CN220357784U - 一种基于激光投影的管屏放样装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于激光投影的管屏放样装置及系统，包括：接收模块，用于接收待放样图纸；控制模块，用于将待放样图纸转换为控制指令；激光投影装置，接收控制指令并发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置；支架，用于承载并带动激光投影装置和检验装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动。本实用新型通过激光在工件表面形成放样的指示点位，之后装配人员便能依据指示点位对管屏的各个管道进行装配，方便、快捷。

Description

一种基于激光投影的管屏放样装置及系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉管屏装配领域，尤其涉及一种基于激光投影的管屏放样装置及系统。

背景技术

目前，我国绝大部分的蛇形管管屏装配工位都是由人工进行划线完成蛇形管装配放样的。

放样时，首先需要人工识别图纸，然后根据相关工艺要求对图纸进行简化(图纸一般显示为cad二维图纸，管子简化为管子的轮廓线、附件简化为中心线等等)；其次，人工划线放样时需建立一个统一的坐标系(用于把整个管屏中的管子和附件等统一在一个坐标系中)，即需要人工用测量工具进行划线；最后，基于图纸对每个管子的轮廓线和附件的中心线进行划线。

其中，上述放样过程中，人工识别图纸需要具备丰富的工艺经验，且对人员技术要求较高，并且无法进行标准化(由于不同的班次操作工做法不一，导致后续工序要相应调整与适应)，即对操作工能力要求比较高。并且，图纸简化不但需要熟悉相关专业技术，也需要具备丰富的蛇形管装配工艺经验，导致人员专业技术要求高，培训难度大。另外，建立统一坐标系时，由于蛇形管尺寸大，导致建立难度大、精度难以保证、重复工作量大、劳动强度高等问题。此外，由于装配平台通常处于行车吊运作业频繁区域，因此划线工人专心于划线作业时，存在一定安全隐患和风险。最后，在整个生产流程中需要工件变位若干次，自动化程度低，导致生产周期长，并且装配质量难以保证，对不同形状和不同尺寸的管屏工件进行逐个划线，还存在效率低、管理成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于激光投影的管屏放样系统，以解决目前管屏放样时采用人工放样所存在的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面，本实用新型提供了一种基于激光投影的管屏放样系统，包括：

接收模块，用于接收待放样图纸；

控制模块，与所述接收模块连接，用于将待放样图纸转换为控制指令并输出；

激光投影装置，与所述控制模块连接，用于接收所述控制指令并发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，所述指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置；

支架，用于承载所述激光投影装置和所述检验装置，并能带动所述激光投影装置和所述检验装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动；其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。

进一步的，所述管屏放样系统还包括检验装置；

所述检验装置与所述控制模块连接，用于检查装配的管道其位置是否与所述指示点位一致，若不一致，则向所述控制模块反馈，以使所述控制模块发出报警指令。

进一步的，所述检验装置包括图像采集装置和图像处理模块；

所述图像采集装置用于采集装配的管道的位置以及所述指示点位；

所述图像处理模块用于将装配的管道的位置与所述指示点位作比较，若两者的位置不一致，则向所述控制模块反馈。

进一步的，所述图像采集装置包括多个排布在所述支架上的相机。

进一步的，所述相机可以绕与所述支架的连接位置转动以进行角度调节。

进一步的，所述激光投影装置在工件表面形成的所述指示点位其颜色区别于其他非指示点位的颜色，以便所述相机拍摄所述指示点位后，所述图像处理模块能够准确获取到所述指示点位。

进一步的，所述激光投影装置包括多个排布在所述支架上的激光投影仪。

进一步的，所述激光投影仪可以绕与所述支架的连接位置转动以进行角度调节。

进一步的，所述管屏放样系统还包括参数设计模块；

所述参数设计模块用于对所述接收模块接收到的所述待放样图纸中的参数进行调整，并将调整后的待放样图纸传递给所述控制模块，以使调整后的待放样图纸转换为相应的控制指令并输出。

