一种基于多关节机器人的无人值守校准工作站的制作方法

1.本实用新型涉及自动化计量检测技术领域，特别是一种基于多关节机器人的无人值守校准工作站。


背景技术：

2.检测工序作为确认产品的质量是否达标的必经工序，不可避免地需要用到专业的计量检测仪器或装置，而计量检测仪器或装置在长期的使用过程中，可能会存在精度丢失或准确率下降等问题。因此，为了保证检测的准确性，需要定期对计量检测仪器或装置进行自身的检验校准工作。根据计量检测仪器或装置的种类或类型，国家或行业均有强制性检验校准的要求和标准。通常，由获得国家相关部门认可的具备检测资质的检测机构或第三方检测单位实施对计量检测仪器或装置的检验校准工作。
3.随着社会经济的发展，产品种类与数量不断攀升，相对应的计量检测仪器或装置的使用数量也随之递增，进而带动了计量检测仪器或装置的检验校准的增长需求。现今的检验校准方式通常是由作业人员按照检验校准的规范与流程要求，使用相应的仪器设备对计量检测仪器或装置进行检验校准工作。然而，由于近年来行业从业人员的增长数量不及检验校准需求规模的增长，导致从业人员不足的矛盾日益凸显。此外，基于检验校准作业高流程性与重复性的特点，使得作业人员容易产生疲劳而造成校准作业的失误。同时，由于无法确保作业人员是否完全按照检验校准的规范要求来进行操作，从而难以保证检验校准结果的可靠性。因此，计量检测行业开始出现以替代人工实现自动化、无人化值守的检验校准设备的需求和期望。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于多关节机器人的无人值守校准工作站，该基于多关节机器人的无人值守校准工作站可替代人工完成多类计量检测仪器或装置的校准作业，可校准的对象不做局限，可实现全自动化、无人值守的检验校准工作流程，大大提高了工作效率，且保证了检验校准结果的可靠性。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种基于多关节机器人的无人值守校准工作站，其结构特点是，包括地轨组件、机器人单元、校准工作单元，
7.所述机器人单元包括多关节机器人、控制系统、抓手组件，所述控制系统与所述多关节机器人、抓手组件相连接，所述抓手组件设在所述多关节机器人上，所述多关节机器人可在所述地轨组件上移动；
8.所述校准工作单元有多个，多个所述校准工作单元依次设在所述地轨组件的长度方向的一侧；
9.每个所述校准工作单元均包括工位台架、测试仪、料架，所述料架位于所述工位台架上，所述测试仪靠近所述工位台架设置或设在所述工位台架上。
10.本实用新型的基于多关节机器人的无人值守校准工作站通过将各个校准工作单元设在地轨组件的一侧，关节机器人在控制系统的作用下在地轨组件上移动，以满足在整个工作站范围内的作业要求，每个校准工作单元都设有用于放置被校准对象的料架和用于对被校准对象进行校准作业的测试仪，多关节机器人通过抓手组件从料架上拾取被校准对象，在控制系统的控制作用下再将被校准对象放入相应的测试仪中进行测试，全过程自动化操作，无需人员值守。一条地轨组件可配套设置多个相同或不同种类的校准工作单元，可完成多类计量检测仪器或装置的校准作业，大大提高了生产效率。
11.根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：
12.所述工位台架上设有定位挡片，所述定位挡片有2个，2个所述定位挡片沿所述工位台架的长度方向相对设置，所述定位挡片用于对所述料架进行定位和固定。
13.所述校准工作单元包括温湿度计校准工作单元、万用表校准工作单元、频谱仪校准工作单元、砝码校准工作单元中的一种或多种。
14.所述温湿度计校准工作单元还包括温湿度计，多个所述温湿度计位于所述温湿度计校准工作单元的料架上，所述测试仪为温湿度计测试柜。
