CN109676048A - 一种fms钣金数控生产线 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种FMS钣金数控生产线，包括控制系统，所述控制系统用于控制数控转塔冲床、自动上料系统、自动下料系统和立体仓库运行，所述立体仓库包括若干层叠设置的库位、取料机械手和板料输出台，所述取料机械手用于将库位中的板材放置于板料输出台上，所述自动上料系统包括上料定位台和上料机械手，所述上料定位台与板料输出台相对接，用于将板材运送至数控转塔冲床的上料位置，并对板材进行上料预定位，所述上料机械手用于将上料定位台上的板材放置于数控转塔冲床上，所述自动下料系统包括下料机械手、辊式落料装置和升降台车，所述下料机械手用于将机床上的板材拖到辊式落料装置上，所述辊式落料装置下方设有升降台车。

Description

一种FMS钣金数控生产线

技术领域

本公开涉及板材加工技术领域，尤其涉及一种FMS钣金数控生产线。

背景技术

目前。随着板材加工工艺的现代化要求日益增高和计算机网络化数据管理应用技术的日益成熟，人们对于板材加工设备的智能柔性要求越来越高。

柔性制造系统(Flexible Manufacture System，FMS)是一组包括数控机床和其他自动化工艺设备的板材加工系统，是由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。但目前完全采用FMS进行板材加工的技术还不成熟，数控加工系统的上料和下料过程仍需人工辅助，这大大增加了板材加工所耗费的时间，影响板材加工效率，且上下料过程易将板材弄变形，影响加工的可靠性。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种FMS钣金数控生产线及计算机存储介质，采用自动上下料系统代替人工将板材运送至数控转塔冲床进行加工，加工完成后将工件取下，节约了人工成本投入，提高了加工效率，且保证了加工工件的可靠性。

为了实现上述目的，本公开的技术方案如下：

一种FMS钣金数控生产线，包括控制系统，所述控制系统用于控制数控转塔冲床、自动上料系统、自动下料系统和立体仓库运行，所述立体仓库包括若干层叠设置的库位、取料机械手和板料输出台，所述取料机械手用于将库位中的板材放置于板料输出台上，所述自动上料系统包括上料定位台和上料机械手，所述上料定位台与板料输出台相对接，用于将板材运送至数控转塔冲床的上料位置，并对板材进行上料预定位，所述上料机械手用于将上料定位台上的板材放置于数控转塔冲床上，所述自动下料系统包括下料机械手、辊式落料装置和升降台车，所述下料机械手用于将机床上的板材拖到辊式落料装置上，所述辊式落料装置下方设有升降台车。

进一步的，所述上料机械手包括一固定板和若干真空吸料装置，所述真空吸料装置均匀分布于固定板上，并通过压缩弹簧与固定板相连，所述固定板与一伺服驱动机构相连。

进一步的，所述固定板靠近数控转塔冲床处设有扳角装置，所述扳角装置用于对吸附在一起的板材进行分离。

进一步的，所述上料系统还包括厚度检测装置，所述厚度检测装置安装于上料端，用于测量机械手所取的每一张板材的厚度。

进一步的，所述下料机械手上设有若干夹钳，所述夹钳上设有感应开关，所述感应开关用于确认有无夹取到板材。

进一步的，所述辊式落料装置包括若干辊子和储存架，所述辊子可在链条的带动下撤离至储存架或平铺于升降台车上方。

进一步的，所述库位用于存储不同厚度的板材。

进一步的，所述库位上设有定位挡块，所述定位挡块用于板材存储时的定位放置。

进一步的，所述取料机械手包括真空吸盘、板材测厚装置和板材分离装置，所述真空吸盘用于取出任一库位的板材，放置于板料输出台，所述板材测厚装置用于测量取料机械手所取板材的厚度，以便判断所取板材是否正确，所述板材分离装置用于当板材相互粘连时，对其进行分离。

进一步的，所述板材分离装置包括吸盘和压缩空气喷嘴，所述吸盘用于吸住板材一角，所述压缩空气喷嘴用于对吸住的板材一角下方进行喷气，使得粘连的板材分离。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1)本公开通过自动上下料系统进行对数控冲床进行上下料，既降低了操作工的劳动强度，提高操作的安全性，又提高了数控冲床的生产效率。

2)本公开可通过控制系统进行板材加工的自动控制，实现板材加工的无人值守。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开FMS钣金数控生产线的侧视图；

