CN110883547A - 一种板类零件的加工装置及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板类零件的加工装置，包括切割平台；板材切割机，用于对切割平台上的板材切割形成板类零件；输送机的输送路线上依次设置有视觉检测工位和第一移出工位；用于将切割好的板类零件移送至输送机上的桁架机器人，再利用视觉检测装置有对视觉检测工位上的板类零件进行视觉识别并分类；设置于输送机的第一移出工位一侧的移出机器人和至少两个分类移出平台，该移出机器人用于将识别分类后的板类零件移送至对应的分类移出平台上。另外，本发明还公开了使用该加工装置的加工方法，该板类零件的加工装置可以自动切割并分类送出，使板类零件的加工效率更高，减少板类零件的预存量。

Description

一种板类零件的加工装置及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种板类零件的加工装置，同时设计一种使用该加工装置的加工方法。
背景技术
在一些钢结构的焊接制作加工中，例如牛腿、铰接柱脚、刚接柱脚、结构梁、结构柱等关键零部件中的板类零件的生产加工通常是采用人工或半自动设备进行下料加工，人工进行输送、转运和焊接。采用人工方式进行生产，加工时间长，效率低，生产不连续，易出错，往往需要提前将各种形状的结构板、筋板等板类零件提前生产很多，并存放在焊接工位附件，焊接时，人工进行搬运或吊装选取板类零件，工人按照图纸选择板类零件组并焊接，其焊接可以通过人工焊接或将其放置在自动组对焊接机上进行组对焊接，劳动强度大，且提前备好的零件需要很大的场地暂存，影响生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种板类零件的加工装置，该板类零件的加工装置可以自动切割并分类送出，使板类零件的加工效率更高，减少板类零件的预存量。
本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种板类零件的加工方法，该加工方法使用了上述的加工装置，可以提高板类零件的加工效率，为后续的钢结构的连续化加工提供先决条件。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种板类零件的加工装置，包括用于放置板材的切割平台；
板材切割机，该板材切割机用于对切割平台上的板材切割形成板类零件；
输送机，该输送机的输送路线上依次设置有视觉检测工位和第一移出工位；
桁架机器人，该桁架机器人安装于切割平台和输送机之间用于将切割好的板类零件移送至输送机上；
设置于视觉检测工位上的视觉识别装置，该视觉识别装置对视觉检测工位上的板类零件进行视觉识别并分类；
设置于输送机的第一移出工位一侧的移出机器人和至少两个分类移出平台，该移出机器人用于将识别分类后的板类零件移送至对应的分类移出平台上。
作为一种优选的方案，所述输送机的输送路线上还设置有第二移出工位，在输送机的第二移出工位一侧设置有焊接转移机器人、自动组对焊接机和组对零件移出平台，所述焊接转移机器人用于将第二移出工位上的板类零件转移至自动组对焊接机上或将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台上，自动组对焊接机用于将板类零件组对焊接形成组对零件。
作为一种优选的方案，所述第二移出工位位于第一移出工位的下游。
作为一种优选的方案，所述输送机为皮带输送机或板链输送机。
作为一种优选的方案，所述板材切割机为等离子板材切割机。
作为一种优选的方案，所述视觉识别装置包括横跨输送机的机架，所述机架的顶部设置有对输送机上板类零件进行视觉检测的检测相机，所述机架上设置有对输送带上板类零件的定位于视觉检测工位的定位装置。
作为一种优选的方案，所述定位装置包括安装于机架上的上游定位机构和和下游定位机构，所述上游定位机构和下游定位机构的结构相同且对称设置，所述上游定位机构包括固定于机架上的上游升降气缸，上游升降气缸的活塞杆上安装有上游升降座，上游升降座上安装有水平设置的上游水平定位缸，该上游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有上游定位块；所述下游定位机构包括固定于机架上的下游升降气缸，下游升降气缸的活塞杆上安装有下游升降座，下游升降座上安装有水平设置的下游水平定位缸，该下游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有下游定位块，上游定位块和下游定位块相对设置。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该加工装置结构合理，原料板材放置在切割平台后由板材切割机切割成板状零件，然后再利用桁架机器人将板状零件转移至输送带上，再经过视觉识别装置识别得出该板类零件的形状以及用途，这样移出机器人就可以根据识别出来的板类零件信息将其送至对应分类移出平台，整个过程实现了生产的连续化和自动化，提高了效率，这样就可以减少板状零件的预存量。而分类移出平台可以将识别号的板状零件提供给钢结构的焊接中，为钢结构的自动化焊接提供了前提条件。
