棒材生产线冷床取样机器人系统及取样方法技术方案

本发明专利技术提供了一种棒材生产线冷床取样机器人系统，包括地轨推送装置、行走底座、机械手、安装座、抓取装置、剪切装置、视觉识别系统。本发明专利技术还提供了棒材生产线冷床取样方法，通过将第一视觉装置设置到机械手的前端，第一视觉装置可以随机械手移动，近距离精准获取棒材的端头信息和长度信息。通过视觉识别系统与PLC控制装置配合，实现自动找位功能，可自动对棒材端部进行定位，识别样品长度。通过抓取装置与剪切装置配合作用，对样品进行精确剪切，切割精度高、效率高，样品无需二次加工。切割、取样以及样品的标记和打包处理全部自动完成，可完全避免对操作人员身心健康造成影响；操作人员不与物料直接接触，杜绝原料造成污染。杜绝原料造成污染。杜绝原料造成污染。

【技术实现步骤摘要】
棒材生产线冷床取样机器人系统及取样方法


[0001]本专利技术涉及棒材生产
，特别涉及棒材生产线冷床取样机器人系统及取样方法。

技术介绍

[0002]在螺纹钢生产过程中，需要定期对生产出的螺纹钢棒材进行取样，在冷床上的样品采集区域，螺纹钢还处于高温状态下，钢温约有800℃，空气温度也超过了100℃，作业环境恶劣。成品钢在进入冷床的运行过程中存在飞溅伤人的危险性，容易引发人员伤亡的事故。棒材现有的取样方式通常为人工取样；棒材截面尺寸及表面缺陷的分析检测，都是由人工进行操作，当发现问题后，需要依赖人工才能反馈到轧钢生产区进行相应调整。反应速度慢，效率低。也有采用机械手加切割装置对棒材进行自动取样的装置，但取样的样品长度难以控制，通常还需要对采集的样品进行二次加工，取样精度差、取样效率低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种取样精度高、取样效率高的棒材生产线冷床取样机器人系统及取样方法。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了棒材生产线冷床取样机器人系统，包括地轨推送装置、行走底座、机械手、安装座、抓取装置、剪切装置、视觉识别系统，所述行走底座安装于地轨推送装置并由地轨装置推送而能够沿地轨装置来回移动，所述机械手的一端固定于安装底座，所述安装座固定于机械手的另一端，所述视觉识别系统包括第一视觉装置，所述抓取装置、剪切装置和第一视觉装置均固定于安装座。
[0005]进一步地，所述抓取装置包括基座、气缸、伸缩座、连杆和卡爪，所述基座的一端与安装座固定连接，所述气缸固定于安装座的另一端，所述伸缩座固定于气缸的自由端，所述连杆的一端与基座铰接，所述连杆的另一端与卡爪的一端铰接，所述卡爪的中部与伸缩座铰接，所述连杆和卡爪相对设置为两组。
[0006]进一步地，所述剪切装置包括伸缩气缸、连接板、夹座和切割枪头，所述伸缩气缸固定于安装座，所述连接板固定于伸缩气缸的自由端，所述夹座固定于连接板，所述切割枪头固定于夹座。
[0007]进一步地，所述抓取装置和剪切装置分别位于安装座的两端，所述第一视觉装置位于安装座的中部。
[0008]进一步地，棒材生产线冷床取样机器人系统还包括风刀装置，所述风刀装置固定于安装座，所述风刀装置设置为两个并分别位于第一视觉装置的两侧。
[0009]进一步地，棒材生产线冷床取样机器人系统还包括样品收集系统，所述样品收集系统包括货架、冷却水槽、打标机和打包机，所述货架、冷却水槽、打标机和打包机依次排列于地轨推送装置的一侧。
[0010]进一步地，棒材生产线冷床取样机器人系统还包括PLC控制装置，所述PLC控制装
置分别与地轨推送装置、行走底座、机械手、抓取装置、剪切装置、视觉识别系统和样品收集系统电性连接。
[0011]进一步地，棒材生产线冷床取样机器人系统还包括冷床取样架，所述冷床取样架位于地轨推送装置的另一侧，所述视觉识别系统还包括主控制装置和第二视觉装置，所述主控制装置分别与第一视觉装置和第二视觉装置电性连接，所述第二视觉装置安装于冷床取样架，所述主控制装置分别与第一视觉装置和第二视觉装置电性连接。
[0012]根据本专利技术的一个方面，提供了棒材生产线冷床取样方法，包括如下步骤：
[0013]S1、视觉识别系统的第二视觉装置识别棒材端部信息，确定合适的取样位置；
[0014]S2、机械手带动抓取装置、剪切装置和第一视觉装置移动到取样位置；
[0015]S3、第一视觉装置获取取样位置处棒材的端头位置并传送位置信号给主控制装置，主控制装置根据位置信号和取样长度确定剪切位置并传送控制信号给PLC控制装置；
[0016]S4、PLC控制装置控制机械手带动抓取装置和剪切装置移动到剪切位置，风刀装置喷出冷风对棒材进行冷却，抓取装置抓住棒材，剪切装置对棒材进行剪切完成样品取样。
[0017]进一步地，棒材生产线冷床取样方法还包括如下步骤：
[0018]S5、机械手带动抓取装置移动将取样样品中的性能样放置于货架上，将取样样品中的负差样放置于冷却水槽内进行冷却；
[0019]S6、机械手带动抓取装置将冷却好的样品夹取移至打标机上进行打标；
[0020]S7、打标完成以后，机械手将标识好的样品夹取放置于打包机进行自动打包。
