CN113319548B - 一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，涉及起重机结构件生产领域，该方法包括：将主弦角钢和贴板分别通过自动上料、定位、组对、焊接操作形成主弦角钢‑贴板组件，将主弦角钢‑贴板组件输送至组合机床先加工，再自动检测第一检测平台进行质量自动化检测；检测完成后将主弦角钢‑贴板组件、鱼尾板、顶升踏步通过自动上料、定位、组对、焊接的操作形成主弦角钢成品；将主弦角钢成品转送至第二检测平台进行质量自动化检测；检测完成后将主弦角钢成品、角钢通过自动上料、定位、组对、焊接的操作形成标准节；将标准节转送至第三检测平台进行质量自动化检测，检测完成后标准节自动抓取下线；该方法具有智能控制、无人值守、质量可靠、功能完备等优点。

Description

一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法
技术领域
本发明涉及起重机结构生产领域，尤其涉及一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法。
背景技术
现有的塔式起重机结构件的生产大多采用单工位、离散型生产模式，组织模式为大量人工参与，纸质记录甚至口头传递生产信息的方式进行生产。这样的生产方式会导致生产效率不高，人工劳动强度大，自动化程度低以及产品的生产质量与一致性难以保证等问题。所以为了让塔式起重机结构件能自动化高效化的稳定生产，亟需一种方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法。该方法包括以下步骤：
步骤S1：将主弦角钢和贴板分别通过自动上料、定位、组对、焊接的操作形成主弦角钢-贴板组件，再将主弦角钢-贴板组件进行定位孔的精加工，其具体步骤如下：
步骤S11：将主弦角钢放置于自动上料机上进行自动上料，通过第一多轴联动伺服机构与第一驱动仿形工装夹具完成主弦角钢的抓取和定位，然后将主弦角钢放置于第一输送装置上进行转运，在转运过程中，通过定位夹紧装置完成第二次定位；
步骤S12：在主弦角钢转运过程中，通过第一机械手末端安装的自动抓手抓取贴板并按在主弦角钢预设位置完成贴板的定位，定位完成后通过第一焊接机械手完成贴板与主弦角钢点焊固定，形成主弦角钢-贴板组件；
步骤S13：利用第二多轴联动的伺服机构与第二驱动仿形工装夹具完成主弦角钢-贴板的抓取，通过第二输送装置输送到主弦角钢自动加工区域的缓存定位工装上，缓存定位工装上设置有第三输送装置，通过第三输送装置将主弦角钢-贴板组件输送至组合加工机床内，进行定位孔的精加工；
步骤S2：将精加工后的主弦角钢-贴板组件通过第四输送装置输送至第一检测平台进行主弦角钢-贴板组件质量的自动化检测，并将检测信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将主弦角钢-贴板组件转送至主弦角钢-贴板组件合格产品区或主弦角钢-贴板组件不合格产品区；
步骤S3：在主弦角钢-贴板组件合格产品区通过第二机械手抓取主弦角钢-贴板组件，通过自动上料机将主弦角钢-贴板组件、鱼尾板和顶升踏步进行上料，通过第一多轴联动变位机与第一定位工装将鱼尾板和顶升踏步分别在预设位置处与主弦角钢-贴板组件定位，再通过第二焊接机械手实施点焊固定，形成主弦角钢成品；
步骤S4：将主弦角钢成品通过第五输送装置转送至第二检测平台进行主弦角钢成品质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将主弦角钢成品转送至主弦角钢成品合格产品区或主弦角钢成品不合格产品区；
步骤S5：在主弦角钢成品合格产品区通过机械手抓取4个主弦角钢成品，再通过自动上料机进行上料，通过第二多轴联动变位机与第二定位工装将角钢在主弦角钢成品预设位置处定位，通过第三焊接机械手在预设位置处实施点焊固定形成标准节；
步骤S6：将标准节通过第六输送装置转送至第三检测平台进行标准节质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将标准节转送至标准节合格产品区或标准节不合格产品区；
从上述描述中可以得出该方法具有以下优点：该方法不局限于控制、组对、物流、焊接、加工、暂存、检测等方法。为了改善现有生产模式中耗时费力、产品质量及一致性差、自动化程度低等弊端；塔式起重机标准节自动化生产系统，集成智能工艺管控系统、自动物流系统、自动上、下料系统、自动焊接系统、在线检测系统、数控加工系统等形成一套闭环系统，通过智能控制系统统筹协调各个系统完成塔式起重机标准节智能自动化生产系统无人值守运行及高效、稳定生产。
具体的，步骤S2中主弦角钢-贴板组件自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S21：将主弦角钢-贴板组件输送至第一检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢-贴板组件的外观照片，主弦角钢-贴板组件定位孔的照片；
