CN111230151A - 一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉自动化生产线技术领域，尤其是一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法，包括薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、桁架、三轴机械手、两轴机械手、适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机、适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、适用于产线内薄壁圆筒类工件轴盘类工件的清洗机、适用产线生产要求的轴盘类工件的上料工件姿态检测台、以及对整线进行控制的控制柜单元，本发明的生产效率极大提高、人力消耗小、生产成本降低。

Description

一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法
技术领域
本发明涉及自动化生产线技术领域，具体领域为一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法。
背景技术
薄壁类工件是机械生产加工领域经常使用的一种工件，传统的人工手动上料，需要多个工人进行手动上料，而且上料过程中容易出现差错，可靠性不高且劳动强度大。因传统人工手动上料耗费人力、耗费工时，同时增加了生产成本，越来越不能满足生产的需要。考虑采用常见的机械爪之类的机械设备来进行薄壁类工件上下料，但由于薄壁类工件之间外型结构并不相同，上下料的时候需要多样性，传统的人工上下料无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法，以解决现有技术中薄壁类工件上料过程中容易出现差错，可靠性不高且劳动强度大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种薄壁金属件车床桁架自动线，包括薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、桁架、三轴机械手、两轴机械手、适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机、适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、适用于产线内薄壁圆筒类工件轴盘类工件的清洗机、适用产线生产要求的轴盘类工件的上料工件姿态检测台、以及对整线进行控制的控制柜单元，三轴机械手和两轴机械手分别按照在桁架的左右两侧，且三轴机械手和两轴机械手均能够在桁架上移动，三轴机械手对应于薄壁圆筒类工件车床处配合设置，两轴机械手对应于薄壁轴盘类工件车床处配合设置，
适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机设置于薄壁圆筒类工件车床的左侧，适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台设置于薄壁圆筒类工件车床的右侧，
适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机设置于薄壁轴盘类工件车床的右侧，适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台设置于薄壁轴盘类工件车床的左侧，
清洗机设置于两个翻转台之间，上料工件姿态检测台设置于双排交替式上下料机和薄壁轴盘类工件车床之间，
控制柜单元用于对薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、三轴机械手、两轴机械手、环形六工位上下料机、双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、清洗机和上料工件姿态检测台的分别操控。
优选的，所述的薄壁圆筒类工件车床为带中心架的车床。
优选的，其特征在于：所述的清洗机包括高压泵、清洗液喷嘴、气泵和喷气嘴，高压泵与清洗液喷嘴连接，气泵与喷气嘴连接，清洗液通过高压泵输出到清洗液喷嘴，清洗液喷嘴以喷出清洗液的方式对工件表面残留铁屑铁渣以及污渍进行冲洗，在清洗完成后，气泵通过喷气嘴喷出气体到工件表面进行吹干。
优选的，所述的上料工件姿态检测台采用浮动仿型工装的形式对工件进行姿态检测。
为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种薄壁金属件车床桁架自动线的控制方法，其步骤包括薄壁圆筒类工件加工控制方法和薄壁轴盘类工件加工控制方法；
A、薄壁圆筒类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在薄壁件圆筒类环形六工位上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)三轴机械手移动至环形六工位上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)将抓取的毛胚工件固定到薄壁圆筒类工件车床上进行加工；
(5)在加工完成后，三轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁圆筒类工件的翻转台上进行工件翻转；
(6)工件翻转完成后，三轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(7)工件清洗完成后，三轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(8)在工件另一侧加工完成后，三轴机械手将工件从车床上取下并存放到环形六工位上下料机的下料位处；
B、薄壁轴盘类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在双排交替式上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)两轴机械手移动至双排交替式上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)抓取完成后，两轴机械手移动至上料工件姿态检测台处对抓取的工件进行工件姿态的检测，在工件姿态不正确时两轴机械手对抓取的工件进行姿态调整并重新进行工件姿态检测，在检测工件姿态正确后进行步骤(5)；
(5)通过两轴机械手将工件姿态正确的工件固定到薄壁轴盘类工件车床上进行加工；
(6)在加工完成后，两轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁轴盘类工件的翻转台上进行工件翻转；
