CN111415817B - 一种待浇注线圈实现自动上车的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种待浇注线圈实现自动上车的装置，包括：桁架机械手和控制系统；桁架机械手的龙门框架内设置有用于同接驳车配合的起吊工位，和用于同浇注子车配合的摆放工位；控制系统包括：起吊模块和控制器；起吊模块包括：二维码扫描机构；首先由二维码扫描机构扫描待浇注线圈的二维码，以获取待浇注线圈的吊环信息，吊环信息包括：吊环的高度和角度；然后控制器据此信息控制桁架机械手运动至对应位置夹取待浇注线圈的吊环；且还接着由控制桁架机械手将已被夹取的待浇注线圈由起吊工位的接驳车吊运至摆放工位的浇注子车，从而实现了待浇注线圈的自动上车，有助于提高了待浇注线圈自动上料的效率，同时也降低了待浇注线圈发生吊装事故的风险。

Description

一种待浇注线圈实现自动上车的装置

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种待浇注线圈实现自动上车的装置。

背景技术

现有技术中采用行车起吊，易发生安全事故，无法提高摆放利用率。

且待浇注线圈直径大小、起吊高度、吊钩角度等均不一致，给实现自动化方式带来了很大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种待浇注线圈实现自动上车的装置，能够实现了待浇注线圈的自动上车，有助于提高了待浇注线圈自动上料的效率，同时也降低了待浇注线圈的吊装事故的风险。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种待浇注线圈实现自动上车的装置，包括：桁架机械手和控制系统；

所述桁架机械手的龙门框架内设置有用于同接驳车配合的起吊工位，和用于同浇注子车配合的摆放工位；

所述控制系统包括：起吊模块和控制器；所述起吊模块包括：二维码扫描机构；所述二维码扫描机构能够扫描待浇注线圈的二维码，以获取所述待浇注线圈的吊环信息，所述吊环信息包括：吊环的高度；

所述控制器能够根据所述吊环信息，控制所述桁架机械手运动至相应的高度夹取所述待浇注线圈的吊环；

所述控制器还能够控制所述桁架机械手将吊环已被夹取的所述待浇注线圈由所述起吊工位的所述接驳车吊运至所述摆放工位的所述浇注子车。

优选地，所述桁架机械手还包括：

设置于所述龙门框架的X轴移载机；

设置于所述X轴移载机的Y轴移载机；

设置于所述Y轴移载机的Z轴移载机；

设置于所述Z轴移载机，用于夹紧所述待浇注线圈的夹具抓手。

优选地，所述控制系统还包括：摆放模块；

所述摆放模块能够获取前序工艺线圈排序信息和所述浇注子车的尺寸信息；所述起吊模块还能够通过所述二维码扫描机构扫描所述待浇注线圈的二维码获取所述待浇注线圈的排序识别信息；

所述摆放模块还能够根据前序工艺线圈排序信息和当前所述待浇注线圈的排序识别信息，获取当前所述待浇注线圈和前后若干个待浇注线圈的外形尺寸；所述摆放模块还能够根据当前所述待浇注线圈和前后若干个待浇注线圈的外形尺寸、所述浇注子车的尺寸信息，计算所述待浇注线圈在所述浇注子车的排版；

