CN112278757A - 一种连接环自动化生产系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接环自动化生产系统及工艺，涉及连接环生产制造领域。一种连接环自动化生产系统，其特征在于，所述自动化生产系统用于生产制作连接环，所述自动化生产系统包括上下料系统、加工系统和中转系统，所述上下料系统，用于接收、存储连接环毛坯和存储、送出加工好的连接环成品，所述加工系统，用于对连接环的毛坯和半成品进行加工，所述中转系统，用于将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运。在本发明中，自动化生产系统的三个子系统相互配合相互协作，自动化生产水平高。使用该系统的一种连接环自动化生产工艺中，操作工人只需对上下料进行操作，解放了生产力。

Description

一种连接环自动化生产系统及工艺

技术领域

本发明涉及连接环生产制造领域，更进一步涉及一种连接环自动化生产系统及工艺。

背景技术

现有的技术中，连接环的生产系统中都使用人工进行取料、送料、放料，需要大量的人工进行生产，从而导致整个生产系统的自动化程度低，整体的生产效率也很低，生产过程中容易发生工人受伤的危险事故。

发明内容

所以，在连接环的生产制造领域，亟需一种能够提高连接环的生产过程中的自动化水平的生产系统及工艺，为此，本发明提供的一种连接环自动化生产系统及工艺用以下要点来解决问题：

一种连接环自动化生产系统，其特征在于，所述自动化生产系统用于生产制作连接环，所述自动化生产系统包括：

上下料系统，用于接收、存储连接环毛坯和存储、送出加工好的连接环成品；

加工系统，用于对连接环的毛坯和半成品进行加工；

中转系统，用于将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运。

如上所述，与现有技术相比，本生产系统包括有上下料系统、加工系统和中转系统，上下料系统是本生产系统中与外界发生联系的一个系统，用于接收连接环的毛坯，完成加工后的连接环成品也从该系统送出；加工系统起到对连接环加工的作用；中转系统将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运，其具体工作包括且不限于将连接环的毛坯送至加工系统进行加工、对完成初步加工的半成品进行中转暂存、将加工系统中加工完成的成品转运至上下料系统待出料。在本自动化生产系统中，三个子系统相互配合相互协作，自动化生产水平高，使用该系统进行连接环的生产，操作工人只需对上下料进行操作，解放了生产力。

更进一步的技术方案为：

所述上下料机构包括料盘、物料车、料车导轨和码垛机，所述料盘设置有容纳槽，用于固定、放置连接环毛坯和成品；所述物料车，用于运送、盛放料盘,所述物料车设置有物料车定位系统，所述物料车数量大于两个，包括用于上料的第一物料车和用于下料的第二物料车；所述料车导轨设置在所述物料车的下方及两侧，用于约束物料车的行驶方向，所述料车导轨设置有与物料车定位系统相匹配的导轨定位系统，用于对物料车上下料的精准定位；所述码垛机设置在料车导轨侧面，用于拆分、码垛安装在物料车上的料盘,将料盘在不同的物料车之间搬运。

所述料盘的容纳槽是环形排列的销钉，所述销钉排列形状与连接环的形状相同，所述料盘设置有用于与码垛机相配合的夹持定位孔，所述料盘四角设置有料盘定位支脚，用于料盘与料盘之间的重叠安装。该技术特征保证，销钉环形排列形成的容纳槽结构简单，成本低廉，且如果连接环的尺寸有所改变，相应地更改销钉的排列关系即可，不用再定制单独的定位工装夹具。

所述物料车顶部设置有用于承载料盘的桌面板，所述桌面板四角设置有用于固定料盘的料盘定位孔，所述料盘定位孔与料盘定位支脚相互匹配；所述物料车定位系统包含：在与物料车行驶方向相同的物料车前后面分别设置的定位间距块、在与物料车行驶方向垂直的物料车侧面设置的物料车定位孔、在物料车的左右侧面还分别设置有约束物料车行驶方向的侧向导轮。在该技术特征中，在物料车行驶方向相同的物料车前后面分别设置有定位间距块，定位间距块的作用为，使排列在料车导轨中的物料车之间具有一定的间隔，该间隔形成的空间能够容纳码垛机对料盘顺利完成拆分、码垛操作。侧向导轮与料车导轨的内壁配合以约束物料车的前进方向。

所述料车导轨的底面设置有定位感应装置，侧面设置有导向定位气缸，所述导向定位气缸的端部设置有定位杆，所述定位感应装置感应到物料车驶至目标位置后，所述定位感应装置控制所述导向定位气缸弹出定位杆插入物料车定位孔对物料车进行定位，所述料车导轨的一端为物料入口，所述第一物料车通过物料入口进入料车导轨进行上料，所述料车导轨的另外一端为物料出口，所述第二物料车通过物料出口离开料车导轨进行下料。另外，料车导轨侧壁可安装电动机驱动的主动轮，用主动轮带动物料车前进，进一步提升本系统的自动化水平。

