CN110289162A - 磁材自动化生产线 - Google Patents

Abstract

一种磁瓦自动化生产线，按磁瓦压制、检测、输送、进仓、烧结的顺序，依次包括以下几个主要组成部件：压制机2,分拣台，设置在分拣台上对磁瓦1进行检测的视觉缺馅检测机构6，拿取磁瓦1的机械手8，放置磁瓦1及ID卡于托盘中的码垛平台9，扫描托盘ID卡信息的托盘扫描器10，将满载磁瓦1的托盘（称磁瓦托盘，下同）输送至烧结炉的输送带11，烧结炉15，打印机系统16，空托盘回传系统；以及具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的服务器，托盘扫描器系统，PLC控制器，与服务器相连接的缺陷识别系统和标签打印系统；所述各运动部件动作由PLC控制，所述控制系统对PLC控制器指令，对感应信息进行采集、分析、指令；本发明具有降低生产成本，提高生产效率，提高产品一致性，统一检验标准，提升信息化管理水平等优点。

Description

磁材自动化生产线

技术领域

本发明属于磁材生产制作技术领域，具体涉及一种电机定子磁瓦自动化生产线，使用机器代人的信息化智能自动化生产线。

背景技术

随着欧洲磁件自动化产业的兴起，自动化生产成为磁件、磁瓦行业可持续发展的方向标，生产磁件的自动化设备成了磁件行业新动能，智能化信息化自动化生产将成为磁性元器件企业实现可持续发展，提升企业竞争力的关键。目前电子元件行业竞争加剧，企业大多靠降低成本来保证利润，减少人工成本，提高生产效率，使用自动化生产也成为降低成本的方式之一。不仅如此，随着智能制造2025和工业4.0概念的提出，目前精益化生产需求越来越强烈，磁性材料产业集群建立了服务于磁性行业的智能化生产工业互联网平台，该平台通过大数据技术、人工智能技术与行业最佳业务实践结合，能实现精准化管理管控，也为磁性材料生产提供一站式的智能化服务。

电机定子磁瓦属于有色金属合金制作的磁性元器件（电器元件），其制作以及后工序的自动化生产线，对机器人设备要求高，磁瓦的生产工艺流程包括配料、粉碎、压型、烧结等，在压型之后，烧结之前还需要对磁瓦进行分拣（取料、检测、整理）、码垛、运输、中转储存。客户痛点：人工分拣难，产品缺陷识别难，人工堆叠半成品（磁瓦在烧结前为半成品，下同）易造成损坏，半成品存放时间长易造成报废，产品溯源难。

发明内容

本发明是在磁瓦制作以及后工序一个完整的工艺流程过程中，面向磁瓦的缺陷检测、次品回收、半成品码垛、运输、批量集中、半成品出入库、烧结、入库溯源以及压制机故障检测等信息跟踪而研制的机器人信息化智能自动化生产线，磁瓦压制后自动取料、自动检测、自动码垛、自动运输、智能分辨、智能调度作业，代替人工检测，人工码垛，人工调度，实现磁瓦半成品压制、储存、烧结全自动化生产，提高成品率，提高工作效率，有效回收次品，大数据分析预警压制模具缺陷，提前排产及产能调度，该智能自动化生产线解决了现有人工分拣难，产品缺陷识别难，人工堆叠半成品易造成损坏，半成品存放易造成报废，产品溯源难的客户痛点。

本发明的技术手段是这样实现的：

一种磁瓦自动化生产线，按磁瓦压制、检测、输送、进仓、烧结的顺序，依次包括以下几个主要组成部件：压制机2, 分拣台，设置在分拣台上对磁瓦1进行检测的视觉缺馅检测机构6，拿取磁瓦1的机械手8，放置磁瓦1及ID卡于托盘中的码垛平台9，扫描托盘ID卡信息的托盘扫描器10，将满载磁瓦1的托盘（称磁瓦托盘，下同）输送至烧结炉的输送带11，烧结炉15，打印机系统16，空托盘回传系统；

以及具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的服务器，托盘扫描器系统，PLC控制器，与服务器相连接的缺陷识别系统和标签打印系统；

所述各运动部件动作由PLC控制，所述控制系统对PLC控制器指令，对感应信息进行采集、分析、指令；如此，通过所述部件间的相互传递或连接或作用关系，及系统控制程序，形成磁瓦自动化生产线。