15.所述万用表校准工作单元还包括数据插线组、定位台、万用表，多个所述万用表位于所述万用表校准工作单元的料架上，所述定位台靠近所述万用表校准工作单元的工位台架设置，所述定位台上设有相对设置的2个夹紧组件和所述数据插线组，所述测试仪为万用表测试仪。定位台用于对单个待校准的万用表进行定位，利用夹紧组件对其进行固定，所述数据插线组为测试数据线组，数据插线组的一端插入万用表的插孔，另一端连接万用表测试仪，万用表测试仪通过数据插线组对万用表进行校准作业。
16.所述频谱仪校准工作单元还包括频谱仪、电源插线、多个测试插线，所述频谱仪位于所述频谱仪校准工作单元的料架上，所述电源插线、多个测试插线分别设在所述频谱仪校准工作单元的工位台架上，所述测试仪为频谱仪测试仪。电源插线为待校准的频谱仪的电源线，通过电源插线连通所述频谱仪给频谱仪供电，多个测试插线的两端分别连接频谱仪和频谱仪测试仪，频谱仪测试仪通过所述测试插线对频谱仪进行校准作业。
17.所述砝码校准工作单元还包括标准砝码、砝码，多个所述砝码位于所述砝码校准工作单元的料架上，所述标准砝码位于所述砝码校准工作单元的测试仪附近，所述测试仪为砝码测试仪。
18.所述多关节机器人为六轴机器人，所述抓手组件包括快换装置母盘、快换抓手，所述快换抓手有多个，多个所述快换抓手设在所述多关节机器人上，所述快换装置母盘设在所述多关节机器人的关节臂上，每个所述快换抓手均可与所述快换装置母盘相匹配安装。快换装置母盘用于与快换抓手的自动安装，可根据作业需求，进行多个快换抓手的交换，快换抓手根据工作站产品种类的作业要求，数量不少于3个。
19.所述机器人单元还包括视觉装置，所述视觉装置设在所述多关节机器人的关节臂上，所述视觉装置与所述控制系统相连接。视觉装置用来进行被校准对象的位置数据的识别以及测试数据的读取作业。
20.每个所述校准工作单元的工位台架的高度相等，每个所述工位台架上还设有相对设置的2个夹紧气缸。
21.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
22.1)本实用新型的基于多关节机器人的无人值守校准工作站可替代人工完成多类计量检测仪器或装置的校准作业，包括温湿度计、万用表、频谱仪、砝码等，可校准的对象不做局限，可为各类计量检测仪器或装置。
23.2)本实用新型的基于多关节机器人的无人值守校准工作站解决了现有技术中由于被检的仪器或装置种类繁多、作业人员数量不足造成的工作效率低的问题，可实现全自动化、无人值守的检验校准工作流程，大大提高了工作效率。
24.3)本实用新型将重复性、枯燥性的流程式作业以全自动化的机器人作业替代，避免了作业人员容易产生疲劳而造成校准作业的失误问题，保证了被检仪器或装置的检验校准结果可靠性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
26.图1为本实用新型的基于多关节机器人的无人值守校准工作站一实施例的结构示意图。
27.图2为本实用新型的机器人单元一实施例的结构示意图。
28.图3为本实用新型的温湿度计校准工作单元一实施例的结构示意图。
29.图4为本实用新型的万用表校准工作单元一实施例的结构示意图。
30.图5为本实用新型的频谱仪校准工作单元一实施例的结构示意图。
31.图6为本实用新型的砝码校准工作单元一实施例的结构示意图。
32.附图标记：
33.1-温湿度计校准工作单元；2-万用表校准工作单元；3-频谱仪校准工作单元；4-砝码校准工作单元；5-地轨组件；6-机器人单元；7-工位台架；8-料架；9-定位挡片；10
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夹紧气缸；
34.11-温湿度计；12-温湿度计测试柜；
35.21-万用表；22-定位台；23-数据插线组；24-万用表测试仪；
