CN115741121A - 特高压工程大规格角钢自动加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了特高压工程大规格角钢自动加工中心，包括：上料：将角钢放置到上料架上，沿着上料传送带输送到限位机构处，然后，将角钢的两侧夹紧固定住后，通过激光切割机对角钢激光断料；制孔：通过五轴钻孔机对角钢两肢进行制孔后，并打上钢印；然后，角钢移动至下一孔点附近，再对角钢的两侧夹紧，并完成制孔工作；对角钢进行钻孔判断，若角钢上对应位置上没有钻孔，按照上述步骤继续完成制孔工作，若角钢上对应位置上有钻孔，将角钢移动至另一端头，角钢两侧夹紧，并用激光断料，移动角钢至下料架，翻转料架，工件进入成品，本发明保证其角钢精准处于加工工位上，保证其角钢处理的精准性，提高角钢处理的质量。

Description

特高压工程大规格角钢自动加工中心

技术领域

本发明涉及特高压工程技术领域，具体涉及特高压工程大规格角钢自动加工中心。

背景技术

中国专利CN110814774A公开了一种全自动角钢加工装置，包括一个抛丸机，一个用于对不同型号的角钢进行分流的分流平台，两个加工输送带，设于每条加工输送带的侧边的一个以上的冲切一体模具，一个以上的用于将加工输送带上的角钢输送到对应的冲切一体模具内的冲压输送机构，一个以上的用于摆放加工好的角钢的堆放机构，一个用于收集废料的废料收集系统，一个用于对各个组件进行通信并控制的设备控制器；

现有技术中，在对大规格角钢进行加工时，通常采用的方式，是将角钢沿着上料架进行传送，再通过钻孔机进行钻孔工作后，通过下料架进行输送出，其在钻孔处理过程中，对角钢的放置位置、钻机工作时状态，无法进行实时监控分析，从而导致角钢次品率比较低的问题。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出特高压工程大规格角钢自动加工中心。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

特高压工程大规格角钢自动加工中心，包括：

上料：将角钢放置到上料架上，沿着上料传送带输送到限位机构处，然后，将角钢的两侧夹紧固定住后，通过激光切割机对角钢激光断料；

制孔：通过五轴钻孔机对角钢两肢进行制孔后，并打上钢印；然后，角钢移动至下一孔点附近，再对角钢的两侧夹紧，并完成制孔工作；

对角钢进行钻孔判断，若角钢上对应位置上没有钻孔，按照上述步骤继续完成制孔工作，若角钢上对应位置上有钻孔，将角钢移动至另一端头，角钢两侧夹紧，并用激光断料，移动角钢至下料架，翻转料架，工件进入成品区。

作为本发明进一步的方案：在上料过程中通过定位系统对角钢进行定位，定位系统包括：

采集单元，以用于支撑角钢的底座为平面，构建直角坐标系，获取到该角钢两侧端面的中心点位置坐标值，以及角钢中心点位置坐标值，还有角钢分别与X轴、Y轴和Z轴的夹角；

分析单元，对采集单元获取到的数据，进行计算得到角钢的定位值，根据定位值进行判断，角钢加工位置是否符合工艺要求。

作为本发明进一步的方案：分析单元具体工作过程如下:

步骤1：分别将第一端面中心点坐标标记为(X1、Y1、Z1)，第二端面中心点坐标标记为(X2、Y2、Z2)，角钢中心坐标标记为(X3、Y3、Z3)；利用公式

计算得到角钢第一定位系数值X1；

步骤2：分别将角钢与X轴的夹角标记为Jx、将角钢与Y轴的夹角标记为Jy、将角钢与Z轴的夹角标记为Jz；

利用公式

计算得到角钢第二定位系数值X2；

步骤3：将得到的角钢第一定位系数值X1和角钢第二定位系数值X2，通过公式

计算得到角钢定位值Zd；

步骤4：将得到角钢定位值Zd与角钢定位阈值进行比较。

作为本发明进一步的方案：若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，生成角钢位置调节信号；若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，生成角钢位置合格信号。

