CN112045475A - 一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法，包括若干加工设备和干燥箱，若干加工设备和干燥箱沿水平方向依次排列，还包括设置在地面上的滑轨、安装在滑轨上的上料机械手、架设在滑轨上方的行架、滑动连接在行架上的下料机械手以及传输机构，滑轨的长度方向与若干加工设备的排列方向相同，传输机构处在干燥箱远离加工设备的一侧，下料机械手沿行架在传输机构和干燥箱之间移动。工件在相邻加工设备之间的转移则由上料机械手来完成，实现全面的自动化生产，有效提高加工效率。为了防止干燥后的工件再次沾染到冷却液，采用下料机械手替代上料机械手来搬运干燥后的工件，降低工件受到冷却液的侵蚀，保障工件的质量。

Description

一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法

技术领域

本申请涉及自动化制造的领域，尤其是涉及一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法。

背景技术

汽车零部件的生产需要工件经过多道工序的加工，例如加工具有孔洞的汽车零部件时就需要将工件依次进行打孔、车削和干燥等工序，每道工序均会使用相应的设备来完成。

而在传统生产过程中，工人通过人工上料的方式将工件安装到相应的设备上，设备自动进行加工。工件完成当前工序的加工后，工人再将工件从对应的设备上取出并继续下一道工序的加工。为了保证生产效率，工人需要时刻关注设备的加工进度，一旦上一道工序完成，就要将工件转移到下一道工序中，但工人的注意力难以长期保持高度集中状态，实际上的生产效率会受到影响。

发明内容

为了提高生产效率，本申请提供一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法。

第一方面，本申请提供一种用于汽车零部件制造的加工系统，采用如下的技术方案：

一种用于汽车零部件制造的加工系统，包括若干加工设备和干燥箱，若干加工设备和干燥箱沿水平方向依次排列，还包括设置在地面上的滑轨、安装在滑轨上的上料机械手、架设在滑轨上方的行架、滑动连接在行架上的下料机械手以及传输机构，所述滑轨的长度方向与若干加工设备的排列方向相同，且滑轨的一端靠近干燥箱，滑轨的另一端靠近远离干燥箱的加工设备，所述传输机构处在干燥箱远离加工设备的一侧，所述下料机械手沿行架在传输机构和干燥箱之间移动。

通过采用上述技术方案，工件的多道加工工序仍分别由若干加工设备来依次完成，工件在相邻加工设备之间的转移则由上料机械手来完成，实现全面的自动化生产，有效提高加工效率。另外，加工设备中均会采用冷却液喷淋的方式以降低加工过程中工件的温度，在加工完成后工件需在干燥箱内完成干燥，上料机械手在夹持沾有冷却液的工件的过程中难免会附着上冷却液，为了防止工件再次沾染到冷却液，采用下料机械手替代上料机械手来搬运干燥后的工件，降低工件受到冷却液的侵蚀，保障工件的质量。

优选的，所述下料机械手包括底座、升降部、转动部和气动夹爪，所述底座滑动连接在行架上，所述升降部连接在底座和转动部之间，所述转动部包括连接在升降部上的气动部和连接在气动夹爪上的换向部，所述换向部和气动部之间转动连接。

通过采用上述技术方案，工件在干燥箱中一般呈竖直状态放置，下料机械手在夹持工件时，气动夹爪需要呈水平状态，而夹持完成后，气动夹爪通过转动部的转动从水平状态转变成竖直状态，此时的工件变成水平状态，从而使工件能够被稳定地放置在传输机构上。

优选的，所述气动夹爪上安装有检测模块，还包括处理器，所述处理器耦接于检测模块以接收检测模块输出的检测数据并响应检测数据以控制干燥箱的运行时间。

通过采用上述技术方案，在将工件从干燥箱中取出前，先使用检测模块对工件上是否残留有冷却液进行检测，若工件上仍残留有冷却液，说明干燥箱的干燥时间还不够久，处理器自动增长干燥箱的干燥时间，以改善后续的干燥效果。

优选的,所述传输机构包括支撑台、设置在支撑台上的传输带以及驱动传输带转动的驱动电机，所述支撑台靠近干燥箱的端部顶部安装有第一工件检测装置，所述支撑台远离干燥箱的端部顶部安装有第二工件检测装置，所述第一工件检测装置用于控制驱动电机启动，所述第二工件检测装置用于控制驱动电机关闭。

通过采用上述技术方案，传输带并不是一直在工作，只有当工件被放置到支撑台靠近干燥箱的端部时，第一工件检测装置检测到工件才会控制驱动电机启动，传输带开始工作；而当工件被第二工件检测装置检测到时，第二工件检测装置控制驱动电机停机，传输带停止传输。

