CN106493579B - 一种钣金加工系统及其工作流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钣金加工系统及其工作流程，包括一种车间的布置方案和钣金加工生产线流程，车间内布置有激光雕刻单元、激光切割单元、毛刺打磨单元、钣金折弯单元、抛光清洗单元和AGV搬运单元，通过AGV搬运机器人携带原料从插座结构取电出发，依次行进至各单元，配合各单元上料、作业、下料，完成各工序后携带加工完成的材料返回插座结构处，下料取电。本发明将人机协作机器人与AGV模块化组合，使机器人不再局限于某一个单元、区域、工种的限制，能够根据生产扩展需要调配到任意一个工位中共同参与生产。
Description
技术领域
本发明涉及钣金加工的技术领域，尤其涉及一种钣金加工系统。
背景技术
钣金加工包含切割、冲孔、去毛刺、折弯、表面处理等多种加工工序，在以往的钣金加工项目中，工厂一般都是在其中的某些劳动强度较大的加工单元中导入机器人自动化，所以还是以单元级自动化加工设备为主。
现有的钣金加工由于是以单元级自动化加工设备或专机形式组成，适合于批量化、快节拍的产品生产，但对于小批量、多品种的产品就存在模具投入大、机种切换时间长、柔性化较差等技术难题。
发明内容
针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种钣金加工系统。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种钣金加工系统，其中，包括：
一激光雕刻单元，所述激光雕刻单元设置在车间的右侧；
一激光切割单元，所述激光切割单元设置在所述激光雕刻单元的左侧；
一毛刺打磨单元，所述毛刺打磨单元设置在所述激光切割单元的左侧；
一钣金折弯单元，所述钣金折弯单元设置在所述车间的左下侧；
一抛光清洗单元，所述激光清洗单元设置在所述钣金折弯单元的上侧；
一AGV搬运单元，所述AGV搬运单元包括一AGV搬运机器人和一插座结构，所述AGV搬运单元可移动于所述激光雕刻单元、所述激光切割单元、所述毛刺打磨单元、所述钣金折弯单元和所述抛光清洗单元之间；
所述激光雕刻单元、所述激光切割单元和所述毛刺打磨单元与所述车间的前侧壁之间形成一横走廊，所述插座结构设置在所述横走廊的右侧；
所述钣金折弯单元和所述抛光清洗单元与所述毛刺打磨单元之间形成一纵走廊。
上述的钣金加工系统，其中，所述AGV搬运机器人包括：一横向机械臂，所述横向机械臂的末端的下侧设置有一手腕法兰；一手爪工具，所述手爪工具与所述手腕法兰通过一换手盘连接，所述手爪工具包括一横向支架和一矩形支架，所述横向支架的一端的上端面与所述换手盘的下端面固定连接，所述横向支架的同一端的下端面固定有所述矩形支架；一2D视觉相机，所述横向支架相对于所述横向机械臂的另一端固定有所述2D视觉相机，通过所述2D视觉相机进行矫正补偿；一机器人工作台，所述AGV搬运机器人的机械臂的下单与所述机器人工作台固定连接，所述AGV搬运机器人的机械臂的上端与所述横向机械臂连接。
上述的钣金加工系统，其中，所述AGV搬运机器人还包括：一机器人控制柜，所述机器人控制柜设置在所述机器人工作台的内部，所述机器人控制柜控制所述AGV搬运机器人；一不间断电源，所述不间断电源设置在所述机器人工作台的内部，所述不间断电源与所述机器人控制柜电连接；一空压机，所述空压机设置在所述机器人工作台的内部，所述不间断电源与所述空压机电连接；一磁性插头，所述磁性插头的电源线部分与所述不间断电源电连接，所述磁性插头的插头部分设置在所述机器人工作台的外部，所述磁性插头的插头部分与所述矩形支架固定连接。
上述的钣金加工系统，其中，所述插座结构包括：一插座支架，所述插座支架的上端面设置有一磁性插座，所述磁性插座与所述磁性插头相匹配；一接触器，所述接触器与所述磁性插座连接；一保护罩，所述保护罩设置在所述插座支架的一侧的上侧。
