CN109396863A - 切削加工智能制造生产线及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种切削加工智能制造生产线及其工作方法，该生产线包括工业机器人单元、数字化立体料仓、加工单元以及智能产线总控***，所述加工单元包括至少一个带数控***的加工设备，所述工业机器人单元包括工业机器人，所述工业机器人包括机器人本体以及连接于所述机器人本体上的机器人夹具，所述数字化立体料仓包括多个仓位，每个仓位均设置有用于记录该仓位加工件的加工信息的RFID电子标签，所述机器人夹具上设置有用于读写RFID电子标签信息的RFID读写头，所述加工设备、所述工业机器人以及所述RFID读写头均与所述智能产线总控***信号连接。本发明自动化程度高，既适用于实际生产，又能作为实训装置培养智能制造技术的相关人才。

Description

切削加工智能制造生产线及其工作方法

技术领域

本发明涉及智能制造领域，尤其涉及一种切削加工智能制造生产线及其工作方法。

背景技术

智能制造已成为当今全球制造业发展趋势，同时智能制造产业链企业对人才的需求发生了颠覆性的变化，而目前相关专业人员的质量和数量远远不能满足市场的需求。

现有的切削加工生产线的自动化程度不高，部分过程需要人工进行操作，从仓库取放工件对加工设备进行上下料需要人工配合，往往跟不上自动化连续式生产的需要，劳动强度大，效率低，且加工过程需要人工控制，对人员的需求量大，生产效率低，不满足当前制造业发展趋势。

因此，有必要设计一种既可以满足当前制造业发展趋势，引领制造业升级，满足市场对工业机器人及其加工和检测各方面提出的更高要求，又能在软件的控制上满足生产线的智能化和信息化，且能为企业培养掌握智能制造、智能控制、工业机器人应用、高端数控设备、操作编程、***集成、数据分析等技术的复合型人才的切削加工智能制造生产线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切削加工智能制造生产线及其工作方法，旨在用于解决现有的切削加工生产线自动化程度不高以及智能制造相关人才缺乏的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种切削加工智能制造生产线，包括工业机器人单元、数字化立体料仓、加工单元以及智能产线总控***，所述加工单元包括至少一个带数控***的加工设备，所述工业机器人单元包括工业机器人，所述工业机器人包括机器人本体以及连接于所述机器人本体上的机器人夹具，所述数字化立体料仓包括多个仓位，每个仓位均设置有用于记录该仓位加工件的加工信息的RFID电子标签，所述机器人夹具上设置有用于读写RFID电子标签信息的RFID读写头，所述加工设备、所述工业机器人以及所述RFID读写头均与所述智能产线总控***信号连接，所述智能产线总控***用于向所述工业机器人发送待加工的工件信息、向所述加工设备下发待加工工件的加工程序以及采集所述加工设备的加工数据，所述工业机器人用于根据所述智能产线总控***发送的工件信息从所述数字化立体料仓取出待加工的加工件到加工设备以及将加工完成的加工件从所述加工设备放回到所述数字化立体料仓，所述智能产线总控***还用于控制所述RFID读写头对所述RFID电子标签进行读写操作。

进一步地，所述数字化立体料仓的每个仓位上均设置有用于检测该仓位是否有加工件的检测传感器，所述检测传感器与所述工业机器人信号连接。

进一步地，所述数字化立体料仓的每个仓位均设置有用于显示该仓位加工件的加工状态的状态指示灯。

进一步地，所述机器人夹具包括法兰盘、转换梁以及工件手爪，所述法兰盘与所述机器人本体的第六轴末端连接，所述转换梁连接所述法兰盘和所述工件手爪，所述RFID读写头固定于所述转换梁上。

