CN118003009A - 一种履带吊主弦杆机器人划线装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带吊主弦杆机器人划线装置及方法，涉及自动化技术领域，包括：移动导轨；滚轮架，设置在所述移动导轨上，用于对主弦杆进行支撑；升降式变位机，包括移动设置在所述移动导轨上的移动座、安装在移动座上的变位机主体以及用于带动变位机主体升降的升降驱动机构，所述变位机主体上转动设置有用于夹持主弦杆的夹具；划线机器人，移动设置在所述移动导轨上，用于在主弦杆上进行划线。本发明实现了主弦杆自动上下料以及自动划线，不仅保证了划线质量和精度，而且大大提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种履带吊主弦杆机器人划线装置及方法。
背景技术
目前工程机械履带吊单扇焊接生产制造的工艺中，一般采用人工划线。通过测量，确定腹杆焊接位置，然后手工焊接。不仅划线工作量大，划线质量和精度不稳定，且该过程过于依赖人工密集作业，质量、安全无法有效管控，同时工作效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种履带吊主弦杆机器人划线装置及方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种履带吊主弦杆机器人划线装置，包括：
移动导轨；
滚轮架，设置在所述移动导轨上，用于对主弦杆进行支撑；
升降式变位机，包括移动设置在所述移动导轨上的移动座、安装在移动座上的变位机主体以及用于带动变位机主体升降的升降驱动机构，所述变位机主体上转动设置有用于夹持主弦杆的夹具；
划线机器人，移动设置在所述移动导轨上，用于在主弦杆上进行划线。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：所述滚轮架包括固定安装在所述移动导轨上的第一滚轮架和移动设置在所述移动导轨上的第二滚轮架，所述第二滚轮架设置有两个；
其中，所述第二滚轮架和所述第一滚轮架沿所述移动导轨的长度方向依次布设，且两个所述第二滚轮架分别位于所述第一滚轮架的两侧。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：所述夹具包括相对设置的两块夹持板，两块所述夹持板可互相靠近或远离，两块所述夹持板相向的一侧对齐设置有用于伸至主弦杆接头孔内的定位销。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：所述升降式变位机上设置有激光测距仪，所述激光测距仪的检测面与所述夹具的夹持面垂直，且所述激光测距仪与所述夹具同步旋转。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：所述移动导轨的一侧设置有用于存放待划线主弦杆的料筐。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：所述移动导轨与所述料筐之间还设置有用于放置完成划线的主弦杆的缓存架，所述缓存架的高度与所述滚轮架的高度相等。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：还包括龙门桁架组件，所述龙门桁架组件包括两条垂直于所述移动导轨的桁架导轨以及移动设置在两条桁架导轨之间的桁架，所述桁架上沿其长度方向移动设置有用于抓取待划线主弦杆的取料机构。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线装置的一种优选方案，其中：两条所述桁架导轨分别位于所述移动导轨长度方向的两端。
本发明还提供了一种履带吊主弦杆机器人划线方法，包括：
通过扫码仪获取待划线主弦杆的工件信息；
根据获取到的工件长度信息，调整两个第二滚轮架的位置，根据获取到的工件直径信息，调整升降式变位机中变位机主体的高度；
龙门桁架组件抓取主弦杆，并放置在滚轮架上；
移动式变位机根据工件长度信息调整自身位置，使夹具中心与主弦杆接头孔中心对齐；
激光测距仪对主弦杆接头平面进行检测，同时，变位机主体控制夹具旋转，使夹具的夹持面与主弦杆接头面平行；
