CN111730578B - 一种自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动化生产线，包括环形闭合的机械手轨道和与机械手轨道配合的开放的U型工装轨道，所述机械手轨道设置在工装轨道内侧，机械手轨道通过基座安装有机械手，多个所述基座活动安装在机械手轨道上，基座上向外延伸安装有同步架，同步架悬浮端设置有基座配合器，基座配合器伸入到工装盘上方，工装轨道上设置有用于放置加工件的工装盘，工装盘的后方设置有工装配合器，工装配合器与基座配合器接触可分离的安装；本发明机械手的数量即是生产效率提高的倍数，加快生产节奏，提高自动化生产线的生产水平，大大提高生产效率，改变传统的生产线的生产方式，是技术的革命性的进步。

Description

一种自动化生产线

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，尤其涉及一种自动化生产线。

背景技术

生产线是对大型产品生产中的生产流程，因为每个工序都是很多小步骤组成，因此，需要以生产线的形式实现，目前的生产线实现自动化都是以机械手在一定的直线轨道上进行来回的移动实现自动化操作，这种操作的机械手是单个的，并且一个生产工序配备单独的机械手，只有等机械手完成全部操作返回到原点位置时才能进行下一步的操作，这种形式是目前最为常见的也是最有效的替代人工的操作的方式，但是这种生产线的生产效率依然没有提高的很多，毕竟在机械手回程的过程中存在时间上空置期，如果是简单的机械手操作这种方式影响不是很大，但是在复杂的机械手操作的过程中需要较长的操作时间，机械手的运行轨道相对设置的较长，机械手回程的时间必然增加，使得加工的效率地下，例如，在机械手进行焊接作业时，需要多多个角度多个位置进行自动化的焊接，若是固定位置的操作，则下一工件只有等待该加工件完成后才能进入，若是单个可以移动的机械手同步移动，机械手则需要一个回程的时间，这样的方式不能很好的改变固定位置机械手的效率。

因此，需要一个可以在生产线中有多个机械手进行轮流的操作，并且机械手的操作对工件的加工是连续的，并且机械手没有回程时间或者回程的路线，将这一部分时间省去，更好的提高自动化生产线自动化水平并且更高的提高生产效率是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种自动化生产线，以解决机械手加工回程时间长，自动化效率不高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种自动化生产线，包括环形闭合的机械手轨道和与机械手轨道配合的开放的U型工装轨道，所述机械手轨道设置在工装轨道内侧，机械手轨道通过基座安装有机械手，多个所述基座活动安装在机械手轨道上，基座上设置有用于其移动的驱动电机，驱动电机与机械手轨道外侧导轨配合安装，基座上向外延伸安装有同步架，同步架悬浮端设置有基座配合器，基座配合器伸入到工装盘上方，工装轨道上设置有用于放置加工件的工装盘，工装盘的后方设置有工装配合器，工装配合器与基座配合器接触可分离的安装；

所述工装配合器尾部设置有多个插线柱，插线柱为刚性，多个插线柱之间设置有用于定位柱安装的插线槽，插线槽宽度大于定位柱的宽度，插线槽的内部设置有电磁圈，电磁圈与吸附块配合安装；

所述基座配合器通过导向座安装在同步架上，导向座上设置有配合盘，配合盘的前端设置有定位组件，定位组件用于与插线柱配合。

作为本发明进一步的方案，所述机械手轨道为腰型结构，机械手轨道两边平行设置，平行的机械手轨道上下分别设置有半圆环形的回转轨道和同步轨道，回转轨道用于将机械手与工装盘分离，同步轨道用于机械手与工装盘在非直线运动的情况下保持同步运动。

作为本发明进一步的方案，所述机械手轨道和工装轨道均采用双轨道的形式，机械手轨道的外侧轨道内部设置有齿条，双轨道的上表面均为水平导轨，水平导轨需要进行定位和调节。

作为本发明进一步的方案，所述回转轨道与同步轨道的端点位置均设置有用于相应的机械手启动操作和停止操作的位置开关，回转轨道在工装轨道开口的方向设置有停止操作开关，回转轨道在工装轨道入口的方向设置有启动操作开关，同步轨道在工装轨道进入圆弧形轨道位置设置有停止操作开关，同步轨道在工装轨道出圆弧轨道位置设置有启动操作开关。

作为本发明进一步的方案，所述基座上方设置有驱动电机和机械手座，驱动电机和机械手座均与基座固定安装，机械手座是机械手的安装基准，机械手座上安装有垂直于基座的定位轴，定位轴是机械手的基准轴。

