[发明专利]棒材精整线物料搬运机器人系统

权利要求书

1.棒材精整线物料搬运机器人系统，其特征在于：包括棒料库、智能天车、棒材捆吊带式自动吊具和物料识别装置；所述棒料库的结构是：棒料库区地面画等间距棋盘网格，库区等间距布置枕木，枕木上等间距开隔离柱插孔，插上隔离柱后，按间隙“#”字形码放棒料垛，垛位信息记录于计算机数据库系统，其中，棒料库包括棋盘网格、枕木、隔离柱；

在库区地面纵向和横向等间距画棋盘网格，库区一角设为坐标原点，纵线和横线分别顺序编号；棋盘纵横线每一个交点对应一个独立纵横编号，也对应坐标系一个固定坐标；

将棋盘网格交点编号和坐标信息对应录入棒料库数据库管理系统；

库区以固定间距摆放枕木，间距为1吊棒料宽度，棒料以“井”字垛码放于枕木上，每1吊之间以隔离柱分隔，隔离柱锥头插入枕木锥孔；

通过公式a=(L-（n-1）*l-b)/2，其中L为棒料长度，n为所压枕木数量，l为枕木间距，b为枕木宽度，a为棒料端部伸出长度，计算调整棒料伸出枕木距离，棒料码放时端部距离任一枕木至少250mm，预留吊具套索空间；

垛位靠近坐标系原点方向角对应的网格编号作为垛位编号，棒料垛每层沿纵向或横向增大方向按隔离柱划分吊号，将包括垛位编号、棒料层号、吊号、棒料规格的垛位信息录入计算机棒料数据库管理系统；

所述智能天车的结构是：大车、小车、回转机构、起升机构，以及普通双钩回转式桥式起重机，行车调速选用伺服驱动器和编码器实现速度和位置控制功能；

所述棒材捆吊带式自动吊具的结构是：由吊梁、移动吊架、吊杆组和驱动装置组成，驱动装置驱动移动吊架沿吊梁反向或正向移动，实现棒料捆的自动挂吊带，吊杆组在棒料捆重力作用下随天车起升实现对棒料包覆及安全吊运，

其中，所述吊梁的横梁上部固定吊耳，用于连接起重机吊钩；横梁下部设有导轨，悬挂可移动吊架，并设有驱动装置安装座，用于安装传动装置；

所述移动吊架包括两个吊架，分别通过滑轮或滑块在吊梁导轨上运行，每个吊架底部连接一组吊杆组，同时吊架与驱动装置的直线运动单元通过滚珠丝杠机构的螺母连接，吊架由驱动装置带动水平运行；

所述吊杆组包括，吊杆座，用于连接移动吊架，两根吊杆通过销轴悬挂在吊杆座两侧，滑块沿吊杆滑槽可上下滑动；吊带两端绕过吊杆下端滚轴沿吊杆中心悬挂在滑块上，同时滑块通过拉簧与吊杆上端连接；吊杆与吊架连接销轴处安装扭簧，提供两侧吊杆端部分开张力；

所述驱动装置包括，电机和轴承座，电机、轴承座固定安装在吊梁下部，通过正螺旋滚珠丝杠、反螺旋滚珠丝杠、连接轴将电机旋转运动转变为直线运动拖动两端可移动吊架沿导轨向中间靠拢或分开；

所述物料识别装置的结构是：由安装于小车下方的三维线激光扫描器及控制室的计算机和三维图像处理软件组成。

2.根据权利要求1所述的棒材精整线物料搬运机器人系统，其特征为：无吊物时，扭簧张力使两吊杆端部向两侧分开，同时拉簧使滑块上移，吊带缩入吊杆内，使底部吊带张紧。

3.根据权利要求1所述的棒材精整线物料搬运机器人系统，其特征为：有吊物时，吊带拉力克服拉簧拉力，使滑块下移，吊带伸出吊杆，吊杆端部受力克服扭簧扭矩，吊杆端部向中间靠拢，吊带在重物重力作用下自然弯曲，包覆重物。

4.根据权利要求1所述的棒材精整线物料搬运机器人系统，其特征为：三维线激光扫描器固定安装于天车小车下方，向下照射，三维激光扫描器随天车运动采集激光线高程信息，三维图像处理软件依据天车位置信息和激光扫描器获取的信息，重建生成棒料库的三维图形，与数据库信息比对，修正棒料垛位精确三维位置信息。

5.根据权利要求1所述的棒材精整线物料搬运机器人系统，其特征为：通过视觉识别装置引导行车按生产任务指令自动运行至指定垛位吊取棒料捆；天车控制系统通过伺服驱动器、位置编码器实现天车在车间坐标系的精确定位功能，通过导向杆硬防摇和软件防摇实现天车运行过程防摆，天车按生产指令及系统数据库信息移动至指定棒料垛位附近，然后三维线激光扫描器随天车移动完成对垛位三维坐标信息测量，通过计算机三维图像软件完成三维图像重建，并与系统数据库信息进行比对矫正，以测量信息为准控制天车和吊具实现对棒料捆的精确位自动吊运。