步骤S22：相机连接通过网络实时将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度进行分析并转化成电子化信息，再与预设的阈值对比；当主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度的值都小于阈值，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S23：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢-贴板组件不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢-贴板组件合格产品区。
具体的，步骤S4中主弦角钢成品自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S41：将主弦角钢-贴板组件输送至第二检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢成品的外观照片，鱼尾板焊接位置处、顶升踏步焊接位置处的照片；
步骤S42：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢成品的尺寸大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当弦角钢成品的长度大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S43：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢成品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢成品合格产品区。
具体的，步骤S6中标准节自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S61：第三检测平台上设有标准节的固定位置，通过第四机械手末端安装的自动抓手抓取标准节放置于固定位置处，在固定位置处设有多个支架，支架上设置监控相机，相机拍摄标准节的外观，角钢焊接位置处、标准节焊接位置处的照片；
步骤S62：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S63：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至标准品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至标准品合格产品区。
具体的，所述智能工艺管控模块用于实现对所有装置的集中管控，协调所有装置的稳定运行；接收并存储第一检测平台、第二检测平台、第三检测平台的检测结果数据，并根据输送检测结果数据进行产品合格性能的判定。
从上述智能检测方法的描述可以得出，根据不同生产过程生产的产品都进行检测，保证产品的合格性，除此之外，结合图像识别的方法，大大减少了人为的检测，提高检测的准确性和精确性。通过将检测结果反馈至智能工艺管控系统，由智能工艺管控系统总控，具有无需人为值守、质量可靠的优点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理，其中：
图1为一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法的流程图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，该方法中输送的物料均采用定时定量定置的配送方式，按生产节拍需求每间隔一段时间配送一次，该生产方法包括下列步骤：
步骤S1：将主弦角钢和贴板分别通过自动上料、定位、组对、焊接的操作形成主弦角钢-贴板组件，再将主弦角钢-贴板组件进行定位孔的精加工，其具体步骤如下：
步骤S11：将主弦角钢放置于自动上料机上进行自动上料，通过第一多轴联动伺服机构与第一驱动仿形工装夹具完成主弦角钢的抓取和定位，然后将主弦角钢放置于第一输送装置上进行转运，在转运过程中，通过定位夹紧装置完成第二次定位；
步骤S12：在主弦角钢转运过程中，通过第一机械手末端安装的自动抓手抓取贴板并按在主弦角钢预设位置完成贴板的定位，定位完成后通过第一焊接机械手完成贴板与主弦角钢点焊固定，形成主弦角钢-贴板组件；
步骤S13：利用第二多轴联动的伺服机构与第二驱动仿形工装夹具完成主弦角钢-贴板的抓取，通过第二输送装置输送到主弦角钢自动加工区域的缓存定位工装上，缓存定位工装上设置有第三输送装置，通过第三输送装置将主弦角钢-贴板组件输送至组合加工机床内，进行定位孔的精加工；
步骤S2：将精加工后的主弦角钢-贴板组件通过第四输送装置输送至第一检测平台进行主弦角钢-贴板组件质量的自动化检测，并将检测信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将主弦角钢-贴板组件转送至主弦角钢-贴板组件合格产品区或主弦角钢-贴板组件不合格产品区。其中，步骤S2中主弦角钢-贴板组件自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S21：将主弦角钢-贴板组件输送至第一检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢-贴板组件的外观照片，主弦角钢-贴板组件定位孔的照片；
