CN113335893A - 机器人取样标识系统设备组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化机械技术领域，尤其涉及机器人取样标识系统设备组，样板推料装置设置在样板输送推料装置一侧，在第二辊道上的裁剪区上设有鳄鱼剪机，第二辊道上的废料回收区上设有推钢气缸，第二辊道末端一侧设有样板激光标识机器人，第二辊道末端通过横向辊道衔接于第三辊道，第三辊道和备样收集架装置之间设有正备样搬运机器人，正备样搬运机器人一侧设有正样料槽，备样收集架装置后方设有废料槽。本发明的有益效果为：本申请采用全流程自动化作业，运用机器人作为执行单元，减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率、工作质量，避免人工计数错误或标识错误等质量事故的出现。

Description

机器人取样标识系统设备组

技术领域

本发明涉及自动化机械技术领域，尤其涉及机器人取样标识系统设备组。

背景技术

2700mm中板线取样工作流程：定尺剪看尺工根据生产作业计划在需切取样板的钢板部位作好取样信息的标识，并在边部刷油漆，按批剪切取“200mm×板宽”大样板两块。大样板经两线废料输送皮带运送至废料收集坑，取样工根据标识标记识别大样板，取样工通过悬臂吊将2#线大样板吊运至1#线运输轨道，再输送到液压鳄鱼剪。取样工利用千分尺测厚，用高温粉笔需要切取的样板标识过号，再手动将大样滑动至取样剪剪口位置剪切，共在两块大样上切取三块200×460mm小样板（1块正样，2块备样），取样工将正样搬入样板斗，将两块备样搬运至备样存放区码堆，多余板边转入废料斗。样板切取完成后取样工按请验单规定项目录入MES系统并打印请验单（或人工填写请验单）。每月取样批数约4900批（每班约82批，正样和备样约246块），该工序需要大量的工作人，从而增加工厂的生产成本。

本申请人有见于上述取样标识工序中的不足，秉持研究创新、精益求精的精神，结合生产实践，利用专业科学的方法，提出一个实用的解决方案，因此提出本案申请。

发明内容

本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供机器人取样标识系统设备组。

机器人取样标识系统设备组，包括：样板搬运机器人、样板激光标识机器人、正备样搬运机器人、备样收集架装置、样板推料装置、样板输送推料装置、图像识别装置，所述的样板搬运机器人设置第一辊道和第二辊道之间，第二辊道一端设有图像识别装置，第二辊道另一端与样板输送推料装置相互衔接，样板推料装置设置在样板输送推料装置一侧，在第二辊道上的裁剪区上设有鳄鱼剪机，第二辊道上的废料回收区上设有推钢气缸，第二辊道末端一侧设有样板激光标识机器人，第二辊道末端通过横向辊道衔接于第三辊道，第三辊道和备样收集架装置之间设有正备样搬运机器人，正备样搬运机器人一侧设有正样料槽，备样收集架装置后方设有废料槽。

具体的，所述的正备样搬运机器人主要由六轴机器人和搬运夹具组成，六轴机器人前端设有搬运夹具，搬运夹具通过气缸带动两夹臂张开或闭合，两夹臂之间设有限位横条，限位横条前端至少设有两根顶杆。

具体的，所述的样板搬运机器人主要由六轴机器人和电磁吸盘组成，六轴机器人前端设有电磁吸盘且带动电磁吸盘位移。

具体的，所述的样板搬运机器人底部设有第七轴滑轨底座，第七轴滑轨底座带动样板搬运机器人沿着导轨做斜向位移，正备样搬运机器人底部设有横向滑轨底座，横向滑轨底座带动正备样搬运机器人沿着导轨做横向线性位移。

具体的，所述的样板推料装置由顶升气缸、横移机构、堆料支架、安装机架组成，安装机架两侧均设有两堆料支架，两堆料支架前后错位布置，顶升气缸设置在堆料支架上，顶升气缸带动推板上下位移，横移机构连接于堆料支架底部且带动堆料支架向一侧位移。