作为本发明进一步的方案，所述工装盘上方设置有工装和工装配合器，工装设置在工装盘移动方向的前半部分，工装配合器设置在相对于工装的后方。

作为本发明进一步的方案，所述工装配合器与工装盘之间设置有用于导向座插入定位的配合槽，配合槽的高度大于导向座厚度。

作为本发明进一步的方案，所述同步架固定安装在安装板上，安装板通过螺栓固定安装有L架，L架一端架空安装，L架的架空高度低于工装配合器的安装高度。

作为本发明进一步的方案，所述定位组件包括多个等距离间隙设置的定位柱，定位柱为T型，定位柱的前端设置有吸附块，定位柱之间设置有定位槽，定位槽是插线柱水平插入的位置，定位槽的底端设置有接触开关。

作为本发明进一步的方案，所述工装轨道在同步轨道的外侧设置有工装同步轨道，工装同步轨道与同步轨道同步传动。

本发明提供了一种自动化生产线，有益效果在于：本发明采用闭环的机械手轨道将机械手始终在一个环形的轨道上旋转转动，并且在循环转动中对复杂的加工件进行操作，对同步轨道不好定位的部分停止操作，保持加工的精度，机械手轨道与工装轨道采用完全等距离的安装，保持移动的相对静止，可以使机械手保持精确地操作，基座与工装盘的移动采用多组插线柱与接触开关的组合信号传递，确保基座与工装盘在运行时的同步并且保持其一致性，出现偏差机械手立即停止作业，避免对加工件造成损坏，从而造成成本的增加，这种方式，避免了单个直线移动的机械手轨道的回程时间，机械手轨道上可以设置有多个机械手顺序作业，机械手轨道上保持满负荷的运行，机械手的数量即是生产效率提高的倍数，加快生产节奏，提高自动化生产线的生产水平，大大提高生产效率，改变传统的生产线的生产方式，是技术的革命性的进步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他附图。

图1为本发明实施例提供的生产线整体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的机械手安装结构示意图。

图3为本发明实施例提供的工装配合器安装结构示意图。

图4为本发明实施例提供的基座配合器安装结构示意图。

图5为本发明实施例提供的工装配合器与基座配合器分离结构示意图。

图中：1、机械手轨道；11、回转轨道；12、同步轨道；13、齿条；14、水平导轨；2、工装轨道；21、工装同步轨道；3、机械手；31、基座；32、驱动电机；33、机械手座；34、定位轴；4、工装盘；41、工装；42、转运支架；5、同步架；51、安装板；52、L架；6、工装配合器；61、插线柱；62、插线槽；63、电磁圈；7、基座配合器；71、导向座；72、配合盘；73、定位组件；74、定位柱；75、吸附块；76、定位槽；77、接触开关。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1-图5所示，本发明实施例提供的一种自动化生产线，包括环形闭合的机械手轨道1和与机械手轨道1配合的开放的U型工装轨道2，机械手轨道1设置在工装轨道2内侧，机械手3在机械手轨道1上沿着机械手轨道1运动，机械手3对工装轨道2上的零部件进行自动化的操作，机械手轨道1通过基座31安装有机械手3，多个基座31活动安装在机械手轨道1上，基座31上设置有用于其移动的驱动电机32，驱动电机32与机械手轨道1外侧导轨配合安装，使其在齿轮与齿条13的作用下演着机械手轨道1做环形的运动，基座31上向外延伸安装有同步架5，同步架5悬浮端设置有基座配合器7，基座配合器7伸入到工装盘4上方，工装轨道2上设置有用于放置加工件的工装盘4，工装盘4的后方设置有工装配合器6，工装配合器6与基座配合器7接触可分离的安装，使工装盘4在机械手3操作的过程中，工装盘4与机械手3同步移动，这样可以保证机械手3在工装盘4上的操作具有稳定性和同步性，使机械手3的定位程序精确，避免出现错误的情况。

优选的，机械手轨道1为腰型结构，机械手轨道1两边平行设置，平行的机械手轨道1上下分别设置有半圆环形的回转轨道11和同步轨道12，回转轨道11用于将机械手3与工装盘4分离，同步轨道12用于机械手3与工装盘4在非直线运动的情况下保持同步运动，该位置时机械手3可以停止对工装盘4的操作，避免在弧线移动中不能准确定位工件的位置，从而不能精确地对零件进行加工。

为了保持平衡，机械手轨道1和工装轨道2均采用双轨道的形式，机械手轨道1的外侧轨道内部设置有齿条13，双轨道的上表面均为水平导轨14，水平导轨14需要进行定位和调节，确保整个生产线的水平导轨14在同一水平面上。

