CN107479521B - 一种针齿壳智能制造生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针齿壳智能制造生产线，属于机械加工领域。本发明的生产线包含加工制造设备、工件自动化传送***和智能控制***，加工制造设备完成对针齿壳的成形加工，工件自动化传送***用于零部件自动上下料、自动传送，智能控制***在线检测加工设备的工艺参数与状态信息，结合针齿壳的工艺体系和数据库，对针齿壳加工过程进行智能控制与优化处理。本发明的针齿壳生产线提高针齿壳的加工质量与稳定性，降低工人的劳动强度，实现针齿壳加工过程自动化与智能控制，提高针齿壳的制造效率和精度。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，涉及一种针齿壳智能制造生产线。
背景技术
针齿壳是精密圆理减速器中的关键零件，针齿壳的加工质量很大程度决定了减速器的综合性能。精密圆理减速器作为精密减速器，对针齿壳的加工精度和质量稳定性有很高的要求。而目前，国内减速器零部件的加工大多采用传统的人工作业。生产过程中各个机床设备分散加工，工序间无法连续衔接；加工设备多、工序多、工艺落后，生产效率低下；零件的装卸、加工大多由人工完成，工人的劳动强度大，作业成本高；人工操作过工程中，对操作人员的水平要求高，零件的加工质量与稳定性低。因此，传统的生产方式，很难满足针齿壳的生产要求。
近年来，随着机械工程、电子、自动化、信息技术、物联网技术、人工智能等高新技术的不断交叉融合，产生了智能制造这一新的制造模式，它将制造产业中的各个环节高度柔性集成，通过计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动；并对人类专家的制造智能进行收集、存贮、完善、共享、继承与发展。智能制造***在国际标准化和互换性的基础上，使得制造***中的经营决策、产品设计、生产规划、制造装配和质量保证等各个子***分别智能化，成为网络集成的高度自动化制造***。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针齿壳智能制造生产线，从而克服现有针齿壳制造技术中的缺陷，提高针齿壳的制造效率和精度。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种针齿壳智能制造生产线，包含加工制造设备、工件自动化传送***和智能控制***，所述加工制造设备完成对针齿壳的成形加工，所述工件自动化传送***用于零部件自动上下料、自动传送，所述智能控制***在线检测加工设备的工艺参数与状态信息，结合针齿壳的工艺体系和数据库，对针齿壳加工过程进行智能控制与优化处理。
进一步，所述加工制造设备包括第一数控车床、加工中心、插齿机、第二数控车床、平面磨床、数控磨床、磨齿机、三坐标测量机，所述第一数控车床完成针齿壳毛坯件外圆、内孔的车削加工并送入所述加工中心，所述加工中心完成针齿壳安装通孔的加工，再通过所述插齿机加工针齿壳的齿槽，所述第二数控车床接收来自所述插齿机的工件，半精车针齿壳外圆、端面与轴承孔，再通过所述平面磨床和数控磨床对针齿壳端面，轴承滚道以及针齿壳外圆进行精密磨削；最后通过磨齿机磨削加工针齿壳齿槽，所述三坐标测量机对针齿壳工件的尺寸进行检测记录。
进一步，所述加工制造设备按照加工顺序呈U型逆时针摆放，加工流程的出口和入口靠近车间同一侧。
进一步，所述工件自动化传送***包含AVG小车、工业机器人、定位装置；所述工业机器人设置于所述加工制造设备的机床一侧，所述工业机器人的机械手自动抓取工件，完成上下料；所述机械手旁设置有工装与夹具，用于辅助所述机械手完成作业内容；所述机械手旁还设置有贮料装置，所述贮料装置设置有料盘，加工过程中针齿壳放置在所述料盘中，辅助所述机械手的自动上下料。
进一步，所述AVG小车按照规定的引导路线将针齿壳从上一工序的贮料装置传送到下一个工序的贮料装置。
进一步，在工件、所述工装和所述夹具上设置有RFID标签，在所述工业机器人上设置有RFID标签读写设备，所述RFID标签用于保存所述工件、所述工装和所述夹具的状态信息。
进一步，所述智能控制***包含数据采集模块、通信模块和控制中心；所述数据采集模块通过网卡或硬件采集机床的实时状态与针齿壳加工状态信息，所述通信模块将数据采集模块采集的信息传输至所述控制中心，通信模块同时向加工制造设备发出数字控制指令；
