CN109732225A - 一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法，包括：AGV小车；伺服转台，伺服转台的两侧分别设有上下料工位；上下料机器人，上下料机器人设于伺服转台的一侧，上下料机器人位于一上下料工位的侧边上；视觉系统，视觉系统设于上下料机器人上；切割工位，切割工位设于伺服转台的另一侧，切割工位位于另一上下料工位的下侧；两激光切割机器人，两激光切割机器人均设于切割工位远离伺服转台的一侧，两激光切割机器人均位于另一上下料工位的侧边上。本发明实现物料自动流转，上下料机器人自动上下料，成品与边料自动分拣，提高单位面积的产能，采用双激光切割机器人协同切割，降低投入成本以及操作人员的要求。
Description
技术领域
本发明涉及热成型加工的技术领域，尤其涉及一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法。
背景技术
热成型加工领域主要包含两道工序：热冲和激光切割。其中热冲是将平面的碳钢料片放到加热炉中，加热到特定温度后，取出工件并投放到压机上，在模具的压力作用下冷却成型(三维工件)。激光切割则是在成型的工件上切割定位孔，并将多余的边料切除，最终获得成品件。
从热成型工件到最终切割完毕的成品件，包含了如下工件流转过程：热成型工件装箱、成箱工件运送至切割工位、工件投放至切割工位的夹具、切割完毕后依次取出成品件和边料。
现有技术上，上述流程的执行，全部采用人工方式，热冲和激光切割两道工序之间的衔接，必然需要一定的场地用于临时存放热冲工件并等待激光切割，工件流转所需的场地较大，场地利用率低，自动化水平低，同时存在工人劳动强度大，现场环境恶劣的问题，且在激光切割的流程上，采用单个机器人激光切割系统生产的方式，单位面积产能不高，生产效率较低，采用五轴激光切割专机，则前期的一次性投入成本远大于机器人激光切割系统，同时设备的维护、操作要求过高，对使用人员的技能水平要求较高。
发明内容
针对现有的激光切割生产线所需的场地较大，场地利用率低，自动化水平低，单位面积产能不高，生产效率较低，操作要求过高的上述问题，现旨在提供一种实现热冲与激光切割工序之间的物料自动流转，使得两工序之间无缝自动对接，上下料机器人自动上下料，成品与边料自动分拣，自动化程度较高，提高了单位面积的产能，采用双激光切割机器人协同切割，降低一次性投入成本以及操作人员的要求的高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法。
具体技术方案如下：
一种高效自动机器人激光切割生产线，包括：
一AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引车)小车，所述AGV小车用于运送工件；
一伺服转台，所述伺服转台的两侧分别设有上下料工位；
一上下料机器人，所述上下料机器人设于所述伺服转台的一侧，所述上下料机器人位于一所述上下料工位的侧边上，所述上下料机器人用于抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至该一所述上下料工位上；
一视觉系统，所述视觉系统设于所述上下料机器人上，所述视觉系统用于对所述AGV小车上的所述工件进行定位；
一切割工位，所述切割工位设于所述伺服转台的另一侧，所述切割工位位于另一所述上下料工位的下侧；
两激光切割机器人，两所述激光切割机器人均设于所述切割工位远离所述伺服转台的一侧，两所述激光切割机器人均位于另一所述上下料工位的侧边上，两所述激光切割机器人用于切割所述切割工位上的所述工件。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，还包括：专用手抓，所述专用手抓设于所述上下料机器人上，所述视觉系统设于所述专用手抓上，所述专用手抓用于抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至该一所述上下料工位上。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，还包括：机器人控制柜，所述机器人控制柜分别与一所述上下料机器人和两所述激光切割机器人电连接。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，还包括：系统控制柜，所述系统控制柜与所述伺服转台电连接。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，还包括：光纤激光器和水冷机，所述光纤激光器、所述水冷机分别与所述系统控制柜电连接。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，所述视觉系统包括相机和LED光源，所述相机和所述LED光源均设于所述上下料机器人上。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，还包括：底座，所述底座设于所述伺服转台的另一侧，所述切割工位和两所述激光切割机器人均设于所述底座上。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，所述伺服转台上设有挡板，所述挡板分隔两所述上下料工位。
上述的高效自动机器人激光切割生产线，其中，所述上下料工位上设有夹具。
一种高效自动机器人激光切割生产线的运行方法，其中，包括上述的任意一项所述的高效自动机器人激光切割生产线，所述运行方法包括：
步骤S1：所述AGV小车从热冲压线将所述工件运送至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S2：所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的一所述上下料工位上；
步骤S3：驱动所述伺服转台转动，将该一所述上下料工位上的所述工件转进所述切割工位上；