优选的，回转轨道11与同步轨道12的端点位置均设置有用于相应的机械手3启动操作和停止操作的位置开关，回转轨道11在工装轨道2开口的方向设置有停止操作开关，回转轨道11在工装轨道2入口的方向设置有启动操作开关，同步轨道12在工装轨道2进入圆弧形轨道位置设置有停止操作开关，同步轨道12在工装轨道2出圆弧轨道位置设置有启动操作开关，因为，机械手3的操作是需要预先设定定位基准，并且在预设的程序中进行定位和操作，本申请的停止操作开关即是在进行位置变更时进行停止操作，待回到直线轨道上时再进行操作，在程序的设定上，可以将机械手3的操作分成两个过程，即行程时完成必要的操作，回程时采用X轴和Y轴相反的程序设定，即两个方向的操作是X轴和Y轴在矢量方向上的不同，Z轴的方向不变，编程时根据机械手3的操作特点进行反向编程或者重新调整机械手3的矢量关系，这种调整的起点和终点均是通过位置开关实现。

优选的，工装轨道2在同步轨道12的外侧设置有工装同步轨道21，工装同步轨道21实现与同步轨道12的同步传动作用，并且保持二者的同步运行，工装轨道2在与机械手轨道1配合的部分均为自由结构，工装盘4的移动由机械手3驱动，从而实现同步。

优选的，基座31上方设置有驱动电机32和机械手座33，驱动电机32和机械手座33均与基座31固定安装，机械手座33是机械手3的安装基准，机械手座33上安装有垂直于基座31的定位轴34，定位轴34是机械手3的基准轴，也是机械手3中Z轴的方向，XY轴垂直于定位轴34，将机械手3的基准轴设置在基准上，虽然基座31是移动的，但是基座31与工装盘4是同步移动的，因此，机械手3在作用时，仍然可以以自身作为基准进行操作，并且可以在基座31的固定位置上放置需要与加工件装配的零部件，机械手3的抓取和操作都是在相对的静止状态下完成，并不受其沿着轨道移动的限制。

优选的，工装盘4下方设置有转运支架42，转运支架42用于后续工序中的位置调整，工装盘4上方设置有工装41和工装配合器6，工装41设置在工装盘4移动方向的前半部分，工装配合器6设置在相对于工装41的后方，工装配合器6需要与基座配合器7配合使用，因此工装配合器6的安装和使用是没有高于其的设置，否则会造成阻挡，工装41是机械手3的操作范围，工装41与基座31间隔设置，并且工装42下方的滚动装置是活动的可转向的。

优选的，工装配合器6与工装盘4之间设置有用于导向座71插入定位的配合槽，配合槽的高度大于导向座71厚度。

优选的，同步架5固定安装在安装板51上，安装板51通过螺栓固定安装有L架52，L架52一端架空安装，L架52的架空高度低于工装配合器6的安装高度，使工装配合器6与基座配合器7可以方便插入安装。

优选的，工装配合器6尾部设置有多个插线柱61，插线柱61为刚性，插线柱61的外侧包塑处理，多个插线柱61之间设置有用于定位柱74安装的插线槽62，插线槽62宽度大于定位柱74的宽度，插线槽62的内部设置有电磁圈63，电磁圈63与吸附块75配合安装，向控制终端传递基座31与工装盘4连接与否的情况，每个电磁圈63均设置有标准值，即在超过标准值时，电磁圈63与吸附块75脱离安装，此时系统出现报警，基座31与工装盘4不能实现同步传动和不在预定的轨道中。

优选的，基座配合器7通过导向座71安装在同步架5上，导向座71上设置有配合盘72，配合盘72是电子元器件以及将基座配合器7固定安装在同步架5的结构，配合盘72的前端设置有定位组件73，定位组件73用于与插线柱61配合，从而实现基座31与工装盘4连接状态的电学信号传递的目的。

优选的，定位组件73包括多个等距离间隙设置的定位柱74，定位柱74为T型，定位柱74的前端设置有吸附块75，吸附块75的材料为铁钴镍的一种，可以与电磁圈63吸附安装，定位柱74之间设置有定位槽76，定位槽76是插线柱61水平插入的位置，定位槽76的底端设置有接触开关77，接触开关77与插线柱61的接触配合实现位置的定位。