所述控制中心包含在线检测模块、控制模块、产品追溯管理模块；所述在线检测模块记录加工设备操作信息、故障信息以及各个工件的状态信息并形成工作记录；
所述控制模块用于向所述加工制造设备和所述工件自动化传送***发出参数更改和控制指令；
所述产品追溯管理模块将采集的工件信息及时保存到数据库，通过所述智能控制***及时掌握工件生产信息和工件物流信息以及各环节的相关质量安全数据，并在工件出现质量问题时对产品进行向前追溯和向后追溯；
所述控制中心根据环境、结构、工况、针齿壳加工质量数据情况对设备进行状态监控，对接收到的机床加工信息、工件加工状态信息进行处理，并对加工工艺进行自动调整。
进一步，所述机床的实时状态与针齿壳加工状态信息包含程序信息、转速信息、进给信息、主轴功率信息以及RFID标签信息。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种针齿壳智能制造生产线，能够克服现有针齿壳制造技术中的缺陷，并且提高针齿壳的加工质量与稳定性，降低工人的劳动强度，实现针齿壳加工过程自动化与智能控制，提高针齿壳的制造效率和精度。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的生产线俯视图；
图中标记为：1、工控机；2、工业机器人；3、第一数控车床；4、加工中心；5、插齿机；6、第二数控车床；7、平面磨床；8、数控磨床；9、磨齿机；10、三坐标测量机；11、清洗中心；12、贮料装置；13、AGV移动小车。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明的一种针齿壳智能制造生产线，包括：加工制造设备，工件自动化传送***和智能控制***。加工制造设备包括第一数控车床3、加工中心4、插齿机5、第二数控车床6、平面磨床7、数控磨床8、磨齿机9、三坐标测量机10，加工制造设备按照工艺顺序完成对针齿壳的机加工成形。工件自动化传送***实现零部件自动上下料、自动传送，包括AVG小车13、工业机器人2、夹具、工装、定位装置、贮料装置12。智能控制***包括数据采集模块、通信模块、控制中心。智能控制***在线检测加工设备的工艺参数与状态信息，结合针齿壳的工艺体系和数据库，基于大数据分析进行智能优化处理与预测，从而提高针齿壳的制造效率和加工精度。
本实施例中，加工制造设备中，第一数控车床3完成针齿壳毛坯件外圆、内孔的车削加工；加工中心4完成针齿壳安装通孔加工；插齿机5插齿加工针齿壳齿槽；第二数控机床6半精车针齿壳外圆、端面与轴承孔；平面磨床7精密磨削针齿壳端面；数控磨床8精密磨削轴承滚道与针齿壳外圆；磨齿机9磨削加工针齿壳齿槽。
各个机床设备按照加工工艺顺序，如图1中呈U型逆时针依次摆置，生产线入口与出口置于车间同一侧。
本实施例中，针齿壳从图中右侧入口流入生产，并对同一批次零件贴上FRID标签，由工控机1录入信息。
本实施例中，加工机床设置有工业机器人2。机械手自动抓取工件，完成针齿壳上下料。为保证装夹的准确性、快速性，设置有工装与夹具，辅助机械手完成作业内容；
机械手旁对应设置有贮料装置，各个加工工序间柔性联接，减少停车时间损失。贮料装置设置有料盘，加工过程中，针齿壳放置于料盘内，辅助机械手臂的自动上、下料；
在工装夹具和贮料装置上设置有FRID标签，并在工业机器人安装RFID读写设备，通过读写夹具、零件的RFID标签，识别加工工艺与位置参数，辅助完成自动化加工生产；
生产线设置有AGV移动小车13，AGV移动小车按照规定的导引路线，将针齿壳从上一工序的贮料装置中传送置下一工序的贮料装置，完成工序间零件的自动传送，实现传输的无人化；
针齿壳完成加工后，在生产线末端，设置质检中心。三坐标测量机10对加工过程中的零件关键尺寸进行检测与记录；
本实施例中，智能测控***数据采集模块通过网卡采集或硬件采集机床的实时状态，包括程序信息、转速、进给、主轴功率等。夹具、零件、AGV小车、工业机器人通过FRID标签，获取标签信息，加载产品信息与物流信息；
通信模块将数据采集模块采集的信息传输给控制中心，通信模块同时向设备发出数字控制指令；
