CN110064940A - 柔性自动加工单元 - Google Patents

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薛军泰
刘杰
周刚
李文栋
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SUZHOU XINNENG PRECISE MACHINERY Co.,Ltd.
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Chongqing Degen Intelligent Equipment Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P23/06—Metal-working plant comprising a number of associated machines or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines

Abstract

本发明公开了一种柔性自动加工单元，包括第一数控机床、第二数控机床、关节机器人、自动仓储结构、检测单元、物料备件及操作区、控制器和上位机，关节机器人的安装底板为长方形结构，第一数控机床和第二数控机床设置有关节机器人的对称侧边上，自动仓储结构处于关节机器人的侧边上，控制器设置在自动仓储结构的侧部且上位机处于控制器的侧部上，物料备件及操作区设置在自动仓储结构的侧部且物料备件及操作区与控制器设置在自动仓储结构的对称侧部上，控制器与关节机器人相连接。本发明的结构设置合理，减少了人工的操作强度，也可以大大提高生产效率，有利于提高产品的精度与一致性，使用稳定可靠，适用性强且实用性好。

Description

柔性自动加工单元
技术领域
本发明属于机械加工设备技术领域，具体涉及一种柔性自动加工单元。
背景技术
目前，机械加工行业中，工业机器人得到了广泛应用，如在零件上下料、零件加工、装配、检测等作业中，都有使用工业机器人进行作业的成功案例。
现有齿轮零件加工，此类零件一般都为大批量加工。目前虽为高精度数控机床进行加工，但大都是人工操作进行，加工精度较差，批量零件一致性差，质量不好控制。人工操作强度大、不安全，而且生产规模有限。每个加工单元之间相互独立，无法通过信息和网络技术建立连接。
故而一定程度上会影响其适用性和实用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构设置合理且适用性强的柔性自动加工单元。
实现本发明目的的技术方案是一种柔性自动加工单元，包括第一数控机床、第二数控机床、关节机器人、自动仓储结构、检测单元、物料备件及操作区、控制器和上位机，所述关节机器人的安装底板为长方形结构，所述第一数控机床和第二数控机床设置有关节机器人的对称侧边上，所述自动仓储结构处于关节机器人的侧边上，所述自动仓储结构的同一侧边两端分别连接在第一数控机床与第二数控机床的边沿上，所述控制器设置在自动仓储结构的侧部且所述上位机处于控制器的侧部上，所述物料备件及操作区设置在自动仓储结构的侧部且所述物料备件及操作区与控制器设置在自动仓储结构的对称侧部上，所述上位机通过物联网与第一数控机床、第二数控机床和关节机器人相连接,所述控制器与所述关节机器人相连接。
所述自动仓储结构包括物料托盘、物料传送机构、上下料位、工件抽检位、不合格工件位和控制单元，所述物料托盘靠近物料备件入操作区、所述物料传送机构连接在所述物料托盘与上下料位之间，所述不合格工件位处于上下料位与工件抽检位之间，所述控制单元设置在工件抽检位与控制器之间，所述控制单元与所述物料传送机构的驱动电机相连接，所述关节机器人从上下料位取件和下件。
所述控制器包括PLC、与所述PLC相连接的接口模块，与所述PLC相连接的安全模块，与所述PLC相连接的控制面板和机器人控制器，所述机器人控制器与所述关节机器人相连接。
在所述关节机器人的边沿上固定有安全围栏，所述检测单元设置在靠近物料备件及操作区的侧边上。
所述关节机器人包括底盘、设置在所述底盘上且可以旋转的旋转座、设置在所述旋转座上的关节机器人臂和设置在所述底盘内的控制电路，所述控制器与所述控制电路相连接。
本发明具有积极的效果： 本发明的结构设置合理，操作便捷，有效的利用有限空间，大大减少了人工的操作强度，节省了人力成本，同时也可以大大提高生产效率，并且采用关节机器人，有利于提高产品的精度与一致性，也方便进行生产过程的管控，使用稳定可靠，适用性强且实用性好，该单元采用模块化设计，方便单元化布局。具有工业通讯接口，实现生产过程的远程管控。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
（实施例1）
图1显示了本发明的一种具体实施方式，其中图1为本发明的结构示意图。
