CN112296723A - 一种刹车盘机加工机器人上下料生产线及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刹车盘机加工机器人上下料生产线及生产方法，包括辅助上料系统、第一数控机床、第二数控机床、加工中心、磨花机床、辅助翻面机构、辅助中转机构、桁架机械手、机械夹爪、工业机器人和控制柜；所述工业机器人包括地轨、设于地轨上的机器人主体、与机器人主体连接的机器人手臂和与机器人手臂末端连接的机器人治具，控制柜控制机器人主体、机器人手臂和机器人治具发生动作,且在控制柜控制下刹车盘依次在第一数控机床、第二数控机床、加工中心及磨花机床上完成加工过程，本发明公开的生产线具有较高的自动化程度，生产效率高且产品合格率高，本发明公开的生产方法可进一步提升刹车盘的加工效率，有利于降低企业生产成本。

Description

一种刹车盘机加工机器人上下料生产线及生产方法

技术领域

本发明涉及盘类工件加工技术领域，具体为一种刹车盘机加工机器人上下料生产线及生产方法。

背景技术

当前在刹车盘生产行业内，刹车盘精加工的环节普遍采用人工上下料。且整个生产环节一般包括2台数控车床、1台加工中心、1台磨花机，(如此可避免对机床进行多次调刀，有利于提高生产效率)，一般情况下需要每班配备3名操作工人，其中1名操作工人看管2台数控车床(精车刹车盘中间端面和底端面)，1名操作工人看管1台加工中心(钻、攻安装孔、散热孔及顶端面)，1名操作工人看管1台磨花机(磨刹车面装饰花纹)。这种人工上下料的生产方式存在以下几个缺点：

工作环境差。在精加工刹车盘时，很多企业没有进行烟尘集中处理，精加工产生的铁粉会飘散到车间各个角落，工人长期在这种环境下，会得一些职业病。

工人劳动强度大。一般情况下每个刹车盘的质量会在10kg到30kg左右。每道工序的加工时间会在1min左右。工人既要往机床里面放件，还要从机床里面取件。在这样的操作频率下，工人会很劳累。严重时还可能出现一些安全事故，同时在人体比较劳累的情况下生产安全风险也会增加。

产品质量参差不齐，不好把控。人工装夹刹车盘时，由于装夹力度、压紧力度每次都不一样，可能会在加工的过程中使刹车盘两个刹车面平行度误差增大，不合格率增加。

生产效率低。人工上下料存在速度慢且出错多的情况，且一般刹车盘精加工环节，需要3名工人才能完成，这种生产模式效率低下，用工成本高，企业很难在激烈的市场竞争中获胜。

发明内容

本发明公开了一种一种刹车盘机加工机器人上下料生产线及生产方法，它解决了现有技术中存在的刹车盘精加工生产自动化程度低、工人劳动强度大且工作环境恶劣、生产效率低且产品合格率低的问题，且本发明公开的生产线具有较高的自动化程度，且具有较高的生产效率，同时可保证较高的生产效率和产品合格率，有利于提升企业的生产能力同时降低企业生产成本；此外本发明公开的生产方法可进一步提升刹车盘的加工效率，同时可保证较高的产品合格率。所采用的技术方案如下：

一种刹车盘机加工机器人上下料生产线包括辅助上料系统、第一数控机床、第二数控机床、加工中心、磨花机床、辅助翻面机构、辅助中转机构、桁架机械手、与桁架机械手连接的机械夹爪、工业机器人和控制柜；

所述工业机器人包括地轨、设于地轨上的机器人主体、与机器人主体连接的机器人手臂和与机器人手臂末端连接的机器人治具，所控制柜控制机器人主体、机器人手臂和机器人治具发生动作；所述机器人治具包括支撑板，所述支撑板侧壁上设有U形槽，所述U形槽供辅助翻面机构上的支架轴进入并置于U形槽内，所述支撑板的前面上设有朝外的前吸附结构，所述支撑板的后面设有朝外的后吸附结构，所述后吸附结构与前吸附结构结构相同，所述前吸附结构包括与支撑板连接的轴套、芯轴座、芯轴杆、压缩弹簧和电磁吸盘，所述轴套设有内腔，所述压缩弹簧置于内腔中，所述压缩弹簧的一端设于内腔底面，所述压缩弹簧的另一端将所述芯轴座压靠在内腔的顶面处，且所述芯轴座可在内腔内前后滑动，所述芯轴杆凸设在芯轴座上并伸出至轴套外端面，所述芯轴杆的末端连接有电磁吸盘，所述电磁吸盘与控制器电性连接，在所述控制柜作用下所述机器人治具通过前吸附结构或后吸附结构实现对刹车盘的夹持和运送；

所述辅助翻面机构包括顶升辅助翻面机构和设于顶升辅助翻面机构下的支架，所述顶升辅助翻面机构包括与支架连接的底座、弹簧、第二顶升盘、第二限位柱，所述第二顶升盘包括一竖向设置且上小下大的锥台构件，所述弹簧设于底座上方用于支撑第二顶升盘，所述第二限位柱的下端与底座连接，所述第二限位柱的上端设有用于支撑刹车盘的顶面，且所述第二限位柱的顶面设于第二顶升盘的顶面之下，刹车盘在顶升辅助翻面机构上放置到位后，机器人治具可从刹车盘上端面或刹车盘下端面对其进行夹持并移除至顶升辅助翻面机构外。

