CN109238158A - 一种基于坐标机器人的管道内径检测平台及其控制方法 - Google Patents

一种基于坐标机器人的管道内径检测平台及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于坐标机器人的管道内径检测平台，检测机构安装在坐标机器人上，检测机构包括水平布置的轴杆、用于驱动轴杆转动的动力单元和安装在轴杆一端以用于对目标管道内壁轮廓度和圆柱度进行检测的激光传感器；坐标机器人用于驱动检测机构沿X、Y、Z轴方向进行直线往复移动；电控柜与坐标机器人连接以用于控制坐标机器人动作使激光传感器位于该目标管道的内部，且轴杆的轴心线与目标管道的轴心线重合；电控柜还与检测机构中的动力单元连接以用于控制动力单元动作。适用于不同类型的工作场所，检测精度高、效率快，还便于后台人员操控和维护。

Description

一种基于坐标机器人的管道内径检测平台及其控制方法
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种基于坐标机器人的管道内径检测平台及其控制方法。
背景技术
随着经济的发展，生产技术水平也在不断地提升，产品精度的要求也随之增加，如今对于管道的表面平整度要求也越来越高，因此需要高精度的管道内径检具，现有技术通常采用止规或者人工检测，这种检测方式适用于小型管道，或者对精度要求较低的检测场合，因此很难适用于大型管道或者高精度检测需求的应用范围，而且耗时长且效率低下。
发明内容
基于上述背景技术存在的技术问题，本发明提出一种基于坐标机器人的管道内径检测平台。
本发明提出了一种基于坐标机器人的管道内径检测平台，包括：检测机构、坐标机器人和电控柜，其中：
检测机构安装在坐标机器人上，检测机构包括水平布置的轴杆、用于驱动轴杆转动的动力单元和安装在轴杆一端以用于对目标管道内壁轮廓度和圆柱度进行检测的激光传感器；
坐标机器人用于驱动检测机构沿X、Y、Z轴方向进行直线往复移动；
电控柜与坐标机器人连接以用于控制坐标机器人动作使激光传感器位于该目标管道的内部，且轴杆的轴心线与目标管道的轴心线重合；
电控柜还与检测机构中的动力单元连接以用于控制动力单元动作。
优选地，轴杆的一端设有与其螺纹连接的连接块，激光传感器固定安装在连接块上。
优选地，动力单元包括伺服电机和与伺服电机连接的减速器；所述轴杆远离激光传感器的一端与减速器的输出轴固定连接。
优选地，轴杆通过联轴器与减速器的输出轴固定连接，所述联轴器的侧壁上设有用于调整其内径大小的紧固螺钉。
优选地，坐标机器人包括负载台、用于驱动负载台沿X轴方向进行直线往复移动的第一驱动机构、用于负载台沿Y轴方向进行直线往复移动的第二驱动机构和用于负载台沿Z轴方向进行直线往复移动的第三驱动机构；检测机构安装在负载台上。
优选地，负载台远离检测机构的一侧设有可折叠的风琴罩。
一种基于坐标机器人的管道内径检测平台***，包括：坐标获取装置和如上述所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，其中：坐标获取装置用于获取目标管道端口中心点的位置坐标，并通过获取的位置坐标控制坐标机器人动作，以带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动。
一种基于坐标机器人的管道内径检测平台的控制方法，包括：
通过坐标获取装置获取目标管道端口处中心点的位置坐标，并将获取的位置坐标发送至电控柜；
电控柜根据接收的位置坐标控制坐标机器人带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使激光传感器位于该目标管道的内部，且轴杆的轴心线与目标管道的轴心线重合；
当激光传感器位于该管道的内部，且轴杆的轴心线与目标管道的轴心线重合时，电控柜控制检测机构中动力单元带动轴杆转动。
本发明中，通过坐标机器人使检测机构可以进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使检测机构可以根据目标管道内径的不同任意调整其位置，以确保检测机构中的激光传感器在目标管道内的坐标符合预定要求，以避免外因产生的误差，增强检测精度。因此，该检测平台适用于不同类型的工作场所，检测精度高、效率快，还便于后台人员操控和维护。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于坐标机器人的管道内径检测平台的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于坐标机器人的管道内径检测平台中所述检测机构的结构示意图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1-2所示，图1为本发明提出的一种基于坐标机器人的管道内径检测平台的结构示意图；图2为本发明提出的一种基于坐标机器人的管道内径检测平台中所述检测机构的结构示意图。
参照图1-2，本发明实施例提出的一种基于坐标机器人的管道内径检测平台，包括：检测机构、坐标机器人3和电控柜2，其中：
检测机构安装在坐标机器人3上，检测机构包括水平布置的轴杆7、用于驱动轴杆7转动的动力单元和安装在轴杆7一端以用于对目标管道1内壁轮廓度和圆柱度进行检测的激光传感器8。
坐标机器人3用于驱动检测机构沿X、Y、Z轴方向进行直线往复移动；电控柜2与坐标机器人3连接以用于控制坐标机器人3动作使激光传感器8位于该目标管道1的内部，且轴杆7的轴心线与目标管道1的轴心线重合；电控柜2还与检测机构中的动力单元连接以用于控制动力单元动作。
本发明通过坐标机器人3使检测机构可以进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使检测机构可以根据目标管道1内径的不同任意调整其位置，以确保检测机构中的激光传感器9在目标管道1内的坐标符合预定要求，以避免外因产生的误差，增强检测精度。因此，该检测平台适用于不同类型的工作场所，检测精度高、效率快，还便于后台人员操控和维护。
此外，本实施例中，轴杆7的一端设有与其螺纹连接的连接块9，激光传感器8固定安装在连接块9上，以方便拆装、更换。
