板坯自动测长划线装置及划线方法.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011018985.2 (22)申请日 2020.09.24 (71)申请人 彩虹集团有限公司 地址 712000 陕西省咸阳市彩虹路1号 (72)发明人 侯晓宇王小军郑冬徐伟东 朱晨董毅力 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 李红霖 (51)Int.Cl. B25H 7/04(2006.01) (54)发明名称 一种板坯自动测长划线装置及划线方法 (57)摘要 本发明公开了一种板坯自动测长划线装置 及划线方法， 属于划线装置领域。 本

2、发明的装置， 停止传感器设在板坯的前端并位于传输辊道的 外侧； 前端测距装置和后端测距装置分别设在板 坯的前端和后端， 均位于传输辊道外侧； 自动划 线装置设在传输辊道外侧， 用于测量坯板的宽度 和在坯板侧面喷涂划线。 本发明的板坯自动测长 划线装置及划线方法， 装置结构简单， 控制准确 性高， 减少了人工操作的操作失误， 能够自动测 长和划线， 整个过程无需人工干预， 安全易操作。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 112264982 A 2021.01.26 CN 112264982 A 1.一种板坯自动测长划线装置， 其特征在于， 包括停止传感器(1)、 前端测距装置(2)、

3、后端测距装置(3)和自动划线装置(4)； 所述停止传感器(1)设在板坯传输方向(5)的前端并位于传输辊道的外侧； 所述前端测距装置(2)和后端测距装置(3)分别设在板坯(5)的前端和后端， 均位于传 输辊道外侧； 所述自动划线装置(4)设在传输辊道外侧， 用于测量坯板(5)的宽度和在板坯(5)侧面 喷涂划线。 2.根据权利要求1所述的板坯自动测长划线装置， 其特征在于， 所述前端测距装置(2) 包括长度测距机构(21)、 升降气缸(22)和驱动装置(23)； 长度测距机构(21)为悬臂结构， 与升降气缸(22)相连接， 驱动装置(23)位于升降气缸 (22)底部； 所述升降气缸(22)用于带动

4、长度测距机构(21)上下运动， 升降气缸(22)的行程大于板 坯(5)的最大厚度； 所述驱动装置(23)用于带动升降气缸(22)做前后运动； 所述后端测距装置(3)与前端测距装置(2)的结构相同。 3.根据权利要求1所述的板坯自动测长划线装置， 其特征在于， 所述自动划线装置(4) 包括宽度测距机构(43)、 喷涂机构(44)、 法兰盘(42)和机器人， 宽度测距机构(43)和喷涂机 构(44)呈90 安装在法兰盘(42)上， 法兰盘(42)安装在机器人头部的法兰上。 4.根据权利要求3所述的板坯自动测长划线装置， 其特征在于， 所述机器人为七轴机器 人。 5.根据权利要求1所述的板坯自动测长

5、划线装置， 其特征在于， 还包括位于传输辊道的 外侧的对中装置(6)， 所述对中装置(6)上设有宽度基准线。 6.根据权利要求1-5任一项所述的板坯自动测长划线装置的划线方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 步骤一、 板坯(5)在传输辊道上传输前进； 步骤二、 当停止传感器(1)检测到板坯(5)时， 发出停止运行信号， 传输辊道停止运行； 步骤三、 前端测距装置(2)、 后端测距装置(3)进行测距； 步骤四、 根据测量数据进行计算， 确定若干个划线位置， 机器人划线行走距离对应为 s1， s2， 板坯(5)的长度LA-X-Y-x-y； 机器人划线行走距离s1， 移动至第一划线位置； s1B-

6、Y-y-d1； 式中， A为前、 后端测距装置原点之间的距离； B为前端测距装置与自动划线装置原点之 间的距离； X为后端测距装置的移动距离； Y为前端测距装置的移动距离； x为后端测距装置 的检测数值； y为前端测距装置的检测数值； d1为第一划线位置距板坯前端面距离； 步骤五、 机器人带动宽度测距机构(43)自宽度基准线、 距传输辊道上高度H向下运动， 检测到板坯(5)时停止运动， 此时下降高度为h， 检测距离为z， 则板坯(5)厚度TH-h-z； 步骤六、 机器人带动宽度测距机构(43)由宽度基准线向后做垂直于中心线的水平运 动， 直至检测不到板坯(5)时停止运动， 此时后退距离为w，