见图1，一种柔性自动加工单元，包括第一数控机床1、第二数控机床2、关节机器人3、自动仓储结构4、检测单元5、物料备件及操作区6、控制器7和上位机8，所述关节机器人的安装底板为长方形结构，所述第一数控机床和第二数控机床设置有关节机器人的对称侧边上，所述自动仓储结构处于关节机器人的侧边上，所述自动仓储结构的同一侧边两端分别连接在第一数控机床与第二数控机床的边沿上，所述控制器设置在自动仓储结构的侧部且所述上位机处于控制器的侧部上，所述物料备件及操作区设置在自动仓储结构的侧部且所述物料备件及操作区与控制器设置在自动仓储结构的对称侧部上，所述上位机通过物联网与第一数控机床、第二数控机床和关节机器人相连接所述控制器与所述关节机器人相连接。本实施例中，第一数控机床、第二数控机床和关节机器人、上位机等为现有技术的常规结构，上位机为电脑或控制机，只是简单的进行应用。
所述自动仓储结构4包括物料托盘41、物料传送机构42、上下料位43、工件抽检位44、不合格工件位45和控制单元46，所述物料托盘靠近物料备件入操作区、所述物料传送机构连接在所述物料托盘与上下料位之间，所述不合格工件位处于上下料位与工件抽检位之间，所述控制单元设置在工件抽检位与控制器之间，所述控制单元与所述物料传送机构的驱动电机相连接，所述关节机器人从上下料位取件和下件。本实施例中，控制单元为现有技术的常规结构，只是简单的进行应，故未详细记载，但是并不影响技术人员理解与实现。
所述控制器7包括PLC71、与所述PLC相连接的接口模块72，与所述PLC相连接的安全模块75，与所述PLC相连接的控制面板73和机器人控制器74，所述机器人控制器与所述关节机器人相连接。
在所述关节机器人的边沿上固定有安全围栏9，所述检测单元设置在靠近物料备件及操作区的侧边上。
所述关节机器人3包括底盘31、设置在所述底盘上且可以旋转的旋转座32、设置在所述旋转座上的关节机器人臂33和设置在所述底盘内的控制电路，所述控制器与所述控制电路相连接。控制电路为现有技术的常规结构，为关节机器人自带的结构，故未详细记载。
工作过程
将一批待加工工件依次放入料盘中，再将料盘放入自动仓储单元的上下料工位，一共可以放置5个或更多料盘。并启动控制单元。
自动仓储结构：将料仓中的第一个料盘，通过气动传送至上下料工位位置（机器人的取料工位）。
检查到料盘后，机器人启动，抓取第一个料盘的工件给第一数控机床，第一机床加工。机器人再从料盘中取工件，放到第二机床处，机器人从料盘取第取工件至第一机床处等待，第一机床加工完成，换工件。将第一机床工件放入在线检测工位。机器人从料盘抓取工件至第二机床处，第二机床加工完成，换工件。机器人到检测工位换取工件。将完成工件放入料盘。记录加工数量及相关参数，并判断料盘工件是否加工完成。如未完成继续加工流程。当上一料盘工件加工完成之后，料盘退回料仓并换下一料盘进入加工工位。当所有料盘工件加工完成之后。全部退回仓储单元,人工在更换下一批料盘。
工件抽检位每次检测之后将数据保存至上位机，上位机实时将数据发送给数控机床，可实时对珩磨刀具进行补偿。保证产品精度与一致性。
当出现检测不合格工件是，机器人将工件抓取放入自动仓储单元的不合格品区。同时，上位机可以设定加工到第多少件工件时，需要抽检。通过加工零件管控程序。自动抓取工件到自动仓储单元的抽检区。本发明的结构设置合理，操作便捷，有效的利用有限空间，大大减少了人工的操作强度，节省了人力成本，同时也可以大大提高生产效率，并且采用关节机器人，有利于提高产品的精度与一致性，也方便进行生产过程的管控，使用稳定可靠，适用性强且实用性好，该单元采用模块化设计，方便单元化布局。具有工业通讯接口，实现生产过程的远程管控。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柔性自动加工单元，包括第一数控机床、第二数控机床、关节机器人、自动仓储结构、检测单元、物料备件及操作区、控制器和上位机，其特征在于：所述关节机器人的安装底板为长方形结构，所述第一数控机床和第二数控机床设置有关节机器人的对称侧边上，所述自动仓储结构处于关节机器人的侧边上，所述自动仓储结构的同一侧边两端分别连接在第一数控机床与第二数控机床的边沿上，所述控制器设置在自动仓储结构的侧部且所述上位机处于控制器的侧部上，所述物料备件及操作区设置在自动仓储结构的侧部且所述物料备件及操作区与控制器设置在自动仓储结构的对称侧部上，所述上位机通过物联网与第一数控机床、第二数控机床和关节机器人相连接,所述控制器与所述关节机器人相连接。
2.根据权利要求1所述的柔性自动加工单元，其特征在于：所述自动仓储结构包括物料托盘、物料传送机构、上下料位、工件抽检位、不合格工件位和控制单元，所述物料托盘靠近物料备件入操作区、所述物料传送机构连接在所述物料托盘与上下料位之间，所述不合格工件位处于上下料位与工件抽检位之间，所述控制单元设置在工件抽检位与控制器之间，所述控制单元与所述物料传送机构的驱动电机相连接，所述关节机器人从上下料位取件和下件。
3.根据权利要求2所述的柔性自动加工单元，其特征在于：所述控制器包括PLC、与所述PLC相连接的接口模块，与所述PLC相连接的安全模块，与所述PLC相连接的控制面板和机器人控制器，所述机器人控制器与所述关节机器人相连接。
4.根据权利要求3所述的柔性自动加工单元，其特征在于：在所述关节机器人的边沿上固定有安全围栏，所述检测单元设置在靠近物料备件及操作区的侧边上。
5.根据权利要求4所述的柔性自动加工单元，其特征在于：所述关节机器人包括底盘、设置在所述底盘上且可以旋转的旋转座、设置在所述旋转座上的关节机器人臂和设置在所述底盘内的控制电路，所述控制器与所述控制电路相连接。
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