关节臂测量机精准助力自动化工业机器人抓手的高精度检测

八角管抓手是一种应用于工业自动化生产线的专用夹具装置。通过与工业机器人配合，拥有自动抓持搬运工件的能力。

此抓手主要使用八角形铝合金管材作为主框架，不同尺寸管材的八角管表面均匀分布定位安装孔，通过盲铆螺母与专用连接件实现模块化组装，支持多角度、多位置的抓持单元安装，适应不同形状和尺寸的工件，从而大大降低了设计难度和加工周期。

八角管抓手的测量痛点

八角管抓手优势显著，但在抓手的实际制造预装配和复测等环节，会存在着哪些难以解决的问题呢？

1. 人为装配误差

八角管是外形一致的型材，在装配环节，依赖钳工通过计算孔位来确定连接件的安装位置，难免会出现孔位出错的情况，从而导致无法抓持匹配的工件。

2. 不可抗力

抓手连接件的螺丝固定有先后，会导致被连接的八角管出现不可抗的相对偏转，从而导致无法精确抓持匹配工件。

3. 重力变形

在匹配大型零件时（例如汽车侧围钣金），抓手需要2米以上的长度，在机器人调整角度时，会出现重力导致的变形。

关节臂的应用解决方案

基于以上相关问题，关节臂测量机凭借先天便携、快速的优势可为八角管抓手的装配环节和检验环节全流程提供最优的解决方案。本次案例将为您展示如何为土耳其一家领先的自动化解决方案供应商解决这一痛点。

A. 关节臂于装配环节的解决思路

使用派姆特关节臂测量机对抓手与机器人法兰的同心度、垂直度，管材与管材之间的平行度、垂直度进行实时检测，是发现且避免因累积误差导致抓取失败的主要手段。

通过连接板的销孔对齐与原始设计模型（CAD）对比，能够快速发现装配中存在的错孔问题且迅速反应（及时修正），达到快速纠偏的目的。

测量步骤

1. 在完成关节臂测量机及三维软件的激活调试后，通过探针接触式测量方法获取连接板定位基准孔的实测坐标数据；随后基于最佳拟合执行坐标系对齐操作，实现实物件与3D数据的精确位置匹配。

2.  使用派姆特关节臂获取连接板平面的三维测量数据并定义其为基准A；随后通过测量整体框架平面与其他抓持单元的立管圆柱等参数，并运用几何公差GD&T模块评价出其与基准A的平行度、垂直度指标。

3. 当检测到几何公差超差时，可通过构造特征点的方式来分析相应位置的调整量。例如：运用立管圆柱的截面构造一个圆，通过对比上下截面圆心在工件坐标系下的XY轴向坐标偏差值，量化评估装配精度偏差。

4. 测量抓持单元模块，模块通常为圆柱定位销，固定托块与夹头压块。其中，测量定位销时采用圆柱特征，测量固定托块时采用关节臂测量机特有的调装检测功能，夹头压块会根据托块进行配调，无需测量。将采集特征与3D数据进行对比，计算出调整量。

5. 基于3D数据偏差分析结果执行抓持模块调整，对经过有效验证的数据进行结构化整理，最终出具专业的PDF格式报告。

B. 抓手现场复测

八角管抓手经多重测量验证合格后，在从生产工厂运输到客户使用现场的过程中，也难免因运输途中受到震动外力而导致一定的形变，因此在安装到工位后使用关节臂三坐标复测尤为必要，只有经过现场的再次精度确认，方能保证抓手满足所需。

抓手的现场复测与出厂时的初次测量方式基本一致，一般只需要进行3D对比的环节，保证抓持单元模块的精度即可。

C. 机器人标定辅助

在复测保证了抓手的精度后，可接着进行工位内的机器人标定工作。使用关节臂测量机通过工位内的焊接夹具建立坐标系， PLC人员操作机器人装配抓手后走动轨迹，让关节臂三坐标在走动轨迹的过程中，测量出抓手上的法兰孔在轨迹中4个或者以上的固定位置时的坐标值，最后输入至机器人控制器计算。

客户评价

PMT与土耳其客户交涉后了解到，在购入PMT关节臂三坐标之前，公司的测量业务基本是外包状态，但因近期订单量激增，产品交付周期提前，装配物料多是外购，导致难以把握测量服务具体的时间，大大增加了生产成本。

自从购入PMT关节臂测量机，此前所困扰的问题均得到了圆满的解决。使用关节臂三坐标，仅需要2天的教学，公司的装配钳工就能基本掌握关节臂的操作方法。现在装测一体的工作形式基本避免了错装的情况，也为其省去了一大笔测量外包的成本。

结论

八角管抓手具有模块化，强度高，装配方便，使用寿命长等特性，从而在焊接与搬运自动化产线上的使用非常广泛。而关节臂测量机因其高精度，便携，三维空间测量等特性，既能保证抓手出厂使用的准确率与精度，也能大大缩短交付周期，降低成本，是八角管抓手生产中不可获缺的辅助工具。