进一步地，所述工件手爪具有两个且分别连接于所述转换梁的两端，每一所述工件手爪包括平行移动气缸和与平行移动气缸连接的至少两个工件气动手指。

进一步地，所述机器人夹具上还设置有用于感应工件手爪是否抓取有加工件的感应传感器。

进一步地，所述工业机器人单元还包括供所述工业机器人行走的机器人导轨，所述数字化立体料仓与所述加工设备沿所述机器人导轨布置。

进一步地，所述加工设备设置有自动门单元和自动夹紧治具单元，所述自动门单元包括自动门、驱动所述自动门打开和关闭的自动门气缸以及控制所述自动门气缸的自动门感应开关，所述自动夹紧治具单元包括自动夹紧治具、驱动所述自动夹紧治具夹紧和松开的治具气缸以及控制所述治具气缸的治具感应开关。

进一步地，还包括环形防护网，所述工业机器人单元、数字化立体料仓以及加工单元均位于所述防护网内侧，所述防护网配备有安全门，上述防护网还设置有用于感应人体是否进入工业机器人工作区域的自动感应装置。

另一方面，本发明还提供一种切削加工智能制造生产线的工作方法，包括以下步骤：

（1）智能产线总控***向工业机器人、数控车床以及加工中心派发订单，包括向工业机器人发送待加工的工件信息以及向数控车床以及加工中心上传待加工工件的加工子程序；

（2）工业机器人根据智能产线总控***发送的工件信息，从数字化立体料仓取出待加工的工件，机器人夹具上的RFID读写头读取该工件的RFID电子标签信息并传递给智能产线总控***；

（3）工业机器人将工件搬运至数控车床，数控车床按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集数控车床加工过程中的加工数据；

（4）数控车床加工完成后，工业机器人将工件转移至加工中心，加工中心按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集加工中心加工过程中的加工数据；

（5）加工中心加工完成后，在线检测装置对加工完成的加工件进行尺寸检测并将检测数据上传至智能产线总控***；

（6）工业机器人从加工中心取出加工件，并运行至数字化立体料仓将加工件放入对应的仓位中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种切削加工智能制造生产线及其工作方法，通过工业机器人实现从数字化立体料仓取放工件对数控车床和加工中心的自动上下料，代替人工进行上下料作业，降低人的劳动强度，效率较高，满足自动化连续式生产的需要；采用数字化立体料仓，每个仓位均设置有用于记录相应加工件加工信息的RFID电子标签，实现加工过程可追溯，加强对加工过程的管控；工业机器人、数控车床和加工中心均由智能产线总控***进行控制，实现上料、加工、下料等过程的自动化，降低不良率、节省人力、提高产量和质量，达到工艺合理化；智能产线总控***采集数控车床和加工中心的加工数据，实现加工信息的实时监控和管理，可用于后续对工艺进行优化。本发明既适用于实际生产，又能作为实训装置培养智能制造技术的相关人才。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种切削加工智能制造生产线整体示意图；

图2为本发明实施例提供的数字化立体料仓的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的机器人夹具的结构示意图。

