CN107900247B - 一种配合工业机器人工作的自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配合工业机器人工作的自动化生产线，包括依次连接的工件上料输送单元、工件中转输送单元、工件生产加工输送单元及成品输送单元。通过工件上料输送单元将目标工件放置在上料输送装置中，输送到工件中转输送单元的中转输送装置，并通过升降取放料装置将目标工件从接料架上转运至工件生产加工输送单元的生产加工输送装置上，从而与工业机器人配合进行生产加工。本发明的生产线可以按照实际加工工艺灵活增加或减少加工的工位，此自动化生产线能将生产加工区域进行隔离，避免工作人员在具有高危害气体，液体，粉尘的高危环境中进行作业导致的不良影响和阻挡污染物的扩散。也可以有效降低企业的生产成本，显著提高生产效率和安全性。

Description

一种配合工业机器人工作的自动化生产线

技术领域

本发明涉及一种配合工业机器人工作的自动化生产线。

背景技术

由工业机器人参与运作的自动化生产线当中，大多改进都是针对机器人来进行的。普通的生产线如果只有输送设备输送工件，再由机器人完成对工件的加工，这样会导致机器人加工的行程比较大且动作复杂，导致工业机器人编程调试更加复杂和降低效率，也不能适应现代化工业生产的柔性加工要求。

另外，针对于特殊的工作环境，一般的自动化生产线并不能有效在污染环境中保护作业人员，隔离恶劣的工作环境，防止污染物的扩散。

发明内容

本发明旨在提供一种配合工业机器人工作的自动化生产线，以解决现有自动化生产线达不到更高的生产要求，生产过高依赖于机器人的问题。

本发明的一种配合工业机器人工作的自动化生产线，包括依次连接的工件上料输送单元、工件中转输送单元、工件生产加工输送单元及成品输送单元，其中，

所述工件上料输送单元包括上料输送装置，实现工件水平输送上料；

所述工件中转输送单元包括中转输送装置及中转输送装置上的升降取放料装置，实现工件的中转输送以及取料高度的调整；

所述工件生产加工输送单元包括若干生产加工输送装置和单轴升降转台，其分别完成工件的输送和升降旋转，配合工业机器人对工件的加工；相邻的生产加工输送装置间通过过渡输送装置对工件进行过渡输送；

所述成品输送单元包括成品输送装置，用于对工件成品进行转运。

作为优选地，所述上料输送装置和生产加工输送装置都包括有输送架，所述输送架包括竖直支撑架和设于竖直支撑架上的两平行设置的槽形水平支撑架，所述槽形水平支撑架的两端以及竖直支撑架的下端分别设有同步轮，所述同步轮上设有同步带，同步带进入槽形水平支撑架的带槽内并通过同步轮驱动；此外，在输送架的尾端设有连接座板，所述连接座板上设有电机，所述电机用于驱动同步轮滚动，从而驱动同步带传动。

作为优选地，所述上料输送装置的电机通过减速机连接安装，同时，减速机的输出轴固定连接有驱动轴，驱动轴上固定装有与同步带配合的驱动轮。

作为优选地，所述中转输送装置包括导轨支架、滑轨以及滑座，所述滑轨设于导轨支架上，所述滑座通过滑轮安装于滑轨中，所述滑座上设有电机座，电机座上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴上设有齿轮，而所述滑轨上方设有齿条座，齿条座上设有与所述齿轮配合的齿条，使得驱动电机的驱动使滑座的滑轮在滑轨上滑动；所述升降取放料装置包括设于滑座上的第一连接座，所述第一连接座上横向设有第二连接座，且第一连接座上安装有可以相对于第一连接座升降的第三连接座，第三连接座之间设有搭接板，且第三连接座上端面还固定安装有水平向的圆柱导轨，圆柱导轨上设有滑块，而滑块连接有可相对于第三连接座移动的接料架；此外，所述第三连接座下端面还设有推送气缸座，所述推送气缸座上连接推送气缸的后缸盖，推送气缸的前缸盖连接于搭接板上，而推送气缸的活塞杆顶端与接料架固定连接；所述第二连接座上还竖直安装有升降气缸，升降气缸的活塞杆顶端同样连接在第三连接座上的搭接板上，升降气缸的活塞杆升降实现对第三连接座的升降。

