CN109828540A - 一种智能管件放料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能管件放料系统，涉及智能加工技术领域，解决了管件在进行放置的时候，通常将管件放置到支架中，一旦将管件平铺满支架后，就需要使用新的支架，导致支架的占用率降低的问题，其包括主控模块、第一扫描模块、第二扫描模块、位置定位模块、数据存储模块；当三维数据小于或等于基准参数时，所述主控模块控制机械手放置于底层相邻管件之间；当三维数据大于基准参数时，所述主控模块控制机械手放置于底层相邻管件之间并控制第二扫描模块对新堆积的管件进行重新扫描，并重新判断，主控模块控制机械手放置于当前相邻管件之间并控制第二扫描模块对新形成的管件进行重新扫描。本发明具有提高支架使用率的效果。

Description

一种智能管件放料系统

技术领域

本发明涉及智能加工技术领域，尤其是涉及一种智能管件放料系统。

背景技术

随着科技的发展，管件的加工不再使用常规的手工加工。而是采用加工机床对管件进行加工，加工机床上安装有钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等，对管件起到相应的加工，从而提高对管件加工的效率。

随着机械手的普及，管件的取放也不采用人工搬运的方式进行取放，通过机械手对管件进行夹持，从而对管件进行放置。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：管件在进行放置的时候，通常将管件放置到支架中，一旦将管件平铺满支架后，就需要使用新的支架，导致支架的占用率降低，还有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高支架利用率的智能管件放料系统。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能管件放料系统，包括用于夹持管件的机械手、供管件放置的支架，且所述支架上设置有供管道放置的凹槽，还包括：

主控模块，用于进行数据处理并控制机械手运动；

第一扫描模块，与主控模块连接且设置于机械手上并用于获取当前支架的三维参数以输出第一扫描数据并于凹槽处进行标记；

第二扫描模块，与主控模块连接且设置于机械手上并用于获取相邻管件之间的距离并输出第二扫描数据；

位置定位模块，与主控模块连接且设置于机械手上并用于对当前位置进行定位并输出位置定位数据；

数据存储模块，与主控模块连接且用于存储第一扫描数据、第二扫描数据以供调取对比；

所述主控模块中预设有管件的三维数据并存储于数据存储模块中；

所述主控模块控制机械手夹持管件通过位置定位数据确定当前位置，并调取第一扫描数据且于第一扫描数据的标记处放置管件，以实现将管件放置于支架上的所有凹槽中；

所述主控模块获取三维数据并计算出相邻管件之间用于叠加管件的基准参数，当三维数据小于或等于基准参数时，所述主控模块控制机械手放置于底层相邻管件之间，并不再二次扫描；

当三维数据大于或等于基准参数时，所述主控模块控制机械手放置于底层相邻管件之间并控制第二扫描模块对新堆积的管件进行重新扫描，并重新判断。

通过采用上述技术方案，通过第一扫描模块的设置，对支架进行扫描，配合第二扫描模块的使用，从而对管件进行扫描，使管件在放置于支架上后，再通过第二扫描模块配合主控模块，将管件放置于下端的管件之间，同时判断管件之间的间距，从而判断是否再进行叠放，从而提高了对支架的利用率，并且能够放置更多的管件。

本发明进一步设置为：所述第一扫描模块包括支架识别单元，所述支架识别单元用于检测至支架的距离并输出支架识别信号，所述主控模块中预设有支架基准信号；

当支架识别信号小于支架基准信号时，所述主控模块开始录入支架的参数；当支架识别信号大于或等于支架基准信号时，所述主控模块停止录入支架的参数。

通过采用上述技术方案，通过支架识别单元的设置，对支架进行识别，同时配合支架基准信号进行对比，从而判断当前检测的物体是否是支架，提高了检测的效率。

本发明进一步设置为：所述第一扫描模块模块包括凹槽识别单元，所述凹槽识别单元用于检测凹槽的宽度与个数并输出凹槽识别信号，所述主控模块中预设有凹槽基准信号；

当支架识别信号小于支架基准信号时，所述凹槽识别单元激活以实现检测；反之，不检测；

当凹槽识别信号大于凹槽基准信号时，所述主控模块开始录入凹槽的参数；当凹槽识别信号小于或等于凹槽基准信号时，所述主控模块停止录入凹槽的参数；

所述主控模块于凹槽识别信号的最大值处进行标记。

通过采用上述技术方案，通过凹槽识别单元的设置，对支架上的凹槽进行检测，从而判断凹槽的位置，并判断出凹槽的数量，并于凹槽中的最深处，即凹槽是被信号的最大值处进行标记，方便对管件的放置。