附图标记说明：1-数控车床、2-加工中心、3-工业机器人、30-机器人夹具、31-法兰盘、32-转换梁、33-平行移动气缸、34-工件气动手指、35-RFID读写头、36-感应传感器、4-机器人导轨、5-机器人电控柜、6-智能产线总控***、7-数字化立体料仓、71-加工件、72-检测传感器、73-RFID电子标签、8-防护网、9-MES***、91-加工过程看板、92-MES***看板、10-智能制造仿真软件平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种切削加工智能制造生产线，包括工业机器人单元、数字化立体料仓7、加工单元以及智能产线总控***6，所述加工单元包括至少一个带数控***的加工设备，本实施例中所述加工单元包括数控车床1和加工中心2，所述工业机器人单元包括工业机器人3以及供所述工业机器人3运动的机器人导轨4，本实施例中的工业机器人3采用六关节机器人，机器人导轨4作为六关节机器人的第七轴，扩大六关节机器人的运行范围。所述工业机器人3包括机器人本体以及连接于所述机器人本体上的机器人夹具30，所述机器人夹具30用于夹取加工件，所述数控车床1和所述加工中心2并排设置，所述数字化立体料仓7设于所述数控车床1和所述加工中心2对面，所述数控车床1、所述加工中心2以及所述数字化立体料仓7沿所述机器人导轨4两边布置，所述工业机器人3可以通过在所述机器人导轨4上运行实现在数控车床1、数字化立体料仓7以及加工中心2之间来回移动，从而可以通过工业机器人3实现加工件在数控车床1、加工中心2和数字化立体料仓7之间的转移，且只需一台机器人就可以实现对数控车床1和加工中心2的上下料，可以降低成本。所述工业机器人3通过机器人电控柜5与所述智能产线总控***6信号连接，所述数控车床1和所述加工中心2也与所述智能产线总控***6信号连接，所述智能产线总控***6用于向所述工业机器人3发送待加工的工件信息、向所述数控车床1和所述加工中心2下发待加工工件的加工程序以及采集所述数控车床1和所述加工中心2的加工数据，加工数据包括设备状态、IO状态、生产数据等。所述工业机器人3用于根据所述智能产线总控***6发送的工件信息从数字化立体料仓7中取出待加工的加工件到加工中心1以及将加工完成的加工件从所述加工中心1放回到所述数字化立体料仓7。每一个工件对应的取放件路径通过机器人编程实现，事先通过机器人示教器记录了所有需要运动到的点位的坐标以及运行轨迹，因此，工业机器人根据工件信息就能确定相应的运动路径进行取放件操作。

如图2所示，所述数字化立体料仓7包括由钣金件搭建的立体料仓框架结构，设置有五层六列共三十个仓位，每一仓位用于放置一个加工件71。每个仓位均设置有用于记录该仓位加工件的加工信息的RFID（射频识别）电子标签73，所述加工信息包括加工件的物料信息以及加工状态等，通过设置RFID电子标签73，实现加工过程可追溯，加强对加工过程的管控。所述机器人夹具30上设置有用于读写RFID电子标签73信息的RFID读写头35。所述RFID读写头35与所述智能产线总控***6信号连接，所述智能产线总控***6还用于控制所述RFID读写头35对所述RFID电子标签73进行读写操作，包括在加工件进行加工之前读取RFID电子标签73中的加工信息并传递给智能产线总控***6以及在工件加工完成之后将新的加工信息写入对应的RFID电子标签73，实现数字化立体料仓7的数字化管理。每个仓位还设置有用于检测该位置是否有加工件的检测传感器72，所述检测传感器72与所述工业机器人3信号连接，所述检测传感器72检测对应仓位是否有加工件71后将检测的信号传递给所述工业机器人3，所述工业机器人3根据接收的信号判断该仓位是否有加工件72，从而工业机器人3在从数字化立体料仓7取放件之前可以先对该仓位是否有加工件72进行判断，取件时若判断有加工件72才进行取件操作，放件时若判断无加工件72才进行放件操作，以免产生误操作。进一步优选地，所述数字化立体料仓7的每个仓位均设置有用于显示该位置上加工件的加工状态的状态指示灯，状态指示灯分别用不同的颜色指示毛坯、数控车床加工完成、加工中心加工完成、合格、不合格五种状态，方便人工了解各加工件的加工状态，所述状态指示灯由智能产线总控***6进行控制。

