CN107052819B - 自动生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了Busbar生产领域应用的自动生产线。其结构包括焊接工位、整型工位和检测工位，包括用于将原料放置到载具相应位置的自动上料工位、自动盛装工位和用于将载具运输至自动上料工位的回流线，所述自动上料工位、焊接工位、整型工位、检测工位和自动盛装工位通过传递装置依次连接。本发明将工作工位依次通过传递装置进行连接，避免了工作人员对其进行逐个的拿取进而实现加工的操作过程，同时机器的使用有效避免了工作人员长期工作疲劳感的产生，为工作的可对持续性以及产品的质量提供了保障。工作人员只需要将原料倒入以及包装完成的拿取，减少了该生产过程对工作人员的需求，保证了资源的合理利用，有效提高了工作效率。

Description

自动生产线

技术领域

本发明涉及一种Busbar生产领域应用的自动生产线。

背景技术

Busbar为使用高导电率的铜、铝质材料而制作形成，用以传输电能，具有汇集和分配电力的作用。由于在运行过程中，Busbar有巨大的电能通过，当出现短路现象时，该Busbar结构会承受很大的发热和电动力效应。由此要求该结构的生产必须合理的选用材料、截面形状和截面积以符合安全经济运行的要求。为保证该结构的应用产品的稳定运行，对Busbar的生产规格具有较高的要求。

Busbar在生产过程中，通过工作人员对原料进行对应载具位置的一一放置，进而将其拿到相对应的焊接机的下方实现焊接操作，然后对焊接完成的产品进行检测放入整型设备进行整型操作。此时对整型结束后的产品进行检测冶具的通过，当产品不能通过相对应的冶具时则为次品，若可以通过相对应的冶具，则为合格产品，通过工作人员进行盛装打包操作。整个生产线保证了成品的生产规格，但是需要较多的工作人员的参与，降低了生产效率，不利于生产过程的持续操作，并且对资源的使用率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种提高生产效率的自动生产线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

自动生产线，包括焊接工位、整型工位和检测工位，还包括用于将原料放置到载具的自动上料工位、自动盛装工位和用于将载具运输至自动上料工位的回流线，所述自动上料工位、焊接工位、整型工位、检测工位和自动盛装工位通过传递装置依次连接。

本发明将自动上料工位、焊接工位、整型工位、检测工位和自动盛装工位通过传递装置依次进行连接，避免了工作人员对其进行人工的拿取进而实现依次的加工处理工作，有效提高了工作效率，且机器的使用有效提高了工作效率，避免了工作人员疲劳度的产生，为生产质量提供了保障。

进一步的是，所述自动上料工位与焊接工位之间设置有用于检测原料放置位置的放置检测工位，所述载具包括预放置位，所述预放置位包括用于固定原料的夹具和用于检测原料放置位置的检测孔。

进一步的是，所述自动上料工位包括入料口、振动盘、用于采集原料状态的检测相机精定位结构和用于拿取原料的机械手。

进一步的是，所述整型工位与检测工位之间设置有缓存位。

进一步的是，所述载具包括成品放置槽，所述焊接工位与整型工位之间设置有位置转换工位，所述位置转换工位用于将焊接成品放入成品放置槽。

进一步的是，所述检测工位包括轮廓检测装置和高度检测装置。

进一步的是，所述轮廓检测装置包括用于固定焊接成品的固定装置和用于采集焊接成品轮廓图形的若干相机。

进一步的是，所述固定装置包括夹爪和放置台，所述放置台为透明玻璃。

进一步的是，所述检测工位设置有次品通道。

进一步的是，所述自动盛装工位包括用于盛装成品的放置盒、用于拿取成品的盛装机械手和放置盒出口。

本发明的有益效果是：

1、将工作工位依次通过传递装置进行连接，避免了工作人员对其进行逐个的拿取进而实现加工操作过程，有效提高了工作效率，以及为工作的可对持续性提供了保障，减少了对工作人员的需求，保证了资源的合理利用率；

2、所述放置检测工位的设置，有效保证了后续加工过程的稳步进行，避免了放置的错误而导致的后续加工操作的误差，为成品的质量效果提供了保障，避免了资源的浪费；

3、位置转换工位的设置，保证了产品位置的正确放置，将焊接成品与未焊接成品进行分别的位置设置，保证了工序的有序进行，避免了产品的误操作；

4、缓存位的设置，使生产过程在后续工作突停的状况下，前序生产过程仍可以进行一段时间的工作，避免了后续工作的不稳定因素对整条生产线的影响，为生产过程的稳定进行提供了保障；

