CN106736600B - 多功能自动化加工线及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能自动化加工线及其加工方法,包括控制装置、轨道机构、上下料装置、加工系统、成品存储装置及检测装置。上述多功能自动化加工线通过将所述上下料装置、所述加工系统、所述成品存储装置及所述检测装置与所述控制装置电性连接,同时将上述各组成装置进行优化组合布置,如此可以自动化完成产品从坯料到成品的自动加工,如此不仅可以较大程度节省工人劳动强度,降低人力成本支出,同时还可以大大产品加工质量及生产稳定性,提升生产效率,缩短生产周期,提高企业的经济性。

Description

多功能自动化加工线及其加工方法
技术领域
本发明涉及自动化加工技术领域,特别是涉及一种多功能自动化加工线及其加工方法。
背景技术
目前,针对结构复杂、加工工序繁多的零部件生产,为了降低生产物力及人力成本,通常会将多个工序进行组合排布形成生产线,在一条流水线上完成分到工序的加工。而在科技水平发展不高的时期,生产线的各个工序通常都需要配备专人进行手工完成,因而导致制造业企业的人工成本逐年上升。此外,人工流水生产无法适应长时间高强度的工作,生产效率低下;人工生产容易出现装夹异常、定位精度差等导致的撞机事故发生,影响设备安全和产品品质,极大地限制企业的经济效益和良性发展。目前市面上也出现了一些将各种加工设备组合使用的自动化加工线,然而该类加工线的没有进行加工工序的优化组合,同时智能化程度不高,某些环节需要人工操作完成,如此极大地限制了自动化生产线的生产效率及生产稳定性,如此不利于提高产品质量,降低生产成本和生产周期。
发明内容
基于此,本发明在于克服现有技术的缺陷,提供一种智能化程度高、生产率高、产品加工质量好、有利于降低生产成本及生产周期的多功能自动化加工线及其加工方法。
其技术方案如下:
一种多功能自动化加工线,包括:
控制装置;
轨道机构,所述轨道机构包括垂直导轨组件、及固定于所述垂直导轨组件上的水平导轨;
上下料装置,所述上下料装置与所述控制装置电性连接,且所述上下料装置包括可滑动设置于所述水平导轨的移动模组,及设置于所述移动模组上用于抓、卸工件的机械手;
加工系统,所述加工系统位于所述机械手的移动行程内,且所述加工系统包括与所述机械手配合并沿所述水平导轨的延伸方向依次设置的工件供给装置、工件定向装置、第一加工设备及第二加工设备,所述工件供给装置、所述工件定向装置、所述第一加工设备及所述第二加工设备均与所述控制装置电性连接;
成品存储装置,所述成品存储装置布设于所述工件定向装置和所述第一加工设备之间、并与所述控制装置电性连接,且所述成品存储装置与所述机械手配合;及
检测装置,所述检测装置设置于所述垂直导轨组件上并与所述控制装置电性连接,且所述检测装置与所述机械手配合。
上述多功能自动化加工线通过将所述上下料装置、所述加工系统、所述成品存储装置及所述检测装置与所述控制装置电性连接,同时将上述各组成装置进行优化组合布置,如此可以自动化完成产品从坯料到成品的自动加工,如此不仅可以较大程度节省工人劳动强度,降低人力成本支出,同时还可以大大产品加工质量及生产稳定性,提升生产效率,缩短生产周期,提高企业的经济性。
下面对技术方案作进一步的说明:
在其中一个实施例中,所述移动模组包括水平滑座、设置于所述水平滑座上的水平驱动机构,所述水平驱动机构包括水平驱动件、及与所述水平驱动件动连接的传动件,所述水平导轨设有第一齿部,所述传动件设有第二齿部,所述第一齿部与所述第二齿部啮合配合。如此可以实现机械手在整个加工线上的可靠移动,从而与加工线上各个工位的装置精确配合,提升自动化生产线的工作可靠性。同时采用水平导轨的第一齿部与传动件的第二齿部啮合配合,在保证移动模组移动平稳的同时,提升机械手抓取大载荷的工件的工作性能,提高加工线的工作安全性。
在其中一个实施例中,所述移动模组还包括垂直滑座、及设置于所述垂直滑座上的垂直驱动件,所述机械手设置于所述垂直滑座上。如此便于通过垂直驱动件驱动垂直滑座纵向移动,从而带动机械手完成垂直方向上下精确移动实现工件的抓取和放下,提升机械手的动作灵敏性和可靠性。
在其中一个实施例中,所述工件供给装置包括机座、设置于所述机座上的旋转驱动件和供料感应机构、与所述旋转驱动件的输出轴连接的托盘、及设置于所述托盘上且间隔设置的至少两个料架,所述供料感应机构包括支撑杆、设置于所述支撑杆顶端的第一感应件、及设置于所述支撑杆底端的第二感应件,所述第一感应件和所述第二感应件均与所述料架可触发配合。因而在避免机械手与工件供给装置发生干涉碰撞的前提下,通过旋转驱动件驱动托盘旋转,进而带动不同料架与机械手配合完成工件抓取,确保抓取动作完成可靠。此外通过第一感应件和第二感应件协同对料架上工件状态进行实时检测,进而确保料架上的工件抓取完之后及时告知工作人员完成填料工作,避免加工线处于非连续工作状态,导致生产效率低下,设备空滞运转造成的成本增加。