又由于所述输送机的输送路线上还设置有第二移出工位，在输送机的第二移出工位一侧设置有焊接转移机器人、自动组对焊接机和组对零件移出平台，所述焊接转移机器人用于将第二移出工位上的板类零件转移至自动组对焊接机上或将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台上，自动组对焊接机用于将板类零件组对焊接形成组对零件，因此，对于一些可以满足自动组对焊接机要求的部分板类零件，通过焊接转移机器人就可以将这些板类零件转移到自动组对焊接机中基进行预组焊，有效地缩短了后续焊接生产的加工时间，并有效保证焊接精度。
又由于所述视觉识别装置包括横跨输送机的机架，所述机架的顶部设置有对输送机上板类零件进行视觉检测的检测相机，所述机架上设置有对输送带上板类零件的定位于视觉检测工位的定位装置，利用该定位装置可将板类零件准确的定位于视觉检测工位，这样使检测相机的处理速度更快，识别速度更快。
又由于所述定位装置包括安装于机架上的上游定位机构和和下游定位机构，所述上游定位机构和下游定位机构的结构相同且对称设置，所述上游定位机构包括固定于机架上的上游升降气缸，上游升降气缸的活塞杆上安装有上游升降座，上游升降座上安装有水平设置的上游水平定位缸，该上游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有上游定位块；所述下游定位机构包括固定于机架上的下游升降气缸，下游升降气缸的活塞杆上安装有下游升降座，下游升降座上安装有水平设置的下游水平定位缸，该下游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有下游定位块，上游定位块和下游定位块相对设置，该定位装置结构简单，成本较低，并且通过可以通过上游定位块和下游定位块相互配合，从而限制板类零件的位置，使其处于视觉检测工位，值得一提的是，由于检测相机是具有一定的拍摄检测区域，因此并非上游定位块和下游定位块需要都接触板类零件，而是上游定位块和下游定位块定位了检测区域的极限位置，这样确保每个板类零件都处于检测区域中被准确的检测到，同时也使就检测相机的识别速度更快，而视觉识别技术是目前的常规技术，再次不详细描述。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种板类零件的加工方法，该加工方法使用了上述的加工装置，其包括以下步骤：
S1)板材切割机根据系统工艺订单的工艺参数自动进行排样、切割加工；
S2)桁架机器人将切割好的板类零件拾取并放置于输送机上进行输送；
S3)输送机将板类零件送至视觉检测工位由视觉识别装置进行外观识别，视觉识别装置将识别后板类零件信息发送给中控机中，中控机根据该板类零件的外观进行分类并控制移出机器人动作；
S4)板类零件被输送机输送至第一移出工位，移出机器人根据中控机的指令将第一移出工位上的板类零件拾取并送至对应的分类移出平台。
作为一种优选的方案，当中控机中接收到视觉识别装置识别的板类零件为需要预先组对焊接的特殊板类零件时，输送带将该特殊板类零件送至第二移出工位，并由焊接转移机器人将特殊板类送至自动组对焊接机进行组对焊接，组对焊接完成后焊接转移机器人将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台上送出。
作为一种优选的方案，在步骤S3)视觉识别装置进行外观识别的过程中，还包括对板类零件进行主动定位步骤；当板类零件被输送机输送到了视觉检测工位附近时，输送机暂停输送，利用上游定位机构和下游定位机构分别上游和下游配合将板类零件准确定位于视觉检测工位。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该检测方法使用了上述的加工装置，可以自动化的加工板类零件，同时对板类零件进行识别并准确的送出，这样方便后续的钢结构的焊接，自动化程度更高。
另外又由于当中控机中接收到视觉识别装置识别的板类零件为需要预先组对焊接的特殊板类零件时，输送带将该特殊板类零件送至第二移出工位，并由焊接转移机器人将特殊板类送至自动组对焊接机进行组对焊接，组对焊接完成后焊接转移机器人将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台上送出，这样，这类特殊板类零件就自动组对焊接机进行组对焊接，进一步节省了后续的焊接时间。