所述码垛机包含用于夹持料盘的夹持机构和用于移动料盘的移动机构，所述夹持机构设置有与料盘上的夹持定位孔相匹配的夹持定位销，所述移动机构用于驱动夹持机构以带动料盘的举升和水平位移，所述码垛机的位置设置满足能够将料盘从定位在料车导轨上的第一物料车移动到第二物料车上。夹持机构可以设置为间隔设置的两个夹爪，两个夹爪之间的间隔形成夹取所述料盘的夹料空间，所述两个夹爪可相向运动或相离运动，以夹取或者释放料盘，夹爪之间的的相对运动可以由滑轨和气缸的配合设置来提供，所述夹持定位销设置在夹爪上。所述移动机构可以设置为，完成水平平移运动的X轴机构和完成竖直方向升降运动的Z轴机构，X轴机构和Z轴机构相互垂直，X轴机构可以设置成由丝杠螺母驱动，Z轴机构可以设置为由齿轮齿条驱动。

所述加工系统包括加工中心和回转工作台夹具，所述加工中心用于对连接环的毛坯和半成品进行加工，所述加工中心的数量大于等于两个；所述回转工作台夹具设置在加工中心内，用于定位夹持连接环的毛坯和半成品。在该技术特征中，多个设置的加工中心能够同时对连接环进行加工，可以提高连接环的加工过程中的速度和效率。其中，加工中心的数量根据不同规格的连接环的加工工艺复杂程度，再结合其匹配加工单个工件所需要的时间，来选择具体的数量。

所述加工中心内设置有尾座和四轴转台，所述四轴转台和尾座用于支撑回转工作台夹具，所述四轴转台用于驱动回转工作台夹具旋转，所述回转中心台夹具上设置有第一加工位和第二加工位，分别用于安装连接环毛坯和连接环半成品。该特征保证，回转工作台夹具上具有两个工位，其中第一加工位用于安装连接环毛坯，第二加工为用于安装连接环的半成品，两个加工位的设置使加工中心能够同时加工半成品和毛坯，提升了效率。四轴转台能够驱动回转工作台夹具进行旋转，因此除了正面面向加工中心刀具的上表面，工件其他与上表面相互具有一定角度的表面也能够同时加工。在本方案中，回转工作台旋转九十度即能完成对连接环半成品的侧面进行钻孔、攻螺纹等操作，将多部工序融合在了同一夹具、加工设备上，避免工件重复装夹造成的定位误差，不仅能够提高工件生产的速度与效率，还能提升其生产质量。其次，每台加工中心均有包括自动、手动在内的多种操作模式可选择，可根据实际加工情况选择具体的操作模式。

所述中转系统包括机械手及安装在机械手的机械手手臂端部的具有多个夹持装置的机械抓手、地轨、换向机构和中转台，所述机械手及安装在机械的机械手手臂端部的具有多个夹持装置的机械抓手，用于夹取、放置连接环待加工件；地轨，设置在上下料系统和加工系统之间，用于驱动设置在地轨上的机械手在上下料系统和加工系统之间移动；所述换向机构，紧靠地轨设置，用于配合机械手完成对连接环待加工件进行翻面夹取；所述中转台，紧靠地轨设置，用于连接环待加工件在上下料系统和加工系统之间转运时的临时放置。该特征保证，具有多个夹持装置的机械抓手能够同时抓取多个工件，相比传统的机械抓手一次只能夹取一个工件，该机械抓手能够够减少在送取料过程中，机械手来回移动的频次，可以提高效率，换向机构能够实现机械手对工件的翻面夹取，机械手和换向机构的配合，能够将初步加工完成的半成品进行翻面放至加工中心中加工。

所述机械抓手安装在机械手手臂端部，所述机械抓手能够绕垂直于机械手手臂端面的旋转轴旋转，所述机械抓手与旋转轴平行的侧面上设置有多个互成角度的夹持装置，所述夹持装置用于夹取、放置工件；所述地轨的重复定位精度大于±0.2mm；所述换向机构包含固定在地面上的底座、与底座垂直的立柱、设置在立柱顶端的工件支座，所述工件支座设置有与地面平行的连接环安装面，所述连接环安装面上设置有固定工件的固定销，所述工件支座上开有夹持口，所述夹持口沿与被夹持的连接环待加工件侧面垂直方向的长度大于连接环待加工件两侧面之间的距离，所述夹持口的长宽满足工件安装至连接环安装面后，机械抓手的夹持装置能够从工件支座上与连接环安装面相对的换向机构底面方向，穿过夹持口，从正对工件的底面的方向夹持工件进行换向操作。该技术特征中限定了机械手抓多个夹持装置之间相互的关系。机械手抓上的夹持装置与机械手抓本体之间还可以设置缓冲装置，避免抓手和工件之间的刚性碰撞接触。地轨需要具有较高的重复定位精度以满足安装在地轨上的机械手的精准取放。

