本发明涉及船舶制造装备技术领域，尤其涉及一种船体板材零件传送和理料装备及方法。
背景技术：
船舶制造是典型的大型装备制造行业，中国已经成为全球重要的造船中心之一。在船舶制造过程中，作为船体结构的基本组成单元的零件大多采用从钢质整板上切割成形的方法获得，零件数量非常庞大，每个零件均有其对应的组立、分段等。为保障船舶制造的高效有序进行，切割作业过程后需要进行理料作业，将零件分拣至特定的区域中。
现有船舶制造过程中，理料作业完全依靠人工借助吊装设备完成，效率低、成本高、错误率高，提高理料作业的效率和正确率成为了船舶制造转型升级的迫切需求之一。
为了降低理料作业错误率，需要对切割后的零件进行识别与定位，现有技术中，采用基于视觉方案，通过工业相机获取零件特征及编码信息，在环境较为恶劣的船舶制造场景下，其可靠性和准确性较低，迫切需要寻求一种适应各种船舶制造场景下的零件识别与定位方法。
现有船舶制造过程中，通过在切割平台上布置切割机及切割机门架等切割装备进行切割作业，通过机器人及机器人门架等理料装备进行理料作业，当切割作业完成后，需要将切割装备移动至远离理料装备的一侧，以防止切割装备和理料装备的运动干涉；切割装备只能朝一侧运动，直至另一侧的理料装备完成作业并返回后才可以回到初始位置，从而使得切割区域的空间利用率低，且切割装备和理料装备之间的协同控制过程中容易出现安全事故。
因此，本领域技术人员致力于开发一种用于切割平台的船体板材零件传送和理料装备及方法，不仅能够克服现有技术中切割区域的空间利用率低、安全性低的问题，还可以提高理料作业的效率和正确率，进而提高船舶制造效率，促进船舶制造技术和模式的转型升级。
技术实现要素：
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题的现有技术中切割区域的空间利用率低、安全性低，以及理料作业的效率和正确率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种船体板材零件传送和理料装备，包括
传送装置，所述传送装置设置于切割区域和理料区域，所述传送装置被配置为能够将位于所述切割区域的零件运送至所述理料区域；
机器人，所述机器人设置于所述理料区域，所述机器人被配置为能够抓取位于所述传送装置上的所述零件，以及释放已抓取的所述零件；
机器人移动装置，所述机器人移动装置设置于所述理料区域，所述机器人固定设置于所述机器人移动装置，所述机器人移动装置被配置为能够在所述理料区域内移动所述机器人；
识别定位装置，所述识别定位装置被配置为能够识别和定位所述零件；
控制系统，所述控制系统被配置为能够控制包括所述传送装置、所述机器人、所述机器人移动装置、所述识别定位装置。
本技术方案中，所述零件为在所述切割区域被切割设备从板材上切割完成后的零件，所述理料区域为对所述零件进行理料作业的区域。
进一步地，所述传送装置包括若干辊道、电机，所述电机被配置为能够驱动所述辊道转动，若干所述辊道并排设置于所述切割区域和所述理料区域，位于所述切割区域的所述辊道的上辊面设置于同一平面，位于所述理料区域的所述辊道的上辊面设置于同一平面。
进一步地，所述机器人包括执行器、电磁铁，所述执行器固定设置于所述机器人的末端，所述电磁铁固定设置于所述执行器，所述机器人被配置为能够通过所述电磁铁抓取或释放所述零件。
本发明的其中一个技术方案中，所述机器人被配置能够进行大于2个自由度的运动。
进一步地，所述机器人移动装置包括机器人门架，所述机器人门架为门形构件，所述机器人门架包括第一横梁、第一支腿、第二支腿，所述第一支腿固定设置于所述第一横梁一端，所述第二支腿固定设置于所述第一横梁另一端。
进一步地，所述机器人移动装置还包括第一轨道、第二轨道、机器人安装底座，
所述第一轨道固定设置于所述理料区域的地面上，所述传送装置的中心线被配置为第一中心线，所述第一轨道设置于所述传送装置两侧且与所述第一中心线平行；
所述机器人门架设置于所述传送装置上方，所述第一支腿和所述第二支腿滑动设置于所述第一轨道上，所述第一横梁与所述第一中心线垂直；
所述第二轨道固定设置于所述第一横梁，所述第二轨道与所述第一中心线垂直；
所述机器人安装底座滑动设置于所述第二轨道，所述机器人安装于所述机器人安装底座。
本技术方案中，所述第一中心线是指位于所述理料区域的所述辊道的对称中心线，所述第一中心线与所述辊道传输所述零件的方向平行。
进一步地，所述识别定位装置被配置为能够对所述零件所在区域的角点进行定位，获得理料作业的基准位置。
