加工型材的方法和装置制造方法及图纸

一种用于在精加工工作站精加工多种不同预处理型材，例如Ｔ字钢等的方法和装置，精加工工作站设有用于运输型材的运输装置、型材定位装置、成像装置、至少一个精加工机械手以及基于计算机的控制系统。该方法包括在精加工工作站完成的以下操作：通过运输装置将各型材进入到精加工工作站置并且定位到特定的预知位置；通过成像装置对型材的选定视场进行拍照；从图片检测型材的基本形态和必要尺寸；从图片搜索并识别传授到控制系统并从正常型材偏离的特定形态，特别是引入开口、减重孔以及屈服切口，在其基础上实现型材的分类，在分类的基础上，控制系统确定各种情况下要执行的进一步操作；控制系统控制精加工机械手完成以下操作的一步或多步：铣、磨和／或切割型材，或者将型材直接移动到下一步骤；在精加工工作站中将型材向前移动一个视场。

Method and apparatus for processing profiles

A method for machining workstation finishing a number of different pretreatment profiles, method and device of T type steel and the like, finishing station provided with a transport device for transport profile profile positioning device, imaging device, at least one finishing robot and control system based on computer. The method comprises the following operation in machining workstation: each section into finishing the workstation and targeted to specific locations by predict transportation units; photographed by an imaging device on the profile of the selected field; from the basic form of image detection profiles and necessary dimensions; from image search and identification and control system to teach the specific form of deviation from the normal profile, especially into the opening, lightening hole and yield incision, classify the profiles on the basis, on the basis of the classification, the control system determines the further operation under various conditions to execute; control system to control the finishing robot to accomplish one or more steps: milling grinding and / or cutting profiles, or the section move directly to the next step; a moving forward in the field of precision machining workstation in profile.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的方法以及根据权利要求11的前序部分的装置，该方法和装置用于在设有用于运输型材的运输装置、型材定位装置、成像装置、至少一个精加工(finishing)机械手以及基于计算机的控制系统的精加工工作站处精加工多种不同预处理型材，例如T字钢或类似型材。焊接的T型钢或类似型材主要用于船只的船身结构中，该钢筋的尺寸不同并且在预处理过程中设置各种管道以及绳索的引入孔、减重(lightening)孔或者用于安装要彼此交叉安装的加筋条的屈服切口。要精加工的T型钢形成船只或海运交通工具的夹板或者海洋技术设备或桥梁的钢或铝结构的一部分。在精加工这类T型钢的过程中，例如，对孔的锐利边缘进行铣，并且将底部和端部切割成预定的长度，这在船只的制造中是最费时、单调、繁重并且不符合人机工程学的工作阶段。这个问题在巡航船只中尤其严重，因为钢筋的数量非常大，依据船只的尺寸，有10000-15000个独立部分，这对应着每个船只有40-60km的钢筋。基于手工加工的上述工序还没有公知的替换技术。传统上，上述工件的独立生产加工很大程度上是以手动方式执行，因为大部分结构技术上或经济上不适于通过目前的自动化加工机器进行加工。例如，在造船业中，到目前为止，T型钢的自动化加工不可能用于实际生产，这是由于例如，难以解决的编程以及型材制造的精度不够。由于在先前阶段中出现的焊接变形，型材本身的精度及其定位精度在实际操作中还不足以将自动化建立在来自例如计划系统的信息上。要精加工的钢筋是独特工件，并且因而在实际操作中不可能通过传动方式使其加工和生产自动化，例如使用基于宏或图形远程编程。这些问题在任何公知的建造客船的造船厂中还没有得到解决。本专利技术的目的是消除特别是造船业中的生产各种型材的公知方法并且更具体是其精加工方法手工强度大的缺陷，并且提出一种新型的解决方法，通过该方法可以减小手工加工量，并且因而本质上提高生产量以及工作质量。更具体的，本专利技术的目的是提出一种特别是T型材，但也可以是其他截面的型材的精加工阶段的加工方法，其中在整个加工过程中，可以主动地作用于型材。该目的是检测一个接一个引入到精加工工作站的不同型材的特殊特征并且在检测的基础上限定各种情况下所必须的操作能够尽可能自动地装置。