CN211540233U

CN211540233U - 羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线

Info

Publication number: CN211540233U
Application number: CN201921245713.9U
Authority: CN
Inventors: 马有宝; 张勇; 马梦雅; 徐万红
Original assignee: Jiangsu Dazhen Robot Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Dazhen Robot Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2029-08-02

Abstract

本实用新型涉及一种羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线。本实用新型对应的产品羊角叉总共有3道工艺，分别对应车床，拉床，钻床，车床自动化设备需要夹持产品角叉末端，拉床与钻床需要夹持产品角叉头端，一头一尾单个机器人换料节拍太慢影响产能，3个及以上机器人节拍太快产能过剩，2个机器人加1条输送链板可以刚好与设备加工产能契合，并且输送链板既有空间传送产品的功能，又可以达到暂时储料的作用；产能契合度高，设备利用率高。

Description

羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线

技术领域

本实用新型涉及一种羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，属于机械零件自动化加工技术领域。

背景技术

羊角叉加工涉及若干道工序，需要车床、拉床、钻床的共同使用实现加工，现有的加工方式自动化程度较低，同时也并没有充分考虑羊角叉各道加工工序的时长，不能合理的布局，加工节拍不能很好的实现平衡，导致羊角叉生产效率的极大降低，因此需要加以改进。

实用新型内容

本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种布局合理、自动化程度高的一种羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线。

为此本实用新型采用的技术方案是：羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，由搬运机器人、加工中心、上料机、视觉单元、二次定位平台、换向平台、链板中继线、控制***组成；

所述上料机用于物料上料，所述上料机后端设置视觉单元，所述视觉单元通过搬运机器人一将毛坯放入二次定位平台，所述二次定位平台对毛坯定位后将毛坯通过机器人一移动到车床进行加工形成半成品，所述半成品通过机器人一输送至换向平台上，进一步的通过机器人一将半成品抓取至链板中继线上，所述链板中继线后端设置有拉床并且通过机器人二将半成品从链板中继线上移动至拉床，所述拉床的后端设置有钻床，所述经过拉床加工后的半成品通过机器人二移动至钻床内进行加工形成成品，并通过机器人二放入下料线；

所述车床、拉床、钻床的设置数量采用3:1:1的布置形式。

进一步的，所述机器人一设置有若干抓手用于实现工件在不同设备之间的传送。

进一步的，所述机器人二设置有复合抓手。

进一步的，经过车床加工后的工件可先经过抽检平台抽检后再放入链板中继线，由机器人一实现工件在上述各设备之间的传送。

进一步的，所述链板中继线和拉床之间设置有缓存单元，所述缓存单元用于放置工件。

进一步的，还设置有吹气单元，所述吹气单元用于对机器人抓手部分进行吹气，将抓手部分存在的铁屑吹落。

进一步的，在所述拉床和钻床之间设置缓存台，用于对工件进行二次定位。

进一步的，设置用于阻止人员进入机器人运动区域的安全围栏，所述安全围栏上设置有供人员进出的安全门。

进一步的，所述控制***采用西门子PLC进行***逻辑控制。

本实用新型的优点是：1）产能加工节拍：单个羊角叉车床加工时间:90S~110S，拉床加工时间:35S~52S，钻床加工时间：35S~60S；因此3台车床供应1台拉床和1台钻床，平均每30S~37S出产1个产品，各设备的产能尽量契合，极大的提高了生产效能。

2）人体工程考量：选用视觉+输送带模式+二次定位平台+换向平台，使人工仅需要随意将产品任意角度放在输送带上即可，避免了传统需要人工按照特定位置角度摆放产品的模式，充分考量人体工程学，减少人工强度。

3）自动化数量与加工工艺考量：这套自动化对应的产品总共有3道工艺，分别对应车床，拉床，钻床，车床自动化设备需要夹持产品角叉末端，拉床与钻床需要夹持产品角叉头端，一头一尾单个机器人换料节拍太慢影响产能，3个及以上机器人节拍太快产能过剩，2个机器人加1条输送链板可以刚好与设备加工产能契合，并且输送链板既有空间传送产品的功能，又可以达到暂时储料的作用；产能契合度高，设备利用率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为机器人一的结构示意图。

