板材在线自动取样装置及取样作业方法

技术领域

本申请涉及板材加工技术领域，具体而言，涉及一种板材在线自动取样装置及取样作业方法。

背景技术

目前特轧厂板材工序取样过程：人工移动悬臂吊→慢慢从剪板机输出滚道上吸取需要的样件→人工用葫芦吊将样件移动到平台上→根据要求人工将样件放入剪板机刀口→启动剪板机，剪下样件→人工取出样件，放到平台上→检查样件表面缺陷、样件厚度、写编号→将样件放入保温箱内→人工清理废料→从保温箱中取出样件装进叉车进行送样。从样件取样、样件剪切、样件标识、样件保温搬运、样件提取全部采用人工手动方式操作完成，劳动效率低下。

具体的，工人平均每天的搬运量都在5t以上，长期处于高体力、高负荷下工作，易对身体造成伤害。

面对高温及沉重的样板，经常发生烫伤、砸伤、碰伤等安全事故，不利于稳定生产，严重影响安全运行。

样件标识采用人工写号，易出错，不利于管理；样件存放与保温炉无仓储管理系统，样件提取时寻找困难，耗时长，易出错，工作量大，无法对样件存放周期、存放量、存放位置进行监控管理，工作效率低下，且样件信息读取要人工读取及录入，易出错，无法满足信息化生产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种板材在线自动取样装置，其能够改善现有的人工进行板材取样工作时存在的问题。

本申请的另外一个目的在于提供一种取样作业方法，其基于上述板材在线自动取样装置实施，其能够改善人工进行板材取样产生的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种板材在线自动取样装置，包括：摆动桁架机器人、自动送料检测平台、搬运机器人、打码平台、送取样桁架机器人和控制系统；

所述控制系统能够控制所述摆动桁架机器人从样件通道抓取样件并递送至所述自动送料检测平台，所述自动送料检测平台用于检测样件并递送样件至剪板机，所述搬运机器人用于将剪切后的样件搬运至所述打码平台且能够将打码后的样件搬运至所述送取样桁架机器人，所述送取样桁架机器人用于将样件递送至保温箱且由所述控制系统进行样件记录。

通过各个机器人配合相应的检测、打码平台，在控制系统的操纵下，能够顺利完成样件的取样、剪切并最终放入保温箱的工作，免除了传统的人工进行各项操作带来的弊端。

另外，根据本申请的实施例提供的板材在线自动取样装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述摆动桁架机器人设置于剪板机的东北侧，所述摆动桁架机器人的摆动范围为0°～180°。

如此可以使得摆动桁架机器人有较宽的操作范围，将样件从输送线上移送至自动送料检测平台，并且自动送料检测平台与样件的输送线之间的布设互不影响。

在本申请的可选实施例中，所述摆动桁架机器人距离剪板机7m，所述摆动桁架机器人的摆臂长5m，行程为4.5m。

摆动桁架机器人的部件设计在此范围内能够保障取样的正常进行且不与剪切机产生干涉。并且其摆臂长度和行程也能够在操作空间不变的情况下满足需求，减少对于场地的改变。

在本申请的可选实施例中，所述摆动桁架机器人包括磁铁吸盘。

磁铁吸盘结构简单可靠，非常适用于取放样件。

在本申请的可选实施例中，所述磁铁吸盘具有断电保磁功能。

保磁功能可以在断电后进行一段时间的保磁工作，防止因突然断电而导致样件直接掉落，起到了防止人员或者设备被砸伤的作用。

在本申请的可选实施例中，所述摆动桁架机器人包括视觉系统。

视觉系统可以用于识别板材的位置，方便摆动桁架机器人抓取样件，并且当样件被移送时，可以进一步识别自动送料检测平台的位置以及卸下样件的位置，并进一步将样件放置到位。

在本申请的可选实施例中，所述板材在线自动取样装置还包括箱门感应器，所述箱门感应器用于设置于保温箱，所述控制系统能够接收所述箱门感应器的信号并使得保温箱自动开门或者关门。