夹具将主弦杆夹紧，变位机主体控制夹具旋转，直至主弦杆接头面平行于水平面；
划线机器人在主弦杆上画出腹杆焊接位置；
变位机主体控制夹具旋转90°，划线机器人再次在在主弦杆上画出腹杆焊接位置；
划线完成后，松开夹具，且升降式变位机复位，龙门桁架组件将完成划线的主弦杆放置在缓存架上，同时进行下一个主弦杆的划线操作。
作为本发明所述履带吊主弦杆机器人划线方法的一种优选方案，其中：所述划线机器人在主弦杆上画出腹杆焊接位置包括：
划线机器人控制划线激光头在主弦杆上画出腹杆焊接位置，且在划线过程中通过激光测距仪测量划线激光头与主弦杆之间的距离，划线机器人控制机械臂角度，保证划线激光头与主弦杆之间的距离固定。
本发明的有益效果是：
本发明通过龙门桁架组件实现主弦杆的自动上下料，通过升降式变位机夹持主弦杆并带动主弦杆旋转，之后通过划线机器儿自动划线，实现了主弦杆自动上下料以及自动划线，划线效果满足后续人工频点的需求，不仅保证了划线质量和精度，而且大大提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为履带吊单扇的结构示意图；
图2为本发明提供的履带吊主弦杆机器人划线装置的结构示意图；
其中：1、移动导轨；2、升降式变位机；3、夹具；4、划线机器人；5、第一滚轮架；6、第二滚轮架；7、激光测距仪；8、料筐；9、缓存架；10、桁架导轨；11、桁架；12、取料机构；13、主弦杆；14、腹杆。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
图2为本申请提供的履带吊主弦杆13机器人划线装置的结构示意图。该装置包括移动导轨1、滚轮架、升降式变位机2、划线机器人4、料筐8、缓存架9以及龙门桁架11组件。其中，龙门桁架11组件可实现自动上料和自动下料。升降式变位机2可对主弦杆13进行夹持并带动其旋转。划线机器人4可自动对主弦杆13进行划线处理。
具体的，滚轮架安装在移动导轨1上，用于对主弦杆13进行支撑。可以理解的是，滚轮架上转动安装有支撑滚轮。当主弦杆13放置在滚轮架上时，支撑滚轮对主弦杆13进行支撑，便于主弦杆13在滚轮架上绕自身轴线旋转。
其中，滚轮架包括固定安装在移动导轨1上的第一滚轮架5和移动设置在移动导轨1上第二滚轮架6。第二滚轮架6的下端设置有可沿移动导轨1移动的移动座。参见图2，第二滚轮架6设置有两个。第二滚轮架6和第一滚轮架5沿移动导轨1的长度方向依次布设，且两个第二滚轮架6分别位于第一滚轮架5的两侧。
当加工不同长度的主弦杆13时，两个第二滚轮架6可根据主弦杆13的长度移动至合适位置，保证主弦杆13放置时的稳定性。
需要说明的是，第一滚轮架5和第二滚轮架6的高度相等。
升降式变位机2包括移动设置在移动导轨1上的移动座，在移动座上固定安装有升降驱动机构，该升降驱动机构与变位机主体驱动连接。在变位机主体的一侧转动安装有用于夹持主弦杆13的夹具3。通过移动座沿移动导轨1移动，可带动变位机主体沿移动导轨1移动，使夹具3可对不同长度的主弦杆13进行夹持。通过升降驱动机构的驱动，可带动变位机主体升降，使夹具3可对不同直径的主弦杆13进行夹持。
其中，夹具3包括相对设置的两块夹持板。两块夹持板可互相靠近或远离，从而实现对主弦杆13的夹持和放开。在两块夹持板相向的一侧对齐设置有定位销，该定位销用于与主弦杆13端部的接头孔相配合。当夹具3对主弦杆13进行夹持时，需先将夹具3旋转至夹持板的夹持面与主弦杆13端部的接头平面平行，且定位销与接头孔对齐，之后通过两块夹持板互相靠近，使定位销伸至接头孔内，并将主弦杆13端部的接头夹紧，完成对主弦杆13的夹持。
较佳的，在变位机主体上还设置有激光测距仪7。该激光测距仪7的检测面与夹具3的夹持面垂直，且激光测距仪7与夹具3同步旋转。当变位机主体驱动夹具3旋转时，激光测距仪7可测量主弦杆13接头平面不同位置与激光测距仪7之间的距离，当主弦杆13接头平面的不同位置与激光测距仪7之间的距离均相等时，表明此时主弦杆13接头平面与激光测距仪7所在平面平行，则此时只需夹具3旋转90°即可保证夹持板的夹持面与主弦杆13端部的接头平面平行。
划线机器人4移动设置在移动导轨1上，用于在主弦杆13上进行划线。划线机器人4包括用于实现划线工作的划线激光头以及用于控制划线激光头移动以及角度调整的机械臂。