如图3所示，细化所述机器人夹具30的结构，所述机器人夹具30包括法兰盘31、转换梁32、工件手爪、所述RFID读写头35以及感应传感器36，所述转换梁32呈三角形，顶部为平面，两侧具有对称设置的朝下且朝外倾斜的两个倾斜侧面，所述法兰盘31固定于所述转换梁32的顶部并与机器人本体的第六轴末端连接，从而将机器人夹具30固定到机器人本体上。所述工件手爪优选为两个，分别连接于所述转换梁32的两个倾斜侧面，每一所述工件手爪包括平行移动气缸33和与平行移动气缸33连接的两个工件气动手指34，所述平行移动气缸33通过螺栓连接于所述转换梁32上，对应的两个工件气动手指34通过螺栓安装于平行移动气缸33上，所述平行移动气缸33驱动所述工件气动手指34夹取加工件。通过设置两个工件手爪，方便对数控车床1或者加工中心2中的加工件进行更换，其中一个工件手爪取走加工完成的加工件，另外一个工件手爪将新的加工件放入加工位上，提高工作效率。两个工件手爪还可以根据所加工产品本身的属性、加工工艺、机器人的动作的要求设计成不同的规格，可以满足不同规格的同类工件的抓取。所述RFID读写头35安装于所述转换梁32中间，且位于两个所述工件手爪之间。所述感应传感器36具有两个，分别安装于所述转换梁32的两侧且分别靠近两个所述平行移动气缸33，用于感应两个工件手爪是否抓取有加工件。

本发明的机器人导轨4由伺服电机驱动，采用齿轮齿条传动方式或者滚珠丝杠传动方式，用机器人示教器来控制，带有自润滑功能。通过设置机器人导轨4，在六关节机器人原有六个轴基础上增加一个可移动的第七轴，提高机器人利用率，加大机器人运行范围，使机器人能够适应多工位、多机台、大跨度的复杂性的工作场所。

所述数控车床1用于对加工件进行车的工作，包括车外圆、车螺纹等，所述数控车床1能完成不同毛坯件的加工程序的编制和调整，所述数控车床1与工业机器人3以及智能产线总控***6信号连接，并提供程序编写的接口以完成与工业机器人3以及智能产线总控***6的交互。所述数控车床1根据不同加工件的加工工艺进行不同加工程序的调用，并将加工过程中的所有信号及数据传输至智能产线总控***6。所述数控车床1内还设有高清摄像头，所述高清摄像头用于实时拍摄所述数控车床1内部的加工状态并传递给加工过程看板91，加工过程看板91可以显示所述高清摄像头所拍摄的图像，从而随时监控数控车床1的加工状态，使得整个加工过程透明化，便于对加工过程进行分析，并根据加工过程实时调整加工程序，利于批量化零件的加工。

所述加工中心2用于对加工件进行铣的工作，包括切沟槽、铣凸台、铣内孔、倒角等。切削加工一般是先通过数控车床1进行车的加工工序，再通过加工中心2进行铣的加工工序。所述加工中心2能完成不同毛坯件的加工程序的编制和调整，所述加工中心2与工业机器人3以及智能产线总控***6信号连接，并提供程序编写的接口以完成与工业机器人3以及智能产线总控***6的交互。所述加工中心2根据不同加工件的加工工艺进行不同加工程序的调用，并将加工过程中的所有信号及数据传输至智能产线总控***6。所述加工中心2内还设有高清摄像头，所述高清摄像头用于实时拍摄所述加工中心2内部的加工状态并传递给加工过程看板91，加工过程看板91可以显示所述高清摄像头所拍摄的图像，从而随时监控数控车床1的加工状态，使得整个加工过程透明化，便于对加工过程进行分析，并根据加工过程实时调整加工程序，利于批量化零件的加工。所述加工中心2还设置有在线检测装置，所述在线检测装置包括测头，测头根据加工件的加工方式和机床的结构形式进行选择，能完成加工面的直径和深度的精确测量，所述在线检测装置用于当加工件加工完成后对加工件的相关尺寸进行检测以及进行加工超差的报警，并将检测的数据上传至智能产线总控***6中，完成与智能产线总控***6的交互。

