一种用于铜排智能加工的上下料系统及方法与流程

1.本发明属于铜排加工领域，具体是一种用于铜排智能加工的上下料系统及方法。


背景技术：

2.在大型发电机的生产加工中，转子绕组的加工属于其主要加工步骤，但不同的型号电机其转子绕组长度变化跨度较大(2m-10m)为实现铜排智能产线对不同长度，不同类型铜排的上下料需求，现设计一种用于铜排智能加工的上下料方法及系统。
3.目前，现有加工产线中，铜排的上料及各工位的流转中多以人工操作，以行车吊装运输为主。
4.此过程中工人劳动强度大，且不同类型尺寸铜排多以人工肉眼识别或量具测量得到，容易产生误判造成损失。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的不足，发明的目的是提供一种与铜排无人智能产线配合的上下料方法及系统，以解决现有技术中手工搬运劳动强度大、容易对铜排表面划伤，多孔铜排无法正常抓取以及人工误判不同种类铜排的问题。
6.为了实现上述目的，本发明涉及一种用于铜排智能加工的上下料系统，包括铜排料车、桁架机械手本体、真空吸盘系统及控制装置；
7.所述铜排料车包括底部支撑脚、x轴横向导轨、料车支撑板、横梁料仓，底部支撑脚给小车稳定支撑，x轴横向导轨架设于底部支撑脚上，料车支撑板架设于x轴横向导轨上并可在外力驱动下在x轴横向导轨上滑动，横梁料仓有多个,呈长条状沿横向均匀独立布置在料车支撑板上；所述横梁料仓的两端设置有可将各个料仓分开的挡料柱，所述挡料柱配备有调节铜排的放置位置的调节套筒，调节套筒包括可套在挡料柱上的套筒本体及与套筒本体下端一体连接的光电检测挡板,最外端的横梁料仓的外侧设有一对光电对射传感器，光电检测挡板可挡住光电对射传感器的光路；
8.所述桁架机械手本体包括架设于述铜排料车左右两侧的横向桁架、连接横向桁架并位于铜排料车上方的纵向桁架，左右两侧的横向桁架上设置横向导轨，纵向移动梁架设在左右两侧的横向导轨上，并可在外力驱动下在横向导轨上滑动；所述纵向移动梁上设置z轴升降驱动装置，z轴升降驱动装置的升降端与位于纵向移动梁下端的纵向气缸固定连接；
9.所述真空吸盘系统包括风机、竖向连杆、吸盘、阀组及用于防止铜排掉落的手爪组件；风机架设在纵向移动梁并通过风管与纵向气缸相连，吸盘通过竖向连杆与纵向气缸连接；
10.所述控制装置用于铜排料车、桁架机械手本体及真空吸盘系统动作部件的动作控制。
11.进一步的，x轴横向导轨上配备有齿轮齿条与料车支撑板上的伺服电机配合，可将料车驱动到行程内任意精确位置。
12.进一步的，所述横梁料仓上还设置有凸台。
13.进一步的，所述纵向移动梁的左右两端设置纵梁驱动装置，纵梁驱动装置为齿轮齿条传动伺服电机。
14.进一步的，所述吸盘的外侧末端还设置有扫码装置，扫码装置的扫码摄像头恰好对准铜牌上的条码。
15.进一步的，所述手爪组件包括手爪驱动装置、手爪连杆及手爪，手爪驱动装置固定设置于纵向气缸的下端面，手爪驱动装置的输出端和手爪连杆连接，手爪连杆的另一端和手爪连接，手爪呈l型，当手爪连杆受手爪驱动装置驱动动作时，带动手爪的下端向内或向外旋转，对铜排起到防掉落作用。
16.进一步的，所述竖向连杆和吸盘之间还设有弹性缓冲组件，所述弹性缓冲组件包括设置于竖向连杆下端的缓冲垫板和连接缓冲垫板和吸盘的缓冲弹簧。
17.进一步的，所述吸盘整体呈长方体形状，其下端设置多排吸气小孔。
18.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
19.(1)本发明的用于铜排智能加工的上下料系统，通过自动上下料小车和桁架机器人配合完成产品搬运全过程，保证铜排不损伤无掉落不丢失。
20.(2)本发明的用于铜排智能加工的上下料系统，采用带多个小孔的吸盘，保证对多孔铜排的抓取效果。
