一种板架钢结构数字化装配方法
专利汇可以提供一种板架钢结构数字化装配方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出的是一种板架 钢 结构数字化装配方法，通过计算机控制系统和装置实现数字化装配。机械装置组成：在移动龙 门 架下部安装有抓手 支架 ，上部设置抓手支架旋转结构，抓手支架旋转结构上部设置有横向移动小车，抓手支架下部设置有 焊接 组件滑道，抓手支架通过滑道安装有焊接 机器人 ，抓手支架下部设置有液压抓手，液压抓手上部装有液压抓手 液压缸 ，其下部及两侧液压抓手之间安装有液压抓手夹紧 齿轮 ，两侧液压抓手里侧设置有液压抓手夹具，压紧装置液压缸设置于压紧装置导向杆之间，待装配钢结构件置于压紧机构的下部，在抓手支架一侧安装有视觉相机和相机支架。本发明适宜作为板架钢结构数字化装配方法应用。，下面是一种板架钢结构数字化装配方法专利的具体信息内容。
1.一种板架钢结构数字化装配方法，其特征是：
装置组成：
机械装置组成：在移动龙门架(1)下部安装有抓手支架(3)，在抓手支架上部设置抓手支架旋转结构(5)，在抓手支架旋转结构上部设置有横向移动小车(2)，在抓手支架下部设置有焊接组件滑道(6)，抓手支架通过滑道安装有焊接机器人(4)，在抓手支架下部设置有液压抓手(7)，相对设置的液压抓手上部装有液压抓手液压缸(8)，在液压抓手液压缸下部及两侧液压抓手之间安装有液压抓手夹紧齿轮(13)，两侧液压抓手里侧设置有液压抓手夹具(12)，压紧装置液压缸(11)设置于压紧装置导向杆(14)之间，待装配钢结构(10)件置于压紧机构（9）的下部，在抓手支架一侧安装有视觉相机和相机支架(15)；
数字化装配装置的组成包括计算机控制系统和机械装置，其中计算机控制系统的操作控制台的核心由工业级控制计算机、可编程控制器PLC及其外围电路、传感器、视觉装配系统等组成；可编程控制器PLC配有高速计数模块、模拟量输入模块，分别与各机械装置位移传感器通讯，获取其位移状况，计算机控制程序则通过PC/PPI专用通讯电缆与PLC通讯，获取位移等数据和PLC输入输出状态；计算机和PLC综合以上信息，通过智能处理，控制PLC输出，通过中间继电器、控制外围电器、液压机械装置的运转，同时将位移、报警等各种数据、信息以图文结合方式显示在计算机屏幕上；通过工业级控制计算机可直接调用装配策略数据，装配策略数据发送至视觉装配控制系统，利用龙门架，横向移动小车，抓手支架旋转结构，抓手支架，钢制结构液压抓手，钢制结构压紧装置、焊接机器人等机械装置和视觉装配控制系统完成自动装配工作；其中龙门架承载参与装配的相关机械装置，龙门架和地面轨道利用齿轮齿条的连结形式，完成纵向移动功能，横向移动小车和龙门架利用齿轮齿条的连结形式完成横向移动功能，两者配合能够覆盖所有施工区域；
抓手支架旋转结构和横向小车利用齿轮齿条的连结形式完成抓手的旋转功能，能够保证高强钢结构构件装配过程的角度安装和调整；
抓手支架和抓手支架旋转结构利用焊接形式安装；
视觉装配控制系统由视觉识别系统和激光测量系统组成，其主体和抓手支架采用螺栓连接，在龙门架、横向小车以及可以旋转的抓手支架配合下，完成全部施工位置的定位基准点或基准线识别工作；
钢制结构液压抓手，钢制结构压紧装置分别利用齿轮齿条的连结形式和抓手支架连接，保证不同高度的高强钢结构构件装配过程中钢制结构液压抓手，钢制结构压紧装置可以垂直方向移动；
焊接机器人和抓手支架利用螺栓固定，配合视觉装配控制系统完成高强钢结构构件装配后的定位焊接工作；
操作步骤：
1）先期建立板架结构三维模型，在模型中定义装配顺序和相关参数并通过软件开发输出装配策略数据；
2）工业级控制计算机接收装配策略数据，与PLC之间采用TCP/IP协议通讯，数据驱动有关装配机械装置，其中工业级计算机与龙门架的PLC之间预先已设定结构件放置工位和装配工位之间的位移策略，减少重复定位时间；
3）龙门架承载各类装置完成钢制结构装配（较大构件可采用2至3套装置）；其中横向移动小车，抓手支架旋转机构，抓手支架，钢制结构液压抓手，钢制结构压紧装置，焊接机器人安装在龙门架上；视觉装配控制系统中的支架相机安放在抓手支架上；
4）高强钢结构构件到达指定工位，按装配顺序放置，底板由人工先行上胎、矫正及固定，构件装配策略数据传送至工业级控制计算机；
5）高强钢结构构件装配策略数据通过工业控制计算机发送指令到视觉装配控制系统，视觉装配控制系统扫描板架中底板上的基准点或基准线，按照装配策略数据确定板架上构件相关位置和安装顺序，发出抓取第一个构件的指令；
