CN107544420A - 智能精密加工中心机器人集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能精密加工中心机器人集成系统，包括：物料供给模块，用于向后续模块提供生产线所需物料，包括料仓、推杆、传送带及用于驱动传送带转动的电机；物料检测模块，用于识别是否有物料及该物料是否为正确的物料，包括识别单元、提升单元和推出单元；直线行走搬运仓储模块，用于直线移动物料，采用SCARA机器人在移动行程内吸取和跟踪工件。本发明能够简化布线结构，提高数控系统的网络化通信能力，采用现场总线接口的多处理器结构的硬件平台，实现该数控系统的高速、高精度、高可靠性和开放性，提升了我国制造业装备技术水平和国际竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成系统，具体是智能精密加工中心机器人集成系统。
背景技术
数控装备的整体水平标志着一个国家现代化水平和综合国力的强弱。随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各发达国家投入巨资，对先进制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键，是制造业实现自动化、网络化、柔性化和集成化的基础。其中，五轴联动数控又是数控技术中难度最大，应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密和自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具和高精密仪器等民用和军工部门迫切需要的关键加工设备。采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具的最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。国际上将五轴联动数控技术作为一个国家化水平的标志。
目前，振兴装备制造业已经成为国家的重大发展战略，国家为包括数控机床产业在内的装备制造业振兴提供了良好的政策环境，并给予了特殊重要的地位。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)》中，“高档数控机床和基础制造技术”被列为十六个重大专项之一。重大专项是为了实现国家目标，通过核心技术的突破和资源集成，在一定时限内完成重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将数控机床确定为“十一五”规划中装备制造业振兴的重点之一。《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》中确定振兴装备制造业为主要任务，即实现十六个重点突破的关键领域，其中，第十二项便是“发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变大型、高精度数控机床大部分依靠进口的现状，满足机械、航空航天等发展的需要”。
西方国家在高档数控机床(系统)方面，目前还处于垄断地位，并严格对我国限制出口。1999年的考克斯报告，专门提到中国把从美国进口的16台二手四、五轴联动数控机床用于军工生产，要求对我国加强禁运。这说明研究和发展五轴联动数控系统技术在国家经济建设中，具有超越一般市场价值的战略地位。
为了改变这种不利局面，我们必须考虑在现有的研究成果基础上，开发出具有我国自主知识产权的高性能集成系统，掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境和市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
发明内容
本发明的目的在于提供智能精密加工中心机器人集成系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
智能精密加工中心机器人集成系统，包括：
物料供给模块，用于向后续模块提供生产线所需物料，包括料仓、推杆、传送带及用于驱动传送带转动的电机；
物料检测模块，用于识别是否有物料及该物料是否为正确的物料，包括识别单元、提升单元和推出单元；
直线行走搬运仓储模块，用于直线移动物料，采用SCARA机器人在移动行程内吸取和跟踪工件；
多工位加工模块，采用六自由度并联加工机器人将物料加工成货物；
货物分拣模块，设于多工位加工模块后，用于根据货物类型的不同将货物推入不同的料槽实现分拣；
印码检测模块，基于机器视觉对印码的质量进行检测；
装配模块，用于将通过分拣及印码检测后的货物进行装箱；
自动化仓库模块，设于整个生产线的末端，包括通过传感器支架侧装于仓库两侧的传感器，并采用直角坐标入库机器人实现货物装箱后的入库；
多轴数控系统，包括现场可编程门阵列，以作为与所述物料检测模块进行数据通信控制的接口；
所述现场可编程门阵列和多个主轴驱动单元、多个伺服驱动单元、多个输入输出模块，通过现场总线的通行方式，构成环形以太网的连接结构；
所述物料供给模块、物料检测模块、货物分拣模块及装配模块内均安装有PLC控制单元；
所述多工位加工模块、自动化仓库模块和直线行走搬运仓储模块内均设有嵌入式控制单元；
所述PLC控制单元和嵌入式控制单元通过网络化总线与总控中心连接。
作为本发明进一步的方案：还包括多个处理器；
其中，一个处理器作为通用计算机开发平台的主处理器，用于装载多种应用程序；
别的处理器用于执行数字控制过程中的数据处理。
作为本发明进一步的方案：还包括主处理器、与所述主处理器通信连接的运动控制处理器和与所述运动控制处理器通信连接的PLC处理器；
其中，所述主处理器作为通用计算机开发平台，用于装载多种应用程序；
