CN113310525B - 一种基于机器人的辊棒检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于机器人的辊棒检测系统，包括：机架，在所述机架上设有上料工位、下料工位、检测工位和打标工位，所述检测工位和所述打标工位从前到后并排设置，对应所述检测工位设有载荷检测装置和直线度检测装置，在所述检测工位上设有用来驱使待检测辊棒旋转的旋转机构；其特征在于，所述上料工位和所述下料工位均位于所述机架的前侧、且所述下料工位位于所述上料工位的正上方，在所述机架的后侧设有搬运机器人；所述载荷检测装置和所述直线度检测装置位于所述检测工位的下方，在所述检测工位的上方设有用来限制待检测辊棒位置的升降限位装置。本发明在进行集中载荷检测时不会压坏旋转轮、且劳动强度更低。

Description

一种基于机器人的辊棒检测系统

技术领域

本发明涉及自动检测技术领域，尤其涉及一种基于机器人的辊棒检测系统。

背景技术

辊棒作为连续烧成窑炉传输系统的重要组成部分，其直线度对窑炉内所烧制产品的传输起到至关重要的作用。辊棒产品的直线度直接影响到烧制产品在窑内烧制过程中的走位偏差的大小，烧成产品出炉的整齐程度，辊棒品质差，产品走位偏差大，严重的可导致产品堵窑，甚至停线维修，所造成的损失是巨大的。另外，因为辊道窑炉烧成温度较高，产品单重较大，这样就对辊棒的载荷强度有较高的要求，其重要程度与其直线度是同等重要的。在实际的安装使用前，对每根辊棒的载荷强度进行检测，提前排除隐患的工作就显得尤为重要。

目前市场上仍未出现较为成熟且有效的自动化辊棒检测装置。如一篇公开号为CN109540046 A的中国发明专利申请揭示一种全自动化窑炉辊棒检测装置，包括机架，所述机架的上部安装有辊棒移送机构、辊棒旋转机构，所述辊棒旋转机构的一侧设置有进料口，所述旋转机构的另一侧设置有出料口，所述进料口、出料口包括进出料承托装置，所述进出料承托装置固定在所述机架的上侧，所述机架的上侧还固定有长度调整机构、一个断棒回收装置，所述长度调整机构包括滑轨、滑动板，所述滑动板的下侧固定有至少两个滑块，所述滑块与所述滑轨滑动式连接，所述旋转机构的上侧设置有集中载荷检测装置、直线度检测装置，所述集中载荷检测装置包括电机支架，所述电机支架上固定有直线模组，所述直线模组与压力传感器连接，所述压力传感器的另一端安装有载荷滚轮，所述直线度检测装置包括传感器固定杆。检测时，操作人员将辊棒放入待检区工位，辊棒移送机构将辊棒托起安放到辊棒旋转机构上，辊棒到位后，对辊棒进行集中载荷检测和直线度检测，当两项测试完成后辊棒移送机构再次启动，将辊棒移送到光蚀刻录机下侧，在该工位上将上述两项检测结果通过激光刻蚀到辊棒上。激光刻蚀结束后辊棒移送机构启动将辊棒输送到出料口；等待工作人员取走，循环进行。

