CN111112108A - 一种船体板材切割零件分拣装备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船体板材切割零件分拣装备及方法，涉及船舶制造装备技术领域，包括门架、机器人、识别装置、托盘、控制单元和监控单元；所述门架安装于地面轨道上；所述机器人的底座安装在所述门架上；所述识别装置安装在所述机器人的末端；所述托盘安装在分拣区的固定位置。本发明的船体板材切割零件分拣装备及方法，设计合理，实用性强，能够提高分拣的效率，降低分拣的错误率，可拓展性强，便于推广和使用。

Description

一种船体板材切割零件分拣装备及方法
技术领域
本发明涉及船舶制造装备技术领域，尤其涉及一种船体板材切割零件分拣装备及方法。
背景技术
船体板材切割零件是船体结构的重要组成部分，在生产过程中通过切割机在切割平台上进行切割作业生成板材切割零件。每个零件都有其流向，需要装入特定的托盘中。切割机位于切割平台上方，现阶段，大部分船厂将切割完的零件直接在切割平台上进行分拣。这将占用切割平台空间区域，使得切割机不能使用该切割平台区域进行生产，浪费资源。切割板材零件数量巨大，其生产效率直接影响船舶建造速度。
将零件吊运至切割平台旁的区域进行分拣将有利于提高切割平台利用效率，实现切割、分拣作业的功能分离，提高作业专业化程度。有少部分船厂进行此种模式的零件分拣，但其通过人工进行零件分拣作业，在一定程度上提高了生产效率，但也容易出现识别编码错误、效率低下等不利于生产的问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种船体板材切割零件分拣装备及方法，能够提高分拣的效率，降低分拣的错误率。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过合理的设计，提高分拣效率及降低分拣错误率。
为实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种船体板材切割零件分拣装备，包括门架、机器人、识别装置、托盘、控制单元和监控单元；所述门架安装于地面轨道上；所述机器人的底座安装在所述门架上；所述识别装置安装在所述机器人的末端；所述托盘安装在分拣区域的固定位置。
进一步地，所述门架被配置为，能够在平行于所述地面轨道的方向上做单自由度往返运动。
进一步地，所述机器人被配置为，具有多自由度运动特性。
进一步地，所述识别装置由零件辨别装置、编码识别装置和几何特征识别装置组成，包括工业数字相机、照明光源、工业镜头和图像采集卡。
进一步地，所述零件辨别装置被配置为，对所述分拣区域内的零件进行寻找及辨识，并确定所述零件的初步位置。
进一步地，所述编码识别装置被配置为，对所述零件上的编码进行拍照识别，将所获编码信息传输至所述控制单元。
进一步地，所述几何特征识别装置被配置为，对所述零件的几何特征进行拍照识别，将所获几何特征信息传输至所述控制单元。
进一步地，所述控制单元被配置为，根据所述编码识别装置的所述编码信息进行处理以确定所述零件流向，根据所述几何特征识别装置的所述几何特征信息进行处理以确定所述机器人的抓取位置；所述控制单元还被配置为，预设所述托盘的编号，将所述零件流向及所述编号进行匹配，确定所述零件的分拣路径；所述控制单元还被配置为，在线生成所述门架和所述机器人的运动控制程序并执行。
进一步地，所述监控单元被配置为，对作业场景内的设备、人员及生产状态进行监控；所述监控单元还被配置为，具有对所述设备异常状态报警的功能；所述监控单元还被配置为，具有对所述人员进行危险区域报警的功能；所述监控单元还被配置为，具有自动统计分拣所述零件明细和工作进度的生产信息并进行分析的功能。
本发明的第二方面，提供了一种船体板材切割零件分拣方法，包括：
步骤1、将船体板材切割的零件运输至分拣区域内，门架及机器人从初始位置开始运动，识别装置寻找及辨识所述零件，确定所述零件大致位置；
步骤2、所述门架及所述机器人运动至所述零件上方，对所述零件的编码进行识别，通过控制单元确定所述零件流向；
步骤3、所述识别装置对所述零件的几何特征进行识别，通过所述控制单元确定所述机器人抓取所述零件的位置；
步骤4、根据托盘位置及所述编码，确定所述零件运输路径，确定所述门架和所述机器人的运动参数；
步骤5、所述门架及所述机器人执行所述控制单元的运动指令，将所述零件从所述分拣区域运输至所述托盘中。
本发明提供的一种船体板材切割零件分拣装备及方法，设计合理，实用性强，能够提高分拣的效率，降低分拣的错误率，可拓展性强，便于推广和使用。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的整体示意图，其中，1-门架，2-机器人，3-识别装置，4-托盘，5-控制单元，6-零件；
图2是本发明的一个较佳实施例的分拣方法流程图；