料筐8固定设置在移动导轨1的一侧，用于存放待划线主弦杆13。
缓存架9固定设在移动导轨1的一侧，且位于移动导轨1与料筐8之间，参见图2。缓存架9用于放置完成划线的主弦杆13。在本实施例中，缓存架9的高度与滚轮架的高度相等。
龙门桁架11组件包括两条垂直于移动导轨1的桁架11导轨10以及移动设置在两条桁架11导轨10之间的桁架11，在桁架11上沿其长度方向移动设置有用于抓取待划线主弦杆13的取料机构12。参见图2，两条桁架11导轨10分别位于移动导轨1长度方向的两端。
在本实施例中，取料机构12采用的是可将主弦杆13吊起的吊钩。可以理解的是，也可采用其他形式的取料机构12，只需可稳定抓取主弦杆13即可。
本实施例还提供了一种履带吊主弦杆13机器人划线方法。该方法包括步骤S101~步骤S109，具体步骤说明如下：
步骤S101：通过扫码仪获取待划线主弦杆13的工件信息。
具体的，在每根主弦杆13上均设置有包含主弦杆13工件信息的信息码。通过扫码仪扫描主弦杆13上的信息码，即可获取该主弦杆13对应的工件信息，如工件长度、工件直径等。
可以理解的是，信息码可为二维码或其他形式的信息码。
步骤S102：根据获取到的工件长度信息，调整两个第二滚轮架6的位置，根据获取到的工件直径信息，调整升降式变位机2中变位机主体的高度。
具体的，根据待划线的主弦杆13的长度，提前调整两个第二滚轮架6在移动导轨1上的位置，保证主弦杆13放置在滚轮架上时的稳定性。即当主弦杆13长度较大时，适当增加第二滚轮架6与第一滚轮架5之间的间距；当主线管长度较小时，适当减小第二滚轮架6与第一滚轮架5之间的间距。
另外，可以理解的是，由于滚轮架的高度固定，因此当主弦杆13的直径变化时，升降式变位机2中夹具3的高度可需要适应性地进行调整，即根据待划线的主弦杆13的直径，提前调整升降式变位机2的高度。
步骤S103：龙门桁架11组件抓取主弦杆13，并放置在滚轮架上。
具体的，通过取料机构12沿桁架11长度方向移动以及桁架11沿桁架11导轨10移动，使取料机构12稳定抓取待划线的主弦杆13，并将其放置滚轮架上。
步骤S104：移动式变位机根据工件长度信息调整自身位置，使夹具3中心与主弦杆13接头孔中心对齐。
具体的，移动式变位机通过移动座在移动导轨1上移动，调整移动式变位机的位置，使夹具3中心与主弦杆13接头孔的中心对齐。
步骤S105：激光测距仪7对主弦杆13接头平面进行检测，同时，变位机主体控制夹具3旋转，使夹具3的夹持面与主弦杆13接头面平行。
具体的，通过激光测距仪7测量主弦杆13接头平面不同位置与激光测距仪7之间的距离。当主弦杆13接头平面的不同位置与激光测距仪7之间的距离均相等时，表明此时主弦杆13接头平面与激光测距仪7所在平面平行，则此时只需夹具3旋转90°即可保证夹持板的夹持面与主弦杆13端部的接头平面平行。
步骤S106：夹具3将主弦杆13夹紧，变位机主体控制夹具3旋转，直至主弦杆13接头面平行于水平面。
具体的，当夹具3将主弦杆13夹紧后通过变位机主体控制夹具3旋转，即可带动主弦杆13同步旋转。
步骤S107：划线机器人4在主弦杆13上画出腹杆14焊接位置。
具体的，划线机器人4控制划线激光头在主弦杆13上画出腹杆14焊接位置。且在划线过程中通过激光测距仪7测量划线激光头与主弦杆13之间的距离，划线机器人4控制机械臂角度，保证划线激光头与主弦杆13之间的距离固定。
步骤S108：变位机主体控制夹具3旋转90°，划线机器人4再次在在主弦杆13上画出腹杆14焊接位置。
步骤S109：划线完成后，松开夹具3，且升降式变位机2复位，龙门桁架11组件将完成划线的主弦杆13放置在缓存架9上，同时进行下一个主弦杆13的划线操作。
由此，本申请的技术方案实现了主弦杆13自动上下料以及自动划线，不仅保证了划线质量和精度，而且大大提高了工作效率。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：包括：
移动导轨(1)；
滚轮架，设置在所述移动导轨(1)上，用于对主弦杆(13)进行支撑；
升降式变位机(2)，包括移动设置在所述移动导轨(1)上的移动座、安装在移动座上的变位机主体以及用于带动变位机主体升降的升降驱动机构，所述变位机主体上转动设置有用于夹持主弦杆(13)的夹具(3)；