上述专利申请虽然实现了窑炉辊棒集中载荷、直线度两个项目的自动检测，但存在以下问题：1）在进行集中载荷检测时，辊棒被直线模组从上往下压紧在旋转机构，而旋转机构的旋转轮一般为橡胶轮，非常容易被压变形或压坏，直接影响后续的直线度检测效果。2）进出料承托装置位于旋转机构的两侧，检测时，需要操作人员在机架不同侧进行上料、下料，工作强度较大。3）辊棒移送机构安装在机架上并对应辊棒的两端设置，对机械精度及两侧同步性要求高，设备容易出现故障。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种在进行集中载荷检测时不会压坏旋转轮、且劳动强度更低的、基于机器人的辊棒检测系统。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于机器人的辊棒检测系统，包括：机架，在所述机架上设有上料工位、下料工位、检测工位和打标工位，所述检测工位和所述打标工位从前到后并排设置，对应所述检测工位设有载荷检测装置和直线度检测装置，在所述检测工位上设有用来驱使待检测辊棒旋转的旋转机构；其特征在于，所述上料工位和所述下料工位均位于所述机架的前侧、且所述下料工位位于所述上料工位的正上方，在所述机架的后侧设有搬运机器人；所述载荷检测装置和所述直线度检测装置位于所述检测工位的下方，在所述检测工位的上方设有用来限制待检测辊棒位置的升降限位装置；在进行载荷检测时，所述旋转机构停止转动，所述升降限位装置与所述旋转机构配合将待检测辊棒限制在特定位置，所述载荷检测装置从待检测辊棒的下侧施力进行载荷检测；在进行直线度检测时，所述旋转机构带动待检测辊棒一起转动，所述直线度检测装置从待检测辊棒的下侧测量待检测辊棒整个表面的直线度。

更为优选的是，在所述上料工位上设有若干间隔设置的放置槽，位于所述上料工位上的各所述待检测辊棒分别由相应的所述放置槽承载隔开。

更为优选的是，所述下料工位为前低后高的倾斜载板，在该倾斜载板的前段设有向上翻折的挡板。

更为优选的是，所述载荷检测装置包括：施力臂、第一动力机构和压力传感器，所述第一动力机构与所述施力臂连接、用来驱使所述施力臂给待检测辊棒的中部施加一个力，所述压力传感器安装在所述施力臂与待检测辊棒相接触的接触端、用来检测施力臂给待检测辊棒所施加的力的大小。

更为优选的是，所述直线度检测装置包括若干个沿所述待检测辊棒轴线走向的激光位移传感器。

更为优选的是，所述旋转机构对应待检测辊棒的两端设置、由同向运转的辊轮对构成，在所述辊轮对的两个滚轮表面设有摩擦力增强层或所述辊轮对的两个滚轮为橡胶轮。

更为优选的是，所述升降限位装置包括：升降臂和第二动力机构，所述第二动力机构为所述升降臂提供升降动力、并自带位置锁定功能，所述升降臂在升降过程中能与待检测辊棒的顶部抵靠。

更为优选的是，所述机架包括：底座、左基座和右基座，所述左基座固定在所述底座上，所述右基座通过滑轨装置与所述底座滑动连接；对应所述右基座还设有第三动力机构，所述第三动力机构用来驱使所述右基座滑动，进而使所述左基座和所述右基座之间的间距可根据所检测辊棒长度自动调节；所述上料工位、所述下料工位、所述检测工位和所述打标工位对应的设置在所述左基座和所述右基座上。

更为优选的是，所述辊棒检测系统还包括控制主机，所述控制主机与所述载荷检测装置、所述直线度检测装置、所述旋转机构、以及所述搬运机器人控制连接。

更为优选的是，在所述控制主机上连接有报警装置；实际工作时，如果待检测辊棒在载荷检测过程中发生断棒，所述控制主机控制所述报警装置发出报警信号、并停机。

本发明的有益效果是。

一、采用搬运机器人对辊棒进行搬运，无需对应辊棒两端设置辊棒移送机构，使用机器人搬运，不仅使检测工作紧凑可靠，搬运过程准确快速，而且环境适应性好，设备不容易出现故障，极大限度降低工人劳动强度，尤其适用于大批量辊棒检测的生产厂家及窑炉使用厂家。

二、通过将上料工位、下料工位设置在机架的同一侧，操作人员可以在机架的同一侧实现辊棒的上下料，劳动强度低、工作效率高；特别地，由于下料工位设置在上料工位上方，上下料都十分省力；在进行下料时，由于是从上往下搬运，更加省时省力，能更为有效降低操作人员的劳动强度、提高工作效率。

