一種坯頭自動導引系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及帶鋼坯頭導引及機器人控制技術領域，特別涉及一種坯頭自動導引系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前，對熱軋板坯頭進行導引還是采用人工操作方式。具體地，由人工將傳輸線上的坯頭拖曳至矯直區(qū)，由矯直輥進行軟夾緊，再由人工操作相應設備將坯頭進行矯直，矯直完成后，由人工操作相應設備將坯頭安放到導引槽內。這種方式存在以下缺點:
[0003](I)人工操作不能對紅熱狀態(tài)下的鋼坯進行操作。
[0004](2)人工操作方式浪費人力，效率不高且耗費時間長。
[0005](3)人工操作方式，由于人的精力有限，可能導致工作完成準確度不高。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。
[0007]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種坯頭自動導引系統(tǒng)及方法，采用自動化機器操作方式具有高效、精確的優(yōu)點。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面的實施例提供一種坯頭導引系統(tǒng)，包括:坯頭識別單元、機器人及機器人在線控制單元，其中，
[0009]所述坯頭識別單元固定于鏈式傳輸線的一側，用于對所述鏈式傳輸線上正在傳送的坯頭進行連續(xù)掃描，以得到坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)；所述機器人在線控制單元與所述坯頭識別單元和機器人進行通信，用于接收所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)，并獲取所述鏈式傳輸線上坯頭的實際運動速度和所述機器人的當前位置，所述機器人在線控制單元根據(jù)所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)、所述鏈式傳輸線上坯頭的實際運動速度、所述機器人的當前位置生成所述機器人的腕部運動控制指令，其中，所述機器人腕部運動控制指令包括腕部的目標運動軌跡和目標姿態(tài)；所述機器人的控制器接收來自所述機器人在線控制單元的腕部運動控制指令，根據(jù)腕部運動控制指令控制所述機器人運動至所述坯頭所在的位置，在到達所述坯頭所在位置后，控制所述機器人腕部的執(zhí)行器對所述坯頭進行夾緊后拖曳至矯直區(qū)，由所述矯直區(qū)的矯直輥對所述坯頭進行夾緊，然后由所述機器人腕部的執(zhí)行器對夾緊后的坯頭進行矯直，完成矯直后，所述機器人腕部的執(zhí)行器夾持矯直后的坯頭并送入打卷機的導向槽，完成導引過程。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述坯頭識別單元對坯頭進行連續(xù)掃描得到掃描圖像，并對所述掃描圖像進行重構和識別得到所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)，其中，所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)包括所述坯頭的位置數(shù)據(jù)、偏斜方向數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)。
[0011]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述坯頭識別單元采用非接觸式三維激光掃描儀。
[0012]在本發(fā)明的再一個實施例中，所述機器人的控制器根據(jù)所述腕部運動控制指令驅動所述機器人的手臂以直角坐標的運動形式接近所述坯頭，直至到達坯頭所在位置。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述機器人腕部的執(zhí)行器采用液壓執(zhí)行器，所述機器人在線控制單元采用上位機。
[0014]本發(fā)明的另一個目的是提供一種坯頭自動導引方法，包括如下步驟:
[0015]步驟SI，對所述鏈式傳輸線上正在傳送的坯頭進行連續(xù)掃描，以得到坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)；
[0016]步驟S2，根據(jù)所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)、所述鏈式傳輸線上坯頭的實際運動速度和所述機器人的當前位置生成所述機器人的腕部運動控制指令，并根據(jù)腕部運動控制指令控制所述機器人運動至所述坯頭所在位置，控制所述機器人腕部的執(zhí)行器夾緊所述還頭；
[0017]步驟S3，所述機器人腕部的執(zhí)行器將夾緊的坯頭拖曳至矯直區(qū)，由所述矯直區(qū)的矯直輥對所述坯頭進行夾緊，然后由所述機器人腕部的執(zhí)行器對夾緊后的坯頭進行矯直；
[0018]步驟S4，所述機器人腕部的執(zhí)行器夾持矯直后的坯頭并送入打卷機的導向槽，完成導引過程。
[0019]在本發(fā)明的一個實施例中，在所述步驟SI中，利用非接觸式三維激光掃描儀對所述鏈式傳輸線上正在傳送的坯頭進行連續(xù)掃描得到掃描圖像，并對所述掃描圖像進行重構和識別得到所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)，其中，所述坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)包括所述坯頭的位置數(shù)據(jù)、偏斜方向數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)。
[0020]在本發(fā)明的又一個實施例中，在所述步驟S2中，所述機器人的控制器根據(jù)所述腕部運動控制指令驅動所述機器人的手臂以直角坐標的運動形式接近所述坯頭，直至到達坯頭所在位置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實施例的坯頭自動導引系統(tǒng)及方法，以坐標機器人為核心，前端采用三維激光掃描儀對傳輸中的坯頭進行掃描，由機器人在線控制單元根據(jù)掃描數(shù)據(jù)生成機器人的腕部運動控制指令。在機器人腕部配以專用執(zhí)行器，由該專用執(zhí)行器根據(jù)腕部運動控制指令實現(xiàn)對坯頭的夾持、矯直和導引。本發(fā)明采用高精度的三維激光掃描儀、上位機和腕部的執(zhí)行器協(xié)同工作完成對坯頭的自動導引，相較于人工操作方式，自動化機器操作方式具有高效、精確的優(yōu)點，并且采用機器可以實現(xiàn)對紅熱狀態(tài)下的鋼坯的導引操作。
[0022]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的坯頭自動導引系統(tǒng)的結構圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的坯頭自動導引系統(tǒng)對坯頭進行夾持和矯直的示意圖；
[0026]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的矯直輥和腕部執(zhí)行器的示意圖；
[0027]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的坯頭自動導引系統(tǒng)的工作流程圖；
[0028]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的坯頭自動導引方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]本發(fā)明提出一種坯頭導引系統(tǒng)，該系統(tǒng)集激光3D測量，在線工藝及設備控制為一體，可以實現(xiàn)對熱軋板坯頭的導引。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明實施例的坯頭導引系統(tǒng)，包括:坯頭識別單元1、機器人在線控制單元2和機器人3。
[0032]具體地，坯頭識別單元I固定于鏈式傳輸線的一側，其中在鏈式傳輸線上傳送有坯頭。例如，坯頭為帶鋼坯頭。坯頭識別單元I可以對鏈式傳輸線上正在傳送的帶鋼坯頭進行連續(xù)掃描，得到坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)。
[0033]坯頭識別單元I對坯頭進行連續(xù)掃描，可以得到坯頭的掃描圖像。坯頭識別單元I對上述掃描圖像進行重構和識別，從而得到坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)。其中，坯頭位置與姿態(tài)的實時數(shù)據(jù)包括:坯頭的位置數(shù)據(jù)、偏斜方向數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)。
[0034]在本發(fā)明的一個實施例中，坯頭識別單元I可以采用非接觸式三維激光掃描儀。具體地，該非接觸式三維激光掃描儀可以快速準確地對工件原型進行高精度數(shù)字化復制。通過對特定區(qū)域和特征點的測量，建立工件的數(shù)學模型，實現(xiàn)逆向工程、質量檢