以权利要求1所公开并且在其他权利要求中更详细描述的方式可以实现本专利技术的目的。根据本专利技术的方法包括在精加工工作站运行的以下操作通过运输装置将各型材引入到精加工工作站并且定位到特定的预知位置，利用成像装置拍摄型材的选定视场，从图片中检测型材的基本形态和必要尺寸，从图像中搜索并识别传授(taught)到控制系统并从正常型材偏离的特定形态，特别是引入开口、减重孔以及屈服切口，在其基础上完成型材的分类，在其基础上，控制系统确定在各种情况下要执行的进一步操作，控制系统控制精加工机械手完成以下操作的一步或多步铣、磨和/或切割型材，或者将型材直接移动到下一步骤，在精加工工作站中将型材向前移动一个视场。根据本专利技术，编程的源信息是定位在精加工工作站内的工件，即预加工的型材及其进行检测和分类的成像和测量，由此，除了别的以外，从理论上部件制造准确度的偏差不是有害的。通过根据本专利技术的方法，能够将手工劳动量减小到公知方法的若干分之一，并且同时本质上提高生产的质量和安全等级并且改善通过时间。通过本专利技术，使用基于机器视觉编程和控制的机器人技术可以使繁重、多尘并且令人讨厌的研磨以及切割工作自动化。本专利技术除了T字钢外还适用于其他类型的型材，例如H型、L型以及I型钢，并且要加工的工件材料可以是钢或者其他相应材料，尤其是用于造船业的材料。当将其定位到工作站上时，型材的位置可以依据型材的形状而变化，但是在例如T字钢的情况下，型材优选直立，同时加筋部分朝上。为了成像对视场进行照明，使得照明条件尽可能一致，以使型材的孔、尺寸以及位置可适当看见。除了别的以外，认为型材各部分的高度、宽度以及厚度是其必要尺寸。在本方法中，依据整体装置，使用一个或多个照相机进行拍照并且他们装置在周围结构中。这种情况同样适用于精加工机械手的数量，由此通过各种机械手以必要方式执行不同加工操作。此外，必须广泛地理解“精加工工作站”这个概念，它可以包括整个精加工路径，要加工的型材或多个型材沿该路径连续前进，以便连续知道它们的精确位置。因而，能够对照相机和机械手装置进行同步，以便沿该路径进行相应移动。因而，甚至可以在路径上具有多个同时要进行加工的物体，并且在不同阶段具有多个要加工的型材。通过在型材分类的基础上更详细的限定与所述传授形态(taughtform)相关的要测量的目标，可以使该方法的使用更加有效，由此将来自详细测量的数据同与传授形态相关的条件进行比较。然后，当设定适当的条件时，可以考虑到例如能够在加工过程中损坏工具的、有精加工之间的加工步骤的精确度不足产生的或者基于与形态相关的完新的概念的偏差。这些偏差优选用于控制系统的进一步开发以及改善整体质量控制。在限定的条件满足的情况下，控制系统生成数据并将它们传输到操作地点的独立定位点并且/或者用于控制精加工机械手的整个操作进度的执行，以便运行完成各种精加工操作的程序。如果不存在可识别的传授形态或者测量数据以预定方式偏离输入到控制系统内的比较数据，控制系统在精加工机械手没有任何动作的情况下导引型材进入下一步骤。测量操作取决于要测量的形态，以使在传授开口是圆形开口的情况下，测量其直径。当传授形态是椭圆或类似形态时，测量其曲率半径和/或拐角点的起点(origos)位置。此时，单词“椭圆”要广泛地理解为具体是造船业中所使用的各种形态，包括例如带有各种形式的圆形角落的矩形。此外，如果传授形态是矩形开口，测量其长度和宽度，并且如果传授开口是所谓的球状开口，测量其拐角点的位置。为了控制精加工操作，通过例如永久性固定为与精加工机械手连接的激光测距仪来限定型材准确定位信息。因而，甚至在先前的制造操作，例如焊接T字钢网已经产生有害形态的偏差的情况下，确保型材定位的精度以及金属加工操作的准确控制。本专利技术还涉及一种用于在精加工工作站精加工多种不同预处理型材(例如T字钢或类似型材)的装置，该精加工工作站设有用于运输型材的传送装置、用于定位型材的装置、成像装置、至少一个精加工机械手以及基于计算机的控制系统。在根据本专利技术的一种装置中，各型材装置为通过传送装置引入到精加工工作站内并且定位到预知位置。选定视场装置为通过成像系统进行拍照并且型材基本形态以及必要测量装置为从图片进行检测，以及从正常型材偏离并传授到控制系统的特定形态，特别是引入开口、减重孔以及屈服切口，装置为进行搜索并识别，在其基础上，完成型材分类装置，控制系统装置为在分类的基础上限定各种情况下要进行的操作。控制系统装置为控制精加工机械手以完成以下操作的一步或多步铣、磨和/或切割型材或者将型材装置为直接移动到下一步骤。接着该步骤，型材装置为在精加工工作站中向前移动一个视场。在下文中，参照所附附图，以示范性方法描述本专利技术，其中附图说明图1显示根据本专利技术的方法的各步骤的操作示意图；图2显示预先要传授到控制系统的开口的某些基本形态以及与它们相关的测量点，以及图3示意性显示了根据本专利技术用于精加工型材的装置。参照附图，通过以下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在精加工工作站精加工多种不同预处理型材，例如Ｔ字钢等的方法，所述精加工工作站设有用于运输所述型材的运输装置、型材定位装置、成像装置、至少一个精加工机械手以及基于计算机的控制系统，其特征在于：所述方法包括在所述精加工工作站完成的以下操作：通过所述运输装置将各型材引入到所述精加工工作站并且定位在特定的预知位置，通过所述成像装置对所述型材的选定视场进行拍照，从图片检测所述型材的基本形态和必要尺寸，从所述图片搜索并识别传授到所述控制系统并与正常 型材偏离的特定形态，特别是引入开口、减重孔以及屈服切口，在其基础上实现所述型材的分类，所述控制系统在分类的基础上确定在各种情况下要执行的下一步操作，所述控制系统控制所述精加工机械手完成以下操作一步或多步：铣、磨和／或切割所述型材，或 者直接将所述型材移动到下一步骤，所述精加工工作站中将所述型材向前移动一个视场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J古斯塔夫松，M韦科莱宁，J塞克，
申请(专利权)人：阿克芬亚兹股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]