进一步地，所述控制系统被配置为能够通过解析零件切割图纸，获得零件信息；所述零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息。
进一步地，所述控制系统被配置为能够根据所述零件位置信息和所述基准位置，算得所述机器人抓取所述零件的抓取位置；被配置为能够根据所述零件形状特征信息和所述零件尺寸特征信息，算得所述机器人抓取所述零件的抓取方式；被配置为能够根据所述零件编码流向信息，算得所述零件对应的目标存放位置。
本技术方案中，算得是指计算且获得。
进一步地，还包括托盘，所述托盘设置于所述零件存放区，所述托盘被配置为能够存放所述零件。
进一步地，所述托盘设置有托盘编码，所述托盘编码与所述托盘存放的区域相对应。
本发明还提供了一种采用所述船体板材零件传送和理料装备进行理料的方法，包括如下步骤：
步骤1：根据所述零件切割图纸，在所述切割区域完成所述零件的切割，通过所述传送装置将切割后的所述零件整体平移至所述理料区域；
步骤2：所述识别定位装置对所述零件所在区域的角点进行定位，获得理料作业过程中的所述基准位置，所述机器人门架带着所述机器人移动到所述零件所在的区域；
步骤3：所述控制系统通过解析所述零件切割图纸，获得所述零件信息；所述零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息；
步骤4：所述控制系统根据所述零件位置信息和所述基准位置，算得所述机器人抓取所述零件的抓取位置；通过移动所述机器人门架，将所述机器人移动至所述抓取位置；
步骤5：所述控制系统根据所述零件形状特征信息和所述零件尺寸特征信息，算得所述机器人抓取所述零件的抓取方式，所述机器人采用所述抓取方式完成所述零件的抓取；
步骤6：所述控制系统根据所述零件编码流向信息，算得所述零件对应的目标托盘编号及位置；通过移动所述机器人门架和所述机器人，将所述零件分拣至所述目标托盘。
本技术方案中，角点是指区域边界线的交叉点。
与现有技术相比，通过本发明的实施，至少具有以下有益的技术效果：
1)、本发明通过设置分离的所述切割区域和所述理料区域，切割作业和理料作业可以同步并行进行，大大提高了切割区域的空间利用率，避免了切割装备和理料装备之间在协同工作过程中的安全事故；
2)、本发明通过设置全自动化的零件传送和理料装备，基本实现了无人化理料作业，大大提高了理料作业的效率和正确率，降低人工劳动强度，减少用工量；
3)、本发明通过采用基于对零件切割图纸进行解析，直接获得所述零件信息和编码信息，大大提高了零件的识别与定位的准确性、稳定性和适应性，能够适应各种船舶制造场景。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例的整体示意图；
图2是本发明图1所示实施例的理料流程图。
其中，1-传送装置，2-机器人移动装置，3-机器人，4-识别定位装置，5-托盘，6-控制系统，7-第一轨道。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
在本申请实施例的描述中，应该明晰，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本申请实施例和简化描述，而非指示或暗示所描述的装置或元件必须具有特定的方向或位置关系，即不能理解为对本申请实施例的限制；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于方便描述或简化描述，而非指示或暗示其重要性。
实施例1：
本实施例公开了一种船体板材零件传送和理料装备，如图1所示，包括传送装置1、机器人3、机器人移动装置2、识别定位装置4、控制系统6、托盘5；
传送装置1设置于切割区域和理料区域，传送装置1被配置为能够将位于切割区域的零件运送至理料区域；板材在切割区域被切割设备按照零件切割图纸切割成零件后，运送到理料区域进行理料作业，切割区域和理料区域并排串联设置，如图1中矩形框所示，在切割区域內完成切割作业的船体板材零件如图1中深色标识所示，在理料区域内需要进行理料作业的船体板材零件如图1中浅色标识所示，传送装置1覆盖切割区域和理料区域的作业空间，传送装置1包括若干辊道、电机，电机被配置为能够驱动辊道转动，若干辊道密排设置于切割区域和理料区域，并排设置的辊道间距小于切割成形后的最小零件的最小外轮廓尺寸，传送装置1的中心线被配置为第一中心线，第一中心线为位于理料区域的辊道的对称中心线，第一中心线与辊道传输零件的方向平行；本实施例中若干密排设置的辊道的辊间距优选为等距，位于切割区域的辊道的上辊面设置于同一平面，位于理料区域的辊道的上辊面设置于同一平面；