步骤S22：相机连接通过网络实时将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度进行分析并转化成电子化信息，再与预设的阈值对比；当主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度的值都小于阈值，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S23：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢-贴板组件不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢-贴板组件合格产品区。
步骤S3：在主弦角钢-贴板组件合格产品区通过第二机械手抓取主弦角钢-贴板组件，通过自动上料机将主弦角钢-贴板组件、鱼尾板和顶升踏步进行上料，通过第一多轴联动变位机与第一定位工装将鱼尾板和顶升踏步分别在预设位置处与主弦角钢-贴板组件定位，再通过第二焊接机械手实施点焊固定，形成主弦角钢成品；
步骤S4：将主弦角钢成品通过第五输送装置转送至第二检测平台进行主弦角钢成品质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将主弦角钢成品转送至主弦角钢成品合格产品区或主弦角钢成品不合格产品区。其中步骤S4中主弦角钢成品自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S41：将主弦角钢-贴板组件输送至第二检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢成品的外观照片，鱼尾板焊接位置处、顶升踏步焊接位置处的照片；
步骤S42：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢成品的尺寸大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当弦角钢成品的长度大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S43：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢成品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢成品合格产品区。
步骤S5在主弦角钢成品合格产品区通过机械手抓取4个主弦角钢成品，再通过自动上料机进行上料，通过第二多轴联动变位机与第二定位工装将角钢在主弦角钢成品预设位置处定位，通过第三焊接机械手在预设位置处实施点焊固定形成标准节；
步骤S6将标准节通过第六输送装置转送至第三检测平台进行标准节质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将标准节转送至标准节合格产品区或标准节不合格产品区，其中步骤S6中标准节自动化检测过程以及智能判定的方法如下；
步骤S61：第三检测平台上设有标准节的固定位置，通过第四机械手末端安装的自动抓手抓取标准节放置于固定位置处，在固定位置处设有多个支架，支架上设置监控相机，相机拍摄标准节的外观，角钢焊接位置处、标准节焊接位置处的照片；
步骤S62：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S63：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至标准品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至标准品合格产品区。
步骤S7：在标准节合格产品区重型外部伺服轴系统上安装的自动抓手完成标准节成品的标准节自动抓取下线。
从上述描述中可以得出该一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法具有以下优点：包括不局限于控制、组对、物流、焊接、加工、暂存、检测等方法。为了改善现有生产模式中耗时费力、产品质量及一致性差、自动化程度低等弊端；塔式起重机标准节自动化生产系统，集成智能工艺管控系统、自动物流系统、自动上、下料系统、自动焊接系统、在线检测系统、数控加工系统等形成一套闭环系统，通过智能控制系统统筹协调各个系统完成塔式起重机标准节智能自动化生产系统无人值守运行及高效、稳定生产。该方法具有智能控制、无人值守、质量可靠、功能完备等优点。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，其特征在于，该生产方法包括下列步骤：
步骤S1将主弦角钢放置于自动上料机上进行自动上料，通过第一多轴联动伺服机构与第一驱动仿形工装夹具完成所述主弦角钢的抓取和定位，然后将所述主弦角钢放置于第一输送装置上进行转运，在转运过程中，通过定位夹紧装置完成第二次定位；
在所述主弦角钢转运过程中，通过第一机械手末端安装的自动抓手抓取贴板并按在所述主弦角钢预设位置完成所述贴板的定位，定位完成后通过第一焊接机械手完成所述贴板与所述主弦角钢点焊固定，形成主弦角钢-贴板组件；
利用第二多轴联动的伺服机构与第二驱动仿形工装夹具完成主弦角钢-贴板的抓取，通过第二输送装置输送到所述主弦角钢自动加工区域的缓存定位工装上，所述缓存定位工装上设置有第三输送装置，通过第三输送装置将主弦角钢-贴板组件输送至组合加工机床内，进行定位孔的精加工；