[0021]本专利技术的有益效果是：通过将第一视觉装置设置到机械手的前端，第一视觉装置可以随机械手移动，近距离精准获取棒材的端头信息和长度信息。通过视觉识别系统与PLC控制装置配合，实现自动找位功能，可自动对棒材端部进行定位，识别样品长度。通过抓取装置与剪切装置配合作用，对样品进行精确剪切。切割完成的样品长度精度在
±
50MM，切割精度高、效率高，样品无需二次加工。设置风刀装置可以在取样时冷却样品，同时对第一视觉装置进行保护。切割、取样以及样品的标记和打包处理全部自动完成，可完全避免对操作人员身心健康造成影响；操作人员不与物料直接接触，杜绝原料造成污染。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一实施方式的棒材生产线冷床取样机器人系统的结构示意图；
[0023]图2为图1所示的棒材生产线冷床取样机器人系统的另一角度的结构示意图；
[0024]图3为图1所示的棒材生产线冷床取样机器人系统的部分结构示意图；
[0025]图4为抓取装置与棒材配合的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对专利技术作进一步详细的说明。
[0027]实施例1
[0028]图1～图4示意性地显示了根据本专利技术的一种实施方式的棒材生产线冷床取样机器人系统。
[0029]参照图1～图4，棒材生产线冷床取样机器人系统包括地轨推送装置1、行走底座2、机械手3、安装座4、抓取装置5、剪切装置6、视觉识别系统、风刀装置8、样品收集系统、冷床
取样架10和PLC控制装置。行走底座2安装于地轨推送装置1并由地轨装置1推送而能够沿地轨装置1来回移动，行走底座2可由地轨推送装置1推送而沿地轨推送装置1移动。地轨推送装置1可以包括轨道和推送装置，行走底座2与轨道配合并与推送装置连接，推送装置推送行走底座2沿轨道来回移动。机械手3的一端固定于安装底座2，安装座4的一侧固定于机械手3的另一端。机械手3可以采用现有技术的机械手，例如型号为IRB 6700
‑
150/3.20的ABB工业机器人等。PLC控制装置分别与地轨推送装置1、行走底座2、机械手3、抓取装置5、剪切装置6、视觉识别系统和样品收集系统电性连接并能控制各部件协同工作。PLC控制装置可以采用型号为6ES7512
‑
1CK01
‑
0AB0的西门子PLC控制装置。
[0030]视觉识别系统包括主控制装置、第一视觉装置7和第二视觉装置，主控制装置分别与第一视觉装置7和第二视觉装置电性连接。第一视觉装置7可以是激光轮廓扫描仪，第二视觉装置可以是摄像头。第一视觉装置7和第二视觉装置配置成能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，包括地轨推送装置(1)、行走底座(2)、机械手(3)、安装座(4)、抓取装置(5)、剪切装置(6)、视觉识别系统，所述行走底座(2)安装于地轨推送装置(1)并由地轨装置(1)推送而能够沿地轨装置(1)来回移动，所述机械手(3)的一端固定于安装底座(2)，所述安装座(4)固定于机械手(3)的另一端，所述视觉识别系统包括第一视觉装置(7)，所述抓取装置(5)、剪切装置(6)和第一视觉装置(7)均固定于安装座(4)。2.根据权利要求1所述的棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，所述抓取装置(5)包括基座(51)、气缸(52)、伸缩座(53)、连杆(54)和卡爪(55)，所述基座(51)的一端与安装座(4)固定连接，所述气缸(52)固定于安装座(4)的另一端，所述伸缩座(53)固定于气缸(52)的自由端，所述连杆(54)的一端与基座(51)铰接，所述连杆(54)的另一端与卡爪(55)的一端铰接，所述卡爪(55)的中部与伸缩座(53)铰接，所述连杆(54)和卡爪(55)相对设置为两组。3.根据权利要求1所述的棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，所述剪切装置(6)包括伸缩气缸(61)、连接板(62)、夹座(63)和切割枪头(64)，所述伸缩气缸(61)固定于安装座(4)，所述连接板(62)固定于伸缩气缸(61)的自由端，所述夹座(63)固定于连接板(62)，所述切割枪头(64)固定于夹座(63)。4.根据权利要求1所述的棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，所述抓取装置(5)和剪切装置(6)分别位于安装座(4)的两端，所述第一视觉装置(7)位于安装座(4)的中部。5.根据权利要求1所述的棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，还包括风刀装置(8)，所述风刀装置(8)固定于安装座(4)，所述风刀装置(8)设置为两个并分别位于第一视觉装置(7)的两侧。6.根据权利要求1～5任一项所述的棒材生产线冷床取样机器人系统，其特征在于，还包括样品收集系统，所述样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，彭生绪，赵小波，李占康，潘宜默，李好兵，秦立丽，胡寅峰，
申请(专利权)人：贵州中科维视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：