5、所述检测工位设置有轮廓检测装置和高度检测装置，有效保证了检测工作的进行，避免了不合格产品的误销售，为产品质量提供了有效的保障，同时设置有次品通道，极大地提高了生产线的自动化程度以及有序性。

附图说明

图1为本发明的自动生产线的整体结构示意图；

图2为本发明的自动生产线的自动上料结构示意图；

图3为本发明的自动生产线的载具结构示意图；

图4为本发明的自动生产线的自动上料工位和检测工位连接结构示意图；

图5为图4中A区域的结构放大示意图；

图6为本发明的自动生产线的焊接工位的结构示意图；

图7为本发明的自动生产线的位置转换工位结构示意图；

图8为本发明的自动生产线的检测工位和自动盛装工位的连接结构示意图；

图9为图8中B区域的结构放大示意图；

图10为图8中C区域的结构放大示意图；

图11为本发明的自动生产线的回流线结构示意图；

图中标记为：自动上料工位1，入料口11，振动盘12，检测相机13，机械手14，精定位结构15，定位块16，楔形块17，放置检测工位2，焊接工位3，焊接头31，位置转换工位4，吸盘A41，转动轴42，翻转夹爪43，吸盘B44，整型工位5，缓存位6，检测工位7，轮廓检测装置71，高度检测装置72，固定装置73，相机74，放置台75，检测板76，位移传感器77，定位夹78，自动盛装工位8，放置盒81，盛装机械手82，放置盒出口83，载具9，预放置位91，成品放置槽92，夹具93，检测孔94，控制杆95，复位弹簧96，定位孔97，回流线10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的结构如图1所示，该自动生产线包括自动上料工位1、焊接工位3、整型工位5、检测工位7、自动盛装工位8通过传递装置依次连接。所述传递装置为现有技术可以为传送带，丝杆模组等。当该生产线的传送带数量设置为一个时，此时上料工位1、焊接工位3、整形工位5、检测工位7、自动盛装工位8依次设置在传送带的一侧，载具9放置在传送带上，通过传送带进行移动至各个工位，通过气缸移动至加工位置进行加工操作。所述传递装置也可以设置为两个丝杆模组，此时自动上料工位1和焊接工位3之间设置为第一丝杆模组，载具9放置在相应的运动台上跟随运动轨道进行从自动上料工位1至焊接工位3的移动，当到达焊接工位3时通过夹具对其进行夹取至焊接台面上进行焊接操作。同时在焊接结束后利用夹具移动至第二丝杆模组运动台上。此时整型工位5、检测工位7、自动盛装工位8依次设置在第二丝杆模组的一侧。

所述自动上料工位1可以直接设置机械手14对原料进行拿取放置到载具9上。其结构也可以设置为如图2所示，该自动上料工位1由入料口11、振动盘12、检测相机13和机械手14组成。在进行操作过程中，工作人员将原料倒入入料口11，通过入料口11进入振动盘12。所述振动盘12的振动实现可以通过气缸的活塞运动，同时也可以根据实际情况选择相对应的振动电机使振动盘12产生相对应的振动效果。同时原料在振动盘12进行振动的过程中会发生位置的改变以及翻滚现象。如图2所示，检测相机13设置在振动盘12的上方，此时位于振动盘12内的原料都处于检测相机13的采集视野中，并将采集到的原料状态与预设定状态进行对比。当出现与预设定状态相同的原料并保证该原料为单独存在，即其周围状态允许机械手14对其进行拿取操作时，机械手14对其进行拿取放置到相对应的载具9上。机械手14通过编程可以完成各种预期的操作，在构造和性能上兼具人类和机器各自的优点，并且具有较高的准确性和环境适应能力，有效的保证了原料拿取操作的稳续进行。该机械手14可以选用四轴机械手、六轴机械手等。本发明采用检测相机13和机械手14相配合的方式有效保证了自动上料工位1的稳定性，以及自动化程度，工作人员只需要将原料倒入入料口11即可实现上料。该过程所使用的电路及控制程序皆为现有技术。并且当进行不同的生产过程，即原料发生改变时，只需要对程序进行简单的改进就可以实现，降低了生产成本，有效扩大了其适用范围。同时机械手14只需要对状态正确的原料进行拿取并不需要对其进行角度翻转，即该原料在机械手14进行拿取过程结束后存在状态仍与拿取前相同，有效的降低了对机械手14设备的需求，合理的降低了生产成本。根据生产需求可以进行多数量的入料结构的设置，即当需要两个原料的焊接生产时，设置两个入料口11、两个振动盘12、两个检测相机13和两个机械手14等，进而实现相对应的连接，使其分别用于对应原料的上料控制。同时也可以设置为一个机械手14对两个振动盘12进行拿取，由于机械手14的较高拿取效率以及准确性，根据不同的程序设置实现不同的拿取和放置，以实现成本的合理设置。同理也可以设置为三个、四个等入料结构。