所述辅助中转机构包括底座、设于底座上的第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置结构相同且并列设置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置连接控制柜且可在控制柜作用下对刹车盘进行夹紧和松开。

所述辅助上料系统包括机架，所述机架上设有上料传送机构、顶升定位机构、定位机构和控制柜，所述上料传送机构包括设于机架上的积放式滚筒输送线、用于驱动积放式滚筒输送线进行送料的第一电机和设于机架上的第一隔挡机构和第二隔挡机构，所述第一隔挡机构包括支撑架和设于支撑架上面的隔挡气缸，所述隔挡气缸的活塞杆端部向下伸出并与连接板连接，所述连接板底面还连接有多个并列的隔挡柱，所述隔挡柱用于阻隔积放式滚筒输送线上的刹车盘继续向前运送，所述第二隔挡机构与第一隔挡机构结构相同且沿送料方向依次排列，所述控制柜可控制隔挡气缸工作，所述第二隔挡机构上设有与控制柜连接的第二传感器，当所述第二传感器检测到第一隔挡机构未打开且第一隔挡机构与第二格挡机构之间无刹车盘时，所述第二传感器向控制柜输出信号并通过控制柜控制第二隔挡机构打开使刹车盘继续向前输送；所述第一隔挡机构上设有与控制柜连接的第一传感器，当所述第一传感器检测到通道上无刹车盘且顶升定位机构已向下收回时，所述第一传感器向控制柜输出信号并通过控制柜控制第一隔挡机构打开使刹车盘继续向前输送并最终抵接在V型限位机构的侧壁上，之后由所述驱动气缸驱动第一顶升盘经通道上升并将刹车盘推举到指定位置；所述顶升定位机构设于上料传送机构的出口端的下方，包括驱动气缸、与驱动气缸活塞杆端部连接的第一顶升盘，所述第一顶升盘为一竖向设置的锥台构件，所述积放式滚筒输送线上设有供第一顶升盘伸出和收回的通道，所述定位机构包括与机架连接的定位板和与定位板垂直连接的V型限位机构，所述V型限位机构的槽口朝向顶升定位机构用于支撑刹车盘；

所述控制柜控制第一电机和驱动气缸工作；当刹车盘经积放式滚筒输送线输送至顶升定位机构上方，所述驱动气缸驱动第一顶升盘经通道上升并将刹车盘推举到指定位置处后，所述机器人治具将刹车盘移送至第一数控机床对刹车盘第一端面加工，之后所述机器人治具将刹车盘从第一数控机床取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取下并输送至第二数控机床对刹车盘第二端面进行加工，之后所述机器人治具将刹车盘从第二数控机床取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取出并输送至加工中心对刹车盘第三端面进行加工，之后所述机器人治具将刹车盘从加工中心取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取下并放置于辅助中转机构上的第一装夹装置上，之后所述桁架机械手带动机械夹爪夹持刹车盘至磨花机对刹车盘第一端面和第二端面进行加工，之后所述桁架机械手带动机械夹爪将刹车盘从磨花机取出并放置于辅助中转机构上的第二装夹装置上，之后所述桁架机械手从第一装夹装置上取出刹车盘并运送装夹至磨花机床上继续加工，同时所述机器人治具将成品刹车盘从第二装夹装置上移送至成品托盘上。

在上述技术方案的基础之上，所述机器人治具上支撑板上的前吸附结构和后吸附结构对称设置，且前吸附结构的轴套与后吸附结构的轴套同轴，所述支撑板上设有沿径向设置的长孔，长孔内设有与长孔侧壁间隙配合的连接块，所述连接块的厚度不大于长孔的深度且连接块上设有多个轴向的通孔，还包括螺栓组件，所述螺栓组件包括螺栓和与螺栓配合的螺母，所述螺栓末端穿过设于后吸附结构上的后通孔、设于连接块上的通孔与设于前吸附结构上的前通孔，并通过螺母将前吸附结构、后吸附结构压紧在支撑板的前后面上。

在上述技术方案的基础之上，所述辅助翻面机构还包括设于底座上的中心立柱，所述第二顶升盘上设有用于容置中心立柱的通孔，所述中心立柱置于弹簧内，且所述中心立柱的上端伸入至所述通孔内，包括套设在中心立柱外的直线轴承，且所述弹簧上端通过直线轴承与第二顶升盘连接。

在上述技术方案的基础之上，所述第一夹紧装置包括用于夹紧刹车盘侧壁的第一夹紧臂和第二夹紧臂，所述第一夹紧臂固定于所述底座上，还包括固定于底座上的中转气缸，且所述第二夹紧臂固定于中转气缸的活塞杆端部。

在上述技术方案的基础之上，所述辅助上料系统中积放式滚筒输送线中两相邻的滚筒间隔开形成供第一顶升盘升出和收回的通道，且所述两相邻的滚筒上套设有并行的两输送带，所述两输送带间隔设置以形成供第一顶升盘伸出和收回的通道，所述输送带的上输送带与下输送带间设有输送带支撑架，且所述输送带支撑架的顶面与上输送带的底面贴合，所述机架相对的两侧壁间设有多个支撑芯轴，所述输送带支撑架与支撑芯轴滑动连接。