第二方面，本实用新型还提供了一种基于激光投影的管屏放样装置，包括：

激光投影装置，用于发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，所述指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置；

支架，承载所述激光投影装置，并能带动所述激光投影装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动；其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。

基于本实用新型的技术方案可知，本实用新型通过激光投影装置投影的激光在工件表面形成指示点位，之后装配人员便能依据所述指示点位对管屏的各个管道进行装配。且，由于增设了检验装置，因此，装配过程中若出现装配位置错误，检验装置会及时发现错误并做出报警提示，以提醒装配人员进行改正。

由此可见，本实用新型的管屏放样系统可替代目前人工划线放样的作业方式，采用激光放样的方式使得放样更为自动、便捷，解决了人工划线所存在的效率低下、稳定性差、装配平台受污染、劳动强度大和生产管理成本高等问题，同时还兼顾了智能制造和无人化的需求。

附图说明

图1是本实用新型的基于激光投影的管屏放样系统中激光投影仪的布局及投影示意图；

附图说明：1为装配平台，2至7均为激光投影仪，8为横杆，9为高精度升降机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此。

目前高压容器相关的蛇形管管屏放样装配均采用人工划线进行放样，流程大致简述为如下几步：首先，放样人员根据设计蓝图在装配平台按1:1描样划线，之后，行车吊运蛇形管到样线处，然后进行蛇形管的配管、组屏，之后对样校正管屏，随后再对样装焊附件，最后再对样检查，检查合格后将管屏调离平台。

上述人工划线放样存在人员技术要求高、放样过程繁琐、放样效率低下、重复工作量大、线条错乱等问题。

对此，申请人提供了一种基于激光投影的管屏放样装置及系统，以替代目前人工划线放样的作业方式，解决人工划线放样存在的种种问题。

实施例1：

参见图1，本实施例提供了一种所述基于激光投影的管屏放样装置，其包括激光投影装置和支架。

所述激光投影装置用于发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，所述指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置。

所述支架承载所述激光投影装置，并能带动所述激光投影装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动；其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。

进一步的，本实施例的基于激光投影的管屏放样装置还包括图像采集装置，该图像采集装置包括多个排布在所述支架上的相机，这些相机用于采集装配的管道的位置以及所述指示点位，以传递给相应组件或模块，对装配的管道的位置和指示点位进行对比，判断两者是否一致。

其中，所述激光投影装置包括多个排布在所述支架上的激光投影仪2、3、4、5、6、7。所述激光投影仪投影的放样信息中包含了指示点位，指示点位采用醒目的警示颜色，该颜色明显区别于其他非指示点位的颜色，以便所述相机拍照后，对比装配的管道的位置和指示点位时，能快速、准确地得到对比结果。

所述支架包括架体和导轨。所述导轨布置在所述架体底部，所述架体可以沿所述导轨移动，进而带动所述激光投影仪沿所述X轴方向移动或者沿所述Y轴方向移动。其中，所述架体包括可升降的横杆8以及高精度升降机构9，所述相机和所述激光投影仪2、3、4、5、6、7均安装在所述横杆8上，所述高精度升降机构9包括伺服电机和电气控制系统，伺服电机通过减速器输出大扭力，然后带动相应的机械结构工作，进而带动所述横杆8平稳上移或下移(如带动丝杆转动，让与丝杆配合的滑块实现上移或下移，进而带动与滑块固定的所述横杆8上移或下移)，从而实现相机和激光投影仪在高度方向上的位置调节。