7、则板坯5的宽度为W(S+w)*2； 式中， S为宽度基准线距板坯中心线的距离； 权利要求书 1/2 页 2 CN 112264982 A 2 步骤七、 机器人头部旋转90 ， 向下运动至相应位置， 喷涂机构(44)划出第一条标记线； 步骤八、 机器人移动s2至第二划线位置， 喷涂机构(44)划出第二条标记线； 重复上述动作直至划出所有划线位置的标记线， 完成该板坯(5)的划线。 7.根据权利要求6所述的板坯自动测长划线装置的划线方法， 其特征在于， 步骤二还包 括： 利用对中装置(6)将板坯(5)进行对中， 使得板坯(5)宽度中心线与宽度基准线的距离 为定值S。 8.根据权利要求6所述的板坯自

8、动测长划线装置的划线方法， 其特征在于， 步骤三具体 过程为： 升降气缸(22)带动长度测距机构(21)下降至低位处， 驱动装置(23)驱动升降气缸(22) 和长度测距机构(21)前后移动， 直至检测到板坯(5)时停止移动， 记录此时横移距离和长度 测距机构(21)的检测距离； 所述低位处为长度测距机构(21)距辊道上表面的距离小于板坯(5)高度处。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112264982 A 3 一种板坯自动测长划线装置及划线方法 技术领域 0001 本发明属于划线装置领域， 尤其是一种板坯自动测长划线装置及划线方法。 背景技术 0002 目前在宽厚板倍尺坯的生产加工中， 成型

9、后的宽厚板倍尺坯运送至二切倍尺坯板 坯库， 宽厚板倍尺坯切割工艺需要根据二切生产计划对每块板坯进行尺寸复核， 并根据切 割尺寸要求做好切割划线标记， 每次复核需要至少一人去倍尺坯库提前划线。 由于现场行 车吊运频繁， 环境温度及板坯温度较高， 劳动强度大并存在着安全隐患， 且人工划线容易出 错， 准确性较低， 会对后续加工工艺及产品质量造成不可预估的影响。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服宽厚板倍尺坯的生产加工中， 切割划线标记人工操作劳动 强度大并存在着安全隐患的缺点， 提供一种板坯自动测长划线装置及划线方法。 0004 为达到上述目的， 本发明采用以下技术方案予以实现： 0005

10、一种板坯自动测长划线装置， 包括停止传感器、 前端测距装置、 后端测距装置和自 动划线装置； 0006 所述停止传感器设在板坯传输方向的前端并位于传输辊道的外侧； 0007 所述前端测距装置和后端测距装置分别设在板坯的前端和后端， 均位于传输辊道 外侧； 0008 所述自动划线装置设在传输辊道外侧， 用于测量坯板的宽度和在板坯侧面喷涂划 线。 0009 进一步的， 所述前端测距装置包括长度测距机构、 升降气缸和驱动装置； 0010 长度测距机构为悬臂结构， 与升降气缸相连接， 驱动装置位于升降气缸底部； 0011 所述升降气缸用于带动长度测距机构上下运动， 升降气缸的行程大于板坯的最大 厚度；

11、 0012 所述驱动装置用于带动升降气缸做前后运动； 0013 所述后端测距装置与前端测距装置的结构相同。 0014 进一步的， 所述自动划线装置包括宽度测距机构、 喷涂机构、 法盘和机器人， 宽度 测距机构和喷涂机构呈90 安装在法兰盘上， 法兰盘安装在机器人头部的法兰上。 0015 进一步的， 所述机器人为七轴机器人。 0016 进一步的， 还包括位于传输辊道的外侧的对中装置， 所述对中装置上设有宽度基 准线。 0017 一种板坯自动测长划线装置的划线方法， 包括以下步骤： 0018 步骤一、 板坯在传输辊道上传输前进； 0019 步骤二、 当停止传感器检测到板坯时， 发出停止运行信号，

