CN111250730A - 一种机器人生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人生产线，其具有自动化程度高、生产效率高，且人工成本低的优点，其技术方案要点是包括上料装置、收料装置、数控车床A、数控车床B和用于夹持并移动工件的六关节机器人，上料装置、收料装置、数控车床A和数控车床B环绕六关节机器人设置，本发明适用于数控加工生产线技术领域。

Description

一种机器人生产线

技术领域

本发明属于数控加工生产线技术领域，特指一种机器人生产线。

背景技术

汽车活塞等零部件在生产过程中需要通过数控车床进行精加工，但每台数控车床往往需要配备一名操作人员进行上下料，且加工速度往往受到操作人员的操作时间影响，若其上下料时间较慢，则每小时的加工速度就会降低，而关节机器人是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，因此本发明将生产线设备进行改进，并将关节机器人应用于本生产线中，用于降低生产成本，提高效率。

此外机器换人,是推动传统制造业实现产业转型升级的一项重要举措，是以现代化、自动化的装备提升传统产业，推动技术红利替代人口红利，成为新的产业优化升级和经济持续增长的动力之源，对于技术进步、提升劳动力素质、提高企业生产效率、促进产业结构调整、推进工业转变发展方式等具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人生产线，其具有自动化程度高、生产效率高，且人工成本低的优点。

本发明的目的是这样实现的：一种机器人生产线，其特征在于：包括上料装置、收料装置、数控车床A、数控车床B和用于夹持并移动工件的六关节机器人，上料装置、收料装置、数控车床A和数控车床B环绕六关节机器人设置。

本发明进一步设置为：所述上料装置包括第一机架和分别设置于第一机架上的放料架、分料机构、送料机构、挡料机构、夹紧机构；

放料架，包括若干斜向设置的放料槽；

分料机构，位于放料槽出料端的上方，且用于将每条放料槽上的工件分个进入送料机构内；

送料机构，用于将工件逐个向前进行输送；

挡料机构，位于送料机构的首端，用于限制工件的输送位置；

夹紧机构，位于送料机构的首端上方，对工件起到夹紧或松开的作用。

本发明进一步设置为：所述分料机构包括第一分料组件和第二分料组件，第一分料组件和第二分料组件均包括升降气缸和若干分料杆，分料杆与升降气缸的伸缩端相连接，且分料杆位于分别对应设置于每个放料槽上方。

本发明进一步设置为：所述送料机构包括送料槽、送料气缸和送料杆，送料槽位于放料槽的出料端上，且用于供各放料槽内的工件落入送料槽内，送料杆位于送料槽的尾端，送料气缸安装于第一机架上且用于驱动送料杆移动送料。

本发明进一步设置为：所述挡料机构包括相连接的挡料板和挡料气缸，挡料板位于送料槽的首端前方，挡料气缸安装于第一机架上且用于驱动挡料板的平移。

本发明进一步设置为：所述夹紧机构包括相连接的夹紧块和夹紧气缸，夹紧块位于送料槽首端的上方，夹紧气缸安装于第一机架上且用于驱动夹紧块的升降。

本发明进一步设置为：所述收料装置包括第二机架、第一滑板、第二滑板、第一平移气缸、第二平移气缸，第一滑板和第二滑板呈上下平行设置，且第一滑板和第二滑板均与第二机架滑动连接，第一平移气缸安装于第二机架上且用于驱动第一滑板平移，第二平移气缸也安装于第二机架上且用于驱动第二滑板平移，第一滑板上和第二滑板上均设有周转筐。

本发明进一步设置为：所述第一滑板和第二滑板上均设有用于对收料框四周起到定位作用的定位块。

一种机器人生产线的生产方法，包括以下步骤：

一、操作者将待加工工件放入放料架上；

二、六关节机器人包括手抓A和手抓B，手抓A从放料架上抓取待加工工件，并放入数控车床A内进行加工；

三、六关节机器人的手抓A继续从放料架上抓取待加工工件，并放入数控车床B内进行加工；

四、六关节机器人的手抓A继续从放料架上抓取待加工工件，然后六关节机器人的手抓B从数控车床A内抓取已加工好的工件，并通过手抓A将带加工工件放入数控车床A内进行加工，然后将已加工工件放入收料架内；

