CN115784020A - 一种钢板自动转运系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢板转运技术领域，公开一种钢板自动转运系统，所述转运系统包括智能天车、以及设置在智能天车上，跟随智能天车移动从而抓取钢板的吊具、钢板调度管理系统；所述钢板调度管理系统包括钢板存储信息模块、根据生产需求从而下达钢板转运的任务调度模块、以及分析模块；所述分析模块接收任务调度模块中的信号，并且通讯连接钢板存储信息模块从而对应控制智能天车带动吊具作业，完成钢板的转运。通过以上系统，实现了对钢板的自动转运、大大提高了钢板转运效率。

Description

一种钢板自动转运系统及方法

技术领域

本发明涉及钢板转运技术领域，具体地，涉及一种钢板自动转运系统及方法。

背景技术

在钢铁，工程机械加工，仓储物流等行业中，钢板都是一种常见的物料。钢板通常是以板垛的形式进行仓库仓储，但在钢板使用或者售卖出库时却是要求单张钢板进行转运。现有的场景中通常由工人操作手动行车携带挂钩或者简易吊具进行钢板转运，耗时、耗力并具有很大的安全风险。

随着现代工业自动化的快速发展，企业对自动化，无人化，安全性要求越来越高。因此，在钢板的转运及仓储环节，需要一套可实现钢板的自动吊运的系统。

现有技术CN202220341756.2中公开了一种中国专利：一种不锈钢板带转运装置，包括转运底座(1)和转运台(2)，其特征在于：所述转运底座(1)的上端装配转运台(2)，所述转运台(2)的前表面四周均匀装配有压合载块(8)；

所述转运台(2)的前表面左右两端均开设有滑槽(6)，所述压合载块(8)的表面左右两端均安装有伸缩板(12)，所述伸缩板(12)的下端部安装有滚轮(13)，所述滚轮(13)安装在滑槽(6)内，所述压合载块(8)的上表面中段贯穿开设有螺纹孔(9)，所述螺纹孔(9)内螺接有压合螺栓(10)，所述转运台(2)的前侧壁左右两端从上到下均匀开设有螺纹槽(7)，且螺纹槽(7)位于滑槽(6)的侧端，所述压合螺栓(10)的下端部螺接在螺纹槽(7)内，所述压合螺栓(10)的上端部安装有压合转块(11)，且压合转块(11)的外圆直径大于螺纹孔(9)的内圆直径；

所述转运台(2)的上表面中心处开设有定位圆槽(14)，所述定位圆槽(14)内安装有钢板带圆托板(15)，所述钢板带圆托板(15)的下表面中段装配有缓冲组件(18)，所述缓冲组件(18)的下端安装有转轴(17)，所述定位圆槽(14)的底端中段开设有转孔，且转轴(17)安装在转孔内。

现有技术中仅仅公开了一种用于钢板转运的转运装置，但是仍然存在以下问题：无法实现钢板的自动化转运。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种钢板自动转运的系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种钢板自动转运系统，所述转运系统包括智能天车、以及设置在智能天车上，跟随智能天车移动从而抓取钢板的吊具、钢板调度管理系统；所述钢板调度管理系统包括钢板存储信息模块、根据生产需求从而下达钢板转运的任务调度模块、以及分析模块；所述分析模块接收任务调度模块中的信号，并且通讯连接钢板存储信息模块从而对应控制智能天车带动吊具作业，完成钢板的转运。

优选地，所述智能天车包括具有大车、小车以及Z轴移动部的三轴移动天车，所述吊具连接在天车的Z轴移动部的底部。

优选地，所述Z轴移动部与小车之间通过刚性提升装置连接，所述刚性起升装置由一台减速电机通过传动轴分别驱动两根同型号的刚性Z轴，确保两根Z轴驱动同步，所述吊具固定连接在两根Z轴的底部。

优选地，所述Z轴上还设置有刹车装置、限位传感装置以及机械挡块。

优选地，所述大车上设置有大车定位系统，所述大车定位系统包括激光测距传感器与行走电机编码器；所述激光测距传感器安装在智能天车的一侧大车驱动装置上，通过安装在轨道梁固定位置的反射板来确定大车的实际位置；所述行走电机编码器安装在驱动大车移动的行走电机上。

优选地，所述Z轴上还设置有用于测量吊具负载重量的称重装置。

优选地，所述智能天车上还设置有测量钢板长宽的测宽激光。

优选地，所述转运系统还包括操纵柜，所述操纵柜信号连接智能天车，从而实现对智能天车的自动/手动的切换；自动模式下，智能天车由钢板调度管理系统控制，手动模式下，智能天车由操纵柜进行手动控制。