机器人3设置于理料区域，机器人3被配置为能够将位于传送装置1上的零件运送至零件对应的存放区域；机器人3包括执行器、电磁铁，执行器固定设置于机器人3的末端，电磁铁固定设置于执行器，机器人3被配置为能够通过电磁铁抓取或释放零件；机器人3被配置能够进行大于2个自由度的运动，本实施例中机器人3被配置能够进行的运动优选为6个自由度；
机器人移动装置2设置于理料区域，机器人移动装置2被配置为能够在理料区域内移动机器人3；机器人移动装置2包括机器人门架、第一轨道7、第二轨道、机器人3安装底座，机器人门架为门形构件，机器人门架包括第一横梁、第一支腿、第二支腿，第一支腿固定设置于第一横梁一端，第二支腿固定设置于第一横梁另一端；第一轨道7共有两根，固定设置于理料区域传送装置1两侧的地面上，且第一轨道7与第一中心线平行；机器人门架设置于传送装置1上方，第一支腿和第二支腿滑动设置于第一轨道7上，机器人门架可以沿着第一轨道7做双向平移运动，运动范围覆盖理料作业区域范围，第一横梁水平且与第一中心线垂直；第二轨道固定设置于第一横梁，第二轨道与第一中心线垂直；机器人3安装底座滑动设置于第二轨道，机器人3安装于机器人3安装底座，机器人3安装底座带动机器人3可以沿着第二轨道双向移动；
识别定位装置4被配置为能够识别和定位零件；本实施例中优选为识别定位装置4被配置为能够对零件所在区域的角点进行定位，获得理料作业的基准位置，如图1所述，识别定位装置4优选地安装于机器人3的末端；
控制系统6被配置为能够控制包括传送装置1、机器人3、机器人移动装置2、识别定位装置4；控制系统6被配置为能够通过解析零件切割图纸，获得零件信息；零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息；控制系统6被配置为能够根据零件位置信息和基准位置，算得机器人3抓取零件的抓取位置；被配置为能够根据零件形状特征信息和零件尺寸特征信息，算得机器人3抓取零件的抓取方式；被配置为能够根据零件编码流向信息，算得零件对应的目标存放位置；
托盘5设置于零件存放区，托盘5被配置为能够存放零件，托盘5被设置有托盘编码，托盘编码与托盘5存放的区域相对应。如图1所示，零件存放区设置在理料区域的传送装置1外周地面上。
本实施例还提供了一种采用船体板材零件传送和理料装备进行理料的方法，如图2所示，包括如下步骤：
零件切割：根据零件切割图纸，在切割区域完成零件的切割；
零件传送：通过传送装置1将切割后的零件整体平移至理料作业区；
识别定位：识别定位装置4对零件所在区域的角点进行定位，本实施例中优选为获取零件所在区域的四个角点的位置，四个角点是指零件所在区域的东北、东南、西北、西南四个方位的交点，获得理料作业过程中的基准位置；
图纸解析；控制系统6解析零件切割图纸；
信息获取：控制系统6根据对零件切割图纸的解析结果，获得零件信息；零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息；
机器人抓取零件至托盘：
控制系统6根据零件位置信息和基准位置，算得机器人3抓取零件的抓取位置；通过移动机器人门架，将机器人3移动至抓取位置；
控制系统6根据零件形状特征信息和零件尺寸特征信息，算得机器人3抓取零件的抓取方式，机器人3采用抓取方式，通过电磁铁通电，吸取零件，完成零件的抓取；
控制系统6根据零件编码流向信息，算得零件对应的目标托盘5编号及位置；通过移动机器人门架和机器人3至目标托盘5，通过电磁铁断电，将零件释放至目标托盘5。
实施例2：
在实施例1的基础上，切割区域和理料区域可以分开成并联或成角度设置，通过传送装置1将切割作业区域和理料作业区域连通在一起，可以匹配设置于不同的工厂厂房。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
1.一种船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，包括
传送装置，所述传送装置设置于切割区域和理料区域，所述传送装置被配置为能够将位于所述切割区域的零件运送至所述理料区域；
机器人，所述机器人设置于所述理料区域，所述机器人被配置为能够抓取位于所述传送装置上的所述零件，以及释放已抓取的所述零件；
机器人移动装置，所述机器人移动装置设置于所述理料区域，所述机器人固定设置于所述机器人移动装置，所述机器人移动装置被配置为能够在所述理料区域内移动所述机器人；