上述的钣金加工系统，其中，所述磁性插头为凸锥形，所述磁性插座为凹锥面，所述磁性插头的凸锥形和所述磁性插座的凹锥面相匹配。
一种钣金加工系统的工作流程，其中，包括上述的钣金加工系统；
所述AGV搬运机器人携带原料从所述横走廊的所述插座结构处出发，沿所述横走廊行进至所述激光雕刻单元进行上料，配合所述激光雕刻单元完成雕刻后进行下料；
所述AGV搬运机器人再沿所述横走廊行进至所述激光切割单元进行上料，配合所述激光切割单元完成切割后进行下料；
所述AGV搬运机器人再沿所述横走廊行进至所述毛刺打磨单元进行上料，配合所述毛刺打磨单元完成打磨后进行下料；
所述AGV搬运机器人左转90度进入所述纵走廊行进至所述钣金折弯单元进行上料，配合所述钣金折弯单元完成折弯后进行下料；
所述AGV搬运机器人沿所述纵走廊行进至所述抛光清洗单元进行上料，配合所述抛光清洗单元完成抛光清洗后进行下料；
所述AGV搬运机器人携带加工完成的工件依次沿所述纵走廊和所述横走廊返回所述插座结构，所述AGV搬运机器人下料，并且所述AGV搬运机器人从所述插座结构取电。
上述的钣金加工系统的工作流程，其中，当所述AGV搬运机器人返回所述插座结构时，通过所述2D视觉相机对所述磁性插座进行拍照定位，并且所述2D视觉相机引导所述AGV搬运机器人进行所述磁性插头和所述磁性插座的对接。
上述的钣金加工系统的工作流程，其中，所述磁性插座的电路通过低压脉冲信号检测所述磁性插头和所述磁性插座是否对接完成。
上述的钣金加工系统的工作流程，其中，所述磁性插座的电路未检测到所述低压脉冲信号时，所述接触器断开；所述磁性插座的电路检测到所述低压脉冲信号时，所述接触器吸合。
上述的钣金加工系统的工作流程，其中，所述AGV搬运机器人与所述激光雕刻单元、所述激光切割单元之间通过Device Net总线进行通讯，通过以Ethernet IP让所述激光雕刻单元的振镜系统和所述激光切割单元的振镜系统快速获取所述AGV搬运机器人的位置信息，使所述AGV搬运机器人能够实时配合所述激光雕刻单元、所述激光切割单元进行作业。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是
(1)本发明采用全机器人智能化、无人化生产线，由5套可独立运行的机器人自动化加工单元和1套协作机器人AGV物流搬运调度系统组成，能够进行激光切割、激光雕刻、毛刺打磨、钣金折弯、表面抛光、超声波清洗等多道工序自动化生产。
(2)本发明将人机协作机器人与AGV模块化组合，使机器人不再局限于某一个单元、区域、工种的限制，而是提升为生产线团队中的“自由机器人”，不仅可以在各工序间作搬运和调度，而且能够根据生产扩展需要调配到任意一个工位中共同参与生产，或者在特定安全区域与操作人员进行协同工作。
附图说明
图1是本发明的钣金加工系统的生产线车间示意图。
图2是本发明的钣金加工系统的AGV搬运机器人的示意图。
图3是本发明的钣金加工系统的AGV搬运单元的示意图。
附图中：1、激光雕刻单元；2、激光切割单元；3、毛刺打磨单元；4、钣金折弯单元；5、抛光清洗单元；6、AGV搬运机器人；611、横向机械臂；6111、手腕法兰；6112、换手盘；612、纵向机械臂；613、底座；62、手爪工具；621、横向支架；622、矩形支架；63、2D视觉相机；64、磁性插头；7、插座结构；71、插座支架；72、磁性插座；73、接触器；74、保护罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是本发明的钣金加工系统的生产线车间示意图，请参见图1所示，示出了一种较佳实施例的钣金加工系统，包括有：车间、激光雕刻单元1、激光切割单元2、毛刺打磨单元3、钣金折弯单元4和抛光清洗单元5，激光雕刻单元1设置在车间的右侧，激光切割单元2设置在激光雕刻单元的左侧，毛刺打磨单元3设置在激光切割单元2的左侧，钣金折弯单元4设置在车间的左下侧，激光清洗单元5设置在钣金折弯单元4的上侧。