图4为机器人二的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型做出进一步说明，以更好了解本实用新型：

本实用新型由搬运机器人及手抓***（2套）、加工中心（5台，分别为车床3台、拉床1台、钻床1台）、步进上料机（1台）、视觉单元（1套）、抽检平台（1套）、二次定位平台（1台，换抓）、换向平台（1套，换抓）、链板中继线（1套）、缓存台1（1套）、吹气单元（1套）、缓存单元（1套）、下料线（1套）、安全围栏、控制***组成；工作站中零件加工为3道工艺，分别由3台OP20车床,1台OP30拉床，1台OP40钻床独立完成；由机器人在毛坯拿起工件，通过机器人在机床前按工艺卡要求顺序重复上下料的工作，直到每个产品全部依次完成形成循环。

本实用新型正常单循环工艺流程如下：

1）人工及物料、设备就绪；

2）人工首先将毛坯依次放在上料机上，需要注意工件间的间隙；

3）上料收到满料指定后，会依次将毛坯移动到视觉单元范围内；

4）视觉单元将对毛坯工件进行视觉定位，然后将空间坐标传递给机器人一；

5）机器人一收到视觉信号后，使用毛坯搬运抓手1将毛坯抓起，放入二次定位平台；

6）定位平台进行定位后，机器人一通过毛坯上料抓手2将毛坯件抓取，移动到OP20车床；

7）OP20车床加工完毕，打开自动门。机器人一使用毛坯下料抓手3将加工好的半成品工件拿出机床，通过抓手2将毛坯工件放入OP20车床；

8）机器人1将半成品工件放入换向平台，然后使用毛坯搬运抓手1将半成品工件抓取，放入链板中继线（实现羊角叉输送的输送线）上；机器人一开始搬运下一个毛坯件；

9）如果需要抽检，则由机器人一将半成品工件先放入抽检台，再放入链板线；

10）链板中继线将半成品移动到OP30拉床上料位；

11）机器人二首先利用复合抓手1，在链板线上抓取半成品，然后移动到OP30拉床，将加工好的工件搬运取出，退出后末端旋转，再将半成品放入OP30拉床；

12）机器人二移动到OP40钻床前，先将加工好的成品取出，再旋转末端抓手，将未加工好的半成品放入工装内；

13）机器人二退出OP40钻床，将工件放入下料线；

14）完成以上循环。

下面对本实用新型各单元的作用机理做进一步说明：

1）视觉单元：上料机通过人工进行摆放上料。

人工将工件比较整齐的水平放置在皮带上，每个工件之间留有一定的间隙，保证输送线在运输过程中，工件尽量不会碰到粘合到一起。在视觉单元前有检测信号，当检测信号一直检测到无料的时候，会进行声光报警提示；

工件被视觉定位后，就会被机器人抓走。

如果因为工件碰撞或挤压在一起导致工件未能被机器人抓走；输送线则往前运行，将未被抓取的工件流入料斗中进行存储，等待人工后续处理。

2）二次定位平台和换向平台：因为通过视觉定位后的毛坯件，无论是精度还是机床需要的装夹姿态都不符合要求，必须要先进行二次定位，不仅能提供机器人抓取前的工件位置精度，也便于机器人换抓手调整工件姿态，二次定位平台和换向平台的具体结构本领域技术人员根据实际情况进行设计，在此不作出具体限定。

同样，工件在进入链板线前，一样需要调整姿态，因此从降低机器人等待时间考虑，机器人将工件从OP20车床内拿出，先放换向平台进行换向，等有需要的时候再过来拿走，就减少了等待时间。

3）机器人一的抓手结构：因为产品是柔性化生产，同时为了要避开机床工装的干涉，为了保证夹持的平行度和稳定性，所以初步选择了对称夹持的方式。

因为毛坯在视觉进行定位的时候，工件是躺放的，所以要使用毛坯搬运抓手1进行两指夹持。因为OP20车床夹紧的需要，所以毛坯抓取采用上料抓手2和下料手抓3进行三指夹持。

通过夹持指头的设计，可以使手抓在更换指头的情况下完成多种产品的适应抓取。指头表面覆盖软性材质，避免划伤工件表面。机器人手腕部分带有浮动装置，保证工件被机床夹持时受到的反作用力能够被缓冲。