划线机器人(4)，移动设置在所述移动导轨(1)上，用于在主弦杆(13)上进行划线。
2.根据权利要求1所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述滚轮架包括固定安装在所述移动导轨(1)上的第一滚轮架(5)和移动设置在所述移动导轨(1)上的第二滚轮架(6)，所述第二滚轮架(6)设置有两个；
其中，所述第二滚轮架(6)和所述第一滚轮架(5)沿所述移动导轨(1)的长度方向依次布设，且两个所述第二滚轮架(6)分别位于所述第一滚轮架(5)的两侧。
3.根据权利要求1所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述夹具(3)包括相对设置的两块夹持板，两块所述夹持板可互相靠近或远离，两块所述夹持板相向的一侧对齐设置有用于伸至主弦杆(13)接头孔内的定位销。
4.根据权利要求1所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述升降式变位机(2)上设置有激光测距仪(7)，所述激光测距仪(7)的检测面与所述夹具(3)的夹持面垂直，且所述激光测距仪(7)与所述夹具(3)同步旋转。
5.根据权利要求1所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述移动导轨(1)的一侧设置有用于存放待划线主弦杆(13)的料筐(8)。
6.根据权利要求5所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述移动导轨(1)与所述料筐(8)之间还设置有用于放置完成划线的主弦杆(13)的缓存架(9)，所述缓存架(9)的高度与所述滚轮架的高度相等。
7.根据权利要求5所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：还包括龙门桁架(11)组件，所述龙门桁架(11)组件包括两条垂直于所述移动导轨(1)的桁架(11)导轨(10)以及移动设置在两条桁架(11)导轨(10)之间的桁架(11)，所述桁架(11)上沿其长度方向移动设置有用于抓取待划线主弦杆(13)的取料机构(12)。
8.根据权利要求7所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：两条所述桁架(11)导轨(10)分别位于所述移动导轨(1)长度方向的两端。
9.一种履带吊主弦杆(13)机器人划线方法，其特征在于：包括：
通过扫码仪获取待划线主弦杆(13)的工件信息；
根据获取到的工件长度信息，调整两个第二滚轮架(6)的位置，根据获取到的工件直径信息，调整升降式变位机(2)中变位机主体的高度；
龙门桁架(11)组件抓取主弦杆(13)，并放置在滚轮架上；
移动式变位机根据工件长度信息调整自身位置，使夹具(3)中心与主弦杆(13)接头孔中心对齐；
激光测距仪(7)对主弦杆(13)接头平面进行检测，同时，变位机主体控制夹具(3)旋转，使夹具(3)的夹持面与主弦杆(13)接头面平行；
夹具(3)将主弦杆(13)夹紧，变位机主体控制夹具(3)旋转，直至主弦杆(13)接头面平行于水平面；
划线机器人(4)在主弦杆(13)上画出腹杆(14)焊接位置；
变位机主体控制夹具(3)旋转90°，划线机器人(4)再次在在主弦杆(13)上画出腹杆(14)焊接位置；
划线完成后，松开夹具(3)，且升降式变位机(2)复位，龙门桁架(11)组件将完成划线的主弦杆(13)放置在缓存架(9)上，同时进行下一个主弦杆(13)的划线操作。
10.根据权利要求9所述的履带吊主弦杆(13)机器人划线装置，其特征在于：所述划线机器人(4)在主弦杆(13)上画出腹杆(14)焊接位置包括：
划线机器人(4)控制划线激光头在主弦杆(13)上画出腹杆(14)焊接位置，且在划线过程中通过激光测距仪(7)测量划线激光头与主弦杆(13)之间的距离，划线机器人(4)控制机械臂角度，保证划线激光头与主弦杆(13)之间的距离固定。
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