在其中一个实施例中,所述工件定向装置包括工作台、设置于所述工作台上的定向驱动件、与所述定向驱动件的输出轴连接并用于固定工件的定位组件、及设置于所述工作台并围设于所述定向组件外周的定向感应机构,所述定向感应机构包括第一定向感应组件和第二定向感应组件,所述第一定向感应组件和所述第二定向感应组件均与工件可触发配合。因而可以通过定向驱动件与定位组件的协同工作使工件变换至加工形态,便于进行后续设备的加工处理,有利于提高加工线的生产效率;此外,通过第一定向感应组件和第二定向感应组件对工件位置状态实施监测,可以确保工件的变换后的位置状态符合加工要求,提升工作可靠性。
在其中一个实施例中,所述第一定向感应组件包括相对设置的第一定向感应件和第二定向感应件,所述第二定向感应组件包括相对设置的第三定向感应件和第四定向感应件,所述第一定向感应件、所述第二定向感应件、所述第三定向感应件及所述第四定向感应件呈环形均匀间隔布置。因而通过上述四个定向感应件可以对工件实现周向360度的全方位监测,可以有效消除位置变换误差,提升工件定向装置的工作可靠性。
在其中一个实施例中,所述成品存储装置包括设有安装槽的储料箱、设置于所述储料箱上的储料驱动机构、设置于所述安装槽内并与所述储料驱动机构驱动连接的多个储料单元、及沿所述储料单元的移动方向分别设置于所述储料箱两端的第一储料感应件和第二储料感应件,所述第一储料感应件和所述第二储料感应件均与所述储料单元触发配合。因而可以实现对加工后的成品工件进行有序、无损且充分集中收纳,以便于集中进行后续处理,提高产品管理的有效性;此外,多个第一储料感应件和第二储料感应件的协同工作,可以及时有效的实施监测储料单元的产品存放情况,在确保各储料单元实现最大存储容量、避免出现空缺而影响成品存储装置存料性能的同时,还可以保证当各储料单元存放满工件之后,及时将存满状态信号输出给控制装置,从而控制机械手停止继续向成品存储装置存放成品工件,避免工件之间发生碰伤以及机械手与装置之间发生碰撞干涉,影响设备及人员安全。
在其中一个实施例中,所述机械手包括安装座、间隔设置于所述安装座的上料爪和卸料爪、设置于所述安装座并用于驱动所述上料爪和所述卸料爪同步水平移动的伸缩驱动件、及设置于所述安装座上用于驱动所述上料爪和所述卸料爪同步转动的旋转驱动机构。因而通过伸缩驱动件驱动上料爪和卸料爪进行同步水平移动,当机械手纵向上下移动时可以避免与轨道机构发生碰撞干涉,保护机械手安全;此外,通过旋转驱动机构驱动上料爪和卸料爪实现同步90度旋转,调整工件的空间位置形态,从而更好的适应于工件定向装置、第一家栋设备等装置的装夹工作,提升各个设备之间的工作协调性和适配性,进而确保加工线工作可靠。
在其中一个实施例中,所述检测装置包括设有装配孔的支撑座、设置于所述支撑座上并与所述控制装置电性连接的感应器、及设置于所述支撑座上的检测组件,所述检测组件包括与所述装配孔滑动配合的触发件、设置于所述触发件上的托板、及设置于所述托板上用于与工件配合的至少两个检测柱,两个所述检测柱间隔设置并与工件插接配合,所述触发件与所述感应器触发配合。因而可以加工完成的产品工件进行加工品质检定,确保产品质量符合要求,进而提升加工线的产品稳定性和可靠性,且该检测方式操作简单,工作可靠,同时当出现次品而触发感应件时,感应件通过信号传输至控制装置,可以快速停止整个加工线,避免生产事故发生,提高加工线的工作安全性。
本发明还提供一种如上所述的多功能自动化加工线的加工方法,包括如下步骤:
S1:所述工件供给装置备料,所述上下料装置沿所述水平导轨移动至所述工件供给装置的上方;
S2:所述机械手抓取坯料工件,所述移动模组沿所述水平导轨移动至所述工件定向装置的上方,所述机械手卸料,所述工件定向装置进行坯料工件的定向调整;
S3:所述机械手抓取完成定向调整的坯料工件,之后由所述移动模组带动移动至所述第一加工设备进行第一道工序加工;
S4:所述机械手抓取完成第一道工序加工的坯料工件,之后由所述移动模组带动移动至所述第二加工设备进行第二道工序加工;
S5:所述机械手抓取完成第二道工序加工的成品工件,之后由所述移动模组带动移动至所述检测装置进行质量检测;
S6:所述机械手抓取完成质量检测的成品工件,之后由所述移动模组带动移动至所述成品存储装置完成成品存放。
