CN108747226A - 一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于飞轮生产加工的全自动生产线加工方法，使用该方法工作前先配置一生产加工线，所述生产加工线包括分别与控制系统通信的机器人、第一数控机床、毛坯传送带、齿圈传送带、废品传送带、成品传送带、第二数控机床、热感应加热仪、第一翻转工作台、油压机、中心孔监测站、清洗机、第一立式加工中心、第二立式加工中心、第二翻面工作台、动平衡机，卧式加工中心，人工设置好各部件加工程序和加工预设要求，接通系统中所有电源和气源，通过全自动机器人生产加工飞轮。本发明自动化程度高，人机分离，解决了现有技术需由工人一对一调控数控机床的问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动化机械制造技术领域，具体说是一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法。
背景技术
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。
新中国成立尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我世界大国地位。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。
面对日益扩大的国内外市场需求，我国原有的技术工人一对一操控数控车床、数控加工中心等数控机床生产能力及质量控制方面已日显乏力。为了跟上市场的发展，提升公司飞轮车间加工制造的信息化水平。提升产品的市场竞争力。数字化、网络化、智能化的制造产品改造工程由显迫切。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法，使用该方法工作前先配置一生产加工线，所述生产加工线包括分别与控制系统通信的机器人、第一数控机床、毛坯传送带、齿圈传送带、废品传送带、成品传送带、第二数控机床、热感应加热仪、第一翻转工作台、油压机、中心孔监测站、清洗机、第一立式加工中心、第二立式加工中心、第二翻面工作台、动平衡机，卧式加工中心，人工调配好各部件加工程序和加工预设要求，接通系统中所有电源和气源，具体步骤如下：
(1)机器人对毛坯传送带上的工件扫描定位，通过控制系统控制机器人的第一夹具移动至毛坯传送带处抓取工件；
(2)控制机器人移动至第一数控机床，等待第一数控机床发送第一上料请求信号；
(3)控制系统收到第一上料请求信号后，控制第一数控机床的机床门自动打开，机器人进入第一数控机床将抓取到的工件放置在该第一数控机床的加工工装上进行上端面的面加工，
(4)所述第一数控机床加工工件上端面时，控制系统通过接收齿圈传送带上的齿圈位置信号控制机器人的第二夹具移动至齿圈传送带处抓取齿圈；
(5)控制系统将所述机器人的第二夹具的夹取行程与控制系统内预设好的规格行程比对，以判断该抓取到的齿圈是否符合加工预设要求，若符合加工预设要求，则继续下一加工步骤，若不符合加工预设要求，则将抓取到的齿圈放置于废品传送带输出，并返回上述(4)步骤重复执行；
(6)机器人将合格的齿圈移动到热感应加热仪内加热至设定温度；
(7)第一数控机床加工完成后，发送第一下料请求信号，控制系统通过接收该第一下料请求信号以控制机器人移动至第一数控机床抓取已完成此工序的工件；
(8)机器人移动至第一翻面工作台，将步骤(7)中的工件放置在第一翻面工作台上；
(9)控制系统控制第一翻面工作台翻转180°，带动工件翻转180°；
(10)机器人转换第二夹具后，移动至热感应加热仪处抓取已加热好的齿圈；
(11)控制系统收到油压机准备完成的信号后，控制机器人移动至油压机处将步骤(10)中的齿圈放置在油压机上；
(12)机器人将步骤(9)中翻转后的飞轮工件移动放置于油压机上，将齿圈与该工件进行压装；
(13)机器人抓取压装好后的工件移动至第二数控机床，等待第二数控机床发送第二上料请求信号；
(14)控制系统收到第二上料请求信号后，控制第二数控机床的机床门自动打开，机器人进入第二数控机床将抓取到的工件放置在该第二数控机床的加工工装上进行下端面的面加工，所述工件的中心孔由此加工步骤完成；
(15)第二数控机床加工完成后，发送第二下料请求信号，控制系统通过接收该第二下料请求信号以控制机器人移动至第二数控机床抓取已完成此工序的工件；
(16)机器人移动至清洗机处，将步骤(15)中的工件放置于清洗机上进行清洁；
(17)清洁完成后，机器人从清洗机上抓取工件并移动至中心孔监测站；