五、六关节机器人的手抓A继续从放料架上抓取待加工工件，然后六关节机器人的手抓B从数控车床B内抓取已加工好的工件，并通过手抓B将带加工工件放入数控车床B内进行加工，然后将已加工工件放入收料架内；

六、重复步骤四和五。

通过采用上述技术方案，可以实现自动化加工，操作者只需要进行批量上料和批量下料，因此一个操作者就可以管理多条生产线，人工成本大大降低，且加工效率提高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中上料装置的俯视结构示意图；

图3是本发明中上料装置的立体结构示意图；

图4是本发明图3中A部放大结构示意图；

图5是本发明中收料装置的立体结构示意图；

图中附图标记为：1、上料装置；2、收料装置；3、数控车床A；4、数控车床B；5、六关节机器人；11、放料架；12、分料机构；13、送料机构；14、挡料机构；15、夹紧机构；16、接料槽；121、第一分料组件；122、第二分料组件；123、升降气缸；124、分料杆；125、连杆；131、送料槽；132、送料气缸；133、送料杆；141、挡料板；142、挡料气缸；151、夹紧块；152、夹紧气缸；21、第一滑板；22、第二滑板；23、第一平移气缸；24、第二平移气缸；25、定位块。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-5：

一种机器人生产线，其特征在于：包括上料装置1、收料装置2、数控车床A3、数控车床B4和用于夹持并移动工件的六关节机器人5，上料装置1、收料装置2、数控车床A3和数控车床B4环绕六关节机器人5设置。

数控车床A3、数控车床B4和六关节机器人5均为现有设备，上料装置1用于待加工工件的持续上料，收料装置2用于对已加工工件进收集，数控车床A3和数控车床B4的功能相同分别对工件进行加工，数控车床的数量可以根据工件的加工速度进行增加，六关节机器人5也称六轴关节机器人，可将上料装置1上的工件抓取至数控车床A3或数控车床B4内，加工完成后，再将工件抓取至收料装置2内，实现了自动化上下料及加工，大大提高加工效率，减少操作人员，加工成本降低。

所述上料装置1包括第一机架和分别设置于第一机架上的放料架11、分料机构12、送料机构13、挡料机构14、夹紧机构15；

放料架11，包括若干斜向设置的放料槽，使用时操作者需要将每个工件放置于放料槽内，工件会沿着倾斜的放料槽自动滚动进给；

分料机构12，位于放料槽出料端的上方，且用于将每条放料槽上的工件分个进入送料机构13内；

送料机构13，用于将工件逐个向前进行输送；

挡料机构14，位于送料机构13的首端，用于限制工件的输送位置；

夹紧机构15，位于送料机构13的首端上方，对工件起到夹紧或松开的作用。

所述分料机构12包括第一分料组件121和第二分料组件122，第一分料组件121和第二分料组件122均包括升降气缸123和若干分料杆124，分料杆124与升降气缸123的伸缩端相连接，且分料杆124位于分别对应设置于每个放料槽上方。

第一机架包括位于放料槽上出料端上方的两根横杆，升降气缸123安装于横杆上，多根分料杆124与升降气缸123的伸缩端之间通过设有一个连杆125进行连接，第一分料组件121上的粉料杆和第二分料组件122上的分料杆之间间隔一个工件位置距离；若第一分料组件121为位于靠近送料槽131的一侧，其原理为：当第一分料组件121上的分料杆124处于下降位置时，对放料槽内的工件起到限位作用；当第二分料组件122上的分料杆124处于下降位置时，且第一分料组件121上的分料杆124处于上升位置时，则位于放料槽出料端上的工件由于放料槽倾斜设置，会自动落入送料槽，而放料槽内其它工件由于第二分料组件122的分料杆124起到限位作用；当第一分料组件121的分料杆124处于下降位置时，且第二分料组件122的分料杆124处于上升位置时，则放料槽的其它工件继续进入放料槽的出料端内；通过重复上述步骤，对放料槽内的工件实现分料进给。