本发明的工作原理：环形闭合的机械手轨道1上设置有多个基座31和机械手，工装盘4将待加工件从U型工装轨道2送入到机械手轨道1的直线部分，基座31从回转轨道11将机械手送入到机械手轨道1的直线部分，基座31上的同步架5随着基座31移动到工装盘4的上方，此时，基座配合器7与工装配合器6在同一水平面上，定位柱74插入在插线槽62中，插线柱61插入在定位槽76中，并且当所有的插线柱61均出发接触开关77时机械手3开始运行操作程序，当出现任意接触开关77断开，机械手3停止运行，此时出现机械手3与工装盘4轨道不同步或者脱离的情况，当基座31进入到同步轨道12时，触发开关使机械手3停止作业，当基座31出同步轨道12时，触发启动开关，机械手3再次在工装盘4上进行操作，当工装盘4进入到U型工装轨道2出口位置时，机械手3操作完毕，同步架5将工装盘4推入到其下一轨道中，基座31进入回转轨道11中，对下一个从U型工装轨道2进入的工装盘4进行操作。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种自动化生产线，其特征在于，包括环形闭合的机械手轨道(1)和与机械手轨道(1)配合的开放的U型工装轨道(2)，所述机械手轨道(1)设置在工装轨道(2)内侧，机械手轨道(1)通过基座(31)安装有机械手(3)，多个所述基座(31)活动安装在机械手轨道(1)上，基座(31)上设置有用于其移动的驱动电机(32)，驱动电机(32)与机械手轨道(1)外侧导轨配合安装，基座(31)上向外延伸安装有同步架(5)，同步架(5)悬浮端设置有基座配合器(7)，基座配合器(7)伸入到工装盘(4)上方，工装轨道(2)上设置有用于放置加工件的工装盘(4)，工装盘(4)的后方设置有工装配合器(6)，工装配合器(6)与基座配合器(7)接触可分离的安装；

所述工装配合器(6)尾部设置有多个插线柱(61)，插线柱(61)为刚性，多个插线柱(61)之间设置有用于定位柱(74)安装的插线槽(62)，插线槽(62)宽度大于定位柱(74)的宽度，插线槽(62)的内部设置有电磁圈(63)，电磁圈(63)与吸附块(75)配合安装；

所述基座配合器(7)通过导向座(71)安装在同步架(5)上，导向座(71)上设置有配合盘(72)，配合盘(72)的前端设置有定位组件(73)，定位组件(73)用于与插线柱(61)配合；

所述定位组件(73)包括多个等距离间隙设置的定位柱(74)，定位柱(74)为T型，定位柱(74)的前端设置有吸附块(75)，定位柱(74)之间设置有定位槽(76)，定位槽(76)是插线柱(61)水平插入的位置，定位槽(76)的底端设置有接触开关(77)。

2.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于，所述机械手轨道(1)为腰型结构，机械手轨道(1)两边平行设置，平行的机械手轨道(1)上下分别设置有半圆环形的回转轨道(11)和同步轨道(12)，回转轨道(11)用于将机械手(3)与工装盘(4)分离，同步轨道(12)用于机械手(3)与工装盘(4)在非直线运动的情况下保持同步运动。

3.根据权利要求2所述的自动化生产线，其特征在于，所述机械手轨道(1)和工装轨道(2)均采用双轨道的形式，机械手轨道(1)的外侧轨道内部设置有齿条(13)，双轨道的上表面均为水平导轨(14)。

4.根据权利要求3所述的自动化生产线，其特征在于，所述回转轨道(11)与同步轨道(12)的端点位置均设置有用于相应的机械手(3)启动操作和停止操作的位置开关，回转轨道(11)在工装轨道(2)开口的方向设置有停止操作开关，回转轨道(11)在工装轨道(2)入口的方向设置有启动操作开关，同步轨道(12)在工装轨道(2)进入圆弧形轨道位置设置有停止操作开关，同步轨道(12)在工装轨道(2)出圆弧轨道位置设置有启动操作开关。

5.根据权利要求4所述的自动化生产线，其特征在于，所述基座(31)上方设置有驱动电机(32)和机械手座(33)，驱动电机(32)和机械手座(33)均与基座(31)固定安装，机械手座(33)是机械手(3)的安装基准，机械手座(33)上安装有垂直于基座(31)的定位轴(34)，定位轴(34)是机械手(3)的基准轴。

6.根据权利要求5所述的自动化生产线，其特征在于，所述工装盘(4)上方设置有工装(41)和工装配合器(6)，工装(41)设置在工装盘(4)移动方向的前半部分，工装配合器(6)设置在相对于工装(41)的后方。

7.根据权利要求6所述的自动化生产线，其特征在于，所述工装配合器(6)与工装盘(4)之间设置有用于导向座(71)插入定位的配合槽，配合槽的高度大于导向座(71)厚度。

8.根据权利要求7所述的自动化生产线，其特征在于，所述同步架(5)固定安装在安装板(51)上，安装板(51)通过螺栓固定安装有L架(52)，L架(52)一端架空安装，L架(52)的架空高度低于工装配合器(6)的安装高度。

9.根据权利要求8所述的自动化生产线，其特征在于，所述工装轨道(2)在同步轨道(12)的外侧设置有工装同步轨道(21)，工装同步轨道(21)与同步轨道(12)同步传动。

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