通过设置箱门感应器，可以进一步免去人工开闭箱门的操作，进一步提升自动化水平。

在本申请的可选实施例中，所述自动送料检测平台用于检测样件的厚度以及表面质量。

自动送料检测平台配置有厚度检测的仪器以及表面质量检测的仪器，以确保被送去剪切的样件符合质量要求。

本申请的实施例提供了一种取样作业方法，用于对板材进行在线自动取样，使用了上述任一项所述的板材在线自动取样装置，该方法包括：

用摆动桁架机器人进行样件取件并递送至自动送料检测平台；

用自动送料检测平台进行检测并送料至剪板机；

用搬运机器人将剪切后的样件送至打码平台打码；

用搬运机器人将打码后的样件递送至送取样桁架机器人；

用送取样桁架机器人将打码后的样件递送至保温箱并记录样件信息。

通过应用板材在线自动取样装置，该方法可以尽可能免去需要人工直接接触样件的操作步骤，规避了由于人工操作带来的诸多问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的板材在线自动取样装置的示意图。

图标：10-摆动桁架机器人；20-自动送料检测平台；30-搬运机器人；40-打码平台；50-送取样桁架机器人。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“东北”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1，本申请的实施例提供了一种板材在线自动取样装置，包括：摆动桁架机器人10、自动送料检测平台20、搬运机器人30、打码平台40、送取样桁架机器人50和控制系统；

控制系统能够控制摆动桁架机器人10从样件通道(本实施例中采用辊道作为样件通道)抓取样件并递送至自动送料检测平台20，自动送料检测平台20用于检测样件并递送样件至剪板机，搬运机器人30用于将剪切后的样件搬运至打码平台40且能够将打码后的样件搬运至送取样桁架机器人50，送取样桁架机器人50用于将样件递送至保温箱且由控制系统进行样件记录。

其中，本实施例采用的控制系统为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制系统。

具体的，在本实施例中，摆动桁架机器人10设置于剪板机的东北侧，摆动桁架机器人10的摆动范围为0°～180°。摆动桁架机器人10距离剪板机7m，摆动桁架机器人10的摆臂长5m，行程为4.5m。

如此可以使得摆动桁架机器人10有较宽的操作范围，将样件从输送线上移送至自动送料检测平台20，并且自动送料检测平台20与样件的输送线(样件辊道)之间的布设互不影响。摆动桁架机器人10的部件设计在此范围内能够保障取样的正常进行且不与剪切机产生干涉。并且其摆臂长度和行程也能够在操作空间不变的情况下满足需求，减少对于场地的改变。

其中，东北侧是指以图示视角而言，该摆动桁架机器人10的基座处于自动送料检测平台20的右上角位置，剪板机则直接设置于自动送料检测平台20，以方便在自动送料检测平台20的检测仪器检测后直接通过输送机构将样件递送至剪板机。因此，不应限制性地理解为本实施例的摆动桁架机器人10是处于地理位置层面的东北位置，而是相对于自动送料检测平台20而言，处于其东北方向。可以理解的是，此位置仅是本实施例的一种摆放位置，本领域人员可以根据厂房的布设情况灵活调整，并且选取尺寸合适的设备。

进一步的，本实施例的摆动桁架机器人10包括磁铁吸盘。磁铁吸盘结构简单可靠，非常适用于取放样件。更进一步的，本实施例中的磁铁吸盘具有断电保磁功能。保磁功能可以在断电后进行一段时间的保磁工作，防止因突然断电而导致样件直接掉落，起到了防止人员或者设备被砸伤的作用。本实施例的磁铁吸盘能够保磁15分钟，以留给厂区内人员进行避险操作的时间。

在本实施例中，详细的，该摆动桁架机器人10包括视觉系统。视觉系统设置于机械手，比如可以采用常见的CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)镜头来进行拍照识别，具体可以参见一般流水线生产用机器人所配置的视觉识别系统。

详细的，视觉系统可以用于识别板材的位置，方便摆动桁架机器人10抓取样件，并且当样件被移送时，可以进一步识别自动送料检测平台20的位置以及卸下样件的位置，并进一步将样件放置到位。此外，还可以进一步通过视觉系统来进行前置检测，以及早发现样件是否有明显不良问题。