所述数控车床1以及所述加工中心2均设置有自动门单元，用于方便工业机器人3对加工设备进行上下料，所述自动门单元包括自动门、驱动所述自动门打开和关闭的自动门气缸以及控制所述自动门气缸的自动门感应开关，从而可以实现自动门的自动打开和关闭以及自动夹紧治具的自动夹紧和松开。所述数控车床1以及所述加工中心2内还设有自动夹紧治具单元，所述自动夹紧治具单元包括自动夹紧治具、驱动所述自动夹紧治具夹紧和松开的治具气缸以及控制所述治具气缸的治具感应开关。具体地，当工业机器人3对加工设备进行上料时，工业机器人3运行至加工设备处，自动门感应开关收到工业机器人3到位信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下打开，工业机器人3将加工件放入自动夹紧治具，治具感应开关收到加工件到位信号后，控制治具气缸开始运行，自动夹紧治具在治具气缸的驱动作用下夹紧加工件，工业机器人3退出加工设备外，自动门感应开关收到工业机器人3离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭，机床开始对加工件进行加工，加工完成后数控***输出加工结束信号给自动门气缸，自动门气缸驱动自动门打开，工业机器人3进入加工设备，运用机器人夹具30夹紧加工件，治具感应开关收到机器人夹具30夹紧信号后，控制治具气缸开始运行，自动夹紧治具在治具气缸的驱动作用下松开加工件，工业机器人3夹紧加工件退出加工设备，自动门感应开关收到工业机器人3离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭。

数控车床1和加工中心2作为整个生产线的制造中心，以工件加工工序为核心，以在线检测装置的检测结果为导向，以刀具和加工程序为基础衔接机器人上下料及智能产线总控***6的订单下发。

所述智能产线总控***6硬件部分包括一体机电脑和一体机柜体，PLC的电控模组安装于一体机柜体中，软件部分安装于一体机电脑上。所述智能产线总控***6主要负责产线设备数据采集（各个设备状态、IO状态、生产数据等）、状态显示、产线监控、RFID读写控制、NC文件及作业指导书传输、检测设备检测交互等，并将数据上传至生产线设备，实时获知每台机床当前加工的工件和工件生产数量，为生产线提供准确及时的生产加工信息。其中PLC负责整个产线的逻辑动作控制、机床、机器人、在线检测装置、数字化立体料仓7的生产协调控制。所述智能产线总控***6的软件部分包括智能产线***软件，智能产线***软件是运用于自动产线的控制***，用于对产线上的机床、机器人、测量仪等设备的运行进行监控，并提供方便的可视化界面展示所检测的数据。同时，智能产线***软件可以完成数据的上传下达，将数据（报工、状态、动作、刀具等）上报、将生产任务和命令（CNC切入切出控制指令、加工任务）下发到设备。所述智能产线总控***6的软件部分还包括智能优化***软件，能对加工效率和加工质量进行优化。首件试切时采集加工过程的实时数据，获得加工过程“心电图”，建立实时数据、材料去除率和加工程序行之间的对应关系，基于实测数据进行效率和精度等参数的优化。所述智能产线总控***6还包括网络通讯模块，主要负责将离散的CNC、PLC、RFID、在线检测装置等进行组网，实现产线总控及智能化制造***与设备之间的集中控制与网络化管理。

作为本实施例的优选，该生产线还包括MES***(制造执行***)9，所述MES***9硬件部分由一套工控机、触摸屏和***线缆组成，所述智能产线总控***6将采集的数据上传至所述MES***9，所述MES***9再将数据上传至数据库。所述MES***9可以进行加工任务创建、加工任务管理，立体仓库管理和监控，机床启停、初始化和管理，加工程序管理和上传，在线检测实时显示和刀具补偿修正，并具有MES***看板92，具体包括设备监控看板、仓库监控看板以及机床刀具监控看板，所述设备监控看板用于显示主要设备的状态，包括加工中心2、数控车床1、工业机器人3；所述仓库监控看板用于显示仓库仓位的零件名称、加工工艺、状态；所述机床刀具监控看板用于显示加工中心2的刀库数据、当前使用刀具、当前刀具的加工时间。所述MES***9还用于工单下达、排程、生产数据管理、报表管理等。