三、由于载荷检测装置和直线度检测装置均位于检测工位的下方，并在检测工位的上方设有用来限制待检测辊棒位置的升降限位装置；在进行载荷检测时，升降限位装置与旋转机构配合将待检测辊棒限制在特定位置，载荷检测装置从待检测辊棒的下侧施力进行载荷检测，载荷检测过程中不会对旋转机构施压，避免了旋转机构因承受过大压力出现变形，进而确保后续直线度测量的准确性。

附图说明

图1所示为本发明提供的辊棒检测系统的结构示意图。

图2所示为图1的局部放大图。

图3所示为图1中另一处放大图。

图4所示为本发明提供的辊棒检测系统的结构透视图。

图5所示为本发明提供的辊棒检测系统的侧视图。

图6所示为本发明提供的辊棒检测系统的后视图。

附图标记说明。

1：机架，2：上料工位，3：下料工位，4：检测工位，5：打标工位，6：载荷检测装置，7：直线度检测装置，8：旋转机构，9：搬运机器人，10：待检测辊棒，11：升降限位装置，12：控制主机，13：报警装置。

1-1：底座，1-2：左基座，1-3：右基座，1-4：滑轨，1-5：电机，1-6：驱动链条。

2-1：放置槽。

6-1：第一动力机构，6-2：压力传感器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

如图1-图3所示，一种基于机器人的辊棒检测系统，包括：机架1，在所述机架1上设有上料工位2、下料工位3、检测工位4和打标工位5，所述检测工位4和所述打标工位5从前到后并排设置，对应所述检测工位4设有载荷检测装置6和直线度检测装置7，在所述检测工位4上设有用来驱使待检测辊棒10旋转的旋转机构8。

其中，在所述机架1的后侧设有搬运机器人9，待检测辊棒10从上料工位2到检测工位3、从检测工位3到打标工位4、以及从打标工位4到下料工位5均由该搬运机器人9来搬运实现；无需对应辊棒两端设置辊棒移送机构，搬运过程准确快速，设备不容易出现故障。使用机器人搬运，不仅使检测工作紧凑可靠，而且环境适应性好，极大限度降低工人劳动强度，尤其适用于大批量辊棒检测的生产厂家及窑炉使用厂家。

所述上料工位2和所述下料工位3均位于所述机架1的前侧、且所述下料工位3位于所述上料工位2的正上方。这样设置的好处是，操作人员可以在机架的同一侧实现辊棒的上下料，劳动强度低、工作效率高；特别地，在进行下料时，由于是从上往下搬运，更加省时省力，能更为有效降低操作人员的劳动强度、提高工作效率。

所述载荷检测装置6和所述直线度检测装置7位于所述检测工位4的下方，在所述检测工位4的上方设有用来限制待检测辊棒10位置的升降限位装置11。在进行载荷检测时，升降限位装置11与旋转机构8配合将待检测辊棒10限制在特定位置，载荷检测装置6从待检测辊棒10的下侧施力进行载荷检测。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于机器人的辊棒检测系统，在进行载荷检测时不会对旋转机构8施压，也就避免了旋转机构8因承受过大压力出现变形，进而也就确保了后续直线度测量的准确性。

[本实施例中，所述载荷检测装置6包括：施力臂、第一动力机构和压力传感器，所述第一动力机构与所述施力臂连接、用来驱使所述施力臂给待检测辊棒10的中部施加一个力，所述压力传感器安装在所述施力臂与待检测辊棒相接触的接触端、用来检测施力臂给待检测辊棒所施加的力的大小。

再如图2所示，所述第一动力机构6-1由若干气缸构成，所述施力臂为气缸的气缸轴，所述压力传感器6-2安装在所述气缸轴的顶部。需要说明的是，本实施例采用了三个气缸，在每一个气缸的顶部都安装有相应的压力传感器。这样设置的好处是，通过比较三个压力传感器检测到的压力大小既可十分方便地判断检测数据是否准确、以及在载荷检测过程中是否发生了断棒。显然，本领域技术人员根据实际需要的不同，还可以采用直线电机等其他施力机构来代替气缸，气缸的数量可以根据需要调整为一个、两个、四个、甚至更多个，不限于本实施例。