所述送料机构13包括送料槽131、送料气缸132和送料杆133，送料槽131位于放料槽的出料端上，且用于供各放料槽内的工件落入送料槽131内，送料杆133位于送料槽131的尾端，送料气缸132安装于第一机架上且用于驱动送料杆133移动送料。

送料气缸132定时驱动送料杆133将送料槽131内的工件向前推送，当推送完成后，送料气缸132驱动送料杆133复位，然后通过分料机构12，控制工件重新进入送料槽131内，然后重复上述步骤。

所述挡料机构14包括相连接的挡料板141和挡料气缸142，挡料板141位于送料槽131的首端前方，挡料气缸142安装于第一机架上且用于驱动挡料板141的平移。

当挡料气缸142驱动挡料板141伸至送料槽131的首端前方时，对送料槽131内的工件起到限位作用，避免工件被推料杆直接推出送料槽131；且挡料板141与送料槽131的首端之间具有一定间距，使得工件前端伸出送料槽131，方便六关节机器人5的抓取。

所述夹紧机构15包括相连接的夹紧块151和夹紧气缸152，夹紧块151位于送料槽131首端的上方，夹紧气缸152安装于第一机架上且用于驱动夹紧块151的升降。

由于送料槽131内最前端的工件只有部分位于送料槽131上，所以为了工件的稳定，需要通过夹紧块151进行固定，其中夹紧块151选用橡胶等柔性材料，避免对工件造成损坏；其工作步骤为：当挡料板141位于送料槽131的首端前方时，送料杆133进行送料；送料完成后，夹紧块151下降夹紧工件，同时挡料板141远离送料槽131的首端；然后六关节机器人5抓取位于送料槽131首端的工件，同时夹紧块151上升，使得工件可以被六关节机器人5抓取至数控车床上进行加工。

送料槽131的首端下方安装有接料槽16，避免挡料机构14或夹紧机构15出错时工件直接掉落至地面，对工件起到保护作用。

所述收料装置2包括第二机架、第一滑板21、第二滑板22、第一平移气缸23、第二平移气缸24，第一滑板21和第二滑板22呈上下平行设置，且第一滑板21和第二滑板22均与第二机架滑动连接，第一平移气缸23安装于第二机架上且用于驱动第一滑板21平移，第二平移气缸24也安装于第二机架上且用于驱动第二滑板22平移，第一滑板21上和第二滑板22上均设有周转筐。

其原理为：六关节机器人5会将已加工完成的工件放置于第一滑板21的周转筐内，当第一滑板21上的周转筐装满工件后，第一平移气缸23驱动第一滑板21向外移动，进行人工下料；同时第二滑板22位于最内侧，六关节机器人5会将已加工完成的工件继续放置于第二滑板22上的周转筐内；当第二滑板22上的周转筐也装满工件时，第二平移气缸24驱动第二滑板22向外移动，方便人工下料，同时第一平移气缸23驱动第一滑板21向内移动，使得第一滑板21上的周转筐实现继续收料，然后重复上述步骤；通过上述结构，可以实现不间断收料下料，设备结构简单，且效率高。

所述第一滑板21和第二滑板22上均设有用于对收料框四周起到定位作用的定位块25，提高稳定性和定位精度。

上料装置1和收料装置2的外侧还具有防护栏，提高安全性。

上述各执行元件可通过外设PLC控制柜进行控制，实现自动化控制。

一种机器人生产线的生产方法，包括以下步骤：

一、操作者将待加工工件放入放料架11上；

二、六关节机器人5包括手抓A和手抓B，手抓A从放料架11上抓取待加工工件，并放入数控车床A3内进行加工；

三、六关节机器人5的手抓A继续从放料架11上抓取待加工工件，并放入数控车床B4内进行加工；

四、六关节机器人5的手抓A继续从放料架11上抓取待加工工件，然后六关节机器人5的手抓B从数控车床A3内抓取已加工好的工件，并通过手抓A将带加工工件放入数控车床A3内进行加工，然后将已加工工件放入收料架内；

五、六关节机器人5的手抓A继续从放料架11上抓取待加工工件，然后六关节机器人5的手抓B从数控车床B4内抓取已加工好的工件，并通过手抓B将带加工工件放入数控车床B4内进行加工，然后将已加工工件放入收料架内；

