CN111266769A - 一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械设计制造领域，公开了一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***及工作方法，包括：夹具切换***21、夹具变位***20和夹具储存***19；夹具切换***21包括X向导轨12、Y向导轨13、Y向牵引小车10和X向牵引小车8；X向导轨12由平行排列的导轨组成；Y向导轨13由垂直于X向导轨12排列的导轨组成；X向牵引小车8位于X向导轨12上；X向牵引小车8的上表面具有Y向输送导轨11；Y向牵引小车10位于X向牵引小车8上；夹具储存***19位于X向导轨12的不同于Y向导轨13的一侧；夹具变位***20横跨在Y向导轨13的上方。本发明最大限度减小了设备占地面积，提高了厂房的使用效率；本发明改善了现有生产线的自动化程度，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于机械设计制造领域，尤其涉及一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***及工作方法。
背景技术
随着消费市场要求的提高，装备制造领域的产品改款变形速度日益加快，该领域的规模不断扩大，生产线需要适应不同型号的产品生产要求以降低开发成本。目前在该领域产品的自动化生产线上，普遍采用柔性化生产线。柔性化生产线指的是在相同的工位或者同一条生产线上可以满足不同规格的产品生产，其通用设备和公用设施一次性投入永久性使用，每次增加新产品时，只需要增加专用设备，改造事先预留的通用设备和调试各种公用化程序，因此避免重复投资造成的浪费，如何有效的完成夹具切换，成为柔性生产线考虑的关键技术。
申请号为CN201821046000.5的专利公开了一种夹具柔性切换与储存装备，包括台车、夹具、机器人和存储库；夹具包括底板和固设于底板的夹紧单元，夹紧单元用于定位并夹紧焊接零件，底板分别通过零点***与台车和机器人可拆卸连接；存储库用于放置夹具；机器人用于在台车和存储库之间搬运夹具。该焊接台车夹具切换***可有效降低焊接台车夹具切换的成本，简化切换操作工艺并提高切换效率。但该装置并未对台车的运输轨道进行优化设计，也未考虑工作空间的有限性。
发明内容
本发明的目的在于公开自动化程度高、空间使用效率高的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***及工作方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，包括：夹具切换***21、夹具变位***20和夹具储存***19；夹具切换***21包括X向导轨12、Y向导轨13、Y向牵引小车10和X向牵引小车8；X向导轨12由平行排列的导轨组成；Y向导轨13由垂直于X向导轨12排列的导轨组成；Y向导轨13的一端靠近X向导轨12，Y向导轨13的另一端向远离X向导轨12的方向延伸；X向牵引小车8位于X向导轨12上；X向牵引小车8的上表面具有Y向输送导轨11；Y向牵引小车10位于X向牵引小车8上；Y向牵引小车10的四角固定有Z向的举升装置9；夹具储存***19位于X向导轨12的不同于Y向导轨13的一侧；夹具变位***20横跨在Y向导轨13的上方。
进一步地，夹具储存***19包括储存位Y向轨道5和夹具存放支架7；储存位Y向轨道5由垂直于X向导轨12排列的导轨组成；储存位Y向轨道5的一端靠近X向导轨12，储存位Y向轨道5的另一端向远离X向导轨12的方向延伸；夹具存放支架7位于储存位Y向轨道5的两边。
进一步地，X向牵引小车8底部的车轮与X向导轨12相配合，Y向牵引小车10底部的车轮与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11相配合。
进一步地，储存位Y向轨道5的远离X向导轨12的一端安装有储存位Y向轨道到位感应装置6。
进一步地，Y向导轨13的远离X向导轨12的一端装有Y向导轨到位限位装置14。
进一步地，储存位Y向轨道5的尺寸与Y向输送导轨11的尺寸相同，储存位Y向轨道5的高度与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11的高度相同；Y向导轨13的尺寸与Y向输送导轨11的尺寸相同，Y向导轨13的高度与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11的高度相同。
进一步地，Y向输送导轨11的高度低于地面。
进一步地，夹具切换***21的数量为1，夹具变位***20和夹具储存***19的数量为任意多个。
进一步地，一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***的工作方法，包含如下步骤：
步骤(1)：总控制***下达夹具切换任务给夹具切换***(21)，夹具切换***(21)中的X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处时停止；
步骤(2)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)下方；
步骤(3)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升夹具变位***(20)中的夹具；
步骤(4)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(5)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)沿着X向导轨(12)输送至空置的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(6)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)背负夹具再沿着储存位Y向轨道(5)输送至空置的夹具存放支架(7)之间时停止；
步骤(7)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具举起，然后将夹具落在空置的夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(8)：Y向牵引小车(10)沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，且Y向牵引小车(10)完全脱离Y向轨道(5)；
步骤(9)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(10)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至储存位Y向轨道(5)上，Y向牵引小车(10)再沿着储存位Y向轨道(5)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)之间时停止；Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升存放待切换夹具的夹具存放支架(7)上的夹具，使夹具脱离夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(11)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上且Y向牵引小车(10)完全脱离储存位Y向轨道(5)时停止输送；
步骤(12)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具，X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处，X向牵引小车(8)上面的Y向输送导轨(11)与夹具变位***(20)的Y向输送导轨(11)对齐时，X向牵引小车(8)停止驱动；
步骤(13)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)的下方；