优选的，所述传输机构有两个，两个传输机构并列设置，所述行架包括支撑架和滑动连接在支撑架上的横梁，所述下料机械手滑动连接在横梁上，且下料机械手沿横梁的长度方向滑动，所述横梁在支撑架上的滑动方向垂直与横梁的长度方向。

通过采用上述技术方案，每个工件的加工时长相对较长，理论上一个工件加工完成到另一个工件加工完成的这段时间内，工人会将加工好的工件从传输机构上取走，而现在设置两个传输机构，一旦上一个工件未被取走，下料机械手可以将后一个工件放置在另一台传输机构上，增长允许工人取走工件的时间。

第二方面，本申请提供一种用于汽车零部件制造的加工方法，采用如下的技术方案：

一种用于汽车零部件制造的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1,若干加工设备按加工顺序依次对工件进行加工，工件在加工设备之间的移动通过上料机械手完成；

步骤S2，上料机械手将工件放置到干燥箱中，干燥箱在预定的时间内对工件进行干燥；

步骤S3，下料机械手将工件从干燥箱中取出并将工件送入到传输机构上，由传输机构将工件运输到指定位置。

优选的，所述步骤S3中下料机械手在将工件从干燥箱中取出前，下料机械手上的检测模块检测工件上是否残留有冷却液，若工件上仍残留有冷却液，则增长干燥箱的预定的干燥时间。

优选的, 所述传输机构运输工件的具体方式为：第一工件检测装置检测到工件被放置到传输带上，第一工件检测装置向处理器发送第一检测信号，处理器根据第一检测信号控制驱动电机工作，传输带带动工件移动；当第二工件检测装置检测到工件时，第二工件检测装置向处理器发送第二检测信号，处理器控制驱动电机停止工作。

优选的, 所述传输机构有两个，其中一个传输机构靠近干燥箱，另一个传输机构远离干燥箱；处理器未接收到第二检测信号时，处理器控制下料机械手将工件放置在靠近干燥箱的传输机构上；处理器接收到一个第二检测信号时，处理器控制下料机械手将工件放置在未发出第二检测信号的传输机构上；处理器同时接收两个第二检测信号时，处理器控制整个加工系统暂停工作。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过上料机械手和下料机械手的分工，既实现自动化生产，提高工件的加工效率，又可以降低工件再次被冷却液沾染的可能性，提高工件的品质；

2.通过设置处理器和检测模块，及时对工件的干燥程度进行判断，减少残次品的产生，并且能够及时对干燥箱的干燥时间进行校准，有利于提高后续的干燥效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的出料机构的结构示意图。

图3是本申请实施例的下料机械手的结构示意图。

图4是本申请实施例的出料机构中的系统框图。

附图标记说明：1、加工设备；2、干燥箱；3、滑轨；4、上料机械手；5、行架；51、支撑架；52、横梁；6、下料机械手；61、底座；62、升降部；621、第一气缸；622、第二气缸；623、安装板；624、滑动板；63、转动部；631、气动部；632、换向部；64、气动夹爪；7、传输机构；71、支撑台；72、传输带；8、检测模块；9、第一工件检测装置；10、第二工件检测装置；11、处理器。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于汽车零部件制造的加工系统，参照图1，包括若干加工设备1、干燥箱2、滑轨3和上料机械手4。若干加工设备1为不同类型的数控机床，例如车床、镗床等，加工设备1按工件的加工工序从远到近地排列在干燥箱2的一端上。滑轨3固定在地面上，滑轨3的一端靠近干燥箱2，滑轨3的另一端靠近与干燥箱2距离最远的加工设备1。所有加工设备1和干燥箱2上供工件进出的开口均朝向滑轨3一侧设置。上料机械手4滑动连接在滑轨3上并且可沿滑轨3的长度方向进行滑动。

工件通过上料机械手4被装入到加工设备1中，加工设备1对工件加工完成后，上料机械手4将工件取出并继续进行下一道工序的加工，直到所有工序加工完成，上料机械手4将工件放入到干燥箱2中进行干燥。

参见图1、图2，本申请实施例的加工系统还包括用于成品工件出料的出料机构，出料机构包括传输机构7、行架5和下料机械手6。传输机构7有两个，两个传输机构7并排放置在干燥箱2远离加工设备1的一端上，且滑轨3的端部处在两个传输机构7之间。行架5架设在滑轨3靠近干燥箱2的端部的上方，下料机械手6滑动连接在行架5上，且下料机械手6用于将工件从干燥箱2中运输到传输机构7上。