上述多功能自动加工线的加工方法,通过将所述上下料装置、所述加工系统、所述成品存储装置及所述检测装置与所述控制装置电性连接,同时将上述各组成装置进行优化组合布置,如此可以自动化完成产品从坯料到成品的自动加工,如此不仅可以较大程度节省工人劳动强度,降低人力成本支出,同时还可以大大产品加工质量及生产稳定性,提升生产效率,缩短生产周期,提高企业的经济性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的多功能自动化加工线的结构示意图;
图2为本发明实施例所述的多功能自动化加工线的侧视图;
图3为本发明实施例所述的多功能自动化加工线的俯视图;
图4为本发明实施例所述的工件供给装置的结构示意图;
图5为本发明实施例所述的工件供给装置的俯视图;
图6为本发明实施例所述的机械手的结构示意图;
图7为本发明实施例所述的工件定向装置的俯视结构示意图;
图8为本发明实施例所述的检测装置的结构示意图;
图9为本发明实施例所述的成品存储装置的俯视结构示意图;
图10为本发明实施例所述的多功能自动化加工线的加工方法的流程示意图。
附图标记说明:
100、控制装置,200、轨道机构,210、垂直导轨组件,220、水平导轨,300、上下料装置,310、移动模组,311、水平滑座,312、水平驱动机构,313、垂直滑座,314、垂直驱动件,320、机械手,321、安装座,322、上料爪,323、卸料爪,324、旋转驱动机构,400、工件供给装置,410、机座,420、供料感应机构,421、支撑杆,422、第一感应件,423、第二感应件,430、托盘,440、料架,500、工件定向装置,510、工作台,520、定向驱动件,530、定位组件,540、定向感应机构,542、第一定向感应组件,542a、第一定向感应件,542b、第二定向感应件,544、第二定向感应组件,544a、第三定向感应件,544b、第四定向感应件,600、第一加工设备,700、第二加工设备,800、成品存储装置,810、储料箱,820、储料驱动机构,830、储料单元,840、第一储料感应件,850、第二储料感应件,900、检测装置,910、支撑座,920、感应器,930、触发件,940、托板,950、检测柱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
如图1至图3、及图6所示,为本发明展示的一种多功能自动化加工线,包括控制装置100;轨道机构200,所述轨道机构200包括垂直导轨组件210、及固定于所述垂直导轨组件210上的水平导轨220;上下料装置300,所述上下料装置300与所述控制装置100电性连接,且所述上下料装置300包括可滑动设置于所述水平导轨220的移动模组310、及设置于所述移动模组310上用于抓、卸工件的机械手320;加工系统,所述加工系统位于所述机械手320的移动行程内,且所述加工系统包括与所述机械手320配合并沿所述水平导轨220的延伸方向依次设置的工件供给装置400、工件定向装置500、第一加工设备600及第二加工设备700,所述工件供给装置400、所述工件定向装置500、所述第一加工设备600及所述第二加工设备700均与所述控制装置100电性连接,所述工件定向装置500设置于所述垂直导轨组件210上;成品存储装置800,所述成品存储装置800布设于所述工件定向装置500和所述第一加工设备600之间、并与所述控制装置100电性连接,且所述成品存储装置800与所述机械手320配合;及检测装置900,所述检测装置900设置于所述垂直导轨组件210上并与所述控制装置100电性连接,且所述检测装置900与所述机械手320配合。
上述多功能自动化加工线通过将所述上下料装置300、所述加工系统、所述成品存储装置800及所述检测装置900与所述控制装置100电性连接,同时将上述各组成装置进行优化组合布置,如此可以自动化完成产品从坯料到成品的自动加工,如此不仅可以较大程度节省工人劳动强度,降低人力成本支出,同时还可以大大产品加工质量及生产稳定性,提升生产效率,缩短生产周期,提高企业的经济效益。
此外,本实施例中的加工对象以圆环形结构的工件为例进行说明。第一加工设备600和第二加工设备700可以数控车床、数控铣床、数控钻床等,本实施例优选是数控车床。控制装置100可以是PLC、数控系统等其中的一种。所述工件定向装置500设置于所述垂直导轨组件210上,有利于缩短机械手320的纵向移动行程,减少机械手320抓卸工件的时间,提高工件定向环节的工作效率。