(18)所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测，并将检测结果传送至控制系统进行储存记忆，
(19)检测完成后，机器人抓取工件移动至第一立式加工中心，进行上端面孔加工；
(20)第一立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件放置于第二翻面工作台上；
(21)第二翻面工作台翻转180°；
(22)第二翻面工作台翻转完成后，发送第三下料请求信号，控制系统通过接收该第三下料请求信号以控制机器人移动至第二翻面工作台抓取已完成此工序的工件放置于第二立式加工中心的加工工装上进行下端面螺纹孔加工；
(23)第二立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件移动至卧式加工中心，进行侧边孔加工；
(24)控制系统收到侧边孔完成信号后，控制机器人抓取卧式加工中心的工件移动至动平衡机进行平衡检测并去重；
(25)动平衡机加工完成后，发送第四下料请求信号至控制系统，控制系统根据接收的该信号与步骤(18)中的储存记忆的检测结果进行比对，中心孔尺寸检测合格的工件被机器人移动至成品传送带进行传送输出，中心孔尺寸检测不合格的工件被机器人移动至废品传送带进行传送输出；
(26)机器人回到原始上料位置，循环往复。
作为优选，加工工序完成的判断由控制系统预设时间进行设定，也可设置传感器将加工工序完成的信号传输至控制系统告知。
作为优选，步骤(18)中，所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测时，控制系统可根据读取的中心孔测量数据控制第二数控机床自动修改刀具补偿值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、工作效率提高，提高了企业生产效率，解决了现有技术需由工人一对一操控数控机床等机械设备的问题；
2、整个机器人全自动加工过程与检测一体化设置，并由机器人操作，避免人机交互，保障人员安全；
3、采用机器人流水线生产，无需人工操作，减轻了劳动者的工作强度；
4、适合大批量生产，降低了企业生产成本；
5、生产流程稳定，产品质量可靠。
附图说明
图1是本发明一种优选方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法，使用该方法工作前需配置一生产加工线，所述生产加工线包括分别与控制系统通信的机器人13、第一数控机床1、毛坯传送带16、齿圈传送低带15、废品传送带14、成品传送带13、第二数控机床2、热感应加热仪3、第一翻转工作台6、油压机4、中心孔监测站5、清洗机7、第一立式加工中心9、第二立式加工中心11、第二翻面工作台10、动平衡机8，卧式加工中心12等，人工调配好各部件加工程序和加工预设要求，接通系统中所有电源和气源，需要说明的是，该发明中所述加工工序完成的判断由控制系统预设时间进行设定，也可设置各传感器将加工工序完成的信号传输至控制系统告知。具体步骤如下：
(1)机器人对毛坯传送带上的工件扫描定位，通过控制系统控制机器人的第一夹具移动至毛坯传送带处抓取工件；所述扫描定位方式可采取多种，可在毛坯传送带上设置一位置传感器，所述位置传感器将感应到的工件的位置信号传送给控制系统，控制系统根据该信号定位工件的位置，并控制机器人定位抓取工件；所述机器人具有夹紧信号，此信号与控制系统进行通讯，保证夹持过程安全可靠；
(2)控制机器人移动至第一数控机床，等待第一数控机床发送第一上料请求信号；机器人移至第一数控机床后，第一数控机床可设置一传感器感应机器人的靠近，靠近即代表第一数控机床可发送第一上料请求信号至控制系统，
(3)控制系统收到第一上料请求信号后，控制第一数控机床的机床门自动打开，机床门的自动打开方式可通过传感器感应控制，机器人进入第一数控机床将抓取到的工件放置在该第一数控机床的加工工装上进行上端面的面加工，
(4)所述第一数控机床加工工件上端面时，控制系统通过接收齿圈传送带上的齿圈位置信号控制机器人的第二夹具移动至齿圈传送带处抓取齿圈；所述齿圈加工是与步骤(3)中上端面加工同时进行的，如此可节省时间，提高效率，以解决现有技术需等一个工序完成后才能继续下一工序的问题；
(5)控制系统将所述机器人的第二夹具的夹取行程与控制系统内预设好的规格行程比对，以判断该抓取到的齿圈是否符合加工预设要求，若符合加工预设要求，则继续下一加工步骤，若不符合加工预设要求，则将抓取到的齿圈放置于废品传送带输出，并返回上述(4)步骤重复执行；所述比对程序可采用多种，可选用领域公知比对程序即可实现，由于该发明的重点在于资源的整合利用，因而，比对程序简述之。该步骤可对齿圈进行一个合格筛选，并将筛选与传送一体化设置，节省了空间，提高了效率和工件加工合格率；