所述控制器能够根据所述排版结果，控制所述桁架机械手将所述待浇注线圈由所述起吊工位的所述接驳车吊运至摆放工位的所述浇注子车的相应位置。

优选地，所述计算所述待浇注线圈在所述浇注子车的排版包括：

计算所述待浇注线圈在所述浇注子车的摆放位置和摆放路径。

优选地，所述计算所述待浇注线圈在所述浇注子车的摆放位置包括：

根据所述待浇注线圈的外形尺寸和所述浇注子车的尺寸信息，得到在所述浇注子车摆放最多数量的所述浇注线圈的摆放方式。

优选地，所述计算所述待浇注线圈在所述浇注子车的摆放路径包括：

根据所述摆放方式得到所述待浇注线圈的摆放路径，使得当前所述待浇注线圈在水平移动时不被已摆放所述待浇注线圈挡住。

优选地，所述龙门框架在所述起吊工位设置有来料入口，在所述摆放工位设置有来料出口。

优选地，所述摆放工位的数量为多个；每个所述摆放工位均设置有所述来料出口，且多个所述来料出口平行排布。

优选地，所述桁架机械手还包括：设置于所述龙门框架的四周的围栏；

所述围栏在所述起吊工位围成所述来料入口，在所述摆放工位围成所述来料出口。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的待浇注线圈实现自动上车的装置中，待浇注线圈通过接驳车送至桁架机械手的起吊工位，首先由起吊模块通过二维码扫描获取待浇注线圈的吊环位置信息，然后控制器据此控制桁架机械手移至对应位置夹取待浇注线圈的吊环，并接着控制桁架机械手将夹取到的待浇注线圈由起吊工位的接驳车吊运至摆放工位的浇注子车，即可实现了待浇注线圈的自动上车，从而提高了待浇注线圈自动上料的效率，同时也降低了待浇注线圈的吊装事故的风险。

本方案中的车间采用数字化管理模式，故在安装起吊环时扫描二维码即可知晓起吊高度，结构更简单实用。其具体执行过程如下：

1、根据浇注生产计划通过AGV依次从待浇注线圈配炉库中转运线圈；通过升降机送至浇注车间；

2、平移车将待浇注线圈从升降机内送给接驳车，进入桁架机械手的工作范围；

3、接驳车将待浇注线圈送至桁架机械手工作范围内，并通过桁架机械手摆放至预定好位置。另外，还需要说明的是，在本方案中，起吊模块还可以通过视觉寻位的方式，以获取待浇注线圈400的吊环信息；当然，桁架机械手在起吊待浇注线圈400的过程中，可通过激光检测避免与其他线圈的碰撞，防止出现质量风险，完全达到全自动的过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的待浇注线圈实现自动上车的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的待浇注线圈实现自动上车的装置的正视图；

图3为沿图2中A-A截面的剖视图；

图4为沿图2中B-B截面的剖视图；

图5为本发明实施例提供的待浇注线圈在浇注子车上的排版示意图；

图6为本发明另一实施例提供的待浇注线圈在浇注子车上的排版示意图；

图7为本发明另一实施例提供的待浇注线圈在浇注子车上的排版示意图。

其中，100为桁架机械手，110为龙门框架，120为夹具抓手，130为围栏；

200为接驳车；300为浇注子车；400为待浇注线圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种待浇注线圈实现自动上车的装置，如图1所示，包括：桁架机械手100和控制系统；

桁架机械手100的龙门框架110内设置有用于同接驳车200配合的起吊工位，和用于同浇注子车300配合的摆放工位；

控制系统包括：起吊模块和控制器；所述起吊模块包括：二维码扫描机构；该二维码扫描机构能够扫描待浇注线圈400的二维码，以获取待浇注线圈400的吊环信息，吊环信息包括：吊环的高度；可以理解的是，二维码扫描机构扫描的是：由接驳车200转运至起吊工位的待浇注线圈400的二维码，以此获取得到待浇注线圈400的吊环信息；

需要进一步说明的是，本方案提供的装置所在车间采用数字化管理模式。其中，在装配待浇注线圈400时，其上所有的配件均需要扫描二维码以确认使用，不仅可以实现配件的追溯性，还可将一些有用信息录入生产系统，以便生产使用。比如，在待浇注线圈400安装吊环时，通过扫描吊环上的二维码，便可将待浇注线圈400吊环的高度信息录入生产系统。因此，可以通过二维码扫描机构扫描吊环上的二维码，便可从生产系统中获取当前待浇注线圈400的吊环高度，从而方便了桁架机械手的起吊寻位；

并且，本车间的吊环均按照预设角度安装在待浇注线圈400，以便达到统一起吊角度的效果，从而方便桁架机械手的抓取；

控制器能够根据起吊模块获取的吊环信息，控制桁架机械手100运动至相应的高度夹取待浇注线圈400的吊环；需要说明的是，鉴于待浇注线圈400是由接驳车200转运至起吊工位的指定位置，因此其吊环的水平方向位置就是已经知道的；控制器还能够控制桁架机械手100将吊环已被夹取的待浇注线圈400由起吊工位的接驳车200吊运至摆放工位的浇注子车300。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的待浇注线圈实现自动上车的装置中，待浇注线圈通过接驳车送至桁架机械手的起吊工位，首先由起吊模块通过二维码扫描获取待浇注线圈的吊环位置信息，然后控制器据此控制桁架机械手移至对应位置夹取待浇注线圈的吊环，并接着控制桁架机械手将夹取到的待浇注线圈由起吊工位的接驳车吊运至摆放工位的浇注子车，即可实现了待浇注线圈的自动上车，从而提高了待浇注线圈自动上料的效率，同时也降低了待浇注线圈的吊装事故的风险。