具体的，所述的样板输送推料装置主要包括输送辊组和样板限位推料组件、限位挡板，样板限位推料组件设置在输送辊组进料端口的一侧，样板限位推料组件的横移模组安装在安装架上且带动推杆位移，限位挡板设置在输送辊组的一侧。

具体的，所述的备样收集架装置主要由备样收集架、倾覆气缸和支撑底座组成，倾覆气缸通过转动轴承安装在支撑底座顶部两侧，倾覆气缸的推杆连接于备样收集架顶部，备样放置在备样收集架内部对称布置的两L型支撑条之间。

具体的，所述的鳄鱼剪机一侧设有边角废料输送辊道，边角废料输送辊道一端衔接于第二辊道一侧，第二辊道另一侧设有推钢气缸，边角废料输送辊道另一端设有边角废料槽。

具体的，所述的第三辊道上设有限位挡板轨，限位挡板轨通过调节支架对称设置在第三辊道左右两侧。

本发明的有益效果为：本申请采用全流程自动化作业，运用机器人作为执行单元，减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率、工作质量，避免人工计数错误或标识错误等质量事故的出现；同时采用机器人搬运，可实现在线传输的自动检测、自动吸附、自动分拣等，大大降低人工操作劳动量；设备设计合理，制造精良，设备运行，平稳，可靠，高效，不存在作业安全隐患；机器手自动搬运，自动把正样放置堆垛小车，方便人工运输，同时能自动取入备样收集架装置。

附图说明

附图1为本发明的立体图；

附图2为本发明的俯视图；

附图3为本发明局部的放大图；

附图4为本发明局部的放大图；

附图5为本发明局部的放大图。

标注说明：样板搬运机器人1、样板激光标识机器人2、正备样搬运机器人3、备样收集架装置4、样板推料装置5、样板输送推料装置6、图像识别装置7、第一辊道8、第二辊道9、鳄鱼剪机10、边角废料槽11、正样料槽12、废料槽13、搬运夹具14、备样收集架15、倾覆气缸16和支撑底座17、顶升气缸18、横移机构19、堆料支架20、安装机架21、电磁吸盘22、第七轴滑轨底座23、横向滑轨底座24。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如附图1至5所示，机器人取样标识系统设备组，包括：样板搬运机器人、样板激光标识机器人、正备样搬运机器人、备样收集架装置、样板推料装置、样板输送推料装置、图像识别装置，所述的样板搬运机器人设置第一辊道和第二辊道之间，第二辊道一端设有图像识别装置，第二辊道另一端与样板输送推料装置相互衔接，样板推料装置设置在样板输送推料装置一侧，在第二辊道上的裁剪区上设有鳄鱼剪机，第二辊道上的废料回收区上设有推钢气缸，第二辊道末端一侧设有样板激光标识机器人，第二辊道末端通过横向辊道衔接于第三辊道，第三辊道和备样收集架装置之间设有正备样搬运机器人，正备样搬运机器人一侧设有正样料槽，备样收集架装置后方设有废料槽。所述的第三辊道上设有限位挡板轨，限位挡板轨通过调节支架对称设置在第三辊道左右两侧。

所述的正备样搬运机器人主要由六轴机器人和搬运夹具组成，六轴机器人前端设有搬运夹具，搬运夹具通过气缸带动两夹臂张开或闭合，两夹臂之间设有限位横条，限位横条前端至少设有两根顶杆。所述的样板搬运机器人主要由六轴机器人和电磁吸盘组成，六轴机器人前端设有电磁吸盘且带动电磁吸盘位移。所述的样板搬运机器人底部设有第七轴滑轨底座，第七轴滑轨底座带动样板搬运机器人沿着导轨做斜向位移，实现第一辊道到第二辊道约2.3m高度差搬运作业，正备样搬运机器人底部设有横向滑轨底座，横向滑轨底座带动正备样搬运机器人沿着导轨做横向线性位移。样板激光标识机器人设计采用六轴工业机器人为动作平台，采用激光标识方式，标识速度快，标识永久，具备雕刻条码/二维码功能，使样品具有追溯性；可配有喷印白色底漆功能，使标识更具对比度。