此外，作为较佳的实施例中，钣金加工系统还包括：AGV搬运单元，AGV搬运单元包括AGV搬运机器人6和插座结构7。
进一步，作为较佳的实施例中，激光雕刻单元1、激光切割单元2和毛刺打磨单元3与车间的前侧壁之间形成横走廊，插座结构7设置在横走廊的右侧。
更进一步，作为较佳的实施例中，钣金折弯单元4和抛光清洗单元5与毛刺打磨单元3之间形成纵走廊。
图2是本发明的钣金加工系统的AGV搬运机器人的示意图，图3是本发明的钣金加工系统的AGV搬运单元的示意图，请参见图2、图3所示。
此外，作为较佳的实施例中，AGV搬运机器人6具有横向机械臂611，横向机械臂611的末端的下侧设置有手腕法兰6111，手爪工具62与手腕法兰6111通过换手盘6112连接，手爪工具62包括横向支架621和矩形支架622，横向支架621的一端的上端面与换手盘6112的下端面固定连接，横向支架621的同一端的下端面固定有矩形支架622。
还有，作为较佳的实施例中，机器人移动不间断供电装置还包括：2D视觉相机63和磁性插头64，横向支架621相对于横向机械臂611的另一端固定有2D视觉相机63，通过2D视觉相机63进行矫正补偿，矩形支架622的下侧固定有磁性插头64，通过2D视觉相机63进行视觉定位代替了以往通过导向销进行定位，不仅易于插拔，提高使用寿命，而且降低了设计和安装精度要求。磁性插头64的外形尺寸和安装的误差都可以用2D视觉进行校正补偿，视觉定位精度可达±0.2mm。在插座周围无需安装其他机械导向，最大程度的避免碰撞和干涉。
另外，作为较佳的实施例中，机器人移动不间断供电装置还包括：机器人工作台66和机器人控制柜67，机器人控制柜67设置在机器人工作台66的内部，机器人控制柜67控制AGV搬运机器人6。
再有，作为较佳的实施例中，机器人移动不间断供电装置还包括：不间断电源68和空压机69，不间断电源68设置在机器人工作台66的内部，不间断电源68与机器人控制柜67电连接，磁性插头64的电源线部分与不间断电源68电连接，磁性插头64的插头部分设置在机器人工作台66的外部，空压机69设置在机器人工作台66的内部，不间断电源68与空压机9电连接。
此外，作为较佳的实施例中，请继续参见图3所示，插座结构7包括：插座支架71、接触器73和保护罩74，插座支架71的上端面设置有一磁性插座72，磁性插座72与磁性插头64相匹配，接触器73与磁性插座72连接，保护罩74设置在插座支架71的一侧的上侧。
进一步，作为较佳的实施例中，磁性插头64为凸锥形，磁性插座72为凹锥面，磁性插头64的凸锥形和磁性插座72的凹锥面相匹配。
更进一步，作为较佳的实施例中，请继续参见图3所示，通过2D视觉相机63对磁性插座72进行拍照定位，并且2D视觉相机63引导AGV搬运机器人6进行磁性插头64和磁性插座72的对接。
本实用新型的进一步实施例中，磁性插座72的电路通过低压脉冲信号检测磁性插头64和磁性插座72是否对接完成。
本实用新型的进一步实施例中，插座电路上的插头到位检测信号功能，磁性插座72的电路未检测到低压脉冲信号时，接触器73断开；磁性插座72的电路检测到低压脉冲信号时，接触器73吸合。既起到减少起弧的功能，也确保了在无插头的情况下的安全保护。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1所示，还示出了一种钣金加工生产线流程：
(1)AGV搬运机器人6携带原料从横走廊的插座结构7处出发，沿横走廊行进至激光雕刻单元1进行上料，配合激光雕刻单元1完成雕刻后进行下料。