本发明进一步设置为：所述第一扫描模块包括间距识别单元，所述间距识别单元用于检测相邻凹槽之间的间距并输出间距识别信号，所述主控模块接收间距识别信号以控制机械手对管件的放置；

间距识别信号为凹槽识别信号中的标记与标记之间的距离。

通过采用上述技术方案，间距识别单元的设置，将相邻凹槽之间的距离进行检测，从而判断放置管件的位置，提高了放置管件时的效率，同时提高了放置的准确度，实用性强。

本发明进一步设置为：还包括与主控模块连接的记录模块，当主控模块控制机械手完成对管件的堆放时，所述记录模块进行记录。

通过采用上述技术方案，通过记录模块的设置，对完成堆放后的状态进行记录，方便对数据的采集，同时方便对后期数据的调取，以提高智能化，实用性强。

本发明进一步设置为：还包括与主控模块连接的智能匹配模块；

当所述第一扫描模块获取的第一扫描数据与数据存储模块中的数据匹配上时，同时当前需要堆放的管件与第一扫描数据所对应的管件三维数据一致，所述智能匹配模块从记录单元中调取数据并进行匹配并控制机械手进行堆放。

通过采用上述技术方案，通过智能匹配模块的设置，根据管件的三维数据，配合第一扫描数据的使用，从而通过匹配的方式，快速对后期的堆放进行判断，直接调取的方式，提高了整体的效率。

本发明进一步设置为：还包括与主控模块连接的统计模块，所述统计模块获取第一扫描数据与第二扫描数据并预算出当前能够放置的管件数量并上传至主控模块。

通过采用上述技术方案，通过统计模块的设置，对当前已经堆放的管件，配合第一扫描数据与第二扫描数据，从而匹配出数量并进行统计，从而上传至主控模块进行显示，实用性强。

本发明进一步设置为：所述统计模块包括多层统计单元、双层统计单元；

当第二扫描数据大于基准参数时，所述双层统计单元激活以模拟出管件的数量；

当第二扫描数据小于或等于基准参数时，所述多层统计单元激活以模拟出管件的数量。

通过采用上述技术方案，通过多层统计单元的设置，配合双层统计单元的使用，从而对管件已经加工好的数量进行统计，从而实现了对加工数量的了解，实用性强。

本发明进一步设置为：还包括与主控模块连接且用于对最外两侧的凹槽进行检测并输出磨损检测信号的磨损检测模块，所述主控模块预设有磨损基准信号；

当磨损检测信号大于磨损基准检测信号时，所述主控模块以实现警示。

通过采用上述技术方案，通过磨损检测模块的设置，对两侧的凹槽进行检测，从而对两侧凹槽的磨损程度进行判断，一旦磨损超过预设值时，就会导致管件放置不稳定，从而进行警示。

本发明进一步设置为：还包括与主控模块连接的寿命模拟模块，所述寿命模拟模块于单位时间内接收磨损检测信号并模拟出每次使用后的损耗量以估算出剩余使用次数。

通过采用上述技术方案，通过寿命模拟模块的设置，对当前的磨损情况进行判断，从而对剩余使用次数进行预估，从而对剩下的时间进行了解，以提前做准备，实用性强。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.提高了支架的使用率，提高了整体堆放的数量；

2.判断更加块，具有记忆读取功能。

附图说明

图1是智能管件放料系统的系统流程图。

图2是智能管件放料系统的系统框图。

图3是管件放置于支架上多层时的状态示意图。

图4是管件放置于支架上双层时的状态示意图。

图中，1、机械手；2、支架；3、凹槽；4、主控模块；5、第一扫描模块；6、第二扫描模块；7、位置定位模块；8、数据存储模块；9、支架识别单元；10、凹槽识别单元；11、间距识别单元；12、记录模块；13、智能匹配模块；14、统计模块；15、多层统计单元；16、双层统计单元；17、磨损检测模块；18、寿命模拟模块；19、管件。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。

参照图1、2，为本发明公开的一种智能管件放料系统，包括用于夹持管件19的机械手1、供管件19放置的支架2，且支架2上设置有供管道放置的凹槽3。机械手1与主控模块4连接并用于控制机械手1对管件19进行夹持，主控模块4通过程序对机械手1进行控制，控制机械手1夹持与移动的方式属于本领域技术人员的公知常识，在此不做赘述。