本方案中的车间采用数字化管理模式，故在安装起吊环时扫描二维码即可知晓起吊高度，结构更简单实用。其具体执行过程如下：

1、根据浇注生产计划通过AGV依次从待浇注线圈配炉库中转运线圈；通过升降机送至浇注车间；

2、平移车将待浇注线圈从升降机内送给接驳车，进入桁架机械手的工作范围；

3、接驳车将待浇注线圈送至桁架机械手工作范围内，并通过桁架机械手摆放至预定好位置。另外，还需要说明的是，在本方案中，起吊模块还可以通过视觉寻位的方式，以获取待浇注线圈400的吊环信息；当然，桁架机械手在起吊待浇注线圈400的过程中，可通过激光检测避免与其他线圈的碰撞，防止出现质量风险，完全达到全自动的过程。

具体地，如图1所示，桁架机械手还包括：

设置于龙门框架110的X轴移载机；以此可实现待浇注线圈400在X方向上的移动；

设置于X轴移载机的Y轴移载机；以此可实现待浇注线圈400在Y方向上的移动；

设置于Y轴移载机的Z轴移载机；以此可实现待浇注线圈400的升降，便于待浇注线圈400的起吊和放置；

设置于Z轴移载机，用于夹取待浇注线圈400的夹具抓手120。即为通过夹具抓手120可实现了对待浇注线圈400吊环的夹取。在本方案中，通过X轴移载机、Y轴移载机和Z轴移载机的运转，即可实现了待浇注线圈400三个维度的移动，以满足了其在不同方向的移动要求，从而便于控制器能够控制桁架机械手100将吊环已被夹取的待浇注线圈400由起吊工位的接驳车200吊运至摆放工位的浇注子车300的预设位置。

在本方案中，控制系统还包括：摆放模块；

摆放模块能够获取前序工艺线圈排序信息和浇注子车300的尺寸信息；需要说明的是，前序工艺线圈排序信息包括各待浇注线圈400的排序识别信息和相应外形尺寸，在此可以具体为根据上车工艺前序的浇注生产计划获取上述的前序工艺线圈排序信息；

起吊模块还能够通过二维码扫描机构扫描待浇注线圈400的二维码获取待浇注线圈400的排序识别信息；

摆放模块还能够根据前序工艺线圈排序信息和当前待浇注线圈400的排序识别信息，获取当前述待浇注线圈400和前后若干个待浇注线圈400的外形尺寸信息；摆放模块还能够根据当前待浇注线圈400和前后若干个待浇注线圈400的外形尺寸信息、浇注子车300的外形尺寸信息，计算待浇注线圈400在浇注子车300的排版；

控制器能够根据排版结果，控制桁架机械手100将待浇注线圈400由起吊工位的接驳车200吊运至摆放工位的浇注子车300的相应位置，提高浇注小车的放线圈数量，从而提高生产效率，可有助于实现了待浇注线圈400摆放数量的最大化，从而可保证了待浇注线圈400产量的最大化。

在本方案中，由于生产车间的高度有限，桁架机械手无法实现跳跃式摆放，即为桁架机械手无法提取一个待浇注线圈400跨过另一个待浇注线圈400摆放，如图5所示，桁架机械手无法将线圈⑤提起跨过线圈③到①的位置，故这里除了保证了摆放数量最多外，还需保证摆放的先后顺序。相应地，计算待浇注线圈400在浇注子车300的排版包括：计算待浇注线圈400在浇注子车300的摆放位置和摆放路径。