作为本实施例的优选，该生产线还包括智能制造仿真软件平台10，主要通过数字模型根据实际参数设定，验证方案设计、布局可行性优化设计方案，以及计算加工节拍，验证加工工艺顺序是否合理。所述智能制造仿真软件平台10的硬件部分由一套编程和设计工位计算机以及***线缆组成。包含主流品牌的工业机器人模型库及多种智能工厂仿真模型，支持主流三维数据格式导入，可根据需求进行模型的运动行为管理。具备创建包含重力、弹性碰撞等物理规律的智能制造虚拟仿真环境。可以搭建包含工业机器人、AGV、数控机床、滑轨与变位机、传送带等智能生产线虚拟仿真布局方案。运用PLC编程软件或PLC设备控制虚拟仿真布局，实现PLC程序功能和设计功能的仿真验证。具备碰撞检测、坐标锁定、限位停止等功能，便于优化智能产线虚拟仿真布局。

作为本实施例的优选，还包括环形防护网6，所述工业机器人单元、数字化立体料仓2、数控车床1以及加工中心2均位于所述防护网6内侧，所述防护网8由欧标铝型材和亚克力板搭建而成，并配备有安全门，可防止人员进入工业机器人工作区域，造成不必要的伤害，上述防护网8还设置有用于检测人体是否进入工业机器人工作区域的自动感应装置，当人进入凶险区域时，自动感应装置自动感应，此时机器人处于低速或暂停状态，以防伤害到人。

该智能制造生产线工作之前需要对数控车床、加工中心、工业机器人以及智能产线总控***编制相关的程序；包括：在数控车床和加工中心的数控***上按照设定加工工件工艺流程分别编制对应的加工程序代码；对工业机器人进行编程，实现工业机器人对数字化立体料仓的上下料，对数控车床的上下料，对加工中心的上下料；对智能产线总控***进行编程，针对整个工件加工工艺和加工流程进行程序的编制和操作界面的设置。

上述智能制造生产线的工作方法如下：

（1）智能产线总控***向工业机器人、数控车床以及加工中心派发订单，包括向工业机器人发送待加工的工件信息以及向数控车床以及加工中心上传待加工工件的加工子程序等。数控车床以及加工中心的机床加工主程序按固定名称存放在机床内存，智能产线总控***只进行加工子程序的上传。

（2）工业机器人根据智能产线总控***发送的工件信息，从数字化立体料仓取出待加工的工件，机器人夹具上的RFID读写头读取该工件的RFID电子标签信息并传递给智能产线总控***；具体包括：

工业机器人通过机器人导轨运行至数字化立体料仓，根据订单派发的工件信息停止在指定仓位处，机器人夹具的工件手爪打开，运行至工件位置，对应仓位的检测传感器检测该仓位是否有加工件并将检测的信号传递给工业机器人，工业机器人根据接收的信号判断该仓位有加工件后，机器人夹具上的工件手爪关闭以夹紧加工件，机器人夹具上的RFID读写头对该工件的RFID电子标签中存储的加工信息进行读取并将信息传递给智能产线总控***，机器人夹具夹紧加工件退出数字化立体料仓。

（3）工业机器人将工件搬运至数控车床，数控车床按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集数控车床加工过程中的加工数据；具体包括：

工业机器人通过机器人导轨运行至数控车床处停止，数控车床自动门感应开关收到工业机器人到位信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下打开，工业机器人夹取工件进入数控车床将工件放入自动夹紧治具，治具感应开关收到加工件到位信号后，控制治具气缸开始运行，自动夹紧治具在治具气缸的驱动作用下夹紧加工件，工业机器人退出数控车床外，自动门感应开关收到工业机器人离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭，机床开始对加工件进行加工，在加工的过程中，智能产线总控***实时采集加工过程中的加工数据。