又由于在步骤S3)视觉识别装置进行外观识别的过程中，还包括对板类零件进行主动定位步骤；当板类零件被输送机输送到了视觉检测工位附近时，输送机暂停输送，利用上游定位机构和下游定位机构分别上游和下游配合将板类零件准确定位于视觉检测工位，这样可以避免输送机输送故障造成板类零件未停留在视觉检测工位导致检测检测结果的不准确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构布置图；
图2是本发明实施例中的视觉识别装置的结构示意图；
附图中：1.切割平台；2.板材切割机；3.桁架机器人；4.输送机；5.板状零件；6.视觉识别装置；61.机架；62.检测相机；63.上游升降气缸；64.上游升降座；65.上游水平定位缸；66.上游定位块；67.下游升降气缸；68.下游升降座；69.下游水平定位缸；610.下游定位块；7.移出机器人；8.分类移出平台；9.焊接转移机器人；10.自动组对焊接机；11.组对零件移出平台；A、视觉检测工位；B、第一移出工位；C、第二移出工位。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种板类零件的加工装置，包括用于放置板材的切割平台1；
板材切割机2，该板材切割机2用于对切割平台1上的板材切割形成板类零件；所述板材切割机2为等离子板材切割机2。该等离子板材切割机2为目前上市购的常规机器，本实施例等离子板材切割机2通过设备控制系统对其进行控制，可直接根据生产工艺订单的要求，自动根据原料板材尺寸参数进行排图排样并加工生产。
输送机4，用于输送已经切割好的板类零件，该输送机4的输送路线上依次设置有视觉检测工位A和第一移出工位B；所述输送机4为皮带输送机4或板链输送机4。
桁架机器人3，该桁架机器人3安装于切割平台1和皮带输送机4之间用于将切割好的板类零件移送至输送机4上；桁架机器人3也叫龙门式机器人，也是可以市购获得，属于直角坐标机器人，该机器人是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。桁架式机器人能够准确的搬运板类零件；
设置于视觉检测工位A上的视觉识别装置6，该视觉识别装置6对视觉检测工位A上的板类零件进行视觉识别并分类；
设置于输送机4的第一移出工位B一侧的移出机器人7和至少两个分类移出平台8，该移出机器人7用于将识别分类后的板类零件移送至对应的分类移出平台8上。
如图1所示，所述输送机4的输送路线上还设置有第二移出工位C，而本实施例中所述第二移出工位C位于第一移出工位B的下游，在输送机4的第二移出工位C一侧设置有焊接转移机器人9、自动组对焊接机10和组对零件移出平台11，所述焊接转移机器人9用于将第二移出工位C上的板类零件转移至自动组对焊接机10上或将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台11上，自动组对焊接机10用于将板类零件组对焊接形成组对零件。而自动组对焊接机10也可以在市购上选购，一般可以用于组对焊接一些角铁、T形连接座等，这样完成预焊接。
其中分类移出平台8和组对零件移出平台11可以采用移出小车或者也采用移出输送带；这样可以将不同的板类零件送至指定位置，方便对应钢结构的焊接。
如图2所示，所述视觉识别装置6包括横跨输送机4的机架61，所述机架61的顶部设置有对输送机4上板类零件进行视觉检测的检测相机62，所述机架61上设置有对输送带上板类零件的定位于视觉检测工位A的定位装置。所述定位装置包括安装于机架61上的上游定位机构和和下游定位机构，所述上游定位机构和下游定位机构的结构相同且对称设置，所述上游定位机构包括固定于机架61上的上游升降气缸63，上游升降气缸63的活塞杆上安装有上游升降座64，上游升降座64上安装有水平设置的上游水平定位缸65，该上游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有上游定位块66；所述下游定位机构包括固定于机架61上的下游升降气缸67，下游升降气缸67的活塞杆上安装有下游升降座68，下游升降座68上安装有水平设置的下游水平定位缸69，该下游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有下游定位块610，上游定位块66和下游定位块610相对设置。
另外，本发明实施例还公开了一种板类零件的加工方法，该加工方法使用了上述的加工装置，其包括以下步骤：
S1)板材切割机2根据系统工艺订单的工艺参数自动进行排样、切割加工；