(7)工件翻转完成后，两轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(8)工件清洗完成后，两轴轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(9)在工件另一侧加工完成后，两轴机械手将工件从车床上取下并存放到双排交替式上下料机的下料位处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用上述结构与方法之后，本生产线可通过程序的切换实现同类工件不同规格的工件的快速换产，同时机床夹具为通用形式，不需要手动进行更换夹具，从而使得该工件的自动线生产效率极大提高、人力消耗小、生产成本降低。
附图说明
图1为本发明的实施例的正视图；
图2为本发明的实施例的俯视图；
图3为本发明的实施例的薄壁圆筒类工件加工控制方法执行流程图；
图4为本发明的实施例的薄壁轴盘类工件加工控制方法执行流程图。
图中：1、三轴机械手；2、两轴机械手；3、上料工件姿态检测台；4、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台；5、环形六工位上下料机；6、双排交替式上下料机；7、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台；8、清洗机；A、薄壁圆筒类工件车床；B、薄壁轴盘类工件车床。
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。
请参阅图1至2，本发明提供一种技术方案：一种薄壁金属件车床桁架自动线，包括薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、桁架、三轴机械手、两轴机械手、适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机、适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、适用于产线内薄壁圆筒类工件轴盘类工件的清洗机、适用产线生产要求的轴盘类工件的上料工件姿态检测台、以及对整线进行控制的控制柜单元，三轴机械手和两轴机械手分别按照在桁架的左右两侧，且三轴机械手和两轴机械手均能够在桁架上移动，三轴机械手对应于薄壁圆筒类工件车床处配合设置，两轴机械手对应于薄壁轴盘类工件车床处配合设置，
适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机设置于薄壁圆筒类工件车床的左侧，适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台设置于薄壁圆筒类工件车床的右侧，
适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机设置于薄壁轴盘类工件车床的右侧，适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台设置于薄壁轴盘类工件车床的左侧，
清洗机设置于两个翻转台之间，上料工件姿态检测台设置于双排交替式上下料机和薄壁轴盘类工件车床之间，
控制柜单元用于对薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、三轴机械手、两轴机械手、环形六工位上下料机、双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、清洗机和上料工件姿态检测台的分别操控。
所述的薄壁圆筒类工件车床为带中心架的车床。
所述的清洗机包括高压泵、清洗液喷嘴、气泵和喷气嘴，高压泵与清洗液喷嘴连接，气泵与喷气嘴连接，清洗液通过高压泵输出到清洗液喷嘴，清洗液喷嘴以喷出清洗液的方式对工件表面残留铁屑铁渣以及污渍进行冲洗，在清洗完成后，气泵通过喷气嘴喷出气体到工件表面进行吹干，气泵与喷气嘴之间连接有电磁阀，采用电磁阀控制喷气的方式对工件表面进行一定程度的吹干。
所述的上料工件姿态检测台采用浮动仿型工装的形式对工件进行姿态检测，通过工件姿态检测台对上料工件进行检测，保证工件姿态的完整性以及准确可靠性。
一种薄壁金属件车床桁架自动线的控制方法，其步骤包括薄壁圆筒类工件加工控制方法A和薄壁轴盘类工件加工控制方法B；
如图3所示，A、薄壁圆筒类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在薄壁件圆筒类环形六工位上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)三轴机械手移动至环形六工位上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)将抓取的毛胚工件固定到薄壁圆筒类工件车床上进行加工；
(5)在加工完成后，三轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁圆筒类工件的翻转台上进行工件翻转；
(6)工件翻转完成后，三轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(7)工件清洗完成后，三轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(8)在工件另一侧加工完成后，三轴机械手将工件从车床上取下并存放到环形六工位上下料机的下料位处；
如图4所示，B、薄壁轴盘类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在双排交替式上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)两轴机械手移动至双排交替式上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)抓取完成后，两轴机械手移动至上料工件姿态检测台处对抓取的工件进行工件姿态的检测，在工件姿态不正确时两轴机械手对抓取的工件进行姿态调整并重新进行工件姿态检测，在检测工件姿态正确后进行步骤(5)；
(5)通过两轴机械手将工件姿态正确的工件固定到薄壁轴盘类工件车床上进行加工；
(6)在加工完成后，两轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁轴盘类工件的翻转台上进行工件翻转；
(7)工件翻转完成后，两轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(8)工件清洗完成后，两轴轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(9)在工件另一侧加工完成后，两轴机械手将工件从车床上取下并存放到双排交替式上下料机的下料位处。
通过本技术方案，三轴机械手由钢梁竖轴和横轴、以及大行程高负载的机械手组成(由于是薄壁圆筒类工件，工件加工时需要做外部固定位工装，车床卡盘只卡工件工装进行工件加工，因此工件整体负载会很大)，三轴机械手主要满足于带中心架的车床斜侧上料，另外采用直线导轨的形式导向以及伺服电机带动齿轮齿条的方式传动，具有重复定位精度高、响应速度快、运行平稳、可靠等特点；
环形六工位上下料机采用钢架底座加高负载万向轮作为支撑，采用链轮链条的方式带动工装板运动，并在上下料工位做有精定位工装，以及工件防反检测，此料机负载能力大，运行精度高，满足产线生产要求；
双排交替式上下料机采用双排工装板交替进出，工装板用直线导轨进行导向，用齿轮齿条的方式传动，通过电机带动齿轮的正反转来控制工装板上齿条的移动来实现工装板的交替进出，薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机采用钢制底座整体焊接而成，保证设备运行稳定可靠，双排工装板采用直线导轨进行导向和传动，定位精度高磨耗少且负载能力强，采用齿轮齿条的方式传动，通过伺服电机带动齿轮的正反转来控制工装板上齿条的移动来实现工装板的交替进出，保证定位的精准性。其中工装板上工件定位工装可在一定范围内可更换来适用于不同规格的工件上下料；
薄壁轴盘类工件的上料工件姿态检测台采用浮动仿型工装的形式对工件进行姿态检测，如工件上料姿态是正确的工件将不会与浮动仿型工装接触，如工件上料姿态是错的工件将会与浮动仿型工装接触，将浮动工装下压直至检测感应开关检测到来反馈错误信号。本检测台浮动机构保证了一定情况下，抓手的牢固性与上料的准确性，提高了加工效率对机床加工刀具起了一定的保护作用。
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 (5)

1.一种薄壁金属件车床桁架自动线，其特征在于：包括薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、桁架、三轴机械手、两轴机械手、适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机、适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、适用于产线内薄壁圆筒类工件轴盘类工件的清洗机、适用产线生产要求的轴盘类工件的上料工件姿态检测台、以及对整线进行控制的控制柜单元，三轴机械手和两轴机械手分别按照在桁架的左右两侧，且三轴机械手和两轴机械手均能够在桁架上移动，三轴机械手对应于薄壁圆筒类工件车床处配合设置，两轴机械手对应于薄壁轴盘类工件车床处配合设置，
适用于产线内薄壁圆筒类工件环形六工位上下料机设置于薄壁圆筒类工件车床的左侧，适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台设置于薄壁圆筒类工件车床的右侧，
适用于产线内薄壁轴盘类工件双排交替式上下料机设置于薄壁轴盘类工件车床的右侧，适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台设置于薄壁轴盘类工件车床的左侧，
清洗机设置于两个翻转台之间，上料工件姿态检测台设置于双排交替式上下料机和薄壁轴盘类工件车床之间，
控制柜单元用于对薄壁圆筒类工件车床、薄壁轴盘类工件车床、三轴机械手、两轴机械手、环形六工位上下料机、双排交替式上下料机、适用于产线内薄壁圆筒类工件的翻转台、适用于产线内薄壁轴盘类工件的翻转台、清洗机和上料工件姿态检测台的分别操控。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁金属件车床桁架自动线，其特征在于：所述的薄壁圆筒类工件车床为带中心架的车床。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁金属件车床桁架自动线及其控制方法，其特征在于：所述的清洗机包括高压泵、清洗液喷嘴、气泵和喷气嘴，高压泵与清洗液喷嘴连接，气泵与喷气嘴连接，清洗液通过高压泵输出到清洗液喷嘴，清洗液喷嘴以喷出清洗液的方式对工件表面残留铁屑铁渣以及污渍进行冲洗，在清洗完成后，气泵通过喷气嘴喷出气体到工件表面进行吹干。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁金属件车床桁架自动线，其特征在于：所述的上料工件姿态检测台采用浮动仿型工装的形式对工件进行姿态检测。
5.一种薄壁金属件车床桁架自动线的控制方法，其特征在于：其步骤包括薄壁圆筒类工件加工控制方法和薄壁轴盘类工件加工控制方法；
A、薄壁圆筒类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在薄壁件圆筒类环形六工位上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)三轴机械手移动至环形六工位上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)将抓取的毛胚工件固定到薄壁圆筒类工件车床上进行加工；
(5)在加工完成后，三轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁圆筒类工件的翻转台上进行工件翻转；
(6)工件翻转完成后，三轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(7)工件清洗完成后，三轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(8)在工件另一侧加工完成后，三轴机械手将工件从车床上取下并存放到环形六工位上下料机的下料位处；
B、薄壁轴盘类工件加工控制方法为：
(1)根据产线生产要求调配出相应工件的生产控制程序；
(2)通过人工在双排交替式上下料机的人工上料位上好毛胚工件料；
(3)两轴机械手移动至双排交替式上下料机处进行毛胚工件的抓取；
(4)抓取完成后，两轴机械手移动至上料工件姿态检测台处对抓取的工件进行工件姿态的检测，在工件姿态不正确时两轴机械手对抓取的工件进行姿态调整并重新进行工件姿态检测，在检测工件姿态正确后进行步骤(5)；
(5)通过两轴机械手将工件姿态正确的工件固定到薄壁轴盘类工件车床上进行加工；
(6)在加工完成后，两轴机械手从车床上对工件进行下料到薄壁轴盘类工件的翻转台上进行工件翻转；
(7)工件翻转完成后，两轴机械手从翻转台抓取工件到清洗机进行工件表面清理；
(8)工件清洗完成后，两轴轴机械手从清洗机抓取工件到车床上料进行工件的另一侧加工；
(9)在工件另一侧加工完成后，两轴机械手将工件从车床上取下并存放到双排交替式上下料机的下料位处。
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