图3、图4、图5是本发明的一个较佳实施例的船体板材切割零件示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，本发明的一个较佳实施例的船体板材切割零件分拣装备，包括门架1，机器人2，识别装置3，托盘4和控制单元5。分拣区域为长方形，零件6切割完之后运输至该区域进行分拣。
门架1安装于地面轨道之上，覆盖分拣区域，机器人2的底座安装于门架1上。识别装置3布置于机器人2的末端。
如图2所示，为本发明所提供的一种船体板材切割零件分拣方法示意图，零件6运输至分拣区域之后，分拣装备开始工作。首先通过识别装置3的零件辨识装置寻找零件6，初步确定零件6的位置。驱动门架1及机器人2运动至零件6上方，通过识别装置3的编码识别装置获取零件6的编码信息，结合控制单元5确定零件6的流向。通过识别装置3的几何特征识别装置获取零件6的几何特征，结合控制单元5确定机器人2的抓取位置。通过控制单元5确定零件6的分拣路径，生成门架1及机器人2的运动控制程序。门架1及机器人2执行控制单元5的指令，完成零件6的分拣。
如图3、图4、图5所示，是本发明中船体板材切割的零件6的示意图，其中，编码信息中涵盖了零件所属船号、分段号、组立号、托盘流向、材质等信息。譬如‘机23’、‘小7’、‘小8’，分别指该零件分拣至这个编号的托盘。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，包括门架、机器人、识别装置、托盘、控制单元和监控单元；所述门架安装于地面轨道上；所述机器人的底座安装在所述门架上；所述识别装置安装在所述机器人的末端；所述托盘安装在分拣区域的固定位置。
2.如权利要求1所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述门架被配置为，能够在平行于所述地面轨道的方向上做单自由度往返运动。
3.如权利要求2所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述机器人被配置为，具有多自由度运动特性。
4.如权利要求1所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述识别装置由零件辨别装置、编码识别装置和几何特征识别装置组成，包括工业数字相机、照明光源、工业镜头和图像采集卡。
5.如权利要求4所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述零件辨别装置被配置为，对所述分拣区域内的零件进行寻找及辨识，并确定所述零件的初步位置。
6.如权利要求5所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述编码识别装置被配置为，对所述零件上的编码进行拍照识别，将所获编码信息传输至所述控制单元。
7.如权利要求6所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述几何特征识别装置被配置为，对所述零件的几何特征进行拍照识别，将所获几何特征信息传输至所述控制单元。
8.如权利要求7所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述控制单元被配置为，根据所述编码识别装置的所述编码信息进行处理以确定所述零件流向，根据所述几何特征识别装置的所述几何特征信息进行处理以确定所述机器人的抓取位置；所述控制单元还被配置为，预设所述托盘的编号，将所述零件流向及所述编号进行匹配，确定所述零件的分拣路径；所述控制单元还被配置为，在线生成所述门架和所述机器人的运动控制程序并执行。
9.如权利要求8所述的船体板材切割零件分拣装备，其特征在于，所述监控单元被配置为，对作业场景内的设备、人员及生产状态进行监控；所述监控单元还被配置为，具有对所述设备异常状态报警的功能；所述监控单元还被配置为，具有对所述人员进行危险区域报警的功能；所述监控单元还被配置为，具有自动统计分拣所述零件明细和工作进度的生产信息并进行分析的功能。
10.一种船体板材切割零件分拣方法，采用如权利要求1-9任一项所述的船体板材切割零件分拣装备进行分拣，其特征在于，所述分拣方法包括以下步骤：
步骤1、将船体板材切割的零件运输至分拣区域内，门架及机器人从初始位置开始运动，识别装置寻找及辨识所述零件，确定所述零件大致位置；
步骤2、所述门架及所述机器人运动至所述零件上方，对所述零件的编码进行识别，通过控制单元确定所述零件流向；
步骤3、所述识别装置对所述零件的几何特征进行识别，通过所述控制单元确定所述机器人抓取所述零件的位置；
步骤4、根据托盘位置及所述编码，确定所述零件运输路径，确定所述门架和所述机器人的运动参数；
步骤5、所述门架及所述机器人执行所述控制单元的运动指令，将所述零件从所述分拣区域运输至所述托盘中。
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