如此，此智能自动化生产线方案，实现以下主要功能：

1、视觉缺馅检测扫描仪配合工控机检测系统实现缺陷识别；2、六轴机械手完成半成品码垛；3、唯一ID号作为产品溯源依据；4、产品烧结完成打印溯源卡；

本发明带来如下优点：

（1）减少作业人员,降低生产成本；（2）提高生产效率；（3）提高产品一致性，有效规范及把控产品信息，并能优化产品前后工序信息的规范统一，对产品索源提供准确的依据；（4）统一检验标准，避免人为造成的漏检或错检，进一步提高产品质量；（5）追溯生产工艺参数、流程、进度，监控设备运行，便于规范工艺，提升信息化管理水平，提高产品成品率。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，在所述烧结炉15前端，设置中转存储磁瓦托盘的仓储12，烧结炉传送带14，所述输送带11将满载磁瓦1的托盘输送至烧结炉前，先输送至所述仓储12进行中转存储，然后通过所述烧结炉传送带14输送至烧结炉；具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的仓储控制系统。如此，此智能自动化生产线方案，还实现以下功能：5、自动化仓储控制系统完成半成品堆叠、排产调度。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述仓储12由多个仓储单元组成，仓储单元由多个货架首尾相连拼接而成。如此，仓储可以做成相隔一定距离的数个仓储单元，每个仓储单元可以做成一定的长、一定的高，仓储控制系统根据ID卡信息（压机型号、磁瓦规格、仓储间一一对应），指令仓储单元设置的智能提升车13，将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（或将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下），实现半成品堆叠、排产调度。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述分拣台，包括水平往返压制机2上下模之间的吸盘架3，对所述吸盘架3吸附的磁瓦1进行放置的待检平台4，吸附待检平台4上的磁瓦进行检测的吸附翻转架5，放置合格磁瓦1的排队平台7。所述视觉缺馅检测机构6对吸附翻转架5吸附的磁瓦1进行检测，合格磁瓦置于所述排队平台7上。分拣，包括从压制机模具中取出磁瓦，然后检测磁瓦，再整理合格磁瓦的过程，最终的呈现就是将合格品磁瓦调整位置有序摆放，为机械手码垛做准备。磁瓦被整理整齐后，机械手8将磁瓦1码垛于码垛平台9的托盘中。分拣台，就是进行分拣过程的平台结构，如此，分拣台完成磁瓦从压制机中取出来，进而检测、排队整理的传递。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述机械手8具有柔性吸附机构20。如此，机械手8凭借所述柔性吸附机构20可以任意取、放磁瓦。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述机械手8带有机械手附加缺陷检测机构21。机械手附加缺陷检测机构21是3D立体相机或激光扫描仪，如此，机械手8吸附住磁瓦1要进行相应码垛动作时，通过机械手附加缺陷检测机构21对机械手8吸取的磁瓦1再次进行扫描检测，扫描信息进入控制系统，如有缺损的磁瓦则落下进入废品区，而合格品磁瓦则码垛于码垛平台9的托盘中。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述码垛平台9是传输带结构。如此，当码垛平台9的托盘被装满磁瓦１和放入ID卡后，码垛平台9自动将磁瓦托盘传送到输送带11上。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述托盘扫描器10包括具有网络通信功能的ID卡识别设备。如此，当载满磁瓦1及ID卡的磁瓦托盘经过线上前端、中端、末端设置的托盘扫描器10时，托盘扫描器10自动扫描ID卡，获取ID卡信息，通过网络端口进入系统，在整个线上，前端（码垛平台）是绑定信息，中端（仓储）是获取信息，末端（烧结）是解绑信息。如此唯一ID卡识别产品信息跟踪，提高产品一致性，有效规范及把控产品信息，优化产品前后工序信息的规范统一，对产品索源提供准确的依据。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述空托盘回传系统，包括空托盘回传的控制，响应所述码垛平台9空托盘申请信息的托盘接放设备19，将空托盘回传的空板回传传送带17，从所述空板回传传送带17上接收空托盘并给所述码垛平台9补充空托盘的托盘备料机构18。如此，磁瓦完成烧结后，空托盘根据需求指令通过所述空托盘回传系统回传至需要空托盘的码垛平台，存放于码垛平台的工位储板区。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述磁材自动化生产线的缺陷识别系统是通过系统预置磁瓦的合格品与不合格品信息，再将缺陷检测图像扫描仪得到的信息与预置的信息进行比对、计算而判断合格与否。如此，缺陷检测图像扫描仪（如视觉缺馅检测机构6）将扫描的信息传入系统，系统判断合格与否，承载磁瓦检测的机构（如吸附磁瓦1的吸附翻转架5）根据合格与否的指令，将不合格品入进废品区，合格品传送到待取平台。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述磁材自动化生产线所述压制机2为多个 ,与其对应的所述分拣台、视觉缺馅检测机构6、机械手8、码垛平台9、托盘扫描器10为多个。如此，多台套压制机压制磁瓦，集中一个运输线运输，一个仓库中转存储，压制、流转、存储、烧结，节奏协调，合理利用空间，提高生产效率。

附图说明

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

图1本发明结构示意图（立体图）

图2 本发明所述分拣台结构示意图-压制机、吸盘架部分

图3 本发明所述分拣台结构示意图-待检平台、排队平台部分

图4 本发明生产线运行预览图

图5 本发明生产线作业循环过程图

图6 本发明控制系统框架示意图

图7 本发明托盘扫描器示意图

其中：1.磁瓦，2.压制机，3.吸盘架，4.待检平台，5.吸附翻转架，6.视觉缺馅检测机构，7.排队平台，8.机械手，9.码垛平台，10.托盘扫描器，11.输送带，12.仓储，13.智能提升车，14.烧结炉传送带，15.烧结炉，16.打印系统，17.空板回传传送带，18.托盘备料机构，19.托盘接放设备，20.柔性吸附机构，21.机械手附加缺陷检测机构

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施方式中以及不同实施方式中的特征进行相应组合。

本磁瓦自动化生产线实施例，各部件功能或所起的作用如下：

1.磁瓦

2.压制机，压制磁瓦的油压机

3.吸盘架，水平往返压制机上下模之间吸取磁瓦的机构

4.待检平台，磁瓦从压制机上下模之间取出后放置的平台

5.吸附翻转架，将磁瓦吸取然后翻转供检测机构进行检测的结构

6.视觉缺馅检测机构，检测磁瓦缺陷的检测机构

7.排队平台，检测后正品磁瓦放置整理的平台

8.机械手，拿取磁瓦的机器人

9.码垛平台，磁瓦码垛台，每个码垛台需要一台机械手完成工作；码垛完成后，放一张ID卡到磁瓦托盘上；将每板磁瓦托盘信息与ID卡绑定；码垛台为传送带结构，将磁瓦托盘进入输送带