(6)机器人将合格的齿圈移动到热感应加热仪内加热至设定温度；该加热时间内，机器人同时执行下述(7)-(9)步骤，以提高效率；
(7)第一数控机床加工完成后，发送第一下料请求信号，控制系统通过接收该第一下料请求信号以控制机器人移动至第一数控机床抓取已完成此工序的工件；
(8)机器人移动至第一翻面工作台，将步骤(7)中的工件放置在第一翻面工作台上；
(9)控制系统控制第一翻面工作台翻转180°，带动工件翻转180°；所述第一翻面工作台的加入是为了方便加工工件的下端面；
(10)机器人转换第二夹具后，移动至热感应加热仪处抓取已加热好的齿圈；
(11)控制系统收到油压机准备完成的信号后，控制机器人移动至油压机处将步骤(10)中的齿圈放置在油压机上；
(12)机器人将步骤(9)中翻转后的飞轮工件移动放置于油压机上，将齿圈与该工件进行压装；
(13)机器人抓取压装好后的工件移动至第二数控机床，等待第二数控机床发送第二上料请求信号；
(14)控制系统收到第二上料请求信号后，控制第二数控机床的机床门自动打开，机器人进入第二数控机床将抓取到的工件放置在该第二数控机床的加工工装上进行下端面的面加工，所述工件的中心孔由此加工步骤完成；
(15)第二数控机床加工完成后，发送第二下料请求信号，控制系统通过接收该第二下料请求信号以控制机器人移动至第二数控机床抓取已完成此工序的工件；
(16)机器人移动至清洗机处，将步骤(15)中的工件放置于清洗机上进行清洁；
(17)清洁完成后，机器人从清洗机上抓取工件并移动至中心孔监测站；由于飞轮为车辆上的重要部件，在车辆运行时，飞轮是处于飞速运行的，因而用于固定飞轮位置的中心孔在整个加工过程中极其重要，需要加工极为精准；并需要所述中心孔监测站进行检测
(18)所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测，并将检测结果传送至控制系统进行储存记忆，所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测时，控制系统可根据读取的中心孔测量数据控制第二数控机床自动修改刀具补偿值，以解决现有技术由于刀具磨损导致中心孔定位不精准的问题。所述自动修改刀具补偿值的程序可采用多种，可选用领域公知补偿程序即可实现。
所述检测结果在控制系统中储存记忆，是由于经过中心孔监测站的工件无论是否合格，均会继续完成余下所有工序，因而当工序完成后传输前可方便控制系统帅选，该完成所有工序的工件是进入废品传送带进行传送输出，还是进入成品传送带输出。该设置是在生产过程中经过大量实践后得出的，由于此设置无需再另外设置程序，因而中心孔不合格产品继续完成余下所有工序会比检测孔径不合格后直接传送至废品传送带更节约生产成本。当然，在不考虑成本的前提下，该步骤中可采用直接将中心孔孔径和位置不合格的工件直接传送至废品传送带的方式完成。
(19)检测完成后，机器人抓取工件移动至第一立式加工中心，进行上端面孔加工；
(20)第一立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件放置于第二翻面工作台上；
(21)第二翻面工作台翻转180°；
(22)第二翻面工作台翻转完成后，发送第三下料请求信号，控制系统通过接收该第三下料请求信号以控制机器人移动至第二翻面工作台抓取已完成此工序的工件放置于第二立式加工中心的加工工装上进行下端面螺纹孔加工；
(23)第二立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件移动至卧式加工中心，进行外周侧边孔加工；
(24)控制系统收到侧边孔加工完成信号后，控制机器人抓取卧式加工中心的工件移动至动平衡机进行平衡检测并去重，以使工件两端重量均匀；
(25)动平衡机加工完成后，发送第四下料请求信号至控制系统，控制系统根据接收的该信号与步骤(18)中的储存记忆的检测结果进行比对，中心孔尺寸检测合格的工件被机器人移动至成品传送带进行传送输出，中心孔尺寸检测不合格的工件被机器人移动至废品传送带进行传送输出；
(26)机器人回到原始上料位置，循环往复。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法，其特征在于,工作前配置一生产加工线，所述生产加工线包括分别与控制系统通信的机器人(13)、第一数控机床(1)、毛坯传送带(16)、齿圈传送带(15)、废品传送带(14)、成品传送带(17)、第二数控机床(2)、热感应加热仪(3)、第一翻转工作台(6)、油压机(4)、中心孔监测站(5)、清洗机(7)、第一立式加工中心(9)、第二立式加工中心(11)、第二翻面工作台(10)、动平衡机(8)，卧式加工中心(12)，人工设置好各部件加工程序和加工预设要求，接通系统中所有电源和气源，具体步骤如下：