作为本发明进一步的方案：反馈单元，接收到分析单元的角钢位置调节信号和角钢位置合格信号，当得到角钢位置调节信号，对角钢位置进行调节，直至得到的角钢定位值Zd符合要求；当角钢位置合格信号，控制钻孔机进行工作。

作为本发明进一步的方案：在制孔过程中通过制孔系统对角钢进行钻孔，制孔系统包括：

监测单元，获取到钻孔机的钻孔位置数据，以及角钢上孔位的坐标数据，进行比对分析，对钻孔机在进行钻孔时实时监控；避免出现位置出现误差，导致其出现孔位不合格的问题；

钻机控制单元，接收到位置偏移信号、位置报警信号、停机信号，当接收到位置偏移信号时，可以控制钻机继续完成对角钢进行钻孔工作，当接收到位置报警信号，将降低钻机的功率，并同时启动报警器工作，当得到停机信号，将控制钻机停止工作。

作为本发明进一步的方案：监测系统具体工作过程如下：

步骤1：获取到钻孔机的第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3；同时，获取到孔位的坐标值；

该第一钻孔位置W1表示为沿X轴位置上的坐标值，第二钻孔位置W2表示为沿Y轴位置上的坐标值，第三钻孔位置W3表示为沿Z轴位置上的坐标值；

第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3分别与孔位的对应轴坐标值计算差值，得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3；

步骤2：获取钻孔位置的误差范围，若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3处于行线速度误差范围内，则不进行任何操作；若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3不处于行线速度误差范围内，则进入下一步骤；

步骤3：将得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3代入到公式Pc＝αln(d1*C1+d2*C2+d3*C3)中，计算得到偏差值Pc。

作为本发明进一步的方案：若Pc≤Y1，则生成位置偏移信号；若Y1＜Pc≤Y2，则生成位置报警信号；若Y2＜Pc，则生成停机信号；其中，Y1和Y2均为偏差阈值，且Y1＜Y2。

作为本发明进一步的方案：在下料架上设置有检测系统，检测系统包括：

检测单元，采集钻孔好的角钢上的孔位图像，对并图像数据进行分析，判断该角钢所钻孔是否合格工艺要求；

该检测单元具体工作过程如下：

步骤1：获取到每个钻孔的弯曲度值，并标记为Zw，将弯曲度值Zw与标准弯曲度值Zwb进行差值计算得到弯曲度差值Cq；

设定若干个弯曲度差系数，并标记为Kc；c＝1，2，…，w；且K1＜K2＜…＜Kw；每个弯曲度差系数Kc均对应一个预设抗压差值范围，依次分别为(k1，k2]，(k2，k3]，…，(kw，kw+1]；且k1＜k2＜…＜kw＜kw+1；

当Cq∈(kw，kw+1]，则预设弯曲度差值范围对应的弯曲差系数为Kw；

步骤2：利用公式Yq＝Cq*Kw，计算得到钻孔的弯曲度值Yq；

将钻孔的弯曲度值Yq与钻孔的弯曲度阈值进行比较。

作为本发明进一步的方案：若钻孔的弯曲度值Yq大于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔不合格，需要对此钻孔进行重新加工处理；

若钻孔的弯曲度值Yq小于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔合格。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过采集单元、分析单元和反馈单元，对需要待加工的角钢进行位置比对分析，保证其角钢精准处于加工工位上，保证其角钢处理的精准性，提高角钢处理的质量；

(2)本发明通过监测单元和钻机控制单元，对角钢进行钻孔实时监测分析，保证在钻孔时的准确性，进一步提高角钢处理的质量；同时，通过后期的检测单元，对其加工的角钢再进一步检测，保证其角钢处理的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的流程框图；

图2是本发明定位系统和制孔系统的流程框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本发明为特高压工程大规格角钢自动加工中心，包括：

上料：将角钢放置到上料架上，沿着上料传送带输送到限位机构处，然后，将角钢的两侧夹紧固定住后，通过激光切割机对角钢激光断料；

其中，在上料过程中通过定位系统对角钢进行定位，定位系统包括：

采集单元，以用于支撑角钢的底座为平面，构建直角坐标系，获取到该角钢两侧端面的中心点位置坐标值，以及角钢中心点位置坐标值，还有角钢分别与X轴、Y轴和Z轴的夹角；

分析单元，对采集单元获取到的数据，进行计算得到角钢的定位值，根据定位值进行判断，角钢加工位置是否符合工艺要求；

分析单元具体工作过程如下:

步骤1：分别将第一端面中心点坐标标记为(X1、Y1、Z1)，第二端面中心点坐标标记为(X2、Y2、Z2)，角钢中心坐标标记为(X3、Y3、Z3)；利用公式

计算得到角钢第一定位系数值X1；其中，β为比例系数，取值为3.25；

步骤2：分别将角钢与X轴的夹角标记为Jx、将角钢与Y轴的夹角标记为Jy、将角钢与Z轴的夹角标记为Jz；

利用公式

计算得到角钢第二定位系数值X2；其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值为0.54，a2取值为0.84，a3取值为0.78；

步骤3：将得到的角钢第一定位系数值X1和角钢第二定位系数值X2，通过公式

计算得到角钢定位值Zd；其中，b1、b2均为比例系数，b1取值为0.84，b2取值为0.87；

步骤4：将得到角钢定位值Zd与角钢定位阈值进行比较：

若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，则表示目前角钢的位置与预定的加工工位存在偏差，且偏差比较大，其会导致角钢在后续加工出现较大误差，使得角钢加工残次品较高，并生成角钢位置调节信号；

若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，则表示目前角钢处于加工工位时，可以对角钢进行加工处理，并生成角钢位置合格信号；

反馈单元，接收到分析单元的角钢位置调节信号和角钢位置合格信号，当得到角钢位置调节信号，对角钢位置进行调节，直至得到的角钢定位值Zd符合要求；当角钢位置合格信号，控制钻孔机进行工作；

制孔：通过五轴钻孔机对角钢两肢进行制孔后，并打上钢印；然后，角钢移动至下一孔点附近，再对角钢的两侧夹紧，并完成制孔工作；

对角钢进行钻孔判断，若角钢上对应位置上没有钻孔，按照上述步骤继续完成制孔工作，若角钢上对应位置上有钻孔，将角钢移动至另一端头，角钢两侧夹紧，并用激光断料，移动角钢至下料架，翻转料架，工件进入成品区；

其中，在制孔过程中通过制孔系统对角钢进行钻孔，制孔系统包括：

监测单元，获取到钻孔机的钻孔位置数据，以及角钢上孔位的坐标数据，进行比对分析，对钻孔机在进行钻孔时实时监控；避免出现位置出现误差，导致其出现孔位不合格的问题；

该监测系统具体工作过程如下：

步骤1：获取到钻孔机的第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3；同时，获取到孔位的坐标值；

该第一钻孔位置W1表示为沿X轴位置上的坐标值，第二钻孔位置W2表示为沿Y轴位置上的坐标值，第三钻孔位置W3表示为沿Z轴位置上的坐标值；

第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3分别与孔位的对应轴坐标值计算差值，得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3；

步骤2：获取钻孔位置的误差范围，若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3处于行线速度误差范围内，则不进行任何操作；若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3不处于行线速度误差范围内，则进入下一步骤；

步骤3：将得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3代入到公式Pc＝αln(d1*C1+d2*C2+d3*C3)中，计算得到偏差值Pc；其中，α为比例系数，α取值为3.45；

步骤4：若Pc≤Y1，则生成位置偏移信号；若Y1＜Pc≤Y2，则生成位置报警信号；若Y2＜Pc，则生成停机信号；其中，Y1和Y2均为偏差阈值，且Y1＜Y2；

钻机控制单元，接收到位置偏移信号、位置报警信号、停机信号，当接收到位置偏移信号时，可以控制钻机继续完成对角钢进行钻孔工作，当接收到位置报警信号，将降低钻机的功率，并同时启动报警器工作，当得到停机信号，将控制钻机停止工作；