控制中心对接收到的机床加工信息、零件加工状态信息进行处理，根据环境、结构、工况、针齿壳加工质量等数据情况实现设备状态监控，及时提出设备维护指导意见；优化工艺参数，对加工工艺进行自动调整；
控制中心包括在线检测模块、控制模块、产品追溯管理模块。在线检测模块记录加工设备操作信息、故障信息，记录各个零件的状态信息并形成工作记录。产品追溯管理模块将零件采集的信息及时保存到数据库，通过***能及时掌握产品生产信息和产品物流信息以及各环节的相关质量安全数据。当产品出现质量问题时，对产品进行前向追溯和后向追溯。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：包含加工制造设备、工件自动化传送***和智能控制***，所述加工制造设备完成对针齿壳的成形加工，所述工件自动化传送***用于零部件自动上下料、自动传送，所述智能控制***在线检测加工设备的工艺参数与状态信息，结合针齿壳的工艺体系和数据库，对针齿壳加工过程进行智能控制与优化处理；所述加工制造设备包括第一数控车床、加工中心、插齿机、第二数控车床、平面磨床、数控磨床、磨齿机、三坐标测量机，所述第一数控车床完成针齿壳毛坯件外圆、内孔的车削加工并送入所述加工中心，所述加工中心完成针齿壳安装通孔的加工，再通过所述插齿机加工针齿壳的齿槽，所述第二数控车床接收来自所述插齿机的工件，半精车针齿壳外圆、端面与轴承孔，再通过所述平面磨床和数控磨床对针齿壳端面，轴承滚道以及针齿壳外圆进行精密磨削；最后通过磨齿机磨削加工针齿壳齿槽，所述三坐标测量机对针齿壳工件的尺寸进行检测记录；
所述智能控制***包含数据采集模块、通信模块和控制中心；所述数据采集模块通过网卡或硬件采集机床的实时状态与针齿壳加工状态信息，所述通信模块将数据采集模块采集的信息传输至所述控制中心，通信模块同时向加工制造设备发出数字控制指令；
所述控制中心包含在线检测模块、控制模块、产品追溯管理模块；所述在线检测模块记录加工设备操作信息、故障信息以及各个工件的状态信息并形成工作记录；
所述控制模块用于向所述加工制造设备和所述工件自动化传送***发出参数更改和控制指令；
所述产品追溯管理模块将采集的工件信息及时保存到数据库，通过所述智能控制***及时掌握工件生产信息和工件物流信息以及各环节的相关质量安全数据，并在工件出现质量问题时对产品进行向前追溯和向后追溯；
所述控制中心根据环境、结构、工况、针齿壳加工质量数据情况对设备进行状态监控，对接收到的机床加工信息、工件加工状态信息进行处理，并对加工工艺进行自动调整。
2.根据权利要求1所述的一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：所述加工制造设备按照加工顺序呈U型逆时针摆放，加工流程的出口和入口靠近车间同一侧。
3.根据权利要求1所述的一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：所述工件自动化传送***包含AVG小车、工业机器人、定位装置；所述工业机器人设置于所述加工制造设备的机床一侧，所述工业机器人的机械手自动抓取工件，完成上下料；所述机械手旁设置有工装与夹具，用于辅助所述机械手完成作业内容；所述机械手旁还设置有贮料装置，所述贮料装置设置有料盘，加工过程中针齿壳放置在所述料盘中，辅助所述机械手的自动上下料。
4.根据权利要求3所述的一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：所述AVG小车按照规定的引导路线将针齿壳从上一工序的贮料装置传送到下一个工序的贮料装置。
5.根据权利要求3所述的一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：在工件、所述工装和所述夹具上设置有RFID标签，在所述工业机器人上设置有RFID标签读写设备，所述RFID标签用于保存所述工件、所述工装和所述夹具的状态信息。
6.根据权利要求1所述的一种针齿壳智能制造生产线，其特征在于：所述机床的实时状态与针齿壳加工状态信息包含程序信息、转速信息、进给信息、主轴功率信息以及RFID标签信息。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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