一种金属板材自动分拣检测装置及其使用方法与流程

1.本发明属于金属板材零件自动化分拣技术领域，具体涉及一种金属板材自动分拣检测装置及其使用方法。


背景技术：

2.当前金属板材切割下料生产正处于由单机离散生产向集约化全自动生产转型的重要发展时期。自动化切割下料生产过程中，切割机完成对钢板物料加工后，一般采用分拣机器人对切割后的钢板进行零件分拣，并移除废料。由于激光、等离子等热切割成型工艺自身原因，切割成型的零件存在一定程度的粘连、叠压等无法完全避免的不良工况。例如图1所示，分拣台上的待分拣物料和废料环绕在目标分拣零件四周，由于零件叠压粘连等原因，导致目标分拣零件被抓取并提升的过程中，将粘连的废料一起带起来，而废料一旦被带起来，很容易将周边的零件和废料拖动进而影响整体分拣作业。或者如图2所示，目标分拣零件在激光、等离子等热切割过程中会有一定概率与切割台熔融连接在一起，形成具有一定机械强度且不易分离的粘连点，目标分拣零件被抓取并提升的过程中，轻则零件发生较大的形变，重则拉坏分拣台造成严重机械故障或人身伤害，如此类工况无法有效识别并规避，那么自动分拣作业将面临潜在安全风险过高的问题。
3.目前的自动分拣作业过程中，虽然引入了视觉识别、力矩传感器等诸多手段对不良工况进行判断识别，但是依然存在无法有效识别因零件粘连叠压等原因导致目标零件抓取过程中非目标物料被异常带起的问题。例如，视觉识别无法有效分辨较为细小的叠压和粘连，也无法处理位于零件下边沿视觉盲区处的粘连；力矩传感器对于重量较轻的零件、薄板件、细长零件和废料无法有效甄别判断。鉴于上述客观因素，当前的金属板材零件自动化分拣作业存在生产率提升困难、安全风险较大、人工巡检强度大等多项难题。同时，稳定性的问题也一定程度制约了金属板材零件自动分拣技术的发展和推广进程。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属板材自动分拣检测装置及方法，采用主动探测模式，可以准确识别因零件粘连叠压等原因导致目标零件抓取过程中非目标物料被带起、卡滞等异常情况。通过直接探测分拣作业区域是否存在分离不彻底的情况，稳定性和有效性相比当前的间接分析判断方案，例如视觉识别、力矩传感器，有本质提升，较好的解决了目前自动分拣工作中普遍存在的故障率高、安全风险突出、作业效率较低等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术无法有效识别因零件粘连叠压等原因导致目标零件抓取过程中非目标物料被异常带起的问题。
6.为此，本发明提供了一种金属板材自动分拣检测装置，包括：分拣台、两组运动模组以及光电传感组件；其中两组所述运动模组分别安装在所述分拣台两侧；所述光电传感组件包括配套使用的光电传感器发射端和光电传感器接收端；所述光电传感器发射端和所
述光电传感器接收端分别安装在两组所述运动模组上，且在所述运动模组带动下沿所述分拣台的侧边同步进行往复运动。
7.具体的，上述光电传感器接收端连接有报警装置。
8.具体的，上述光电传感器发射端包括检测光发射器和用于调节所述检测光发射器的角度及高度的光电传感调整组件ⅰ；所述检测光发射器安装在所述光电传感调整组件ⅰ上；所述光电传感调整组件ⅰ与所述运动模组相连。
9.具体的，上述光电传感器接收端包括检测光接收器和用于调节所述检测光接收器的角度及高度的光电传感调整组件ⅱ；所述检测光接收器安装在所述光电传感调整组件ⅱ上；所述光电传感调整组件ⅱ与所述运动模组相连。
10.具体的，上述运动模组包括溜板座、导轨和驱动器；其中所述溜板座顶部与所述光电传感组件相连，底部安装在所述导轨顶部；所述驱动器连接在所述导轨一端，并带动所述溜板座在所述导轨上进行往复运动。
11.具体的，上述驱动器为伺服电机或步进电机。
12.具体的，上述金属板材自动分拣检测装置还包括两组支架；两组所述支架分别安装在所述分拣台两侧，且高度可调；两组所述运动模组分别固定在两组所述支架顶部。
13.具体的，上述运动模组的运动距离不小于所述分拣台的侧边长度。
14.具体的，上述分拣台为切割平台或板材输送平台。
15.本发明还提供了一种金属板材自动分拣检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.s1、搭建上述任意一项所述的金属板材自动分拣检测装置；
17.s2、启动运动模组和光电传感组件，光电传感组件在运动模组带动下对分拣台上的分拣区域进行光束扫描；通过与外部装置连接的端拾器抓取布置于分拣台上的待分拣物料；