(1)机器人(13)对毛坯传送带(16)上的工件扫描定位，通过控制系统控制机器人的第一夹具移动至毛坯传送带处抓取工件；
(2)机器人移动至第一数控机床(1)，等待第一数控机床发送第一上料请求信号；
(3)控制系统收到第一上料请求信号后，控制第一数控机床的机床门自动打开，机器人进入第一数控机床将抓取到的工件放置在该第一数控机床的加工工装上进行上端面的面加工；
(4)所述第一数控机床加工工件上端面时，控制系统通过接收齿圈传送带上的齿圈位置信号控制机器人的第二夹具移动至齿圈传送带(15)处抓取齿圈；
(5)控制系统将所述机器人的第二夹具的夹取行程与控制系统内预设好的规格行程比对，以判断该抓取到的齿圈是否符合加工预设要求，若符合加工预设要求，则继续下一加工步骤，若不符合加工预设要求，则将抓取到的齿圈放置于废品传送带(14)输出，并返回上述(4)步骤重复执行；
(6)机器人将合格的齿圈移动到热感应加热仪(3)内加热至设定温度；
(7)第一数控机床加工完成后，发送第一下料请求信号，控制系统通过接收该第一下料请求信号以控制机器人移动至第一数控机床抓取已完成此工序的工件；
(8)机器人移动至第一翻面工作台(6)，将步骤(7)中的工件放置在第一翻面工作台上；
(9)控制系统控制第一翻面工作台翻转180°，带动工件翻转180°；
(10)机器人转换第二夹具后，移动至热感应加热仪处抓取已加热好的齿圈；
(11)控制系统收到油压机(4)准备完成的信号后，控制机器人移动至油压机处将步骤(10)中的齿圈放置在油压机上；
(12)机器人将步骤(9)中翻转后的飞轮工件移动放置于油压机上，将齿圈与该工件进行压装；
(13)机器人抓取压装好后的工件移动至第二数控机床(2)，等待第二数控机床发送第二上料请求信号；
(14)控制系统收到第二上料请求信号后，控制第二数控机床的机床门自动打开，机器人进入第二数控机床将抓取到的工件放置在该第二数控机床的加工工装上进行下端面的面加工，所述工件的中心孔由此加工步骤完成；
(15)第二数控机床加工完成后，发送第二下料请求信号，控制系统通过接收该第二下料请求信号以控制机器人移动至第二数控机床抓取已完成此工序的工件；
(16)机器人移动至清洗机处，将步骤(15)中的工件放置于清洗机(7)上进行清洁；
(17)清洁完成后，机器人从清洗机上抓取工件并移动至中心孔监测站(5)；
(18)所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测，并将检测结果传送至控制系统进行储存记忆；
(19)检测完成后，机器人抓取工件移动至第一立式加工中心(9)，进行上端面孔加工；
(20)第一立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件放置于第二翻面工作台(10)上；
(21)第二翻面工作台翻转180°；
(22)第二翻面工作台翻转完成后，发送第三下料请求信号，控制系统通过接收下料请求信号以控制机器人移动至第二翻面工作台抓取已完成此工序的工件放置于第二立式加工中心(11)的加工工装上进行下端面螺纹孔加工；
(23)第二立式加工中心加工完成后，机器人抓取工件移动至卧式加工中心(12)，进行侧边孔加工；
(24)控制系统收到卧式加工中心完成信号后，控制机器人抓取卧式加工中心的工件移动至动平衡机(8)进行平衡检测并去重；
(25)动平衡机加工完成后，发送第四下料请求信号至控制系统，控制系统根据接收的该信号与步骤(18)中的储存记忆的检测结果进行比对，中心孔尺寸检测合格的工件被机器人移动至成品传送带进行传送输出，中心孔尺寸检测不合格的工件被机器人移动至废品传送带进行传送输出；
(26)机器人回到原始上料位置，循环往复。
2.根据权利要求1所述用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法，其特征在于：加工工序完成的判断由控制系统预设时间进行设定，也可设置传感器将加工工序完成的信号传输至控制系统告知。
3.根据权利要求2所述用于飞轮生产加工的全自动机器人加工方法，其特征在于：步骤(18)中，所述中心孔监测站对工件的中心孔尺寸进行检测时，控制系统可根据读取的中心孔测量数据控制第二数控机床自动修改刀具补偿值。
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