步骤(14)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具落在要切换夹具的夹具变位***(20)上的导向机构中；
步骤(15)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(16)：夹具切换完成，等待总控制的下一个工作任务。
本发明的有益效果为：
本发明提出了夹具错层输送方式，合理化产房布置，最大限度地减小设备占地面积，提高了厂房的使用效率；本发明使用并排式摆放夹具切换与储存，满足批量生产模式，大大改善了现有的生产线生产产品单一的问题；本发明改善了现有产线的自动化程度，机器人控制***可以实现所有夹具切换和变位的联动，提高了生产效率。
附图说明
图1是一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***结构图；
图2是一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***全貌图；
图3是错层布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明：
如图1和图2，一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，包括：夹具切换***21、夹具变位***20和夹具储存***19；夹具切换***21包括X向导轨12、Y向导轨13、Y向牵引小车10和X向牵引小车8；X向导轨12由平行排列的导轨组成；Y向导轨13由垂直于X向导轨12排列的导轨组成；Y向导轨13的一端靠近X向导轨12，Y向导轨13的另一端向远离X向导轨12的方向延伸；X向牵引小车8位于X向导轨12上；X向牵引小车8的上表面具有Y向输送导轨11；Y向牵引小车10位于X向牵引小车8上；Y向牵引小车10的四角固定有Z向的举升装置9；夹具储存***19位于X向导轨12的不同于Y向导轨13的一侧；夹具变位***20横跨在Y向导轨13的上方。
进一步地，夹具储存***19包括储存位Y向轨道5和夹具存放支架7；储存位Y向轨道5由垂直于X向导轨12排列的导轨组成；储存位Y向轨道5的一端靠近X向导轨12，储存位Y向轨道5的另一端向远离X向导轨12的方向延伸；夹具存放支架7位于储存位Y向轨道5的两边。
进一步地，X向牵引小车8底部的车轮与X向导轨12相配合，Y向牵引小车10底部的车轮与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11相配合。
进一步地，储存位Y向轨道5的远离X向导轨12的一端安装有储存位Y向轨道到位感应装置6。
进一步地，Y向导轨13的远离X向导轨12的一端装有Y向导轨到位限位装置14。
进一步地，储存位Y向轨道5的尺寸与Y向输送导轨11的尺寸相同，储存位Y向轨道5的高度与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11的高度相同；Y向导轨13的尺寸与Y向输送导轨11的尺寸相同，Y向导轨13的高度与X向牵引小车8上表面的Y向输送导轨11的高度相同。
进一步地，Y向输送导轨11的高度低于地面。
进一步地，夹具切换***21的数量为1，夹具变位***20和夹具储存***19的数量为任意多个。
如图3的错层布置示意图，4是地面，3是储存位Y向轨道与夹具储存***安装面，2是X向导轨安装面，1是Y向导轨及夹具变位***安装面。错层布置的目的在于合理化厂房布局，增加厂房的有效利用率。
进一步地，一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***的工作方法，包含如下步骤：
步骤(1)：总控制***下达夹具切换任务给夹具切换***(21)，夹具切换***(21)中的X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处时停止；
步骤(2)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)下方；
步骤(3)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升夹具变位***(20)中的夹具；
步骤(4)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(5)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)沿着X向导轨(12)输送至空置的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(6)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)背负夹具再沿着储存位Y向轨道(5)输送至空置的夹具存放支架(7)之间时停止；
步骤(7)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具举起，然后将夹具落在空置的夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(8)：Y向牵引小车(10)沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，且Y向牵引小车(10)完全脱离Y向轨道(5)；
步骤(9)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(10)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至储存位Y向轨道(5)上，Y向牵引小车(10)再沿着储存位Y向轨道(5)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)之间时停止；Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升存放待切换夹具的夹具存放支架(7)上的夹具，使夹具脱离夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(11)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上且Y向牵引小车(10)完全脱离储存位Y向轨道(5)时停止输送；
步骤(12)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具，X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处，X向牵引小车(8)上面的Y向输送导轨(11)与夹具变位***(20)的Y向输送导轨(11)对齐时，X向牵引小车(8)停止驱动；
步骤(13)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)的下方；
步骤(14)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具落在要切换夹具的夹具变位***(20)上的导向机构中；
步骤(15)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(16)：夹具切换完成，等待总控制的下一个工作任务。
实施例1：
在实际使用时，如图2，夹具切换***21位于夹具变位***20和夹具储存***19之间，夹具变位***20有许多套并排摆放，夹具储存***19也有许多套并排摆放，极大地提高了空间利用率以及生产效率，同时可以根据市场状况快速扩大或者缩小生产规模，实现模块化布置、模块化撤离。
以上所述并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)