在工作中，升降气缸的活塞杆顶升后，第三连接座及接料架、推送气缸、推送气缸座都会上升，而推送气缸的后缸盖安装在推送气缸座上，推送气缸的前缸盖连接在第三连接座的搭接板上，推送气缸的活塞杆与接料架连接，工作时，首先是推送气缸的活塞杆将接料架推出，然后升降气缸的活塞杆顶升，将第三连接座及接料架、推送气缸、推送气缸座都升起，然后进行中转输送，送到位置后，升降气缸的活塞杆下降，工件放置到输送带上，然后推送气缸的活塞杆带动接料架收回。

作为优选地，所述第一连接座的四角位置的上表面设有导向套，对应地，所述第三连接座下表面竖直安装有四根与所述导向套配合的导向柱，用于对第三连接座的升降进行导向。

作为优选地，所述的工件生产加工输送单元包括依次排列的三个生产加工输送装置，而所述生产加工输送装置的电机设于连接座板上，电机输出轴上设有主动齿轮，槽形水平支撑架上位于电机端的同步轮之间设有传动轴，所述传动轴的一端设有与所述主动齿轮配合的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮通过链条连接；此外，所述生产加工输送装置的输送架中都配备有单轴升降转台，其包括升降气缸和转台，所述转台连接有伺服电机控制转动，升降气缸推动转台升起托起工件，然后通过转台的转动配合工业机器人完成加工。

作为优选地，所述的过渡输送装置包括水平过渡架、过渡传送带以及带轮，所述水平过渡架上设有两条带槽，所述带轮位于带槽的两端，所述过渡传送带设于所述带槽内并通过带轮传动，带槽中位于同一端的带轮之间设有轮轴，其中一端的轮轴上设有传动齿轮，对应地，所述传动轴上还设有与所述传动齿轮配合的驱动齿轮，驱动齿轮与传动齿轮之间通过链条连接，从而在生产加工输送装置中的电机驱动同步带传送的同时，还驱动过渡传送带传送。

作为优选地，所述的成品输送单元包括成品输送架，成品输送架上设有成品输送带，成品输送架两端分别装有输送轴，输送轴通过第三个生产加工输送装置上的电机带动，所述第三个生产加工输送装置的输送架尾端以及成品输送架的前端都设有工件清洁机构，所述工件清洁机构包括底座支架，底座支架上设有接料盘，接料盘上架设有工件海绵清洁轮，其中，第三个生产加工输送装置的输送架对应的接料盘设于两平行的槽形水平支撑架之间，完成工件中部区域的清洁，而成品输送架对应的接料盘设于成品输送架两侧，用于完成工件两侧区域的清洁。

作为优选地，所述上料输送装置和生产加工输送装置的下方都设有皮带清洁机构，其包括底座和设于底座上的皮带海绵清洁轮。

作为优选地，本发明还包括有控制单元，所述的控制单元为可编程控制器或微控制器，其与中转输送装置和单轴升降转台的伺服电机连接。

本发明的工作原理：作业人员通过工件上料输送单元将工件输送到末端，然后由中转输送单元的推送气缸将接料架送到工件下方，再由升降气缸升起接料架从而将工件托起，利用伺服电机驱动齿轮和齿条的啮合，将工件送到工件生产加工输送单元，然后通过推送气缸和升降气缸的运动，将接料架上的工件平稳放置在第一个生产加工输送装置上，单轴升降平台控制工件的升降以及转动，以配合工业机器人完成该工序的加工。工件完成加工后，单轴升降平台通过升降气缸让工件下降，将工件放置在工件生产加工输送单元的输送装置上继续输送，通过过渡输送装置实现将工件在相邻的生产加工输送装置上输送，完成多道工序的加工，等到所有工序加工完成后，最后一个生产加工输送装置尾端以及成品输送单元上的工件清洁机构，工件被运输到工件清洁机构时，工件海绵清洁会将工件底部的残留物进行清洁，工件经过底部和两侧部的清洁后，被成品输送单元继续输送到尾端被作业人员取下。