图2为本公开FMS钣金数控生产线的俯视图；

图3为本公开数控转塔冲床的部分结构示意图；

图4为本公开上料机械手的部分结构示意图；

图5为本公开升降台车装置结构示意图。

图中：1、智能板材立体仓库；2、上料定位台；3、上料机械手；4、数控转塔冲床；5、自动下料系统；6、水平伺服驱动；7、垂直伺服驱动；8、厚度检测装置；9、扳角装置；10、真空吸盘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本公开做进一步的说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

如图1-2所示，一种FMS钣金数控生产线，包括控制系统，所述控制系统用于控制数控转塔冲床4、自动上料系统、自动下料系统5和立体仓库1运行；

所示立体仓库1为智能板材单列库，包括若干层叠设置的库位、取料机械手和板料输出台，具体实施中，立体仓库1将不同厚度的板材通过机械手放置于各个不同的库位，形成板材单列库。板材单列库的库体系框架焊接结构，包括多层库位，其中底层库位尺寸较高，可以作为整垛板材进库的定位台。立体仓库1每个库位均设有定位挡块，以便于板材存储时的定位放置。

板材由底层库位转存到其上的任一库位、或板材由任一库位取出来，均由取料机械手执行。取料机械手的取料动作由一组均匀布设于一板上的真空吸盘执行，每个真空吸盘均与一微型真空发生器相连，当取料机械手动作时，微型真空发生器产生真空，使得真空吸盘紧紧吸附于板材上，进而带动板材移动。取料机械手的驱动装置为共用一套变频器的两个变频减速电机。

取料机械手上设有板材测厚装置，用于监控板材的厚度规格，并当吸取多层板材时进行鉴别报警。板材测厚装置包括两套导向气缸，一套带动模拟量金属感应开关夹住板材进行测量，另一套带动测量装置靠近或撤离板材。模拟量金属感应开关的检测信号通过数模转换发送至控制系统。

取料机械手上设有板材分离装置，该装置包括吸盘和压缩空气喷嘴，具体实施中，吸盘吸住板材的一角，并在气缸驱动下，将这一角扳起，此时压缩空气喷嘴对扳角下方作对此喷气，使得粘连的板材迅速分离，然后由板材测厚装置确认后，方可进入下一步动作，否则循环进行扳角分离动作，三次后仍不行则停机报警。

板料输出台在库内，当数控转塔冲床请求输出板材时，取料机械手吸取板材放到板料输出台上，由板料输出台向外输送。

板料输出台由多根空心辊轴组成。

如图2所示，自动上料系统包括上料定位台2和上料机械手3，其中上料定位台2与板料输出台相对接，用于将板材运送至数控转塔冲床4的上料位置，并对板材进行上料预定位。具体实施中，板材的上料预定位由上料定位台2的辊轴旋转和气缸推动定位挡边配合完成。

上料机械手3包括一固定板和若干真空吸料装置，其中真空吸料装置均匀分布于固定板上，并通过压缩弹簧与固定板相连，固定板与一伺服驱动机构相连。

本公开采用真空吸料装置作为钣金机器人的机械手，是由于板材的面积大、重量轻，非常适合真空吸盘10的吸取。压缩弹簧可让真空吸料装置的吸盘10与板材间产生一预压力，让吸盘紧贴板材，使得吸盘柔软的唇边起到有效的密封作用。

压缩弹簧的存在让即使板材表面不平整也能有效的建立真空，吸住板材。同时压缩弹簧能够缓解机械手下落时产生的冲击，保护真空吸盘10不撞坏。

具体的，上料机械手3的真空吸盘10可根据板料大小自行配置。

如图4所示，上料机械手3上还安装有扳角装置9，扳角装置9用于取料同时现将板材的一角掀起，以便板材间进行分离。

上料机械手3上还设有板材厚度检测装置8，其安装于上料端，如图3所示。测厚装置用于检测上料机械手所取的每一张板材厚度，并发送至控制系统与预设的数据作对比，以确认是否为机床加工所需的板材。

板材厚度检测装置8在这不仅可以防止上料机械手3所取板材厚度与加工程序所对应的板厚规格不一致，避免加工错误板材厚度的工件，以及对模具的伤害，还可以防止机械手3取到产生异常粘连的双层板材，避免双层板材在后续的上料、定位、夹紧、下料等环节都会出现的异常事故。