所述自动化生产系统还包括用于连接控制各系统内所含装置之间的电气控制系统。

一种连接环自动化生产工艺，基于如上所述的自动化生产系统，其特征包括以下步骤：

S1操作工人将连接环毛坯放入料盘中，将装好连接环毛坯的料盘安装在物料车上，料盘可重叠安放，每个物料车最多装五层料盘，将物料车从物料入口推入料车导轨，定位感应装置感应到物料车到达目标位置后，自动将物料车进行定位；

S2码垛机的夹持机构将物料车上放置的最上层料盘夹起，码垛机移动机构举升夹持机构带动料盘至上下料位置，等待机械手进行上下料；

S3地轨带动机械手移动至码垛机附近，机械手手臂带动机械抓手至料盘中连接环毛坯上方，夹持装置夹紧第一毛坯，机械手完成对第一毛坯的取料工作，机械手进行移动、机械手手臂端部进行旋转，将空闲的夹持装置正对至第二毛坯，完成对第二毛坯的取料工作，重复上述操作至机械抓手的所有夹持装置均夹持有毛坯；

S4机械手将第一连接环毛坯放至第一加工中心中的回转工作台夹具上的第一加工位，将第二毛坯放入第二加工中心中的回转工作台夹具上的第一加工位，两个加工中心中的回转工作台夹具夹紧毛坯，加工中心运行，对第一加工位中的连接环毛坯进行平面铣削、倒角；

S5第一加工中心完成第一毛坯的加工，将其加工为第一半成品，机械手将第一半成品取出,用换向机构对第一半成品进行换向

S6机械手抓取换向后的第一半成品回到第一加工中心，将第一半成品放入第二加工位，随后机械抓手旋转，将机械抓手夹持装置上夹持的第三个毛坯放入第一加工位，随后第一加工中心开始运行，对第一加工位中的第三毛坯进行平面铣削、倒角，铣第二加工位中半成品的平面、倒角、钻孔、铣U型槽，完成上述加工后，四轴转台驱动回转工作台夹具旋转九十度，对第二加工位中的半成品侧面进行钻螺纹底孔、加工台阶孔和螺纹、倒角，随后回转工作台夹具回正，第二加工位中的半成品完成加工为成品，第一加工位中的第三毛坯完成加工后成为半成品，机械抓手将两个工件同时取出，将第三半成品送至换向机构进行换向后放至中转台，将第一成品送至料盘处将其放入空闲的容纳槽，同时用放下第一成品后的夹持装置夹取第五毛坯；

S7第一加工中心在对第三毛坯和第一半成品进行加工时，机械手运动至第二加工中心，将第二毛坯加工完成后的第二半成品翻面后置入第二加工中心的第二加工位，将第四毛坯同时放入第二加工中心的第一加工位，第二加工中心运行将第四毛坯加工为半成品，将第二半成品加工成成品，机械手将第四半成品放至换向机构换向后放至中转台，将第二成品放至料盘同时取出第六毛坯；

S8机械手抓取中转台上完成换向的半成品，将其放至回转工作台夹具上的第二加工位，同时将毛坯放至第一加工位，加工中心对第一加工位中的毛坯和第二加工位中的半成品同时加工，机械手、料盘、回转工作台夹具和加工中心互相配合重复上述步骤，对后续工件加工。

S9待码垛机举起的料盘中的所有连接环毛坯均被机械手取走加工，并且该料盘装满了加工完成的成品后，码垛机移动机构将该料盘移动至第二物料车放置，随后回到第一物料车处夹持料盘，等待机械手对其上下料；

S10当第一物料车中的所有的毛坯完成加工后，第一物料车中的所有料盘也随之码垛至第二物料车，操作工人将第二物料车通过料车导轨的物料出口推出料车导轨，将料盘中的成品取出、检测、打包，完成连接环的自动加工操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明科学合理，本发明提供了一种连接环自动化生产系统和方法。与现有技术相比，使用了加工系统、中转系统和上下料系统相互配合来提升连接环的自动化生产水平，减少人工劳动力。加工系统中包含有多个加工中心，可以提升生产的效率与速度；加工中心内设置有回转工作台夹具以及驱动其旋转的四轴转台，回转工作台夹具能够旋转，因此设置在回转工作台上的连接环待加工件能够在一个加工位上完成多面的加工，减少了工件的装夹次数，避免重复装夹引起误差，能够提高工件的加工精度。同时，回转工作台上还设置有多个加工工位，可以安装处于不同加工步骤的工件，能够将多步工序集中在一个装置上完成，提升了效率。中转系统中包括位于上下料系统和加工系统之间的地轨，地轨上安装有机械手，机械手端部安装有机械抓手，机械抓手具有多个夹持装置，多个夹持装置的设置能够使机械手在取送物料的过程中一次抓取多个工件，减少了机械手在不同取放位置之间的次数和频率，地轨旁边还设置有中转台和换向机构，起到对工件翻面、临时存放工件的作用。上下料机构包含码垛机、料盘、料车导轨和物料车，四者配合中转自动完成毛坯和成品的取放操作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明的生产系统总体三维示意图；

