CN109850455A - 一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统及夹持码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统及夹持码垛方法，属于碳素阳极转运站领域，包括单梁装置、行走小车装置、伸缩式提升装置、微动装置、重力自锁剪力钳装置和视觉装置，所述单梁装置与天车大梁固定连接，两端设置端梁，所述单梁装置上设有行走小车装置，所述行走小车装置底板上设有伸缩式提升装置，所述伸缩式提升装置底端设有微动装置，微动装置上设有法兰转台，所述重力自锁剪力钳装置与转台法兰连接，所述微动装置底板上设有视觉装置。本发明用于单个碳素阳极的自动夹取与智能放置，可避免现有单夹具系统在堆垛过程中的晃动、定位不准、效率低等问题，实现了炭块转运站中碳素阳极的自动搬运。

Description

一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统及夹持码垛方法

技术领域

本发明涉及智能仓储技术领域，尤其是涉及一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统及夹持码垛方法。

背景技术

电解铝碳素阳极仓储领域，为了实现单个碳素阳极工件的搬运、码垛、挑选废料、补料、导库和装车，通常采用电葫芦带动重力自锁剪力钳，实现单个碳素阳极的夹持、提升、搬运和码垛，电动葫芦靠行走轮在仓库横向轨道上，重力自锁剪力钳与电葫芦靠钢丝绳和末端的钩子连接。通过电葫芦卷筒的旋转，收放钢丝绳，带动工件上升和下降，电动葫芦沿仓库横向轨道移动，从而实现夹持工件的搬运和码垛。

电动葫芦在轨道上横向移动的过程，靠电机驱动，没有定位系统，需要繁琐的人工判断定位，定位不准时，容易损坏工件或者码垛失败；另外，由于重力自锁钳与电葫芦之间，是靠钢丝绳和挂钩连接，在夹持工件快速移动的时候，无法避免的会有激烈的晃动现象，所以需要等待晃动停止以后，才能进行码垛工作，严重影响生产效率，同时也没法实现碳素阳极仓储的智能化。为此，设计用于单个碳素阳极转运站的单夹具系统是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的碳素阳极在单夹具搬运过程中，定位夹持困难，仓储移动过程，现有单夹具系统会产生不可避免的激烈晃动，因此造成生产效率低下。因此，本发明的目的在于提供一种碳素阳极转运站的智能单夹具系统及夹持码垛方法，以在于实现碳素阳极仓储的智能化。

本发明是这样实现的：

一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，包括单梁装置、行走小车装置、伸缩式提升装置、微动平台装置、视觉装置：所述单梁装置通过螺栓，与天车主梁固定连接，在天车沿仓库移动时，带动单梁装置与天车主梁同步移动；行走小车装置通过反转轮，安装于单梁装置上，由独立电机驱动，带动行走小车装置沿单梁移动，并且单梁装置上安装有磁码，用于行走小车装置的精确定位；所述伸缩式提升装置，由3级伸缩轨道组成，整体为钢结构框架，保证系统启停和移动过程，所夹持工件不产生晃动，一级提升机构，通过高强度螺栓，连接在行走小车装置底板上，二级提升机构，由多吊点钢丝绳牵引，并且能在第一级伸缩轨道内沿Z轴方向上下移动；所述微动平台装置安装于三级提升机构内，由滚珠丝杠驱动，能沿X和Y方向，进行微小调整，从而保证码垛过程的精确性；所述视觉装置，安装于微动平台装置对角位置，用于夹持工件、码垛过程，对工件夹持位置和码垛位置的精确捕捉，从而确保码垛精度；还包括重力自锁钳装置，通过转台法兰，与微动平台装置的底板连接，根据工件实际姿态，在夹持和码垛过程中，可以对角度进行调整，从而调整工件的姿态。

采用上述系统进行夹持码垛的方法包括如下步骤：包括仓储时目标碳块位置信息获取、伸缩式提升装置的下降过程、目标碳块的视觉识别过程、夹持姿态调整过程、碳块夹持码垛过程和伸缩式提升装置上升过程，具体操作步骤如下：

S1，所述目标碳块位置信息获取过程包括天车主梁带动单梁沿厂房轨道移动，行走小车装置沿单梁轨道移动，直至获取目标碳块的粗略坐标位置；

S2，所述伸缩式提升装置下降过程包括二级提升机构和三级提升机构，随着牵引钢丝绳的释放，同步下降，当二级提升机构到达限位时，停止下降，三级提升机构继续下降，到达限位后，停止下降；