在上述技术方案的基础之上，还包括将工业机器人的工作区域进行围挡的安全护栏，所述安全护栏上设有安全门，所述安全门上设有与控制柜电性连接的电气安全锁。

在上述技术方案的基础之上，所述第一数控机床、第二数控机床、加工中心和磨花机均连接有尾气收集管道。

在上述技术方案的基础之上，包括如下步骤，

步骤1：待加工刹车盘被运送至辅助上料系统末端并被第一顶升盘推举至一指定位置，所述机器人治具通过后吸附机构抓取该待加工的刹车盘工件，即完成上料；

步骤2：所述机器人治具携带着待加工刹车盘进入至第一数控机床内，其中所述第一数控机床完成对刹车盘中间端面的加工，并通过前吸附机构将第一数控机床上已加工后的刹车盘取下并将待加工的刹车盘装夹在第一数控机床上，之后机器人治具将第一数控机床上加工好的刹车盘放置于辅助翻面机构上；

步骤3：所述机器人治具通过前吸附机构，将辅助翻面机构上的刹车盘自下而上吸附并取出运送至第二数控机床内，其中所述第二数控机床完成对刹车盘底端面的加工，并通过后吸附机构将第二数控机床上已加工好的刹车盘取下并将第一数控机床加工好的刹车盘装夹在第二数控机床上，之后机器人治具将第二数控机床加工好的刹车盘再次放置于辅助翻面机构上；

步骤4：所述机器人治具通过后吸附机构，将辅助翻面机构上的刹车盘自上而下吸附并取出运送至加工中心，其中所述加工中心完成对刹车盘顶端面的加工，并通过前吸附机构将加工中心已加工好的刹车盘取下并将第二数控机床已加工好的刹车盘装夹在加工中心上，之后机器人治具将加工中心已加工好的刹车盘放置于辅助中转机构上的第一夹紧装置内；

步骤5：所述桁架机械手通过机械夹爪将磨花机已加工好的刹车盘放置于第二夹紧装置上，之后将第一夹紧装置上的刹车盘通过机械夹爪运送并装夹至磨花机床；

步骤6：所述机器人治具将第二夹紧装置上的刹车盘运送至成品托盘上。

有益效果

本发明中生产线自动化程度高，控制柜作为整个生产线的大脑，可控刹车盘自动上下料、在各工序中的上料和下料，在降低工人劳动强度的同时，可保证较高的加工精度质量，且有利于提升产品质量。此外本发明中还设有安全护栏，可大大提高生产安全性，保障工人的人身安全，此外在各机床上还设有烟气收集管道，有利于营造良好的生产环境，有效减少扬尘对人体的危害。且本发明中的生产线生产效率高，一名工人即可看管整条生产线的运行，大大降低了企业的生产用工成本。

本发明中辅助上料系统中的定位机构和顶升定位机构可实现对刹车盘的精确定位，当刹车盘输送至积放式滚筒输送线上时，在积放式滚筒输送线的带动下刹车盘的侧壁抵接在V型限位机构的侧壁上实现第一次定位，之后第一顶升盘向上抬升并伸入至刹车盘的轴孔内将刹车盘向上抬升，此时第一顶升盘的外侧壁与刹车盘轴孔的下边缘接触且第一限位柱的顶面与刹车盘的底面接触，如此实现第二次定位，通过两次定位可达到要求的定位精度，实现外部机器人手臂对刹车盘的精准抓取，保证下一工序中刹车盘工件的装夹质量，避免出现无法抓取或抓取不到位发生安全事故，保证安全生产。

本本发明中机器人治具可通过电磁吸盘对刹车盘进行夹持，在保证足够吸附力的同时，可保证与刹车盘良好的接触效果不易造成刹车盘表面损坏，有利于提高产品质量，此外，在电磁吸盘松开所夹持的刹车盘之前，还可对电磁吸盘导通一定频率的反向脉冲电流，以去除刹车盘上被吸附位置处残留的磁场，保证良好的加工工艺品质，机器人治具可实现快速上下料，且结构小巧可在有限的空间内进行上下料操作。

本发明中当刹车盘在辅助翻面机构上放置到位后，机器人的治具可通过刹车盘顶端面、中端面或下端面对其进行夹持并将其移送至下一加工工序，在对夹持面的切换的过程中完成了翻面操作，具有结构简单、翻面效率高的优势。此外辅助翻面机构中第二顶升盘包含一竖向设置且上小下大的锥台构件，在刹车盘自上而下降落至第二顶升盘时，该锥台构件的锥面可对刹车盘进行中心定位，且在刹车盘自重作用下最终水平下落至第二限位柱的顶面上，如此完成对刹车盘的辅助支撑定位功能。此外，当刹车盘放之前其底面若未水平，借助该辅助翻面机构也可最终保证其最终水平放置到位，不会影响下一工序的加工生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1：本发明中刹车盘机加工机器人上下料生产线的结构示意图；

图2：本发明中刹车盘的结构示意图；

图3：本发明中机器人治具的结构示意图；

图4：本发明中机器人治具正视图的结构示意图；

图5：本发明中机器人治具正视图中A-A向的剖面结构示意图；

图6：本发明中辅助翻面机构的结构示意图；

图7：本发明中顶升辅助翻面机构的结构示意图；

图8：本发明中顶升辅助翻面机构的剖面结构示意图；

图9：本发明中辅助上料系统的结构示意图；

图10：本发明中辅助上料系统俯视图的结构示意图；

图11：本发明中机器人治具从辅助上料系统取件时的示意图；

图12：本发明中机器人治具从辅助翻面机构自上而下取件或自下而上取件的示意图；

图13：本发明中辅助中转机构的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种刹车盘机加工机器人上下料生产线包括辅助上料系统1、第一数控机床10、第二数控机床3、加工中心4、磨花机床6、辅助翻面机构5、辅助中转机构7、桁架机械手8、与桁架机械手连接的机械夹爪、工业机器人和控制柜9；其中工业机器人、桁架机械手及机械夹爪均为现有技术，本领域技术人员可根据生产需要和待加工产品的型号尺寸进行选用。