另外，所述相机可以绕与所述横杆8的连接位置转动进而实现相机拍摄角度的调节。所述激光投影仪也可以绕与所述横杆8的连接位置转动进而实现投影角度的调节。

实施例2：

参见图1，本实施例提供了一种基于激光投影的管屏放样系统，其包括接收模块、参数设计模块、控制模块、激光投影装置、检验装置以及支架。

所述接收模块用于接收待放样图纸。该接收模块安装在上位机中，其接收的待放样图纸通常为电子版的二维图纸，图纸中标明了放样信息，图纸的格式例如为dwg格式。

所述参数设计模块包括软件程序，也安装在上位机中，其用于对所述接收模块接收到的所述待放样图纸中的参数进行调整，并将调整后的待放样图纸传递给所述控制模块，以使调整后的待放样图纸转换为相应的控制指令并输出。即，参数设计模块支持对管道图形进行参数化设计，以避免由于作业所用的电子版二维图纸比例和尺寸等存在一定的差异进而带来的图纸转换风险。参数设计模块可提供常用的成型的标准化管道、弯头组模块，通过在上位机的屏幕界面点选或拖拽的方式予以部署，参数设计模块还支持对管道及弯头的参数予以设计和修改，进而调整接收模块所接收到的待放样图纸中的相应信息。由此可见，即使接收模块所接收到的待放样图纸为非标图纸，但是通过参数设计模块对非标图纸进行设计、修改等相关处理后，可以形成标准化的投影图纸，之后，便能直接通过控制模块转换为相应的控制指令，然后传递给激光投影装置，实现管道平面布局图纸的自动放样。

所述控制模块同时与所述接收模块、所述参数设计模块连接，用于将待放样图纸换为控制指令。该控制模块也安装在上位机中，其包括软件程序以及相应的硬件。控制模块的软件程序可以将电子版的二维图纸中的放样信息提取出来并转换为相应的控制指令，以便后续控制激光投影装置使其发出相应的激光束，进而将放样图纸中的放样信息体现到工件表面。

所述激光投影装置与所述控制模块连接，用于接收所述控制指令并发出相应的激光束，以在工件表面形成以激光形式展示的放样信息，其中，该放样信息中包含了指示点位，该指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的正确装配位置。

所述检验装置与所述控制模块连接，用于检查装配的管道其位置是否与所述指示点位一致，若不一致，则向所述控制模块反馈，以使所述控制模块发出报警指令。其中，所述报警指令能够被传递至相应部件或位置，并弹出窗口和/或发出报警声，以提示装配人员某个管道的装配存在问题，例如，报警指令会传递至上位机，并在上位机的屏幕上以报警界面进行展示，同时发出报警声提示装配人员。

所述支架用于承载所述激光投影装置和所述检验装置，并能带动所述激光投影装置和所述检验装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动。其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。

其中，所述检验装置包括图像采集装置和图像处理模块。所述图像采集装置包括多个排布在所述支架上的相机，所述相机用于采集装配的管道的位置以及所述指示点位。所述图像处理模块为包含软件算法，其用于将装配的管道的位置与所述指示点位作比较，以判断两者的位置是否一致，若两者的位置不一致，则向所述控制模块反馈，以使控制模块发出报警指令，若两者的位置一致，则可以向控制模块反馈，以使控制模块发出指令以表明管道装配位置正确，或者，两者的位置一致时也可以不用向控制模块反馈，仅出现位置不一致的情况时向控制模块反馈即可。且，所述检验装置在管道装配过程中能实现实时在线检测，这样，一旦发现装配有误时能及时提醒装配人员。

其中，所述激光投影装置包括多个排布在所述支架上的激光投影仪2、3、4、5、6、7。所述激光投影仪投影的放样信息中包含了指示点位，指示点位采用醒目的警示颜色，该颜色明显区别于其他非指示点位的颜色，以便所述相机拍摄所述指示点位后，所述图像处理模块能够准确获取或定位到所述指示点位。

所述支架包括架体和导轨。所述导轨布置在所述架体底部，所述架体可以沿所述导轨移动，进而带动所述相机和所述激光投影仪沿所述X轴方向移动或者沿所述Y轴方向移动。其中，所述架体包括可升降的横杆8以及高精度升降机构9，所述相机和所述激光投影仪2、3、4、5、6、7均安装在所述横杆8上，所述高精度升降机构9包括伺服电机和电气控制系统，伺服电机通过减速器输出大扭力，然后带动相应的机械结构工作，进而带动所述横杆8平稳上移或下移(如带动丝杆转动，让与丝杆配合的滑块实现上移或下移，进而带动与滑块固定的所述横杆8上移或下移)，从而实现相机和激光投影仪在高度方向上的位置调节，其中，伺服电机的运转通过相应的控制器由电脑操控和按钮操控。