请参照图1和图2,本优选实施例中,上述垂直导轨组件210包两个垂直导轨,其中一个垂直导轨设置于工件供给装置400和成品存储装置800之间,顶部与水平导轨220的一端固定连接,其他实施方式中也可以是一体成型连接方式或可拆卸连接方式;另一个垂直导轨设置于第一加工设备600和第二加工设备700之间,顶部同样与水平导轨220的另一端固定连接,其他实施方式中也可以是一体成型连接方式或可拆卸连接方式,如此通过两个垂直导轨可以对水平导轨220实现可靠支撑,确保水平导轨220的工作可靠。其他实施例中,垂直导轨的数量还可以根据水平导轨220的长度作出适应性的增加或减少,例如还可以是一个或三个以上的其他数量。此外,水平导轨220的长度应当等于或大于加工线的长度(即各个装置布设后的连线长度),从而确保机械手320在水平导轨220上移动时,能够与各个装置实现抓卸料动作的进行。
一实施例中,所述移动模组310包括水平滑座311、设置于所述水平滑座311上的水平驱动机构312,所述水平驱动机构312包括水平驱动件、及与所述水平驱动件动连接的传动件,所述水平导轨220设有第一齿部,所述传动件设有第二齿部,所述第一齿部与所述第二齿部啮合配合。如此可以实现机械手320在整个加工线上的可靠移动,从而与加工线上各个工位的装置精确配合,提升自动化生产线的工作可靠性。同时采用水平导轨220的第一齿部与传动件的第二齿部啮合配合,在保证移动模组310移动平稳的同时,提升机械手320抓取大载荷工件的性能,提高加工线的工作安全性。
其中,水平导轨220的为矩形钢板,矩形钢板的侧面设有第一齿部,传动件为齿轮,齿轮具有第二齿部,齿轮与电机(水平驱动件)的输出轴连接,齿轮与第一齿部配合形成齿轮齿条传动机构。如此可以确保移动更加平稳,且能够在特定传动比下实现精确定位,确保机械手320精准停止在对应工序的装置上方实现抓卸工件。当然,其他实施方式中也可以采用皮带轮传动机构、链轮传动机构、涡轮蜗杆传动机构中的一种。
此外,所述移动模组310还包括垂直滑座313、及设置于所述垂直滑座313上的垂直驱动件314,所述机械手320设置于所述垂直滑座313上。如此便于通过垂直驱动件314驱动垂直滑座313纵向移动,从而带动机械手320完成垂直方向上下精确移动实现工件的抓取和放下,提升机械手320的动作灵敏性和可靠性。其中,垂直滑座313滑动设置于水平滑座311上,垂直驱动件314可以是电机、气缸等,本实施例优选是电机;电机驱动垂直滑座313而带动机械手320纵向精准移动,同时还可以提高移动模组310的结构紧凑性,减少占用空间的大小。
如图4和图5所示,一实施例中,所述工件供给装置400包括机座410、设置于所述机座410上的旋转驱动件和供料感应机构420、与所述旋转驱动件的输出轴连接的托盘430、及设置于所述托盘430上且间隔设置的至少两个料架440,所述供料感应机构420包括支撑杆421、设置于所述支撑杆421顶端的第一感应件422、及设置于所述支撑杆421底端的第二感应件423,所述第一感应件422和所述第二感应件423均与所述料架440可触发配合。因而在避免机械手320与工件供给装置400发生干涉碰撞的前提下,通过旋转驱动件驱动托盘430旋转,进而带动不同料架440与机械手320配合完成工件抓取,确保工件抓取动作可靠。此外通过第一感应件422和第二感应件423协同对料架440上工件有无状态进行实时检测,进而确保料架440上的工件抓取完之后及时告知工作人员完成填料工作,避免加工线处于空置地非连续工作状态,导致影响生产效率,及设备空滞运转造成的成本增加。
其中,旋转驱动件是电机,电机纵向布置并通过螺钉等锁紧件固定在基座上,且电机的输出轴向上竖直设置。输出轴连接有托盘430,从而可以带动托盘430旋转,托盘430上安装有至少两个料架440,本实施例中优选为六个;如此可以提升工件供给装置400的工件供应数量,提升加工线在一个生产周期内的加工性能,进而提升企业生产效率和经济性。料架440包括至少两个垂直安装在托盘430上的圆杆,优选是三个,三个圆杆呈环形均匀间隔设置,且三个圆杆组成的环形与圆环形工件的内圆尺寸适配,因而可以通过将工件套装在三个圆杆上实现装夹定位,该定位结构简单,工件安装操作便利。此外,六个料架440同样呈环形均匀布置,位于六个料架440的一侧,安装有支撑杆421,支撑杆421纵向设置,即在支撑杆421的顶端和底端分别安装有第一感应件422和第二感应件423。本实施例中,第一感应件422和第二感应件423优选是激光传感器,并同时与控制装置100通信连接,其他实施例中也可以是红外传感器、图像传感器等。