如图4所示，为保证该上料工位的准确性，在该工位设置有精定位结构15，当机械手14将符合规格的原料进行拿取时，首先进行放入到精定位结构15处进行定位。所述精定位结构15可以为固定的凹槽，当机械手14将原料放置到相应凹槽的位置时，为保证该存在状态符合要求，设置有相对应的拨杆对其进行拨动，进而使原料完全掉落到凹槽内。同时该结构也可以如图5所示，由四个定位块16组成，所述定位块16由气缸控制。当原料掉落在定位块16的包围范围内的工作台时，通过气缸对其进行控制使定位块16的组成区域逐渐缩小，进而使原料存在位置进行限定，使其达到要求位置。精定位结构15的设置避免了机械手14的操作对原料放置误差对整个生产流程的影响，提高了产品生产质量。当精定位结构16对原料进行定位后通过机械手14将其放置到相对应的载具9中。该载具9可以设置相对应的放置槽，对其进行放置。该载具9的设置方式也可以如图3所示，该载具9包括预放置位91和成品放置槽92。所述预放置位91用于放置未焊接原料。在自动入料工位1处的机械手14即将原料放入预放置位91。在该预放置位91处原料进行待焊接的状态放置，即将需焊接在一块的原料进行同一放置位的放置。此时跟随传递装置，如图6所示载具9移动至焊接工位3可直接进行焊接操作，利用焊接头31对原料进行相对应的焊接操作，有效避免了后续的再组合操作，减少了工序的设置。为防止焊接工序对传递装置的影响，应设置有相对应的工作台，所述载具9可以通过夹具夹至工作台上，进而能实现焊接工序。同时也可以在载具9上可以设置定位孔97，当到达焊接工位3时，通过气缸对其进行顶起，利用定位销与定位孔97的配合实现载具9的稳定设置。当焊接工作结束时通过气缸对其进行下放至传递装置上，继续进行传递到下一工序。为保证未焊接原料的设置位置的稳定性，载具9设置有相对应的夹具93，当原料放置进入预放置位91时，夹具93将其位置限制在预放置位91内，保证了在运输过程中的原料位置的稳定性以及在焊接过程中也不会发生位置的改变。所述夹具93的位置的设置可以与原料轮廓相匹配，在夹取过程中进而对其位置进行修正。夹具93的数量可以设置为两个、四个等，同时可将所述夹具93的控制杆95位置设置在同一侧，有利于夹具93开启闭合的同时实现，提高了工作效率。如图5所示，本发明中的载具9的控制杆95设置在同一侧即设置在远离自动入料工位1侧，当进行原料到载具9的放置时，可以通过楔形块17将相对应的控制杆95进行打开，则相对应的夹具93也会随之做远离预放置位91的操作，此时原料可以顺利进入预放置位91。当机械手14将原料完全放入预放置位91处时，楔形块17做远离载具9的运动，此时在复位弹簧96的作用下控制杆95带动夹具93做靠近预放置位91的运动，进而将原料限制在预放置位91处。

为保证原料放置位置符合焊接要求，本发明在自动入料工位1和焊接工位3之间设置有放置检测工位2。当完成原料放置的载具9移动至放置检测工位2处时，可以利用光电传感器对其进行位置的检测。该载具9的预放置位91的下方设置有检测孔94，通过检测孔94对原料的放置进行检测。光电传感器在一般情况下由三部分构成：发送器，接收器和光道通路。当有物体在光道通路之间通过时则会造成光束的阻挡，接收器无法接收到光信号。光电传感器将光信号转换为电信号，进而实现信号的传递。此时可以将光电传感器设置为对射式或折射式。在检测之前首先进行不同的原料检测位置进行设定，当到达放置检测工位2时，通过检测孔94使原料处于光道通路内，相对应的光电传感器对各原料的放置位置进行检测，当都符合要求时，则放置位置合格，使其顺利到达焊接工位3处进行焊接。若不符合要求，可通过报警、暂停等方式引起工作人员而对注意，或设置相对应的次品通道。此时光电传感器的型号可采用反射式的CX-441等。