如图3-5所示工业机器人包括地轨、设于地轨上的机器人主体、与机器人主体连接的机器人手臂和与机器人手臂末端连接的机器人治具2，所控制柜9控制机器人主体、机器人手臂和机器人治具发生动作；机器人治具2 包括支撑板21，所述支撑板21侧壁上设有U形槽22，所述U形槽22供辅助翻面机构5上的支架轴进入并置于U形槽内，所述支撑板21的前面上设有三个均匀分布且朝外的前吸附结构24，所述支撑板21的后面设有三个均匀分布且朝外的后吸附结构23，所述后吸附结构23与前吸附结构24结构相同，所述前吸附结构24包括与支撑板21连接的轴套241、芯轴座242、芯轴杆243、压缩弹簧244和电磁吸盘245，所述轴套241设有内腔246，所述压缩弹簧244置于内腔中，所述压缩弹簧244的一端与内腔246底面接触，所述压缩弹簧244的另一端将所述芯轴座242压靠在内腔246的顶面处，所述芯轴杆243凸设在芯轴座242上并伸出至轴套241外端面，还包括限位螺栓29，所述芯轴杆243上设有键槽，所述轴套241的外侧壁的相应位置处设有螺纹孔，所述限位螺栓29末端穿过所述螺纹孔且深入至键槽内。所述芯轴杆243与芯轴座242一体成型，所述芯轴杆243的末端上设有外螺纹，且与电磁吸盘底部的中心螺纹孔螺接，在外界压力作用下所述芯轴座242可在内腔246内前后滑动，其中所述芯轴座242与内腔245 侧壁间隙配合，所述电磁吸盘245与控制柜9电性连接，且控制柜9还连接有电源，所述控制柜9可控制电磁吸盘245的通电与不通电。

此外，前吸附结构24和后吸附机构23对称设置，且前吸附结构24的轴套241与后吸附结构23的轴套同轴，所述支撑板21上设有沿径向设置的长孔211，长孔内211设有与长孔211侧壁间隙配合的连接块212，所述连接块212的厚度不大于长孔211的深度且连接块212上设有多个轴向的通孔，连接块212可在长孔211内沿径向发生位移，所述长孔211端面上设有指示刻度，其中连接块212的前后两侧壁构成内腔246的底面，所述压缩弹簧244与连接块212的前后两侧壁接触，还包括螺栓组件，所述螺栓组件包括螺栓和与螺栓配合的螺母，所述后吸附机构23中轴套底部设有四个后通孔，所述前吸附结构24中轴套241的底部设有四个前通孔，所述连接块212的相应位置处也设有四个通孔，所述螺栓末端穿过后通孔、设于连接块212上的通孔与前通孔，并通过螺母将前吸附结构24的轴套241 底面、后吸附结构23的轴套底面压紧在支撑板21的前后面上。当需要调整前吸附结构24或后吸附结构23的径向位置以适应不同尺寸的刹车盘时，拧松螺母即可。

所述前吸附结构24与后吸附结构23中还包括与控制柜9连接的第一接近开关25，所述第一接近开关25通过连接架26与支撑板21通过螺栓组件连接，所述螺栓组件包括螺栓和螺母，通过调整螺栓与螺母，所述连接,26 能以螺栓为轴进行转动，若需要适应不同尺寸的刹车盘时，拧松螺栓，向外转动连接架26，连接架26带动其上的第一接近开关25转动，之后再旋紧螺母使第一接近开关25的位置固定，所述第一接近开关25用于判断治具是否将刹车盘压紧到位在数控机床卡盘上。

此外，所述前吸附结构24和后吸附结构23上还包括与芯轴杆243联动的第二接近开关27和吹气喷头28，且第二接近开关27和吹气喷头28均固定在第二连接板的一侧，第二连接板的另一侧套接在芯轴杆243外侧的轴肩端面上，且电磁吸盘245将第二连接板压紧在该轴肩端面上防止第二连接板带动第二接近开关27或吹气喷头28转动，所述第二接近开关27用于判断治具2在移动过程中其上的刹车盘是否发生掉落，若第二接近开关 27动作则发送信号至控制柜9进行报警。所述吹气喷头28的喷孔向上且朝向支撑板内侧用于对刹车盘表面进行吹气清理，所述吹气喷头28通过气路管道与压缩气源连接。

如图6-8所示的辅助翻面机构5顶升辅助翻面机构51和设于顶升辅助翻面机构51下的支架52，所述支52架包括三个支撑腿521。所述顶升辅助翻面机构51包括底座511、弹簧517、第二顶升盘512、第二限位柱513、中心立柱514；