36.31-频谱仪；32-电源插线；33-测试插线；34-频谱仪测试仪；
37.41-砝码；42-标准砝码；43-砝码测试仪；
38.61-多关节机器人；62-控制系统；63-快换装置母盘；64-快换抓手；65-视觉装置； 641-第一快换抓手；642-第二快换抓手；643-第三快换抓手。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意
义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，既包括直接的连接，也包括间接的连接。而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.本实用新型至少一个实施例提供一种基于多关节机器人的无人值守校准工作站，如图1所示，包括温湿度计校准工作单元1、万用表校准工作单元2、频谱仪校准工作单元3、砝码校准工作单元4、地轨组件5、机器人单元6。本实用新型中的校准工作单元可设置多个，包括但不限于温湿度计校准工作单元1、万用表校准工作单元2、频谱仪校准工作单元3、砝码校准工作单元4中的一种或多种，多个校准工作单元均依次设在所述地轨组件5的长度方向的一侧。本实施例以1个温湿度计校准工作单元1、1个万用表校准工作单元2、1个频谱仪校准工作单元3、1个砝码校准工作单元4为例进行描述。
41.每个所述校准工作单元均包括工位台架7、测试仪、料架8，所述料架8位于所述工位台架7上，所述测试仪靠近所述工位台架7设置或设在所述工位台架7上。所述工位台架7上设有定位挡片9，2个所述定位挡片9沿所述工位台架7的长度方向相对设置，定位挡片9起导向作用，用于对料架8进行导向和定位，工位台架7上还设有相对设置的2个夹紧气缸10，用于对料架8进行进一步固定。优选的，每个校准工作单元的工位台架7的高度相等，以适应机器人单元6的移动范围，保证机器人单元6的定位精度。
42.结合图2，所述机器人单元6包括多关节机器人61、控制系统62、快换装置母盘 63、快换抓手64、视觉装置65，所述控制系统62与所述多关节机器人61、快换装置母盘63、视觉装置65相连接，所述多关节机器人61优选为六轴机器人，所述多关节机器人61可在所述地轨组件5上移动；所述快换抓手64有多个，多个所述快换抓手64设在所述多关节机器人61上，所述快换装置母盘63设在所述多关节机器人61的关节臂上，每个所述快换抓手64均可与所述快换装置母盘63相匹配安装，所述视觉装置65 设在所述多关节机器人61的关节臂上。视觉装置65用来进行被校准对象的位置数据的识别以及测试数据的读取作业。快换装置母盘63用于与快换抓手64的自动安装，可根据作业需求，进行多个快换抓手64的交换，快换抓手64根据工作站产品种类的作业要求，数量不少于3个。在本实施例中，第一快换抓手641作为频谱仪31的插线、开关机按键的按压抓手，第二快换抓手642作为温湿度计11、万用表21以及砝码41的拾取搬运抓手，第三快换抓手643作为万用表21的插线、旋钮、开关机按键按压抓手。
43.结合图3，所述温湿度计校准工作单元1还包括温湿度计11，多个所述温湿度计 11位于所述温湿度计校准工作单元1的料架8上，料架8由agv物流小车从仓库运送至工位台架7上，并由定位挡片9和夹紧气缸10对料架8进行定位和固定。所述测试仪为温湿度计测试柜12。
44.温湿度计校准工作单元1的工作(校准)流程为：多关节机器人61的第二快换抓手642从温湿度计校准工作单元1的料架8上拾取温湿度计11依次放入温湿度计测试柜12中，温湿度计测试柜12对温湿度计11进行测试；每间隔30分钟，多关节机器人 61的视觉装置65对温湿度计测试柜12内所测试的温湿度计进行拍照读数，并通过控制系统62将数据传送给后台，需重复以上操作12～15次，完成后第二快换抓手642将温湿度计11取出并放回至料架
