CN110773779A - 一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线 - Google Patents

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Abstract

一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，自自动上料装置起呈直线依此排布有一至四工位四台专用加工机床，以及五工位一台通用加工机床；一至四工位后侧平行排布有桁架运输装置，其上有四个机械臂对应每个工位的物料搬运；四、五工位间设置有一台四轴机械手，实现两工位间物料搬运以及成品的下料；二工位机械臂以及四轴机械手上布置有工业摄像头，用于识别残次品；一、二工位以及四、五工位间设置有废料框用于存放残次品；五工位前侧设置有下料框，用于存放成品；整条生产线下方设置有废屑输送机构用于废屑的收集搬运。本发明通过通用与专用设备结合，柔性夹具与滑轨气缸的使用，实现生产线柔性，平衡各工位加工时间，提高生产效率。

Description

一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线
技术领域
本发明涉及一种高效自动化生产流水线，尤其涉及一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，属机械加工设备技术领域，特别适用于需要控制制造成本的板框类零件的流水线生产模式。
背景技术
柔性加工生产线是传统制造业向自动化生产转型的必然方式，是制造企业提高生产效率，降低人工成本的必然选择。对于产量大结构简单的板框类零件加工，柔性生产线的优势更能得到良好的应用。但是企业在追求自动化柔性化生产的同时，由于各方面因素的限制，往往不能达到预期的效果，其问题在于：柔性生产线的制造成本过高，远远超过预期回报；生产线不能真正实现柔性化，不能适应产品和市场的变化；生产线加工效率低下，无法达到产量要求。
当前，大部分企业在加工板框类零件时，仍倾向于选用结构简单的传统机床，零件的装夹和搬用则依赖于工人或流水线。此种生产方式设备成本低，维护方便，但自动化水平低，对于工人的依赖较大，人工成本较高。且机床数量较多，不利于统一管理，生产效率也受限于工人的因素。部分企业迫切寻求减少人工成本、提升自动化水平的生产方式，盲目选用市面上常见的机械手结合通用加工设备的柔性生产线布局，将板框类零件的加工工艺与生产线生硬的结合在一起，结果造成了诸多问题。板框类零件属于小成本、低加工要求、大批量生产；采用多台通用加工设备的柔性化生产线，其成本已超出板框类零件的价值收益，而且通用加工设备也无法到达专用机床的加工效率，从而无法满足产品的产量需求。此外，板类零件在铣削上下表面的时候，由于装夹变形、震动等因素很容易出现未被铣削到的残次品，目前主要靠人工对其进行分拣，极大的浪费了资源，耗时耗力。
综上所述，在控制制造成本的基础上，设计一条适用于板框类零件生产加工的柔性化生产线，用以提高生产效率及自动化水平，减少人工成本，同时实现残次品的智能分拣，已成为板框类零件制造行业一个亟待解决的技术难题，对于板框类零件生产企业具有重大的实际意义。
发明内容
本发明的目的是为了设计一条能够生产如图1所示四种板框类零件的柔性化生产线，提高生产效率及加工过程中的自动化水平，减少人工成本。通过机床类型选择及夹具的设计，在保证加工效率的前提下，降低制造成本。同时实现板类零件残次品的智能分拣。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其包括一工位大面专用铣床、二工位侧面专用铣床、三工位侧面倒角铣床、四工位大面专用铣床、五工位数控通用加工中心、自动上料装置、桁架运输装置、四轴两爪机械手、废料框、下料框、废屑输送机构及控制器，其特征在于，
所述生产线呈口字形排布，所述自动上料装置包含个上料主体，纵向排布安置于生产线起始端，所述废屑输送机构的出屑口安置于生产线末端，两端之间的前侧呈一字型横向依次安置有所述一工位大面专用铣床、二工位侧面专用铣床、三工位侧面倒角铣床、四工位大面专用铣床以及五工位数控通用加工中心；后侧相对于前侧平行排布有所述桁架运输装置，所述桁架运输装置上依次相对应设置有一工位机械臂、二工位机械臂、三工位机械臂、四工位机械臂；所述四工位大面专用铣床与五工位数控通用加工中心间设置有所述四轴两爪机械手；一工位和二工位之间以及四工位和五工位之间分别设置有用于存放残次品的所述废料框；所述五工位数控通用加工中心前侧设置有用于存放成品的所述下料框；所述生产线一至五工位机床前后两侧地面上平行设置有两道沟槽，所述沟槽中平行设置有两条用于运输废屑的所述废屑输送机构，所述废屑输送机构在生产线末端呈斜坡状伸出地面，将废屑送至地面上方，最终倒入废屑框内；
所述自动上料装置包括料盘切换装置、圆盘型储料装置、抬升装置，其中，所述料盘切换装置为一长条形结构，其上方并排设置有两个所述圆盘型储料装置，每个所述圆盘型储料装置上环形布置有十个料框，每个料框内设有一个所述抬升装置；所述料盘切换装置通过丝杠传动将上完料的圆盘型储料装置运输至一侧，同时将填好料的另一个圆盘型储料装置运输至所述一工位机械臂下方，所述抬升装置将料框内的工件依次抬升至指定高度，并由所述一工位机械臂取走，待该料框内工件全部取完后所述料盘切换装置旋转一定角度切换下一料框；待当前的圆盘型储料装置上十个料框全部清空后，所述料盘切换装置将清空后的圆盘型储料装置移动至一侧，由工人填充工件，同时将另一个装满工件的圆盘型储料装置移至所述一工位机械臂下方继续进行上料，如此循环，实现自动连续上料；
所述一工位大面专用铣床包括床身I、机床防护罩I、可换位柔性夹具、立式铣床，其中，所述床身I上方设置有所述机床防护罩I和所述可换位柔性夹具，所述床身I两侧各布置有一台相同的所述立式铣床，两台所述立式铣床错开一个工件的距离安置，用于上表面铣削时的接刀；所述床身I内部设置有丝杠传动机构，用于驱动所述可换位柔性夹具工进和快退；当工件较小时，所述可换位柔性夹具通过其下方气缸滑轨将工件移至床身I一侧，由单台所述立式铣床完成工件上表面的铣削加工；当工件较大时，所述可换位柔性夹具将工件移至床身I中间，由两台所述立式铣床先后接刀，完成工件上表面的铣削加工；所述机床防护罩I呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧排屑槽内；
所述二工位侧面专用铣床包括床身II、机床防护罩II、柔性夹具、卧式铣床，其中，所述床身II上方设置有所述机床防护罩II和所述柔性夹具，所述床身II两侧对称布置有两台相同的所述卧式铣床，用于同时铣削工件两侧面；所述床身II内部设置有丝杠传动机构，用于驱动所述柔性夹具工进和快退；所述卧式铣床通过其内部液压滑轨调整两铣刀间距离，实现不同宽度零件的加工，所述机床防护罩II呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧排屑槽内；