与普通夹头相比，气动指头瞬间即可自动张紧工件，且夹持力稳定、可调。

4）机器人二的抓手结构：OP30与OP40在新设计中工装间距是一致性。因此从抓取的角度出发，最开始的产品间距与角度的要求的是最高的。因此从链板线上下料，进OP30机床之前，需要一个缓存位进行二次定位，确保工件从链板线上拿下来以后进入OP30内的姿态不变。

并且因为OP30/OP40工装夹持的特殊性，一定是机器人将工件放入工装后，工装夹紧后抓手才能松开工件。所以为了保护抓手和机器人，两工位都需要一个浮动装置来吸收变形的力。这样可以有效降低机器人及抓手收到外界扭切力带来的额外磨损和损坏。

5）吹气单元：在本自动生产线中，由于工件在工序完成之前机器人手抓的夹持点是毛坯，而机器人夹持手抓会因静电吸附或铁屑粘连现象会造成机器人前端手爪部分粘有一些残屑现象，影响机器人手抓的夹持精度和工件的外观，所以为保持机器人手抓加工后序的夹持精度和工件的外观，需清理一次机器人手抓。

械手清理频率可按照一定的数值，机器人带动手爪移动到工作区域，通过喷风嘴不断对手爪部分的前端手指进行吹气，手爪可通过手臂调整自身姿态及角度确保前端铁屑被冲刷干净，以达到清理的目的。

6）缓存单元：本实用新型缓存单元的作用非常巨大；因为OP20车床与OP30拉床/40钻床的节拍差异不匹配，在连续作业过程中会经常出现前后不一致的情况，所以需要一个缓存机构来平衡两边的生产，起到工艺连续，但生产却独立的情况。每当生产线前后年度不匹配的时候，机器人二会将链板线上多余的工件放入缓存单元，将链板线上的位置留给机器人一下料，确保生产线两端不停机。

7）下料线：机器人二将工件放在输送线上，每次放下后给出信号，输送线就会前进一格，输送线末端带有传感器，当工件约满时，输送线提供声光报警。

8）安全围栏：用来防止出现机器人在自动运动过程中由于人员的意外闯入而造成的安全事故。安全围栏上设置有安全门，当需要检修设备时，人员可由安全门进入机器人动作区域，而此时安全门上的安全开关会被断开，禁止机器人的自动启动，保障人员的安全。

围栏采用方钢管作为支撑立柱，采用工业钢板网作为隔断面，颜色可由客户制定，或安照HT标准的黄色制作，高度为2000mm。

Claims

1.羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，由搬运机器人、加工中心、上料机、视觉单元、二次定位平台、换向平台、链板中继线、控制***组成；

所述上料机用于物料上料，所述上料机后端设置视觉单元，所述视觉单元通过搬运机器人一将毛坯放入二次定位平台，所述二次定位平台对毛坯定位后将毛坯通过机器人一移动到车床进行加工形成半成品，所述半成品通过机器人一输送至换向平台上，进一步的通过机器人一将半成品抓取至链板中继线上，所述链板中继线后端设置有拉床并且通过机器人二将半成品从链板中继线上移动至拉床，所述拉床的后端设置有钻床，所述经过拉床加工后的半成品通过机器人二移动至钻床内进行加工形成成品，然后成品进入下料线；

所述车床、拉床、钻床的设置数量采用3:1:1的布置形式。

2.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，所述机器人一设置有若干抓手用于实现工件在不同设备之间的传送。

3.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，所述机器人二设置有复合抓手。

4.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，经过车床加工后的工件可先经过抽检平台抽检后再放入链板中继线，由机器人一实现工件在上述各设备之间的传送。

5.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，所述链板中继线和拉床之间设置有缓存单元，所述缓存单元用于放置工件。

6.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，还设置有吹气单元，所述吹气单元用于对机器人抓手部分进行吹气，将抓手部分存在的铁屑吹落。

7.根据权利要求1所述的羊角叉加工机床智能化机器人上下料生产线，其特征在于，设置用于阻止人员进入机器人运动区域的安全围栏，所述安全围栏上设置有供人员进出的安全门。