CN108656104B - 利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，本方法的控制系统根据轧辊的补油请求自动判断可用工位，采用行车将轧辊吊入可用工位，并且获得轧辊编号、油品油量的配置信息；机器人通过图像传感器和激光测距仪获取的坐标信息移动至轧辊加油嘴并对轧辊实施补油作业，控制系统存储该轧辊补油信息并通过人机界面显示该轧辊补油完成可吊离工位信息，采用行车将该轧辊吊离工位。本方法克服了传统轧辊轴承补油方式的缺陷，可高效并准确定量实施轧辊轴承补油，杜绝漏补、混补，减少油脂的浪费，改善补油区域油污严重的问题。

Description

利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法
技术领域
本发明涉及一种利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法。
背景技术
随着工业4.0时代的到来和科学技术的快速发展，工业生产提出了打造智能工厂的发展设想，通过增加自动化设备来减少生产过程中对人工的依赖，从而减少人为设备故障，提高生产效率，并提高生产的安全性。
如冶金企业中的磨辊间加工轧辊轴承需要定期补充油脂，传统的补油工作是由人工手持补油枪完成，补油工作量基本上是两个人全天候补油，因此耗费大量的人力，同时存在补油量不准确、不到位、漏补、油脂混补、补油区域油污严重等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，本方法克服了传统轧辊轴承补油方式的缺陷，可高效并准确定量实施轧辊轴承补油，减少油脂的浪费，改善补油区域油污严重的问题。
为解决上述技术问题，本发明利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法包括如下步骤：
步骤一、当轧辊进入补油区时通过控制系统的人机界面发送补油请求信号，控制系统自动判断可用工位并且通过人机界面显示该可用工位；
步骤二、采用行车将轧辊吊入可用工位，轧辊到位后通过传感器向控制系统发送到位信息，控制系统通过RFID读卡器读取轧辊的RFID信息，包括轧辊编号、油品油量配置信息；
步骤三、控制系统通过伺服电机驱动机器人沿导轨移动至轧辊补油端，并且通过图像传感器和激光测距仪获取轧辊加油嘴的三维坐标值反馈至机器人，机器人根据该三维坐标值计算偏移量并将位置校正至轧辊加油嘴；
步骤四、机器人到位后通过控制程序依次对加油嘴进行清洗、对接、开油脂阀、补油、闭油脂阀、脱离、涂抹作业，机器人返回待机位置并向控制系统发送该轧辊补油时间、补油量及完成补油信息；
步骤五、控制系统存储该轧辊补油信息并通过人机界面显示该轧辊补油完成可吊离工位信息，采用行车将该轧辊吊离工位。
进一步，所述机器人带有移载油箱、流量计和称重模块，机器人在对轧辊补油前通过称重模块计量移载油箱内油量，当油量不足时返回供油管向移载油箱补充油量，机器人在对轧辊补油时通过流量计计量补油的油量。
进一步，所述机器人移动采用由伺服电机驱动的齿轮、齿条以及双导轨的直线传动机构。
进一步，所述机器人相对轧辊加油嘴的位置校正是当机器人移动至对应加油嘴的补油位置时，移动机器人手臂，使装在手臂夹具上的图像传感器对准轧辊上的加油嘴拍照，加油嘴为X方向，通过图像识别计算手臂夹具上用于加油的快速公接头相对于轧辊加油嘴的Y,Z方向的偏移量，机器人根据该偏移量修正快速公接头的位置；待Y、Z方向修正到位后，关闭图像传感器，启用手臂夹具上安装的激光测距仪，以加油嘴中心为目标位置检测快速公接头至加油嘴在X方向的偏移量，机器人根据该偏移量修正快速公接头X方向的位置；移动机器人手臂使夹具上的快速公接头与轧辊加油嘴完全对接到位，记录当前位置，修正快速公接头相对加油嘴的进给量，完成快速公接头相对加油嘴位置的标定。
进一步，所述机器人对轧辊涂油位置的标定，机器人移动定位至轧辊的涂油位置时，移动机器人手臂并调整手臂夹具上喷黄油的喷油接头位置，开启黄油油管的电磁阀，修正机器人手臂行走位置使喷出的黄油均匀喷涂在轧辊的衬板或扁头上，完成机器人涂油位置的标定。