12、传输辊道停止运行； 0020 步骤三、 前端测距装置、 后端测距装置进行测距； 说明书 1/4 页 4 CN 112264982 A 4 0021 步骤四、 根据测量数据进行计算， 确定若干个划线位置， 机器人划线行走距离对应 为s1， s2， 板坯的长度LA-X-Y-x-y； 0022 机器人划线行走距离s1， 移动至第一划线位置； 0023 s1B-Y-y-d1； 0024 式中， A为前、 后端测距装置原点之间的距离； B为前端测距装置与自动划线装置原 点之间的距离； X为后端测距装置的移动距离； Y为前端测距装置的移动距离； x为后端测距 装置的检测数值； y为前端测距装置的检测数值；

13、 d1为第一划线位置距板坯前端面距离； 0025 步骤五、 机器人带动宽度测距机构自宽度基准线、 距传输辊道上高度H向下运动， 检测到板坯时停止运动， 此时下降高度为h， 检测距离为z， 则板坯厚度TH-h-z； 0026 步骤六、 机器人带动宽度测距机构由宽度基准线向后做垂直于中心线的水平运 动， 直至检测不到板坯时停止运动， 此时后退距离为w， 则板坯的宽度为W(S+w)*2； 0027 式中， S为宽度基准线距板坯中心线的距离； 0028 步骤七、 机器人头部旋转90 ， 向下运动至相应位置， 喷涂机构划出第一条标记线； 0029 步骤八、 机器人移动s2至第二划线位置， 喷涂机构划出第

14、二条标记线； 0030 重复上述动作直至划出所有划线位置的标记线， 完成该板坯的划线。 0031 进一步的， 步骤二还包括： 0032 利用对中装置将板坯进行对中， 使得板坯宽度中心线与宽度基准线的距离为定值 S。 0033 进一步的， 步骤三具体过程为： 0034 升降气缸带动长度测距机构下降至低位处， 驱动装置驱动升降气缸和长度测距机 构前后移动， 直至检测到板坯时停止移动， 记录此时横移距离和长度测距机构的检测距离； 0035 所述低位处为长度测距机构距辊道上表面的距离小于板坯高度处。 0036 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果： 0037 本发明的板坯自动测长划线装置， 结构简

15、单， 控制准确性高， 减少了人工操作的操 作失误， 能够自动测长和划线， 整个过程无需人工干预， 安全易操作。 0038 本发明的板坯自动测长划线装置的划线方法， 设备布局安装在传输辊道外侧， 利 用悬臂结构检测板坯尺寸与位置， 与原有传输辊道不干涉， 不影响板坯正常运行。 尺寸与位 置测量通过使用测距传感器与测距装置移动距离计算得出， 实现了自动化测量划线， 尺寸 误差、 机器人标记划线误差可控制在0.5mm内。 附图说明 0039 图1为本发明的原理图； 0040 图2为测距装置的结构示意图； 0041 图3为机器人的结构示意图； 0042 图4为自动划线装置的结构示意图。 0043 图中

16、： 1-停止传感器， 2-前端测距装置， 3-后端测距装置， 4-自动划线装置， 5-板 坯， 6-对中装置， 21-长度测距机构， 22-升降气缸， 23-驱动装置， 41-机器人， 42-法兰盘， 43- 宽度测距机构， 44-喷涂机构。 说明书 2/4 页 5 CN 112264982 A 5 具体实施方式 0044 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面将结合本发明实施例中的 附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动

17、前提下所获得的所有其他实施例， 都应当属于本发明保护的范 围。 0045 需要说明的是， 在本发明的描述中， 术语 “中心” 、“纵向” 、“横向” 、“上” 、“下” 、 “前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 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， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 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 本发明的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对 重要性或者隐含指明所指示的技术特

18、征的数量。 由此， 限定有 “第一” 、“第二” 的特征可以明 示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。 在本发明的描述中， 除非另有说明，“多个” 的含 义是两个或两个以上。 0046 下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 0047 参见图1， 图1为本发明的原理图， 本发明的装置包括停止传感器1、 测距设备和自 动划线装置4； 停止传感器1为光学传感器， 安装在板坯5运行方向的前方， 根据传输辊道高 度和板坯4厚度确定停止传感器1安装高度； 测距设备用于测量板坯5尺寸、 位置， 包括前端 测距装置2和后端测距装置3， 两者均安装在传输辊道外侧， 分别设在板坯5的前方和后方， 根据板坯5最长