10.托盘扫描器，具有网络通信功能的ID卡识别设备，设置在托盘码垛平台、仓储、烧结炉等处扫描磁瓦托盘ID卡信息的机构

11. 输送带，将磁瓦托盘传送至仓储的机构

12.仓储，储存磁瓦托盘，进仓储前扫描每磁瓦托盘的ID卡，发送到调度系统，调度系统识别出磁瓦托盘的批次号，进入到仓储间相应位置（压机型号、磁瓦规格、仓储间一一对应）

13.智能提升车，将磁瓦托盘提升至仓储高位的小车

14.烧结炉传送带，从仓储出来的磁瓦托盘传送至烧结炉的机构

15.烧结炉，

16.打印机系统，磁瓦烧结完成后，打印每板磁瓦托盘的信息

17.空板回传传送带，将空托盘回传的机构

18.托盘备料机构，从空板回传传送带上接收空托盘并给码垛平台补充空托盘的机构

19.托盘接放设备，回应空托盘申请的机构

20.柔性吸附机构，机械手将磁瓦拿取、放下的辅助机构

21.机械手附加缺陷检测机构，机械手附带的检测机构

下面结合图和文字来描述本磁瓦自动化生产线实施例，见图1、图4和图5，一种磁瓦自动化生产线，按磁瓦压制、检测、输送、进仓、烧结的顺序，依次包括以下几个主要组成部件：压制机2, 分拣台，设置在分拣台上对磁瓦1进行检测的视觉缺馅检测机构6，拿取磁瓦1的机械手8，放置磁瓦1及ID卡于托盘中的码垛平台9，扫描托盘ID卡信息的托盘扫描器10，将满载磁瓦1的托盘（称磁瓦托盘，下同）输送至烧结炉的输送带11，烧结炉15，打印机系统16，空托盘回传系统；以及具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的服务器，托盘扫描器系统，PLC控制器，与服务器相连接的缺陷识别系统和标签打印系统；所述各运动部件动作由PLC控制，所述控制系统对PLC控制器指令，对感应信息进行采集、分析、指令；如此，通过所述部件间的相互传递或连接或作用关系，及系统控制程序，形成磁瓦自动化生产线。工艺过程如下：分拣台感应器感应压制机2上模上升时，自动吸取磁瓦1，视觉缺馅检测机构6检测磁瓦1的三维表面，对于不合格品自动落下（进入废品区），对于合格品放于待取平台。视觉缺馅检测机构6通过电机动力实现横向移动扫描磁瓦1表面，进行三维检测，通过三维检测软件分析识别，反馈信号予以分拣台从而作出正次品的去留（正品留住，次品落下）。机械手8拿取待取平台上磁瓦1码垛于码垛平台9的托盘中。托盘被码垛至一定高度后，把一个ID卡（ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品规格型号）放到托盘的某个位置，码垛区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，获取托盘编号，通过网络接口传输到工控机进行绑定，依据当前日期得到相应批次。然后，码垛平台9将满载磁瓦1的托盘（磁瓦托盘）传送至输送带11的空位上。进入烧结之前，烧结区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，回传给工控机，调度系统根据该信息生成一个先进先出的产品信息列表，并把该托盘从系统中解绑（ID卡不进入烧结炉，重复利用），在烧结炉15完成烧结后，控制系统根据产品信息列表，指令打印机系统16按照先进先出的产品信息列表顺序打印该托盘相关的产品信息。完成了磁瓦生产工艺流程后的空托盘通过空板回传传送带17返回到托盘备料机构18，供给码垛平台9所需空托盘之备用。具有系统调度功能的控制系统，配备工控机，安装研发的调度系统软件，控制托盘扫描器系统，控制PLC控制器，缺陷识别和标签打印系统，对PLC控制器指令，对感应信息进行采集、分析、指令。调度控制系统实现磁瓦全自动化生产过程，包括检测，机械手取料码垛，托盘ID卡扫描，运输，烧结，ID卡信息打印，提高生产效率，减轻工人劳动强度。缺陷检测识别系统也可以单独配备工控机和传感器（激光），控制视觉缺馅检测机构6、检测传感器以及吸附磁瓦配合检测的机构，独立于调度系统单独运行，独立于调度控制系统运行。如此，通过所述部件间相互传递连接关系或作用关系，及系统控制程序，形成磁瓦压制自动码垛智能分辨调度有序作业生产线设备，能够使磁瓦自动码垛，在自动化生产线设备上进行自动输送，自动烧结，无需人工操作的全自动化智能操作。

此智能自动化生产线方案，实现以下主要功能：1、视觉缺馅检测扫描仪配合工控机检测系统实现缺陷识别；2、六轴机械手完成半成品码垛；3、唯一ID号作为产品溯源依据；4、产品烧结完成打印溯源卡。

