CN107553198A - 一种基于工业机器人的自动上下料生产*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于工业机器人的自动上下料生产***，包括多台数控机床，上料区旋转送料工作台，成品输送机，控制***，多台数控机床内安装有上料区机器人和下料区机器人；安装于上料区机器人和下料区机器人之间的中段旋转送料工作台。解决了当前工业生产中自动化程度低，工人劳动强度大，安全隐患多的问题。本发明具有稳定性好，加工工艺可柔性化、定制化实施，工作效率高等优点。

Description

一种基于工业机器人的自动上下料生产***

技术领域

本发明涉及加工工程技术领域，尤其涉及到加工工程方面的搬运领域，具体涉及一种基于工业机器人的自动上下料生产***。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

在当前工业生产中，机床作业上下料多由人工进行作业，或者桁架机械手进行作业，而且产品的加工一般都是需要多个工位多个机床才能完成的。其中对于人工作业：每台机床都需要配备人员，人力资源耗费大；特殊机床，特殊加工环境下，人员存在安全隐患；最后人工作业在重复放料精度方面有着极大的不稳定性。而对于桁架机械手作业：首先，复杂工件，复杂的加工工艺的情况下，它的应用有着极大的限制；其次，当产品需要切换，机床需要更换挪动时，桁架机械手的安装成本太高，不是很实用。故现在急需设计一种用于多机床多工位多机器人配合工作的自动上下料***。

发明内容

本发明提供了一种基于工业机器人的自动上下料生产***，以解决当前工业生产中自动化程度低，工人劳动强度大，安全隐患多的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于工业机器人的自动上下料生产***，包括多台数控机床，上料区旋转送料工作台，成品输送机，控制***，多台数控机床内安装有上料区机器人和下料区机器人；安装于上料区机器人和下料区机器人之间的中段旋转送料工作台。

优选地，上述多台数控机床为偶数个设置，且为U行摆放安装。

优选地，上述多台数控机床为个，且由第一机床、第二机床、第三机床和第四机床组成。

优选地，上述上料区机器人安装在第一机床、第二机床、上料区旋转送料工作台、中段旋转送料工作台中间；所述下料区机器人安装在第三机床、第四机床、中段旋转送料工作台、成品输送机中间。

优选地，上述第四机床与成品输送机之间安装有下料中转台和清洗水箱。

优选地，上述上料区机器人的末端设上安装有上料夹具，用于从上料区旋转送料工作台上取工件，第一机床内取放工件，第二机床内取放工件，中段旋转送料工作台上取放工件。

优选地，上述下料区机器人的末端设上安装有下料夹具，用于在下料中转台、第三机床、第四机床之间取放工件，以及夹持工件后在清洗水箱11中清洗成品工件。

优选地，上述中段旋转送料工作台设置有分度盘，所述分度盘上方安装铝板，铝板上安装有工件定位机构。

优选地，上述上料夹具由气缸，第一抓取夹爪，第二抓取夹爪以及安装在气缸上的第一旋转抓取夹爪组成。

优选地，上述下料夹具由第四抓取夹爪，第五抓取夹爪和第六抓取夹爪组成，所述第四抓取夹爪和第五抓取夹爪为三指气爪，所述第六抓取夹爪为二指气爪。

具体优点为：本发明将机床上工位加工的人工上料替换为机器人上下料，是典型的“机器人换人”，可有效提高劳动效率，机器人对机床的上下料更稳定有序，消除了人为因素对加工工艺的干扰，可对机床工位上的待加工件实施柔性定制化加工工艺；此外，机器人对机床上下料是数字化工厂的重要组成模块，是智能制造的核心部分之一，有利于数字化工厂和智能制造推进。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的总俯视图；

图2是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的上料区旋转送料工作台7的俯视图；

图3是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的中段旋转送料工作台8的俯视图；

图4是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的成品输送机9的俯视图；

图5是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的上料区机器人的俯视图；

图6是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的下料区机器人俯视图；

图7是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的上料区机器人的末端夹具俯视图

图8是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***的下料区机器人的末端夹具俯视图。

图9是本发明中一种基于工业机器人的自动上下料生产***中电控***的原理框图。

附图标记说明：第一机床1；第二机床2；第三机床3；第四机床4；上料区机器人5，上料夹具501，气缸511，第一抓取夹爪521，第二抓取夹爪531；第一旋转抓取夹爪541；下料区机器人6，下料夹具601；第四抓取夹爪611；第五抓取夹爪621；第六抓取夹爪631；上料区旋转送料工作台7，上机架701，上气动分度盘702，上铝板703；中段旋转送料工作台8，分度盘801，铝板811；成品输送机中间9，关电开关901；下料中转台10，下机架101，下气动分度盘102，下铝板103；清洗水箱11；电控***12，PLC控制模块121；触摸屏122。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