图2为本发明料盘与物料车的装配结构三维示意图；

图3为本发明物料车结构三维示意图；

图4为本发明料车导轨三维示意图；

图5为本发明导向定位气缸与定位杆示意图；

图6为本发明码垛机示意图

图7为本发明码垛机夹持机构与夹持定位销示意图

图8为本发明回转工作台夹具示意图

图9为本发明机械抓手示意图

图10为本发明换向机构示意图

图中：1、料盘；101、容纳槽；102、销钉；103、夹持定位孔；104、料盘定位支脚；2、物料车；201、桌面板；202、料盘定位孔；203、定位间距块；204、物料车定位孔；205、侧向导轮；206、第一物料车；207、第二物料车；3、料车导轨；301、导向定位气缸；302、定位杆；303、物料入口；304、物料出口；305、定位感应装置；4、码垛机；401、夹持机构；402、夹持定位销；403、移动机构；5、加工中心；501、尾座；502、四轴转台；6、回转工作台夹具；601、第一加工位；602、第二加工位；7、机械手；701、机械手手臂；8、机械抓手；801、夹持装置；9、地轨；10、换向机构；1001、底座；1002、立柱；1003、工件支座；1004、连接环安装面；1005、固定销；1006、夹持口；1007、换向机构底面；11、中转台；12、连接环待加工件。

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。

请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：

一种连接环自动化生产系统，其特征在于，所述自动化生产系统用于生产制作连接环，所述自动化生产系统包括：

上下料系统，用于接收、存储连接环毛坯和存储、送出加工好的连接环成品；

加工系统，用于对连接环的毛坯和半成品进行加工；

中转系统，用于将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运。

如上所述，与现有技术相比，本生产系统包括有上下料系统、加工系统和中转系统，上下料系统是本生产系统中与外界发生联系的一个系统，用于接收连接环的毛坯，完成加工后的连接环成品也从该系统送出；加工系统起到对连接环加工的作用；中转系统将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运，其具体工作包括且不限于将连接环的毛坯送至加工系统进行加工、对完成初步加工的半成品进行中转暂存、将加工系统中加工完成的成品转运至上下料系统待出料。在本自动化生产系统中，三个子系统相互配合相互协作，自动化生产水平高，使用该系统进行连接环的生产，操作工人只需对上下料进行操作，解放了生产力。

更进一步的技术方案为：

所述上下料机构包括料盘1、物料车2、料车导轨3和码垛机4，所述料盘1设置有容纳槽101，用于固定、放置连接环毛坯和成品；所述物料车2，用于运送、盛放料盘1,所述物料车2设置有物料车2定位系统，所述物料车2数量大于两个，包括用于上料的第一物料车206和用于下料的第二物料车207；所述料车导轨3设置在所述物料车2的下方及两侧，用于约束物料车2的行驶方向，所述料车导轨3设置有与物料车2定位系统相匹配的导轨定位系统，用于对物料车2上下料的精准定位；所述码垛机4设置在料车导轨3侧面，用于拆分、码垛安装在物料车2上的料盘1,将料盘1在不同的物料车2之间搬运。

所述料盘1的容纳槽101是环形排列的销钉102，所述销钉102排列形状与连接环的形状相同，所述料盘1设置有用于与码垛机4相配合的夹持定位孔103，所述料盘1四角设置有料盘定位支脚104，用于料盘1与料盘1之间的重叠安装。该技术特征保证，销钉102环形排列形成的容纳槽101结构简单，成本低廉，且如果连接环的尺寸有所改变，相应地更改销钉102的排列关系即可，不用再定制单独的定位工装夹具。

所述物料车2顶部设置有用于承载料盘1的桌面板201，所述桌面板201四角设置有用于固定料盘1的料盘定位孔202，所述料盘定位孔202与料盘定位支脚104相互匹配；所述物料车2定位系统包含：在与物料车2行驶方向相同的物料车2前后面分别设置的定位间距块203、在与物料车2行驶方向垂直的物料车2侧面设置的物料车定位孔204、在物料车2的左右侧面还分别设置有约束物料车2行驶方向的侧向导轮205。在该技术特征中，在物料车2行驶方向相同的物料车2前后面分别设置有定位间距块203，定位间距块203的作用为，使排列在料车导轨3中的物料车2之间具有一定的间隔，该间隔形成的空间能够容纳码垛机4对料盘1顺利完成拆分、码垛操作。侧向导轮205与料车导轨3的内壁配合以约束物料车2的前进方向。

所述料车导轨3的底面设置有定位感应装置305，侧面设置有导向定位气缸301，所述导向定位气缸301的端部设置有定位杆302，所述定位感应装置305感应到物料车2驶至目标位置后，所述定位感应装置305控制所述导向定位气缸301弹出定位杆302插入物料车定位孔204对物料车2进行定位，所述料车导轨3的一端为物料入口303，所述第一物料车206通过物料入口303进入料车导轨3进行上料，所述料车导轨3的另外一端为物料出口304，所述第二物料车207通过物料出口304离开料车导轨3进行下料。另外，料车导轨3侧壁可安装电动机驱动的主动轮，用主动轮带动物料车2前进，进一步提升本系统的自动化水平。