所述运动控制处理器用于执行数字控制过程中的解释、插补及位置控制的实时性任务；
所述PLC处理器用于执行数字控制的PLC处理任务。
作为本发明再进一步的方案：所述总控中心采用单片机控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够简化布线结构，提高数控系统的网络化通信能力，采用现场总线接口的多处理器结构的硬件平台，实现该数控系统的高速、高精度、高可靠性和开放性，提升了我国制造业装备技术水平和国际竞争力。
附图说明
图1为智能精密加工中心机器人集成系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，智能精密加工中心机器人集成系统，包括：
物料供给模块，用于向后续模块提供生产线所需物料，包括料仓、推杆、传送带及用于驱动传送带转动的电机；
物料检测模块，用于识别是否有物料及该物料是否为正确的物料，包括识别单元、提升单元和推出单元；
直线行走搬运仓储模块，用于直线移动物料，采用SCARA机器人在移动行程内吸取和跟踪工件；
多工位加工模块，采用六自由度并联加工机器人将物料加工成货物；
货物分拣模块，设于多工位加工模块后，用于根据货物类型的不同将货物推入不同的料槽实现分拣；
印码检测模块，基于机器视觉对印码的质量进行检测；
装配模块，用于将通过分拣及印码检测后的货物进行装箱；
自动化仓库模块，设于整个生产线的末端，包括通过传感器支架侧装于仓库两侧的传感器，并采用直角坐标入库机器人实现货物装箱后的入库；
多轴数控系统，包括现场可编程门阵列，以作为与所述物料检测模块进行数据通信控制的接口；
所述现场可编程门阵列和多个主轴驱动单元、多个伺服驱动单元、多个输入输出模块，通过现场总线的通行方式，构成环形以太网的连接结构；
所述物料供给模块、物料检测模块、货物分拣模块及装配模块内均安装有PLC控制单元；
所述多工位加工模块、自动化仓库模块和直线行走搬运仓储模块内均设有嵌入式控制单元；
所述PLC控制单元和嵌入式控制单元通过网络化总线与总控中心连接。
还包括多个处理器；
其中，一个处理器作为通用计算机开发平台的主处理器，用于装载多种应用程序；
别的处理器用于执行数字控制过程中的数据处理。
还包括主处理器、与所述主处理器通信连接的运动控制处理器和与所述运动控制处理器通信连接的PLC处理器；
其中，所述主处理器作为通用计算机开发平台，用于装载多种应用程序；
所述运动控制处理器用于执行数字控制过程中的解释、插补及位置控制的实时性任务；
所述PLC处理器用于执行数字控制的PLC处理任务。
所述总控中心采用单片机控制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.智能精密加工中心机器人集成系统，其特征在于，包括：
物料供给模块，用于向后续模块提供生产线所需物料，包括料仓、推杆、传送带及用于驱动传送带转动的电机；
物料检测模块，用于识别是否有物料及该物料是否为正确的物料，包括识别单元、提升单元和推出单元；
直线行走搬运仓储模块，用于直线移动物料，采用SCARA机器人在移动行程内吸取和跟踪工件；
多工位加工模块，采用六自由度并联加工机器人将物料加工成货物；
货物分拣模块，设于多工位加工模块后，用于根据货物类型的不同将货物推入不同的料槽实现分拣；
印码检测模块，基于机器视觉对印码的质量进行检测；
装配模块，用于将通过分拣及印码检测后的货物进行装箱；
自动化仓库模块，设于整个生产线的末端，包括通过传感器支架侧装于仓库两侧的传感器，并采用直角坐标入库机器人实现货物装箱后的入库；
多轴数控系统，包括现场可编程门阵列，以作为与所述物料检测模块进行数据通信控制的接口；
所述现场可编程门阵列和多个主轴驱动单元、多个伺服驱动单元、多个输入输出模块，通过现场总线的通行方式，构成环形以太网的连接结构；
所述物料供给模块、物料检测模块、货物分拣模块及装配模块内均安装有PLC控制单元；
所述多工位加工模块、自动化仓库模块和直线行走搬运仓储模块内均设有嵌入式控制单元；
所述PLC控制单元和嵌入式控制单元通过网络化总线与总控中心连接。
2.根据权利要求1所述的智能精密加工中心机器人集成系统，其特征在于，还包括多个处理器；
其中，一个处理器作为通用计算机开发平台的主处理器，用于装载多种应用程序；
别的处理器用于执行数字控制过程中的数据处理。
3.根据权利要求1所述的智能精密加工中心机器人集成系统，其特征在于，还包括主处理器、与所述主处理器通信连接的运动控制处理器和与所述运动控制处理器通信连接的PLC处理器；
其中，所述主处理器作为通用计算机开发平台，用于装载多种应用程序；
所述运动控制处理器用于执行数字控制过程中的解释、插补及位置控制的实时性任务；
所述PLC处理器用于执行数字控制的PLC处理任务。
4.根据权利要求1所述的智能精密加工中心机器人集成系统，其特征在于，所述总控中心采用单片机控制。
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| CN201710964710.XA Pending CN107544420A (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 智能精密加工中心机器人集成系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110877435A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-13 | 东莞市精瑛伦实业有限公司 | 精密模具注塑成型加工方法 |
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