本设计由三套机器人，分别为①样板搬运机器人（剪切前的大样搬运，将第二辊道大样搬运至堆料输送装置上），②样板激光标识机器人（样板上表面及侧表面标识），③正/备样搬运机器人（正样搬运至正样料槽，备样搬运至备样收集架装置），另外配置测厚仪（定尺剪前），表面检测仪（定尺剪前），图像识别装置，侧喷喷码机、剪前/剪后输送辊道（含导中及归边推钢气缸）、备样收集架装置、料槽、废料输送线等机构组成。

图像识别装置通过图像识别钢板端面涂层标志，识别有涂层的判别为样板，无涂层则为废料，并连锁废料摆架进行倒钢。另外在定尺剪前设置一套样板侧面喷涂机构。测厚仪安装在第一辊道和第二辊道定尺剪前区域，对需取样的钢板进行测厚，通过使用宽光点的感测头，就可以均化表面不平整的影响，即使在粗糙物体上也能实现稳定的测量，测量精度±0.05mm，采用激光＋CCD在线非接触式测测量方式。

上、下两激光器发射的激光束垂直投射到被测钢板两个表面，通过光学系统成像在 CCD器件上。CCD 器件上的两个像点位置，与原先位于零平面上的激光斑点的成像位置进行比较，测出两点的位移值X1、X2。通过系统运算，求出两点相对零平面的相对间距H上、H下，从而测出被测物的厚度 H。因此，只要能精确地测出像点的位移量 X1 和 X2，即可精确测定被测钢板的厚度H，计算公式为H= H上 - H下 。

激光测厚仪特点如下： 1、 所测得的被测物厚度与被测物的材质、温度和标准值无关；2、 采用上下对称测量可以自动消除由于被测物的跳动、弯曲和振动所引入的测量误差，从而大大提高了动态测量的准确度；3、 与射线测厚仪相比具有无辐射危害、测量稳定、操作简单。

所述的样板推料装置由顶升气缸、横移机构、堆料支架、安装机架组成，安装机架两侧均设有两堆料支架，两堆料支架前后错位布置，顶升气缸设置在堆料支架上，顶升气缸带动推板上下位移，横移机构连接于堆料支架底部且带动堆料支架向一侧位移。该装置设有五个放料工位，最多可缓存五根大样，确保前端样板搬运机器人不停滞工作。另外通过顶升机构与横移机构的配合，实现大样输送至第二辊道上。

所述的样板输送推料装置主要包括输送辊组和样板限位推料组件、限位挡板，样板限位推料组件设置在输送辊组进料端口的一侧，样板限位推料组件的横移模组安装在安装架上且带动推杆位移，限位挡板设置在输送辊组的一侧。

所述的备样收集架装置主要由备样收集架、倾覆气缸和支撑底座组成，倾覆气缸通过转动轴承安装在支撑底座顶部两侧，倾覆气缸的推杆连接于备样收集架顶部，备样放置在备样收集架内部对称布置的两L型支撑条之间。单套备样收集架装置可存储84块备样（一个班生产的备板数量），系统共配套六套备样收集，共可存放三天生产的备样；备样收集架装置配套有倾覆机构，可将料架的备样倾倒入废料斗中，同无需人工干预清除收集架备件；备样收集架倾倒备样后能准确复位，确保机器人准确放置备样。

所述的鳄鱼剪机一侧设有边角废料输送辊道，边角废料输送辊道一端衔接于第二辊道一侧，第二辊道另一侧设有推钢气缸，边角废料输送辊道另一端设有边角废料槽。

实施工序：

1、钢板经剪切后由输送辊道输送至废料摆架辊道区域，由图像识别系统通过识别钢板端部涂层标记识别废料或样板后，废料由废料搬运机器人搬运至废料斗中，而样板则继续输送；第二辊道的样板经过图像识别后，再由样板搬运机器人采用电磁吸盘方式搬运至堆料输送装置上（当产线生产节奏较快时，推料输送装置起到大样缓存作用），再由推料输送装置推送至第二辊道上并运输至下个工位；