所述三工位侧面倒角铣床包括床身II、机床防护罩II、柔性夹具、卧式铣床，其中，所述床身II两侧对称布置有四台所述卧式铣床，其中前侧两台所述卧式铣床安装面铣刀，用于同时铣削工件两侧面，后侧两台所述卧式铣床安装倒角铣刀，用于同时铣削工件两侧倒角，其余结构功能与所述二工位侧面专用铣床相同；
所述四工位大面专用铣床与所述一工位大面专用铣床具有相同的结构和功能，用于工件最后一个大面的加工；
所述桁架运输装置包括一工位机械臂、二工位机械臂、三工位机械臂、四工位机械臂、桁架、可旋转夹持装置、可翻转夹持装置和立柱，其中，所述桁架固定于四根所述立柱上，所述桁架前侧呈一字型依次安置所述一工位机械臂、二工位机械臂、三工位机械臂、四工位机械臂；所述各机械臂通过电机驱动可在所述桁架上沿水平和竖直方向移动，实现一至四四个工位间工件的搬运；其中所述一、三、四工位机械臂下方固定有所述可旋转夹持装置，用于在搬运途中对工件进行度旋转，实现工件换边；所述二工位机械臂下方固定有所述可翻转夹持装置，用于在搬运途中对工件进行度翻转，实现工件换面；
所述四轴两爪机器人包括夹持装置、工业摄像头II、连接板、四轴机器人，其中，四轴机器人螺杆下端固定有所述连接板，所述连接板下端固定有两个所述夹持装置，用于对工件的抓取、搬运和下料；所述夹持装置前侧固定有所述工业摄像头II，用于采集四工位工件表面质量图像，识别残次品；
所述废屑输送机构包括右端链轮、电机、支架、滚轮、链条、左端链轮、刮板式输送带，其中，所述支架呈长条形布置于地下，右侧一段呈斜坡状伸出地面，右上端设置有所述右端链轮，左端设置有所述左端链轮，支架前后两侧、左右两端链轮之间环绕有两条所述链条，两条所述链条外侧呈环形包裹有一条所述刮板式输送带，支架斜坡转折处设置有所述滚轮，用于限制所述链条随支架右侧一同斜升；固定于右端链轮外侧的所述电机通过链轮与链条的啮合传动，带动所述刮板式输送带在左右两端之间循环转动，运输废屑；所述刮板式输送带上方每间隔一段距离设置有一个刮板，保证爬坡时废屑不会下滑。
进一步，作为优选，所述料盘切换装置包括步进电机I、电机传动座、滑动底座、滚珠丝杠、滑块I、轴承座、丝杠螺母、直线导轨、外底座，其中，所述外底座左端固定有所述电机传动座和所述步进电机I，右端固定有所述轴承座，中间连接有所述滚珠丝杠，两侧平行布置有两根所述直线导轨，其上方布置有两个相同的所述滑动底座用于承载所述圆盘型储料装置；所述滑动底座下方固定有四个所述滑块I和一个所述丝杠螺母，所述滑块I可在所述直线导轨上滑动，所述丝杠螺母与所述滚珠丝杠有螺纹配合，可在电机驱动下在所述滚珠丝杠上来回移动，进而带动所述滑动底座在所述外底座上来回移动，两个所述滑动底座安装在同一丝杠上由同一电机驱动，实现空料盘和上料盘的同步切换。
进一步，作为优选，所述圆盘型储料装置包括所述抬升装置、井式料框、旋转圆盘、法兰盘、电机固定底板、步进电机II、底座支架，底座连接板，其中，所述旋转圆盘上开有多个孔槽，所述井式料框由四根L型钢架组成，并通过孔槽固定于所述旋转圆盘上，其中外部两根钢架可固定于不同孔槽内以调整所述井式料框的大小，从而实现不同尺寸工件的存放；所述步进电机II通过所述法兰盘与所述旋转圆盘相连，驱动所述旋转圆盘间隔一定时间绕中心轴转动一定角度，实现固定于旋转圆盘上方的所述井式料框的切换；所述电机固定底板将步进电机II固定在底座支架上，底座支架通过底座连接板固定在料盘切换装置上。
进一步，作为优选，所述抬升装置包括外部框架、导杆、滚珠丝杠、滑块III、底板、连接板、步进电机III，其中，所述步进电机III通过所述连接板固定于所述旋转圆盘下侧，所述外部框架固定于所述旋转圆盘上侧，所述外部框架内设置有两根导杆，所述滑块III可在导杆上滑动，所述步进电机III通过所述滚珠丝杠与所述滑块III的螺纹配合，驱动所述滑块III前端的底板上下移动，实现工件的抬升下降。
进一步，作为优选，所述可换位柔性夹具包括气缸、压板、定位平面、挡块、夹具底座、气动滑轨、滑轨底座，其中，所述滑轨底座上方固定有四个所述气动滑轨，所述气动滑轨上方固定有所述夹具底座，所述底座中间固定有所述定位平面，用于放置工件，右侧固定有所述挡块，左侧固定有两个所述气缸，所述气缸前端固定有所述压板，用于夹紧工件；所述气动滑轨可来回滑动，进而带动上方所述夹具底座在所述滑轨底座上来回移动，实现夹具加工位置的更换。
进一步，作为优选，所述立式铣床包括基座、滑台、电机、皮带、立式主轴、丝杠，其中，所述基座内部设置有由液压驱动的所述丝杠，前侧设置有所述滑台，所述滑台前侧设置有所述立式主轴，后侧设置有所述电机；所述电机通过所述皮带驱动所述立式主轴做回转运动，进而带动下方刀具做切削运动；所述滑台通过与所述丝杠的螺纹配合，可在所述基座前侧滑轨上上下滑动，从而改变所述立式主轴的加工高度，实现不同厚度零件的加工。
进一步，作为优选，所述一工位机械臂包括立柱、桁架、桁架齿条、限位螺钉、蜗轮蜗杆传动装置、Z轴伺服电机、机械臂齿条、十字滑座、机械臂、可旋转夹持装置，其中，所述立柱上水平固定有所述桁架，所述桁架上侧固定有所述桁架齿条，前侧安装有所述十字滑座，所述十字滑座后侧安装有X轴伺服电机，前侧沿Z轴设置有所述机械臂，左侧安装有所述蜗轮蜗杆传动装置，所述蜗轮蜗杆传动装置上方输入端与所述Z轴伺服电机输出端相连；X轴伺服电机的输出端通过齿轮与桁架齿条啮合传动，驱动所述十字滑座沿X轴来回移动，用于工位间物料的搬运；所述Z轴伺服电机通过所述蜗轮蜗杆传动装置输出端齿轮与所述机械臂齿条啮合传动，驱动所述机械臂沿Z轴上下移动，用于工位上物料的取放；所述桁架两端设置有所述限位螺钉，用于限制所述十字滑座来回移动的距离和缓冲停止十字滑座的运动；所述机械臂下端固定有所述可旋转夹持装置，用于夹取工件。
进一步，作为优选，所述二工位机械臂下端固定有所述可翻转夹持装置，其余结构功能与所述一工位机械臂相同；所述三工位机械臂、四工位机械臂与所述一工位机械臂具有相同的结构和功能。
进一步，作为优选，所述可旋转夹持装置包括上端连接板、旋转气缸、中间连接板、平行气爪、夹板，其中，所述旋转气缸缸体通过所述上端连接板与机械臂连接，所述旋转气缸缸轴通过所述中间连接板与所述平行气爪连接，所述平行气爪两侧爪片下方各固定有一个所述夹板，用于夹持和按压工件；所述旋转气缸缸轴旋转，带动下方所述平行气爪旋转，进而实现被夹持工件的旋转换边。
进一步，作为优选，所述可翻转夹持装置包括上端连接板、旋转气缸、中间连接板、平行气爪、气缸固定板、翻转气缸、夹板、工业摄像头I，其中，所述平行气爪两侧爪片下方各固定有一个所述气缸固定板，所述气缸固定板外侧各固定有一个所述翻转气缸，所述翻转气缸缸轴穿过所述气缸固定板与所述夹板相连；两侧所述翻转气缸缸轴由同一气动源驱动旋转，带动两侧所述夹板同时旋转，进而实现被夹持工件的翻转换面；所述工业摄像头I通过两侧螺钉固定于所述平行气爪前侧，用于采集二工位工件表面质量图像，识别残次品；所述可翻转夹持装置的其余结构功能与所述可旋转夹持装置相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)多台专用设备与单台通用设备结合，保证生产效率，实现生产线柔性，降低制造成本；充分考虑专用设备生产效率高、柔性较差的特点，将四种板材相同且余量大的工艺放在专用加工设备上完成；考虑通用设备柔性好、生产效率相对较低的特点，将剩余不同且余量小的工艺放在通用加工设备完成，实现产能匹配，保证生产效率，实现四种不同板材加工流程的统一，进而初步实现生产线对四种板材的柔性化生产，且在保证生产线柔性的基础上尽可能使用专用加工设备，减少通用设备的数量，有效降低了制造成本；
(2)通过加工流程的合理安排，生产线各装置的合理组合，实现板类零件的自动化生产；每个工位均采用气爪夹板按压后夹紧，保证装夹稳定，一工位铣完工件上表面后，通过翻转装置对工件进行翻面，以已加工面为基准面完成剩余四道工序的加工，体现粗基准不重复，精基准统一的工艺原则，保证工件加工质量；
(3)合理分配工位，将余量较大的工艺分为铣上表面、下表面、左右两侧面、前后两侧面四道工序分配给四台专用设备完成，充分利用专用设备加工效率高的特点；将余量较小的铣槽、钻孔等剩余工艺分配给一台通用设备完成，有效避免了通用设备加工效率低的影响；通过上述五个工位的合理划分，实现了各工位加工时间的平衡匹配，消除瓶颈工序， 提高生产效率；
(4)气爪前侧安装工业摄像头，可在机械臂下降抓取工件之前快速识别表面质量，通过系统控制机械臂将不合格工件丢入两工位之间的废料框中，实现生产线对加工过程中残次品的智能分拣，工业摄像头体积小，识别过程迅速，不会影响气爪的夹取动作及夹取时间；
(5)专用加工设备动力头滑台内部设置有液压驱动机构，可自动调节动力头加工位置，实现不同尺寸零件柔性加工，液压机构执行动作平稳，定位精度高，布置方便灵活，极大提升了专用加工设备的自动化柔性化水平，同时控制了制造成本；
(6)机械臂在设计时选用二轴桁架机械臂，动作简单连贯，移动速度快，定位精度高，且机械臂轴数少，充分利用其自由度，控制制造成本；机械臂下方布置有气动手抓，可在搬运工件的同时，对工件进行旋转和翻转，并在放置工件时自动对中定位，动作连贯，稳定可靠，极大的减少了辅助时间，提高生产效率；
(7)夹具采用单边气缸，另一边用挡块阻挡工件，减少气缸数量，降低制造成本；一、四工位专用加工设备上的夹具与工作台之间设置有气动滑轨，可使夹具在工作台上垂直导轨的两个位置间来回滑动，从而实现在不更换夹具的情况下，自动切换不同尺寸零件的加工位置，动作迅速，定位精度高，极大提升了专用加工设备的自动化柔性化水平；同时在一定程度上代替了桁架机械臂Y轴方向运动，减少了机械臂轴数，降低了制造成本；
(8)上料机构采用一个料盘自动上料，另一个料盘人工填料，双料盘来回切换的布局方式，相对于单料盘上料，极大的增加了上料的间隔时间，大幅降低工人劳动强度，节省工时，提升了安全性；两个料盘下方设置有丝杠传动机构，可在机械臂上料回程间隙自动完成空料盘和装好工件料盘的同步切换，并通过丝杠自锁完成料盘定位，整个动作快速平稳、不影响上料时间，且定位精度高；
(9)专用加工设备与通用加工设备之间设置有四轴两爪机器人，其上配置有两个气动手爪，可在通用加工设备上取走工件的同时立刻放置下一个工件，动作快速连贯，极大的降低了辅助时间，提高了生产效率；机器人选用四轴，充分利用其自由度，控制制造成本；
(10)废屑输送机构在设计时选用两个链板式排屑机，分别布置于床身和基座之间，并埋于地下，能够很好的对切屑进行收集，合理利用空间，与机床无干涉。
附图说明
图1是待加工的四种板类零件示意图，
图2是本发明多种板框类零件自动化高速化生产线横向布局图，
图3是本发明多种板框类零件自动化高速化生产线结构示意图，
图4是图3中自动上料装置6的结构示意图，
图5是图4中料盘切换装置6-1的结构示意图，
图6是图4中圆盘型储料装置6-2的结构示意图，
图7是图4中抬升装置6-3的结构示意图，
图8是图1中一工位大面专用铣床的结构示意图，
图9是图8中可换位柔性夹具1-3的结构示意图，
图10是图8中立式铣床1-4的结构示意图，
图11是图1中二工位侧面专用铣床2的结构示意图，
图12是图1中三工位侧面倒角铣床3的结构示意图，
图13是图1运料桁架机械臂装置7的总体布局图，
图14是图13中一工位机械臂7-1的结构示意图，
图15是图13中可旋转夹持装置7-6的结构示意图，
图16是图13中可翻转夹持装置7-7的结构示意图，
图17是图1中四轴两爪机器人8的结构示意图，
图18是图1中废屑输送机构11的结构示意图，
图中：1.一工位大面专用铣床；1-1.床身I；1-2.机床防护罩I；1-3.可换位柔性夹具；1-4.立式铣床；
1-3.可换位柔性夹具；1-3-1.气缸；1-3-2.压板；1-3-3.定位平面；1-3-4.挡块；1-3-5.夹具底座；1-3-6.气动滑轨；1-3-7.滑轨底座；
1-4.立式铣床；1-4-1.基座；1-4-2.滑台；1-4-3.电机；1-4-4.皮带；1-4-5.立式主轴；1-4-6.丝杠；
2.二工位侧面专用铣床；2-1.床身II；2-2.机床防护罩II；2-3.柔性夹具；2-4.卧式铣床；
3.三工位侧面倒角铣床；3-1.床身II；3-2.机床防护罩II；3-3.柔性夹具；3-4.卧式铣床；
4.四工位大面铣床；
5.五工位数控通用加工中心；
6.自动上料装置；6-1.料盘切换装置；6-2.圆盘型储料装置；6-3.抬升装置；
6-1.料盘切换装置；6-1-1.步进电机I；6-1-2.电机传动座；6-1-3.滑动底座；6-1-4.滚珠丝杠；6-1-5.滑块I；6-1-6.轴承座；6-1-7.丝杠螺母；6-1-8.直线导轨；6-1-9.外底座；
6-2.圆盘型储料装置；6-3.抬升装置；6-2-1.井式料框；6-2-2.旋转圆盘；6-2-3.法兰盘；6-2-4.电机固定底板；6-2-5.步进电机II；6-2-6.底座支架；6-2-7.底座连接板；
6-3.抬升装置；6-3-1.外部框架；6-3-2.导杆；6-3-3.滚珠丝杠；6-3-4.滑块II；6-3-5.底板；6-3-6.连接板；6-3-7.步进电机III；
7.桁架运输装置；7-1.一工位机械臂；7-2.二工位机械臂；7-3.三工位机械臂；7-4.四工位机械臂；7-5.桁架；7-6.可旋转夹持装置；7-7.可翻转夹持装置；7-8.立柱；
7-1.一工位机械臂；7-1-1.桁架齿条；7-1-2.限位螺钉；7-1-3.蜗轮蜗杆传动装置；7-1-4.Z轴伺服电机；7-1-5..机械臂齿条；7-1-6.十字滑座；7-1-7.机械臂；
7-6.可旋转夹持装置；7-6-1.上端连接板；7-6-2.旋转气缸；7-6-3.中间连接板；7-6-4.平行气爪；7-6-5.夹板；
7-7.可翻转夹持装置；7-7-1.上端连接板；7-7-2.旋转气缸；7-7-3.中间连接板；7-7-4.平行气爪；7-7-5.气缸固定板；7-7-6.翻转气缸；7-7-7.夹板；7-7-8.工业摄像头I；
8.四轴两爪机器人；8-1.可旋转夹持装置；8-2.工业摄像头II；8-3.连接板；8-4.四轴机器人；
9.废料框；
10.下料框；
11.废屑输送机构；11-1.右端链轮；11-2.电机；11-3.支架；11-4.滚轮；11-5.链条；11-6.左端链轮；11-7.刮板式输送带。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明所设计的生产线目的是能够分别生产图1中四种板类零件
参阅图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其包括一工位大面专用铣床1、二工位侧面专用铣床2、三工位侧面倒角铣床3、四工位大面专用铣床4、五工位数控通用加工中心5、自动上料装置6、桁架运输装置7、四轴两爪机械手8、废料框9、下料框10、废屑输送机构11及控制器，其特征在于，
生产线总体呈直线排布，自动上料装置6纵向布置于生产线起始端，其垂直前侧呈一字型依此横向布置有一工位大面专用铣床1、二工位侧面专用铣床2、三工位侧面倒角铣床3、四工位大面专用铣床4以及五工位数控通用加工中心5；一至四工位铣床后侧平行排布有桁架运输装置7，桁架运输装置7上依此设置有一工位机械臂7-1、二工位机械臂7-2、三工位机械臂7-3、四工位机械臂7-4；四工位大面专用铣床4与五工位数控通用加工中心5间设置有四轴两爪机械手8；一、二工位和四、五工位间设置有废料框9，用于残次品的存放；五工位数控通用加工中心5前侧设置有下料框10，用于成品的存放；废屑输送机构11设置于整条生产线下方且埋于地下，用于对一至五工位废屑的收集和运输。
一工位机械臂7-1、二工位机械臂7-2、三工位机械臂7-3、四工位机械臂7-4可水平和垂直移动，用于前四个工位间的物料搬运；四轴两爪机械手8可水平旋转和垂直升降，用于四五工位间物料的搬运以及五工位数控通用加工中心5上成品的下料。
参见图4，料盘切换装置6-1为一长条形结构，其上方在一直线上设置有两个圆盘型储料装置6-2，每个圆盘型储料装置6-2上方均匀布置有十个料框，每个料框内有一个抬升装置6-3；料盘切换装置6-1通过丝杠传动将上完料的圆盘型储料装置6-2运输至一侧，并将填好料的另一个圆盘型储料装置6-2运输至一工位机械臂7-1下方，抬升装置6-3将料框内的工件依次抬升至指定高度，并由一工位机械臂7-1取走，待该料框内工件全部取完后料盘切换装置6-1旋转一定角度切换下一料框；圆盘型储料装置6-2上十个料框全部清空后，料盘切换装置6-1将清空后的圆盘型储料装置6-2移动至一边，由工人填充工件，并将另一个装满工件的圆盘型储料装置6-2移至一工位机械臂7-1，继续进行上料，如此循环，实现自动连续上料。
参见图5，外底座6-1-9左端固定有步进电机I6-1-1，右端固定有轴承座6-1-6，中间连接有滚珠丝杠6-1-4，两侧平行布置有两根直线导轨6-1-8，其上方布置有两个相同的滑动底座6-1-3用于承载圆盘型储料装置6-2；滑动底座6-1-3下方固定有四个滑块I6-1-5和一个丝杠螺母6-1-7，滑块I6-1-5可在直线导轨6-1-8上滑动，丝杠螺母6-1-7与滚珠丝杠6-1-4有螺纹配合，可在电机驱动下在滚珠丝杠6-1-4上来回移动，进而带动滑动底座6-1-3在外底座6-1-9上来回移动，实现料盘的切换。
参见图6，旋转圆盘6-2-2上开有多个孔槽，井式料框6-2-1由四根L型钢架组成，并通过孔槽固定于旋转圆盘6-2-2上，其中外部两根钢架可固定于不同孔槽内以调整井式料框6-2-1的大小，从而实现不同尺寸工件的存放；步进电机II6-2-5通过法兰盘6-2-3与旋转圆盘6-2-2相连，驱动旋转圆盘6-2-2间隔一定时间绕中心轴转动一定角度，实现固定于旋转圆盘6-2-2上方的井式料框6-2-1的切换；电机固定底板6-2-4将步进电机II6-2-5固定在底座支架6-2-6上，底座支架6-2-6通过底座连接板6-2-7固定在料盘切换装置6-1上。
参见图7，步进电机III6-3-7通过连接板6-3-6固定于旋转圆盘6-2-2下侧，外部框架6-3-1固定于旋转圆盘6-2-2上侧，外部框架6-3-1内设置有两根导杆6-3-2，滑块III6-3-4可在导杆6-3-2上滑动，步进电机III6-3-7通过滚珠丝杠6-3-3与滑块III6-3-4的螺纹配合，驱动滑块6-3-4前端的底板6-3-5上下移动，实现工件的抬升下降。
参见图8，床身I1-1上方设置有机床防护罩I1-2和可换位柔性夹具1-3，床身I1-1两侧各布置有一台相同的立式铣床1-4，两台立式铣床1-4错开一个工件的距离，用于上表面铣削时的接刀；床身I1-1内部设置有丝杠传动机构，用于驱动可换位柔性夹具1-3工进和快退；当工件较小时，可换位柔性夹具1-3通过其下方气缸滑轨将工件移至床身I1-1一侧，由单台立式铣床1-4完成工件上表面的铣削加工；当工件较大时，可换位柔性夹具1-3将工件移至床身I1-1中间，由两台立式铣床1-4先后接刀，完成工件上表面的铣削加工；机床防护罩I1-2呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧排屑槽内。
参见图9，滑轨底座1-3-7上方固定有四个气动滑轨1-3-6，气动滑轨1-3-6上方固定有夹具底座1-3-5，底座1-3-5中间固定有定位平面1-3-3，用于放置工件，右侧固定有挡块1-3-4，左侧固定有两个气缸1-3-1，气缸1-3-1前端固定有压板1-3-2，用于夹紧工件；气动滑轨1-3-6可来回滑动，进而带动上方夹具底座1-3-5在滑轨底座1-3-7上来回移动，实现夹具加工位置的更换。
参见图10，基座1-4-1内部设置有由液压驱动的丝杠1-4-6，前侧设置有滑台1-4-2，滑台1-4-2前侧设置有立式主轴1-4-5，后侧设置有电机1-4-3；电机1-4-3通过皮带1-4-4驱动立式主轴1-4-5做回转运动，进而带动下方刀具做切削运动；滑台1-4-2通过与丝杠1-4-6的螺纹配合，可在基座1-4-1前侧滑轨上上下滑动，从而改变立式主轴1-4-5的加工高度，实现不同厚度零件的加工。
参见图11，床身II2-1上方设置有机床防护罩II2-2和柔性夹具2-3，床身II2-1两侧对称布置有两台相同的卧式铣床2-4，用于同时铣削工件两侧面；床身II2-1内部设置有丝杠传动机构，用于驱动柔性夹具2-3工进和快退；卧式铣床2-4可通过其内部液压滑轨调整两铣刀间距离，实现不同宽度零件的加工，机床防护罩II2-2呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧排屑槽内。
参见图12，床身II3-1两侧对称布置有四台卧式铣床3-4，其中前两台卧式铣床3-4安装面铣刀，用于同时铣削工件两侧面，后两台卧式铣床3-4安装倒角铣刀，用于同时铣削工件两侧倒角，其余结构功能与二工位侧面专用铣床2相同。
参见图13，桁架7-5固定于四根立柱7-8上，桁架7-5前侧呈直线依此布置有一工位机械臂7-1、二工位机械臂7-2、三工位机械臂7-3、四工位机械臂7-4；各机械臂通过电机驱动可在桁架7-5上横向和纵向移动，实现前四个工位间工件的搬运；其中一、三、四工位机械臂下方固定有可旋转夹持装置7-6，可在搬运途中对工件进行90度旋转，实现工件换边；二工位机械臂7-2下方固定有可翻转夹持装置7-7，可在搬运途中对工件进行180度翻转，实现工件换面。
参见图14，立柱7-8上水平固定有桁架7-5，桁架7-5上侧固定有桁架齿条7-1-1，前侧安装有十字滑座7-1-6，十字滑座7-1-6后侧安装有X轴伺服电机，前侧沿Z轴设置有机械臂7-1-7，左侧安装有蜗轮蜗杆传动装置7-1-3，蜗轮蜗杆传动装置7-1-3上方输入端与Z轴伺服电机7-1-4输出端相连；X轴伺服电机的输出端通过齿轮与桁架齿条7-1-1啮合传动，驱动十字滑座7-1-6沿X轴来回移动，用于工位间物料的搬运；Z轴伺服电机7-1-4通过蜗轮蜗杆传动装置7-1-3输出端齿轮与机械臂齿条7-1-5啮合传动，驱动机械臂7-1-7沿Z轴上下移动，用于工位上物料的取放；桁架7-5两端设置有限位螺钉7-1-2，用于限制十字滑座7-1-6来回移动的距离和缓冲停止十字滑座7-1-6的运动；机械臂7-1-7下端固定有可旋转夹持装置7-6，用于夹取工件。
参见图15，旋转气缸7-6-2缸体通过上端连接板7-6-1与机械臂连接，旋转气缸7-6-2缸轴通过中间连接板7-6-3与平行气爪7-6-4连接，平行气爪7-6-4两侧爪片下方各固定有一个夹板7-6-5，用于夹持和按压工件；旋转气缸7-6-2缸轴旋转，带动下方平行气爪7-6-4旋转，进而实现被夹持工件的旋转换边。
参见图16，平行气爪7-7-4两侧爪片下方各固定有一个气缸固定板7-7-5，气缸固定板7-7-5外侧各固定有一个翻转气缸7-7-6，翻转气缸7-7-6缸轴穿过气缸固定板7-7-5与夹板7-7-7相连；两侧翻转气缸7-7-6缸轴由同一气动源驱动旋转，带动两侧夹板7-7-7同时旋转，进而实现被夹持工件的翻转换面；工业摄像头I7-7-8通过两侧螺钉固定于平行气爪7-7-4前侧，用于采集二工位工件表面质量图像，识别残次品；可翻转夹持装置7-7的其余结构功能与可旋转夹持装置7-6相同。
参见图17，四轴机器人8-4螺杆下端固定有连接板8-3，连接板8-3下端固定有两个夹持装置8-1，用于对工件的抓取、搬运和下料；夹持装置8-1前侧固定有工业摄像头II8-2，用于采集四工位工件表面质量图像，识别残次品。
所述废屑输送机构11包括右端链轮11-1、电机11-2、支架11-3、滚轮11-4、链条11-5、左端链轮11-6、刮板式输送带11-7，其中，所述支架11-3呈长条形布置于地下，右侧一段呈斜坡状伸出地面，右上端设置有所述右端链轮11-1，左端设置有所述左端链轮11-6，支架11-3前后两侧、左右两端链轮之间环绕有两条所述链条11-5，两条所述链条11-5外侧呈环形包裹有一条所述刮板式输送带11-7，支架11-3斜坡转折处设置有所述滚轮11-4，用于限制所述链条11-5随支架11-4右侧一同斜升；固定于右端链轮11-1外侧的所述电机11-2通过链轮与链条的啮合传动，带动所述刮板式输送带11-7在左右两端之间循环转动，运输废屑；所述刮板式输送带11-7上方每间隔一段距离设置有一个刮板，保证爬坡时废屑不会下滑。
参见图1-18，本发明所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线工作时，具体按以下步骤完成板框类零件的加工：
第一步：上料装置6由两个圆盘储料装置6-2组成，每个圆盘储料装置6-2上方均匀布置有十个料框6-2-1，初始位置时，由人工码料的方式将板框类零件毛坯填满两个储料装置6-2上的十个料框，之后料盘切换装置6-1开始工作，料盘切换装置6-1内的步进电机I6-1-1驱动丝杠6-1-4正转，同时带动两个与丝杠6-1-4有螺纹配合的底座6-1-3沿导轨做直线运动，进而将其中一个底座6-1-3上方的储料装置6-2自动运输至一工位机械臂7-1正下方，同时将另一个储料装置6-2移至一侧。两个储料装置6-2到达指定位置后，丝杠6-1-4通过自锁，将储料装置6-2固定在指定位置上。
第二步：桁架机械臂7正下方的料框开始上料，其上的抬升装置6-3开始工作，步进电机III6-3-7驱动丝杠6-3-3正转，带动与丝杠有螺纹配合的滑块III6-3-4和固定在滑块前侧的底板6-3-5沿导杆6-3-2上升，进而将零件毛坯抬升出料框。待毛坯上升固定高度后，滚珠丝杠6-3-3通过自锁将毛坯固定在指定位置，等待一工位机械臂7-1抓取上料。待一工位机械臂7-1正下方的料框被取空后，步进电机III6-3-7反转，带动底板6-3-5沿导杆6-3-2下降，直至底部，同时储料装置6-2内的步进电机II6-2-5驱动旋转圆盘6-2-2旋转一定角度，换上下一料框继续上料。
第三步：待一工位机械臂7-1正下方的储料装置6-2被取空后，料盘切换装置6-1开始工作，电机6-1-1驱动丝杠6-1-4反转，同时带动两个滑动底座6-1-3由当前位置移回初始位置，进而将被取空后的储料装置6-2移动至一侧，由工人重新填充毛坯，并将另一侧装满工件的储料装置6-2运输至一工位机械臂7-1正下方，重复第二步的操作，继续进行上料。
第一步、第二步、第三步循环执行，从而实现自动连续上料。
第四步：工件抬升至指定位置后，一工位机械臂7-1开始工作，十字滑座7-1-6后侧X轴电机正转，通过电机输出端设置的齿轮与桁架齿条7-1-1啮合传动，驱动十字滑座7-1-6及一工位机械臂2-9沿X轴运动，向储料装置6-2靠近，直到触碰左侧限位螺钉7-1-2到达料框6-2-1正上方，X轴电机停转，十字滑座7-1-6前侧Y轴电机7-1-4开始正转，通过蜗轮蜗杆传动装置7-1-3与机械臂齿条7-1-5啮合传动，驱动一工位机械臂7-1-7沿Z轴向下移动，到达指定位置后，机械臂7-1-7下端固定的可旋转夹持装置7-6通过气缸收缩夹取工件，Y轴电机7-1-4开始反转，带动工件上升一定距离后，Y轴电机7-1-4停转，X轴电机开始反转，驱动十字滑座7-1-6和机械臂7-1-7沿X轴向靠近一工位大面铣床1的方向运动，直到触碰右侧限位螺钉7-1-2到达一工位可换位柔性夹具1-3正上方，X轴电机停转，Y轴电机7-1-4开始正转，驱动机械臂7-1-7沿Z轴向下移动，直至工件放置于夹具1-3上且被夹紧后，Y轴电机7-1-4再次反转，驱动机械臂7-1-7沿Z轴上升，进行下一工件的搬运工作，如此往复，直至工件全部搬运完。
第五步：夹持装置7-6将工件放置于一工位夹具1-3上后仍保持夹紧状态，且通过夹板7-6-5压住工件，夹具1-3通过气缸1-3-1夹紧工件后，夹持装置7-6才完全松开，并随机械臂7-1-7上升离开工件，待工件被完全夹紧，夹具1-3下方的气动滑轨1-3-6开始工作，针对不同工件宽度尺寸，通过其内部气缸运动，将工件沿床身1-1垂直方向移动至对应铣刀下方，待工件移动至指定位置，一工位床身I1-1内部伺服电机开始正转，驱动夹具1-3和上方工件沿床身I1-1向前快进，接近立式主轴1-4时降速工进，同时三相异步电动机1-4-3通过带传动，驱动立式主轴1-4-5做回转运动，进而带动主轴1-4-5下端固定的铣刀做切削运动，从而对移动过来的工件上表面进行铣削，待夹具1-3和工件在伺服电机驱动下离开主轴1-4，并到达床身1-1终端时，铣削加工也已同步完成，伺服电机停转，气缸1-3-1松开，二工位机械臂7-2取走工件后，伺服电机高速反转，驱动夹具1-3快速回程，进行下一工件的装夹，如此往复，直至工件全部加工完毕。
第六步：工件在一工位加工完成后，悬停在上方的二工位机械臂7-2开始沿Z轴向下移动，固定在可翻转夹持装置7-7前侧的工业摄像头I7-7-8迅速对工件表面进行图像采集，通过识别系统判断表面质量是否合格，若不合格，系统将控制二工位机械臂7-2及可翻转夹持装置7-7将该工件丢入一、二工位之间的废料框9中，若质量合格，系统将采用与第四步相同的方式将工件从一工位大面专用铣床1搬运至二工位侧面专用铣床2上，同时，二工位机械臂7-2下端安装的可翻转夹持装置7-7开始工作，翻转气缸7-7-6利用压缩空气驱动输出轴及固定在输出轴上的夹板7-7-7进行180°旋转，进而带动被夹持工件翻转180°，从而保证在下一工位加工时，工件定位平面是已加工的光滑平面。
第七步：参照第五步，采用与一工位相同的工作方式，工件由二工位侧面专用铣床2上的夹具夹紧后，伺服电机驱动工件向前移动，并由两侧卧式铣床2-4同时完成工件两侧面铣削加工，加工完成后由三工位机械臂7-3将工件取走。
第八步：参照第四步，三工位机械臂7-3用与一工位机械臂7-1相同的工作方式将工件从二工位搬运至三工位上，同时，三工位机械臂7-3下端安装的可旋转夹持装置7-6开始工作，旋转气缸7-6-2利用压缩空气驱动输出轴及固定在输出轴下端的平行气爪7-6-4进行90°旋转，进而带动被夹持工件旋转90°，以便下一工位对工件另外两侧面进行加工。
第九步：参照第七步，采用与二工位相同的工作方式，工件由三工位侧面倒角铣床3上的夹具夹紧后，伺服电机驱动工件向前移动，由前两台卧式铣床3-4完成工件另外两侧面铣削加工，并由后两台卧式铣床3-4完成同侧倒角的铣削加工，加工完成后由四工位机械臂7-4将工件取走。
第十步：参照第四步，四工位机械臂7-4用与一工位机械臂7-1相同的工作方式将工件从三工位搬运至四工位上。
第十一步：参照第五步，采用与一工位相同的工作方式，四工位立式专用铣床3完成对工件翻转后的上表面铣削加工。
第十二步：工件在四工位加工完成后，四轴两爪机器人8开始工作，四轴两爪机器人8下端通过连接板8-3同时固定有两个夹持装置8-1，其中一个夹持装置8-1前侧的工业摄像头II8-2迅速对工件表面进行图像采集，通过识别系统判断表面质量是否合格，若不合格，系统将控制机器人8将该工件丢入四、五工位之间的废料框9中，若质量合格，系统将控制上述机构将工件搬运至五工位上的数控通用加工中心5前，此时，另一个夹持装置8-1将数控通用加工中心5上已完成所有工序加工的成品取走，之后再将四工位搬运来的工件放置在数控通用加工中心5上，完成剩余工序的加工，同时另一个夹持装置8-1将从数控通用加工中心5取走的的成品搬运至下料框10内，完成下料后，夹持装置8-1回到四工位，等待抓取下一个工件，如此往复，完成搬运和下料的连续循环执行。
废屑输送机构11埋于地下，设置于整条生产线下方，一工位大面专用铣床开始工作时，废屑输送机构11就已开始工作，其终端设置的电机通过链轮链条传动，驱动刮板将掉入沟槽内的废屑运输至数控通用加工中心5后侧，并统一排放于废料箱内，从而完成整条生产线废屑的输送和收集。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其包括一工位大面专用铣床(1)、二工位侧面专用铣床(2)、三工位侧面倒角铣床(3)、四工位大面专用铣床(4)、五工位数控通用加工中心(5)、自动上料装置(6)、桁架运输装置(7)、四轴两爪机械手(8)、废料框(9)、下料框(10)、废屑输送机构(11)及控制器，其特征在于，
所述生产线呈口字形排布，所述自动上料装置(6)包含2个上料主体，纵向排布安置于生产线起始端，所述废屑输送机构(11)的出屑口安置于生产线末端，起末两端之间的前侧呈一字型横向依次安置有所述一工位大面专用铣床(1)、二工位侧面专用铣床(2)、三工位侧面倒角铣床(3)、四工位大面专用铣床(4)以及五工位数控通用加工中心(5)；后侧相对于前侧平行排布有所述桁架运输装置(7)，所述桁架运输装置(7)上依次相对应设置有一工位机械臂(7-1)、二工位机械臂(7-2)、三工位机械臂(7-3)、四工位机械臂(7-4)；所述四工位大面专用铣床(4)与五工位数控通用加工中心(5)间设置有所述四轴两爪机械手(8)；一工位和二工位之间以及四工位和五工位之间分别设置有用于存放残次品的所述废料框(9)；所述五工位数控通用加工中心(5)前侧设置有用于存放成品的所述下料框(10)；所述生产线一至五工位机床前后两侧地面上平行设置有两道沟槽，所述沟槽中平行设置有两条用于运输废屑的所述废屑输送机构(11)，所述废屑输送机构(11)在生产线末端呈斜坡状伸出地面，将废屑送至地面上方，最终倒入废屑框内；
所述自动上料装置(6)包括料盘切换装置(6-1)、圆盘型储料装置(6-2)、抬升装置(6-3)，其中，所述料盘切换装置(6-1)为一长条形结构，其上方并排设置有两个所述圆盘型储料装置(6-2)，每个所述圆盘型储料装置(6-2)上环形布置有十个料框，每个料框内设有一个所述抬升装置(6-3)；所述料盘切换装置(6-1)通过丝杠传动将上完料的圆盘型储料装置(6-2)运输至一侧，同时将填好料的另一个圆盘型储料装置(6-2)运输至所述一工位机械臂(7-1)下方，所述抬升装置(6-3)将料框内的工件依次抬升至指定高度，并由所述一工位机械臂(7-1)取走，待该料框内工件全部取完后所述料盘切换装置(6-1)旋转一定角度切换下一料框；待当前的圆盘型储料装置(6-2)上十个料框全部清空后，所述料盘切换装置(6-1)将清空后的圆盘型储料装置(6-2)移动至一侧，由工人填充工件，同时将另一个装满工件的圆盘型储料装置(6-2)移至所述一工位机械臂(7-1)下方继续进行上料，如此循环，实现自动连续上料；
所述一工位大面专用铣床(1)包括床身I(1-1)、机床防护罩I(1-2)、可换位柔性夹具(1-3)、立式铣床(1-4)，其中，床身I(1-1)上方设置有所述机床防护罩I(1-2)和所述可换位柔性夹具(1-3)，床身I(1-1)两侧各布置有一台相同的所述立式铣床(1-4)，两台所述立式铣床(1-4)错开一个工件的距离安置，用于上表面铣削时的接刀；床身I(1-1)内部设置有丝杠传动机构，用于驱动所述可换位柔性夹具(1-3)工进和快退；当工件较小时，所述可换位柔性夹具(1-3)通过其下方气缸滑轨将工件移至床身I(1-1)一侧，由单台所述立式铣床(1-4)完成工件上表面的铣削加工；当工件较大时，所述可换位柔性夹具(1-3)将工件移至床身I(1-1)中间，由两台所述立式铣床(1-4)先后接刀，完成工件上表面的铣削加工；所述机床防护罩I(1-2)呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧的排屑槽内；
所述二工位侧面专用铣床(2)包括床身II(2-1)、机床防护罩II(2-2)、柔性夹具(2-3)、卧式铣床(2-4)，其中，所述床身II(2-1)上方设置有所述机床防护罩II(2-2)和所述柔性夹具(2-3)，所述床身II(2-1)两侧对称布置有两台相同的所述卧式铣床(2-4)，用于同时铣削工件两侧面；所述床身II(2-1)内部设置有丝杠传动机构，用于驱动所述柔性夹具(2-3)工进和快退；所述卧式铣床(2-4)通过其内部液压滑轨调整两铣刀间距离，实现不同宽度零件的加工，所述机床防护罩II(2-2)呈人字形，用于将切屑引导至机床两侧排屑槽内；
所述三工位侧面倒角铣床(3)包括床身II(3-1)、机床防护罩II(3-2)、柔性夹具(3-3)、卧式铣床(3-4)，其中，所述床身II(3-1)两侧对称布置有四台所述卧式铣床(3-4)，其中前侧两台所述卧式铣床(3-4)安装面铣刀，用于同时铣削工件两侧面，后侧两台所述卧式铣床(3-4)安装倒角铣刀，用于同时铣削工件两侧倒角，其余结构功能与所述二工位侧面专用铣床(2)相同；
所述四工位大面专用铣床(4)与所述一工位大面专用铣床(1)具有相同的结构和功能，用于工件最后一个大面的加工；
所述桁架运输装置(7)包括一工位机械臂(7-1)、二工位机械臂(7-2)、三工位机械臂(7-3)、四工位机械臂(7-4)、桁架(7-5)、可旋转夹持装置(7-6)、可翻转夹持装置(7-7)和立柱(7-8)，其中，所述桁架(7-5)固定于四根所述立柱(7-8)上，所述桁架(7-5)前侧呈一字型依次安置所述一工位机械臂(7-1)、二工位机械臂(7-2)、三工位机械臂(7-3)、四工位机械臂(7-4)；所述各机械臂通过电机驱动可在所述桁架(7-5)上沿水平和竖直方向移动，实现一至四四个工位间工件的搬运；其中所述一、三、四工位机械臂下方固定有所述可旋转夹持装置(7-6)，用于在搬运途中对工件进行90度旋转，实现工件换边；所述二工位机械臂(7-2)下方固定有所述可翻转夹持装置(7-7)，用于在搬运途中对工件进行180度翻转，实现工件换面；
所述四轴两爪机器人(8)包括夹持装置(8-1)、工业摄像头II(8-2)、连接板(8-3)、四轴机器人(8-4)，其中，四轴机器人(8-4)螺杆下端固定有所述连接板(8-3)，所述连接板(8-3)下端固定有两个所述夹持装置(8-1)，用于对工件的抓取、搬运和下料；所述夹持装置(8-1)前侧固定有所述工业摄像头II(8-2)，用于采集四工位工件表面质量图像，识别残次品；
所述废屑输送机构(11)包括右端链轮(11-1)、电机(11-2)、支架(11-3)、滚轮(11-4)、链条(11-5)、左端链轮(11-6)、刮板式输送带(11-7)，其中，所述支架(11-3)呈长条形布置于地下沟槽中，右侧一段呈斜坡状伸出地面，右上端设置有所述右端链轮(11-1)，左端设置有所述左端链轮(11-6)，支架(11-3)前后两侧、左右两端链轮之间环绕有两条所述链条(11-5)，两条所述链条(11-5)外侧呈环形包裹有一条所述刮板式输送带(11-7)，支架(11-3)斜坡转折处设置有所述滚轮(11-4)，用于限制所述链条(11-5)随支架(11-4)右侧一同斜升；固定于右端链轮(11-1)外侧的所述电机(11-2)通过链轮与链条的啮合传动，带动所述刮板式输送带(11-7)在左右两端之间循环转动，运输废屑；所述刮板式输送带(11-7)上方每间隔一段距离设置有一个刮板，保证爬坡时废屑不会下滑。
2.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述料盘切换装置(6-1)包括步进电机I(6-1-1)、电机传动座(6-1-2)、滑动底座(6-1-3)、滚珠丝杠(6-1-4)、滑块I(6-1-5)、轴承座(6-1-6)、丝杠螺母(6-1-7)、直线导轨(6-1-8)、外底座(6-1-9)，其中，所述外底座(6-1-9)左端固定有所述电机传动座(6-1-2)和所述步进电机I(6-1-1)，右端固定有所述轴承座(6-1-6)，中间连接有所述滚珠丝杠(6-1-4)，两侧平行布置有两根所述直线导轨(6-1-8)，其上方布置有两个相同的所述滑动底座(6-1-3)用于承载所述圆盘型储料装置(6-2)；所述滑动底座(6-1-3)下方固定有四个所述滑块I(6-1-5)和一个所述丝杠螺母(6-1-7)，所述滑块I(6-1-5)可在所述直线导轨(6-1-8)上滑动，所述丝杠螺母(6-1-7)与所述滚珠丝杠(6-1-4)有螺纹配合，可在电机驱动下在所述滚珠丝杠(6-1-4)上来回移动，进而带动所述滑动底座(6-1-3)在所述外底座(6-1-9)上来回移动，两个所述滑动底座(6-1-3)安装在同一丝杠上由同一电机驱动，实现空料盘和上料盘的同步切换。
3.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述圆盘型储料装置(6-2)包括所述抬升装置(6-3)、井式料框(6-2-1)、旋转圆盘(6-2-2)、法兰盘(6-2-3)、电机固定底板(6-2-4)、步进电机II(6-2-5)、底座支架(6-2-6)，底座连接板(6-2-7)，其中，所述旋转圆盘(6-2-2)上沿圆周均等开有多个孔槽，所述井式料框(6-2-1)由四根L型钢架组成，并通过孔槽固定于所述旋转圆盘(6-2-2)上，其中外部两根钢架可固定于不同孔槽内以调整所述井式料框(6-2-1)的大小，从而实现不同尺寸工件的存放；所述步进电机II(6-2-5)通过所述法兰盘(6-2-3)与所述旋转圆盘(6-2-2)相连，驱动所述旋转圆盘(6-2-2)间隔一定时间绕中心轴转动一定角度，实现固定于旋转圆盘(6-2-2)上方的所述井式料框(6-2-1)的切换；所述电机固定底板(6-2-4)将步进电机II(6-2-5)固定在底座支架(6-2-6)上，底座支架(6-2-6)通过底座连接板(6-2-7)固定在料盘切换装置(6-1)上。
4.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述抬升装置(6-3)包括外部框架(6-3-1)、导杆(6-3-2)、滚珠丝杠(6-3-3)、滑块III(6-3-4)、底板(6-3-5)、连接板(6-3-6)、步进电机III(6-3-7)，其中，所述步进电机III(6-3-7)通过所述连接板(6-3-6)固定于所述旋转圆盘(6-2-2)下侧，所述外部框架(6-3-1)固定于所述旋转圆盘(6-2-2)上侧，所述外部框架(6-3-1)内设置有两根导杆(6-3-2)，所述滑块III(6-3-4)可在导杆(6-3-2)上滑动，所述步进电机III(6-3-7)通过所述滚珠丝杠(6-3-3)与所述滑块III(6-3-4)的螺纹配合，驱动所述滑块III(6-3-4)前端的底板(6-3-5)上下移动，实现工件的抬升下降。
5.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述可换位柔性夹具(1-3)包括气缸(1-3-1)、压板(1-3-2)、定位平面(1-3-3)、挡块(1-3-4)、夹具底座(1-3-5)、气动滑轨(1-3-6)、滑轨底座(1-3-7)，其中，所述滑轨底座(1-3-7)上方固定有四个所述气动滑轨(1-3-6)，所述气动滑轨(1-3-6)上方固定有所述夹具底座(1-3-5)，所述底座(1-3-5)中间固定有所述定位平面(1-3-3)，用于放置工件，右侧固定有所述挡块(1-3-4)，左侧固定有两个所述气缸(1-3-1)，所述气缸(1-3-1)前端固定有所述压板(1-3-2)，用于夹紧工件；所述气动滑轨(1-3-6)可来回滑动，进而带动上方所述夹具底座(1-3-5)在所述滑轨底座(1-3-7)上来回移动，实现夹具加工位置的更换。
6.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述立式铣床(1-4)包括基座(1-4-1)、滑台(1-4-2)、电机(1-4-3)、皮带(1-4-4)、立式主轴(1-4-5)、丝杠(1-4-6)，其中，所述基座(1-4-1)内部设置有由液压驱动的所述丝杠(1-4-6)，前侧设置有所述滑台(1-4-2)，所述滑台(1-4-2)前侧设置有所述立式主轴(1-4-5)，后侧设置有所述电机(1-4-3)；所述电机(1-4-3)通过所述皮带(1-4-4)驱动所述立式主轴(1-4-5)做回转运动，进而带动下方刀具做切削运动；所述滑台(1-4-2)通过与所述丝杠(1-4-6)的螺纹配合，可在所述基座(1-4-1)前侧滑轨上上下滑动，从而改变所述立式主轴(1-4-5)的加工高度，实现不同厚度零件的加工。
7.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述一工位机械臂(7-1)包括立柱(7-8)、桁架(7-5)、桁架齿条(7-1-1)、限位螺钉(7-1-2)、蜗轮蜗杆传动装置(7-1-3)、Z轴伺服电机(7-1-4)、机械臂齿条(7-1-5)、十字滑座(7-1-6)、机械臂(7-1-7)、可旋转夹持装置(7-6)，其中，所述立柱(7-8)上水平固定有所述桁架(7-5)，所述桁架(7-5)上侧固定有所述桁架齿条(7-1-1)，前侧安装有所述十字滑座(7-1-6)，所述十字滑座(7-1-6)后侧安装有X轴伺服电机，前侧沿Z轴设置有所述机械臂(7-1-7)，左侧安装有所述蜗轮蜗杆传动装置(7-1-3)，所述蜗轮蜗杆传动装置(7-1-3)上方输入端与所述Z轴伺服电机(7-1-4)输出端相连；X轴伺服电机的输出端通过齿轮与桁架齿条(7-1-1)啮合传动，驱动所述十字滑座(7-1-6)沿X轴来回移动，用于工位间物料的搬运；所述Z轴伺服电机(7-1-4)通过所述蜗轮蜗杆传动装置(7-1-3)输出端齿轮与所述机械臂齿条(7-1-5)啮合传动，驱动所述机械臂(7-1-7)沿Z轴上下移动，用于工位上物料的取放；所述桁架(7-5)两端设置有所述限位螺钉(7-1-2)，用于限制所述十字滑座(7-1-6)来回移动的距离和缓冲停止十字滑座(7-1-6)的运动；所述机械臂(7-1-7)下端固定有所述可旋转夹持装置(7-6)，用于夹取工件。
8.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述二工位机械臂(7-2)下端固定有所述可翻转夹持装置(7-7)，其余结构功能与所述一工位机械臂(7-1)相同；所述三工位机械臂(7-3)、四工位机械臂(7-4)与所述一工位机械臂(7-1)具有相同的结构和功能。
9.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述可旋转夹持装置(7-6)包括上端连接板(7-6-1)、旋转气缸(7-6-2)、中间连接板(7-6-3)、平行气爪(7-6-4)、夹板(7-6-5)，其中，所述旋转气缸(7-6-2)缸体通过所述上端连接板(7-6-1)与机械臂连接，所述旋转气缸(7-6-2)缸轴通过所述中间连接板(7-6-3)与所述平行气爪(7-6-4)连接，所述平行气爪(7-6-4)两侧爪片下方各固定有一个所述夹板(7-6-5)，用于夹持和按压工件；所述旋转气缸(7-6-2)缸轴旋转，带动下方所述平行气爪(7-6-4)旋转，进而实现被夹持工件的旋转换边。
10.根据权利要求1所述的一种通用与专用设备结合的智能化板类零件加工生产线，其特征在于：所述可翻转夹持装置(7-7)包括上端连接板(7-7-1)、旋转气缸(7-7-2)、中间连接板(7-7-3)、平行气爪(7-7-4)、气缸固定板(7-7-5)、翻转气缸(7-7-6)、夹板(7-7-7)、工业摄像头I(7-7-8)，其中，所述平行气爪(7-7-4)两侧爪片下方各固定有一个所述气缸固定板(7-7-5)，所述气缸固定板(7-7-5)外侧各固定有一个所述翻转气缸(7-7-6)，所述翻转气缸(7-7-6)缸轴穿过所述气缸固定板(7-7-5)与所述夹板(7-7-7)相连；两侧所述翻转气缸(7-7-6)缸轴由同一气动源驱动旋转，带动两侧所述夹板(7-7-7)同时旋转，进而实现被夹持工件的翻转换面；所述工业摄像头I(7-7-8)通过两侧螺钉固定于所述平行气爪(7-7-4)前侧，用于采集二工位工件表面质量图像，识别残次品；所述可翻转夹持装置(7-7)的其余结构功能与所述可旋转夹持装置(7-6)相同。
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