本发明带来如下优点：（1）减少作业人员,降低生产成本；（2）提高生产效率；（3）提高产品一致性，有效规范及把控产品信息，并能优化产品前后工序信息的规范统一，对产品索源提供准确的依据；（4）统一检验标准，避免人为造成的漏检或错检，进一步提高产品质量；（5）追溯生产工艺参数、流程、进度，监控设备运行，便于规范工艺，提升信息化管理水平，提高产品成品率。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，见图1、图4和图5，在所述烧结炉15前端，设置中转存储磁瓦托盘的仓储12，烧结炉传送带14，所述输送带11将满载磁瓦1的托盘输送至烧结炉前，先输送至所述仓储12进行中转存储，然后通过所述烧结炉传送带14输送至烧结炉；具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的仓储控制系统。磁瓦托盘到达仓储12的分流区时，分流区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息（ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品规格型号，产品规格型号对应仓储间位置），回传给工控机，工控机确认该托盘所属批次信息，通过分流传送带到达相应地面位置，再通过智能提升车将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（每个仓储间对应压制机编号，压机编号、磁瓦规格型号、仓储间一一对应），这样，仓储12作为磁瓦托盘的中转存储。调度原理：仓储12的智能提升车根据工控机检测到的烧结炉15信息，根据预设生产安排，自动移至相应磁瓦在仓储12的放置位置，通过仓储间的滚筒及链条传动与智能提升车的衔接，把磁瓦托盘取下，通过烧结炉传送带14移至烧结炉15预备位。本实施例，磁瓦托盘分两路分流传送带入仓和出仓，再每路分流传送带分两路烧结炉传送带14进入烧结炉。如此，此智能自动化生产线方案，还实现以下功能：5、自动化仓储控制系统完成半成品堆叠、排产调度。调度控制系统实现磁瓦全自动化生产过程，包括检测，机械手取料码垛，托盘ID扫描，运输，入仓，出仓，烧结，ID信息打印。此调度系统，清楚每个批次磁瓦在生产过程中的生产时间，中转位置，可以合理安排先进先出的烧结顺序，提高生产效率，减轻工人劳动强度。如此，通过所述部件间相互传递连接关系或作用关系，及系统控制程序，形成磁瓦压制自动码垛智能分辨调度有序作业生产线设备，能够使磁瓦自动码垛，在自动化生产线设备上进行自动输送，自动存储，自动安排烧结，无需人工操作的全自动化智能操作。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述仓储12由多个仓储单元组成，每个仓储单元由多个货架首尾相连拼接而成，仓储单元设置有将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（或将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下）的智能提升车13。一个仓储单元由多个货架首尾相连拼接，长度方向可以无限叠加相拼，高度方向分几层。假如长度方向拼接60个货架，每层就为60个储间，高度方向分8层，即有480个储间；假如仓储12有三个仓储单元，即有1440个储间；假如二个仓储单元是8层的，一个仓储单元是9层的，即有1500个储间。每层的储间存放相同规格的磁瓦，每个储间放置一个磁瓦托盘。如果仓储12有多个仓储单元，磁瓦托盘输送进来后通过分流传送带传输到适当的仓储单元位置，通过智能提升车13将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置，或根据系统调度指令，智能提升车13将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下传至烧结炉传送带14，然后进烧结炉15。调度运行原理：仓储12每个储间的磁瓦托盘通过储间上分区空间的滚筒及链条的动作实现在货架上的移动，仓储12的智能提升车13根据工控机检测到的烧结炉15信息，根据预设生产安排，自动移至相应磁瓦在仓储12的放置位置，通过仓储间的滚筒及链条传动与智能提升车13的衔接，把磁瓦托盘取下，通过烧结炉传送带14移至烧结炉15预备位。如此，仓储可以做成相隔一定距离的数个仓储单元，每个仓储单元由多个货架首尾相连拼接而做成一定的长、一定的高，仓储控制系统根据ID卡信息（压机型号、磁瓦规格、仓储间一一对应），指令设置在仓储单元的智能提升车13，将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（或将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下），实现半成品堆叠、排产调度。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，见图2、图3和图5，所述分拣台，包括水平往返压制机2上下模之间的吸盘架3，对所述吸盘架3吸附的磁瓦1进行放置的待检平台4，吸附待检平台4上的磁瓦进行检测的吸附翻转架5，放置合格磁瓦1的排队平台7。所述视觉缺馅检测机构6对吸附翻转架5吸附的磁瓦1进行检测，合格磁瓦置于所述排队平台7上。分拣，包括从压制机模具中取出磁瓦，然后检测磁瓦，再整理合格磁瓦的过程，最终的呈现就是将合格品磁瓦调整位置有序摆放，为机械手码垛做准备。磁瓦被整理整齐后，机械手8将磁瓦1码垛于码垛平台9的托盘中。分拣台，就是进行分拣过程的平台结构，如此，分拣台完成磁瓦从压制机中取出来，进而检测、排队整理的传递。工艺过程如下：分拣台，感应器感应压制机2上模上升时，吸盘架3进入压制机2上下模之间，吸取磁瓦1（数量可以是多个，如4排*8个/排）；在此过程中固定的感应器检测吸盘架3上的磁瓦1是否整体性而作出相应的报警，有效地杜绝模腔残留磁瓦而对模具的损害。吸盘架3返回，将吸取的磁瓦1放于待检平台4；吸盘架3自动吸取与放置磁瓦1，取用气缸改变永磁块相对磁瓦1之间的相对距离实现对压制磁瓦1的吸取与脱离。待检平台4移至检测处，吸附翻转架5吸取一定数量的磁瓦1（如1排），转向磁瓦1，面对着视觉缺馅检测机构6，视觉缺馅检测机构6检测磁瓦1凹形表面及三维表面的完整性，对于不合格品自动落下（进入废品区），对于合格品随架前移，放于排队平台7；吸附翻转架5吸取与放置磁瓦1，取用气缸改变永磁块相对磁瓦1之间的相对距离实现对压制磁瓦1的吸取与脱离。视觉缺馅检测机构6通过电机动力实现横向移动扫描磁瓦1表面，进行三维检测，通过三维检测软件分析识别，反馈信号予以吸附翻转架5从而作出正次品的去留（正品留住，次品落下）。正品在排队平台7上排队伍，（每排）磁瓦1因缺陷品造成的空缺，由后面排的磁瓦1补充达到整齐，排队平台7是由多个单独的平行分布式的子传输带组成，单个子传输带为单独的动力，动力信号来源于正品的数量，到达排队平台7上的多个磁瓦分成多纵队排列（比如8个纵队），每纵队磁瓦对应一个子传输带。被放置到排队平台7上的磁瓦，每放置一次，放置位置相对应的子传输带往后步进一个位置，将磁瓦排于已整理磁瓦队伍的前面，在后的已整理磁瓦队伍的靠边缘或档板不动，如此，排队平台7完成多纵队的磁瓦紧密排列。如此整齐排队，提高单元码垛的紧密及均匀性，便于机械手8拿取，并为最终整体码垛提供良好的基础。整齐排队后，机器人1拿取磁瓦（比如一排的8个），放入码垛平台9的托盘中。托盘被码垛至一定高度后，把一个ID卡（ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品规格型号，产品规格型号对应仓储间位置），放到托盘的某个位置，码垛区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，获取托盘编号，通过网络接口传输到工控机进行绑定，依据当前日期得到相应批次。然后，码垛平台9将满载磁瓦1的托盘（磁瓦托盘）传送至输送带11的空位上。磁瓦托盘到达仓储12的分流区时，分流区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息（ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品规格型号，产品规格型号对应仓储间位置），回传给工控机，工控机确认该托盘所属批次信息，通过分流传送带到达相应地面位置，再通过智能提升车将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（每个仓储间对应压制机编号，压机编号、磁瓦规格型号、仓储间一一对应），这样，仓储12作为磁瓦托盘的中转存储。当生产安排烧结时，通过智能提升车13将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下，通过分流传送带传输到烧结炉传送带14，进入烧结之前，烧结区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，回传给工控机，调度系统根据该信息生成一个先进先出的产品信息列表，并把该托盘从系统中解绑（ID卡不进入烧结炉，重复利用）。在烧结炉15完成烧结后，控制系统根据产品信息列表，指令打印机系统16按照先进先出的产品信息列表顺序打印该托盘相关的产品信息。完成了磁瓦生产工艺流程后的空托盘通过空板回传传送带17返回到托盘备料机构18，供给码垛平台9所需空托盘之备用。如此，完成一个生产线作业循环过程。