识别定位装置，所述识别定位装置被配置为能够识别和定位所述零件；
控制系统，所述控制系统被配置为能够控制包括所述传送装置、所述机器人、所述机器人移动装置、所述识别定位装置。
2.如权利要求1所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述传送装置包括若干辊道、电机，所述电机被配置为能够驱动所述辊道转动，若干所述辊道并排设置于所述切割区域和所述理料区域，位于所述切割区域的所述辊道的上辊面设置于同一平面，位于所述理料区域的所述辊道的上辊面设置于同一平面。
3.如权利要求2所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述机器人包括执行器、电磁铁，所述执行器固定设置于所述机器人的末端，所述电磁铁固定设置于所述执行器，所述机器人被配置为能够通过所述电磁铁抓取或释放所述零件。
4.如权利要求3所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述机器人移动装置包括机器人门架，所述机器人门架为门形构件，所述机器人门架包括第一横梁、第一支腿、第二支腿，所述第一支腿固定设置于所述第一横梁一端，所述第二支腿固定设置于所述第一横梁另一端。
5.如权利要求4所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述机器人移动装置还包括第一轨道、第二轨道、机器人安装底座，
所述第一轨道固定设置于所述理料区域的地面上，所述传送装置的中心线被配置为第一中心线，所述第一轨道设置于所述传送装置两侧且与所述第一中心线平行；
所述机器人门架设置于所述传送装置上方，所述第一支腿和所述第二支腿滑动设置于所述第一轨道上，所述第一横梁与所述第一中心线垂直；
所述第二轨道固定设置于所述第一横梁，所述第二轨道与所述第一中心线垂直；
所述机器人安装底座滑动设置于所述第二轨道，所述机器人安装于所述机器人安装底座。
6.如权利要求5所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述识别定位装置被配置为能够对所述零件所在区域的角点进行定位，获得理料作业的基准位置。
7.如权利要求6所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述控制系统被配置为能够通过解析零件切割图纸，获得零件信息；所述零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息。
8.如权利要求7所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，所述控制系统被配置为能够根据所述零件位置信息和所述基准位置，算得所述机器人抓取所述零件的抓取位置；被配置为能够根据所述零件形状特征信息和所述零件尺寸特征信息，算得所述机器人抓取所述零件的抓取方式；被配置为能够根据所述零件编码流向信息，算得所述零件对应的目标存放位置。
9.如权利要求8所述的船体板材零件传送和理料装备，其特征在于，还包括托盘，所述托盘设置于所述零件存放区，所述托盘被配置为能够存放所述零件，所述托盘设置有托盘编码。
10.一种采用如权利要求9所述的船体板材零件传送和理料装备进行理料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据所述零件切割图纸，在所述切割区域完成所述零件的切割，通过所述传送装置将切割后的所述零件整体平移至所述理料区域；
步骤2：所述识别定位装置对所述零件所在区域的角点进行定位，获得理料作业过程中的所述基准位置，所述机器人门架带着所述机器人移动到所述零件所在的区域；
步骤3：所述控制系统通过解析所述零件切割图纸，获得所述零件信息；所述零件信息包括零件位置信息、零件形状特征信息、零件尺寸特征信息、零件编码流向信息；
步骤4：所述控制系统根据所述零件位置信息和所述基准位置，算得所述机器人抓取所述零件的抓取位置；通过移动所述机器人门架，将所述机器人移动至所述抓取位置；
步骤5：所述控制系统根据所述零件形状特征信息和所述零件尺寸特征信息，算得所述机器人抓取所述零件的抓取方式，所述机器人采用所述抓取方式完成所述零件的抓取；
步骤6：所述控制系统根据所述零件编码流向信息，算得所述零件对应的目标托盘编号及位置；通过移动所述机器人门架和所述机器人，将所述零件分拣至所述目标托盘。
技术总结