CN107803697A - 机器人加工工作站 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械加工自动化技术领域，具体涉及一种机器人加工工作站。包括转运机器人和位于转运机器人周围的上料线体、加工机床和下料线体；所述转运机器人用于在上料线体、加工机床和下料线体之间转运工件；所述转运机器人包括固定底座和安装于固定底座上的旋转臂，所述旋转臂可在水平面内绕固定底座旋转；所述旋转臂上设置有夹具。本发明通过转运机器人在上料线体、加工机床和下料线体之间进行工件转运，完全取代了人工进行上、下料和对加工过程中工件姿态调整的传统加工方式，实现了工件加工的整体自动化操作，提高了加工效率，保证了加工质量的稳定性。

Description

机器人加工工作站
技术领域
本发明属于机械加工自动化技术领域，具体涉及一种机器人加工工作站。
背景技术
啤酒桶手阀阀体是德国啤酒桶大量使用的消耗品，该阀体的生产具有加工量大、加工精度要求高的特点。而且由于阀体自身的结构特点，现有的阀体加工大多采用人工配合机器的方式，车削加工等部分由机器设备完成，而阀体的上料、下料、姿态调整以及阀体在各个加工设备间的转移切换均是由人工操作完成。人工操作的缺陷是生产效率低，而且加工质量参差不齐，难以维持高质量的自动化高效生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种机器人加工工作站，解决了现有的阀体加工方法存在的生产效率低、加工质量不稳定的技术问题。
本发明的技术解决方案是：一种机器人加工工作站，其特征在于：包括转运机器人和位于转运机器人周围的上料线体、加工机床和下料线体；所述转运机器人用于在上料线体、加工机床和下料线体之间转运工件；
所述转运机器人包括固定底座和安装于固定底座上的旋转臂，所述旋转臂可在水平面内绕固定底座旋转；所述旋转臂上设置有夹具。
进一步地，上述夹具包括直角支座和卡爪支座，所述直角支座与旋转臂固定连接，所述卡爪支座中心通过销轴与直角支座相连，卡爪支座一端设置一个卡爪，卡爪支座的另一端对称设置另一个卡爪。
进一步地，上述卡爪包括圆周状的卡爪架和在卡爪架内设置的三指气爪。
进一步地，上述卡爪架通过多个弹簧立柱与卡爪支座相连，所述弹簧立柱上设置有螺旋压缩弹簧。
进一步地，上述卡爪架上设置有吹屑气管。
进一步地，上述卡爪支座包括第一卡爪板和在第一卡爪板两端对称设置的两个第二卡爪板；所述第一卡爪板中心通过销轴与直角支座相连，所述第二卡爪板一端通过连接座与第一卡爪板相连，第二卡爪板的另一端安装卡爪。
进一步地，上述连接座为台阶状，用于使第一卡爪板和第二卡爪板产生高度差。
较佳地，上述上料线体包括并行设置的第一线体和第二线体，所述第一线体通过位于两端的两个回转线体与第二线体的两端相连；所述第一线体、第二线体和两个回转线体共同构成回字型的流转线体；所述上料线体上放置有用于盛放待加工工件的托盘；靠近转运机器人的第一线体上还设置有止推装置和顶升装置，所述直推装置用于定位托盘，所述顶升装置用于顶升托盘。
进一步地，上述第一线体上设置的止推装置和顶升装置位于转运机器人的旋转臂圆周以内，所述第二线体位于转运机器人的旋转臂圆周以外。
较佳地，上述加工机床为多个。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过转运机器人在上料线体、加工机床和下料线体之间进行工件转运，完全取代了人工进行上、下料和对加工过程中工件姿态调整的传统加工方式，实现了工件加工的整体自动化操作，提高了加工效率，保证了加工质量的稳定性。
(2)本发明将上料线体设置为回字形，并利用上料线体和下料线体将整个加工区域划分为机械加工区和人工监测区，实现了人机操作的空间隔离，保证了生产安全。
(3)本发明通过特殊的夹具结构设计，减小了夹具体积，进而可以显著降低转运机器人的动作幅度，提高加工效率，降低安全风险。
(4)本发明通过在转运机器人的夹具上设置吹屑气管，可以在上料前对加工机床的相应部位进行废屑清楚，在不改变加工机床原始结构的情况下，显著提高了生产加工效率和加工精度。
附图说明
图1为本发明机器人加工工作站的较佳实施例结构示意图。
图2为本发明转运机器人的夹具结构示意图。
其中，附图标记为：1-围栏，2-加工机床，3-旋转臂圆周，4-掉头装置，5-下料线体，6-上料线体，7-转运机器人，8-托盘，9-第一线体，10-第二线体，11-回转线体，12-直角支座，13-卡爪支座，14-卡爪，15-卡爪架，16-三指气爪，17-弹簧立柱，18-连接座，19-吹屑气管，20-第一卡爪板，21-第二卡爪板。
具体实施方式
参见图1，本发明为一种机器人加工工作站，其较佳实施例结构包括转运机器人7和位于转运机器人7周围的上料线体6、加工机床2和下料线体5。转运机器人7用于在上料线体6、加工机床2和下料线体5之间转运工件；加工机床2可以为多个，用于相同或者不同的加工工序。根据不同工序的工序时长，转运机器人7可以在不同机床之间进行工件转运，以便最大程度地提高加工效率。
上料线体6包括并行设置的第一线体9和第二线体10，第一线体9通过位于两端的两个回转线体11与第二线体10的两端相连；第一线体9、第二线体10和两个回转线体11共同构成回字型的流转线体；上料线体6上放置有用于盛放待加工工件的托盘8；靠近转运机器人7的第一线体6上还设置有止推装置和顶升装置，直推装置用于定位托盘，顶升装置用于顶升托盘使托盘脱离线体。
转运机器人7包括固定底座和安装于固定底座上的旋转臂，旋转臂可在水平面内绕固定底座旋转；旋转臂上设置有夹具。第一线体9上设置的止推装置和顶升装置位于转运机器人的旋转臂圆周3以内，第二线体10位于转运机器人的旋转臂圆周以外，在第二线体10外侧进行工件补充的工作人员或者监测人员可以完全隔离在转运机器人7动作范围以外，避免出现安全事故。
参见图2，夹具包括直角支座12和卡爪支座13，直角支座12与旋转臂固定连接，卡爪支座13包括第一卡爪板20和在第一卡爪板两端对称设置的两个第二卡爪板21；第一卡爪板20中心通过销轴与直角支座12相连，第二卡爪板21一端通过连接座18与第一卡爪板20相连，第二卡爪板21的另一端安装卡爪14。连接座18为台阶状，用于使第一卡爪板20和第二卡爪板21产生高度差。卡爪14包括圆周状的卡爪架15和在卡爪架15内设置的三指气爪16。卡爪架15通过多个弹簧立柱17与第二卡爪板21相连，弹簧立柱17上设置有螺旋压缩弹簧。卡爪架15上设置有吹屑气管19。
本发明夹具的工作过程是：先由左侧的夹爪，从机床内的卡盘上将加工完成的工件抓取出，并利用其上设置的气管吹除卡盘上的废屑，再将该夹具抬起并旋转180°，将另一侧已经抓取的待加工工件放入夹爪卡盘中，利用特殊的夹持动作完成较精准的同轴夹持——卡盘夹紧，夹爪松开工件，夹具夹爪略微退后再次顶紧工件，夹爪夹紧工件后，卡盘再次夹紧，之后夹爪松开并退出。
本发明机器人加工工作站的整体工序过程是：人工将装有工件的托盘8放置在第一线体9上，具体位置是上料线体6不包含在转运机器人7工作范围(即旋转臂圆周3范围内)处上料，托盘8随线体流转运动，经回转线体11，运输至第二线体10，继续移动到达转运机器人7工作范围内后停止定位。转运机器人7将托盘上的工件，依次放入OP01机床(对应图1中左侧机床)，完成上料后，在线体上再抓取一件工件，待OP01完成加工后，机器人将加工的工件取出，并放入刚刚抓取的新工件，而加工的工件通过掉头装置4，再放入OP02机床(对应图1中右侧和上侧机床)进行第二道工序加工。等待OP02加工期间，转运机器人7抓取OP01完成的工件等待在OP02机床外，待OP02完成，将完成的工件取下，换上完成OP01机床，并将OP02完成的工件放置在下料线体5上。