步骤S4：同时另一所述上下料工位转动至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S5：两所述激光切割机器人共同对所述切割工位上的所述工件进行切割；
步骤S6：同时所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的另一所述上下料工位上；
步骤S7：两所述激光切割机器人的激光切割完成后，再一次驱动所述伺服转台转动，切好的所述工件从所述切割工位转出，该一所述上下料工位将切好的所述工件转至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S8：同时另一所述上下料工位上的所述工件转进所述切割工位上；
步骤S9：两所述激光切割机器人共同对所述切割工位上的所述工件再一次进行切割；
步骤S10：同时所述上下料机器人对该一所述上下料工位上切好的所述工件进行下料工作，并在下料过程中将成品与边料分离，分别放到指定料框内，所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的该一所述上下料工位上。
上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明通过AGV小车实现工件的自动输送流转，使得两工序之间无缝自动对接，减少人工输送和工件存放所需的场地，提高自动化水平；
(2)本发明通过视觉系统，实现工件的精准抓取，保证切割产品的稳定性；
(3)本发明通过上下料机器人实现工件的自动上下料以及成品与边料的自动分拣，自动化程度较高，降低工人劳动强度，真正实现24小时生产；
(4)本发明通过双激光切割机器人协同切割，提高单位面积的产能，提高了切割效率，降低了一次性投入成本；
(5)本发明的设备运行、维护简单，对操作人员的要求相对较低。
附图说明
图1为本发明一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法的整体结构示意图；
图2为本发明一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法的俯视图；
附图中：1、AGV小车；2、伺服转台；3、上下料机器人；4、工件；5、上下料工位；6、视觉系统；7、切割工位；8、激光切割机器人；9、专用手抓；10、挡板；11、机器人控制柜；12、系统控制柜；13、光纤激光器；14、水冷机；15、底座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法的整体结构示意图，图2为本发明一种高效自动机器人激光切割生产线及其运行方法的俯视图，如图1和图2所示，示出了一种较佳实施例的高效自动机器人激光切割生产线，包括：AGV小车1、伺服转台2和上下料机器人3，AGV小车1用于运送工件4，伺服转台2的两侧分别设有上下料工位5，上下料机器人3设于伺服转台2的一侧，上下料机器人3位于一上下料工位5的侧边上，上下料机器人3用于抓取AGV小车1上的工件4，并投放至该一上下料工位5上。
进一步，作为一种较佳的实施例，高效自动机器人激光切割生产线还包括：视觉系统6，视觉系统6设于上下料机器人3上，视觉系统6用于对AGV小车1上的工件4进行定位。优选地，视觉系统6能够消除由于AGV重复定位精度不足引起的工件4位置偏差。
进一步，作为一种较佳的实施例，高效自动机器人激光切割生产线还包括：切割工位7，切割工位7设于伺服转台2的另一侧，切割工位7位于另一上下料工位5的下侧。
进一步，作为一种较佳的实施例，高效自动机器人激光切割生产线还包括：两激光切割机器人8，两激光切割机器人8均设于切割工位7远离伺服转台2的一侧，两激光切割机器人8均位于另一上下料工位5的侧边上，两激光切割机器人8用于切割切割工位7上的工件4。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1、图2所示，高效自动机器人激光切割生产线还包括：专用手抓9，专用手抓9设于上下料机器人3上，视觉系统6设于专用手抓9上，专用手抓9用于抓取AGV小车1上的工件，并投放至该一上下料工位5上。优选地，专用手抓9安装在上下料机器人3的J6轴上。
本发明的进一步实施例中，还包括：机器人控制柜11，机器人控制柜11分别与一上下料机器人3和两激光切割机器人8电连接。
本发明的进一步实施例中，还包括：系统控制柜12，系统控制柜12与伺服转台2电连接。
本发明的进一步实施例中，还包括：光纤激光器13和水冷机14，光纤激光器13、水冷机14分别与系统控制柜12电连接。
本发明的进一步实施例中，视觉系统6包括相机和LED光源，相机和LED光源均设于上下料机器人3上。
本发明的进一步实施例中，还包括：底座15，底座15设于伺服转台2的另一侧，切割工位7和两激光切割机器人8均设于底座15上。
本发明的进一步实施例中，伺服转台2上设有挡板10，挡板10分隔两上下料工位5。
本发明的进一步实施例中，上下料工位5上设有夹具。
下面说明本发明的运行方法：
步骤S1：AGV小车1从热冲压线将工件4运送至上下料机器人3的侧边上；
步骤S2：视觉系统6对AGV小车1上的工件4进行准确定位，根据视觉系统6的定位数据，上下料机器人3自动抓取AGV小车1上的工件4，并投放至靠近上下料机器人3的一上下料工位5上；
步骤S3：驱动伺服转台转动，将该一上下料工位5上的工件4转进切割工位7上；
步骤S4：同时另一上下料工位5转动至上下料机器人3的侧边上；
步骤S5：两激光切割机器人8共同对切割工位7上的工件4进行切割；
步骤S6：同时视觉系统6对AGV小车1上的工件4进行准确定位，上下料机器人3抓取AGV小车1上的工件4，并投放至靠近上下料机器人3的另一上下料工位5上；
步骤S7：两激光切割机器人8的激光切割完成后，再一次驱动伺服转台2转动，切好的工件4从切割工位7转出，该一上下料工位5将切好的工件4转至上下料机器人3的侧边上；