18.s3、端拾器带动目标分拣零件向上提升，当光电传感器发射端发出的检测光束无阻碍地通过分拣区域，被光电传感器接收端正常接收时，检测装置判定目标分拣零件已经安全分离；当光电传感器发射端发出的检测光束被截断，光电传感器接收端无法接收到光束信号时，检测装置判定目标分拣零件分离姿态出现异常，暂停抓取作业并给出警示信息。
19.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
20.本发明提供的这种金属板材自动分拣检测装置及方法，与当前较为常见的视觉识别或力矩传感器等间接识别手段相比，应用光电检测系统，主动检测分拣过程中目标物料分离区域的分离姿态，判断目标分拣区域目标零件与非目标物料是否有效分离，从而直接判断当前分拣零件是否可以安全拾取并将判断结果反馈分拣控制系统，对于风险姿态及时进行预警，避免自动分拣过程中非目标物料的提升，从而有效避免自动分拣作业过程中常见的意外停机、频繁人工干预、机械损坏等不良工况；本发明可以对不同形状尺寸的金属板材零件分拣作业的分离姿态进行检测，极大地提高了自动分拣的稳定性和安全性，并能够较大地提高工作效率，同时本发明能够对自动分拣工作过程中的物料分离和转移的异常情况进行有效甄别和预警，对自动下料分拣系统的稳定运行有显著的帮助，大大降低了产线系统对人工巡线的依赖和需求，利于自动分拣技术的应用推广和发展。
21.以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
22.图1是自动分拣过程中目标分拣零件与废料骨架叠压的示意图。
23.图2是自动分拣过程中目标分拣零件与切割台或废料发生粘连的示例图。
24.图3是本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的轴测示意图。
25.图4是本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的爆炸图。
26.图5是本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的局部轴测示意图。
27.图6是板材分拣正常时本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的工作示例图。
28.图7是板材分拣异常时本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的工作示例图。
29.图8是本发明提供的金属板材自动分拣检测装置的运动模组与光电传感器发射端结构图。
30.附图标记：1、分拣台；2、运动模组；3、溜板座；4、导轨；5、驱动器；6光电传感器发射端；7、检测光发射器；8、光电传感调整组件ⅰ；9、光电传感器接收端；10、检测光接收器；11、光电传感调整组件ⅱ；12、支架；13、端拾器；14、目标分拣零件；15、废料；16、待分拣物料；17、粘连点；18、检测光束。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明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实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
32.参照图3
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5所示，本发明提供了金属板材自动分拣检测装置，包括：分拣台1、两组运动模组2以及光电传感组件；其中两组所述运动模组2分别安装在所述分拣台1两侧；所述光电传感组件包括配套使用的光电传感器发射端6和光电传感器接收端9；所述光电传感器发射端6和所述光电传感器接收端9分别安装在两组所述运动模组2上，且在所述运动模组2带动下沿所述分拣台1的侧边同步进行往复运动。实际生产过程中，分拣台1可以是专用平台，也可以是板材输送平台、切割平台等其他形式。金属板材自动分拣检测装置工作时，开启运动模组2和光电传感组件，使光电传感器发射端6发出检测光束18，并由光电传感器接收端9接收。将连接有外部关节机器人、桁架机器人等装置的端拾器13移动至分拣台1上方抓取目标分拣零件14，同时，光电传感器发射端6和光电传感器接收端9在运动模组2带动下运动至分拣台1侧边与目标分拣零件14相对应处。如图6所示，当目标分拣零件14在端拾器13的作用下与分拣台1正常分离时，光电传感器发射端6发射的检测光束18可以畅通地通过分拣区域，被电传感器接收端9正常接收，此时检测装置可以判定目标分拣零件14已经安全分离。