1.一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：包括：夹具切换***(21)、夹具变位***(20)和夹具储存***(19)；夹具切换***(21)包括X向导轨(12)、Y向导轨(13)、Y向牵引小车(10)和X向牵引小车(8)；X向导轨(12)由平行排列的导轨组成；Y向导轨(13)由垂直于X向导轨(12)排列的导轨组成；Y向导轨(13)的一端靠近X向导轨(12)，Y向导轨(13)的另一端向远离X向导轨(12)的方向延伸；X向牵引小车(8)位于X向导轨(12)上；X向牵引小车(8)的上表面具有Y向输送导轨(11)；Y向牵引小车(10)位于X向牵引小车(8)上；Y向牵引小车(10)的四角固定有Z向的举升装置(9)；夹具储存***(19)位于X向导轨(12)的不同于Y向导轨(13)的一侧；夹具变位***(20)横跨在Y向导轨(13)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的夹具储存***(19)包括储存位Y向轨道(5)和夹具存放支架(7)；储存位Y向轨道(5)由垂直于X向导轨(12)排列的导轨组成；储存位Y向轨道(5)的一端靠近X向导轨(12)，储存位Y向轨道(5)的另一端向远离X向导轨(12)的方向延伸；夹具存放支架(7)位于储存位Y向轨道(5)的两边。
3.根据权利要求1所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的X向牵引小车(8)底部的车轮与X向导轨(12)相配合，Y向牵引小车(10)底部的车轮与X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)相配合。
4.根据权利要求2所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的储存位Y向轨道(5)的远离X向导轨(12)的一端安装有储存位Y向轨道到位感应装置(6)。
5.根据权利要求1所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的Y向导轨(13)的远离X向导轨(12)的一端装有Y向导轨到位限位装置(14)。
6.根据权利要求1-2所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的储存位Y向轨道(5)的尺寸与Y向输送导轨(11)的尺寸相同，储存位Y向轨道(5)的高度与X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)的高度相同；Y向导轨(13)的尺寸与Y向输送导轨(11)的尺寸相同，Y向导轨(13)的高度与X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)的高度相同。
7.根据权利要求1所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的Y向输送导轨(11)的高度低于地面。
8.根据权利要求1所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***，其特征在于：所述的夹具切换***(21)的数量为1，夹具变位***(20)和夹具储存***(19)的数量为任意多个。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***的工作方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤(1)：总控制***下达夹具切换任务给夹具切换***(21)，夹具切换***(21)中的X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处时停止；
步骤(2)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)下方；
步骤(3)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升夹具变位***(20)中的夹具；
步骤(4)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(5)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)沿着X向导轨(12)输送至空置的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(6)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)背负夹具再沿着储存位Y向轨道(5)输送至空置的夹具存放支架(7)之间时停止；
步骤(7)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具举起，然后将夹具落在空置的夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(8)：Y向牵引小车(10)沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，且Y向牵引小车(10)完全脱离Y向轨道(5)；
步骤(9)：X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送，X向牵引小车(8)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)处时停止；
步骤(10)：Y向牵引小车(10)沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至储存位Y向轨道(5)上，Y向牵引小车(10)再沿着储存位Y向轨道(5)输送至存放待切换夹具的夹具存放支架(7)之间时停止；Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)垂直举升存放待切换夹具的夹具存放支架(7)上的夹具，使夹具脱离夹具存放支架(7)上的X向Y向导向机构；
步骤(11)：Y向牵引小车(10)背负夹具沿着储存位Y向轨道(5)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上且Y向牵引小车(10)完全脱离储存位Y向轨道(5)时停止输送；
步骤(12)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具，X向牵引小车(8)背负Y向牵引小车(10)在X向导轨(12)上输送至要切换夹具的夹具变位***(20)处，X向牵引小车(8)上面的Y向输送导轨(11)与夹具变位***(20)的Y向输送导轨(11)对齐时，X向牵引小车(8)停止驱动；
步骤(13)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)托举着夹具沿着X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)输送至Y向导轨(13)上，Y向牵引小车(10)再沿着Y向导轨(13)输送至要切换夹具的夹具变位***(20)的下方；
步骤(14)：Y向牵引小车(10)上的Z向的举升装置(9)将夹具落在要切换夹具的夹具变位***(20)上的导向机构中；
步骤(15)：Y向牵引小车(10)沿着Y向导轨(13)输送至X向牵引小车(8)上表面的Y向输送导轨(11)上，Y向牵引小车(10)完全脱离Y向导轨(13)时停止输送；
步骤(16)：夹具切换完成，等待总控制的下一个工作任务。
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| CN202010217896.4A CN111266769A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种智能化柔性生产线夹具切换与储存***及工作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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