一种钢板自动转运系方法，包括以下步骤:：

S1：在钢板调度管理系统中下达钢板转运任务；

S2：分析模块接收钢板转运任务指令，对于控制天车移动到钢板对应的存储区域；

S3：识别钢板的位置信息，吊具抓取钢板并在智能天车作用下将钢板转运到制定位置。

优选地，所述步骤S3包括：

S30：获取库位理论坐标X,Y，并获取钢板信息，长L，宽W。智能天车在执行任务过程中会启动智能吊具上的测宽激光，获取钢板宽度边缘坐标Y1，当PLC判断Y1＜Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1+W/2；当PLC判断Y1＞Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1-W/2，智能天车根据Y0坐标移动至钢板宽度中心，吊具进行抓板作业；

S31：吊具吸附抓取钢板后，通过称重装置测量吊具所吸附提升的负载，吊具在吸附抓取钢板高速运行前通过称重装置判断钢板是否完全吊起，称重装置信号传输给智能天车的电气控制系统，结合所吸取的钢板型号，对当前提升负载进行判断，当偏差值超过该型号钢板重量的20％，判定吊取失败，控制系统报警，智能天车停止运行；

S32：智能天车通过吊具将钢板吊运至指定位置后，通过安装在吸盘长度方向上的激光测距传感器，确认吊具中心坐标相对吊具放置位置中心在X方向的偏差e。智能天车根据中控系统提供放料位置(X2,Y2)，并通过PLC计算最终放料坐标(X2+e，Y2)，从而实现精准放料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

根据生产任务需求，当需要转运某一个型号的钢板时，操作员只需要在任务调度模块中下达对于的指令即可，具体包括需求的钢板型号、以及数量。分析模块接收相应的指令，并结合钢板存储信息模块中的各种钢板的存储信息，从而控制智能天车将吊具移动至对应的钢板存储区域，从而吸附抓取钢板并移动至指定位置，完成作业。通过本系统，操作人员只需在下达钢板对于的转运需求即可，无需人工再进行其他操作，实现了钢板的自动化转运。

本申请具有以下有益效果：

1)可自动实现对钢板的转运。

2)智能天车移动精度高，从而提高了钢板的转运精度。

3)设置测宽激光，从而使得吊具能准确吸附抓取钢板的中心，保证了运输过程中的稳定性。

4)设置称重装置，从而进一步保证抓取的钢板为生产所需钢板，提高了本系统的准确性。

5)设置操作柜，可实现对智能天车的手动操作。

6)放料前，对比钢板位置与理论位置的偏差，并进行补偿，从而提高钢板的放料精度。

附图说明

图1为一种钢板自动转运系统的智能天车简易图；

图2为一种钢板自动转运系统的智能天车俯视图；

图3为一种钢板自动转运方法的流程图；

图4为一种钢板自动转运方法的位置测量原理图。

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的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

如图1～2所示，一种钢板自动转运系统，转运系统包括智能天车1、以及设置在智能天车上跟随智能天车移动从而抓取钢板的吊具2、钢板调度管理系统；钢板调度管理系统包括钢板存储信息模块、根据生产需求从而下达钢板转运的任务调度模块、以及分析模块；分析模块接收任务调度模块中的信号，并且通讯连接钢板存储信息模块从而对应控制智能天车1带动吊具2作业，完成钢板的转运。

在本实施例中，钢板存储信息模块中包括了库区内不同型号钢板的存储位置、存储数量等信息，当根据生产需求，需要对库区内的钢板进行转运时，操作人员只需要在任务调度模块中下达钢板转运指令即可，钢板准运指令具体包括待转运的钢板型号、数量以及转运终点。任务下达后，分析模块接收钢板转运指令，并且分析钢板存储信息模块中该钢板的存储信息，从而控制智能天车1移动至待转运钢板的存储区域，到达位置后，智能天车1控制吊具2下放至钢板表面，吊具2吸附抓取钢板后，在智能天车1作用下将钢板转运到指定位置。钢板的转运过程，无需人工操作，全面实现了自动化作业。

在本实施例中，智能天车1为行业内通用设备，包括桥架以及设置在桥架上并可以沿桥架在X轴方向移动的大车10，以及设置在大车10上可以沿大车10在Y轴方向移动的小车11，以及设置在小车11上并可以在Z轴方向移动的Z轴移动部12。吊具2设置在Z轴移动部12的底部，从而方便吊具2吸附抓取钢板。桥架大梁采用双箱型梁结构，单梁截面为矩形截面，承载能力强，负载扰度小。