S3，所述目标碳块的视觉识别过程包括伸缩式提升装置下降到达设定位置后，视觉系统开始识别目标碳块的对角，计算出目标碳块的姿态信息，获取目标碳块的实际姿态；

S4，所述夹持姿态调整过程包括根据视觉装置的识别信息，微动平台在十字滑台电机的驱动下，平面上调整滑台前后左右的位移，转台旋转，调整重力自锁剪力钳的角度，达到合适夹持姿态；

S5，所述碳块夹持码垛过程包括重力自锁剪力装置达到合适夹持姿态后，第三级伸缩式提升装置继续下降，夹持碳块；

S6，所述伸缩式提升装置上升过程包括碳块夹持码垛完成，三级和二级提升机构，在驱动电机驱动下，卷筒反转，牵引钢丝绳回收，迅速上升，直至达到限位为止；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用磁码，对行走小车进行精确定位，采取刚性级进式伸缩机构，配合微动平台和视觉系统的微调，防止了移动和码垛过程的工件晃动，同时又保证了精准的定位，节约了定位所花的时间，提高生产效率，同时也有效保护人员环境和设备的安全。

本发明用于单个碳素阳极的智能仓储和自动搬运，可避免现有单夹具系统搬运过程中的晃动、定位不准、效率低等问题，实现了碳素阳极的仓储自动化。

附图说明

图1是本发明的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统整体结构示意图；

图2是本发明的单梁装置和行走小车装置主视图；

图3是本发明的伸缩式提升机构主视图；

图4是本发明的微动平台装置主视图；

图5是本发明的视觉装置主视图。

附图标记说明：1-单梁装置，11-H型钢截面梁，12-端梁，2-行走小车装置，21-行走轮，22-双吊点钢丝绳牵引机构一，23-双吊点钢丝绳牵引机构二，3-伸缩式提升装置，31-一级提升机构，32-二级提升机构，33-三级提升机构，4-微动平台装置，5-视觉装置，

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限制。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具装置，包括单梁装置1、行走小车装置2、伸缩式提升装置3、微动平台装置4和视觉装置5；其中，如图2所示，单梁装置1包括一根H型钢截面梁11和设置在H型钢截面梁11两端的端梁12，端梁12上设置行走小车装置2的行走轮21，带动行走小车装置2沿厂房天车轨道方向移动，而行走小车装置2包括行走轮21、钢丝绳牵引机构一22和钢丝绳牵引机构二23，还包括连接底板，行走轮21设置驱动电机，驱动电机设置磁码传感器，连接底板为伸缩式提升装置3提供连接空间。

如图3所示，伸缩式提升装置3包括一级提升机构31、二级提升机构32、三级提升机构33，其中，一级提升机构31连接于行走小车装置1的底板，四周设置L形加强筋，二级提升机构32通过双吊点钢丝绳牵引机构一22牵引，三级提升机构33通过双吊点钢丝绳牵引机构二23牵引，三级提升机构33底部设置微动平台装置4。

如图4所示，微动平台装置4包括十字滑台、底板、转台和视觉装置5，其中十字滑台固定于三级提升机构33底部，视觉装置5安装在底板对角，另外，底板上设置连接法兰，转台通过连接法兰连接在底板上，重力自锁剪力钳与转台连接。视觉装置5的结构如图5所示。另外，重力自锁剪力钳包括剪力钳和连接法兰，连接法兰与转台连接；

本发明是这样实施的：

单梁装置1靠端梁12，在天车驱动电机的带动下，沿厂房轨道纵向移动，形成纵向位置的粗定位；行走小车装置2在行走轮21的驱动下，沿单梁装置1横向移动，依靠磁码传感器定位控制，形成横向的粗定位；

粗定位结束后，伸缩式提升装置3垂直于单梁装置1沿竖直方向移动，双吊点钢丝绳牵引机构一22和双吊点钢丝绳牵引机构二23同时释放牵引钢丝绳，二级提升机构32和三级提升机构33同时向下运动，到达设定高度后，双吊点钢丝绳牵引机构一22和双吊点钢丝绳牵引机构二23停止释放钢丝绳，完成竖直方向粗定位。