所述支架52上设有连接法兰盘，所述底座511上设有与连接法兰盘上通孔位置对应的通孔，且所述连接法兰盘与底座511通过螺栓连接。所述第二顶升盘512包括一竖向设置且上小下大的锥台构件，锥台构件上设有一通孔；底座511上的中心处焊接有中心立柱514，所述中心立柱514的上端伸入至锥台构件上的通孔内。弹簧517套设于中心立柱514的中段位置处，直线轴承518套设于中心立柱514上端且与中心立柱514配合，第一调整块515套设在中心立柱514的下端处，且第一调整块515与中心立柱 514间隙配合，其中弹簧517的下端与第一调整块515的上面焊接，弹簧 517的上端与直线轴承518的底面焊接，其中直线轴承518的外侧壁与锥台构件上的通孔间隙配合，且直线轴承518外侧壁的下端设有向外延伸的凸缘，且所述凸缘与锥形构件的底面螺接，如此可保证第二顶升盘512沿中心立柱514顺利上升和下落，还包括第一调整螺栓，所述第一调整块515 上设有与第一调整螺栓配合的第一螺纹孔，所述第一调整螺栓穿过第一螺纹孔并与中心立柱514外侧壁抵接，如此限制第一调整块515相对中心立柱514转动或发生上下位移。

第二限位柱513的数量为四个，沿第二顶升盘512的周向均匀分布，所述底座511上设有用于容置第二限位柱513的四个通孔，且所述底座511 侧壁上设有凹平面，还包括第二调整螺栓，所述凹平面上设有与第二调整螺栓配合的第二螺纹孔，所述第二调整螺栓穿过第二螺纹孔并与第二限位柱513的外侧壁抵接，如此限制第二限位柱513发生转动或发生上下位移。还包括限位块516，所述限位块516靠近第二限位柱513的侧面为与第二限位柱513外侧壁匹配的内凹的圆弧形面，第二限位柱513的外侧面上设有螺纹孔，限位块516上设有有螺纹孔位置对应的通孔，螺栓穿过限位块516 上的通孔与第二限位柱513螺接，以此实现限位块516的一侧与第二限位柱513的连接，所述限位块516的另一侧向外延伸，且所述限位块516的顶面与第二限位柱的顶面平齐。此外，所述第二顶升盘512的锥台构件侧壁上设有用于容置第二限位柱513上部分及限位块的凹槽，所述第二限位柱513及限位块516的上部分嵌设于所述凹槽内。

如图13所示辅助中转机构7包括底座、设于底座上的第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置结构相同且并列设置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置连接控制柜9且可在控制柜9作用下对刹车盘进行夹紧和松开，所述第一夹紧臂固定于所述底座上，还包括固定于底座上的中转气缸，且所述第二夹紧臂固定于中转气缸的活塞杆端部。

如图9-11所示辅助上料系统1包括机架11，所述机架11上设有上料传送机构、顶升定位机构、定位机构，所述上料传送机构包括设于机架上的积放式滚筒输送线13和用于驱动积放式滚筒输送线13进行送料的第一电机，第一电机的底座螺接与机架11上，积放式滚筒输送线13为现有产品，技术人员可根据需求选用；

所述顶升定位机构设于上料传送机构的出口端，包括驱动气缸15、与驱动气缸15活塞杆端部螺接的第一顶升盘16，所述第一顶升盘16为一竖向设置的锥台构件，第一顶升盘16的外侧壁上嵌装有四个均匀排列的第一限位柱17，所述第一限位柱17的顶面可与刹车盘底面接触并支撑刹车盘。所积放式滚筒输送线13中两相邻的滚筒181间隔开形成供第一顶升盘16 升出和收回的通道，所述形成通道的两相邻滚筒181上套设有并行的两输送带182，所述两输送带182间隔设置并形成供第一顶升盘16伸出和收回的通道，所述输送带182的上输送带与下输送带间设有输送带支撑架183，且所述输送带支撑架183的顶面与上输送带的底面贴合，用于为刹车盘提供支撑，所述机架11相对的两侧壁间螺接两个并列的支撑芯轴184，支撑芯轴184穿过输送带支撑架183上的通孔且与通孔间隙配合，所述输送带支撑架183可在支撑芯轴184上左右滑动，所述输送带支撑架183的两侧壁向下突出并伸出至输送带支撑架183的底面外，下输送带穿过输送带支撑架83两侧壁与底面围合形成的凹槽，用于定位输送带，防止生产过程中输送带182相对滚筒181的位置发生偏斜从而影响对刹车盘的定位，还包括两对称设置的调节螺栓185，所述调节螺栓185穿过机架11侧壁上的通孔且与输送带支撑架183的外侧壁螺接，且调节螺栓185的外侧壁与机架 11侧壁上的通孔间隙配合，所述调节螺栓185上靠近机架1侧壁的位置处设有左限位块和右限位块，所述左限位块和右限位块分设于机架1侧壁的两侧，该左限位块和右限位块结构相同，均为两并列的紧固螺母，且两并列的紧固螺母与相邻的机架11侧壁留有3-6mm的间隙。此外，积放式滚筒输送线上还包括张紧辊(未示出)，且所述张紧辊(未示出)的辊轴两端与机架11的两侧壁焊接。

所述定位机构设于积放式滚筒输送线的出口端，包括与机架11侧壁焊接的定位板110、套筒111、调节杆112和V型限位机构113，所述定位板 110上垂直焊接有套筒111，调节杆112穿过套筒111且与套筒111螺纹连接，调节杆112的一端与V型限位机构113螺接固定，调节杆112的另一端焊接有手轮。在积放式滚筒输送线的带动下，刹车盘最终抵接在V型限位机构113的侧壁上，V型限位机构的槽口侧壁用于支撑扶正刹车盘，之后驱动气缸15驱动第一顶升盘16经通道上升并将刹车盘推举到指定位置处并被外部机器人手臂抓取。

所述控制柜9控制第一电机和驱动气缸15工作，其中控制柜19控制第一电机和驱动气缸15工作的方式为现有技术，本领域技术人员可根据需求来确定。

所述上料传送机构还包括并列设于机架上的第一隔挡机构115和第二隔挡机构116，所述第一隔挡机构15包括支撑架1151和焊接于支撑架1151 上面的隔挡气缸1152，支撑架1151的两立柱与机架1的侧壁焊接，所述隔挡气缸1152的活塞杆端部向下伸出支撑架顶部横杆并与连接板1153螺接，所述连接板1153底面还固定螺接有两个并列的隔挡柱1154，所述隔挡柱 1154用于阻隔积放式滚筒输送线13上的刹车盘继续向前运送，所述第二隔挡机构116与第一隔挡机构115结构相同且沿送料方向依次排列，即第一隔挡机构115靠近顶升定位机构设置，所述第一隔挡机构115和第二隔挡机构116上的隔挡气缸1152上连接有气体电磁阀，所述气体电磁阀与控制柜9电性连接，所述控制柜9可控制隔挡气缸1152上下往复运动工作。此外，所述第二隔挡机构116上设有与控制柜9电性连接的第二传感器，当所述第二传感器检测到第一隔挡机构115未打开且第一隔挡机构115与第二格挡机构116之间无刹车盘时，所述第二传感器向控制柜9输出信号并通过控制柜9控制第二隔挡机构116打开使刹车盘继续向前输送，反之，控制柜9控制第二隔挡机构116关闭；所述第二传感器可以为光电式传感器或接近式传感器的一种或其他类型传感器，用于识别第一隔挡机构115的打开或关闭状态及第一、第二隔挡机构116之间是否存在刹车盘；

所述第一隔挡机构115上设有与控制柜9连接的第一传感器，当所述第一传感器检测到第一隔挡机构115前的积放式滚筒输送线13上无刹车盘且顶升定位机构已向下收回时，所述第一传感器向控制柜9输出信号并通过控制柜9控制第一隔挡机构115打开使刹车盘继续向前输送并最终抵接在V型限位机构113的侧壁上，反之，控制柜9控制第一隔挡机构115关闭，所述第一传感器可以为光电式传感器或接近式传感器的一种或者其他类型传感器，用于识别积放式滚筒输送线13上的刹车盘是否已被抓取和第一顶升盘是否已收回。

所述驱动气缸15外侧壁上设有与控制柜9分别连接的上磁性行程开关 151和下磁性行程开关152，所述控制柜9控制驱动气缸15在由上磁性行程开关151与下磁性行程开关152确定的行程间往复运动，且当驱动气缸 15上升至上磁性行程开关151动作时，所述上磁性行程开关151向外部控制器输出信号，所述外部控制器控制机器人手臂对刹车盘抓取，当抓取完成后，所述外部控制器向控制柜9输出信号，所述控制柜9通过控制与驱动气缸15连接的气体电磁阀使驱动气缸向下收回，当驱动气缸15向下运动至下磁性行程开关152动作时，所述下磁性行程开关152向控制柜9输出信号，此外所述V型限位机构113的V型槽的槽底设有朝向刹车盘的接近开关114，所述接近开关114用于检测刹车盘是否已到位，当所述接近开关114同时识别出刹车盘已到位则会向控制柜9输出信号，即当下磁性行程开关152和接近开关114都向控制柜9输送信号时，所述控制柜9通过控制与驱动气缸15连接的气体电磁阀使驱动气缸15向上抬升。如此可确保积放式滚筒输送线13上的刹车盘已输送到位后，顶升定位机构才向上伸出对其进行推举，保证整个上料过程连续进行。

所述机架1的两侧还分别设有导向护板机构117，所述导向护板机构 117包括与机架侧壁焊接的支架1171、顶丝1172、销轴1173和护板1174，所述销轴173穿过支架171侧面上的通孔且与护板174固接，且销轴173 与通孔间隙配合，所述顶丝1172穿过设于支架1171顶面上与螺纹孔且与销轴1173的外侧壁抵接，且所述通孔的轴线与螺纹孔的轴线垂直相交，当需要调节量护板间距时，可拧松顶丝1172，通过销轴1173带动护板1174 左右移动即可。

还包括将工业机器人的工作区域进行围挡的安全护栏，所述安全护栏上设有安全门，所述安全门上设有与控制柜9电性连接的电气安全锁，整个生产线运行过程中当安全门打开时生产线在控制柜9控制下会暂停运行，知道工作人员将门关闭并重新按下启动按钮之后才会继续运行，如此可确保工人人身安全。

如图1-13所示，本生产线所采用的生产方法具体如下，

步骤1：待加工刹车盘被运送至辅助上料系统末端并被第一顶升盘推举至一指定位置，在控制柜9作用下所述机器人治具通过后吸附机构抓取该待加工的刹车盘工件，即完成上料；

步骤2：所述机器人治具携带着待加工刹车盘进入至第一数控机床 10内，且将前吸附机构调整至与机床卡盘平行的位置，其中所述第一数控机床10完成对刹车盘中间端面的加工，并通过前吸附机构将第一数控机床10上已加工后的刹车盘取下，机器人治具水平翻转180°，并将待加工的刹车盘装夹在第一数控机床10上，之后机器人治具将第一数控机床10上加工好的刹车盘放置于辅助翻面机构5上；

步骤3：所述机器人治具通过前吸附机构，将辅助翻面机构5上的刹车盘自下而上吸附并取出运送至第二数控机床内，且将后吸附机构调整至与机床卡盘平行的位置，其中所述第二数控机床完成对刹车盘底端面的加工，并通过后吸附机构将第二数控机床上已加工好的刹车盘取下，机器人治具水平翻转180°，并将第一数控机床10加工好的刹车盘装夹在第二数控机床3上，之后机器人治具将第二数控机床3加工好的刹车盘再次放置于辅助翻面机构5上；