由于本发明利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法采用了上述技术方案，即本方法的控制系统根据轧辊的补油请求自动判断可用工位，采用行车将轧辊吊入可用工位，并且获得轧辊编号、油品油量的配置信息；机器人通过图像传感器和激光测距仪获取的坐标信息移动至轧辊加油嘴并对轧辊实施补油作业，控制系统存储该轧辊补油信息并通过人机界面显示该轧辊补油完成可吊离工位信息，采用行车将该轧辊吊离工位。本方法克服了传统轧辊轴承补油方式的缺陷，可高效并准确定量实施轧辊轴承补油，杜绝漏补、混补，减少油脂的浪费，改善补油区域油污严重的问题。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本方法的流程框图；
图2为本方法中机器人实施轧辊补油和涂油的示意图；
图3为本方法中机器人手臂夹具的示意图。
具体实施方式
实施例如图1、图2和图3所示，本发明利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法包括如下步骤：
步骤一、当轧辊1进入补油区时通过控制系统的人机界面发送补油请求信号，控制系统自动判断可用工位并且通过人机界面显示该可用工位；
步骤二、采用行车将轧辊1吊入可用工位，轧辊1到位后通过传感器向控制系统发送到位信息，控制系统通过RFID读卡器读取轧辊的RFID信息，包括轧辊编号、油品油量配置信息；
步骤三、控制系统通过伺服电机驱动机器人2沿导轨3移动至轧辊1补油端，并且通过图像传感器和激光测距仪获取轧辊1加油嘴的三维坐标值反馈至机器人2，机器人2根据该三维坐标值计算偏移量并将位置校正至轧辊1加油嘴；
步骤四、机器人2到位后通过控制程序依次对加油嘴进行清洗、对接、开油脂阀、补油、闭油脂阀、脱离、涂抹作业，机器人2返回待机位置并向控制系统发送该轧辊1补油时间、补油量及完成补油信息；
步骤五、控制系统存储该轧辊1补油信息并通过人机界面显示该轧辊1补油完成可吊离工位信息，采用行车将该轧辊1吊离工位。
优选的，所述机器人2带有移载油箱、流量计和称重模块，机器人2在对轧辊1补油前通过称重模块计量移载油箱内油量，当油量不足时返回供油管向移载油箱补充油量，机器人2在对轧辊1补油时通过流量计计量补油的油量。
优选的，所述机器人2移动采用由伺服电机驱动的齿轮、齿条以及双导轨的直线传动机构。
优选的，所述机器人2相对轧辊1加油嘴的位置校正是当机器人2移动至对应加油嘴的补油位置时，移动机器人2手臂21，使装在手臂21夹具上的图像传感器22对准轧辊1上的加油嘴拍照，加油嘴为X方向，通过图像识别计算手臂21夹具上用于加油的快速公接头23相对于轧辊1加油嘴的Y,Z方向的偏移量，机器人2根据该偏移量修正快速公接头23的位置；待Y、Z方向修正到位后，关闭图像传感器22，启用手臂21夹具上安装的激光测距仪24，以加油嘴中心为目标位置检测快速公接头23至加油嘴在X方向的偏移量，机器人2根据该偏移量修正快速公接头23X方向的位置；移动机器人2手臂21使夹具上的快速公接头23与轧辊加油嘴完全对接到位，记录当前位置，修正快速公接头23相对加油嘴的进给量，完成快速公接头23相对加油嘴位置的标定。
优选的，所述机器人2对轧辊1涂油位置的标定，机器人2移动定位至轧辊1的涂油位置时，移动机器人2手臂21并调整手臂21夹具上喷黄油的喷油接头25位置，开启黄油油管的电磁阀，修正机器人2手臂21行走位置使喷出的黄油均匀喷涂在轧辊1的衬板或扁头上，完成机器人2涂油位置的标定。
以宝钢1580磨辊间F1-F3精轧工作辊补油区域为例, 补油区域设置三个辊架,用于放置F1-F3轧辊,共14个加油嘴需要补油，补油脂种类根据工艺要求有滚动轴承补油(红油--复合磺化钙基脂），和止推轴承补油（黑油--复合磺化钙基脂）。同时每对上机轧辊都需要进行涂油（黄油--锂基脂），涂油位置为轧辊的扁头、轴承箱所有衬板、压板。机器人根据轧辊加油嘴的位置分别建立加油和涂油的程序并确定相应的位置，各加油嘴的加油位置和操作程序相对独立。