所述码垛机4包含用于夹持料盘1的夹持机构401和用于移动料盘1的移动机构403，所述夹持机构401设置有与料盘1上的夹持定位孔103相匹配的夹持定位销402，所述移动机构403用于驱动夹持机构401以带动料盘1的举升和水平位移，所述码垛机4的位置设置满足能够将料盘1从定位在料车导轨3上的第一物料车206移动到第二物料车207上。夹持机构401可以设置为间隔设置的两个夹爪，两个夹爪之间的间隔形成夹取所述料盘1的夹料空间，所述两个夹爪可相向运动或相离运动，以夹取或者释放料盘1，夹爪之间的的相对运动可以由滑轨和气缸的配合设置来提供，所述夹持定位销402设置在夹爪上。所述移动机构403可以设置为，完成水平平移运动的X轴机构和完成竖直方向升降运动的Z轴机构，X轴机构和Z轴机构相互垂直，X轴机构可以设置成由丝杠螺母驱动，Z轴机构可以设置为由齿轮齿条驱动。

所述加工系统包括加工中心5和回转工作台夹具6，所述加工中心5用于对连接环的毛坯和半成品进行加工，所述加工中心5的数量大于等于两个；所述回转工作台夹具6设置在加工中心5内，用于定位夹持连接环的毛坯和半成品。在该技术特征中，多个设置的加工中心5能够同时对连接环进行加工，可以提高连接环的加工过程中的速度和效率。

所述加工中心5内设置有尾座501和四轴转台502，所述四轴转台502和尾座501用于支撑回转工作台夹具6，所述四轴转台502用于驱动回转工作台夹具6旋转，所述回转中心台夹具上设置有第一加工位601和第二加工位602，分别用于安装连接环毛坯和连接环半成品。该特征保证，回转工作台夹具6上具有两个工位，其中第一加工位601用于安装连接环毛坯，第二加工为用于安装连接环的半成品，两个加工位的设置使加工中心5能够同时加工半成品和毛坯，提升了效率。四轴转台能够驱动回转工作台夹具6进行旋转，因此除了正面面向加工中心5刀具的上表面，工件其他与上表面相互具有一定角度的表面也能够同时加工。在本方案中，回转工作台旋转九十度即能完成对连接环半成品的侧面进行钻孔、攻螺纹等操作，将多部工序融合在了同一夹具、加工设备上，避免工件重复装夹造成的定位误差，不仅能够提高工件生产的速度与效率，还能提升其生产质量。

所述中转系统包括机械手7及安装在机械手7的机械手手臂701端部的具有多个夹持装置801的机械抓手8、地轨9、换向机构10和中转台11，所述机械手7及安装在机械的机械手手臂701端部的具有多个夹持装置801的机械抓手8，用于夹取、放置连接环待加工件12；地轨9，设置在上下料系统和加工系统之间，用于驱动设置在地轨9上的机械手7在上下料系统和加工系统之间移动；所述换向机构10，紧靠地轨9设置，用于配合机械手7完成对连接环待加工件12进行翻面夹取；所述中转台11，紧靠地轨9设置，用于连接环待加工件12在上下料系统和加工系统之间转运时的临时放置。该特征保证，具有多个夹持装置801的机械抓手8能够同时抓取多个工件，相比传统的机械抓手8一次只能夹取一个工件，该机械抓手8能够够减少在送取料过程中，机械手7来回移动的频次，可以提高效率，换向机构10能够实现机械手7对工件的翻面夹取，机械手7和换向机构10的配合，能够将初步加工完成的半成品进行翻面放至加工中心5中加工。

所述机械抓手8安装在机械手手臂701端部，所述机械抓手8能够绕垂直于机械手手臂701端面的旋转轴旋转，所述机械抓手8与旋转轴平行的侧面上设置有多个互成角度的夹持装置801，所述夹持装置801用于夹取、放置工件；所述地轨9的重复定位精度大于±0.2mm；所述换向机构10包含固定在地面上的底座1001、与底座1001垂直的立柱1002、设置在立柱1002顶端的工件支座1003，所述工件支座1003设置有与地面平行的连接环安装面1004，所述连接环安装面1004上设置有固定工件的固定销1005，所述工件支座1003上开有夹持口1006，所述夹持口1006沿与被夹持的连接环待加工件12侧面垂直方向的长度大于连接环待加工件12两侧面之间的距离，所述夹持口1006的长宽满足工件安装至连接环安装面1004后，机械抓手8的夹持装置801能够从工件支座1003上与连接环安装面1004相对的换向机构底面1007方向，穿过夹持口1006，从正对工件的底面的方向夹持工件进行换向操作。该技术特征中限定了机械手7抓多个夹持装置801之间相互的关系。机械手7抓上的夹持装置801与机械手7抓本体之间还可以设置缓冲装置，避免抓手和工件之间的刚性碰撞接触。地轨9需要具有较高的重复定位精度以满足安装在地轨9上的机械手7的精准取放。