分拣台完成磁瓦从压制机中取出来，进而检测、排队整理的传递，实现单个或单元（多个磁瓦为一单元，比如一个单元8个磁瓦）磁瓦的拿取、运输，独立于调度系统单独运行；调度控制系统实现多单元集成磁瓦的自动化生产过程，包括检测，机械手取料码垛，托盘ID扫描，运输，入仓，出仓，烧结，ID信息打印。缺陷检测识别系统也可以单独配备工控机和传感器（激光），控制视觉缺馅检测机构6、检测传感器以及吸附磁瓦配合检测的机构，独立于调度系统单独运行。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述分拣台，可以不需要待检平台4和吸附翻转架5，吸盘架3从压制机2上下模之间将磁瓦1取出来后直接供视觉缺馅检测机构6对磁瓦1进行检测，然后将合格磁瓦1放置于排队平台7上，磁瓦被整理整齐后，机械手8拿取磁瓦，码垛于码垛平台9的托盘中；

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述分拣台，可以不需要待检平台4、吸附翻转架5和排队平台7，吸盘架3从压制机2上下模之间将磁瓦1取出来后直接供视觉缺馅检测机构6对磁瓦1进行检测，然后将合格磁瓦1放置于待取平台，机械手8拿取磁瓦，码垛于码垛平台9的托盘中。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述分拣台，可以不需要排队平台7，无论是吸盘架3从压制机2上下模之间将磁瓦1取出来后直接供视觉缺馅检测机构6对磁瓦1进行检测，还是经吸盘架3取出磁瓦1放置待检平台4，然后吸附翻转架5吸取磁瓦供视觉缺馅检测机构6对磁瓦1进行检测，即无论是吸盘架3吸取磁瓦检测还是吸附翻转架5吸取磁瓦检测，检测后，将合格磁瓦1直接放置于码垛平台9的托盘中，机械手8将托盘中的磁瓦1摆放整齐；机械手8带有视觉传感器，可以沿形状边缘补空位，如此，机械手8是一个在托盘中灵活整理磁瓦的抓手，将托盘中的磁瓦1摆放整齐。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线的机械手8具有柔性吸附机构20。所述从平台上拿取磁瓦码垛于码垛平台9托盘中的机械手8，能拿取单元（多个磁瓦为一单元）的磁瓦，其柔性吸附机构20，带有柔性抓爪，抓爪包括磁吸缸结构，磁吸缸包括磁吸气缸、磁吸缸冶具；磁吸缸冶具内有永磁块，磁吸缸冶具在磁吸气缸动作下相对移动，将单元磁瓦吸附住或脱离掉，如此，机械手8凭借所述柔性吸附机构20可以任意取、放磁瓦。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线的机械手8带有机械手附加缺陷检测机构21。机械手附加缺陷检测机构21是3D立体相机或激光扫描仪，如此，机械手8吸附住磁瓦1要进行相应码垛动作时，通过机械手附加缺陷检测机构21对机械手8吸取的磁瓦1再次进行扫描检测，扫描信息进入控制系统，如有缺损的磁瓦则落下进入废品区，而合格品磁瓦则码垛于码垛平台9的托盘中。机械手8带有柔性吸附机构20将磁瓦1吸取，机械手附加缺陷检测机构21对机械手8吸取的磁瓦1进行再次扫描检测，此处是对磁瓦的第三次检测，第一次是分拣台传感器检测磁瓦在压制机内有无破损、残留，第二次是视觉缺馅检测机构6对磁瓦的检测。机械手8吸附住磁瓦1要进行相对应的码垛动作时，通过机械手附加缺陷检测机构21扫描检测磁瓦1的外观，如有缺损的磁瓦则落下，进入废品区，正品进行相对应的码垛。如此，保证进入下道工序的磁瓦是100%的合格品，保证质量。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，见图1，所述磁材自动化生产线的码垛平台9是传输带结构。每个码垛平台9需要一台机械手8完成码垛工作，机械手8在平台上拿取磁瓦，将磁瓦码垛于码垛平台9的托盘中；码垛完成后，人工放一张预设的ID卡到磁瓦托盘上；托盘扫描器10扫描ID卡信息，传入工控机，将每板磁瓦托盘信息与ID卡绑定；码垛台为进出料传送带运行结构，将磁瓦托盘传送入输送带11。如此，当码垛平台9的托盘被装满磁瓦１和放入ID卡后，码垛平台9自动将磁瓦托盘传送到输送带11上。