其中,位于顶端的激光传感器用于检测与其正对的料架440上半部分的工件是否存在,位于底端的激光传感器用于检测料架440下半部分的工件是否存在。当两个传感器均检测到当前部分的料架440上工件不存在时(抓取完毕),即料架440空置时,输出信号给控制装置100,由控制装置100输出信号给电机带动托盘430转动60度,使下一个装满工件的料架440转动至与供料感应机构420正对的位置。如此循环,直至六个料架440上的工件全部被抓取完毕,此时激光传感器输出信号给控制装置100从而报警,以告知工作人员及时补料。应当指出,只要当两个激光传感器中的任意一个检测到当前料架440还存在工件时,电机都不会工作,如此可以确保当前料架440及工件供给装置400的工件全部抓取完毕,以提升加工线在单个生产周期内的加工性能,避免出现工件漏加工的情况。
如图7所示,一实施例中,所述工件定向装置500包括工作台510、设置于所述工作台510上的定向驱动件520、与所述定向驱动件520的输出轴连接并用于固定工件的定位组件530、及设置于所述工作台510并围设于所述定向组件外周的定向感应机构540,所述定向感应机构540包括第一定向感应组件542和第二定向感应组件544,所述第一定向感应组件542和所述第二定向感应组件544均与工件可触发配合。因而可以通过定向驱动件520与定位组件530的协同工作使工件变换至加工形态,便于进行后续设备的加工处理,有利于提高加工线的生产效率;此外,通过第一定向感应组件542和第二定向感应组件544对工件位置状态实施监测,可以确保工件的变换后的空间姿态符合加工要求,使得工件能够不用调整姿态机壳装夹到后续加工设备上进行加工,大大提升加工便利性和有效性。
其中,工作台510通过螺栓等锁紧件安装于垂直导轨上,且应当保证工作台510的安装高度位于机械手320的纵向移动行程内,确保机械手320能够可靠将工件放置在工件定向装置500上。定向驱动件520为电机,电机纵向安装且输出轴朝上设置并与定位组件530连接,定位组件530包括底板,及设置在底板上的至少两个立柱;两个立柱间隔设置,两者的间距与圆环形工件的内圆直径适配,从而可以使工件套装在两个立柱上实现安装固定;电机驱动底板旋转从而带动空间转动以变换空间姿态。此外,第一定向感应组件542包括与相对设置的两个激光传感器为第一组,第二定向感应组件544也包括相对设置的两个激光传感器为第二组,第一组与第二组成90度交错布置并均与控制装置100通信连接,其他实施方式中,也可以采用红外传感器、图像传感器等。其中,第一组的两个激光传感器用于检测定位组件530上是否存在工件,第二组的两个激光传感器用于检测定位组件530上的工件定向是否符合要求,即当工件初始放置在定向组件上时,第二组的两个激光传感器激光路径被阻挡,此时通过控制装置100控制电机转动以调整工件空间姿态,直到激光路径重新通畅时,即判定工件定向调整好,此时电机停止转动,机械手320下移抓取工件进行第一加工设备600加工。
另外,所述第一定向感应组件542包括相对设置的第一定向感应件542a和第二定向感应件542b,所述第二定向感应组件544包括相对设置的第三定向感应件544a和第四定向感应件544b,所述第一定向感应件542a、所述第二定向感应件542b、所述第三定向感应件544a及所述第四定向感应件544b呈环形均匀间隔布置。因而通过上述四个定向感应件可以对工件实现周向360度的全方位监测,可以有效消除位置变换误差导致定向精度降低,提升工件定向装置500的工作可靠性。
如图9所示,一实施例中,所述成品存储装置800包括设有安装槽的储料箱810、设置于所述储料箱810上的储料驱动机构820、设置于所述安装槽内并与所述储料驱动机构820驱动连接的多个储料单元830、及沿所述储料单元830的移动方向分别设置于所述储料箱810两端的第一储料感应件840和第二储料感应件850,所述第一储料感应件840和所述第二储料感应件850均与所述储料单元830触发配合。因而可以实现对加工后的成品工件进行有序、无损且充分集中收纳,以便于集中进行后续处理,提高产品管理的有效性;此外,多个第一储料感应件840和第二储料感应件850的协同工作,可以及时有效的实时监测储料单元830的产品存放情况,在确保各储料单元830实现最大存储容量、避免出现空缺而影响成品存储装置800存料性能的同时,还可以保证当各储料单元830存放满工件之后,及时将存满状态信号输出给控制装置100,从而控制机械手320停止继续向成品存储装置800存放成品工件,避免工件之间发生碰伤以及机械手320与装置之间发生碰撞干涉,影响设备及人员安全。