8上。
45.结合图4，所述万用表校准工作单元2还包括数据插线组23、定位台22、万用表 21，多个所述万用表21位于所述万用表校准工作单元2的料架8上，所述定位台22靠近所述万用表校准工作单元2的工位台架7设置，所述定位台22上设有相对设置的2 个夹紧组件和所述数据插线组23，所述测试仪为万用表测试仪24。料架8由agv物流小车从仓库运送至工位台架7上，并由定位挡片9和夹紧气缸10对料架8进行定位和固定。定位台22则用于对单个待校准的万用表21进行定位，利用夹紧组件对其进行进一步固定，所述数据插线组23为测试数据线组，数据插线组23的一端插入万用表21 的插孔，另一端连接万用表测试仪24，万用表测试仪24通过数据插线组23对万用表 21进行校准作业。
46.万用表校准工作单元2的工作(校准)流程为：多关节机器人61的第二快换抓手 642从万用表校准工作单元2的料架8上拾取万用表21放置于定位台22上，第三快换抓手643拾取数据插线组23分别插入万用表21的插孔和万用表测试仪24，并按压万用表21的开机键、旋转档位旋钮，此时万用表测试仪24对万用表21进行测试。多关节机器人61的视觉装置65对万用表21的屏幕数据进行拍照读数，并通过控制系统62将数据传送给后台，测试完成。第三快换抓手643按压万用表21的开机键进行关机，档位旋钮复位，并将数据插线组23拔出。第二快换抓手642将万用表21拾取放回至料架 8上，重复以上流程。
47.结合图5，所述频谱仪校准工作单元3还包括频谱仪31、电源插线32、多个测试插线33，所述频谱仪31位于所述频谱仪校准工作单元3的料架8上，料架8由agv 物流小车从仓库运送至工位台架7上，并由定位挡片9和夹紧气缸10对料架8进行定位和固定。所述电源插线32、多个所述测试插线33分别设在所述频谱仪校准工作单元 3的工位台架7上，所述测试仪为频谱仪测试仪34。电源插线32为待校准的频谱仪31 的电源线，通过电源插线32连通所述频谱仪31给频谱仪31供电，多个测试插线33的两端分别连接频谱仪31和频谱仪测试仪33，频谱仪测试仪34通过所述测试插线33对频谱仪31进行校准作业。
48.频谱仪校准工作单元3的工作(校准)流程为：多关节机器人61的第一快换抓手 641分别拾取电源插线32、多个测试插线33插入到频谱仪31上，并按压频谱仪31的开关机键进行开机，频谱仪测试仪34对频谱仪31进行测试，频谱仪测试仪34将测试数据传送给后台，第一快换抓手641按压频谱仪31的开关机键进行关机，并拔出电源插线32、多个测试插线33。
49.结合图6，所述砝码校准工作单元4还包括标准砝码42、砝码41，多个所述砝码 41位于所述砝码校准工作单元4的料架8上，料架8由agv物流小车从仓库运送至工位台架7上，并由定位挡片9和夹紧气缸10对料架8进行定位和固定。所述标准砝码 42位于所述砝码校准工作单元4的测试仪附近，所述测试仪为砝码测试仪43。
50.砝码校准工作单元4的工作(校准)流程为：多关节机器人61的第二快换抓手642 从砝码校准工作单元4的料架8上拾取砝码41放置在砝码测试仪43上，砝码测试仪43 对砝码41进行测试，并将测试数据传送给后台，第二快换抓手642将砝码41放回至料架8，并拾取标准砝码42在砝码测试仪43上，砝码测试仪43对标准砝码42进行测试，并将测试数据传送给后台，第二快换抓手642将标准砝码42放回原处。
51.本实用新型可根据作业要求设置多个不同的校准工作单元的组合，并通过机器人单元的控制系统的设置，可实现同一时间进行多种类、多数量的仪器的校准工作，大大提升
了工作效率，且避免了作业人员容易产生疲劳而造成校准作业的失误问题，保证了被检仪器或装置的检验校准结果可靠性。
52.上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。