6）横向移动小车可沿轨道横向移动，承载抓手支架、抓手支架旋转结构和液压抓手，使得液压抓手能够抓取结构件到指定安装位置，调整结构件的水平和垂直度；
7）利用钢制结构压紧装置将构件与底板之间的缝隙进行调整符合技术指标要求为止；
8）利用视觉装配控制系统对安装结束后的大型高强钢制结构采用线激光测量和判断是否符合装配指标要求；
9）最后利用焊接机器人点焊固定已安装在底板上的高强钢结构构件。
2.根据权利要求1所述的一种板架钢结构数字化装配方法，其特征是：
输出装配策略数据方法：
先期设计时建立板架结构三维模型，在模型中定义装配顺序和相关参数并通过软件开发输出装配策略数据，具体方法如下：
a）选择三维模型中板架结构的结构树节点；
b）选择底板作为装配基准面；
c）选择需装配的构件；
d）进行构件装配顺序规划和抓手规划，可自动生成或人工选取；
e）定义装配基准点或基准线；
f）定义装配构件点焊部位和焊接参数；
g）选择已定义的装配补偿值；
h）生成装配坐标系下各装配构件的坐标值和点焊部位坐标值；
i）输出装配策略数据。
3.根据权利要求1所述的一种板架钢结构数字化装配方法，其特征是：
确定装配策略：
结构构件装配策略数据可通过网络或U盘摆渡方式输出至工业级控制计算机，由该计算机发送指令到视觉装配控制系统，视觉装配控制系统识别指令中板材定位基准点，识别已确定的装配策略。
4.根据权利要求1所述的一种板架钢结构数字化装配方法，其特征是：
高强钢自动装配步骤：
工业级控制计算机发送指令，驱动龙门架移动至构件放置工位，执行大型高强钢制结构自动装配：
步骤如下：
a）利用扫码设备确认各构件的正确性，视觉装配控制系统识别确定第一个或按安装顺序的待装配构件，记忆构件的位置及型号；
b）视觉装配控制系统按照输入的装配策略数据启动钢制结构液压抓手；根据钢结构构件的尺寸确定需要先期装配策略已定抓手数量；
c）钢制结构液压抓手抓取第一个或按安装顺序的构件后通过龙门架移动到指定安装位置，此时大型高强钢结构的底板已由人工先行上胎、矫正及固定，视觉装配系统扫描底板上的基准点或线，确定构件安装位置；
d）钢制结构液压抓手调整结构件的水平度和垂直度；并对调整好的结构构件执行装配策略，将结构构件安装到相应位置；
e）利用钢制结构压紧装置将结构件与底板之间的缝隙进行调整符合指标要求为止；
f）利用焊接机器人对钢结构构件进行点焊固定；
g）利用视觉装配控制系统中的线激光测量系统对安装结束后的大型高强钢制结构进行测量和判断是否符合装配指标要求；
h)按照判断结果选择执行a、d、e或f项;
一个高强钢结构件点焊固定后，经过测量符合装配指标要求时，则判断该构件装配完成，执行a项及以下步骤，即按照装配策略抓取下一个待装配的结构件开展装配步骤，反之则发出报警，人工辅助调整后，继续执行d项或e项及以下步骤，即结构件位置、水平度、垂直度和装配缝隙调整直至合格。
5.根据权利要求1所述的一种板架钢结构数字化装配方法，其特征是：所述装配装置布置在钢结构装配生产线上，生产线上构件放置工位，装配工位与装配装置的位置是相对固定的。
一种板架钢结构数字化装配方法
技术领域
背景技术
发明内容
图3为本发明抓手支架立体示意图；
图4为本发明抓手支架主视图；
图5为本发明抓手支架侧视图；
图6为本发明液压抓手设置状态图；
图7为本发明液压抓手侧视图；
图8为本发明液压抓手立体示意图；
图9为本发明压紧装置示意图。
具体实施方式
a）选择三维模型中板架结构的结构树节点；
b）选择底板作为装配基准面；
c）选择需装配的构件；
d）进行构件装配顺序规划和抓手规划，可自动生成或人工选取；
e）定义装配基准点或基准线；
f）定义装配构件点焊部位和焊接参数；
g）选择已定义的装配补偿值；
h）生成装配坐标系下各装配构件的坐标值和点焊部位坐标值；
i）输出装配策略数据。
a）利用扫码设备确认各构件的正确性，视觉装配控制系统识别确定第一个或按安装顺序的待装配构件，记忆构件的位置及型号；
b）视觉装配控制系统按照输入的装配策略数据启动钢制结构液压抓手。根据钢结构构件的尺寸确定需要先期装配策略已定抓手数量；
c）钢制结构液压抓手抓取第一个或按安装顺序的构件后通过龙门架移动到指定安装位置，此时大型高强钢结构的底板已由人工先行上胎、矫正及固定，视觉装配系统扫描底板上的基准点或线，确定构件安装位置；
d）钢制结构液压抓手调整结构件的水平度和垂直度。并对调整好的结构构件执行装配策略，将结构构件安装到相应位置。
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