(2)AGV搬运机器人6再沿横走廊行进至激光切割单元2进行上料，配合激光切割单元2完成切割后进行下料。
(3)AGV搬运机器人6再沿横走廊行进至毛刺打磨单元3进行上料，配合毛刺打磨单元3完成打磨后进行下料。
(4)AGV搬运机器人6左转90度进入纵走廊行进至钣金折弯单元4进行上料，配合钣金折弯单元4完成折弯后进行下料。
(5)AGV搬运机器人6沿纵走廊行进至抛光清洗单元5进行上料，配合抛光清洗单元5完成抛光清洗后进行下料。
(6)AGV搬运机器人6携带加工完成的工件依次沿纵走廊和横走廊返回插座结构7，AGV搬运机器人6下料，并且AGV搬运机器人6从插座结构7取电。
本发明的进一步实施例中，钣金加工生产线流程通过AGV搬运机器人6与激光雕刻单元1、激光切割单元2、毛刺打磨单元3、钣金折弯单元4和抛光清洗单元5的配合作业实现钣金加工生产线流程的机器人全自动化。
本发明的进一步实施例中，AGV搬运机器人6与激光雕刻单元1、激光切割单元2之间通过Device Net总线进行通讯，提高通讯的稳定性和信号的响应速度。通过以EthernetIP让激光雕刻单元1的振镜系统和激光切割单元2的振镜系统快速获取AGV搬运机器人6的位置信息，实现激光远程焊接的程序示教，使AGV搬运机器人6能够实时配合激光雕刻单元1、激光切割单元2进行作业。
本发明的进一步实施例中，AGV搬运机器人6不再局限于某一个单元、区域、工种的限制，而是提升为生产线团队中的“自由机器人”，不仅可以在各工序间作搬运和调度，而且能够根据生产扩展需要调配到任意一个工位中共同参与生产，或者在特定安全区域与操作人员进行协同工作。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种钣金加工系统，其特征在于，包括：
一激光雕刻单元，所述激光雕刻单元设置在车间的右侧；
一激光切割单元，所述激光切割单元设置在所述激光雕刻单元的左侧；
一毛刺打磨单元，所述毛刺打磨单元设置在所述激光切割单元的左侧；
一钣金折弯单元，所述钣金折弯单元设置在所述车间的左下侧；
一抛光清洗单元，所述抛光清洗单元设置在所述钣金折弯单元的上侧；
一AGV搬运单元，所述AGV搬运单元包括一AGV搬运机器人和一插座结构，所述AGV搬运单元可移动于所述激光雕刻单元、所述激光切割单元、所述毛刺打磨单元、所述钣金折弯单元和所述抛光清洗单元之间；
所述激光雕刻单元、所述激光切割单元和所述毛刺打磨单元与所述车间的前侧壁之间形成一横走廊，所述插座结构设置在所述横走廊的右侧；
所述钣金折弯单元和所述抛光清洗单元与所述毛刺打磨单元之间形成一纵走廊；
所述AGV搬运机器人包括：
一横向机械臂，所述横向机械臂的末端的下侧设置有一手腕法兰；
一手爪工具，所述手爪工具与所述手腕法兰通过一换手盘连接，所述手爪工具包括一横向支架和一矩形支架，所述横向支架的一端的上端面与所述换手盘的下端面固定连接，所述横向支架的同一端的下端面固定有所述矩形支架；
一2D视觉相机，所述横向支架相对于所述横向机械臂的另一端固定有所述2D视觉相机，通过所述2D视觉相机进行矫正补偿；
一机器人工作台，所述AGV搬运机器人的纵向机械臂的下端与所述机器人工作台固定连接，所述AGV搬运机器人的纵向机械臂的上端与所述横向机械臂连接。
2.根据权利要求1所述的钣金加工系统，其特征在于，所述AGV搬运机器人还包括：
一机器人控制柜，所述机器人控制柜设置在所述机器人工作台的内部，所述机器人控制柜控制所述AGV搬运机器人；
一不间断电源，所述不间断电源设置在所述机器人工作台的内部，所述不间断电源与所述机器人控制柜电连接；
一空压机，所述空压机设置在所述机器人工作台的内部，所述不间断电源与所述空压机电连接；
一磁性插头，所述磁性插头的电源线部分与所述不间断电源电连接，所述磁性插头的插头部分设置在所述机器人工作台的外部，所述磁性插头的插头部分与所述矩形支架固定连接。