请参阅图1所示，本发明提供一种基于工业机器人的自动上下料生产***，包括多台数控机床，上料区旋转送料工作台7，成品输送机9，由PLC控制模块121和触摸屏122组成的电控***12。多台数控机床所围成的区域内安装有上料区机器人5和下料区机器人6；安装于上料区机器人5和下料区机器人6之间的中段旋转送料工作台8，多台数控机床为偶数个设置，且为U行摆放安装。本发明中选用4个数控机床为例，具体由第一机床1、第二机床2、第三机床3和第四机床4组成，其中第一机床1，内有4个工位，用于2件毛坯工件的第一次加工、第二次加工，以输出第二次加工件；第二机床2，内有1个工位，用于将1件第二次加工件进行第三次加工，以输出第三次加工件；第三机床3，内有1个工位，用于将1件第二次加工件进行第三次加工，以输出第三次加工件；第四机床4，内有2个工位，用于将第二机床、第三机床输出的2件第三次加工件进行第四次加工，以输出第四次加工件；上料区机器人5安装在第一机床1、第二机床2、上料区旋转送料工作台7、中段旋转送料工作台8中间；所述下料区机器人6安装在第三机床3、第四机床4、中段旋转送料工作台8、成品输送机中间9，其中，上料区旋转送料工作台7用与毛坯的放置，确保上料机器人5方便自动取料，使整个上料工作循环有序运行；中段旋转送料工作台8用于第一机床1第二次加工件和第二机床2第三次加工件的放置，以及上料机器人5的自动取放料，下料机器人6的自动放料，整个工作循环的有序运行；成品输送机中间9用于最终成品工件的输出；第四机床4与成品输送机9之间安装有下料中转台10和清洗水箱11。上料区机器人5的末端设上安装有上料夹具501，用于从上料区旋转送料工作台上取工件，第一机床1内取放工件，第二机床2内取放工件，中段旋转送料工作台8上取放工件。下料区机器人6的末端设上安装有下料夹具601，用于在下料中转台10、第三机床3、第四机床4之间取放工件，以及夹持工件后在清洗水箱11中清洗成品工件；下料中转台10用于第四机床加工完成的产品的暂时放置及机器人3号手爪的切换。

中段旋转送料工作台8设置有分度盘801，分度盘801上方安装铝板811，铝板811上安装有工件定位机构821，为两工位分度盘旋转送料。

上料夹具501由气缸511，第一抓取夹爪521，第二抓取夹爪531以及安装在气缸511上的第一旋转抓取夹爪541组成，用于上料区旋转工作台上毛坯工件的抓取，第一机床1内部4工位4工件的取放，第二机床2内部工件的取放，最后将工件放置于中段旋转工作台8上。下料夹具601由第四抓取夹爪611，第五抓取夹爪621和第六抓取夹爪631组成，第四抓取夹爪611和第五抓取夹爪621为三指气爪，第六抓取夹爪631为二指气爪，用于中段旋转送料工作台上工件的抓取，第三机床3内工件的取放，第四机床4内工件的取放，产品加工完成后产品铝屑的清洗，最后将工件放置于成品输送机9上。上料区旋转送料工作台7为两工位分度盘旋转送料，具体由上机架701、上气动分度盘702、上铝板703组成，上铝板703分两侧，每一侧安装24装载具，用来放置工件；上料区旋转送料工作台7为人工上料。

参见图4所示，成品输送机9为一个1米长的皮带输送机，输送机首尾各安装一个关电开关控制皮带输送机的启停。

本发明的工作原理如下：整套上下料***共包含4台机床、一台上料区机器人5和一台下料区机器人6，3台定制的送料机构，2套定制的机器人末端夹具，1个用来清洗加工完成的工件的清洗水箱。