本发明的自动化生产线，能够灵活增加或减少工作区间的数量，从而针对不同的加工工艺进行调整；此外，本发明可以提高工业机器人组成的生产线的加工效率，简化工业机器人的编程，实现多种不同工件的柔性化生产，同时针对高危污染环境能够做到对各个区域进行有效的隔离，从而保护作业人员的健康和更好的处理环保问题。

附图说明

图1为自动化生产线的整体结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为工件上料输送单元的立体结构示意图；

图4为工件中转输送单元的立体结构示意图；

图5为工件中转输送单元的侧视结构示意图；

图6为工件中转输送单元的升降取放料装置的俯视结构示意图；

图7为工件生产加工输送单元的过渡输送装置部分的立体结构示意图；

图8为过渡输送装置的剖面结构示意图；

图9为过渡输送装置的透视结构示意图；

图10为成品输送单元的结构示意图。

具体实施方式

为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的配合工业机器人工作的自动化生产线如图1和2所示，包括依次连接的工件上料输送单元1、工件中转输送单元2、工件生产加工输送单元3及成品输送单元4，其中，

所述工件上料输送单元1包括上料输送装置101，实现工件水平输送上料；

所述工件中转输送单元2包括中转输送装置201及中转输送装置201上的升降取放料装置202，实现工件的中转输送以及取料高度的调整；

所述工件生产加工输送单元3包括三个生产加工输送装置301和单轴升降转台302，其分别完成工件的输送和升降旋转，配合工业机器人对工件的加工；相邻的生产加工输送装置301间通过过渡输送装置303对工件进行过渡输送；

所述成品输送单元4包括成品输送装置401，用于对工件成品进行转运。

如图3所示，上料输送装置101和生产加工输送装置301都包括有输送架5，所述输送架5包括竖直支撑架501和设于竖直支撑架501上的两平行设置的槽形水平支撑架502，所述槽形水平支撑架502的两端以及竖直支撑架501的下端分别设有同步轮503，所述同步轮503上设有同步带504，同步带504进入槽形水平支撑架502的带槽内并通过同步轮503驱动；此外，在输送架5的尾端设有连接座板505，所述连接座板505上设有电机506，所述电机506用于驱动同步轮503滚动，从而驱动同步带504传动。

具体地，上料输送装置101的电机506通过减速机6连接安装，同时，减速机6的输出轴固定连接有驱动轴601，驱动轴601上固定装有与同步带504配合的驱动轮602。

如图4-6所示，中转输送装置201包括导轨支架211、滑轨212以及滑座213，所述滑轨212设于导轨支架211上，所述滑座213通过滑轮214安装于滑轨212中，所述滑座213上设有电机座215，电机座215上安装有伺服电机216，伺服电机216的输出轴上设有齿轮217，而所述滑轨212上方设有齿条座218，齿条座218上设有与所述齿轮217配合的齿条219，使得驱动电机的驱动使滑座213的滑轮214在滑轨212上滑动；升降取放料装置202包括设于滑座213上的第一连接座221，所述第一连接座221上横向设有第二连接座222，且第一连接座221上安装有可以相对于第一连接座221升降的第三连接座223，第三连接座223之间设有搭接板100，且第三连接座223上端面还固定安装有水平向的圆柱导轨224，圆柱导轨224上设有滑块225，而滑块225连接有可相对于第三连接座223移动的接料架226；此外，第三连接座223下端面还设有推送气缸座227，所述推送气缸座227上连接推送气缸228的后缸盖，推送气缸228的前缸盖连接于搭接板100上，而推送气缸228的活塞杆顶端与接料架226固定连接；所述第二连接座222上还竖直安装有升降气缸230，升降气缸230的活塞杆顶端同样连接在第三连接座223上的搭接板100上，升降气缸230的活塞杆升降实现对第三连接座223的升降。