优选的，所述架体采用矩管焊接而成，所述导轨采用工字钢以及相应的配件制备而成。

另外，所述相机可以绕与所述横杆8的连接位置转动进而实现相机拍摄角度的调节。所述激光投影仪也可以绕与所述横杆8的连接位置转动进而实现投影角度的调节。

需说明的，本实施例中，接收待放样图纸并将待放样图纸转换为控制指令的技术手段属于现有技术，也即，所述接收模块和所述控制模块均为现有技术。具体的，例如在公开号为CN105973211A的中国在先申请专利中已公开了这类将图纸转换为控制指令的技术手段。

本实用新型的基于激光投影的管屏放样系统，使用时的操作步骤如下：

S1、将工件吊装上料，放置在装配平台1上，然后由档铁及压杆工装进行定位；

S2、在上位机上进行图纸录入和参数化输入，然后通过激光投影装置完成投影；

S3、投影完成后，装配人员利用定位块进行定位；

S4、定位完成后进行作业装配；

S6.装配过程中，检验装置对装配进行实时在线检测，若发现装配问题及时进行报警，并直接反馈在上位机报警界面中；

S7、装配完成后，对工件吊装卸料。

本实用新型的管屏放样系统可替代目前人工划线放样的作业方式，采用激光放样的方式使得放样更为自动、便捷，解决了人工划线所存在的效率低下、稳定性差、装配平台受污染、劳动强度大和生产管理成本高等问题，同时还兼顾了智能制造和无人化的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收待放样图纸；

控制模块，与所述接收模块连接，用于将待放样图纸转换为控制指令并输出；

激光投影装置，与所述控制模块连接，用于接收所述控制指令并发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，所述指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置；

检验装置，所述检验装置与所述控制模块连接，用于检查装配的管道其位置是否与所述指示点位一致，若不一致，则向所述控制模块反馈，以使所述控制模块发出报警指令；

支架，用于承载所述激光投影装置和所述检验装置，并能带动所述激光投影装置和所述检验装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动；其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述检验装置包括图像采集装置和图像处理模块；

所述图像采集装置用于采集装配的管道的位置以及所述指示点位；

所述图像处理模块用于将装配的管道的位置与所述指示点位作比较，若两者的位置不一致，则向所述控制模块反馈。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述图像采集装置包括多个排布在所述支架上的相机。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述相机可以绕与所述支架的连接位置转动以进行角度调节。

5.根据权利要求3所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述激光投影装置在工件表面形成的所述指示点位其颜色区别于其他非指示点位的颜色，以便所述相机拍摄所述指示点位后，所述图像处理模块能够准确获取到所述指示点位。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述激光投影装置包括多个排布在所述支架上的激光投影仪。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述激光投影仪可以绕与所述支架的连接位置转动以进行角度调节。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种基于激光投影的管屏放样系统，其特征在于，所述管屏放样系统还包括参数设计模块；

所述参数设计模块用于对所述接收模块接收到的所述待放样图纸中的参数进行调整，并将调整后的待放样图纸传递给所述控制模块，以使调整后的待放样图纸转换为相应的控制指令并输出。

9.一种基于激光投影的管屏放样装置，其特征在于，包括：

激光投影装置，用于发出激光束，以在工件表面形成若干指示点位，所述指示点位用于指示管屏的各个管道在工件上的装配位置；

支架，承载所述激光投影装置，并能带动所述激光投影装置沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向移动；其中，所述X轴方向和所述Y轴方向为同一平面内相互垂直的方向，所述Z轴方向同时与所述X轴方向和所述Y轴方向垂直。