Claims (10)

1.一种机器人加工工作站，其特征在于：包括转运机器人和位于转运机器人周围的上料线体、加工机床和下料线体；所述转运机器人用于在上料线体、加工机床和下料线体之间转运工件；
所述转运机器人包括固定底座和安装于固定底座上的旋转臂，所述旋转臂可在水平面内绕固定底座旋转；所述旋转臂上设置有夹具。
2.根据权利要求1所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述夹具包括直角支座和卡爪支座，所述直角支座与旋转臂固定连接，所述卡爪支座中心通过销轴与直角支座相连，卡爪支座一端设置一个卡爪，卡爪支座的另一端对称设置另一个卡爪。
3.根据权利要求2所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述卡爪包括圆周状的卡爪架和在卡爪架内设置的三指气爪。
4.根据权利要求3所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述卡爪架通过多个弹簧立柱与卡爪支座相连，所述弹簧立柱上设置有螺旋压缩弹簧。
5.根据权利要求4所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述卡爪架上设置有吹屑气管。
6.根据权利要求2所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述卡爪支座包括第一卡爪板和在第一卡爪板两端对称设置的两个第二卡爪板；所述第一卡爪板中心通过销轴与直角支座相连，所述第二卡爪板一端通过连接座与第一卡爪板相连，第二卡爪板的另一端安装卡爪。
7.根据权利要求6所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述连接座为台阶状，用于使第一卡爪板和第二卡爪板产生高度差。
8.根据权利要求1-7中任一所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述上料线体包括并行设置的第一线体和第二线体，所述第一线体通过位于两端的两个回转线体与第二线体的两端相连；所述第一线体、第二线体和两个回转线体共同构成回字型的流转线体；所述上料线体上放置有用于盛放待加工工件的托盘；靠近转运机器人的第一线体上还设置有止推装置和顶升装置，所述直推装置用于定位托盘，所述顶升装置用于顶升托盘。
9.根据权利要求8所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述第一线体上设置的止推装置和顶升装置位于转运机器人的旋转臂圆周以内，所述第二线体位于转运机器人的旋转臂圆周以外。
10.根据权利要求1-7中任一所述的机器人加工工作站，其特征在于：所述加工机床为多个。
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