在工作中，升降气缸230的活塞杆顶升后，第三连接座223及接料架226、推送气缸228、推送气缸座227都会上升，而推送气缸228的后缸盖安装在推送气缸座227上，推送气缸228的前缸盖连接在第三连接座223的搭接板100上，推送气缸228的活塞杆与接料架226连接，工作时，首先是推送气缸228的活塞杆将接料架226推出，然后升降气缸230的活塞杆顶升，将第三连接座223及接料架226、推送气缸228、推送气缸座227都升起，然后进行中转输送，送到位置后，升降气缸230的活塞杆下降，工件放置到输送带上，然后推送气缸228的活塞杆带动接料架226收回。简而言之，就是升降气缸230以第一连接座221和第二连接座222为支撑，通过活塞杆的顶升完成对第三连接座223及其上的接料架226进行竖直方向的位置改变，同时，通过推送气缸228完成接料架226的水平方向的位置改变，最后配合输送的轨道，从而完成对工件的转运。

第一连接座221的四角位置的上表面设有导向套，对应地，所述第三连接座223下表面竖直安装有四根与所述导向套配合的导向柱，用于对第三连接座223的升降进行导向。

如图7-9所示，所述生产加工输送装置301的电机506设于连接座板505上，电机输出轴上设有主动齿轮701，槽形水平支撑架502上位于电机506端的同步轮503之间设有传动轴702，所述传动轴702的一端设有与所述主动齿轮701配合的从动齿轮703，所述主动齿轮701与从动齿轮703通过链条连接；此外，所述生产加工输送装置301的输送架5中都配备有单轴升降转台302，其包括升降气缸321和转台322，所述转台322连接有伺服电机控制转动，升降气缸321推动转台322升起托起工件，然后通过转台322的转动配合工业机器人完成加工；所述过渡输送装置303包括水平过渡架331、过渡传送带332以及带轮333，所述水平过渡架331上设有两条带槽334，所述带轮333位于带槽334的两端，所述过渡传送带332设于所述带槽334内并通过带轮333传动，带槽334中位于同一端的带轮333之间设有轮轴335，其中一端的轮轴335上设有传动齿轮336，对应地，所述传动轴702上还设有与所述传动齿轮336配合的驱动齿轮337，驱动齿轮337与传动齿轮336之间通过链条连接，从而在生产加工输送装置301中的电机506驱动同步带504传送的同时，还驱动过渡传送带332传送。

如图10所示，所述的成品输送单元4包括成品输送架401，成品输送架401上设有成品输送带402，成品输送架401两端分别装有输送轴403，输送轴403通过第三个生产加工输送装置301上的电机506带动，所述第三个生产加工输送装置301的输送架5尾端以及成品输送架401的前端都设有工件清洁机构8，所述工件清洁机构8包括底座支架801，底座支架801上设有接料盘802，接料盘802上架设有工件海绵清洁轮803，其中，第三个生产加工输送装置301的输送架5对应的接料盘802设于两平行的槽形水平支撑架502之间，其负责完成工件中部区域的清洁，而成品输送架401对应的接料盘802设于成品输送架401两侧，用于完成工件两侧区域的清洁。

此外，上料输送装置101和生产加工输送装置301的下方都设有皮带清洁机构9，其包括底座901和设于底座901上的皮带海绵清洁轮902。

本实施例的自动化生产线通过控制单元实现，所述的控制单元为可编程控制器或微控制器，其与中转输送装置201和单轴升降转台302的伺服电机连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种配合工业机器人工作的自动化生产线，其特征在于，包括依次连接的工件上料输送单元、工件中转输送单元、工件生产加工输送单元及成品输送单元，其中，

所述工件上料输送单元包括上料输送装置，实现工件水平输送上料；

所述工件中转输送单元包括中转输送装置及中转输送装置上的升降取放料装置，实现工件的中转输送以及取料高度的调整；所述中转输送装置包括导轨支架、滑轨以及滑座，所述滑轨设于导轨支架上，所述滑座通过滑轮安装于滑轨中，所述滑座上设有电机座，电机座上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴上设有齿轮，而所述滑轨上方设有齿条座，齿条座上设有与所述齿轮配合的齿条，使得驱动电机的驱动使滑座的滑轮在滑轨上滑动；所述升降取放料装置包括设于滑座上的第一连接座，所述第一连接座上横向设有第二连接座，且第一连接座上安装有可以相对于第一连接座升降的第三连接座，第三连接座之间设有搭接板，且第三连接座上端面还固定安装有水平向的圆柱导轨，圆柱导轨上设有滑块，而滑块连接有可相对于第三连接座移动的接料架；此外，所述第三连接座下端面还设有推送气缸座，所述推送气缸座上连接推送气缸的后缸盖，推送气缸的前缸盖连接于搭接板上，而推送气缸的活塞杆顶端与接料架固定连接；所述第二连接座上还竖直安装有升降气缸，升降气缸的活塞杆顶端同样连接在第三连接座上的搭接板上，升降气缸的活塞杆升降实现对第三连接座的升降;