再如图3所示，所述升降限位装置11包括：升降臂和第二动力机构，所述第二动力机构为所述升降臂提供升降动力、并自带位置锁定功能，所述升降臂在升降过程中能与待检测辊棒10的顶部抵靠。

本实施例中，优选第二动力机构为气缸，升降臂包括气缸轴和安装在气缸轴前端的限位板。载荷检测时，位于待检测辊棒10两端的升降限位装置11与旋转机构8共同对待检测辊棒10进行限位，载荷检测装置6从待检测辊棒10的下侧施力进行载荷检测，避免压坏旋转机构。

再结合图2、图4所示，所述直线度检测装置7包括若干个沿所述待检测辊棒轴线10走向的激光位移传感器。本实施例中，优选所述激光位移传感的数量为五个，对应所述待检测辊棒10的两端各一个、中间三个；以确保直线度检测数据的准确。检测直线度时，利用相应的所述旋转机构8带动待检测辊棒旋转10，进而实现待检测辊棒10整个表面的直线度检测。显然，本领域技术人员根据实际需要的不同，可以适当改变激光位移传感器的数量，如设置成三个、四个、六个等等；不限于本实施例。

结合图5所示，在所述上料工位2上设有若干间隔设置的放置槽2-1，位于所述上料工位2上的各所述待检测辊棒10分别由相应的所述放置槽2-1承载隔开。这样，当多个待检测辊棒10放置在上料工位2上时，各待检测辊棒10之间能相互间隔开，便于搬运机器人从上料工位2上的搬运取料。

再如图5所示，所述下料工位3为前低后高的倾斜载板，在该倾斜载板的前段设有向上翻折的挡板。这样，当搬运机器人9将检测完的辊棒从下料工位3的后端搬运至下料工位3上时，辊棒在自身重量作用下会自动滚到倾斜载板的前端，便于操作人员进行下料操作。

本实施例中，对应所述打标工位5设有激光打标机，激光打标时，激光打标头沿辊棒轴线移动进行直线打标，进而在辊棒表面的轴向上打印上一排字符。

本实施例中，所述旋转机构8对应待检测辊棒10的两端设置，由同向运转的辊轮对构成，在所述辊轮对的两个滚轮表面设有摩擦力增强层或所述辊轮对的两个滚轮为橡胶轮。至于辊轮对的具体安装结构、以及驱动结构均为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。

结合图6所示，所述机架1包括：底座1-1、左基座1-2和右基座1-3，所述左基座1-2和所述右基座1-3之间的间距可调，所述上料工位2、所述下料工位3、所述检测工位4和所述打标工位5对应的设置在所述左基座1-1和所述右基座1-2上。

本实施例中，左基座1-2和右基座1-3的间距可调结构为：在底座1-1的上侧设置滑轨1-4，将右基座1-3滑动安装在所述滑轨1-4上；通过改变右基座1-3在所述滑轨1-4上的位置来改变左基座1-2和右基座1-3之间的间距。

本实施例中，优选在所述基座1上还有用来驱使所述右基座1-3滑动的电机1-5和驱动链条1-6，所述驱动链条1-6传动连接在所述电机1-5的输出轴与所述右基座1-3之间。这样，通过控制电机1-5的正反转即可实现右基座1-3在滑轨1-4上的来回移动，工作效率高，间距调节方便。

进一步地，本实施例提供的辊棒检测系统还包括控制主机12，所述控制主机12与所述载荷检测装置6、所述直线度检测装置7、所述旋转机构8、所述激光打标机、以及所述搬运机器人9控制连接；进而实现检测、打标、搬运的协同工作。在所述控制主机12上连接有报警装置13；实际工作时，如果待检测辊棒10在载荷检测过程中发生断棒，所述控制主机12控制所述报警装置13发出报警信号、并停机。优选所述报警装置13为声光报警器。