其中,储料箱810为上端开口、内部镂空(安装槽)的矩形箱体,矩形箱体沿长度方向的两端分别开设有两对安装孔以用于装设出料驱动机构。出料驱动机构包括装设于一对安装孔的电机及主动轴,另一对安装孔安装有与主动轴平行布置的从动轴,主动轴和从动轴上套装有传动件,传动件可以是链条、皮带、轨道等,本实施例优选是链条,链条在电机驱动下可实现360度圆周转动。出料单元包括托板940,托板940上平行且间隔设置有多个安装工位,安装工位由并排布置的两个夹具组成,以确保工件随链条周向转动时能够牢靠固定而不会脱落。链条上依次安装有多个如上述结构的储料单元830,机械手320以工件按照先在某个储料单元830上按照安装工位的顺序依次填满,再按照先后顺序依次填满各个储料单元830的工作方式动作。即当第一储料感应件840检测到当前第一个储料单元830装满工件后,输出信号给控制装置100,以驱动电机转动,使得紧跟其后的空置的第二个储料单元830移动至与机械手320空间配合,此时机械手320将工件依次放入安装工位,待第二储料单元830上的安装工位逐个装满工件后,空置的第三个储料单元830跟进,如此循环。直到第一储料感应件840和第二储料感应件850同时检测到当前储料单元830填满工件时,即控制电机停止转动,同时控制机械手320停止向成品存储装置800继续堆放成品工件,以避免造成工件相互碰撞、或机械手与工件撞伤等事故发生。
请参照图6,所述机械手320包括安装座321、间隔设置于所述安装座321的上料爪322和卸料爪323、设置于所述安装座321并用于驱动所述上料爪322和所述卸料爪323同步水平移动的伸缩驱动件、及设置于所述安装座321上用于驱动所述上料爪322和所述卸料爪323同步转动的旋转驱动机构324。因而通过伸缩驱动件驱动上料爪322和卸料爪323进行同步水平移动,当机械手320纵向上下移动时可以避免与轨道机构200发生碰撞干涉,保护机械手320安全;此外,通过旋转驱动机构324驱动上料爪322和卸料爪323实现同步90度旋转,调整工件的空间位置姿态,从而更好的适应于工件定向装置500、第一加工设备600等装置的装夹工作,提升各个设备之间的工作协调性和适配性,进而确保加工线工作可靠。
如图8所示,此外,所述检测装置900包括设有装配孔的支撑座910、设置于所述支撑座910上并与所述控制装置100电性连接的感应器920、及设置于所述支撑座910上的检测组件,所述检测组件包括与所述装配孔滑动配合的触发件930、设置于所述触发件930上的托板940、及设置于所述托板940上用于与工件配合的至少两个检测柱950,两个所述检测柱950间隔设置并与工件插接配合,所述触发件930与所述感应器920触发配合。因而可以加工完成的产品工件进行加工品质检定,确保产品质量符合要求,进而提升加工线的产品稳定性和可靠性,且该检测方式操作简单,工作可靠。同时,当出现次品而触发感应件时,感应件通过信号传输至控制装置100,可以快速停止整个加工线,避免生产事故发生,提高加工线的工作安全性。
本实施例中,检测柱950的数量优选是三个,三个检测柱950呈正三角形设置,其围设形成的环形大小与圆环形工件的内圆尺寸适配,尺寸误差控制在10μm以内。即当工件由机械手320水平下方时,工件内圆与三个检测柱950正常套接,即代表该工件符合加工要求。当工件内圆尺寸小于三个检测柱950围设形成的环形尺寸时,即会与检测柱950发生碰撞,此时下压检测柱950从而使触发件930相对装配孔向下滑动,当触发件930与感应器920相交时,感应器920被触发,从而输出信号给控制装置100从而及时关停整个加工线同时报警,以通知工人人员将次品取下,避免发生撞机事故,确保设备及人员安全可靠。在不同的实施方式中,感应器920可以是各种传感器、磁铁、触发开关等,相应地,触发件930可以是例如铁棒、磁铁等。例如,当铁板向下移动,遮挡传感器的光线的检测路径时,即是传感器得到触发。
此外,本发明还提供一种如上所述的多功能自动化加工线的加工方法,包括如下步骤:
S1:所述工件供给装置400备料,所述上下料装置300沿所述水平导轨220移动至所述工件供给装置400的上方;
S2:所述机械手320抓取坯料工件,所述移动模组310沿所述水平导轨220移动至所述工件定向装置500的上方,所述机械手320卸料,所述工件定向装置500进行坯料工件的定向调整;
S3:所述机械手320抓取完成定向调整的坯料工件,之后由所述移动模组310带动移动至所述第一加工设备600进行第一道工序加工;
S4:所述机械手320抓取完成第一道工序加工的坯料工件,之后由所述移动模组310带动移动至所述第二加工设备700进行第二道工序加工;
S5:所述机械手320抓取完成第二道工序加工的成品工件,之后由所述移动模组310带动移动至所述检测装置900进行质量检测;