所述工件生产加工输送单元包括若干生产加工输送装置和单轴升降转台，其分别完成工件的输送和升降旋转，配合工业机器人对工件的加工；相邻的生产加工输送装置间通过过渡输送装置对工件进行过渡输送；

所述成品输送单元包括成品输送装置，用于对工件成品进行转运；

所述自动化生产线还包括有控制单元，所述的控制单元为可编程控制器或微控制器，其与中转输送装置和单轴升降转台的伺服电机连接。

2.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于，所述上料输送装置和生产加工输送装置都包括有输送架，所述输送架包括竖直支撑架和设于竖直支撑架上的两平行设置的槽形水平支撑架，所述槽形水平支撑架的两端以及竖直支撑架的下端分别设有同步轮，所述同步轮上设有同步带，同步带进入槽形水平支撑架的带槽内并通过同步轮驱动；此外，在输送架的尾端设有连接座板，所述连接座板上设有电机，所述电机用于驱动同步轮滚动，从而驱动同步带传动。

3.根据权利要求2所述的自动化生产线，其特征在于，所述上料输送装置的电机通过减速机连接安装，同时，减速机的输出轴固定连接有驱动轴，驱动轴上固定装有与同步带配合的驱动轮。

4.根据权利要求2所述的自动化生产线，其特征在于，所述第一连接座的四角位置的上表面设有导向套，对应地，所述第三连接座下表面竖直安装有四根与所述导向套配合的导向柱，用于对第三连接座的升降进行导向。

5.根据权利要求2所述的自动化生产线，其特征在于，所述的工件生产加工输送单元包括依次排列的三个生产加工输送装置，而所述生产加工输送装置的电机设于连接座板上，电机输出轴上设有主动齿轮，槽形水平支撑架上位于电机端的同步轮之间设有传动轴，所述传动轴的一端设有与所述主动齿轮配合的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮通过链条连接；此外，所述生产加工输送装置的输送架中都配备有单轴升降转台，其包括升降气缸和转台，所述转台连接有伺服电机控制转动，升降气缸推动转台升起托起工件，然后通过转台的转动配合工业机器人完成加工。

6.根据权利要求5所述的自动化生产线，其特征在于，所述的过渡输送装置包括水平过渡架、过渡传送带以及带轮，所述水平过渡架上设有两条带槽，所述带轮位于带槽的两端，所述过渡传送带设于所述带槽内并通过带轮传动，带槽中位于同一端的带轮之间设有轮轴，其中一端的轮轴上设有传动齿轮，对应地，所述传动轴上还设有与所述传动齿轮配合的驱动齿轮，驱动齿轮与传动齿轮之间通过链条连接，从而在生产加工输送装置中的电机驱动同步带传送的同时，还驱动过渡传送带传送。

7.根据权利要求5所述的自动化生产线，其特征在于，所述的成品输送单元包括成品输送架，成品输送架上设有成品输送带，成品输送架两端分别装有输送轴，输送轴通过第三个生产加工输送装置上的电机带动，所述第三个生产加工输送装置的输送架尾端以及成品输送架的前端都设有工件清洁机构，所述工件清洁机构包括底座支架，底座支架上设有接料盘，接料盘上架设有工件海绵清洁轮，其中，第三个生产加工输送装置的输送架对应的接料盘设于两平行的槽形水平支撑架之间，完成工件中部区域的清洁，而成品输送架对应的接料盘设于成品输送架两侧，用于完成工件两侧区域的清洁。

8.根据权利要求1~7任一项所述的自动化生产线，其特征在于，所述上料输送装置和生产加工输送装置的下方都设有皮带清洁机构，其包括底座和设于底座上的皮带海绵清洁轮。