伺服驱动机构包括水平伺服驱动电机6和竖直伺服驱动电机7，其中，竖直伺服驱动电机7由齿轮、齿条传动，使机械手沿垂直方向升降，停留位置精确，水平伺服驱动电机6由齿轮、同步带传动，有利于长距离传输，且阻力小、导向精密，能够实现高速运行，缩短上料时间。

自动下料系统包括下料机械手、辊式落料装置和升降台车，下料机械手设有若干夹钳，每个夹钳上均设有一感应开关，用于确认有无夹取到板材。具体实施中，每个夹钳由气缸驱动可独立夹紧，并可独立升降。下料取板时，控制系统会根据板材的大小选用相应的夹钳下降到位进行取板，不用的夹钳在高位避免干扰。

当夹钳接触到夹板后，由感应开关确认并夹紧，下料机械手将板材脱离机床，放置于辊式落料装置上的对应位置处。辊式落料装置的辊子撤离，将板材由一端逐渐落下到下面等待的升降台车上。机械手夹钳松开退离，使板材整个落下。

辊式落料装置若干辊子和储存架，辊子可在链条的带动下撤离至储存架或平铺于升降台车上方，具体的，每根辊子可自由转动，平铺于升降台车上方时，与机床等高度。

具体的，下料机械手取到的板材在辊子上拖过时，辊子自由转动，使得下料机械手拖料轻松且不会划伤板材。

下料机械手将板材托到位时，辊子在链条的带动下依次撤离，让出相应的区域，使得板材的一端逐渐落下到下面等待的升降台车上，机械手夹钳松开退离，使板材整个落下，当板材完全落到升降台车上后，辊子依次返回到原位，准备接取下一张板材。

如图5所示，升降台车在开始接料前需上升，使得台车的最上板材的上表面达到预定高度，随着一张张板材落下，码垛高度达到限位的检测高度时，台车下降，使得台车的最上板材的上表面高度达到预定的检测位置时停止。如此循环，直至台车下降到限位时，与另一台车进行交换。

控制系统为PLC控制系统，在具体实施中，其与各操作机构、传感器和检测器相连，进行相应的判断分析以及发出相应的控制命令，使得板材加工全自动化进行，实现无人值守。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种FMS钣金数控生产线，其特征在于：包括控制系统，所述控制系统用于控制数控转塔冲床、自动上料系统、自动下料系统和立体仓库运行，所述立体仓库包括若干层叠设置的库位、取料机械手和板料输出台，所述取料机械手用于将库位中的板材放置于板料输出台上，所述自动上料系统包括上料定位台和上料机械手，所述上料定位台与板料输出台相对接，用于将板材运送至数控转塔冲床的上料位置，并对板材进行上料预定位，所述上料机械手用于将上料定位台上的板材放置于数控转塔冲床上，所述自动下料系统包括下料机械手、辊式落料装置和升降台车，所述下料机械手用于将机床上的板材拖到辊式落料装置上，所述辊式落料装置下方设有升降台车。

2.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述上料机械手包括一固定板和若干真空吸料装置，所述真空吸料装置均匀分布于固定板上，并通过压缩弹簧与固定板相连，所述固定板与一伺服驱动机构相连。

3.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述固定板靠近数控转塔冲床处设有扳角装置，所述扳角装置用于对吸附在一起的板材进行分离。

4.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述上料系统还包括厚度检测装置，所述厚度检测装置安装于上料端，用于测量机械手所取的每一张板材的厚度。

5.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述下料机械手上设有若干夹钳，所述夹钳上设有感应开关，所述感应开关用于确认有无夹取到板材。

6.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述辊式落料装置包括若干辊子和储存架，所述辊子可在链条的带动下撤离至储存架或平铺于升降台车上方。

7.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述库位用于存储不同厚度的板材。

8.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述库位上设有定位挡块，所述定位挡块用于板材存储时的定位放置。

9.如权利要求1所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述取料机械手包括真空吸盘、板材测厚装置和板材分离装置，所述真空吸盘用于取出任一库位的板材，放置于板料输出台，所述板材测厚装置用于测量取料机械手所取板材的厚度，以便判断所取板材是否正确，所述板材分离装置用于当板材相互粘连时，对其进行分离。

10.如权利要求9所述的一种FMS钣金数控生产线，其特征在于，所述板材分离装置包括吸盘和压缩空气喷嘴，所述吸盘用于吸住板材一角，所述压缩空气喷嘴用于对吸住的板材一角下方进行喷气，使得粘连的板材分离。