19、长度确定前端测距装置2和后端测距装置3的安装距离， 根据板坯5的最短长 度确定前端测距装置2和后端测距装置3的长度。 0048 参见图2， 图2为测距装置的结构示意图； 前端测距装置2和后端测距装置3均包括 长度测距机构21、 升降气缸22和驱动装置23， 长度测距机构21为悬臂结构， 与升降气缸22相 连接， 升降气缸22底部设有驱动装置23； 升降气缸22用于带动长度测距机构21进行上升、 下 降动作， 升降气缸22的行程大于为板坯5的最大厚度； 当工作时， 升降气缸22带动长度测距 机构21下降至低位处， 位于低位处， 检测传感器距辊道上表面高度距离小于板坯高度； 测距 完成或不使用测距

20、功能时， 将长度测距机构21带动上升至高位处并保持， 位于高位处， 检测 装置最底端距辊道上表面高度距离大于板坯高度， 不影响板坯正常输送。 0049 参见图4， 图4为自动划线装置的结构示意图； 自动划线装置4包括宽度测距机构 43、 喷涂机构44和法兰盘42， 宽度测距机构43和喷涂机构44呈90 安装在法兰盘42上， 通过 法兰盘42安装于机器人头部的法兰上； 宽度测距机构43用于测量板坯5宽度， 喷涂机构44用 于在板坯5侧面划线； 参见图3， 图3为机器人的结构示意图， 机器人41采用七轴机器人， 在测 量完成后按照要求划线， 安装在传输辊道外侧， 第七轴长度根据划线长度确定， 大于

21、最长板 坯最后一条标记线与第一条标记线之间距离。 0050 本发明的装置的工作方法， 包括以下步骤： 0051 步骤一： 板坯5在传输辊道上传输前进； 0052 步骤二： 当停止传感器1检测到板坯5时， 发出传输辊道停止运行信号， 板坯5传输 停止， 对中装置6进行对中， 使得板坯5宽度方向上的中心线与宽度基准线的距离为定值S； 0053 步骤三： 前端测距装置2、 后端测距装置3进行测距； 说明书 3/4 页 6 CN 112264982 A 6 0054 具体的， 升降气缸22带动长度测距机构21下降至低位， 驱动装置23驱动横移检测 到板坯5时停止移动， 记录此时横移距离和长度测距机构2

22、1的检测距离； 0055 步骤四： 进行计算， 确定机器人划线距离s1， s2， 机器人移动至第一划线位置， 则 板坯5的长度L为： LA-X-Y-x-y， 0056 机器人划线行走距离s1为： s1B-Y-y-d1； 0057 式中， A为前、 后端测距装置原点之间的距离； B为前端测距装置与自动划线装置原 点之间的距离； X为后端测距装置的移动距离； Y为前端测距装置的移动距离； x为后端测距 装置的检测数值； y为前端测距装置的检测数值； d1为第一划线位置距板坯前端面距离； 0058 步骤五： 机器人带动宽度测距机构43由宽度基准线上距离传输辊道上表面指定高 度H开始向下垂直运动， 检

23、测到板坯5时停止运动， 记此时下降高度h及检测距离z， 则板坯5 厚度T为： TH-h-z； 0059 步骤六： 机器人带动宽度测距机构43继续由宽度基准线向后做沿垂直于中心线的 水平直线运动， 直至检测不到板坯5时停止运动， 此时后退距离为w， 然后继续向后水平直线 运动一定距离， 则板坯5的宽度为W(S+w)*2； S为宽度基准线距板坯中心线的距离； 0060 步骤七： 机器人头部旋转90 ， 向下垂直直线运动至相应位置， 喷涂机构44划出第 一条标记线； 0061 步骤八： 移动至下一划线位置， 由喷涂机构44划出第二条标记线， 直至完成所有划 线位置的标记线， 完成该板坯5的划线； 0062 各装置返回原点， 传输辊道将板坯5传输至下一加工位， 等待下一块板坯5的传入， 重复上述动作。 0063 以上内容仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡是按 照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发明权利要求书 的保护范围之内。 说明书 4/4 页 7 CN 112264982 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 112264982 A 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 112264982 A 9