3.根据权利要求2所述的钣金加工系统，其特征在于，所述插座结构包括：
一插座支架，所述插座支架的上端面设置有一磁性插座，所述磁性插座与所述磁性插头相匹配；
一接触器，所述接触器与所述磁性插座连接；
一保护罩，所述保护罩设置在所述插座支架的一侧的上侧。
4.根据权利要求3所述的钣金加工系统，其特征在于，所述磁性插头为凸锥形，所述磁性插座为凹锥面，所述磁性插头的凸锥形和所述磁性插座的凹锥面相匹配。
5.一种钣金加工系统的工作流程，其特征在于，包括权利要求4所述的钣金加工系统；
所述AGV搬运机器人携带原料从所述横走廊的所述插座结构处出发，沿所述横走廊行进至所述激光雕刻单元进行上料，配合所述激光雕刻单元完成雕刻后进行下料；
所述AGV搬运机器人再沿所述横走廊行进至所述激光切割单元进行上料，配合所述激光切割单元完成切割后进行下料；
所述AGV搬运机器人再沿所述横走廊行进至所述毛刺打磨单元进行上料，配合所述毛刺打磨单元完成打磨后进行下料；
所述AGV搬运机器人左转90度进入所述纵走廊行进至所述钣金折弯单元进行上料，配合所述钣金折弯单元完成折弯后进行下料；
所述AGV搬运机器人沿所述纵走廊行进至所述抛光清洗单元进行上料，配合所述抛光清洗单元完成抛光清洗后进行下料；
所述AGV搬运机器人携带加工完成的工件依次沿所述纵走廊和所述横走廊返回所述插座结构，所述AGV搬运机器人下料，并且所述AGV搬运机器人从所述插座结构取电。
6.根据权利要求5所述的钣金加工系统的工作流程，其特征在于，当所述AGV搬运机器人返回所述插座结构时，通过所述2D视觉相机对所述磁性插座进行拍照定位，并且所述2D视觉相机引导所述AGV搬运机器人进行所述磁性插头和所述磁性插座的对接。
7.根据权利要求6所述的钣金加工系统的工作流程，其特征在于，所述磁性插座的电路通过低压脉冲信号检测所述磁性插头和所述磁性插座是否对接完成。
8.根据权利要求7所述的钣金加工系统的工作流程，其特征在于，所述磁性插座的电路未检测到所述低压脉冲信号时，所述接触器断开；所述磁性插座的电路检测到所述低压脉冲信号时，所述接触器吸合。
9.根据权利要求5所述的钣金加工系统的工作流程，其特征在于，所述AGV搬运机器人与所述激光雕刻单元、所述激光切割单元之间通过Device Net总线进行通讯，通过Ethernet IP让所述激光雕刻单元的振镜系统和所述激光切割单元的振镜系统快速获取所述AGV搬运机器人的位置信息，使所述AGV搬运机器人能够实时配合所述激光雕刻单元、所述激光切割单元进行作业。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wu Jianwen Inventor after: Li Guangwei Inventor after: Tong Liang Inventor after: Chen Shizhong Inventor after: Zhang Qiming Inventor after: He Zhongting Inventor after: Sun Dongwei Inventor after: Huang Wanyong Inventor before: Wu Jianwen Inventor before: Li Guangwei Inventor before: Tong Liang Inventor before: Chen Shizhong Inventor before: Zhang Qiming Inventor before: He Zhongting Inventor before: Sun Dongwei Inventor before: Huang Wanyong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |