CN110589401A - 筒体加工检测自动生产系统及筒体自动生产用转运系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种筒体加工检测自动生产系统及筒体自动生产用转运系统,由AGV转运小车进行产品的上线,根据产品设计兼容性定位托盘,可适应6种产品的定位;AGV转运小车将满载托盘过渡到入料动力滚筒线上输送至两套桁架取料位定位夹紧,由桁架机械手进行产品的抓取转运,产品经由机床加工后通过特定的桁架机械手转运至CCD视觉系统进行产品法兰黑斑检测后送入下一序机床加工,加工完毕后由另一套抓手取出并移栽至CCD检测二工位进行产品的混合检测,加工好的成品通过链条输送机输送至机器人取料位由一台机器人完成成品的二次上线转运或不合格品缓存。其可以满足筒体加工检测及转运形成自动化工序,大大提高了生产效率,降低了工人的劳动强度。

Description

筒体加工检测自动生产系统及筒体自动生产用转运系统
技术领域
本发明涉及筒体加工检测领域,尤其涉及一种筒体加工检测自动生产系统及筒体自动生产用转运系统。
背景技术
现有的筒体加工的各个工序之间是分开的,没有形成一整套筒体加工自动生产线,不能满足筒体加工检测及转运形成自动化工序,生产效率低,工人劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了一种筒体加工检测自动生产系统及筒体自动生产用转运系统,可以满足筒体加工检测及转运形成自动化工序,大大提高了生产效率,降低了工人的劳动强度。
本发明是这样实现的:本发明公开了一种筒体加工检测自动生产系统,包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手以及筒体加工检测生产线,所述筒体入料转运系统包括AGV转运系统、入料动力滚筒线以及用于承载待加工工件的托盘,所述入料动力滚筒线设有一段托盘入料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘入料位设有第一顶升移栽机,用于与AGV转运系统的入料AGV 小车对接,所述入料动力滚筒线设有一段托盘出料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘出料位设置设有第二顶升移栽机,用于与AGV转运系统的出料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有桁架机械手取料位,所述入料动力滚筒线上位于桁架机械手取料位设有用于对托盘进行挡停的定位止挡器,以及用于对托盘进行定位夹紧的定位夹紧机构,以及用于检测托盘到位的传感器;所述筒体出料转运系统包括出料链条输送机、转运机器人,所述出料链条输送机设有桁架机械手放料位;所述筒体加工检测生产线包括至少一个加工工位和至少一个检测工位;所述桁架机械手包括桁架,所述桁架上设有多套独立的取件抓手,其中,第一套取件抓手用于从入料动力滚筒线的桁架机械手取料位的托盘上取出工件移栽至加工工位进行加工,第二套取件抓手用于将工件从加工工位取出移栽至检测工位进行检测,第三套取件抓手用于将工件从检测工位取出移栽至出料链条输送机上进行出料;所述出料链条输送机用于将加工好的工件移栽出线,由转运机器人进行产品的分拣,实现产品的下线转运。
进一步地,所述入料动力滚筒线包括两套独立的动力滚筒线,分别为第一套动力滚筒线和第二套动力滚筒线,第一套动力滚筒线与第二套动力滚筒线头尾对接,形成一条入料动力滚筒线,第一套动力滚筒线、第二套动力滚筒线分别设有桁架机械手取料位,用于分别与两套筒体加工检测生产线对应,托盘入料位设置在第一套动力滚筒线上,托盘出料位设置在第二套动力滚筒线上,每套筒体加工检测生产线对应一个出料链条输送机以及一套桁架机械手。
进一步地,所述位于入料动力滚筒线的托盘出料位旁设有用于空托盘缓存的移栽机,用于与出料AGV小车对接。
进一步地,所述筒体加工检测生产线沿从筒体入料到筒体出料的方向依次设有第一加工工位、第一检测工位、第二加工工位、第二检测工位,所述第一加工工位设有至少一个第一加工机床,所述第一检测工位设有第一筒体检测装置,所述第二加工工位设有第二加工机床,所述第二检测工位设有第二筒体检测装置。
进一步地,所述第一加工工位设有两个第一加工机床。
进一步地,所述第一筒体检测装置包括缓存滑轮组、光电检测开关以及用于对工件进行拍照检测的相机,所述缓存滑轮组通过调节地脚支撑在机架上端的定位工装台上,使缓存滑轮组一端高,一端低,所述机架上端的定位工装台上位于缓存滑轮组低的一端端头设有挡停限位板,所述相机通过相机安装架固定在机架上端的定位工装台上,位于缓存滑轮组的一侧,且对应缓存滑轮组高的一端,所述光电检测开关、相机与控制系统连接,所述光电检测开关用于检测缓存滑轮组上缓存极限位置的工件,当光电检测开关检测到缓存滑轮组达到缓存极限,控制系统触发蜂鸣报警提示;所述控制系统用于控制第二套取件抓手抓取工件移栽到相机拍摄区域,通过相机在线判定产品法兰端面黑斑有无,如果控制系统判定不合格,则控制系统控制第二套取件抓手松开,工件落入到缓存滑轮组缓存区域,如果控制系统判定合格,则控制系统控制第二套取件抓手将合格工件直接送入下一工序。
进一步地,所述第二筒体检测装置包括机架,所述机架上设有检测时用于定位筒体的套筒、X轴导轨和可沿X轴导轨向套筒的一端靠近或远离的组合检测机构,所述组合检测机构包括检测组件、可沿y轴方向往复移动的底座、抓取筒体并将筒体放入套筒内的卡爪,检测组件和卡爪均安设于底座上,底座滑动设置于X轴导轨上;所述检测组件包括用于检测筒体法兰台阶孔深度、内孔直径及法兰外径的3D相机,所述检测组件还包括检测法兰底孔螺纹通止的伺服通规和检测法兰底孔螺纹通止的伺服止规,所述伺服通规和伺服止规位于3D相机同一侧;所述伺服通规包括螺纹通规和第一伺服电机,所述螺纹通规安设于第一伺服电机上,所述伺服止规包括螺纹止规和第二伺服电机,所述螺纹止规安设于第二伺服电机上;所述机架上还设有用于测量法兰直径的气动摆臂;所述机架上还设有拍摄位于套筒内的筒体的2D相机,所述2D相机位于套筒的一端;所述套筒通过支撑座安装在机架上,所述套筒设有用于与筒体配合的通孔。
进一步地,所述托盘包括托盘主体,所述托盘主体的上端设有安装板,所述安装板上安装有至少两列相互对称的分体式V型角度块,每列分体式V型角度块包括多个分体式V型角度块,所述安装板上设有用于固定分体式V型角度块的安装孔,所述安装孔为条形孔,所述分体式V型角度块也设有安装孔,通过螺栓穿过分体式V型角度块的安装孔以及安装板的条形孔将分体式V型角度块固定在安装板上。
进一步地,所述托盘主体为矩形框架结构;所述托盘还包括定位调节轴杆,所述分体式V型角度块设有用于供定位调节轴杆穿过的过孔,每列的分体式V型角度块对应一根定位调节轴杆,每列的多个分体式V型角度块分别空套在该定位调节轴杆上;每个分体式 V型角度块的两个角度块之间设有支撑块,所述支撑块空套在定位调节轴杆上,所述支撑块的下端与托盘主体的安装板固定连接。
进一步地,所述入料动力滚筒线位于桁架机械手取料位的上端一侧或两侧固定有定位止挡器,所述定位止挡器包括气缸、止挡板,所述止挡板与气缸的气缸轴固定连接;所述止挡板为L型;所述入料动力滚筒线位位于桁架机械手取料位的上端一侧或两侧固定有定位夹紧机构,所述定位夹紧机构包括气缸、夹紧板,所述夹紧板与气缸的气缸轴固定连接。
进一步地,所述出料链条输送机的链条上固定有多组用于承载工件的V型块,每组V型块包括两个相对的V型块,用于分别支撑工件的两端。
本发明公开了一种筒体自动生产用转运系统,包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手,桁架机械手压沿筒体加工检测生产线布置,所述筒体入料转运系统包括AGV转运系统、入料动力滚筒线以及用于承载待加工工件的托盘,所述入料动力滚筒线设有一段托盘入料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘入料位设有第一顶升移栽机,用于与AGV转运系统的入料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有一段托盘出料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘出料位设置设有第二顶升移栽机,用于与AGV转运系统的出料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有桁架机械手取料位,所述入料动力滚筒线上位于桁架机械手取料位设有用于对托盘进行挡停的定位止挡器,以及用于对托盘进行定位夹紧的定位夹紧机构,以及用于检测托盘到位的传感器;所述筒体出料转运系统包括出料链条输送机、转运机器人,所述出料链条输送机设有桁架机械手放料位;所述桁架机械手包括桁架,所述桁架上设有多套独立的取件抓手,其中,第一套取件抓手用于从入料动力滚筒线的桁架机械手取料位的托盘上取出工件移栽至加工工位进行加工,第二套取件抓手用于将工件从加工工位取出移栽至检测工位进行检测,第三套取件抓手用于将工件从检测工位取出移栽至出料链条输送机上进行出料;所述出料链条输送机用于将加工好的工件移栽出线,由转运机器人进行产品的分拣,实现产品的下线转运。
本发明具有以下有益效果:
本发明由AGV转运小车进行产品的上线,根据产品设计兼容性定位托盘,可适应6种产品的定位;AGV转运小车将满载托盘过渡到入料动力滚筒线上输送至两套桁架取料位定位夹紧,由桁架机械手进行产品的抓取转运,产品经由机床加工后通过特定的桁架机械手转运至 CCD视觉系统进行产品法兰黑斑检测后送入下一序机床加工,加工完毕后由另一套抓手取出并移栽至CCD检测二工位进行产品的混合检测,加工好的成品通过带有V型支撑座的链条输送机输送至机器人取料位由一台6轴机器人完成成品的二次上线转运或不合格品缓存,可以满足筒体加工检测及转运形成自动化工序,大大提高了生产效率,降低了工人的劳动强度。
本发明由AGV转运小车进行产品的上线,根据产品设计兼容性定位托盘,可适应多种产品的定位;AGV转运小车将满载托盘过渡到入料动力滚筒线上输送至两套桁架取料位定位夹紧,由桁架机械手进行产品的抓取转运,可以筒体加工自动生产线的要求。
本发明工件的来料通过AGV转运系统来完成,根据产线生产节拍需求,背负式滚筒AGV将定制托盘上的工件转运至入料滚筒线的上料处,由一套顶升移栽机将托盘接入线体,由于A、B两线共用一条入料线,所以采取A线优先的模式来进行上料及换料,即开始生产前第一托盘优先移栽至A线定位取料处,再由AGV转运另一托盘至B线定位取料处,当A线托盘上的工件取完后空托盘移走至出料口由AGV转运离开,同时B线处正在加工使用的托盘自动前移至A线定位取料处,优先保证A线生产,再由AGV进行B线的补料。
本发明的检测流程为桁架机械手将加工好的筒体抓取并移栽至检测工位,由于工件长短不一且每种工件存在头端尾端直径不一的问题,在工件推入套筒之前由卡爪对工件进行同轴定位,当机械手夹持工件移栽至放料位时,卡爪夹住筒体的法兰部分,机械手夹爪松开,伺服通规、伺服止规、3D相机及气动卡爪均安装于一套XY轴模组上,气动卡爪在Y轴模组驱动下平移到位,通过一套定心卡爪将筒体法兰盘卡紧(不同工件需更换夹爪),使得筒体与套筒同轴,X轴模组启动,卡爪将筒体匀速推入套筒内,此时气动摆臂会先检测法兰盘直径是否加工到位,套筒末端设置有2D相机进行筒体壁厚检测,同时法兰端3D相机移栽到位进行相关检测,完毕后伺服通规和伺服止规分别移栽到位进行螺纹检测,最后一项螺纹检测完成以后伺服通规或伺服止规暂不拧出,通过伺服通规或伺服止规将产品抽出三分之一,然后伺服通规或伺服止规退出,气动卡爪平移将筒体法兰卡住完整抽出,最后由机械手取走,预计整套检测节拍为90s/件。整套混合检测工位由制作方配备一套独立的PLC 控制系统用于编写各机构动作流程,其余检测判定和跟机械手相配合的成套电气以及各设备间的通讯均由主控PLC完成,并在此工位布置有工控机和显示器进行视觉工位的判定,在工件的检测过程中出现的任何不合格项均会反馈给主控PLC,由主控PLC控制机械手相对应动作,工控机将检测后的信息反馈给主控PLC,在此工位无不良品缓存,无论工件合格与否均有桁架机械手取出并移栽至末端移出链条机上,由主控PLC给出末端机器人指令,合格工件进入后续产线,不合格工件则有机器人取出放置于不良品缓存托盘上,由人工取走。本发明提供的筒体加工检测装置能实现对筒体的快速检测,检测效率高,筒体加工检测装置集成了多项检测设备,对筒体的检测更加完善,提高了筒体的合格率,避免了不良品的流出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的筒体加工检测自动生产系统的一个视角的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的筒体加工检测自动生产系统的另一个视角的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的筒体加工检测自动生产系统的俯视图;
图4为本发明实施例提供的筒体入料转运系统的结构示意图;
图5为图4的A部放大图;
图6为图4的B部放大图;
图7为图4的C部放大图;
图8为本发明实施例提供的筒体入料转运系统的侧视图;
图9为本发明实施例提供的筒体入料转运系统的俯视图;
图10为本发明实施例提供的第一筒体检测装置的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的第二筒体检测装置的结构示意图;
图12为图11的O部放大图;
图13为图11的P部放大图;
图14为本发明实施例提供的出料链条输送机的结构示意图。
图15为本发明实施例提供的桁架机械手的伺服旋转型抓手结构示意图;
图16为本发明实施例提供的桁架机械手的常规型抓手结构示意图。
附图中,1为入料动力滚筒线,2为托盘,21为托盘主体,22为分体式V型角度块,23为定位调节轴杆,24为支撑块,3为入料AGV小车,4为出料AGV小车,5为定位止挡器,51为第一气缸,52为止挡板,6为定位夹紧机构,61为第二气缸,62为夹紧板, 7为移栽机,8为工件,9为桁架机械手,91为第一套取件抓手,92为第二套取件抓手,93为第三套取件抓手,94为夹爪气缸,95为夹爪块,96为固定板,97为旋转驱动装置,98为Z 轴,10为出料链条输送机,101为V型块,11为转运机器人,12为第一加工机床,13为第一筒体检测装置,131为缓存滑轮组,132为相机,133为挡停限位板,14为第二加工机床,15为第二筒体检测装置,150为筒体卡爪,151为套筒,152为3D相机,153为2D相机,154为伺服通规,155为伺服止规,156为气动摆臂,157为扭矩传感器,158为X轴模组,159为Y轴模组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1至图16,本发明实施例提供一种筒体加工检测自动生产系统,包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手9以及筒体加工检测生产线,所述筒体入料转运系统包括AGV转运系统、入料动力滚筒线1以及用于承载待加工工件8的托盘2,所述入料动力滚筒线1设有一段托盘2入料位,所述入料动力滚筒线1的下端位于托盘2入料位设有第一顶升移栽机7,用于与AGV 转运系统的入料AGV小车3对接,所述入料动力滚筒线1设有一段托盘2出料位,所述入料动力滚筒线1的下端位于托盘2出料位设置设有第二顶升移栽机7,用于与AGV转运系统的出料AGV小车4对接,所述入料动力滚筒线1设有桁架机械手9取料位,所述入料动力滚筒线1上位于桁架机械手9取料位设有用于对托盘2进行挡停的定位止挡器5,以及用于对托盘2进行定位夹紧的定位夹紧机构6,以及用于检测托盘2到位的传感器;所述筒体出料转运系统包括出料链条输送机10、转运机器人11,所述出料链条输送机10设有桁架机械手9放料位;所述筒体加工检测生产线包括至少一个加工工位和至少一个检测工位;所述桁架机械手9包括桁架,所述桁架上设有多套独立的取件抓手,其中,第一套取件抓手91 用于从入料动力滚筒线1的桁架机械手9取料位的托盘2上取出工件移栽至加工工位进行加工,第二套取件抓手92用于将工件从加工工位取出移栽至检测工位进行检测,第三套取件抓手93用于将工件从检测工位取出移栽至出料链条输送机10上进行出料;所述出料链条输送机10用于将加工好的工件移栽出线,由转运机器人11进行产品的分拣,实现产品的下线转运。
本发明公开了一种筒体自动生产用转运系统,包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手9,桁架机械手9 压沿筒体加工检测生产线布置。
筒体入料转运装置包括入料动力滚筒线1以及用于承载待加工工件的托盘2,所述入料动力滚筒线1设有一段托盘2入料位,所述入料动力滚筒线1的下端位于托盘2入料位设有第一顶升移栽机7,用于与入料AGV小车3对接,所述入料动力滚筒线1设有一段托盘 2出料位,所述入料动力滚筒线1的下端位于托盘2出料位设置设有第二顶升移栽机7,用于与出料AGV小车4对接,所述入料动力滚筒线1设有桁架机械手9取料位,所述入料动力滚筒线1上位于桁架机械手9取料位设有用于对托盘2进行挡停的定位止挡器5,以及用于对托盘2进行定位夹紧的定位夹紧机构6,以及用于检测托盘2到位的传感器。用于检测托盘2到位的传感器可以采用接近开关。当然,用于检测托盘2到位的传感器也可以采用其他具有相似功能的传感器。所述入料动力滚筒线1包括两套独立的动力滚筒线,分别为第一套动力滚筒线和第二套动力滚筒线,第一套动力滚筒线与第二套动力滚筒线头尾对接,形成一条入料动力滚筒线1,第一套动力滚筒线、第二套动力滚筒线分别设有桁架机械手9取料位,分别对应两条桁架机床加工检测线。托盘2入料位设置在第一套动力滚筒线上,托盘2 出料位设置在第二套动力滚筒线上。两套独立的动力滚筒线分别通过不同的电机驱动。托盘 2可以由第一套动力滚筒线传输给第二套动力滚筒线。
本发明的工件的转运移栽、满载托盘2的上线以及空托盘2出线均由一整套 AGV转运系统来完成,其中包含AGV小车、磁棒轨迹线、备用电池和中央调度系统等组成。其中小车为背负式滚筒AGV,AGV转运系统需满足产线的供料取料节拍,同时需开放其电气通讯端口与PLC对接。
进一步地,所述托盘2包括托盘主体21,所述托盘主体21的上端设有安装板,所述安装板上安装有至少两列相互对称的分体式V型角度块22,每列分体式V型角度块22包括多个分体式V型角度块22,所述安装板上设有用于固定分体式V型角度块22的安装孔,所述安装孔为条形孔,所述分体式V型角度块22也设有安装孔,通过螺栓穿过分体式 V型角度块22的安装孔以及安装板的条形孔将分体式V型角度块22固定在安装板上。托盘2采用分体式V型角度块22,可根据不同产品进行相应调整,以达到适应不同种类产品的定位。分体式V型角度块22采用工程塑料制成,防止工件划伤。所述托盘主体21为矩形框架结构。所述托盘2还包括定位调节轴杆23,所述分体式V型角度块22设有用于供定位调节轴杆23穿过的过孔,每列的分体式V型角度块22对应一根定位调节轴杆23,每列的多个分体式V型角度块22分别空套在该定位调节轴杆23上。每个分体式V型角度块22 的两个角度块之间设有支撑块24,所述支撑块24空套在定位调节轴杆23上,所述支撑块 24的下端与托盘主体21的安装板固定连接。定位止挡器5、定位夹紧机构6以及传感器分别与电控箱连接。电控箱内设有PLC控制器。所述入料动力滚筒线1位于桁架机械手9取料位的上端一侧或两侧固定有定位止挡器5,所述定位止挡器5包括第一气缸51、止挡板 52,所述止挡板52与第一气缸51的气缸轴固定连接;所述止挡板52为L型。所述入料动力滚筒线1位位于桁架机械手9取料位的上端一侧固定有定位夹紧机构6,所述定位夹紧机构6包括第二气缸61、夹紧板62,所述夹紧板62与第二气缸61的气缸轴固定连接。所述托盘2一侧通过入料动力滚筒线1侧壁限位,托盘2另一侧通过定位夹紧机构6的定位板定位夹紧。所述位于入料动力滚筒线1的托盘2出料位旁设有用于空托盘2缓存的移栽机7,用于与出料AGV小车4对接。
本发明通过一条双驱动的入料动力滚筒线1来完成托盘2的上下料,托盘2入料形式为一进一出,入料动力滚筒线1一段为托盘2入料位,对接入料AGV小车3,在托盘2入料位设置有第一顶升移栽机7,便于将小车上的满载托盘2移栽至入料动力滚筒线1 内,托盘2的补料采取A线优先的模式,A、B两线设备及功能均相同,其中A线靠近滚筒托盘2出料端,B线则靠近滚筒托盘2入料端。当开始生产时,AGV小车将满载托盘2运载至滚筒线托盘2入料位,通过第一顶升移栽机7和滚筒线将满载托盘2转运至A线桁架机械手9取料位,通过止挡器挡停后定位夹紧,A线开始生产。二次转运的托盘2则补充至 B线处生产,当A线托盘2上的工件取完后空托盘2移出,通过末端第二顶升移栽机7移出入料动力滚筒线1,由负责空托盘2转运的AGV运走,同时B线处的载料托盘2直接补充到A线处生产,新的满载托盘2补充至B线,无论B线托盘2工件消耗几支,只要A线托盘2缺料,B线处的托盘2则会自动补充至A线,优先保证A线生产。入料动力滚筒线1 采用两段动力,滚筒使用φ76mm的双联镀锌滚筒,机身使用型材和折弯钣金焊制,表面做油漆喷塑,托盘2入料处与托盘2出料处均设置有顶升移栽机7与AGV对接,其中托盘2 出料处设有一套独立的移栽机7以用于空托盘2缓存;桁架机械手9取料位设置有气动止挡器和定位夹紧机构6,保证托盘2的定位可靠性。
进一步地,所述出料链条输送机10的链条上固定有多组用于承载工件的V型块101,每组V型块101包括两个相对的V型块101,用于分别支撑工件的两端。加工好的成品由桁架机械手9抓取放入链条输送机上移栽出去,本实施例链条输送机上按要求设置等距的3组V型定位块,便于多种工件的定位移栽,V型块101与工件接触面均附有工程塑料垫块,防止工件划伤,输送机按照设定要求每次行走等距位移,便于二次落料。链条机数量为2套分别对应两套桁架机械手9,每套链条机配备独立小电箱,用于启停和调速,链条机跟桁架和机器人之间的动作配合及启停动作由主控PLC完成。
转运机器人11通过链条输送机移栽出线的产品由一台6轴的川崎品牌机器人完成产品的下线转运,机器人型号为CX210L,机器人抓手采用气动V型定位抓手,可适应项目6种产品的定位抓取(需更换不同夹爪),V型块101与工件接触面均附有工程塑料垫块,防止工件划伤。
整套产线配备两套桁架机械手9组成A/B线混合生产,每套桁架配备3套独立的取料抓手(Z轴有效行程为1.5m),X轴总长共26m,使用多组拼接的形式;单轴行走形式为齿轮齿条、直线导轨;1#抓手为XYZ伺服三轴的气动抓手,便于从托盘2上逐一取件;2、 3#抓手均为XZ两轴伺服,Y轴固定悬出,根据实际加工生产需要分为伺服旋转型抓手及常规型抓手;桁架机械手9驱动电机为3KW台达伺服电机(Z轴电机带抱闸);抓手负载为 50Kg;抓手设计为V型结构,可兼容6种产品的定位抓取(需更换夹爪),并在抓手与工件接触面安装有工程塑料,防止工件表面划伤;重复定位精度±0.5mm;稳定行走速度 100mm/s;每套桁架机械手9配备独立的PLC控制系统。伺服旋转型抓手的两个相对的夹爪块95通过夹爪气缸94控制靠近或远离将工件夹紧或放开。夹爪气缸94固定在固定板96的下端面上,固定板96与旋转驱动装置97连接,通过旋转驱动装置97带动固定板96旋转,旋转驱动装置97固定在Z轴的下端。常规型抓手的两个相对的夹爪块95通过夹爪气缸94 控制靠近或远离将工件夹紧或放开。夹爪气缸94固定在固定板96的下端,固定板96与Z 轴98下端固定连接。两个相对的夹爪块95的相对面设有带有V型槽的缓冲垫。
桁架机械手9动作流程为:1#抓手从托盘2上一次取出工件移栽至第一加工工位的第一加工机床12上进行装件,机床顶部有自动天窗,当机械手移栽至机床顶部装件位时天窗需自动打开,天窗开启的面积需满足机械手带工件垂直下落并将工件送入至工装夹具内,由于存在长度不一的6种工件,采用机械抓手每次抓取工件末端靠近法兰的位置,根据工件长度调整机械手送入距离,工装夹具入料口也需设置可调顶升,保证机械手在送入过程中工件和夹具的同轴性,且工装夹具周边不应存在和机械手相干涉的部件。当机械手将工件送到位以后抓手松开,有工装夹具内部拉爪机构将工件与机床定位装配进行加工,1#机械手退后并上升进行二次取放入第二加工工位的第二加工机床14,机床在机械手退出后需自动关闭天窗,防止加工铁屑溅出。第一加工工位的机床加工完毕后反馈给主控PLC信号,由主控 PLC调用桁架2#抓手进行取件移栽,此时机床应配合自动开启天窗,同时工装夹具需将工件推出至机械手取料位,2#抓手将工件取出移栽至CCD检测工位一进行法兰黑斑的在线抓取检测,检测信息直接反馈给主控PLC,由主控PLC根据产品合格与否的信息给出机械手指令,松开不合格产品使其落入缓存区或将合格品提升移栽至第二加工工位的第二加工机床 14,由于第二加工机床14加工工件另一端,故2#抓手末端安装有伺服旋转台,在检测完法兰黑斑后提升至特定位置后旋转180度后再将产品送入第二加工工位的第二加工机床14。第二加工工位的第二加工机床14加工完成后3#机械手得到指令将第二加工工位的第二加工机床14加工好的工件取出并送入CCD检测工位二进行工件的混合检测,检测后的产品(无论是否合格)均由3#抓手取出并放入至末端移出链条机上,由末端机器人进行产品的分拣。在桁架机械手9系统里面,配备独立的PLC控制系统,并根据产线加工要求编辑好相关动作流程,整套桁架机械手9最终的抓取流程以及和各机床、检测工位、输送线的电气通讯及信号互锁等均有主控PLC来协调完成。
进一步地,所述筒体加工检测生产线沿从筒体入料到筒体出料的方向依次设有第一加工工位、第一检测工位、第二加工工位、第二检测工位,所述第一加工工位设有第一加工机床12,所述第一检测工位设有第一筒体检测装置13,所述第二加工工位设有第二加工机床14,所述第二检测工位设有第二筒体检测装置15。
第一加工机床12、第二加工机床14可以根据实际需要选择。
进一步地,所述第一筒体检测装置13包括缓存滑轮组131、光电检测开关以及用于对工件进行拍照检测的相机132,所述缓存滑轮组131通过调节地脚支撑在机架上端的定位工装台上,使缓存滑轮组131一端高,一端低,所述机架上端的定位工装台上位于缓存滑轮组131低的一端端头设有挡停限位板133,所述相机132通过相机132安装架固定在机架上端的定位工装台上,位于缓存滑轮组131的一侧,且对应缓存滑轮组131高的一端,所述光电检测开关、相机132与控制系统连接,所述光电检测开关用于检测缓存滑轮组131上缓存极限位置的工件,当光电检测开关检测到缓存滑轮组131达到缓存极限,控制系统触发蜂鸣报警提示;所述控制系统用于控制第二套取件抓手92抓取工件移栽到相机132拍摄区域,通过相机132在线判定产品法兰端面黑斑有无,如果控制系统判定不合格,则控制系统控制第二套取件抓手92松开,工件落入到缓存滑轮组131缓存区域,如果控制系统判定合格,则控制系统控制第二套取件抓手92将合格工件直接送入下一工序。缓存滑轮组131为长条形,缓存滑轮组131包括若干滑轮,滑轮可转动地安装在安装座上。可以将缓存滑轮组131 换成长条形滑板。本发明设置多条缓存滑轮组131,缓存滑轮组131的条数以及缓存滑轮组 131之间的安装间距根据工件长度调整。
第一筒体检测装置13主要检测产品法兰端面黑斑(黑斑即端面加工时未加工到的区域)有无;黑斑面积超过1cm2即判定为不合格。本实施例采用200万像素相机132,相机132视野(FOV)315mm*210mm,配备定制光源,相机132检测精度满足黑斑最小面积需求;可提供4-5个不合格品的缓存,当达到缓存极限设备会蜂鸣报警提示工人查看取料并复位;拍照检测节拍为10s/件。由于黑斑检测较明显,故采取机械手抓取在线检测的模式,即机械手抓取工件移栽到相机132拍摄区域在线拍摄判定NG,不合格抓手松开,工件落入到缓存区域,合格工件则由机械手直接送入下一工序,该工位配备CCD视觉系统及检测判定,跟后序检测共用一套工控机及软件,电气通讯控制及桁架机械手9关联动作由主控PLC 完成。
进一步地,所述第二筒体检测装置15包括机架,机架旁设有供工作人员操作的机柜,所述机架上设有套筒151、X轴导轨和可沿X轴导轨向套筒151的一端靠近或远离的组合检测机构,所述套筒151设有用于与工件配合的通孔,所述套筒151安装在支撑座上,所述组合检测机构包括检测组件、可沿y轴方向往复移动的底座、抓取筒体并将筒体放入套筒 151内的卡爪,检测组件和卡爪均安设于底座上,底座滑动设置于X轴导轨上。本发明通过XY轴模组159驱使组合检测机构沿x轴或y轴方向移动,XY轴模组159包括X轴模组158和Y轴模组159,X轴模组158包括X轴导轨和X轴滑块,X轴滑块滑动设置于X 轴导轨上,Y轴模组159包括Y轴导轨和Y轴滑块,Y轴滑块滑动设置于Y轴导轨上,Y 轴导轨支撑于X轴滑块上,组合检测机构支撑于Y轴滑块上,X轴模组158和Y轴模组 159均由齿轮齿条驱动。所述检测组件包括用于检测工件法兰台阶孔深度、内孔直径及法兰外径的3D相机152,检测组件还包括检测法兰底孔螺纹通止的伺服通规154和检测法兰底孔螺纹通止的伺服止规155,所述伺服通规154和伺服止规155位于3D相机152同一侧。所述卡爪包括气动驱动组件。所述伺服通规154包括螺纹通规和第一伺服电机,所述螺纹通规安设于第一伺服电机上,所述伺服止规155包括螺纹止规和第二伺服电机,所述螺纹止规安设于第二伺服电机上。所述机架上还安装有用于拍摄套筒151内工件的2D相机153,所述2D相机153位于套筒151的一轴端,其镜头对应套筒151的通孔。2D相机153与套筒 151之间设有环形光源。所述机架上还设有用于测量法兰直径是否加工到位的气动摆臂 156,若工件即筒体未完全放入套筒151,气动摆臂156在转动去测量法兰直径时会碰撞到筒体而发出报警。
第二筒体检测装置15用于产品的混合检测,主要包含:其中法兰底孔螺纹通止检测通过两套伺服止通规完成,将螺纹止通规安装在伺服电机上,通过伺服电机与螺纹止通规之间的扭矩传感器157进行拧入检测,扭矩范围3N-50N可调;法兰台阶孔深度、内孔直径及法兰外径检测通过一套3D相机152来完成,相机132视野(FOV)100mm*100mm,检测精度0.1mm/pix;药筒壁厚检测通过一套500万像素的CCD视觉系统(2D)完成,相机132 视野(FOV)315mm*210mm,检测精度0.1mm/pix;将产品推入套筒151是通过一套伺服模组来完成的,通过检测伺模组滑块上的压力传感器数值变化判定产品是否合格,在滑块底部安装有压力传感器(20N-100N)。
检测流程为:
桁架机械手9将加工好的产品抓取并移栽至检测工位,由于工件长短不一且每种工件存在头端尾端直径不一的问题,在工件推入套筒151之前需预先进行同轴定位,根据工件长度在检测工位下方设置两套气动顶升V型机构,不同产品需手动调整顶升高度及位置,当机械手夹持工件移栽至放料位时,气动顶升V型机构顶升到位,机械手夹爪松开,将工件平稳放入V型块101内,螺纹止通规、3D相机152、气动卡爪及推杆机构均安装于一套XY轴模组159上,当工件在V型块101上处于同轴位置时,气动卡爪在Y轴模组159驱动下移栽到位,通过一套定心卡爪将工件法兰盘卡紧(不同工件需更换夹爪),此时法兰端V型定位机构退回,X轴模组158启动,将工件匀速推入套筒151的内腔内,当推入至三分之二位置时卡爪松开,将推杆机构平移到位继续将工件完整推入到套筒151内,此时气动摆臂156会先检测长度方向是否加工到位,套筒151末端设置有2D相机153进行壁厚检测,同时法兰端3D相机152移栽到位进行相关检测,完毕后伺服止通规分别移栽到位进行螺纹检测,最后一项螺纹检测完成以后止通规暂不拧出,通过螺纹规将产品抽出三分之一,然后螺纹规退出,气动卡爪平移将工件法兰卡住完整抽出后气动V型顶升机构将工件托住,最后由机械手取走,预计整套检测节拍为90s/件。整套混合检测工位配备一套独立的PLC控制系统用于编写各机构动作流程,其余检测判定和跟机械手相配合的成套电气以及各设备间的通讯均有主控PLC完成;并在此工位布置有工控机和显示器进行视觉工位的判定,在工件的检测过程中出现的任何不合格项均会反馈给主控PLC,由主控PLC控制机械手相对应动作,工控机将检测后的信息反馈给主控PLC,在此工位无不良品缓存,无论工件合格与否均有桁架机械手9取出并移栽至末端移出链条机上,由主控PLC给出末端机器人指令,合格工件进入后续产线,不合格工件则有机器人取出放置于不良品缓存托盘2上,由人工取走。
本发明由AGV转运小车进行产品的上线,根据产品设计兼容性定位托盘2,可适应6种产品的定位;AGV转运小车将满载托盘2过渡到入料动力滚筒线1上输送至两套桁架取料位定位夹紧,由桁架机械手9进行产品的抓取转运,产品经由机床加工后通过特定的桁架机械手9转运至CCD视觉系统进行产品法兰黑斑检测后送入下一序机床加工,加工完毕后由另一套抓手取出并移栽至CCD检测二工位进行产品的混合检测,加工好的成品通过带有V型支撑座的链条输送机输送至机器人取料位由一台6轴机器人完成成品的二次上线转运或不合格品缓存。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手和筒体加工检测生产线,所述筒体入料转运系统包括AGV转运系统、入料动力滚筒线以及用于承载待加工工件的托盘,所述入料动力滚筒线设有一段托盘入料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘入料位设有第一顶升移栽机,用于与AGV转运系统的入料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有一段托盘出料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘出料位设置设有第二顶升移栽机,用于与AGV转运系统的出料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有桁架机械手取料位,所述入料动力滚筒线上位于桁架机械手取料位设有用于对托盘进行挡停的定位止挡器,以及用于对托盘进行定位夹紧的定位夹紧机构,以及用于检测托盘到位的传感器;所述筒体出料转运系统包括出料链条输送机、转运机器人,所述出料链条输送机设有桁架机械手放料位;所述筒体加工检测生产线包括至少一个加工工位和至少一个检测工位;所述桁架机械手包括桁架,所述桁架上设有多套独立的取件抓手,其中,第一套取件抓手用于从入料动力滚筒线的桁架机械手取料位的托盘上取出工件移栽至加工工位进行加工,第二套取件抓手用于将工件从加工工位取出移栽至检测工位进行检测,第三套取件抓手用于将工件从检测工位取出移栽至出料链条输送机上进行出料;所述出料链条输送机用于将加工好的工件移栽出线,由转运机器人进行产品的分拣,实现产品的下线转运。
2.根据权利要求1所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述入料动力滚筒线包括两套独立的动力滚筒线,分别为第一套动力滚筒线和第二套动力滚筒线,第一套动力滚筒线与第二套动力滚筒线头尾对接,形成一条入料动力滚筒线,第一套动力滚筒线、第二套动力滚筒线分别设有桁架机械手取料位,用于分别与两套筒体加工检测生产线对应,托盘入料位设置在第一套动力滚筒线上,托盘出料位设置在第二套动力滚筒线上,每套筒体加工检测生产线对应一个出料链条输送机以及一套桁架机械手。
3.根据权利要求1或2所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述位于入料动力滚筒线的托盘出料位旁设有用于空托盘缓存的移栽机,用于与出料AGV小车对接。
4.根据权利要求1所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述筒体加工检测生产线沿从筒体入料到筒体出料的方向依次设有第一加工工位、第一检测工位、第二加工工位、第二检测工位,所述第一加工工位设有至少一个第一加工机床,所述第一检测工位设有第一筒体检测装置,所述第二加工工位设有第二加工机床,所述第二检测工位设有第二筒体检测装置。
5.根据权利要求4所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述第一筒体检测装置包括缓存滑轮组、光电检测开关以及用于对工件进行拍照检测的相机,所述缓存滑轮组通过调节地脚支撑在机架上端的定位工装台上,使缓存滑轮组一端高,一端低,所述机架上端的定位工装台上位于缓存滑轮组低的一端端头设有挡停限位板,所述相机通过相机安装架固定在机架上端的定位工装台上,位于缓存滑轮组的一侧,且对应缓存滑轮组高的一端,所述光电检测开关、相机与控制系统连接,所述光电检测开关用于检测缓存滑轮组上缓存极限位置的工件,当光电检测开关检测到缓存滑轮组达到缓存极限,控制系统触发蜂鸣报警提示;所述控制系统用于控制第二套取件抓手抓取工件移栽到相机拍摄区域,通过相机在线判定产品法兰端面黑斑有无,如果控制系统判定不合格,则控制系统控制第二套取件抓手松开,工件落入到缓存滑轮组缓存区域,如果控制系统判定合格,则控制系统控制第二套取件抓手将合格工件直接送入下一工序。
6.根据权利要求4所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述第二筒体检测装置包括机架,所述机架上设有检测时用于定位筒体的套筒、X轴导轨和可沿X轴导轨向套筒的一端靠近或远离的组合检测机构,所述组合检测机构包括检测组件、可沿y轴方向往复移动的底座、抓取筒体并将筒体放入套筒内的卡爪,检测组件和卡爪均安设于底座上,底座滑动设置于X轴导轨上;所述检测组件包括用于检测筒体法兰台阶孔深度、内孔直径及法兰外径的3D相机,所述检测组件还包括检测法兰底孔螺纹通止的伺服通规和检测法兰底孔螺纹通止的伺服止规,所述伺服通规和伺服止规位于3D相机同一侧;所述伺服通规包括螺纹通规和第一伺服电机,所述螺纹通规安设于第一伺服电机上,所述伺服止规包括螺纹止规和第二伺服电机,所述螺纹止规安设于第二伺服电机上;所述机架上还设有用于测量法兰直径的气动摆臂;所述机架上还设有拍摄位于套筒内的筒体的2D相机,所述2D相机位于套筒的一端;所述套筒通过支撑座安装在机架上,所述套筒设有用于与筒体配合的通孔。
7.根据权利要求1所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述托盘包括托盘主体,所述托盘主体的上端设有安装板,所述安装板上安装有至少两列相互对称的分体式V型角度块,每列分体式V型角度块包括多个分体式V型角度块,所述安装板上设有用于固定分体式V型角度块的安装孔,所述安装孔为条形孔,所述分体式V型角度块也设有安装孔,通过螺栓穿过分体式V型角度块的安装孔以及安装板的条形孔将分体式V型角度块固定在安装板上;所述托盘主体为矩形框架结构;所述托盘还包括定位调节轴杆,所述分体式V型角度块设有用于供定位调节轴杆穿过的过孔,每列的分体式V型角度块对应一根定位调节轴杆,每列的多个分体式V型角度块分别空套在该定位调节轴杆上;每个分体式V型角度块的两个角度块之间设有支撑块,所述支撑块空套在定位调节轴杆上,所述支撑块的下端与托盘主体的安装板固定连接。
8.根据权利要求1所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述入料动力滚筒线位于桁架机械手取料位的上端一侧或两侧固定有定位止挡器,所述定位止挡器包括气缸、止挡板,所述止挡板与气缸的气缸轴固定连接;所述止挡板为L型;所述入料动力滚筒线位位于桁架机械手取料位的上端一侧或两侧固定有定位夹紧机构,所述定位夹紧机构包括气缸、夹紧板,所述夹紧板与气缸的气缸轴固定连接。
9.根据权利要求1所述的筒体加工检测自动生产系统,其特征在于:所述出料链条输送机的链条上固定有多组用于承载工件的V型块,每组V型块包括两个相对的V型块,用于分别支撑工件的两端。
10.一种筒体自动生产用转运系统,其特征在于:包括筒体入料转运系统、筒体出料转运系统以及位于筒体入料转运系统与筒体出料转运系统之间的桁架机械手,桁架机械手压沿筒体加工检测生产线布置,所述筒体入料转运系统包括AGV转运系统、入料动力滚筒线以及用于承载待加工工件的托盘,所述入料动力滚筒线设有一段托盘入料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘入料位设有第一顶升移栽机,用于与AGV转运系统的入料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有一段托盘出料位,所述入料动力滚筒线的下端位于托盘出料位设置设有第二顶升移栽机,用于与AGV转运系统的出料AGV小车对接,所述入料动力滚筒线设有桁架机械手取料位,所述入料动力滚筒线上位于桁架机械手取料位设有用于对托盘进行挡停的定位止挡器,以及用于对托盘进行定位夹紧的定位夹紧机构,以及用于检测托盘到位的传感器;所述筒体出料转运系统包括出料链条输送机、转运机器人,所述出料链条输送机设有桁架机械手放料位;所述桁架机械手包括桁架,所述桁架上设有多套独立的取件抓手,其中,第一套取件抓手用于从入料动力滚筒线的桁架机械手取料位的托盘上取出工件移栽至加工工位进行加工,第二套取件抓手用于将工件从加工工位取出移栽至检测工位进行检测,第三套取件抓手用于将工件从检测工位取出移栽至出料链条输送机上进行出料;所述出料链条输送机用于将加工好的工件移栽出线,由转运机器人进行产品的分拣,实现产品的下线转运。
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