吊具一般采用电磁吸盘。电磁吸盘是一种电磁夹具，它通过电磁线圈通电后吸盘体产生的吸力来固定被加工工件。电磁吸盘由铁芯、线圈、面板和支架等几部分构成。其中由线圈与铁芯共同组成的电磁铁是电磁吸盘的主要部分。电磁吸盘因设计方法或使用材料的差别而不同，也在不断的发展和改进。电磁吸盘最初是在磨床上代替用夹板和螺栓来固定被磨削的工件，这样的电磁吸盘比较简单，只能固定平板式的工件。这就是传统的电磁吸盘，它的应用有很大的局限性。随着工业的发展，企业对电磁工具的需求越来越大，提出的要求也越来越高，促使人们要对电磁吸盘作一系列的改进，使之能够满足生产的需要。电控强力吸盘吸持力超强，最大可达16kg/cm²，磁力分布均匀、可调节，可适用于各种强力机加工、粗加工、精加工；普通强力吸盘吸力较弱且分布不均，无法承受强力机加工作业要求普通强力吸盘使用时需要大量的工件调整时间，可占到整个加工过程的40％-50％，而且装夹定位容易出现明显误差，废品率高，效率非常低；电控强力吸盘具有自动辅助定位功能，简单的按下一个按钮，0.3秒的时间即完成工件的装夹或释放，可大大提高生产效率。

实施例2

公开一种钢板自动转运系统，转运系统包括智能天车1、以及设置在智能天车上跟随智能天车移动从而抓取钢板的吊具2、钢板调度管理系统；钢板调度管理系统包括钢板存储信息模块、根据生产需求从而下达钢板转运的任务调度模块、以及分析模块；分析模块接收任务调度模块中的信号，并且通讯连接钢板存储信息模块从而对应控制智能天车1带动吊具2作业，完成钢板的转运。

本实施例与实施例1的区别点在于：可以在Z轴移动部12与小车11之间通过刚性提升装置连接，所述刚性起升装置由一台减速电机通过传动轴分别驱动两根同型号的刚性Z轴，确保两根Z轴驱动同步，所述吊具2固定连接在两根Z轴的底部。并且，还可以在Z轴上设置有刹车装置、限位传感装置以及机械挡块。通过以上设置，提高Z轴移动部12的在Z轴的移动精度，同时还能保证吊具2在水平方向的平整度，从而提高吊具2调取钢板后在转运过程中的稳定性。

在本实施例中，还可以在大车10上设置有大车定位系统，所述大车定位系统包括激光测距传感器3与行走电机编码器4；所述激光测距传感器3安装在智能天车1的一侧大车驱动装置上，通过安装在轨道梁固定位置的反射板30来确定大车10的实际位置；所述行走电机编码器4安装在驱动大车10移动的行走电机上。通过以上设置，提高大车10的移动精度，最终保障钢板的转运精度。

Z轴上还设置有用于测量吊具负载重量的称重装置，具体可以是称重传感器。通过称重传感器，测量吊具实际吸附的钢板重量，从而判断吸附的钢板是否为生产所需钢板。

智能天车1上还设置有测量钢板长宽的测宽激光。通过测宽激光，测量钢板的长宽，从而确认钢板中心位置，以便吊具能够抓取吸附钢板的中心位置，从而保证钢板在运输途中的稳定性。

本系统，还可以配备多台天车工作作业，天车上分别设置有测量不同天车之间距离的测距装置。通过测距装置，从而避免天车之间的碰撞。

在本实施例中，转运系统还包括操纵柜，所述操纵柜信号连接智能天车，操作柜上设置有操作按钮，从而实现对智能天车的自动/手动的切换；自动模式下，智能天车由钢板调度管理系统控制，手动模式下，智能天车由操纵柜进行手动控制。操作柜上还设置有控制天车急停的急停按钮。

实施例3

公开一种钢板自动转运系方法，其特征在于，包括以下步骤:：

S1：在钢板调度管理系统中下达钢板转运任务；

S2：分析模块接收钢板转运任务指令，对于控制天车移动到钢板对应的存储区域；

S3：识别钢板的位置信息，吊具抓取钢板并在智能天车作用下将钢板转运到制定位置。

通过以上方法，即可实现对钢板的自动转运，整个操作过程，自动化程度高，大大提高了人员操作的安全性、以及钢板的搬运效率。

11.为进一步提高钢板转运过程中的稳定性，步骤S3包括：

S30：获取库位理论坐标X,Y，并获取钢板信息，长L，宽W。智能天车在执行任务过程中会启动智能吊具上的测宽激光，获取钢板宽度边缘坐标Y1，当PLC判断Y1＜Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1+W/2；当PLC判断Y1＞Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1-W/2，智能天车根据Y0坐标移动至钢板宽度中心，吊具进行抓板作业；