本实施例中，主控模块4为大型计算机，主控模块4与第一扫描模块5、第二扫描模块6、位置定位模块7、数据存储模块8、记录模块12、智能匹配模块13、统计模块14、磨损检测模块17、寿命模拟模块18连接。

且第一扫描模块5包括支架识别单元9、凹槽识别单元10、间距识别单元11。统计模块14包括多层统计单元15、双层统计单元16。

第一扫描模块5、第二扫描模块6、位置定位模块7、磨损检测模块17均设置于机械手1上。且第一扫描模块5、第二扫描模块6、位置定位模块7、磨损检测模块17均采用同一个红外线测距器，通过红外线测距器的使用，对当前位置于地面的距离进行检测，从而进行判断。红外线测距器设置于机械手1上，且机械手1与地面处于平行的移动状态时，红外线测距器进行检测。

第一扫描模块5用于获取当前支架2的三维参数以输出第一扫描数据并于凹槽3处进行标记，而支架识别单元9用于检测至支架2的距离并输出支架识别信号，主控模块4中预设有支架基准信号。

当支架识别信号小于支架基准信号时，主控模块4开始录入支架2的参数；当支架识别信号大于或等于支架基准信号时，主控模块4停止录入支架2的参数。即，红外线测距器在平行移动时，到地面的距离为100cm，当支架2的高度为20cm时，支架基准信号所对应的距离为80cm，由于高度越高，就会越靠近红外线测距器，因此对应的距离越小。当识别到距离小于80cm时，就定义为检测到支架2，此时开始对数据进行录入，且支架2放置处，除了支架2以外，不放置其他物品。

在对支架2的数据进行录入时，凹槽识别单元10也随之激活，凹槽识别单元10用于检测凹槽3的宽度与个数并输出凹槽识别信号，主控模块4中预设有凹槽基准信号。

当支架识别信号小于支架基准信号时，凹槽识别单元10激活以实现检测；当支架识别信号大于或等于支架基准信号时，凹槽识别单元10不激活且不进行检测。

当凹槽识别单元10激活时，输出凹槽识别信号。当凹槽识别信号大于凹槽基准信号时，主控模块4开始录入凹槽3的参数；当凹槽识别信号小于或等于凹槽基准信号时，主控模块4停止录入凹槽3的参数。即，支架2上的凹槽3为半圆形设置，因此对凹槽3进行检测时，检测的位置为支架2上，因此会接收到起伏的信号，当凹槽3的直径为5cm时，凹槽基准信号为82.5cm，因此，凹槽识别信号为80cm-82.5cm之间进行浮动，同时主控模块4于凹槽识别信号的最大值处进行标记，标记处为凹槽3的最深处。同时，凹槽3在本实施例中优选为半圆形设置，当然，凹槽3也可以设计为方形、V形等能够容纳固定管件19的形状。

在对支架2上的凹槽3进行检测时，间距识别单元11对两端凹槽3之间的距离进行检测并输出间距识别信号，因此，间距识别信号为凹槽识别信号中的标记与标记之间的距离。主控模块4接收间距识别信号以控制机械手1对管件19的放置。

位置定位模块7设置于机械手1上，位置定位模块7用于对当前位置进行定位并输出位置定位数据，主控模块4控制机械手1夹持管件19通过位置定位数据确定当前位置，并调取第一扫描数据且于第一扫描数据的标记处放置管件19，从而将管件19放置于支架2上的所有凹槽3中。

当机械手1将管件19放置于凹槽3中后，第二扫描模块6激活，此时用于获取相邻管件19之间的距离并输出第二扫描数据；第二扫描数据为红外线测距器检测放置于支架2上的管件19的最小值和同一支架2上的另一管件19的最小值之间的距离。即放置于支架2上的管件19最靠近红外测距器的一点为目标进行测量。