进一步的，视觉系统还可以用于确认样件是否有触碰或者掉落等情况，以在发生意外情况时，使得摆动桁架机器人10及时制动且向控制系统反馈。

板材在线自动取样装置还包括箱门感应器，箱门感应器用于设置于保温箱，控制系统能够接收箱门感应器的信号并使得保温箱自动开门或者关门。通过设置箱门感应器，可以进一步免去人工开闭箱门的操作，进一步提升自动化水平。

关于自动送料检测平台20，具体的，本实施例的自动送料检测平台20用于检测样件的厚度以及表面质量。自动送料检测平台20配置有厚度检测的仪器以及表面质量检测的仪器，以确保被送去剪切的样件符合质量要求。

基于上述板材在线自动取样装置，本申请的实施例提供了一种取样作业方法，用于对板材进行在线自动取样，该方法包括：

用摆动桁架机器人10进行样件取件并递送至自动送料检测平台20；

用自动送料检测平台20进行检测并送料至剪板机；

用搬运机器人30将剪切后的样件送至打码平台40打码；

用搬运机器人30将打码后的样件递送至送取样桁架机器人50；

用送取样桁架机器人50将打码后的样件递送至保温箱；

用控制系统控制进行上述操作并记录样件信息。

通过应用板材在线自动取样装置，该方法可以尽可能免去需要人工直接接触样件的操作步骤，规避了由于人工操作带来的诸多问题。即，通过在线自动取样作业，减少取送样操作工人，使整个样件取样、样件剪切、样件标识、样件保存、样件提取过程更加规范化、标准化、智能化、安全化。通过智能机器人、智能检测设备、智能管理系统提高生产工作效率，使数据实时共享，提升产品质量追溯，降低人工成本，降低安全事故，使生产更加高效、可靠、安全、稳定，实现精益生产。

详细的，在用摆动桁架机器人10进行样件取件前，操作人员需要操作剪机按要求切好样坯输送到定位点，并在剪机的操作画面发送取样指令给PLC控制系统，以便于摆动桁架机器人10进行定点取样。在本实施例中，输送线(也称作样件通道)采用的是辊道，摆动桁架机器人10收到指令之后可以移动桁架到辊道，并通过视觉系统识别样件的位置，再通过磁铁吸盘进行样件抓取工作。

详细的，自动送料检测平台20与剪板机可以视作一个剪切平台，样件到达剪切平台后，可以经由相应的检测仪器进行厚度、表面检测，而相应的样件尺寸则可以由人工在系统中设定。当样件的参数合格后，就可以直接由剪切平台的剪板机进行剪切。

剪切完成后，样件被继续转送到剪切平台的取样处，并进行样件信号定位，方便搬运机器人30准确抓取样件。

详细的，本实施例的打码平台40采用的是激光打码，搬运机器人30将样件送至打码平台40进行标签打码，然后将样件送至送取样桁架机器人50的夹手处。

送取样桁架机器人50取样后移动到保温炉，保温炉的保温箱上有感应器接收到位信号，并开启箱门，送取样桁架机器人50的夹手旋转放样到保温箱的指定位置，控制系统将样件信息发送至仓储管理系统，实现样件的记录。

当送取样桁架机器人50放样完成后就自动回位，保温箱的箱门自动关闭，完成整个取样流程。

从上述过程可以直观地看到，本申请的板材在线自动取样装置及配套的取样作业方法，相较于传统的取样方式而言，免除了人工的搬运作业，直接大幅度地降低了人工的劳动强度，并且效率更高。

此外，由于不用人工搬运，不用担心由于板材的沉重、高温，使得操作人员被碰伤、砸伤、烫伤。

进一步的，打码也更加准确，免去了人工写号的麻烦与失误。

更进一步的，由于放入保温箱后及时将信息上载至仓储管理系统，在日后需要提取样件时，可以迅速找到样件的位置，并且对于样件量的监控也准确，对于样件的信息也不用人工进行读取与录入，不会出错。

也即是说，本申请的板材在线自动取样装置及取样作业方法通过各个机器人配合相应的检测、打码平台，在控制系统的操纵下，能够顺利完成样件的取样、剪切并最终放入保温箱的工作，免除了传统的人工进行各项操作带来的弊端。

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