S6:所述机械手320抓取完成质量检测的成品工件,之后由所述移动模组310带动移动至所述成品存储装置800完成成品存放。
上述多功能自动加工线的加工方法,通过将所述上下料装置300、所述加工系统、所述成品存储装置800及所述检测装置900与所述控制装置100电性连接,同时将上述各组成装置进行优化组合布置,如此可以自动化完成产品从坯料到成品的自动加工,如此不仅可以较大程度节省工人劳动强度,降低人力成本支出,同时还可以大大产品加工质量及生产稳定性,提升生产效率,缩短生产周期,提高企业的经济性。
上述加工过程适用于机械手320只具备一个料爪的情况,如此会在一定程度上限值加工线的生产效率。因而,进一步的,上述机械手320可同时装备有上料爪322和卸料爪323,此时加工线的加工过程为:加工开始前,由人工给工件供给装置400装满坯料工件,同时由人工给第一加工设备600和第二加工设备700手动装夹第一个坯料工件进行加工;之后启动加工线,机械手320移动至工件供给装置400上方,由上料爪322抓取第一个坯料工件,之后移动至工件定向装置500完成工件姿态调整,之后再由机械手320的上料爪322将第一个坯料工件抓取并移动至第一加工设备600上方。此时,第一加工设备600由人工装夹的工件完成第一道加工工序,此时机械手320下降,同时90度同步旋转上料爪322和卸料爪323并同步向外伸出,由卸料爪323抓取加工好的工件,同时由上料爪322装夹未加工的第一个坯料工件进行第一道工序加工;之后机械手320上升并移动至第二加工设备700,将完成第二道加工工序的零件抓取,之后装夹完成了第一道加工工序的工件进行第二道工序加工,待该工件完成第二道工序加工后,由卸料爪323抓取。此时机械手320的上料爪322抓取的为仅完成第二道加工工序的工件,卸料爪323抓取的为已经完成一、二道全部工序的工件。机械手320移动至检测装置900,将完成一、而道工序的工件放置检测装置900进行检测,在检测过程中,移动至第一加工设备600将另一个完成两道加工工序的工件抓取,同时装夹第三个仅完成第二加工工序的零件;之后移动至检测装置900将检测合格的工件抓取,同时放置第二个完成一、二道工序的产品进行品质检测,待第二个完成检测的产品检测完毕,由机械爪抓取,此时上料爪322和卸料爪323均抓取了一个合格的成品工件。之后机械手320移动至成品存储装置800上方,将两个成品工件存放,紧接着快速移动至工件供给装置400抓取两个坯料工件,以重复上述加工步骤。直到所以坯料工件加工完毕,加工线自动暂停。
通过上述加工步骤可以确保单位加工周期内加工线同时进行两个工件的加工及检测,如此可以进一步提升加工线的生产率和加工性能,提升企业的经济性。此外,工件供给装置400的备料操作可以通过人工手动或机器自动完成。上述各加工设备均设有操作面板,即在不需要进行整条加工线自动化工作时,单个设备也可以通过人工完成手动控制。
应当指出,上述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”“覆盖于”或“遮盖”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。“元件”为何种材料制成不限定其保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多功能自动化加工线,其特征在于,包括:
控制装置;
轨道机构,所述轨道机构包括垂直导轨组件、及固定于所述垂直导轨组件上的水平导轨;
上下料装置,所述上下料装置与所述控制装置电性连接,且所述上下料装置包括可滑动设置于所述水平导轨的移动模组,及设置于所述移动模组上用于抓、卸工件的机械手;
加工系统,所述加工系统位于所述机械手的移动行程内,且所述加工系统包括与所述机械手配合并沿所述水平导轨的延伸方向依次设置的工件供给装置、工件定向装置、第一加工设备及第二加工设备,所述工件供给装置、所述工件定向装置、所述第一加工设备及所述第二加工设备均与所述控制装置电性连接;
成品存储装置,所述成品存储装置布设于所述工件定向装置和所述第一加工设备之间、并与所述控制装置电性连接,且所述成品存储装置与所述机械手配合;及