上料区机器人5和下料区机器人6均固定在机器人底座上，机器人底座通过化学螺栓固定在地面上。上料区机器人5在上料区旋转送料工作台7、中段旋转送料工作台8、第一机床1、第二机床2之间循环工作，完成工件的上下料。下料区机器人6在中段旋转送料工作台8、成品输送机9、第三机床3、第四机床4、清洗水箱11之间循环工作，完成工件的上下料及铝屑的清洗。第一抓取夹爪521，第二抓取夹爪531以及安装在气缸511上的第一旋转抓取夹爪541

上料区机器人5末端夹具为三手爪形式，其中第一抓取夹爪521、第二抓取夹爪531为三指气缸，直接安装在Y型铝板上，第一旋转抓取夹爪为三指气缸，安装在180°两工位的摆动气缸上面，摆动气缸安装在Y型铝板上。上料区机器人5的第一抓取夹爪521、第二抓取夹爪531在上料区旋转送料工作台7的料盘上各取一件工件，进入第一机床1后通过第一旋转抓取夹爪541来作为缓冲，依次在机床内部完成四件工件的更换。

下料区机器人6末端的下料夹具601为三手爪形式，其中第四抓取夹爪611、第五抓取夹爪621为三指气缸，直接安装在Y型铝板上，第六抓取夹爪631为二指气缸，直接安装在Y型铝板上。下料区机器人6的第四抓取夹爪611在中段旋转送料工作台8上面取第一机床1加工完成，第二机床2未加工的工件，进入第三机床3后，第五抓取夹爪621取加工完成的工件，第四抓取夹爪611放置未加工的工件，随后进入第四机床4中，第四抓取夹爪611取加工完成的工件，第五抓取夹爪621放置未加工的工件，随后第四抓取夹爪611夹持工件进入清洗水箱11中清洗铝屑，然后进入成品输送机放9加工完成的工件。加工完成后，成品输送机将工件送至后续工站。

实施例中,上料区机器人工作循环及其动作节拍如下：

实施例中，下料区机器人工作循环及其动作节拍如下：

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改进或变型。

Claims (10)

1.一种基于工业机器人的自动上下料生产***，包括多台数控机床，上料区旋转送料工作台(7)，成品输送机(9)，电控***(12)，其特征在于：所述多台数控机床内安装有上料区机器人(5)和下料区机器人(6)；安装于上料区机器人和(5)下料区机器人(6)之间的中段旋转送料工作台(8)。

2.根据权利要求1所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述多台数控机床为偶数个设置，且为U行摆放安装。

3.根据权利要求2所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述多台数控机床为4个，且由第一机床(1)、第二机床(2)、第三机床(3)和第四机(4)床组成。

4.根据权利要求3所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述上料区机器人(5)安装在第一机床(1)、第二机床(2)、上料区旋转送料工作台(7)、中段旋转送料工作台(8)中间；所述下料区机器人(6)安装在第三机床(3)、第四机床(4)、中段旋转送料工作台(8)、成品输送机中间(9)。

5.根据权利要求4所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述第四机床(4)与成品输送机(9)之间安装有下料中转台(10)和清洗水箱(11)。

6.根据权利要求5所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述上料区机器人(5)的末端设上安装有上料夹具(501)，用于从上料区旋转送料工作台上取工件，第一机床(1)内取放工件，第二机床(2)内取放工件，中段旋转送料工作台(8)上取放工件。

7.根据权利要求4所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述下料区机器人(6)的末端设上安装有下料夹具(601)，用于在下料中转台(10)、第三机床(3)、第四机床(4)之间取放工件，以及夹持工件后在清洗水箱(11)中清洗成品工件。

8.根据权利要求6或7所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述中段旋转送料工作台(8)设置有分度盘(801)，所述分度盘(801)上方安装铝板(811)，铝板(811)上安装有工件定位机构(821)。

9.根据权利要求8所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述上料夹具(501)由气缸(511)，第一抓取夹爪(521)，第二抓取夹爪(531)以及安装在气缸(511)上的第一旋转抓取夹爪(541)组成。

10.根据权利要求9所述的基于工业机器人的自动上下料生产***，其特征在于：所述下料夹具(601)由第四抓取夹爪(611)，第五抓取夹爪(621)和第六抓取夹爪(631)组成，所述第四抓取夹爪(611)和第五抓取夹爪为三指气爪，所述第六抓取夹爪(631)为二指气爪。