本实施例中，动力单元包括伺服电机5和与伺服电机5连接的减速器6；所述轴杆7远离激光传感器8的一端与减速器6的输出轴固定连接。
本实施例中，轴杆7通过联轴器与减速器6的输出轴固定连接，所述联轴器的侧壁上设有用于调整其内径大小的紧固螺钉，以适应不同外径轴杆7的固定需求。
本实施例中，坐标机器人3包括负载台4、用于驱动负载台4沿X轴方向进行直线往复移动的第一驱动机构、用于负载台4沿Y轴方向进行直线往复移动的第二驱动机构和用于负载台4沿Z轴方向进行直线往复移动的第三驱动机构；检测机构安装在负载台4上，且负载台4远离检测机构的一侧设有可折叠的风琴罩10。
一种基于坐标机器人的管道内径检测平台***，包括：坐标获取装置和如上述所述的基于坐标机器人3的管道内径检测平台，其中：坐标获取装置用于获取目标管道1端口中心点的位置坐标，并通过获取的位置坐标控制坐标机器人3动作，以带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动。
一种基于坐标机器人3的管道内径检测平台的控制方法，包括：
通过坐标获取装置获取目标管道1端口处中心点的位置坐标，并将获取的位置坐标发送至电控柜2；
电控柜2根据接收的位置坐标控制坐标机器人3带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使激光传感器8位于该目标管道1的内部，且轴杆7的轴心线与目标管道1的轴心线重合；
当激光传感器8位于该管道的内部，且轴杆7的轴心线与目标管道1的轴心线重合时，电控柜2控制检测机构中动力单元带动轴杆7转动。
在进行管道内径检测作业时，先利用坐标获取装置获取目标管道1端口处中心点的位置坐标，并将获取的位置坐标发送至电控柜2；当电控柜2接收到坐标获取装置所发送的位置坐标后，控制坐标机器人3动作，带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使该检测机构中的激光传感器8位于该目标管道1的内部，该检测机构中的轴杆7的轴心线与目标管道1的轴心线重合；当激光传感器8位于该目标管道1的内部，且轴杆7的轴心线与目标管道1的轴心线重合时，电控柜2控制动力单元动作，带动轴杆7转动，以使激光传感器8绕目标管道1的轴心线旋转一周，从而测得目标管道1内壁轮廓度和圆柱度，进而得出相应的配合公差。该基于坐标机器人3的管道内径检测平台的控制方法改变了现有技术中利用定位块和通规的配合，从而获得更加精确的管道内壁轮廓度和圆柱度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于坐标机器人的管道内径检测平台，其特征在于，包括：检测机构、坐标机器人(3)和电控柜(2)，其中：
检测机构安装在坐标机器人(3)上，检测机构包括水平布置的轴杆(7)、用于驱动轴杆(7)转动的动力单元和安装在轴杆(7)一端以用于对目标管道1内壁轮廓度和圆柱度进行检测的激光传感器(8)；
坐标机器人(3)用于驱动检测机构沿X、Y、Z轴方向进行直线往复移动；
电控柜(2)与坐标机器人(3)连接以用于控制坐标机器人(3)动作使激光传感器(8)位于该目标管道(1)的内部，且轴杆(7)的轴心线与目标管道(1)的轴心线重合；
电控柜(2)还与检测机构中的动力单元连接以用于控制动力单元动作。
2.根据权利要求1所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，轴杆(7)的一端设有与其螺纹连接的连接块(9)，激光传感器(8)固定安装在连接块(9)上。
3.根据权利要求1所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，动力单元包括伺服电机(5)和与伺服电机(5)连接的减速器(6)；所述轴杆(7)远离激光传感器(8)的一端与减速器(6)的输出轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，轴杆(7)通过联轴器与减速器(6)的输出轴固定连接，所述联轴器的侧壁上设有用于调整其内径大小的紧固螺钉。
5.根据权利要求1所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，坐标机器人(3)包括负载台(4)、用于驱动负载台(4)沿X轴方向进行直线往复移动的第一驱动机构、用于负载台(4)沿Y轴方向进行直线往复移动的第二驱动机构和用于负载台(4)沿Z轴方向进行直线往复移动的第三驱动机构；检测机构安装在负载台(4)上。
6.根据权利要求7所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，负载台(4)远离检测机构的一侧设有可折叠的风琴罩(10)。
7.一种基于坐标机器人的管道内径检测平台***，包括：坐标获取装置和如权利要求1-6项所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台，其中：坐标获取装置用于获取目标管道(1)端口中心点的位置坐标，并通过获取的位置坐标控制坐标机器人(3)动作，以带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动。
8.一种如权利要求7所述的基于坐标机器人的管道内径检测平台***的控制方法，包括：
通过坐标获取装置获取目标管道(1)端口处中心点的位置坐标，并将获取的位置坐标发送至电控柜(2)；
电控柜(2)根据接收的位置坐标控制坐标机器人(3)带动检测机构进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向运动，以使激光传感器(8)位于该目标管道(1)的内部，且轴杆(7)的轴心线与目标管道(1)的轴心线重合；
当激光传感器(8)位于该管道的内部，且轴杆(7)的轴心线与目标管道(1)的轴心线重合时，电控柜(2)控制检测机构中动力单元带动轴杆(7)转动。
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