本方法的关键是机器人能自动识别轧辊加油嘴的位置，精确定位所带用于加油的快速公接头，并能准确对准轧辊上的加油嘴，自动对接补油。如图3所示，因此机器人手臂通过夹具28集成安装了带拨片的快速公接头23及喷油接头25、两位三通电磁阀、图像传感器22及光源、激光测距仪24、加油嘴清洗刮片26、气缸、RFID读卡器27等设备。快速公接头23实现轧辊的补油，喷油接头25实现轧辊相应位置的涂油，刮片26实现轧辊加油嘴的清洗；工作原理为电磁阀通电，气缸动作，控制快速公接头23上的拨片动作，实现快速公接头23与轧辊上的加油嘴的连接或断开。其中图像传感器22图像检测的响应时间为500ms、像素为500W、焦距为200-800mm，激光测距仪24的检测范围在400mm以内，检测精度 ±0.1 mm；通过图像传感器22和激光测距仪24实现机器人手臂快速公接头23相对轧辊加油嘴位置的精确标定。在设定机器人自动补油和涂油程序前，机器人对每个型号轧辊的每个加油嘴相对快速公接头的位置进行标定，反复修正机器人手臂上快速公接头相对加油嘴的位置偏差，直至偏差值在0.02mm以内。在位置标定完成后，机器人即可根据人机界面发送的指令自动执行补油和涂油作业，但如果机器人手臂或装夹具发生严重碰撞或辊架发生明显位移，机器人在执行自动补油和涂油前需重新进行位置标定。
本方法可配置两台安川机器人分别在轧辊两侧，整个系统的机械结构相对与轧辊两侧对称分布，按照工艺要求对轧辊进行补油和涂油动作，能准确定位、定量注油，并能通过记录的每个轧辊注油量，按周期统计一段时间内各种油品的消耗量、查询每个轧辊注油记录，便于轧辊的管理，确保轧辊处于良好的工作状态。

Claims (4)

1.一种利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、当轧辊进入补油区时通过控制系统的人机界面发送补油请求信号，控制系统自动判断可用工位并且通过人机界面显示该可用工位；
步骤二、采用行车将轧辊吊入可用工位，轧辊到位后通过传感器向控制系统发送到位信息，控制系统通过RFID读卡器读取轧辊的RFID信息，包括轧辊编号、油品油量配置信息；
步骤三、控制系统通过伺服电机驱动机器人沿导轨移动至轧辊补油端，并且通过图像传感器和激光测距仪获取轧辊加油嘴的三维坐标值反馈至机器人，机器人根据该三维坐标值计算偏移量并将位置校正至轧辊加油嘴；
步骤四、机器人到位后通过控制程序依次对加油嘴进行清洗、对接、开油脂阀、补油、闭油脂阀、脱离、涂抹作业，机器人返回待机位置并向控制系统发送该轧辊补油时间、补油量及完成补油信息；
步骤五、控制系统存储该轧辊补油信息并通过人机界面显示该轧辊补油完成可吊离工位信息，采用行车将该轧辊吊离工位
其中，所述机器人带有移载油箱、流量计和称重模块，机器人在对轧辊补油前通过称重模块计量移载油箱内油量，当油量不足时返回供油管向移载油箱补充油量，机器人在对轧辊补油时通过流量计计量补油的油量。
2.根据权利要求1所述的利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，其特征在于：所述机器人移动采用由伺服电机驱动的齿轮、齿条以及双导轨的直线传动机构。
3.根据权利要求1或2所述的利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，其特征在于：所述机器人相对轧辊加油嘴的位置校正是当机器人移动至对应加油嘴的补油位置时，移动机器人手臂，使装在手臂夹具上的图像传感器对准轧辊上的加油嘴拍照，加油嘴为X方向，通过图像识别计算手臂夹具上用于加油的快速公接头相对于轧辊加油嘴的Y,Z方向的偏移量，机器人根据该偏移量修正快速公接头的位置；待Y、Z方向修正到位后，关闭图像传感器，启用手臂夹具上安装的激光测距仪，以加油嘴中心为目标位置检测快速公接头至加油嘴在X方向的偏移量，机器人根据该偏移量修正快速公接头X方向的位置；移动机器人手臂使夹具上的快速公接头与轧辊加油嘴完全对接到位，记录当前位置，修正快速公接头相对加油嘴的进给量，完成快速公接头相对加油嘴位置的标定。
4.根据权利要求3所述的利用工业机器人自动给轧辊轴承补油和涂油的方法，其特征在于：所述机器人对轧辊涂油位置的标定，机器人移动定位至轧辊的涂油位置时，移动机器人手臂并调整手臂夹具上喷黄油的喷油接头位置，开启黄油油管的电磁阀，修正机器人手臂行走位置使喷出的黄油均匀喷涂在轧辊的衬板或扁头上，完成机器人涂油位置的标定。
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