检测装置,所述检测装置设置于所述垂直导轨组件上并与所述控制装置电性连接,且所述检测装置与所述机械手配合;所述检测装置包括设有装配孔的支撑座、设置于所述支撑座上并与所述控制装置电性连接的感应器、及设置于所述支撑座上的检测组件,所述检测组件包括与所述装配孔滑动配合的触发件、设置于所述触发件上的托板、及设置于所述托板上用于与工件配合的三个检测柱,三个所述检测柱呈正三角形设置,且围设形成的环形大小与工件的内圆尺寸适配并能够与工件插接配合,所述触发件与所述感应器触发配合;所述垂直导轨组件包括两个垂直导轨,其中一个垂直导轨设置于所述工件供给装置和所述成品存储装置之间,且顶部与所述水平导轨的一端固定连接;另一个所述垂直导轨设置于所述第一加工设备和所述第二加工设备之间,且顶部与所述水平导轨的另一端固定连接。
2.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述移动模组包括水平滑座、设置于所述水平滑座上的水平驱动机构,所述水平驱动机构包括水平驱动件、及与所述水平驱动件动连接的传动件,所述水平导轨设有第一齿部,所述传动件设有第二齿部,所述第一齿部与所述第二齿部啮合配合。
3.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述移动模组还包括垂直滑座、及设置于所述垂直滑座上的垂直驱动件,所述机械手设置于所述垂直滑座上。
4.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述工件供给装置包括机座、设置于所述机座上的旋转驱动件和供料感应机构、与所述旋转驱动件的输出轴连接的托盘、及设置于所述托盘上且间隔设置的至少两个料架,所述供料感应机构包括支撑杆、设置于所述支撑杆顶端的第一感应件、及设置于所述支撑杆底端的第二感应件,所述第一感应件和所述第二感应件均与所述料架可触发配合。
5.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述工件定向装置包括工作台、设置于所述工作台上的定向驱动件、与所述定向驱动件的输出轴连接并用于固定工件的定位组件、及设置于所述工作台并围设于所述定位组件外周的定向感应机构,所述定向感应机构包括第一定向感应组件和第二定向感应组件,所述第一定向感应组件和所述第二定向感应组件均与工件可触发配合。
6.根据权利要求5所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述第一定向感应组件包括相对设置的第一定向感应件和第二定向感应件,所述第二定向感应组件包括相对设置的第三定向感应件和第四定向感应件,所述第一定向感应件、所述第二定向感应件、所述第三定向感应件及所述第四定向感应件呈环形均匀间隔布置。
7.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述成品存储装置包括设有安装槽的储料箱、设置于所述储料箱上的储料驱动机构、设置于所述安装槽内并与所述储料驱动机构驱动连接的多个储料单元、及沿所述储料单元的移动方向分别设置于所述储料箱两端的第一储料感应件和第二储料感应件,所述第一储料感应件和所述第二储料感应件均与所述储料单元触发配合。
8.根据权利要求1所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述机械手包括安装座、间隔设置于所述安装座的上料爪和卸料爪、设置于所述安装座并用于驱动所述上料爪和所述卸料爪同步水平移动的伸缩驱动件、及设置于所述安装座上用于驱动所述上料爪和所述卸料爪同步转动的旋转驱动机构。
9.根据权利要求5所述的多功能自动化加工线,其特征在于,所述定位组件包括底板、及设置在所述底板上的至少两个立柱;两个所述立柱间隔设置,且两者的间距与圆环形工件的内圆直径适配。
10.一种如上述权利要求1至9任一项所述的多功能自动化加工线的加工方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:所述工件供给装置备料,所述上下料装置沿所述水平导轨移动至所述工件供给装置的上方;
S2:所述机械手抓取坯料工件,所述移动模组沿所述水平导轨移动至所述工件定向装置的上方,所述机械手卸料,所述工件定向装置进行坯料工件的定向调整;
S3:所述机械手抓取完成定向调整的坯料工件,之后由所述移动模组带动移动至所述第一加工设备进行第一道工序加工;
S4:所述机械手抓取完成第一道工序加工的坯料工件,之后由所述移动模组带动移动至所述第二加工设备进行第二道工序加工;
S5:所述机械手抓取完成第二道工序加工的成品工件,之后由所述移动模组带动移动至所述检测装置进行质量检测;
S6:所述机械手抓取完成质量检测的成品工件,之后由所述移动模组带动移动至所述成品存储装置完成成品存放。
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