同时主控模块4中预设有管件19的三维数据并存储于数据存储模块8中，即已知管件19的外径的直径。主控模块4获取三维数据并计算出相邻管件19之间用于叠加管件19的基准参数，基准参数为相邻管件19之间的距离的值。例，主控模块4获取三维数据，此三维数据为预设于主控模块4中的三维数据，用户事先了解需要运输的管件的三维参数，三维参数可以采用扫描的方式，也可以采用三维建模的方式对数据进行录入，即，当管件19的外径的直径为4cm。相邻管件19之间用于叠加管件19的基准参数采用扫描的方式进行获取并配合主控模块4的基础计算，当管件19的外部直径大于凹槽3的宽度的直径时，而凹槽3的宽度为已知的宽度并定义为M（cm），此时管件19之间的距离=M+1-4，即，已知管件19的外径的直径为4cm，而相邻凹槽3之间的间距为1cm，1cm为通过扫描的方式进行获取，因此，主控模块4计算基准参数=M+1-4=M-3，而M-3就是相邻管件19之间的距离的值，即管件19与另一管件19之间的最小间距。因此当检测出M-3＜4，此时可以进行多层叠加；当当检测出M-3≥4时，即管件19之间的管件19无法叠加，因此只能进行双层放置。支架3的底层堆放规则：管件19的外径≤凹槽3的宽度+凹槽3之间的间距。管件19在放置时，管件19的外径有大有小，因此管件19不一定完全放置于凹槽3中。

参照图3、4所示，当三维数据小于或等于基准参数时，主控模块4控制机械手1放置于底层相邻管件19之间，不再进行二次扫描，因此只能进行双层叠放。当三维数据大于基准参数时，主控模块4控制机械手1放置于底层相邻管件19之间并控制第二扫描模块6对新堆积的管件19进行重新扫描，属于多层叠放。

数据存储模块8与主控模块4连接且用于存储第一扫描数据、第二扫描数据以供调取对比。而记录模块12对机械手1完成对支架2上的管件19进行堆放后进行记录，记录模块12仅仅记录完成多少数量的支架2的数据，不对管件19放置的数量进行统计。

统计模块14对放置管件19的数量进行统计，统计模块14获取第一扫描数据与第二扫描数据并预算出当前能够放置的管件19数量并上传至主控模块4。当第二扫描数据大于基准参数时，双层统计单元16激活以模拟出管件19的数量；当第二扫描数据小于或等于基准参数时，多层统计单元15激活以模拟出管件19的数量。根据叠放的方式不同，分为多层统计和双层统计，从而估算出当前放置的管件19的数量。

智能匹配模块13对后续的程序进行优化处理，当第一扫描模块5获取的第一扫描数据与数据存储模块8中的数据匹配上时，即，之前有对这类支架2进行叠放。同时当前需要堆放的管件19与第一扫描数据所对应的管件19三维数据一致，即，对应于当前支架2的当前管件19的外径数据也一致。从而使智能匹配模块13从记录单元中调取数据并进行匹配并控制机械手1进行堆放。因此采用第二扫描模块6对支架2和支架2上的管件19进行扫描，从而提高工作效率。

由于叠放的方式为三角形的方式进行地方，即，下多上小形排布，因此位于支架2两侧的凹槽3的形变尤为严重，而磨损检测模块17则对最外两侧的凹槽3进行检测。

检测的时候，为第一扫描模块5检测时的同步检测，磨损检测模块17对最外两侧的凹槽3进行检测并输出磨损检测信号，而主控模块4预设有磨损基准信号，磨损基准信号为最大形变的数据，由用户根据经验自行设定。

当磨损检测信号大于磨损基准检测信号时，主控模块4以实现警示。当磨损检测信号小于或等于磨损基准检测信号时，主控模块4不进行警示。

寿命模拟模块18对凹槽3的形变状态进行检测，寿命模拟模块18于单位时间内接收磨损检测信号并模拟出每次使用后的损耗量以估算出剩余使用次数，估算的次数，取决与材料和叠放的方式，根据金属的疲劳性进行自行设定，在多层叠放时的次数小于双层叠放时的次数。且剩余次数不显示于主控模块4上，只于主控模块4中进行计算，同时主控模块4中还设置有固定值，固定值由用户自行设定，固定值可以为20次、10次等，一旦剩余次数小于固定值时，主控模块4进行显示，并采用颜色区分于其他信息的颜色进行着重显示。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能管件放料系统，包括用于夹持管件(19)的机械手(1)、供管件(19)放置的支架(2)，且所述支架(2)上设置有供管道放置的凹槽(3)，其特征在于，还包括：