2、有钢检测传感检测有样板，通过样板输送推料装置推动样板往辊道一侧靠边，进入标识区域辊道；

3、第二辊道继续输送，进入剪前辊道区域由伺服推钢气缸推入鳄鱼剪进行分段剪切（推料装置按样切样板位置要求输送至鳄鱼剪进行准确切割）；

4、分段后料头料尾由推钢气缸推落边角废料输送辊道，并由边角废料输送辊道将其运输至边角废料槽，样板则继续输送；

5、样板经导向机构继续输送，通过归边装置推动样板往辊道一侧靠边，由激光标识机器人进行样板上表面及侧表面激光标识；

6、有钢检测传感检测有样板，由正备样搬运机器人运用夹具分别把正样搬运至对应的正样料槽中（检验样板时，将正样料槽吊运至检验区域进行检验），把备样搬运至备样收集装置里；

7、根据现场样板检测需要，机器人可将备样收集架装置上所需检测备样的具体位置找到并提取备样放置到正样料槽中；

8、当备样收集架装置上的备样储放日期到后，备样收集架装置上的倾覆机构将备样收集架上的备样倾倒至废料斗中，再由吊车将废料斗吊走。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，实施的加工对象不限钢管、钢卷和棒材。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.机器人取样标识系统设备组，包括：样板搬运机器人、样板激光标识机器人、正备样搬运机器人、备样收集架装置、样板推料装置、样板输送推料装置、图像识别装置，其特征在于：所述的样板搬运机器人设置第一辊道和第二辊道之间，第二辊道一端设有图像识别装置，第二辊道另一端与样板输送推料装置相互衔接，样板推料装置设置在样板输送推料装置一侧，在第二辊道上的裁剪区上设有鳄鱼剪机，第二辊道上的废料回收区上设有推钢气缸，第二辊道末端一侧设有样板激光标识机器人，第二辊道末端通过横向辊道衔接于第三辊道，第三辊道和备样收集架装置之间设有正备样搬运机器人，正备样搬运机器人一侧设有正样料槽，备样收集架装置后方设有废料槽。

2.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的正备样搬运机器人主要由六轴机器人和搬运夹具组成，六轴机器人前端设有搬运夹具，搬运夹具通过气缸带动两夹臂张开或闭合，两夹臂之间设有限位横条，限位横条前端至少设有两根顶杆。

3.根据权利要求2所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的样板搬运机器人主要由六轴机器人和电磁吸盘组成，六轴机器人前端设有电磁吸盘且带动电磁吸盘位移。

4.根据权利要求3所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的样板搬运机器人底部设有第七轴滑轨底座，第七轴滑轨底座带动样板搬运机器人沿着导轨做斜向位移，正备样搬运机器人底部设有横向滑轨底座，横向滑轨底座带动正备样搬运机器人沿着导轨做横向线性位移。

5.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的样板推料装置由顶升气缸、横移机构、堆料支架、安装机架组成，安装机架两侧均设有两堆料支架，两堆料支架前后错位布置，顶升气缸设置在堆料支架上，顶升气缸带动推板上下位移，横移机构连接于堆料支架底部且带动堆料支架向一侧位移。

6.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的样板输送推料装置主要包括输送辊组和样板限位推料组件、限位挡板，样板限位推料组件设置在输送辊组进料端口的一侧，样板限位推料组件的横移模组安装在安装架上且带动推杆位移，限位挡板设置在输送辊组的一侧。

7.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的备样收集架装置主要由备样收集架、倾覆气缸和支撑底座组成，倾覆气缸通过转动轴承安装在支撑底座顶部两侧，倾覆气缸的推杆连接于备样收集架顶部，备样放置在备样收集架内部对称布置的两L型支撑条之间。

8.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的鳄鱼剪机一侧设有边角废料输送辊道，边角废料输送辊道一端衔接于第二辊道一侧，第二辊道另一侧设有推钢气缸，边角废料输送辊道另一端设有边角废料槽。

9.根据权利要求1所述的机器人取样标识系统设备组，其特征在于：所述的第三辊道上设有限位挡板轨，限位挡板轨通过调节支架对称设置在第三辊道左右两侧。

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