本发明通过焊接工位3对原料进行焊接操作，则焊接后形成成品结构，此时为一整体结构。为保证后续工作的有序进行，本发明在焊接工位3与整型工位5之间设置有位置转换工位4，该焊接成品在位置转换工位4处可以将成品从预放置位91移动至成品放置槽92。所述成品放置槽92不需要进行夹具93的设置，单独的成品放置槽92的设置保证了后续工作的稳定进行。所述位置转换工位4可以使用相对应的机械手对其进行翻转换位操作。其结构也可以如图7所示，该结构包括吸盘A41、翻转夹爪43和吸盘B44。当载具9移动到相应位置时，通过相对应的楔形块17对夹具93实现打开操作，此时利用吸盘A41对焊接成品利用吸力对其进行拿取，进而围绕转动轴42进行水平旋转至垂直位置。该吸盘A41移动至翻转夹爪43的移动位置，利用夹爪43对其进行夹取，并利用在转轴将焊接成品转动180度。此时利用吸盘B44吸取放置到成品放置槽92，进而完成产品的换位操作。

由于焊接过程中对产品的形状会产生相应的冲击，为保证产品的形状规范性，放置到成品放置槽92的焊接成品随载具9移动至整型工位5。此时由于成品放置槽92处没有相应的固定装置对成品的位置进行限定，因此吸盘或夹具可以对焊接成品进行顺利拿取。此时整型工位5处设置有相应的整型凹槽，当焊接成品通过吸盘等方式移动至相对应的下板凹槽内，并通过上板和下板组合形成相对应的完整凹槽对其进行挤压，进而实现产品的压至符合凹槽形状，从而达到焊接成品的整型操作。在整型操作结束后，利用吸盘对产品移回成品放置槽92，此时产品为最终产品。为保证产品的规格符合要求，应通过检测工位7对其进行检测操作。为避免检测工位7的检测较慢或突停状况的发生，本发明在所述整型工位5与检测工位7之间设置有缓存位6。在产品完成整型操作后移动至缓存位6。此时缓存位6的设置可以为一个固定的放置平台，该载具可以通过夹具移动至放置平台处，当进行检测操作时将产品从放置平台处移动至检测工位7。同时缓存位6的设置也可以直接设置在传递装置的端部，此时载具9的下方设置有阻挡器。阻挡器是针对自动化输送系统而开发的产品，能方便、可靠地控制作业治具及产品的运输及停顿。并且阻挡器设有缓冲装置，能减轻载具2对阻挡气缸的冲击，并防止载具2的反弹。当阻挡器发挥阻挡作用时，阻挡滚轮上升至最高点，进而对传递装置上的载具9进行阻挡。当不进行阻挡时，则可以将阻挡滚轮进行下降，则此时滚轮不对载具进行阻挡。阻挡器有效的降低了载具9在停止过程中产生的冲击和震动，保证了产品的运载效果。本发明中阻挡器的类型可以选择QX-1到QX-6系列的任一类型。

当进行检测工作时，将产品通过夹具或吸盘移动至检测工位7。此时进行产品拿取后的空载具9随回流线10移动至自动上料工位1处，进而实现下一原料的承载。所述回流线10的结构如图11所示，所述回流线10为现有技术。如图8所示，所述检测工位7包括轮廓检测装置71和高度检测装置72。此时产品可以由夹具对其进行夹取进而移动至轮廓检测装置71内，此时轮廓检测装置71可以通过设置有若干压力传感器的压力板对产品的各面进行压取，通过产品各部位压力的不同而实现对产品轮廓的采集，进而与预设数据相对比。同时轮廓检测装置71的结构设置也可以如图8所示，包括固定装置73和若干相机74。所述固定装置73可以通过夹具对其直接进行固定。其结构也可以如图9所示，包括定位夹78和放置台76。所述产品放置在放置台76上，进而通过定位夹78对其进行定位操作。同时该轮廓检测装置71设置有若干相机71，通过相机71对产品的轮廓进行采集，进而与预设定轮廓进行对比。当与预设定轮廓符合规定范围，则为合格产品。所述相机71的设置数量应与实际情况相适配，以满足轮廓的采集需求，数量可以设置为两个、四个等。图8中将相机72的数量设置为两个，分别设置在上方和侧面，通过固定夹78对产品的位置进行限制，则此时侧面的相机采集到的画面为贯通的通道，进而对侧面的轮廓进行采集。由于所需测量物体边缘为薄片状，需要背光源进行检测，因此将放置台76设置为透明的玻璃。此时背光源设置在透明玻璃的下方，产品放置在放置台76的上方，背光源透过玻璃对产品采集过程产生作用。在保证产品稳定放置状态的同时，有效保证了产品的检测效果。

