。

圖1 機(jī)器人輔助的測(cè)量站是定向的測(cè)量與檢驗(yàn)裝置的替代產(chǎn)品，這是因?yàn)闄z驗(yàn)流程的變動(dòng)變得簡(jiǎn)單易行

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(cè)量站是一種由機(jī)器人、工作站控制系統(tǒng)、測(cè)量計(jì)算機(jī)和與測(cè)量任務(wù)相匹配的傳感元件所構(gòu)成的一種高效測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)不同的測(cè)量任務(wù)要求，機(jī)器人測(cè)量站則由不同的測(cè)量點(diǎn)和測(cè)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(cè)量探頭，一直到標(biāo)準(zhǔn)攝像系統(tǒng)。

可以使用光學(xué)、觸覺(jué)和氣動(dòng)傳感器

可以使用光學(xué)、觸覺(jué)和氣動(dòng)測(cè)量傳感器，利用其各自的長(zhǎng)處。測(cè)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(jiàn)長(zhǎng)并可涵蓋剛性多點(diǎn)位測(cè)量裝置與靈活性坐標(biāo)測(cè)量?jī)x之間的所有要求。與各項(xiàng)測(cè)量任務(wù)的匹配則通過(guò)軟件系統(tǒng)控制進(jìn)行。測(cè)量數(shù)值被靜態(tài)或掃描動(dòng)態(tài)捕獲，評(píng)估則通過(guò)2D和3D進(jìn)行。

采用機(jī)器人可以完成一些特定的測(cè)量任務(wù)

測(cè)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(cè)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(cè)量任務(wù)。機(jī)器人移動(dòng)測(cè)量工件或測(cè)量器械。檢測(cè)方法和檢測(cè)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(guò)單接觸技術(shù)方案，OPW-R1型機(jī)器人測(cè)量站已成為一種可快速作業(yè)的測(cè)量工作站。測(cè)量時(shí)間取決于測(cè)量范圍。當(dāng)測(cè)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(duì)OPW-R1型機(jī)器人測(cè)量站的建設(shè)：

導(dǎo)入：OPW-R1型機(jī)器人測(cè)量站通過(guò)一種輸送帶，既可以把測(cè)量器械引向工件，也可以把工件引向測(cè)量器械（圖2）。其獨(dú)特的地方是機(jī)器人可以像手一樣觸及工件并把工件的位置編入到計(jì)算過(guò)程中去。

圖2 在采用測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，要么是測(cè)量裝置被引向工件，要么是工件被引向測(cè)量裝置

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(cè)量程序。

氣動(dòng)測(cè)量檢測(cè)法：氣動(dòng)測(cè)量方法以精度高和穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)而見(jiàn)長(zhǎng)。它對(duì)環(huán)境影響不敏感，因此可以確保測(cè)量的精度和測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性。采用空氣的無(wú)接觸式測(cè)量可以避免對(duì)工件的損傷。

光測(cè)量檢測(cè)法：在實(shí)際工作中，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)在特殊的要求場(chǎng)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(cè)量范圍以及較長(zhǎng)的傳輸距離等。光學(xué)測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物流和固體物表面的無(wú)接觸、快捷和精確的測(cè)量。

檢測(cè)方法：所有探測(cè)均采用測(cè)量探頭進(jìn)行，測(cè)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(cè)量計(jì)算機(jī)：工業(yè)用途的測(cè)量計(jì)算機(jī)則以數(shù)據(jù)采集開(kāi)放透明、應(yīng)用靈活性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便和配置優(yōu)良等特征見(jiàn)長(zhǎng)。這種測(cè)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(guò)400多例實(shí)際應(yīng)用證實(shí)性能良好的OPW-QP測(cè)量軟件。

機(jī)器人測(cè)量站承擔(dān)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化的任務(wù)