如图7所示，当目标分拣零件14在端拾器13的作用下提升时，出现废料15被意外带起的情况，光电传感器发射端6发射的检测光束18被废料6截断，光电传感器接收端9无法接收到检测光束18信号，此时检测装置可以判定目标分拣零件7分离姿态出现异常，并给出警示信息。同理，当分拣过程出现如图2所示情况，即目标分拣零件14在激光、等离子等热切割过程中与分拣台熔融连接在一起形成粘连点17时，粘连点截断检测光束18，光电传感器接收端9无法接收到检测光束18信号，并发出警示信息。优选的，光电传感器接收端9连接有视觉
报警器、听觉报警器等报警装置，以便发生故障时能有足够的强度，迅速引起巡线工人的注意。为了更精确反应分离异常状况，可在光电传感器发射端6上额外设置光电传感单元，以捕获被废料6或粘连点17反射的检测光束18，并根据反射角度等信息判断异常类型。
33.具体的，所述光电传感器发射端6包括检测光发射器7和光电传感调整组件ⅰ8；所述检测光发射器7安装在所述光电传感调整组件ⅰ8上；所述光电传感调整组件ⅰ8与所述运动模组2相连。所述光电传感器接受端9包括检测光接收器10和光电传感调整组件ⅱ11；所述检测光接收器10安装在所述光电传感调整组件ⅱ11上；所述光电传感调整组件ⅱ11与所述运动模组2相连。电传感调整组件ⅰ8和光电传感调整组件ⅱ11在俯仰、方位、高度等多个方向上可以进行自由调节，便于其上连接的检测光发射器7和检测光接收器10的安装，确保实际使用时，光电传感组件能适应不同应用场景。
34.进一步地，所述运动模组2包括溜板座3、导轨4和驱动器5；其中所述溜板座3顶部与所述光电传感组件相连，底部安装在所述导轨4顶部；所述驱动器5连接在所述导轨4一端，并带动所述溜板座3在所述导轨4上进行往复运动。优选的，所述驱动器5为伺服电机或步进电机。
35.为了增加金属板材自动分拣检测装置的使用灵活性，可在分拣台1两侧各安装一组高度可调节的支架12，使得利用切割平台或板材输送平台等现有结构作为分拣台1时，可以根据分拣台1的实际情况调节支架12高度，确保固定在两组支架12顶部的运动模组2能带动光电传感组件，实现对分拣台1上表面分拣区域的扫描。
36.在一种细化的实施方式中，运动模组2的运动距离不小于所述分拣台1的侧边长度，以保证光电传感器发射端6和光电传感器接收端9在随运动模组2运动时，检测光束18能随之对分拣台1上表面进行全面扫描，避免出现检测死角。鉴于现有分拣台1表面多为矩形结构，运动模组可选择线性模组。
37.本发明还提供了一种金属板材自动分拣检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
38.s1、搭建上述金属板材自动分拣检测装置；
39.s2、启动运动模组2和光电传感组件，光电传感组件在运动模组2带动下对分拣台1上的分拣区域进行光束扫描；通过与外部装置连接的端拾器13抓取布置于分拣台上的待分拣物料；
40.s3、目标分拣零件14在端拾器13的作用下提升，离开分拣台1。此时，若光电传感器发射端发出的检测光束18能无阻碍地通过分拣区域，被光电传感器接收端9正常接收，则检测装置判定目标分拣零件14已经安全分离，继续维持流水线正常作业；当光电传感器发射端6发出的检测光束18被截断，光电传感器接收端9无法接收到检测光束18信号时，检测装置判定目标分拣零件的分离姿态出现异常，暂停抓取作业并给出警示信息，经巡线工人排除故障后，光电传感器接收端9正常接收光电传感器发射端6发出的检测光束18，恢复抓取作业。
41.综上所述，本发明提供的这种金属板材自动分拣检测装置及方法，与当前较为常见的视觉识别或力矩传感器等间接识别手段相比，应用光电检测系统，直接判断当前分拣零件是否可以安全拾取并将判断结果反馈分拣控制系统，对于风险姿态及时进行预警，避免自动分拣过程中非目标物料的提升，从而有效避免自动分拣作业过程中常见的意外停
机、频繁人工干预、机械损坏等不良工况；本发明可以对不同形状尺寸的金属板材零件分拣作业的分离姿态进行检测，极大地提高了自动分拣的稳定性和安全性，并能够较大地提高工作效率，同时本发明能够对自动分拣工作过程中的物料分离和转移的异常情况进行有效甄别和预警，对自动下料分拣系统的稳定运行有显著的帮助，大大降低了产线系统对人工巡线的依赖和需求，利于自动分拣技术的应用推广和发展。
42.以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。