步骤4：所述机器人治具通过后吸附机构，将辅助翻面机构5上的刹车盘自上而下吸附并取出运送至加工中心4，且将后吸附机构调整至与加工中心4卡盘平行的位置，其中所述加工中心4完成对刹车盘顶端面的加工，并通过前吸附机构将加工中心4已加工好的刹车盘取下，机器人治具水平翻转180°，并将第二数控机床3已加工好的刹车盘装夹在加工中心4上，之后机器人治具将加工中心4已加工好的刹车盘放置于辅助中转机构7上的第一夹紧装置内；

步骤5：所述桁架机械手8通过机械夹爪将磨花机床6已加工好的刹车盘放置于第二夹紧装置上，之后将第一夹紧装置上的刹车盘通过机械夹爪运送并装夹至磨花机；

步骤6：所述机器人治具将第二夹紧装置上的刹车盘运送至成品托盘上。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，包括辅助上料系统、第一数控机床、第二数控机床、加工中心、磨花机床、辅助翻面机构、辅助中转机构、桁架机械手、与桁架机械手连接的机械夹爪、工业机器人和控制柜；

所述工业机器人包括地轨、设于地轨上的机器人主体、与机器人主体连接的机器人手臂和与机器人手臂末端连接的机器人治具，所控制柜控制机器人主体、机器人手臂和机器人治具发生动作；所述机器人治具包括支撑板，所述支撑板侧壁上设有U形槽，所述U形槽供辅助翻面机构上的支架轴进入并置于U形槽内，所述支撑板的前面上设有朝外的前吸附结构，所述支撑板的后面设有朝外的后吸附结构，所述后吸附结构与前吸附结构结构相同，所述前吸附结构包括与支撑板连接的轴套、芯轴座、芯轴杆、压缩弹簧和电磁吸盘，所述轴套设有内腔，所述压缩弹簧置于内腔中，所述压缩弹簧的一端设于内腔底面，所述压缩弹簧的另一端将所述芯轴座压靠在内腔的顶面处，且所述芯轴座可在内腔内前后滑动，所述芯轴杆凸设在芯轴座上并伸出至轴套外端面，所述芯轴杆的末端连接有电磁吸盘，所述电磁吸盘与控制器电性连接，在所述控制柜作用下所述机器人治具通过前吸附结构或后吸附结构实现对刹车盘的夹持和运送；

所述辅助翻面机构包括顶升辅助翻面机构和设于顶升辅助翻面机构下的支架，所述顶升辅助翻面机构包括与支架连接的底座、弹簧、第二顶升盘、第二限位柱，所述第二顶升盘包括一竖向设置且上小下大的锥台构件，所述弹簧设于底座上方用于支撑第二顶升盘，所述第二限位柱的下端与底座连接，所述第二限位柱的上端设有用于支撑刹车盘的顶面，且所述第二限位柱的顶面设于第二顶升盘的顶面之下，刹车盘在顶升辅助翻面机构上放置到位后，机器人治具可从刹车盘上端面或刹车盘下端面对其进行夹持并移除至顶升辅助翻面机构外。

所述辅助中转机构包括底座、设于底座上的第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置结构相同且并列设置，所述第一夹紧装置和第二夹紧装置连接控制柜且可在控制柜作用下对刹车盘进行夹紧和松开。

所述辅助上料系统包括机架，所述机架上设有上料传送机构、顶升定位机构、定位机构和控制柜，所述上料传送机构包括设于机架上的积放式滚筒输送线、用于驱动积放式滚筒输送线进行送料的第一电机和设于机架上的第一隔挡机构和第二隔挡机构，所述第一隔挡机构包括支撑架和设于支撑架上面的隔挡气缸，所述隔挡气缸的活塞杆端部向下伸出并与连接板连接，所述连接板底面还连接有多个并列的隔挡柱，所述隔挡柱用于阻隔积放式滚筒输送线上的刹车盘继续向前运送，所述第二隔挡机构与第一隔挡机构结构相同且沿送料方向依次排列，所述控制柜可控制隔挡气缸工作，所述第二隔挡机构上设有与控制柜连接的第二传感器，当所述第二传感器检测到第一隔挡机构未打开且第一隔挡机构与第二格挡机构之间无刹车盘时，所述第二传感器向控制柜输出信号并通过控制柜控制第二隔挡机构打开使刹车盘继续向前输送；所述第一隔挡机构上设有与控制柜连接的第一传感器，当所述第一传感器检测到通道上无刹车盘且顶升定位机构已向下收回时，所述第一传感器向控制柜输出信号并通过控制柜控制第一隔挡机构打开使刹车盘继续向前输送并最终抵接在V型限位机构的侧壁上，之后由所述驱动气缸驱动第一顶升盘经通道上升并将刹车盘推举到指定位置；所述顶升定位机构设于上料传送机构的出口端的下方，包括驱动气缸、与驱动气缸活塞杆端部连接的第一顶升盘，所述第一顶升盘为一竖向设置的锥台构件，所述积放式滚筒输送线上设有供第一顶升盘伸出和收回的通道，所述定位机构包括与机架连接的定位板和与定位板垂直连接的V型限位机构，所述V型限位机构的槽口朝向顶升定位机构用于支撑刹车盘；