优选的，在下料架上设置有检测系统，检测系统包括：

检测单元，采集钻孔好的角钢上的孔位图像，对并图像数据进行分析，判断该角钢所钻孔是否合格工艺要求；

该检测单元具体工作过程如下：

步骤1：获取到每个钻孔的弯曲度值，并标记为Zw，将弯曲度值Zw与标准弯曲度值Zwb进行差值计算得到弯曲度差值Cq；

设定若干个弯曲度差系数，并标记为Kc；c＝1，2，…，w；且K1＜K2＜…＜Kw；每个弯曲度差系数Kc均对应一个预设抗压差值范围，依次分别为(k1，k2]，(k2，k3]，…，(kw，kw+1]；且k1＜k2＜…＜kw＜kw+1；

当Cq∈(kw，kw+1]，则预设弯曲度差值范围对应的弯曲差系数为Kw；

步骤2：利用公式Yq＝Cq*Kw，计算得到钻孔的弯曲度值Yq；

将钻孔的弯曲度值Yq与钻孔的弯曲度阈值进行比较；

若钻孔的弯曲度值Yq大于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔不合格，需要对此钻孔进行重新加工处理；

若钻孔的弯曲度值Yq小于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔合格。

本发明的工作原理：采集单元，以用于支撑角钢的底座为平面，构建直角坐标系，获取到该角钢两侧端面的中心点位置坐标值，以及角钢中心点位置坐标值，还有角钢分别与X轴、Y轴和Z轴的夹角；

分析单元，对采集单元获取到的数据，进行计算得到角钢的定位值，根据定位值进行判断，角钢加工位置是否符合工艺要求；

反馈单元，接收到分析单元的角钢位置调节信号和角钢位置合格信号，当得到角钢位置调节信号，对角钢位置进行调节，直至得到的角钢定位值Zd符合要求；当角钢位置合格信号，控制钻孔机进行工作；

本发明通过采集单元、分析单元和反馈单元，对需要待加工的角钢进行位置比对分析，保证其角钢精准处于加工工位上，保证其角钢处理的精准性，提高角钢处理的质量；

监测单元，获取到钻孔机的钻孔位置数据，以及角钢上孔位的坐标数据，进行比对分析，对钻孔机在进行钻孔时实时监控；避免出现位置出现误差，导致其出现孔位不合格的问题；

钻机控制单元，接收到位置偏移信号、位置报警信号、停机信号，当接收到位置偏移信号时，可以控制钻机继续完成对角钢进行钻孔工作，当接收到位置报警信号，将降低钻机的功率，并同时启动报警器工作，当得到停机信号，将控制钻机停止工作；

检测单元，采集钻孔好的角钢上的孔位图像，对并图像数据进行分析，判断该角钢所钻孔是否合格工艺要求；

本发明通过监测单元和钻机控制单元，对角钢进行钻孔实时监测分析，保证在钻孔时的准确性，进一步提高角钢处理的质量；同时，通过后期的检测单元，对其加工的角钢再进一步检测，保证其角钢处理的质量。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.特高压工程大规格角钢自动加工中心，其特征在于，包括：

上料：将角钢放置到上料架上，沿着上料传送带输送到限位机构处，然后，将角钢的两侧夹紧固定住后，通过激光切割机对角钢激光断料；

制孔：通过五轴钻孔机对角钢两肢进行制孔后，并打上钢印；然后，角钢移动至下一孔点附近，再对角钢的两侧夹紧，并完成制孔工作；

对角钢进行钻孔判断，若角钢上对应位置上没有钻孔，按照上述步骤继续完成制孔工作，若角钢上对应位置上有钻孔，将角钢移动至另一端头，角钢两侧夹紧，并用激光断料，移动角钢至下料架，翻转料架，工件进入成品区。

2.根据权利要求1所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，在上料过程中通过定位系统对角钢进行定位，定位系统包括：

采集单元，以用于支撑角钢的底座为平面，构建直角坐标系，获取到该角钢两侧端面的中心点位置坐标值，以及角钢中心点位置坐标值，还有角钢分别与X轴、Y轴和Z轴的夹角；

分析单元，对采集单元获取到的数据，进行计算得到角钢的定位值，根据定位值进行判断，角钢加工位置是否符合工艺要求。

3.根据权利要求2所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，分析单元具体工作过程如下:

步骤1：分别将第一端面中心点坐标标记为(X1、Y1、Z1)，第二端面中心点坐标标记为(X2、Y2、Z2)，角钢中心坐标标记为(X3、Y3、Z3)；利用公式

计算得到角钢第一定位系数值X1；

步骤2：分别将角钢与X轴的夹角标记为Jx、将角钢与Y轴的夹角标记为Jy、将角钢与Z轴的夹角标记为Jz；

利用公式

计算得到角钢第二定位系数值X2；

步骤3：将得到的角钢第一定位系数值X1和角钢第二定位系数值X2，通过公式

计算得到角钢定位值Zd；

步骤4：将得到角钢定位值Zd与角钢定位阈值进行比较。

4.根据权利要求3所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，生成角钢位置调节信号；若角钢定位值Zd大于角钢定位阈值时，生成角钢位置合格信号。

5.根据权利要求4所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，反馈单元，接收到分析单元的角钢位置调节信号和角钢位置合格信号，当得到角钢位置调节信号，对角钢位置进行调节，直至得到的角钢定位值Zd符合要求；当角钢位置合格信号，控制钻孔机进行工作。

6.根据权利要求5所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，在制孔过程中通过制孔系统对角钢进行钻孔，制孔系统包括：

监测单元，获取到钻孔机的钻孔位置数据，以及角钢上孔位的坐标数据，进行比对分析，对钻孔机在进行钻孔时实时监控；

钻机控制单元，接收到位置偏移信号、位置报警信号、停机信号，当接收到位置偏移信号时，控制钻机继续完成对角钢进行钻孔工作，当接收到位置报警信号，将降低钻机的功率，并同时启动报警器工作，当得到停机信号，将控制钻机停止工作。

7.根据权利要求6所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，监测单元具体工作过程如下：

步骤1：获取到钻孔机的第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3；同时，获取到孔位的坐标值；

该第一钻孔位置W1表示为沿X轴位置上的坐标值，第二钻孔位置W2表示为沿Y轴位置上的坐标值，第三钻孔位置W3表示为沿Z轴位置上的坐标值；

第一钻孔位置W1、第二钻孔位置W2和第三钻孔位置W3分别与孔位的对应轴坐标值计算差值，得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3；

步骤2：获取钻孔位置的误差范围，若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3处于行线速度误差范围内，则不进行任何操作；若第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3不处于行线速度误差范围内，则进入下一步骤；

步骤3：将得到第一钻孔距离差C1、第二钻孔距离差C2和第三钻孔距离差C3代入到公式Pc＝αln(d1*C1+d2*C2+d3*C3)中，计算得到偏差值Pc。

8.根据权利要求7所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，若Pc≤Y1，则生成位置偏移信号；若Y1＜Pc≤Y2，则生成位置报警信号；若Y2＜Pc，则生成停机信号；其中，Y1和Y2均为偏差阈值，且Y1＜Y2。

9.根据权利要求1所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，在下料架上设置有检测系统，检测系统包括：

检测单元，采集钻孔好的角钢上的孔位图像，对并图像数据进行分析，判断该角钢所钻孔是否合格工艺要求；

该检测单元具体工作过程如下：

步骤1：获取到每个钻孔的弯曲度值，并标记为Zw，将弯曲度值Zw与标准弯曲度值Zwb进行差值计算得到弯曲度差值Cq；

设定若干个弯曲度差系数，并标记为Kc；c＝1，2，…，w；且K1＜K2＜…＜Kw；每个弯曲度差系数Kc均对应一个预设抗压差值范围，依次分别为(k1，k2]，(k2，k3]，…，(kw，kw+1]；且k1＜k2＜…＜kw＜kw+1；

当Cq∈(kw，kw+1]，则预设弯曲度差值范围对应的弯曲差系数为Kw；

步骤2：利用公式Yq＝Cq*Kw，计算得到钻孔的弯曲度值Yq；

将钻孔的弯曲度值Yq与钻孔的弯曲度阈值进行比较。

10.根据权利要求9所述的特高压工程大规格角钢自动加工中心,其特征在于，若钻孔的弯曲度值Yq大于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔不合格，需要对此钻孔进行重新加工处理；

若钻孔的弯曲度值Yq小于钻孔的弯曲度阈值，则表示该钻孔合格。

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