参见图1、图2，行架5包括支撑架51和滑动连接在支撑架51上的横梁52。横梁52的长度方向垂直于滑轨3的长度方向，横梁52的滑动方向与滑轨3的长度方向一致。下料机械手6滑动连接在横梁52上，且下料机械手6沿横梁52的长度方向滑动。支撑架51和横梁52上均安装有丝杆和相应的驱动丝杆转动的电机，横梁52与支撑架51上的丝杆螺纹连接，下料机械手6与横梁52上的丝杆螺纹连接，因此横梁52或是下料机械手6的滑动均由相应丝杆转动而产生的。

参见图2、图3，下料机械手6包括底座61、升降部62、转动部63和气动夹爪64。升降部62由第一气缸621、第二气缸622、安装板623和滑动板624构成。转动部63包括气动部631和转向部。底座61滑动连接在横梁52上，第一气缸621固定在底座61的顶部上，第一气缸621的输出轴竖直朝下并连接在滑动板624的顶部上，滑动板624滑动连接在底座61上，第二气缸622固定在滑动板624的底部上，第二气缸622的输出轴竖直朝上并连接在安装板623上。气动部631为旋转气缸，旋转气缸固定在安装板623上，且旋转气缸的输出轴倾斜朝下设置。换向部632为横截面呈三角状的安装座，换向部632的底部固定在旋转气缸的输出轴上，气动夹爪64安装在换向部632的一个侧壁上。结合图4，气动夹爪64的夹持部位上安装有检测模块8，检测模块8用于检测工件上是否残留有冷却液，检测模块8可以为反射式光电传感器，利用光线在空气中和冷却液中不同的反射率来判断是否存在冷却液。

参见图2、图4，传输机构7包括支撑台71、设置在支撑台71上的传输带72以及驱动传输带72转动的驱动电机，支撑台71靠近干燥箱2的一端的顶部安装有第一工件检测装置9，支撑台71远离干燥箱2的一端的顶部安装有第二工件检测装置10。出料机构还包括处理器11，第一工件检测装置9、第二工件检测装置10和检测模块8均耦接于处理器11。第一工件检测装置9为压力传感器、第二工件检测装置10为一组对射式光电开关。

当工件被放置在传输带72靠近干燥箱2的端部上时，压力传感器受到工件的重力挤压，从而使压力传感器输出第一检测信号，处理器11接受到第一检测信号后控制驱动电机工作，传输带72开始携带工件向支撑台71的另一端移动。当工件移动到对射式光电开关之间时，光信号被遮挡，对射式光电开关输出第二检测信号，处理器11响应第二检测信号控制驱动电机停机，工件停留在当前位置以等待工人取走。

本申请实施例还公开一种用于汽车零部件制造的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1，对工件进行加工。

工件从远离干燥箱2的一端开始往干燥箱2方向依次在加工设备1中完成加工。当前加工设备1加工完成工件后，上料机械手4将工件取出并继续进行下一道工序的加工，直到所有工序加工完成。

步骤S2，对工件进行干燥。

上料机械手4将工件放置到干燥箱2中，干燥箱2内的工件呈竖直设置。干燥箱2的开口闭合并开始工作。干燥箱2具有定时功能，干燥箱2在预定的时间内一直对工件进行干燥，当预定时间结束后，干燥箱2停止工作并重新开启开口。

步骤S3，工件的出料。

下料机械手6通过行架5移动到干燥箱2的前方，并将气动夹爪64伸入到干燥箱2中。此时气动夹爪64呈水平设置，气动夹爪64先不动作，由检测模块8先对工件表面进行检测，若工件表面仍残留有冷却液，则气动夹爪64从干燥箱2内伸出，处理器11将干燥箱2的预定时间上调，并控制干燥箱2再次对工件进行干燥，此次的干燥时间为调后的预定时间与调节前的预定时间的差值。工件表面没有冷却液后，气动夹爪将工件夹持住并带出干燥箱2，旋转气缸工作以将气动夹爪64从水平状态调整到竖直状态，此时的工件为水平状态。