从压制机台出来连接到仓储12之间进行运输的输送带11，始终保持运行，码垛平台9根据各压制机工位扫描的大数据信息灵活调整工位进出料传送带的运行，如此，在有的压制机工位不工作时就可以不运行，节省电能；运行的压制机通过码垛平台9的工位进出料传送带将磁瓦托盘插入到输送带11空位上。

从压制机台出来连接到仓储12之间进行运输的输送带11，在一条线上对应多个压制机，各个压制机相对应的那部分的传输带是相互脱节的，但这些互相脱节的单个传输带又可以和整个输送带11能在整体中运行，这样，输送带11根据各压制机工位扫描的大数据信息灵活调整运行顺序，起到连接调度仓的牢固枢纽作用，如此，在有的工位不工作时就可以不运行对应的那段传输带，节省电能。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，见图7，所述磁材自动化生产线的托盘扫描器10包括具有网络通信功能的ID卡识别设备。根据生产的需要，预先编辑一定数量的ID卡（ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品（磁瓦）规格型号，也与仓储间位置对应），当半成品磁瓦完成码垛后，在磁瓦托盘的某个固定位置把编辑好的ID卡放置在其中，当装有半成品的磁瓦托盘从ID卡识别设备下方经过时，该识别设备把ID卡中的信息读出，获取托盘编号，通过网络接口传输到工控机进行绑定，依据当前日期得到相应批次。工作原理：所述托盘扫描器10设置于码垛平台9，仓储12，烧结炉15等多处，磁瓦托盘经过所述托盘扫描器10时，托盘扫描器10扫描托盘ID卡的信息，扫描信息传送至控制系统，控制系统根据前期存储的信息，对后期扫描的信息进行判别，从而作出派往何处仓储间去的调度指令（不同规格型号的磁瓦具有相应的仓储间，ID卡预先编辑编号，对应压制机编号，压制机编号对应产品规格型号，产品规格型号对应仓储间位置），或者是再次进行确认。码垛平台9托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息后，通过CAN总线传输到控制系统（工控机）进行绑定；仓储12分流区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，回传给工控机，工控机确认该托盘所属批次信息，将磁瓦托盘传送至相应仓储间位置，每种仓储间对应压制机编号，不同的压制机生产不同规格型号的磁瓦，也即每种仓储间对应不同规格型号的磁瓦；烧结区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，回传给工控机，调度控制系统根据该信息生成一个先进先出的产品信息列表，并把该托盘从系统中解绑（由于生产工艺的因素，产品托盘（磁瓦）要进入1200℃的高温烤炉，而ID卡不能进入烧结炉，也要重复利用，因此在产品进入烧结之前必须把产品的信息完成在调度系统中登记）。如此，当载满磁瓦1及ID卡的磁瓦托盘经过线上前端、中端、末端设置的托盘扫描器10时，托盘扫描器10自动扫描ID卡，获取ID卡信息，通过网络端口进入控制系统。在整个线上，前端（码垛平台）是绑定信息，中端（仓储）是获取信息，末端（烧结）是解绑信息。如此，ID卡作为产品溯源唯一依据，是调度控制系统对产品管控的基础。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线的空托盘回传系统，包括响应所述码垛平台9空托盘申请信息的托盘接放设备19，将空托盘回传的空板回传传送带17，从所述空板回传传送带17上接收空托盘并给所述码垛平台9补充空托盘的托盘备料机构18。磁瓦完成烧结完成整个工艺流程后，空托盘通过空托盘回传系统的调度（工位储板区的缺板指令，托盘接放设备19启动，空板回传传送带17启动，托盘备料机构18启动，接收空托盘和传送空托盘至工位储板区），空托盘由托盘接放设备19通过空板回传传送带17返回到对应的压制机工位（码垛平台9输送位），由托盘备料机构18从空板回传传送带17上取下再传送至码垛平台9的工位储板区，供给码垛平台9所需空托盘备用。调度控制原理，工人把空托盘放在托盘接放设备19前置的容器，当某个码垛平台9的工位储板区有缺板指令，托盘接放设备19启动，空板回传传送带17启动，托盘接放设备19将空托盘置于空板回传传送带17上，比如，空板回传传送带17是115米的皮带式输送带，在输送带11的下方；空板回传传送带17将空托盘移至发出缺板指令的相对应的码垛平台9输送位停止，对应的托盘备料机构18启动，接收空托盘并传送空托盘至工位储板区，空托盘不断补充每码垛平台的工位储板区位置。每个工位储板区可以备用3块空托盘。如此，磁瓦完成烧结后，空托盘根据需求指令通过所述空托盘回传系统回传至需要空托盘的码垛平台9，存放于码垛平台9的工位储板区。

空托盘回传系统，包括空板回传传送带17、托盘备料机构18、托盘接放设备19的功能实现，独立于调度系统单独运行。调度控制系统实现多单元集成磁瓦的自动化生产过程，包括检测，机械手取料码垛，托盘ID扫描，运输，入仓，出仓，烧结，ID信息打印。另外，本生产线的分拣台，完成磁瓦从压制机中取出来，进而检测、排队整理的传递，实现单个或单元（多个磁瓦为一单元）磁瓦的拿取、运输，独立于调度系统单独运行；还有缺陷检测识别系统也可以单独配备工控机和传感器（激光），控制视觉缺馅检测机构6、检测传感器以及吸附磁瓦配合检测的机构，独立于调度系统单独运行。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线的缺陷识别系统是通过系统预置磁瓦的合格品与不合格品信息，再将缺陷检测图像扫描仪得到的信息与预置的信息进行比对、计算而判断合格与否。缺陷识别系统是通过激光图像分析半成品磁瓦的外观缺陷。预先将磁瓦完整的外形、缺陷的情形（或者是合格与不合格）等信息输入系统，缺陷检测图像扫描仪（如视觉缺馅检测机构6）对磁瓦进行扫描的激光图像信息传送至控制系统，控制系统将此信息与预设的信息进行比对分析，得出磁瓦正品和或次品（缺陷）的判断，缺陷识别系统依据该判断指令承载磁瓦检测的机构（如吸附磁瓦1的吸附翻转架5）吸附住磁瓦还是脱离磁瓦，正品则吸附住磁瓦，次品（缺陷）则脱离，磁瓦落下到废品区。采用专业设备获取工件标准合格的三维模型，建立三维空间坐标，生成三维点云数据面，激光视觉产品缺馅检测机构（3D立体相机或激光扫描仪）扫描磁瓦，得出的三维空间数据与标准合格的三维模型进行对比，该对比过程是软件系统自动完成。对比得出的差异化区域利用三维空间坐标，计算出差异面积，软件系统根据此计算的差异面积数值与QC标准（质量指标值）进行比较，判定合格与不合格。如此，缺陷检测图像扫描仪（如视觉缺馅检测机构6）将扫描的信息传入系统，系统判断合格与否，承载磁瓦检测的机构（如吸附磁瓦1的吸附翻转架5）根据合格与否的指令，将不合格品进入废品区，合格品传送到待取平台。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线卷标打印系统16，是网络打印机。磁瓦烧结之前，烧结区托盘扫描器10扫描众多磁瓦托盘ID卡信息，回传给工控机，调度系统根据该信息生成一个先进先出的产品信息列表，在烧结炉15完成烧结后，控制系统根据产品信息列表，指令打印机系统16按照先进先出的产品信息列表顺序打印该托盘相关的产品信息。根据生产工艺的需求，需要追踪产品的生产信息，使用网络打印机系统16实现产品生产信息的打印功能。当产品完成烧结工艺后，调度系统根据先进先出的产品信息列表顺序，通过internet控制打印机系统16完成生产信息标签的打印。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述磁材自动化生产线工控机控制系统结构见图6，实现生产线作业循环过程，见图5，描述如下：

a)工位储板区检测到缺板，反馈信息给托盘备料机构18，同时向托盘接放设备19申请一块空板，托盘接放设备19回应申请，启动上料过程；

b)托盘接放设备19检测空板回传传送带17前方是否有托盘，保证与前托盘留有一个空托盘位置的前提下，通过提升装置把空托盘放置在空板回传传送带17上；

c)托盘备料机构18感知空板回传传送带17上经停的空托盘（托盘备料机构18预存缺板信息又感知空板回传传送带17上经停的空托盘），将空托盘放置到码垛平台9的工位储板区；

d)空托盘进入码垛区后，机械手8开始进行码垛作业，码垛完成后，由工人把一个ID卡放到托盘的某个固定位置；

e)码垛完成后的半成品磁瓦托盘进入输送带11之前，通过托盘扫描器10对托盘中的ID卡进行扫描获取托盘ID卡信息，并通过Internet网络传输到工控机进行绑定，然后通过码垛平台9的工位进出料传送带将磁瓦托盘插入到输送带11空位上；

f)磁瓦托盘经过输送带11到达仓储12分流区，分流区扫描器扫描托盘ID卡信息，回传给工控机，工控机确认该托盘所属批次，通过分流传送带送到仓储对应地面位置，通过智能提升车13提升到相应仓储间位置；

g)工控机检测烧结炉15传送带上空缺磁瓦托盘，自动根据预设生产安排从仓库调出对应磁瓦托盘，通过分流传送带传输到烧结炉15进行烧结；

h)进入烧结之前，通过烧结区托盘扫描器10扫描托盘ID卡信息，并把结果通过Internet网络传输到工控机，调度系统根据该信息生成一个先进先出的产品信息列表并把该托盘从系统中解绑，待烧结完成后，根据产品信息列表指令打印机系统16按照先进先出的产品信息列表顺序打印该系列托盘产品的相关信息；

i)完成后的空托盘通过空托盘回传系统，返回到码垛平台9的工位储板区，这样完成一个生产线作业循环过程。

如此，一体化工控机为调度控制系统软件的运行平台，主要实现如下功能：

a)实时参数显示功能；

b)生产工艺设置功能；

c) 与外围设备通信功能；

d) 小型数据库功能；

e)生产过程调度功能；

f)产品信息打印功能。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，见图1，图4，所述磁材自动化生产线所述压制机2为多个 , 则与其对应的所述分拣台、视觉缺馅检测机构6、机械手8、码垛平台9、托盘扫描器10为多个。本磁材自动化生产线实施例：