具体地，所述计算待浇注线圈400在浇注子车300的摆放位置包括：

根据待浇注线圈400的外形尺寸和浇注子车300的尺寸信息，得到在浇注子车300摆放最多数量的浇注线圈400的摆放方式。

需要进一步说明的是，本方案中的待浇注线圈400在浇注过程中需要安装底盘，而底盘的规格有560*680/760*880/860*980/1200*1350/1500*1650五种规格。当然，为保证运转的匹配性，待浇注线圈400的型号需与底盘的规格相对应。因此，桁架机械手将待浇注线圈400进行排版，即为是对底盘的排版。即为摆放模块根据待浇注线圈400的外形尺寸和浇注子车300的尺寸信息，然后通过程序的运算，主要是分析各种规格的底盘的长宽高组合与浇注子车300的尺寸信息的关系，以得到在浇注子车300摆放最多数量的浇注线圈400的摆放方式，即可实现在固定面积内摆放具有规定规格的底盘的数量的最大化，即保证产量的最大化。

为了进一步优化上述的技术方案，所述计算待浇注线圈400在浇注子车300的摆放路径包括：

根据摆放方式得到待浇注线圈400的摆放路径，使得当前待浇注线圈400在水平移动时不被已摆放待浇注线圈400挡住。也就是说，在确定待浇注线圈400的摆放位置的基础上，还要兼顾到其的摆放顺序以进行摆放路径的计算，避免因已摆放的待浇注线圈400尺寸过大而阻挡到当前摆放的待浇注线圈400的指定摆放。

下面进一步举例说明待浇注线圈在浇注子车的排版情况：

在本方案的一实施例中，在规定的平面1200*2000mm内按照图5所示摆放5种不同规格的底盘，从而保证摆放的底盘数量最多(单个底盘的排版方式)。

在本方案的另一实施例中，在规定的平面2000*1000mm内按照图6所示摆放4种不同规格的底盘，从而保障产量的最大化(双个底盘的排版方式)。相应地，在本方案的另一实施例中，未经排版计算的排版情况如图7所示(双个底盘的排版方式)，这样一来，③号浇注线圈无法实现在浇注子车300的摆放。

具体地，如图3所示，龙门框架110在起吊工位设置有来料入口，在摆放工位设置有来料出口，即为实现了单向的进出料路径，避免了进出料发生干涉，从而有效提升了桁架机械手的作业效率。

进一步地，摆放工位的数量为多个；每个摆放工位均设置有来料出口，且多个来料出口平行排布(如图2所示，本方案设有2个摆放工位，以及2个对应的且平行排列的来料出口)，以避免相邻两个来料出口发生干涉。如此设计，即可达到了一个浇注子车300在摆放，其余多个浇注子车300在待命的效果，从而可大大增加了待浇注线圈400的运载量。

为了进一步优化上述的技术方案，如图1所示，桁架机械手100还包括：设置于龙门框架110的四周的围栏130；

围栏600在起吊工位围成来料入口，在摆放工位围成来料出口。如此设计，避免非相关人员的入内，以防发生人员操作安全事故，从而保证了桁架机械手100作业的安全性。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

1、桁架机械手用于从线圈接驳车上将待浇注线圈自动转运至浇注固化线上线固定工位模块的浇注子车上；

2、桁架机械手的结构形式为龙门框架式自动移载机，且包括XYZ三轴自动移载；

3、桁架机械手的龙门框架的最大外形尺寸：8660mm×4550mm×5759mm(长×宽×高)；

4、桁架机械手的额定负载为1000kg；

5、桁架机械手配备定制夹具(即为夹具抓手)，用于待浇注线圈的自动移载；

6、龙门框架的四周配2米高安全围栏，围网采用40×40×Φ4mm焊接钢丝网制作，配1个产品出入口(配安全检测)，1扇维修门(与桁架有安全联锁)；

7、吊装线圈平稳可靠，放置合理(最大化利用子车空间)转运放置过程不能有大的震动导致线圈绕组移位。

本发明实施例提供的待浇注线圈实现自动上车的装置中，待浇注线圈的起吊环位置只有4种型号。在起吊待浇注线圈前，通过二维码扫描机构扫描待浇注线圈的二维码，即可知晓了待浇注线圈起吊高度。在本方案中，采用二维码扫描机构的寻位方位，具有结构更简单实用、更加贴合和响应了生产车间的数字化管理模式等特点。