（4）数控车床加工完成后，工业机器人将工件转移至加工中心，加工中心按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集加工中心加工过程中的加工数据；具体包括：

数控车床加工完成后数控***输出加工结束信号，自动门接收到加工结束信号后打开，工业机器人进入数控车床，运用机器人夹具夹紧工件，治具感应开关接收到机器人夹具夹紧信号后松开工件，工业机器人夹紧工件退出数控车床，自动门感应开关收到工业机器人离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭。工业机器人夹紧工件并通过机器人导轨运行至加工中心处停止，加工中心自动门感应开关收到工业机器人到位信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下打开，工业机器人夹取工件进入加工中心将工件放入自动夹紧治具，治具感应开关收到加工件到位信号后，控制治具气缸开始运行，自动夹紧治具在治具气缸的驱动作用下夹紧加工件，工业机器人退出加工中心外，自动门感应开关收到工业机器人离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭，机床开始对加工件进行加工，在加工的过程中，智能产线总控***实时采集加工过程中的加工数据。

（5）加工中心加工完成后，在线检测装置对加工完成的加工件进行尺寸检测并将检测数据上传至智能产线总控***；具体包括：

加工中心加工完成后数控***输出加工结束信号，数控***开始运行使得刀库转动至在线检测装置的测头在工件正下方正对工件，测头开始运行对加工成品件进行直径和深度的检测，检测完成后数据自动上传至智能产线总控***。

（6）工业机器人从加工中心取出加工件，并运行至数字化立体料仓将加工件放入对应的仓位中；具体包括：

加工中心自动门接收到加工并检测结束信号后打开，工业机器人进入加工中心，运用机器人夹具夹紧工件，治具感应开关接收到机器人夹具夹紧信号后松开工件，工业机器人夹紧工件退出加工中心，自动门感应开关收到工业机器人离开信号后，控制自动门气缸开始运行，自动门在自动门气缸的驱动作用下关闭。工业机器人夹紧工件并通过机器人导轨运行至数字化立体料仓处，将工件放入对应的仓位中，该仓位的检测传感器检测工件到位后，工业机器人的机器人夹具松开，RFID读写头根据智能产线总控***提供的分析结果将工件的加工结果信息写入对应的RFID电子标签，工业机器人退回至初始位置，同时智能产线总控***根据在线检测装置的检测结果判断加工件是否为合格品，若是，则更改状态指示灯为合格的颜色，若不是，则更改状态指示灯为不合格的颜色。

作为优选地，上述工作方法还包括：智能产线总控***接收到在线检测装置上传的检测数据后对数据进行分析，根据加工情况对数据进行智能优化，智能生产线控制***将工件智能优化后加工程序订单派发至加工中心。工业机器人从数字化立体料仓取出待优化的工件，通过RFID读写头对RFID电子标签的信息进行识别，将工件搬运至加工中心，加工中心按照加工要求，调用对应的智能优化后的加工程序进行加工，加工完成后由在线检测装置对加工成品件进行直径和深度的检测并将数据上传至智能产线总控***，由智能产线总控***进行数据分析，完成后机器人将成品件搬运至数字化立体料仓的对应仓位，将新的加工信息写入对应的RFID电子标签，同时智能产线总控***根据在线检测装置的检测结果判断加工件是否为合格品，若是，则更改状态指示灯为合格的颜色，若不是，则更改状态指示灯为不合格的颜色。