主控模块(4)，用于进行数据处理并控制机械手(1)运动；

第一扫描模块(5)，与主控模块(4)连接且设置于机械手(1)上并用于获取当前支架(2)的三维参数以输出第一扫描数据并于凹槽(3)处进行标记；

第二扫描模块(6)，与主控模块(4)连接且设置于机械手(1)上并用于获取相邻管件(19)之间的距离并输出第二扫描数据；

位置定位模块(7)，与主控模块(4)连接且设置于机械手(1)上并用于对当前位置进行定位并输出位置定位数据；

数据存储模块(8)，与主控模块(4)连接且用于存储第一扫描数据、第二扫描数据以供调取对比；

所述主控模块(4)中预设有管件(19)的三维数据并存储于数据存储模块(8)中；

所述主控模块(4)控制机械手(1)夹持管件(19)通过位置定位数据确定当前位置，并调取第一扫描数据且于第一扫描数据的标记处放置管件(19)，以实现将管件(19)放置于支架(2)上的所有凹槽(3)中；

所述主控模块(4)获取三维数据并计算出相邻管件(19)之间用于叠加管件(19)的基准参数，当三维数据小于或等于基准参数时，所述主控模块(4)控制机械手(1)放置于底层相邻管件(19)之间，并不再二次扫描；

当三维数据大于基准参数时，所述主控模块(4)控制机械手(1)放置于底层相邻管件(19)之间并控制第二扫描模块(6)对新堆积的管件(19)进行重新扫描，并重新判断。

2.根据权利要求1所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：所述第一扫描模块(5)包括支架识别单元(9)，所述支架识别单元(9)用于检测至支架(2)的距离并输出支架识别信号，所述主控模块(4)中预设有支架基准信号；

当支架识别信号小于支架基准信号时，所述主控模块(4)开始录入支架(2)的参数；当支架识别信号大于或等于支架基准信号时，所述主控模块(4)停止录入支架(2)的参数。

3.根据权利要求2所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：所述第一扫描模块(5)模块包括凹槽识别单元(10)，所述凹槽识别单元(10)用于检测凹槽(3)的宽度与个数并输出凹槽识别信号，所述主控模块(4)中预设有凹槽基准信号；

当支架识别信号小于支架基准信号时，所述凹槽识别单元(10)激活以实现检测；反之，不检测；

当凹槽识别信号大于凹槽基准信号时，所述主控模块(4)开始录入凹槽(3)的参数；当凹槽识别信号小于或等于凹槽基准信号时，所述主控模块(4)停止录入凹槽(3)的参数；

所述主控模块(4)于凹槽识别信号的最大值处进行标记。

4.根据权利要求3所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：所述第一扫描模块(5)包括间距识别单元(11)，所述间距识别单元(11)用于检测相邻凹槽(3)之间的间距并输出间距识别信号，所述主控模块(4)接收间距识别信号以控制机械手(1)对管件(19)的放置；

间距识别信号为凹槽识别信号中的标记与标记之间的距离。

5.根据权利要求1所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：还包括与主控模块(4)连接的记录模块(12)，当主控模块(4)控制机械手(1)完成对管件(19)的堆放时，所述记录模块(12)进行记录。

6.根据权利要求5所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：还包括与主控模块(4)连接的智能匹配模块(13)；

当所述第一扫描模块(5)获取的第一扫描数据与数据存储模块(8)中的数据匹配上时，同时当前需要堆放的管件(19)与第一扫描数据所对应的管件(19)三维数据一致，所述智能匹配模块(13)从记录单元中调取数据并进行匹配并控制机械手(1)进行堆放。

7.根据权利要求1所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：还包括与主控模块(4)连接的统计模块(14)，所述统计模块(14)获取第一扫描数据与第二扫描数据并预算出当前能够放置的管件(19)数量并上传至主控模块(4)。

8.根据权利要求7所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：所述统计模块(14)包括多层统计单元(15)、双层统计单 元(16)；

当第二扫描数据大于基准参数时，所述双层统计单元(16)激活以模拟出管件(19)的数量；

当第二扫描数据小于或等于基准参数时，所述多层统计单元(15)激活以模拟出管件(19)的数量。

9.根据权利要求1所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：还包括与主控模块(4)连接且用于对最外两侧的凹槽(3)进行检测并输出磨损检测信号的磨损检测模块(17)，所述主控模块(4)预设有磨损基准信号；

当磨损检测信号大于磨损基准检测信号时，所述主控模块(4)以实现警示。

10.根据权利要求9所述的一种智能管件放料系统，其特征在于：还包括与主控模块(4)连接的寿命模拟模块(18)，所述寿命模拟模块(18)于单位时间内接收磨损检测信号并模拟出每次使用后的损耗量以估算出剩余使用次数。