21.(3)本发明的用于铜排智能加工的上下料系统，利用条码系统识别铜排身份实现全流程可追查。
22.(4)本发明的用于铜排智能加工的上下料系统，设置调节套筒，保证铜牌操作位置，且通过调节套筒上的光电检测挡板，提高了安全性。
附图说明
23.图1为本发明较佳实施例的整体结构示意图；
24.图2为图1中a处的局部结构示意图；
25.图3为图1中b处的局部结构示意图；
26.图4为图3中虚线处的局部结构示意图；
27.图5为图1中c处的局部结构示意图；
28.图6为本发明较佳实施例挡料柱处的局部结构示意图；
29.图7为本发明较佳实施例挡料柱和调节套筒相配合的结构示意图；
30.图8为本发明较佳实施例调节套筒的结构示意图；
31.图9为本发明较佳实施例吸盘的结构示意图。
32.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-底部支撑脚、2-横向导轨、3-料车支撑板、4-横梁料仓、5-横向桁架、6-横向导轨、7-纵向桁架、8-纵梁驱动装置、9-纵向移动梁、10-z轴升降驱动装置、11-纵向气缸、12-挡料柱、13-调节套筒、131-套筒本体、132-光电检测挡板、14-光电对射传感器、15-有色金属传感器、16-凸台、17-风机、18-竖向连杆、19-吸盘、20-阀组、21-掉落检测传感器、22-手爪组件、221-手爪驱动装置、222-手爪连杆、223-手爪、24-金属检测传感器、25-气压传感器、26-铜排、27-弹性缓冲组
件、271-缓冲垫板、272-缓冲弹簧。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
34.请参考图1-图2、图5-图8，本发明具体涉及一种用于铜排智能加工的上下料系统，包括铜排料车、桁架机械手本体、真空吸盘系统及控制装置；
35.所述铜排料车包括底部支撑脚1、x轴横向导轨2、料车支撑板3、横梁料仓4，底部支撑脚1给小车稳定支撑，x轴横向导轨2架设于底部支撑脚1上，料车支撑板3架设于x轴横向导轨2上并可在外力驱动下在x轴横向导轨上滑动，具体的，所述x轴横向导轨2上配备有齿轮齿条与料车支撑板3上的伺服电机配合，可将料车驱动到行程内任意精确位置。
36.横梁料仓4有多个,呈长条状沿横向均匀独立布置在料车支撑板3上；独立布置可方便更换与维修；所述横梁料仓4的两端设置有可将各个料仓分开的挡料柱12，所述挡料柱12配备有调节铜排的放置位置的调节套筒13，调节套筒13包括可套在挡料柱上的套筒本体131及与套筒本体下端一体连接的光电检测挡板132,最外端的横梁料仓的外侧设有一对光电对射传感器14，光电检测挡板132可挡住光电对射传感器的光路，调节套筒安装后可限制铜排的放置位置使铜排放置于相对居中的位置，不同规格的铜排对应不同厚度的调节套筒，铜排放置完成后将调节套筒13拿开，同时由侧面光电对射传感器14检测其存在状态，以免忘记取下造成故障。
37.所述桁架机械手本体包括架设于述铜排料车左右两侧的横向桁架5、连接横向桁架5并位于铜排料车上方的纵向桁架7，左右两侧的横向桁架5上设置横向导轨6，纵向移动梁9架设在左右两侧的横向导轨6上，并可在外力驱动下在横向导轨6上滑动；所述纵向移动梁9为中部镂空的桁架结构，其上设置z轴升降驱动装置10，z轴升降驱动装置10的升降端与位于纵向移动梁下端的纵向气缸11固定连接；
38.请参考图3-图4，所述真空吸盘系统包括风机17、竖向连杆18、吸盘19、阀组20及用于防止铜排掉落的手爪组件22；风机17架设在纵向移动梁9并通过风管与纵向气缸11相连，吸盘19通过竖向连杆18与纵向气缸11连接；吸盘19整体呈长方体形状，其下端设置多排吸气小孔，多排吸气小孔的结构设置，保证了即使是带孔的铜牌，吸盘19仍然可以有足够吸力将其吸起(如图9)，还可以在吸气小孔上覆盖海绵，海绵上也开有小孔，与吸气小孔的位置一一对应，起到密封作用，也可减缓与铜排之间的冲击力，防止铜排损坏。