本实施例提供的一种基于机器人的辊棒检测系统，其工作原理为：操作人员将待检测辊棒10放入上料工位2，搬运机器人9将待检测辊棒10抓起安放到检测工位4的旋转机构8上，待检测辊棒10到位后，检测工位4对辊棒进行集中载荷检测和直线度检测，当两项测试完成后搬运机器人9将辊棒移送到打标工位5，在该工位上将上述两项检测结果通过激光打标机打印到辊棒上。打标完成后，搬运机器人9抓取辊棒上移，进而将辊棒放置到位于上料工位2上方的下料工位3上，等待操作人员取走，循环进行。

需要说明的是，在检测过程中，控制主机实时判断待检测辊棒各项检测指标是否合格，如为合格辊棒，才经激光打标步骤；如检测到未合格（直线度或载荷强度）辊棒后，声光报警器启动，待取出不合格辊棒后消除报警，继续进行检测。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种基于机器人的辊棒检测系统，包括：机架，在所述机架上设有上料工位、下料工位、检测工位和打标工位，所述检测工位和所述打标工位从前到后并排设置，对应所述检测工位设有载荷检测装置和直线度检测装置，在所述检测工位上设有用来驱使待检测辊棒旋转的旋转机构；其特征在于，所述上料工位和所述下料工位均位于所述机架的前侧、且所述下料工位位于所述上料工位的正上方，在所述机架的后侧设有搬运机器人；所述载荷检测装置和所述直线度检测装置位于所述检测工位的下方，在所述检测工位的上方设有用来限制待检测辊棒位置的升降限位装置；在进行载荷检测时，所述旋转机构停止转动，所述升降限位装置与所述旋转机构配合将待检测辊棒限制在特定位置，所述载荷检测装置从待检测辊棒的下侧施力进行载荷检测；在进行直线度检测时，所述旋转机构带动待检测辊棒一起转动，所述直线度检测装置从待检测辊棒的下侧测量待检测辊棒整个表面的直线度。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，在所述上料工位上设有若干间隔设置的放置槽，位于所述上料工位上的各所述待检测辊棒分别由相应的所述放置槽承载隔开。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述下料工位为前低后高的倾斜载板，在该倾斜载板的前段设有向上翻折的挡板。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述载荷检测装置包括：施力臂、第一动力机构和压力传感器，所述第一动力机构与所述施力臂连接、用来驱使所述施力臂给待检测辊棒的中部施加一个力，所述压力传感器安装在所述施力臂与待检测辊棒相接触的接触端、用来检测施力臂给待检测辊棒所施加的力的大小。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述直线度检测装置包括若干个沿所述待检测辊棒轴线走向的激光位移传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述旋转机构对应待检测辊棒的两端设置、由同向运转的滚轮对构成，在所述滚轮对的两个滚轮表面设有摩擦力增强层或所述滚轮对的两个滚轮为橡胶轮。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述升降限位装置包括：升降臂和第二动力机构，所述第二动力机构为所述升降臂提供升降动力、并自带位置锁定功能，所述升降臂在升降过程中能与待检测辊棒的顶部抵靠。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，所述机架包括：底座、左基座和右基座，所述左基座固定在所述底座上，所述右基座通过滑轨装置与所述底座滑动连接；对应所述右基座还设有第三动力机构，所述第三动力机构用来驱使所述右基座滑动，进而使所述左基座和所述右基座之间的间距可根据所检测辊棒长度自动调节；所述上料工位、所述下料工位、所述检测工位和所述打标工位对应的设置在所述左基座和所述右基座上。

9.根据权利要求1所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，还包括控制主机，所述控制主机与所述载荷检测装置、所述直线度检测装置、所述旋转机构、以及所述搬运机器人控制连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于机器人的辊棒检测系统，其特征在于，在所述控制主机上连接有报警装置；实际工作时，如果待检测辊棒在载荷检测过程中发生断棒，所述控制主机控制所述报警装置发出报警信号。

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