所述控制柜控制第一电机和驱动气缸工作；当刹车盘经积放式滚筒输送线输送至顶升定位机构上方，所述驱动气缸驱动第一顶升盘经通道上升并将刹车盘推举到指定位置处后，所述机器人治具将刹车盘移送至第一数控机床对刹车盘第一端面加工，之后所述机器人治具将刹车盘从第一数控机床取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取下并输送至第二数控机床对刹车盘第二端面进行加工，之后所述机器人治具将刹车盘从第二数控机床取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取出并输送至加工中心对刹车盘第三端面进行加工，之后所述机器人治具将刹车盘从加工中心取出并放置于辅助翻面机构上，之后所述机器人治具将刹车盘从辅助翻面机构上取下并放置于辅助中转机构上的第一装夹装置上，之后所述桁架机械手带动机械夹爪夹持刹车盘至磨花机对刹车盘第一端面和第二端面进行加工，之后所述桁架机械手带动机械夹爪将刹车盘从磨花机取出并放置于辅助中转机构上的第二装夹装置上，之后所述桁架机械手从第一装夹装置上取出刹车盘并运送装夹至磨花机床上继续加工，同时所述机器人治具将成品刹车盘从第二装夹装置上移送至成品托盘上。

2.根据权利要求1所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，所述机器人治具上支撑板上的前吸附结构和后吸附结构对称设置，且前吸附结构的轴套与后吸附结构的轴套同轴，所述支撑板上设有沿径向设置的长孔，长孔内设有与长孔侧壁间隙配合的连接块，所述连接块的厚度不大于长孔的深度且连接块上设有多个轴向的通孔，还包括螺栓组件，所述螺栓组件包括螺栓和与螺栓配合的螺母，所述螺栓末端穿过设于后吸附结构上的后通孔、设于连接块上的通孔与设于前吸附结构上的前通孔，并通过螺母将前吸附结构、后吸附结构压紧在支撑板的前后面上。

3.根据权利要求1所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，所述辅助翻面机构还包括设于底座上的中心立柱，所述第二顶升盘上设有用于容置中心立柱的通孔，所述中心立柱置于弹簧内，且所述中心立柱的上端伸入至所述通孔内，包括套设在中心立柱外的直线轴承，且所述弹簧上端通过直线轴承与第二顶升盘连接。

4.根据权利要求1所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，所述第一夹紧装置包括用于夹紧刹车盘侧壁的第一夹紧臂和第二夹紧臂，所述第一夹紧臂固定于所述底座上，还包括固定于底座上的中转气缸，且所述第二夹紧臂固定于中转气缸的活塞杆端部。

5.根据权利要求1所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，所述辅助上料系统中积放式滚筒输送线中两相邻的滚筒间隔开形成供第一顶升盘升出和收回的通道，且所述两相邻的滚筒上套设有并行的两输送带，所述两输送带间隔设置以形成供第一顶升盘伸出和收回的通道，所述输送带的上输送带与下输送带间设有输送带支撑架，且所述输送带支撑架的顶面与上输送带的底面贴合，所述机架相对的两侧壁间设有多个支撑芯轴，所述输送带支撑架与支撑芯轴滑动连接。

6.根据权利要求1-5中任一所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，还包括将工业机器人的工作区域进行围挡的安全护栏，所述安全护栏上设有安全门，所述安全门上设有与控制柜电性连接的电气安全锁。

7.根据权利要求6所述的刹车盘机加工机器人上下料生产线，其特征在于，所述第一数控机床、第二数控机床、加工中心和磨花机均连接有尾气收集管道。

8.一种关于如权利要求1所述的的刹车盘机加工机器人上下料生产线的生产方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1：待加工刹车盘被运送至辅助上料系统末端并被第一顶升盘推举至一指定位置，所述机器人治具通过后吸附机构抓取该待加工的刹车盘工件，即完成上料；

步骤2：所述机器人治具携带着待加工刹车盘进入至第一数控机床内，其中所述第一数控机床完成对刹车盘中间端面的加工，并通过前吸附机构将第一数控机床上已加工后的刹车盘取下并将待加工的刹车盘装夹在第一数控机床上，之后机器人治具将第一数控机床上加工好的刹车盘放置于辅助翻面机构上；

步骤3：所述机器人治具通过前吸附机构，将辅助翻面机构上的刹车盘自下而上吸附并取出运送至第二数控机床内，其中所述第二数控机床完成对刹车盘底端面的加工，并通过后吸附机构将第二数控机床上已加工好的刹车盘取下并将第一数控机床加工好的刹车盘装夹在第二数控机床上，之后机器人治具将第二数控机床加工好的刹车盘再次放置于辅助翻面机构上；

步骤4：所述机器人治具通过后吸附机构，将辅助翻面机构上的刹车盘自上而下吸附并取出运送至加工中心，其中所述加工中心完成对刹车盘顶端面的加工，并通过前吸附机构将加工中心已加工好的刹车盘取下并将第二数控机床已加工好的刹车盘装夹在加工中心上，之后机器人治具将加工中心已加工好的刹车盘放置于辅助中转机构上的第一夹紧装置内；

步骤5：所述桁架机械手通过机械夹爪将磨花机已加工好的刹车盘放置于第二夹紧装置上，之后将第一夹紧装置上的加工中心已加工好的刹车盘通过机械夹爪运送并装夹至磨花机；

步骤6：所述机器人治具将第二夹紧装置上的刹车盘运送至成品托盘上。

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