39.控制装置用于铜排料车、桁架机械手本体及真空吸盘系统动作部件的动作控制。
40.所述纵向移动梁9的左右两端设置纵梁驱动装置8，纵梁驱动装置8为齿轮齿条传动伺服电机。
41.所述手爪组件22包括手爪水平驱动装置221、手爪连杆222、手爪223及手爪竖向驱动装置224，手爪驱动装置221固定设置于纵向气缸11的下端面，手爪驱动装置221的输出端和手爪连杆222连接，手爪连杆222的另一端和手爪223连接，手爪223呈l型，当手爪连杆受手爪驱动装置221驱动动作时，带动手爪223的下端向内或向外旋转，对铜排起到防掉落作
用；手爪竖向驱动装置224用于控制手爪223的竖向高度(即在手爪不使用时，将手爪向上收起)。
42.实施例2：
43.与实施例1不同在于，所述竖向连杆18和吸盘19之间还设有弹性缓冲组件27，所述弹性缓冲组件27包括设置于竖向连杆下端的缓冲垫板271和连接缓冲垫板和吸盘的缓冲弹簧272，用于减缓吸盘与铜排接触时候的冲击力，避免铜牌损坏。
44.实施例3：
45.与实施例1不同在于，所述吸盘19的外侧末端还设置有扫码装置23，扫码装置的扫码摄像头恰好对准铜牌上的条码，利用条码系统识别铜排身份实现全流程可追查。
46.所述横梁料仓4上还设置有采用槽钢制作的凸台16，因人工上料使用吊带操作直接上料会导致铜排将吊带压死无法拉出，料仓上装有一定数量的凸台16可为铜排提供支撑凸台与凸台的间隙供吊带取出用。
47.上述铜排智能加工的上下料系统的上下料方法，包括如下步骤：
48.步骤1、在工厂，当需要给产线补充铜排26(或其他物料)时，从控制装置发送人工上料指令或按下安全门外的上料按钮，经控制装置判断后料车将自动运动到人工上料位(下料同理)；
49.步骤2、操作人员将调节套筒13放置于挡料柱上之后使用行车将铜排放置于料仓内，放置完成后取出调节套筒13，在控制装置处输入铜排批次。之后控制装置发指令使铜排料车从人工上料位运动到桁架上料位；
50.步骤3、到达桁架上料位后，系统通过设置于横梁料仓纵向方向末端的光电对射传感器14检测各个料仓铜排有无、调节套筒是否取出以确定是否满足抓取条件，满足抓取条件后桁架机械手将运动到铜排上方进行扫码操作物料识别，控制装置会将铜排条码与加工数据库中所需铜排数据进行对比，如不是所需物料桁架机械手将会此物料抓取到下料料仓后扫描下一根铜排。
51.步骤4、当物料确认无误后风机将启动将气缸抽成负压，与此同时真空吸盘系统慢速下压直到金属检测传感器24反应说明铜排已经与吸盘贴合，之后开启对应吸盘的阀组20，使对应的吸盘内部变成负压吸取铜排，当吸盘上的气压传感器25显示压力达到，说明铜排已经被正常吸起，之后机械手将会抬起一定高度；
52.步骤5、通过掉落检测传感器21(例如可以采用激光测距原理的传感器)确定铜排未掉落后，手爪组件22启动将铜排与吸盘包起防止因异常情况导致的失压导致的铜排掉落事故，之后纵向移动梁9将运动到控制装置指定的工位，在工位上方一定距离松开手爪组件22的保护手爪，慢速下降直到有色金属传感器15亮起，此时说明铜排已经正常放置于工位上，此时风机17将进行泄压，气缸与吸盘失去压力，铜排即与吸盘19脱离，之后纵向移动梁9将运动到初始位置并告知控制装置放置完成并等待下一次抓取；
53.步骤6、当检测到控制装置指定抓取料仓无铜排时，将上报给控制装置并自动前往下一料仓进行铜排的识别与抓取。
54.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。