该检测工位7还设置有高度检测装置72。所述高度检测装置72可以利用与产品放置面相平行的检测板76，对其进行垂直的降落，进而对产品的最高点进行检测。此时最高点的检测实现可以通过位移传感器77实现。所述位移传感器77的内部具有一个光栅或磁栅，进而将检测板76的位移转化为相应的脉冲信号。位移传感器77设置有固定端和移动端。所述固定端利用支撑杆进行位置的限定，移动端固定在检测板76朝向产品的端面，随着检测板76的移动实现与产品表面的接触。所述位移传感器77可以采用GT2-P12等。当产品在检测工位7显示为不合格产品时，可以通过检测工位7设置的次品通道进行运输至处理装置处，有效保证了产品的合理利用，避免了资源的浪费。

经过检测工位7检测合格的产品则会运输至自动盛装工位8，所述自动盛装工位8通过盛装机械手82将合格的产品放置到相对应的放置盒81内。所述盛装机械手82通过程序的设置可以将产品在放置盒81内进行有序的排列，并进行计数操作。当达到相对应的盛装数量时，则进行下一放置盒81的盛装操作。同时承装结束的放置盒81从放置盒出口83进行移出该生产线。通过工作人员的拿取可进行盛装完毕的放置盒81的打包操作，有效提高了工作效率，并降低了工作人员的劳动强度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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.自动生产线，包括焊接工位(3)、整型工位(5)和检测工位(7)，其特征在于，还包括用于将原料放置到载具(9)的自动上料工位(1)、自动盛装工位(8)和用于将载具(9)运输至自动上料工位(1)的回流线(10)，所述自动上料工位(1)、焊接工位(3)、整型工位(5)、检测工位(7)和自动盛装工位(8)通过传递装置依次连接，所述自动上料工位(1)与焊接工位(3)之间设置有用于检测原料放置位置的放置检测工位(2)，所述载具(9)包括预放置位(91)，所述预放置位(91)包括用于固定原料的夹具(93)和用于检测原料放置位置的检测孔(94)，所述夹具(93)的数量设置为两个，所述载具(9)还包括用于控制两个夹具(93)开启或闭合的控制杆(95)，两个所述控制杆之间设置有复位弹簧(96)，所述控制杆(95)设置在远离自动上料工位(1)的一侧，所述自动上料工位(1)包括楔形块(17)。

2.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，所述自动上料工位(1)包括入料口(11)、振动盘(12)、用于采集原料状态的检测相机(13)、精定位结构(15)和用于拿取原料的机械手(14)。

3.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，所述整型工位(5)与检测工位(7)之间设置有缓存位(6)。

4.根据权利要求1或3所述的自动生产线，其特征在于，所述载具(9)包括成品放置槽(92)，所述焊接工位(3)与整型工位(5)之间设置有位置转换工位(4)，所述位置转换工位(4)用于将焊接成品放入成品放置槽(92)。

5.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，所述检测工位(7)包括轮廓检测装置(71)和高度检测装置(72)。

6.根据权利要求5所述的自动生产线，其特征在于，所述轮廓检测装置(71)包括用于固定焊接成品的固定装置(73)和用于采集焊接成品轮廓图形的若干相机(74)。

7.根据权利要求6所述的自动生产线，其特征在于，所述固定装置(73)包括定位夹(78)和放置台(75)，所述放置台(75)为透明玻璃。

8.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，所述检测工位(7)设置有次品通道。

9.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，所述自动盛装工位(8)包括用于盛装成品的放置盒(81)、用于拿取成品的盛装机械手(82)和放置盒出口(83)。

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