加工完成后，智能产线总控***输出上述加工过程工件信息表，并对工件加工过程中的机床状态、机器人状态及料仓仓位情况进行状态输出和分析，输出分析报告。

本发明既满足当前制造业发展趋势，引领制造业升级，满足市场对工业机器人及其加工和检测各方面提出的更高要求，又能在软件的控制上满足生产线的智能化和信息化，且能为企业培养掌握智能制造、智能控制、工业机器人应用、高端数控设备、操作编程、***集成、数据分析等技术的复合型人才，为我国的智能制造技术的普及和相关人才的培养起到引领作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种切削加工智能制造生产线，其特征在于：包括工业机器人单元、数字化立体料仓、加工单元以及智能产线总控***，所述加工单元包括至少一个带数控***的加工设备，所述工业机器人单元包括工业机器人，所述工业机器人包括机器人本体以及连接于所述机器人本体上的机器人夹具，所述数字化立体料仓包括多个仓位，每个仓位均设置有用于记录该仓位加工件的加工信息的RFID电子标签，所述机器人夹具上设置有用于读写RFID电子标签信息的RFID读写头，所述加工设备、所述工业机器人以及所述RFID读写头均与所述智能产线总控***信号连接，所述智能产线总控***用于向所述工业机器人发送待加工的工件信息、向所述加工设备下发待加工工件的加工程序以及采集所述加工设备的加工数据，所述工业机器人用于根据所述智能产线总控***发送的工件信息从所述数字化立体料仓取出待加工的加工件到加工设备以及将加工完成的加工件从所述加工设备放回到所述数字化立体料仓，所述智能产线总控***还用于控制所述RFID读写头对所述RFID电子标签进行读写操作。

2.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述数字化立体料仓的每个仓位上均设置有用于检测该仓位是否有加工件的检测传感器，所述检测传感器与所述工业机器人信号连接。

3.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述数字化立体料仓的每个仓位均设置有用于显示该仓位加工件的加工状态的状态指示灯。

4.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述机器人夹具包括法兰盘、转换梁以及工件手爪，所述法兰盘与所述机器人本体的第六轴末端连接，所述转换梁连接所述法兰盘和所述工件手爪，所述RFID读写头固定于所述转换梁上。

5.如权利要求4所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述工件手爪具有两个且分别连接于所述转换梁的两端，每一所述工件手爪包括平行移动气缸和与平行移动气缸连接的至少两个工件气动手指。

6.如权利要求4所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述机器人夹具上还设置有用于感应工件手爪是否抓取有加工件的感应传感器。

7.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述工业机器人单元还包括供所述工业机器人行走的机器人导轨，所述数字化立体料仓与所述加工设备沿所述机器人导轨布置。

8.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：所述加工设备设置有自动门单元和自动夹紧治具单元，所述自动门单元包括自动门、驱动所述自动门打开和关闭的自动门气缸以及控制所述自动门气缸的自动门感应开关，所述自动夹紧治具单元包括自动夹紧治具、驱动所述自动夹紧治具夹紧和松开的治具气缸以及控制所述治具气缸的治具感应开关。

9.如权利要求1所述的切削加工智能制造生产线，其特征在于：还包括环形防护网，所述工业机器人单元、数字化立体料仓以及加工单元均位于所述防护网内侧，所述防护网配备有安全门，上述防护网还设置有用于感应人体是否进入工业机器人工作区域的自动感应装置。

10.一种切削加工智能制造生产线的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）智能产线总控***向工业机器人、数控车床以及加工中心派发订单，包括向工业机器人发送待加工的工件信息以及向数控车床以及加工中心上传待加工工件的加工子程序；

（2）工业机器人根据智能产线总控***发送的工件信息，从数字化立体料仓取出待加工的工件，机器人夹具上的RFID读写头读取该工件的RFID电子标签信息并传递给智能产线总控***；

（3）工业机器人将工件搬运至数控车床，数控车床按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集数控车床加工过程中的加工数据；

（4）数控车床加工完成后，工业机器人将工件转移至加工中心，加工中心按照加工要求调用相应的加工程序进行加工，智能产线总控***采集加工中心加工过程中的加工数据；

（5）加工中心加工完成后，在线检测装置对加工完成的加工件进行尺寸检测并将检测数据上传至智能产线总控***；

（6）工业机器人从加工中心取出加工件，并运行至数字化立体料仓将加工件放入对应的仓位中。