六、重复步骤四和五。

通过上述步骤，实现了工件的自动上下料，且可通过多台数控车床进行同时加工，效率提高，且人员成本大幅下降。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人生产线，其特征在于：包括上料装置(1)、收料装置(2)、数控车床A(3)、数控车床B(4)和用于夹持并移动工件的六关节机器人(5)，上料装置(1)、收料装置(2)、数控车床A(3)和数控车床B(4)环绕六关节机器人(5)设置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述上料装置(1)包括第一机架和分别设置于第一机架上的放料架(11)、分料机构(12)、送料机构(13)、挡料机构(14)、夹紧机构(15)；

放料架(11)，包括若干斜向设置的放料槽；

分料机构(12)，位于放料槽出料端的上方，且用于将每条放料槽上的工件分个进入送料机构(13)内；

送料机构(13)，用于将工件逐个向前进行输送；

挡料机构(14)，位于送料机构(13)的首端，用于限制工件的输送位置；

夹紧机构(15)，位于送料机构(13)的首端上方，对工件起到夹紧或松开的作用。

3.根据权利要求2所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述分料机构(12)包括第一分料组件(121)和第二分料组件(122)，第一分料组件(121)和第二分料组件(122)均包括升降气缸(123)和若干分料杆(124)，分料杆(124)与升降气缸(123)的伸缩端相连接，且分料杆(124)位于分别对应设置于每个放料槽上方。

4.根据权利要求2所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述送料机构(13)包括送料槽(131)、送料气缸(132)和送料杆(133)，送料槽(131)位于放料槽的出料端上，且用于供各放料槽内的工件落入送料槽(131)内，送料杆(133)位于送料槽(131)的尾端，送料气缸(132)安装于第一机架上且用于驱动送料杆(133)移动送料。

5.根据权利要求2所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述挡料机构(14)包括相连接的挡料板(141)和挡料气缸(142)，挡料板(141)位于送料槽(131)的首端前方，挡料气缸(142)安装于第一机架上且用于驱动挡料板(141)的平移。

6.根据权利要求2所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述夹紧机构(15)包括相连接的夹紧块(151)和夹紧气缸(152)，夹紧块(151)位于送料槽(131)首端的上方，夹紧气缸(152)安装于第一机架上且用于驱动夹紧块(151)的升降。

7.根据权利要求1所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述收料装置(2)包括第二机架、第一滑板(21)、第二滑板(22)、第一平移气缸(23)、第二平移气缸(24)，第一滑板(21)和第二滑板(22)呈上下平行设置，且第一滑板(21)和第二滑板(22)均与第二机架滑动连接，第一平移气缸(23)安装于第二机架上且用于驱动第一滑板(21)平移，第二平移气缸(24)也安装于第二机架上且用于驱动第二滑板(22)平移，第一滑板(21)上和第二滑板(22)上均设有周转筐。

8.根据权利要求1所述的一种机器人生产线，其特征在于：所述第一滑板(21)和第二滑板(22)上均设有用于对收料框四周起到定位作用的定位块(25)。

9.一种机器人生产线的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、操作者将待加工工件放入放料架(11)上；

二、六关节机器人(5)包括手抓A和手抓B，手抓A从放料架(11)上抓取待加工工件，并放入数控车床A(3)内进行加工；

三、六关节机器人(5)的手抓A继续从放料架(11)上抓取待加工工件，并放入数控车床B(4)内进行加工；

四、六关节机器人(5)的手抓A继续从放料架(11)上抓取待加工工件，然后六关节机器人(5)的手抓B从数控车床A(3)内抓取已加工好的工件，并通过手抓A将带加工工件放入数控车床A(3)内进行加工，然后将已加工工件放入收料架内；

五、六关节机器人(5)的手抓A继续从放料架(11)上抓取待加工工件，然后六关节机器人(5)的手抓B从数控车床B(4)内抓取已加工好的工件，并通过手抓B将带加工工件放入数控车床B(4)内进行加工，然后将已加工工件放入收料装置内；

六、重复步骤四和五。

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