压制机2为24组，

分拣台为24组，

视觉缺馅检测机构6为24套，

码垛平台9为24组，

机械手8为12组（一组机械手伺服二组码垛平台），

托盘扫描器10为29个（24个码垛平台各1个、进仓前1个、烧结炉前4个），

输送带11为130米，

仓储12为1500个储间（3个仓储单元，每个仓储单元60个货架组成，2个仓储单元是8层的货架，1个仓储单元是9层的货架，共25层，每层60储间），

智能提升车13为6套（每个仓储单元前后端各设置1套），

烧结炉传送带14为4套（仓储分两路分流传送带进出仓，再每路分流传送带分两路烧结炉传送带进入烧结炉），

烧结炉15为2组，

打印系统16为2套，

托盘接放设备19为1套，

空板回传传送带17为 115米，

托盘备料机构18为24套，

如此，多台套压制机压制磁瓦，集中一个运输线运输，一个仓库中转存储，压制、流转、存储、烧结，节奏协调，合理利用空间，提高生产效率。

节奏协调自动化，各部件运行时间：

序号	动作名称	首件运行时间(S)
			1	输送带11	1米/6-10
2	视觉缺馅检测机构6	1件/0.3
			3	码垛平台9	1托盘/5-10
4	码垛平台9工位进出料传送带	1米/3-5
			5	入仓	1托盘/5-10
6	备板	1空托盘/5-8

与现有技术相比，本发明

基于磁瓦自动化生产线的要求，设计了一种码垛机械手，用以代替人工码垛，提高码垛效率，减少次品和废品率，并且改善操作人员的工作环境；

基于磁瓦自动化生产线输送的要求，设计运输自动化线，用以代替人工输送；

基于磁瓦自动化生产线储存的要求，设计中转储存仓，用以代替人工堆叠存放；

基于磁瓦半成品缺陷检测，设计缺陷识别检测设备；

基于磁瓦生产线信息化的要求，设计特定的系统控制程序，进行信息跟踪、质量检测和运程控制，包括设备运行监测，压制机故障检测，磁瓦缺陷检测，次品识别分析，堆叠存放量度设定，出入库顺序时间设定等。

如此，本磁瓦自动化生产线，磁瓦压制后自动取料、自动检测、自动码垛、自动运输、智能分辨、智能调度作业，代替人工检测，人工码垛，人工调度，实现磁瓦半成品压制、储存、烧结全自动化生产，提高成品率，提高工作效率，有效回收次品，大数据分析，提前排产及产能调度。带来如下优点：

（1）减少作业人员,降低生产成本；（2）提高生产效率；（3）提高产品一致性，有效规范及把控产品信息，并能优化产品前后工序信息的规范统一，对产品索源提供准确的依据；（4）统一检验标准，避免人为造成的漏检或错检，进一步提高产品质量；（5）追溯生产工艺参数、流程、进度，监控设备运行，便于规范工艺，提升信息化管理水平，提高产品成品率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁材自动化生产线，按磁瓦压制、检测、输送、进仓、烧结的顺序，依次包括以下几个主要组成部件：压制机（2）, 分拣台，设置在分拣台上对磁瓦（1）进行检测的视觉缺馅检测机构（6），拿取磁瓦（1）的机械手（8），放置磁瓦（1）及ID卡于托盘中的码垛平台（9），扫描托盘ID卡信息的托盘扫描器（10），将满载磁瓦（1）的托盘输送至烧结炉的输送带（11），烧结炉（15），打印机（16），空托盘回传系统；以及具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的服务器，托盘扫描器系统，PLC控制器，与服务器相连接的缺陷识别系统和标签打印系统；所述各运动部件动作由PLC控制，所述控制系统对PLC控制器指令，对感应信息进行采集、分析、指令；如此，通过所述部件间的相互传递或连接或作用关系，及系统控制程序，形成磁瓦自动化生产线。

2.根据权利要求1所述的一种磁材自动化生产线，其特征在于：在所述烧结炉（15）前端，设置中转存储磁瓦托盘的仓储（12），烧结炉传送带（14），所述输送带（11）将满载磁瓦（1）的托盘输送至烧结炉前，先输送至所述仓储（12）进行中转存储，然后通过所述烧结炉传送带（14）输送至烧结炉；具有系统调度功能的控制系统，包括与PC工控机相连的仓储控制系统。

3.根据权利要求2所述的一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述仓储（12）由多个仓储单元组成，仓储单元由多个货架首尾相连拼接而成；仓储单元设置有将磁瓦托盘提升到相应仓储间位置（或将磁瓦托盘从相应仓储间位置取下）的智能提升车（13）。

4.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述分拣台，包括水平往返压制机（2）上下模之间的吸盘架（3），对所述吸盘架（3）吸附的磁瓦（1）进行放置的待检平台（4），吸附待检平台（4）上的磁瓦进行检测的吸附翻转架（5），放置合格磁瓦1的排队平台（7）。

5.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述机械手（8）带有机械手附加缺陷检测机构（21）。

6.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述码垛平台（9）是传输带结构。

7.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述托盘扫描器（10）包括具有网络通信功能的ID卡识别设备。

8.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述空托盘回传系统，包括响应所述码垛平台（9）空托盘申请的托盘接放设备（19），将空托盘回传的空板回传传送带（17），从所述空板回传传送带（17）上接收空托盘并给所述码垛平台（9）补充空托盘的托盘备料机构（18）。

9.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述磁材自动化生产线的缺陷识别系统是通过系统预置磁瓦的合格品与不合格品信息，再将缺陷检测图像扫描仪得到的信息与预置的信息进行比对、计算而判断合格与否。

10.根据权利要求1-3所述的任一一种磁材自动化生产线，其特征在于：所述压制机（2）为多个 , 与其对应的所述分拣台、视觉缺馅检测机构（6）、机械手（8）、码垛平台（9）、托盘扫描器（10）为多个。