所述自动化生产系统还包括用于连接控制各系统内所含装置之间的电气控制系统。

一种连接环自动化生产工艺，基于如上所述的自动化生产系统，其特征包括以下步骤：

S1操作工人将连接环毛坯放入料盘1中，将装好连接环毛坯的料盘1安装在物料车2上，料盘1可重叠安放，每个物料车2最多装五层料盘1，将物料车2从物料入口303推入料车导轨3，定位感应装置305感应到物料车2到达目标位置后，自动将物料车2进行定位；

S2码垛机4的夹持机构401将物料车2上放置的最上层料盘1夹起，码垛机4移动机构403举升夹持机构401带动料盘1至上下料位置，等待机械手7进行上下料；

S3地轨9带动机械手7移动至码垛机4附近，机械手手臂701带动机械抓手8至料盘1中连接环毛坯上方，夹持装置801夹紧第一毛坯，机械手7完成对第一毛坯的取料工作，机械手7进行移动、机械手手臂701端部进行旋转，将空闲的夹持装置801正对至第二毛坯，完成对第二毛坯的取料工作，重复上述操作至机械抓手8的所有夹持装置801均夹持有毛坯；

S4机械手7将第一连接环毛坯放至第一加工中心中的回转工作台夹具6上的第一加工位601，将第二毛坯放入第二加工中心中的回转工作台夹具6上的第一加工位601，两个加工中心5中的回转工作台夹具6夹紧毛坯，加工中心5运行，对第一加工位601中的连接环毛坯进行平面铣削、倒角；

S5第一加工中心完成第一毛坯的加工，将其加工为第一半成品，机械手7将第一半成品取出,用换向机构10对第一半成品进行换向

S6机械手7抓取换向后的第一半成品回到第一加工中心，将第一半成品放入第二加工位602，随后机械抓手8旋转，将机械抓手8夹持装置801上夹持的第三个毛坯放入第一加工位601，随后第一加工中心开始运行，对第一加工位601中的第三毛坯进行平面铣削、倒角，铣第二加工位602中半成品的平面、倒角、钻孔、铣U型槽，完成上述加工后，四轴转台502驱动回转工作台夹具6旋转九十度，对第二加工位602中的半成品侧面进行钻螺纹底孔、加工台阶孔和螺纹、倒角，随后回转工作台夹具6回正，第二加工位602中的半成品完成加工为成品，第一加工位601中的第三毛坯完成加工后成为半成品，机械抓手8将两个工件同时取出，将第三半成品送至换向机构10进行换向后放至中转台11，将第一成品送至料盘1处将其放入空闲的容纳槽101，同时用放下第一成品后的夹持装置801夹取第五毛坯；

S7第一加工中心在对第三毛坯和第一半成品进行加工时，机械手7运动至第二加工中心，将第二毛坯加工完成后的第二半成品翻面后置入第二加工中心的第二加工位602，将第四毛坯同时放入第二加工中心的第一加工位601，第二加工中心运行将第四毛坯加工为半成品，将第二半成品加工成成品，机械手7将第四半成品放至换向机构10换向后放至中转台11，将第二成品放至料盘1同时取出第六毛坯；

S8机械手7抓取中转台11上完成换向的半成品，将其放至回转工作台夹具6上的第二加工位602，同时将毛坯放至第一加工位601，加工中心5对第一加工位601中的毛坯和第二加工位602中的半成品同时加工，机械手7、料盘1、回转工作台夹具6和加工中心5互相配合重复上述步骤，对后续工件加工。

S9待码垛机4举起的料盘1中的所有连接环毛坯均被机械手7取走加工，并且该料盘1装满了加工完成的成品后，码垛机4移动机构403将该料盘1移动至第二物料车207放置，随后回到第一物料车206处夹持料盘1，等待机械手7对其上下料；

S10当第一物料车206中的所有的毛坯完成加工后，第一物料车206中的所有料盘1也随之码垛至第二物料车207，操作工人将第二物料车207通过料车导轨3的物料出口304推出料车导轨3，将料盘1中的成品取出、检测、打包，完成连接环的自动加工操作。

以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变形均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种连接环自动化生产系统，其特征在于，所述自动化生产系统用于生产制作连接环，所述自动化生产系统包括：

上下料系统，用于接收、存储连接环毛坯和存储、送出加工好的连接环成品；

加工系统，用于对连接环的毛坯和半成品进行加工；

中转系统，用于将工件在上下料系统和加工系统之间进行移动转运。

2.根据权利要求1所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述上下料机构包括：料盘(1)，设置有容纳槽(101)，用于固定、放置连接环毛坯和成品；

物料车(2)，用于运送、盛放料盘(1),所述物料车(2)设置有物料车定位系统，所述物料车(2)数量大于两个，包括用于上料的第一物料车(206)和用于下料的第二物料车(207)；

料车导轨(3)，设置在所述物料车(2)的下方及两侧，用于约束物料车(2)的行驶方向，所述料车导轨(3)设置有与物料车定位系统相匹配的导轨定位系统，用于对物料车(2)上下料的精准定位。

码垛机(4)，设置在料车导轨(3)侧面，用于拆分、码垛安装在物料车(2)上的料盘(1),将料盘(1)在不同的物料车(2)之间搬运。

3.根据权利要求2所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，

所述料盘(1)的容纳槽(101)是环形排列的销钉(102)，所述销钉(102)排列形状与连接环的形状相同，所述料盘(1)设置有用于与码垛机(4)相配合的夹持定位孔(103)，所述料盘(1)四角设置有料盘定位支脚(104)，用于料盘(1)与料盘(1)之间的重叠安装；

所述物料车(2)顶部设置有用于承载料盘(1)的桌面板(201)，所述桌面板(201)四角设置有用于固定料盘(1)的料盘定位孔(202)，所述料盘定位孔(202)与料盘定位支脚(104)相互匹配；所述物料车(2)定位系统包含：在与物料车(2)行驶方向相同的物料车(2)前后面分别设置的定位间距块(203)、在与物料车(2)行驶方向垂直的物料车(2)侧面设置的物料车定位孔(204)、在物料车(2)的左右侧面还分别设置有约束物料车(2)行驶方向的侧向导轮(205)；

所述料车导轨(3)的底面设置有定位感应装置(305)，侧面设置有导向定位气缸(301)，所述导向定位气缸(301)的端部设置有定位杆(302)，所述定位感应装置(305)感应到物料车(2)驶至目标位置后，所述定位感应装置(305)控制所述导向定位气缸(301)弹出定位杆(302)插入物料车定位孔(204)对物料车(2)进行定位，所述料车导轨(3)的一端为物料入口(303)，所述第一物料车(206)通过物料入口(303)进入料车导轨(3)进行上料，所述料车导轨(3)的另外一端为物料出口(304)，所述第二物料车(207)通过物料出口(304)离开料车导轨(3)进行下料；

所述码垛机(4)包含用于夹持料盘(1)的夹持机构(401)和用于移动料盘(1)的移动机构(403)，所述夹持机构(401)设置有与料盘(1)上的夹持定位孔(103)相匹配的夹持定位销(402)，所述移动机构(403)用于驱动夹持机构(401)以带动料盘(1)的举升和水平位移，所述码垛机(4)的位置设置满足能够将料盘(1)从定位在料车导轨(3)上的第一物料车(206)移动到第二物料车(207)上。

4.根据权利要求1所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述加工系统包括：

加工中心(5)，用于对连接环的毛坯和半成品进行加工，所述加工中心(5)的数量大于等于两个；

回转工作台夹具(6)，设置在加工中心(5)内，用于定位夹持连接环的毛坯和半成品。

5.根据权利要求4所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述加工中心(5)内设置有尾座(501)和四轴转台(502)，所述四轴转台(502)和尾座(501)用于支撑回转工作台夹具(6)，所述四轴转台(502)用于驱动回转工作台夹具(6)旋转，所述回转中心台夹具(6)上设置有第一加工位(601)和第二加工位(602)，分别用于安装连接环毛坯和连接环半成品。

6.根据权利要求1所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述中转系统包括：

机械手(7)及安装在机械手(7)的机械手手臂(701)端部的具有多个夹持装置(801)的机械抓手(8)，用于夹取、放置连接环待加工件(12)；

地轨(9)，设置在上下料系统和加工系统之间，用于驱动设置在地轨(9)上的机械手(7)在上下料系统和加工系统之间移动；

换向机构(10)，紧靠地轨(9)设置，用于配合机械手(7)完成对连接环待加工件(12)进行翻面夹取；

中转台(11)，紧靠地轨(9)设置，用于连接环待加工件(12)在上下料系统和加工系统之间转运时的临时放置。

7.根据权利要求6所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述机械抓手(8)安装在机械手手臂(701)端部，所述机械抓手(8)能够绕垂直于机械手手臂(701)端面的旋转轴旋转，所述机械抓手(8)与旋转轴平行的侧面上设置有多个互成角度的夹持装置(801)，所述夹持装置(801)用于夹取、放置工件；所述地轨(9)的重复定位精度大于±0.2mm；所述换向机构(10)包含固定在地面上的底座(1001)、与底座(1001)垂直的立柱(1002)、设置在立柱(1002)顶端的工件支座(1003)，所述工件支座(1003)设置有与地面平行的连接环安装面(1004)，所述连接环安装面(1004)上设置有固定工件的固定销(1005)，所述工件支座(1003)上开有夹持口(1006)，所述夹持口(1006)沿与被夹持的连接环待加工件(12)侧面垂直方向的长度大于连接环待加工件(12)两侧面之间的距离，所述夹持口(1006)的长宽满足工件安装至连接环安装面(1004)后，机械抓手(8)的夹持装置(801)能够从工件支座(1003)上与连接环安装面(1004)相对的换向机构底面(1007)方向，穿过夹持口(1006)，从正对工件的底面的方向夹持工件进行换向操作。