只有在沒(méi)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(cè)量站才有意義。此時(shí)，測(cè)量過(guò)程為全自動(dòng)進(jìn)行，測(cè)量誤差小，所需測(cè)量時(shí)間短，而且產(chǎn)品品種通常較多，所要求的檢測(cè)任務(wù)各不相同（例如增加標(biāo)識(shí)或托盤）和檢測(cè)特征及檢測(cè)范圍各異。

這里以實(shí)際例子加以說(shuō)明：一家汽車零部件供應(yīng)廠商有意采用測(cè)量裝置，以便對(duì)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(cè)。測(cè)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(cè)量探頭的測(cè)量技術(shù)方案。

測(cè)量裝置由兩個(gè)分別針對(duì)離合器外殼和減速箱外殼的分離式測(cè)量站構(gòu)成，工件相互分開(kāi)，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(cè)量站之后，工件向下沉。首先，所有檢索測(cè)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(cè)量。兩種裝置可以回轉(zhuǎn)180°，以使測(cè)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(cè)量探針和校準(zhǔn)單元的兩臺(tái)測(cè)量機(jī)器人對(duì)孔進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)測(cè)量循環(huán)之內(nèi)（不計(jì)裝載和卸載為110s），測(cè)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(cè)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(duì)孔進(jìn)行掃描式檢測(cè)。在瞬時(shí)版的流程中只對(duì)最后加工工序上的孔進(jìn)行檢測(cè)。依據(jù)測(cè)量探針的不同造型，執(zhí)行一個(gè)或兩個(gè)測(cè)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(cè)量探針對(duì)不易觸及或妨礙測(cè)量作業(yè)的各孔進(jìn)行檢測(cè)。

圖3 在測(cè)量離合器外殼和減速箱外殼時(shí)，兩臺(tái)測(cè)量機(jī)器人對(duì)孔進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量機(jī)器人擁有許多變換式測(cè)量探頭和校準(zhǔn)單元。在一個(gè)測(cè)量循環(huán)中，測(cè)量探頭最多需要更換七次

測(cè)量器械可進(jìn)行50次

重復(fù)性測(cè)量

針對(duì)減速箱外殼的有：

30個(gè)檢測(cè)位；
3個(gè)帶有測(cè)量值同步接收接口的分級(jí)和多重測(cè)量探針；
10個(gè)靜態(tài)探針；
8個(gè)變換型探針；
16個(gè)機(jī)器人測(cè)量值接收點(diǎn)。

針對(duì)離合器外殼則有：

28個(gè)檢測(cè)位；
6個(gè)帶有測(cè)量值同步接收接口的分級(jí)和多重測(cè)量探針；
6個(gè)靜態(tài)探針；
8個(gè)變換型探針；
16個(gè)機(jī)器人測(cè)量值接收點(diǎn)。

對(duì)測(cè)量器械（V1）的能力，可在設(shè)備的調(diào)節(jié)器具上執(zhí)行50個(gè)重復(fù)測(cè)量，并通過(guò)QS標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)加以證明（cg/cgk≥1.33）。而對(duì)測(cè)量器械（V3）的能力，則通過(guò)在10個(gè)合格工件上各做兩次重復(fù)測(cè)量加以證實(shí)。最后，得出R&R特征值（≤20%）。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

測(cè)量系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)換裝和擴(kuò)展

這種技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)采用校準(zhǔn)環(huán)達(dá)到簡(jiǎn)便的操作，同時(shí)由于使用分級(jí)和多重探針（更換時(shí)間短）而實(shí)現(xiàn)極短的測(cè)量循環(huán)時(shí)間。此外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)孔的動(dòng)態(tài)測(cè)量（通過(guò)180 °掃描），猶如探針位置（深度和測(cè)量點(diǎn)位）均可以實(shí)現(xiàn)編程。在投資保護(hù)方面，這種技術(shù)途徑也具有很大優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)可以很容易實(shí)現(xiàn)換裝和擴(kuò)展，從而在測(cè)量器械的更換上達(dá)到很高的靈活性。