本装置用于少批量多品种的待浇注线圈实现自动上浇注子车，由1套接驳车、1套桁架机械手、1套起吊模块、1套摆放模块，以及1套控制器系统组成。

控制过程说明：

二楼生产的待浇注线圈通过升降机到达一楼后，通过接驳车送至自动上车桁架机械手的工作范围内；

自动上车桁架机械手通过起吊模块，获取到吊环角度和高度，并通过后台数据库对线圈大小的计算，为提高浇注小车的放线圈数量，并通过桁架机械手放置于对应位置；

桁架机械手在起吊待浇注线圈的过程中，还可通过激光检测避免与其他线圈的碰撞，防止出现质量风险，为此完全达到全自动的过程。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种待浇注线圈实现自动上车的装置，其特征在于，包括：桁架机械手（100）和控制系统；

所述桁架机械手（100）的龙门框架（110）内设置有用于同接驳车（200）配合的起吊工位，和用于同浇注子车（300）配合的摆放工位；所述龙门框架（110）在所述起吊工位设置有来料入口，在所述摆放工位设置有来料出口；所述摆放工位的数量为多个；每个所述摆放工位均设置有所述来料出口，且多个所述来料出口平行排布；

所述桁架机械手（100）还包括：设置于所述龙门框架（110）的四周的围栏（130）；所述围栏（130）在所述起吊工位围成所述来料入口，在所述摆放工位围成所述来料出口；

所述控制系统包括：起吊模块和控制器；所述起吊模块包括：二维码扫描机构；所述二维码扫描机构能够扫描待浇注线圈（400）的二维码，以获取所述待浇注线圈（400）预先录入生产系统的吊环信息，所述吊环信息包括：吊环的高度；所述起吊模块通过视觉寻位的方式，以获取所述待浇注线圈（400）的吊环信息；

所述控制器能够根据所述吊环信息，控制所述桁架机械手（100）运动至相应的高度夹取所述待浇注线圈（400）的吊环；

所述控制器还能够控制所述桁架机械手（100）将吊环已被夹取的所述待浇注线圈（400）由所述起吊工位的所述接驳车（200）吊运至所述摆放工位的所述浇注子车（300）；

所述桁架机械手（100）还包括：

设置于所述龙门框架（110）的X轴移载机；

设置于所述X轴移载机的Y轴移载机；

设置于所述Y轴移载机的Z轴移载机；

设置于所述Z轴移载机，用于夹紧所述待浇注线圈（400）的夹具抓手（120）；

所述控制系统还包括：摆放模块；

所述摆放模块能够获取前序工艺线圈排序信息和所述浇注子车（300）的尺寸信息；所述起吊模块能够通过所述二维码扫描机构扫描所述待浇注线圈（400）的二维码获取所述待浇注线圈（400）的排序识别信息；

所述摆放模块还能够根据前序工艺线圈排序信息和当前所述待浇注线圈（400）的排序识别信息，获取当前所述待浇注线圈（400）和前后若干个待浇注线圈（400）的外形尺寸；所述摆放模块还能够根据当前所述待浇注线圈（400）和前后若干个待浇注线圈（400）的外形尺寸、所述浇注子车（300）的尺寸信息，计算所述待浇注线圈（400）在所述浇注子车（300）的排版；

所述控制器能够根据所述排版的计算结果，控制所述桁架机械手（100）将所述待浇注线圈（400）由所述起吊工位的所述接驳车（200）吊运至摆放工位的所述浇注子车（300）的相应位置。

2.根据权利要求1所述的待浇注线圈实现自动上车的装置，其特征在于，所述计算所述待浇注线圈（400）在所述浇注子车（300）的排版包括：

计算所述待浇注线圈（400）在所述浇注子车（300）的摆放位置和摆放路径。

3.根据权利要求2所述的待浇注线圈实现自动上车的装置，其特征在于，所述计算所述待浇注线圈（400）在所述浇注子车（300）的摆放位置包括：

根据所述待浇注线圈（400）的外形尺寸和所述浇注子车（300）的尺寸信息，得到在所述浇注子车（300）摆放最多数量的所述待浇注线圈（400）的摆放方式。

4.根据权利要求3所述的待浇注线圈实现自动上车的装置，其特征在于，

所述计算所述待浇注线圈（400）在所述浇注子车（300）的摆放路径包括：

根据所述摆放方式得到所述待浇注线圈（400）的摆放路径，使得当前所述待浇注线圈（400）在水平移动时不被已摆放所述待浇注线圈（400）挡住。

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