S2)桁架机器人3将切割好的板类零件拾取并放置于输送机4上进行输送；
S3)输送机4将板类零件送至视觉检测工位A由视觉识别装置6进行外观识别，视觉识别装置6将识别后板类零件信息发送给中控机中，中控机根据该板类零件的外观进行分类并控制移出机器人7动作；其中视觉识别的原理是采用了目前的视觉检测原理，中控机中预存了板类零件的形状和用途，当就检测相机62拍摄到板类零件的照片后，就会将该照片与预存的基础照片比对，从而比对出该板类零件的类型，同时还得出该板类零件的其他信息，例如起用途和带输送的路线信息；
S4)板类零件被输送机4输送至第一移出工位B，移出机器人7根据中控机的指令将第一移出工位B上的板类零件拾取并送至对应的分类移出平台8。
其中本实施例中，当中控机中接收到视觉识别装置6识别的板类零件为需要预先组对焊接的特殊板类零件时，输送带将该特殊板类零件送至第二移出工位C，并由焊接转移机器人9将特殊板类送至自动组对焊接机10进行组对焊接，组对焊接完成后焊接转移机器人9将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台11上送出。
其中本实施例中，在步骤S3)视觉识别装置6进行外观识别的过程中，还包括对板类零件进行主动定位步骤；当板类零件被输送机4输送到了视觉检测工位A附近时，输送机4暂停输送，利用上游定位机构和下游定位机构分别上游和下游配合将板类零件准确定位于视觉检测工位A。
该加工装置结构合理，其加工方法使用了上述的加工装置，整个过程实现了生产的连续化和自动化，提高了效率，可以减少板状零件5的预存量，为钢结构的自动化焊接提供了前提条件。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种板类零件的加工装置，其特征在于：包括用于放置板材的切割平台；
板材切割机，该板材切割机用于对切割平台上的板材切割形成板类零件；
输送机，用于输送已经切割好的板类零件，该输送机的输送路线上依次设置有视觉检测工位和第一移出工位；
桁架机器人，该桁架机器人安装于切割平台和输送机之间用于将切割好的板类零件移送至输送机上；
设置于视觉检测工位上的视觉识别装置，该视觉识别装置对视觉检测工位上的板类零件进行视觉识别并分类；
设置于输送机的第一移出工位一侧的移出机器人和至少两个分类移出平台，该移出机器人用于将识别分类后的板类零件移送至对应的分类移出平台上。
2.如权利要求1所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述输送机的输送路线上还设置有第二移出工位，在输送机的第二移出工位一侧设置有焊接转移机器人、自动组对焊接机和组对零件移出平台，所述焊接转移机器人用于将第二移出工位上的板类零件转移至自动组对焊接机上或将焊接好的组对零件转移至组对零件移出平台上，自动组对焊接机用于将板类零件组对焊接形成组对零件。
3.如权利要求2所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述第二移出工位位于第一移出工位的下游。
4.如权利要求3所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述输送机为皮带输送机或板链输送机。
5.如权利要求4所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述板材切割机为等离子板材切割机。
6.如权利要求1至5任一项所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述视觉识别装置包括横跨输送机的机架，所述机架的顶部设置有对输送机上板类零件进行视觉检测的检测相机，所述机架上设置有对输送带上板类零件的定位于视觉检测工位的定位装置。
7.如权利要求6所述的一种板类零件的加工装置，其特征在于：所述定位装置包括安装于机架上的上游定位机构和和下游定位机构，所述上游定位机构和下游定位机构的结构相同且对称设置，所述上游定位机构包括固定于机架上的上游升降气缸，上游升降气缸的活塞杆上安装有上游升降座，上游升降座上安装有水平设置的上游水平定位缸，该上游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有上游定位块；所述下游定位机构包括固定于机架上的下游升降气缸，下游升降气缸的活塞杆上安装有下游升降座，下游升降座上安装有水平设置的下游水平定位缸，该下游水平定位气缸的活塞杆水平设置且固定有下游定位块，上游定位块和下游定位块相对设置。
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