8.根据权利要求1所述的连接环自动化生产系统，其特征在于，所述自动化生产系统还包括用于连接控制各系统内所含装置之间的电气控制系统。

9.一种连接环自动化生产工艺，基于权利要求1～8任一一种自动化生产系统，其特征包括以下步骤：

S1操作工人将连接环毛坯放入料盘(1)中，将装好连接环毛坯的料盘(1)安装在物料车(2)上，料盘(1)可重叠安放，每个物料车(2)最多装五层料盘(1)，将物料车(2)从物料入口(303)推入料车导轨(3)，定位感应装置(305)感应到物料车(2)到达目标位置后，自动将物料车(2)进行定位；

S2码垛机(4)的夹持机构(401)将物料车(2)上放置的最上层料盘(1)夹起，码垛机(4)移动机构(403)举升夹持机构(401)带动料盘(1)至上下料位置，等待机械手进行上下料；

S3地轨(9)带动机械手(7)移动至码垛机(4)附近，机械手手臂(701)带动机械抓手(8)至料盘(1)中连接环毛坯上方，夹持装置(801)夹紧第一毛坯，机械手(7)完成对第一毛坯的取料工作，机械手(7)进行移动、机械手手臂(701)端部进行旋转，将空闲的夹持装置正对至第二毛坯，完成对第二毛坯的取料工作，重复上述操作至机械抓手(8)的所有夹持装置(801)均夹持有毛坯；

S4机械手(7)将第一连接环毛坯放至第一加工中心中的回转工作台夹具(6)上的第一加工位(601)，将第二毛坯放入第二加工中心中的回转工作台夹具(6)上的第一加工位(601)，两个加工中心(5)中的回转工作台夹具(6)夹紧毛坯，加工中心(5)运行，对第一加工位(601)中的连接环毛坯进行平面铣削、倒角；

S5第一加工中心完成第一毛坯的加工，将其加工为第一半成品，机械手(7)将第一半成品取出,用换向机构(10)对第一半成品进行换向

S6机械手(7)抓取换向后的第一半成品回到第一加工中心，将第一半成品放入第二加工位(602)，随后机械抓手(8)旋转，将机械抓手(8)夹持装置(801)上夹持的第三个毛坯放入第一加工位，随后第一加工中心开始运行，对第一加工位(601)中的第三毛坯进行平面铣削、倒角，铣第二加工位(602)中半成品的平面、倒角、钻孔、铣U型槽，完成上述加工后，四轴转台(502)驱动回转工作台夹具(6)旋转九十度，对第二加工位(602)中的半成品侧面进行钻螺纹底孔、加工台阶孔和螺纹、倒角，随后回转工作台夹具(6)回正，第二加工位中(602)的半成品完成加工为成品，第一加工位(601)中的第三毛坯完成加工后成为半成品，机械抓手(8)将两个工件同时取出，将第三半成品送至换向机构(10)进行换向后放至中转台(11)，将第一成品送至料盘(1)处将其放入空闲的容纳槽(101)，同时用放下第一成品后的夹持装置(801)夹取第五毛坯；

S7第一加工中心在对第三毛坯和第一半成品进行加工时，机械手(7)运动至第二加工中心，将第二毛坯加工完成后的第二半成品翻面后置入第二加工中心的第二加工位(602)，将第四毛坯同时放入第二加工中心的第一加工位(601)，第二加工中心运行将第四毛坯加工为半成品，将第二半成品加工成成品，机械手(7)将第四半成品放至换向机构(10)换向后放至中转台(11)，将第二成品放至料盘(1)同时取出第六毛坯；

S8机械手(7)抓取中转台(11)上完成换向的半成品，将其放至回转工作台夹具(6)上的第二加工位(602)，同时将毛坯放至第一加工位(601)，加工中心(5)对第一加工位(601)中的毛坯和第二加工位(602)中的半成品同时加工，机械手(7)、料盘(1)、回转工作台夹具(6)和加工中心(5)互相配合重复上述步骤，对后续工件加工。

S9待码垛机(4)举起的料盘(1)中的所有连接环毛坯均被机械手(7)取走加工，并且该料盘(1)装满了加工完成的成品后，码垛机(4)移动机构(403)将该料盘移动至第二物料车(207)放置，随后回到第一物料车(206)处夹持料盘(1)，等待机械手(7)对其上下料；

S10当第一物料车(206)中的所有的毛坯完成加工后，第一物料车(206)中的所有料盘(1)也随之码垛至第二物料车(207)，操作工人将第二物料车(207)通过料车导轨(3)的物料出口(304)推出料车导轨(3)，将料盘(1)中的成品取出、检测、打包，完成连接环的自动加工操作。

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