S31：吊具吸附抓取钢板后，通过称重装置测量吊具所吸附提升的负载，吊具在吸附抓取钢板高速运行前通过称重装置判断钢板是否完全吊起，称重装置信号传输给智能天车的电气控制系统，结合所吸取的钢板型号，对当前提升负载进行判断，当偏差值超过该型号钢板重量的20％，判定吊取失败，控制系统报警，智能天车停止运行。

S32：智能天车通过吊具将钢板吊运至指定位置后，通过安装在吸盘长度方向上的激光测距传感器，确认吊具中心坐标相对吊具放置位置中心在X方向的偏差e。智能天车根据中控系统提供放料位置(X2,Y2)，并通过PLC计算最终放料坐标(X2+e，Y2)，从而实现精准放料。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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 (10)

1.一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述转运系统包括智能天车、以及设置在智能天车上，跟随智能天车移动从而抓取钢板的吊具、钢板调度管理系统；所述钢板调度管理系统包括钢板存储信息模块、根据生产需求从而下达钢板转运的任务调度模块、以及分析模块；所述分析模块接收任务调度模块中的信号，并且通讯连接钢板存储信息模块从而对应控制智能天车带动吊具作业，完成钢板的转运。

2.根据权利要求1所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述智能天车包括具有大车、小车以及Z轴移动部的三轴移动天车，所述吊具连接在天车的Z轴移动部的底部。

3.根据权利要求2所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述Z轴移动部与小车之间通过刚性提升装置连接，所述刚性起升装置由一台减速电机通过传动轴分别驱动两根同型号的刚性Z轴，确保两根Z轴驱动同步，所述吊具固定连接在两根Z轴的底部。

4.根据权利要求3所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述Z轴上还设置有刹车装置、限位传感装置以及机械挡块。

5.根据权利要求2所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述大车上设置有大车定位系统，所述大车定位系统包括激光测距传感器与行走电机编码器；所述激光测距传感器安装在智能天车的一侧大车驱动装置上，通过安装在轨道梁固定位置的反射板来确定大车的实际位置；所述行走电机编码器安装在驱动大车移动的行走电机上。

6.根据权利要求2所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述Z轴上还设置有用于测量吊具负载重量的称重装置。

7.根据权利要求1所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述智能天车上还设置有测量钢板长宽的测宽激光。

8.根据权利要求1～7任一所述的一种钢板自动转运系统，其特征在于，所述转运系统还包括操纵柜，所述操纵柜信号连接智能天车，从而实现对智能天车的自动/手动的切换；自动模式下，智能天车由钢板调度管理系统控制，手动模式下，智能天车由操纵柜进行手动控制。

9.一种钢板自动转运系方法，其特征在于，包括以下步骤:：

S1：在钢板调度管理系统中下达钢板转运任务；

S2：分析模块接收钢板转运任务指令，对于控制天车移动到钢板对应的存储区域；

S3：识别钢板的位置信息，吊具抓取钢板并在智能天车作用下将钢板转运到制定位置。

10.根据权利要求9所述的一种钢板自动转运方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S30：获取库位理论坐标X,Y，并获取钢板信息，长L，宽W。智能天车在执行任务过程中会启动智能吊具上的测宽激光，获取钢板宽度边缘坐标Y1，当PLC判断Y1＜Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1+W/2；当PLC判断Y1＞Y时，钢板中心坐标Y0＝Y1-W/2，智能天车根据Y0坐标移动至钢板宽度中心，吊具进行抓板作业；

S31：吊具吸附抓取钢板后，通过称重装置测量吊具所吸附提升的负载，吊具在吸附抓取钢板高速运行前通过称重装置判断钢板是否完全吊起，称重装置信号传输给智能天车的电气控制系统，结合所吸取的钢板型号，对当前提升负载进行判断，当偏差值超过该型号钢板重量的20％，判定吊取失败，控制系统报警，智能天车停止运行；

S32：智能天车通过吊具将钢板吊运至指定位置后，通过安装在吸盘长度方向上的激光测距传感器，确认吊具中心坐标相对吊具放置位置中心在X方向的偏差e。智能天车根据中控系统提供放料位置(X2,Y2)，并通过PLC计算最终放料坐标(X2+e，Y2)，从而实现精准放料。

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