步骤S2：将精加工后的主弦角钢-贴板组件通过第四输送装置输送至第一检测平台进行主弦角钢-贴板组件质量的自动化检测：
步骤S21：将主弦角钢-贴板组件输送至第一检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢-贴板组件的外观照片，主弦角钢-贴板组件定位孔的照片；
步骤S22：相机连接通过网络实时将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度进行分析并转化成电子化信息，再与预设的阈值对比；当主弦角钢-贴板组件尺寸大小、定位孔尺寸大小和位置度、焊接程度的值都小于阈值，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S23：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢-贴板组件不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢-贴板组件合格产品区；
步骤S3：在主弦角钢-贴板组件合格产品区通过第二机械手抓取主弦角钢-贴板组件，通过自动上料机将主弦角钢-贴板组件、鱼尾板和顶升踏步进行上料，通过第一多轴联动变位机与第一定位工装将鱼尾板和顶升踏步分别在预设位置处与主弦角钢-贴板组件定位，再通过第二焊接机械手实施点焊固定，形成主弦角钢成品；
步骤S4：将主弦角钢成品通过第五输送装置转送至第二检测平台进行主弦角钢成品质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将主弦角钢成品转送至主弦角钢成品合格产品区或主弦角钢成品不合格产品区；
步骤S5：在主弦角钢成品合格产品区通过机械手抓取4个主弦角钢成品，再通过自动上料机进行上料，通过第二多轴联动变位机与第二定位工装将角钢在主弦角钢成品预设位置处定位，通过第三焊接机械手在预设位置处实施点焊固定形成标准节；
步骤S6：将标准节通过第六输送装置转送至第三检测平台进行标准节质量自动化检测，并将检测信息和检测结果传输至智能工艺管控系统，智能工艺管控系统根据检测结果进行智能判断后将标准节转送至标准节合格产品区或标准节不合格产品区；
步骤S7：在标准节合格产品区重型外部伺服轴系统上安装的自动抓手完成标准节成品的标准节自动抓取下线。
2.根据权利要求1所述一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，其特征在于，所述步骤S4中所述主弦角钢成品自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S41：将主弦角钢-贴板组件输送至第二检测平台上固定位置处，在所述固定位置处设置多个监控相机，相机拍摄主弦角钢成品的外观照片，鱼尾板焊接位置处、顶升踏步焊接位置处的照片；
步骤S42：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对主弦角钢成品的尺寸大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当主 弦角钢成品的长度大小，尾板焊接缝隙大小以及焊接位置，顶升踏步焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S43：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至主弦角钢成品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至主弦角钢成品合格产品区。
3.根据权利要求1所述一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，其特征在于，所述步骤S6中所述标准节自动化检测过程以及智能判定的方法如下：
步骤S61：第三检测平台上设有标准节的固定位置，通过第四机械手末端安装的自动抓手抓取标准节放置于固定位置处，在固定位置处设有多个支架，支架上设置监控相机，相机拍摄标准节的外观，角钢焊接位置处、标准节焊接位置处的照片；
步骤S62：相机连接传输系统并将照片传入图像识别系统，图像识别系统对标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，进行分析并转化成电子化信息后再与预设的阈值对比；当标准节尺寸大小，角钢焊接缝隙大小以及焊接位置，4个主弦角钢焊接缝隙大小以及焊接位置都在阈值范围内，则该组件判定为合格产品，否则该组件判定为不合格产品；将电子化信息以及检测结果传输至智能工艺管控系统；
步骤S63：智能工艺管控系统对分析结果进行处理：对于判定为不合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手将不合格产品转送至标准品不合格产品区，并呼叫维修人员进行查看；对于判定为合格产品，智能工艺管控系统则通过机械臂手则输送至标准品合格产品区。
4.根据权利要求1所述一种塔式起重机标准节智能自动化生产方法，所述智能工艺管控模块用于实现对所有装置的集中管控，协调所有装置的稳定运行；接收并存储第一检测平台、第二检测平台、第三检测平台的检测结果数据，并根据输送检测结果数据进行产品合格性能的判定。
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