下料机械手6受处理器11的控制将干燥后的工件放置到空闲的传输机构7上。具体的传输机构7的选择方式为：处理器11未接收到任何第二检测信号时，处理器11控制下料机械手6将工件放置在靠近干燥箱2的传输机构7上。相应传输机构7上的第一工件检测装置9检测到工件后，第一工件检测装置9向处理器11发送第一检测信号，处理器11根据第一检测信号控制驱动电机工作，传输带72带动工件移动；当相应的第二工件检测装置10检测到工件时，第二工件检测装置10向处理器11发送第二检测信号，处理器11控制驱动电机停止工作。工件停留在当前位置，第二工件检测装置10持续发出第二检测信号。处理器11在只接收到一个第二检测信号的情况下，处理器11控制下料机械手6将后一个工件放置在未发出第二检测信号的传输机构7上。之后，若两个传输机构7上的工件均未被工人及时取走，处理器11就会同时接收两个第二检测信号，此时处理器11控制整个加工系统暂停工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于汽车零部件制造的加工系统，包括若干加工设备(1)和干燥箱(2)，若干加工设备(1)和干燥箱(2)沿水平方向依次排列，其特征在于：还包括设置在地面上的滑轨(3)、安装在滑轨(3)上的上料机械手(4)、架设在滑轨(3)上方的行架(5)、滑动连接在行架(5)上的下料机械手(6)以及传输机构(7)，所述滑轨(3)的长度方向与若干加工设备(1)的排列方向相同，且滑轨(3)的一端靠近干燥箱(2)，滑轨(3)的另一端靠近远离干燥箱(2)的加工设备(1)，所述传输机构(7)处在干燥箱(2)远离加工设备(1)的一侧，所述下料机械手(6)沿行架(5)在传输机构(7)和干燥箱(2)之间移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车零部件制造的加工系统，其特征在于：所述下料机械手(6)包括底座(61)、升降部(62)、转动部(63)和气动夹爪(64)，所述底座(61)滑动连接在行架(5)上，所述升降部(62)连接在底座(61)和转动部(63)之间，所述转动部(63)包括连接在升降部(62)上的气动部(631)和连接在气动夹爪(64)上的换向部(632)，所述换向部(632)和气动部(631)之间转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车零部件制造的加工系统及其加工方法，其特征在于：所述气动夹爪(64)上安装有检测模块(8)，还包括处理器(11)，所述处理器(11)耦接于检测模块(8)以接收检测模块(8)输出的检测数据并响应检测数据以控制干燥箱(2)的运行时间。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车零部件制造的加工系统，其特征在于：所述传输机构(7)包括支撑台(71)、设置在支撑台(71)上的传输带(72)以及驱动传输带(72)转动的驱动电机，所述支撑台(71)靠近干燥箱(2)的端部顶部安装有第一工件检测装置(9)，所述支撑台(71)远离干燥箱(2)的端部顶部安装有第二工件检测装置(10)，所述第一工件检测装置(9)用于控制驱动电机启动，所述第二工件检测装置(10)用于控制驱动电机关闭。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车零部件制造的加工系统，其特征在于：所述传输机构(7)有两个，两个传输机构(7)并列设置，所述行架(5)包括支撑架(51)和滑动连接在支撑架(51)上的横梁(52)，所述下料机械手(6)滑动连接在横梁(52)上，且下料机械手(6)沿横梁(52)的长度方向滑动，所述横梁(52)在支撑架(51)上的滑动方向垂直与横梁(52)的长度方向。

6.一种用于汽车零部件制造的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1,若干加工设备(1)按加工顺序依次对工件进行加工，工件在加工设备(1)之间的移动通过上料机械手(4)完成；

步骤S2，上料机械手(4)将工件放置到干燥箱(2)中，干燥箱(2)在预定的时间内对工件进行干燥；

步骤S3，下料机械手(6)将工件从干燥箱(2)中取出并将工件送入到传输机构(7)上，由传输机构(7)将工件运输到指定位置。

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车零部件制造的加工方法，其特征在于：所述步骤S3中下料机械手(6)在将工件从干燥箱(2)中取出前，下料机械手(6)上的检测模块(8)检测工件上是否残留有冷却液，若工件上仍残留有冷却液，则增长干燥箱(2)的预定的干燥时间。

8.根据权利要求6所述的一种用于汽车零部件制造的加工方法，其特征在于，所述传输机构(7)运输工件的具体方式为：第一工件检测装置(9)检测到工件被放置到传输带(72)上，第一工件检测装置(9)向处理器(11)发送第一检测信号，处理器(11)根据第一检测信号控制驱动电机工作，传输带(72)带动工件移动；当第二工件检测装置(10)检测到工件时，第二工件检测装置(10)向处理器(11)发送第二检测信号，处理器(11)控制驱动电机停止工作。

9.根据权利要求8所述的一种用于汽车零部件制造的加工方法，其特征在于：所述传输机构(7)有两个，其中一个传输机构(7)靠近干燥箱(2)，另一个传输机构(7)远离干燥箱(2)；处理器(11)未接收到第二检测信号时，处理器(11)控制下料机械手(6)将工件放置在靠近干燥箱(2)的传输机构(7)上；处理器(11)接收到一个第二检测信号时，处理器(11)控制下料机械手(6)将工件放置在未发出第二检测信号的传输机构(7)上；处理器(11)同时接收两个第二检测信号时，处理器(11)控制整个加工系统暂停工作。

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