步骤S8：同时另一上下料工位5上的工件4转进切割工位7上；
步骤S9：两激光切割机器人8共同对切割工位7上的工件4再一次进行切割；
步骤S10：同时上下料机器人3对该一上下料工位5上切好的工件4进行下料工作，并在下料过程中将成品与边料分离，分别放到指定料框内，视觉系统6对AGV小车1上的工件4进行准确定位，上下料机器人3抓取AGV小车1上的工件4，并投放至靠近上下料机器人3的该一上下料工位5上。
步骤S11：重复步骤S3至步骤S10。
优选地，工件4的上下料过程与激光切割始终保持同步进行。
本发明通过AGV小车1实现工件4的自动输送流转，使得两工序之间无缝自动对接，减少人工输送和工件存放所需的场地，提高自动化水平；
本发明通过视觉系统6，实现工件4的精准抓取，保证切割产品的稳定性；
本发明通过上下料机器人3实现工件4的自动上下料以及成品与边料的自动分拣，自动化程度较高，降低工人劳动强度，真正实现24小时生产；
本发明通过双激光切割机器人8协同切割，提高单位面积的产能，提高了切割效率，降低了一次性投入成本；
本发明的设备运行、维护简单，对操作人员的要求相对较低。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，包括：
一AGV小车，所述AGV小车用于运送工件；
一伺服转台，所述伺服转台的两侧分别设有上下料工位；
一上下料机器人，所述上下料机器人设于所述伺服转台的一侧，所述上下料机器人位于一所述上下料工位的侧边上，所述上下料机器人用于抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至该一所述上下料工位上；
一视觉系统，所述视觉系统设于所述上下料机器人上，所述视觉系统用于对所述AGV小车上的所述工件进行定位；
一切割工位，所述切割工位设于所述伺服转台的另一侧，所述切割工位位于另一所述上下料工位的下侧；
两激光切割机器人，两所述激光切割机器人均设于所述切割工位远离所述伺服转台的一侧，两所述激光切割机器人均位于另一所述上下料工位的侧边上，两所述激光切割机器人用于切割所述切割工位上的所述工件。
2.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，还包括：专用手抓，所述专用手抓设于所述上下料机器人上，所述视觉系统设于所述专用手抓上，所述专用手抓用于抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至该一所述上下料工位上。
3.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，还包括：机器人控制柜，所述机器人控制柜分别与一所述上下料机器人和两所述激光切割机器人电连接。
4.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，还包括：系统控制柜，所述系统控制柜与所述伺服转台电连接。
5.根据权利要求4所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，还包括：光纤激光器和水冷机，所述光纤激光器、所述水冷机分别与所述系统控制柜电连接。
6.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，所述视觉系统包括相机和LED光源，所述相机和所述LED光源均设于所述上下料机器人上。
7.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，还包括：底座，所述底座设于所述伺服转台的另一侧，所述切割工位和两所述激光切割机器人均设于所述底座上。
8.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，所述伺服转台上设有挡板，所述挡板分隔两所述上下料工位。
9.根据权利要求1所述高效自动机器人激光切割生产线，其特征在于，所述上下料工位上设有夹具。
10.一种高效自动机器人激光切割生产线的运行方法，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的高效自动机器人激光切割生产线，所述运行方法包括：
步骤S1：所述AGV小车从热冲压线将所述工件运送至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S2：所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的一所述上下料工位上；
步骤S3：驱动所述伺服转台转动，将该一所述上下料工位上的所述工件转进所述切割工位上；
步骤S4：同时另一所述上下料工位转动至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S5：两所述激光切割机器人共同对所述切割工位上的所述工件进行切割；
步骤S6：同时所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的另一所述上下料工位上；
步骤S7：两所述激光切割机器人的激光切割完成后，再一次驱动所述伺服转台转动，切好的所述工件从所述切割工位转出，该一所述上下料工位将切好的所述工件转至所述上下料机器人的侧边上；
步骤S8：同时另一所述上下料工位上的所述工件转进所述切割工位上；
步骤S9：两所述激光切割机器人共同对所述切割工位上的所述工件再一次进行切割；
步骤S10：同时所述上下料机器人对该一所述上下料工位上切好的所述工件进行下料工作，并在下料过程中将成品与边料分离，分别放到指定料框内，所述视觉系统对所述AGV小车上的所述工件进行准确定位，所述上下料机器人抓取所述AGV小车上的所述工件，并投放至靠近所述上下料机器人的该一所述上下料工位上。
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