横向、纵向和竖直方向粗定位完成后，视觉装置5开始识别工件对角，判断出正确夹持或者释放位置，控制微动平台装置4在纵向和横向微小移动，完成精确定位；

精确定位完成后，三级提升机构33下降到夹持位置，准确夹取碳素阳极，夹持完成后，二级提升机构32和三级提升机构33迅速上升到最高限位位置，系统开始运行到指定码垛位置，完成码垛工作。

以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：包括单梁装置(1)、行走小车装置(2)、伸缩式提升装置(3)、微动平台装置(4)、重力自锁剪力钳装置和视觉装置(5)；其中，所述单梁装置(1)包括H型钢截面梁(11)、设置在所述H型钢截面梁(11)两端的端梁(12)；所述行走小车装置(2)包括行走轮(21)、反转轮、电机固定底板、钢丝绳牵引机构、连接底板，所述行走轮(21)设置驱动电机，所述驱动电机设置磁码传感器，所述连接底板为伸缩式提升装置(3)提供连接空间；所述单梁装置(1)下缘板作为行走小车装置(2)的行走轨道；所述伸缩式提升装置(3)包括一级提升机构(31)、二级提升机构(32)、三级提升机构(33)，所述一级提升机构(31)连接于行走小车装置(2)底板，所述二级提升机构(32)和三级提升机构(33)通过双吊点钢丝绳牵引机构牵引，三级提升机构(33)底部设置微动平台装置(4)；所述微动平台装置(4)包括十字滑台、底板、转台和视觉装置(5)，所述十字滑台固定于三级提升机构(33)底部，所述视觉装置(5)安装在底板对角；所述重力自锁剪力钳装置包括剪力钳和设置在底板上的连接法兰，所述转台通过连接法兰连接在底板上，所述剪力钳与转台连接。

2.根据权利要求1所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：所述一级提升机构(31)包括刚性结构框架和U形导向轨道，所述U形导向轨道沿竖直方向设置。

3.根据权利要求1所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：所述二级提升机构(32)包括钢丝绳双吊点、刚性结构框架、十字导向轮和U形导向轨道，所述钢丝绳双吊点设置于二级提升机构(32)上方，所述十字导向轮沿竖直方向，布置于U形导向轨道外表面，所述U形轨道竖直设置。

4.根据权利要求1所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：所述三级提升机构(33)包括钢丝绳双吊点、刚性结构框架、十字导向轮和U形导向轨道，所述钢丝绳双吊点设置于三级提升机构(33)上方，所述十字导向轮沿竖直方向，布置于U形导向轨道外表面，所述U形轨道竖直设置。

5.根据权利要求1所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：所述微动平台装置(4)的十字滑台能在平面内，实现前后和左右移动，所述转台能实现绕竖直方向0-90°旋转。

6.根据权利要求1所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统，其特征在于：所述视觉装置(5)设置于微动平台装置(4)底板对角处，镜头沿竖直方向，角度可以调节，以使测量时视场无遮挡。

7.一种如根据权利要求1-6所述的用于碳素阳极转运站的智能单夹具系统的夹持码垛方法，其特征在于包括如下步骤：

S1，目标碳块位置信息获取：包括天车主梁带动单梁装置(1)沿厂房轨道移动，行走小车装置(2)沿单梁装置(1)上的轨道移动，直至获取目标碳块的粗略坐标位置；

S2，伸缩式提升装置(3)下降：包括二级提升机构(32)和三级提升机构(33)随着牵引钢丝绳的释放，同步下降，当二级提升机构(32)到达限位时，停止下降，三级提升机构(33)继续下降，到达限位后，停止下降；

S3，目标碳块的视觉识别：包括伸缩式提升装置(3)下降到达设定位置后，视觉装置(5)开始识别目标碳块的对角，计算出目标碳块的姿态信息，获取目标碳块的实际姿态；

S4，夹持姿态调整：包括根据视觉装置(5)的识别信息，微动平台装置(4)在十字滑台电机的驱动下，平面上调整滑台前后左右的位移，转台旋转，调整重力自锁剪力钳的角度，达到合适夹持姿态；

S5，碳块夹持码垛：包括重力自锁剪力装置达到合适夹持姿态后，三级提升机构(33)继续下降，夹持碳块；

S6，伸缩式提升装置(3)上升：包括碳块夹持码垛完成，三级提升机构(33)和二级提升机构(32)在驱动电机驱动下，卷筒反转，牵引钢丝绳回收，迅速上升，直至达到限位为止。