CN112296735A - 一种多工位自动上下料的机床加工系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位自动上下料的机床加工系统，包括包括第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件、上料台、下料台、防护栏和控制系统，所述第一机床、第二机床、第三机床、上料台、下料台以机器人组件为中心设于机器人组件的四方，所述第一机床与第三机床相对设置，所述第二机床与上料台、下料台相对设置，所述防护栏设于上料台和下料台之间，所述第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件分别与控制系统电连接，所述控制系统通过控制第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件的动作实现自动化生产。本发明所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，结构合理，自动化程度高，节约人力成本，实现不间断生产，提高生产效率和经济效益。

Description

一种多工位自动上下料的机床加工系统及其工作方法

技术领域

本发明属于机床自动加工技术领域，特别涉及一种多工位自动上下料的机床加工系统。本发明还涉及一种多工位自动上下料的机床加工系统的工作方法。

背景技术

机床是金属零件制造加工行业中广泛应用的关键设备，对加工精度、加工效率有着较高的要求，传统的方式大多采用人工进行零件在机床上的安装、拆卸，并完成机床运行，机床操作人员的工作环境差、劳动强度大，且距离机床运动部件距离近具有潜在的安全隐患。同时，人工进行上下料，装夹精度很难保证一致或合格，进而影响产品的加工精度和质量。随着数字控制与信息技术的发展，采用少人或无人化的一体化设备来完成机床的上下料可以实现自动化生产，是金属零件制造加工业较为理想的方式。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种多工位自动上下料的机床加工系统，其结构合理，自动化程度高，节约人力成本，实现不间断生产，提高工作效率和经济效益，还提高了工作的安全性。

技术方案：一种多工位自动上下料的机床加工系统，包括第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件、上料台、下料台、防护栏和控制系统，所述第一机床、第二机床、第三机床、上料台、下料台以机器人组件为中心设于机器人组件的四方，所述第一机床与第三机床相对设置，所述第二机床与上料台、下料台相对设置，所述上料台设于第一机床远离第二机床的一侧，所述下料台设于第三机床远离第二机床的一侧，所述防护栏设于上料台和下料台之间，所述第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件分别与控制系统电连接。所述控制系统通过控制第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件的动作实现不间断自动化生产，生产效率高。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述机器人组件包括工业机器人、固定底座、连接装置、快换装置和夹取装置，所述工业机器人的底端设有固定底座，所述工业机器人通过螺钉固定在固定底座上，所述固定底座固定在地面上，所述连接装置安装在工业机器人输出末端，所述快换装置安装在连接装置上，所述夹取装置安装在快换装置上。所述工业机器人为6轴工业机器人，工业机器人能够代替操作人员完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，为企业生产降低成本、提高效率。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述连接装置包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板固定在工业机器人输出末端，所述第二连接板固定在第一连接板上，所述第三连接板安装在第二连接板上，所述第三连接板中间设有开有缺口的圆孔。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述快换装置包括机器人侧和快换法兰，所述快换法兰安装在机器人侧前端。当加工工件种类更换时，可以通过快速更换快换装置，从而快速更换与快换装置相连的夹取装置。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述机器人侧的凸出端插入第三连接板中间的圆孔，并通过螺钉与销与第三连接板连接。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述夹取装置包括夹爪、安装快、夹块和安装板，所述安装板安装在快换法兰上，所述夹爪安装在安装板上，所述安装块安装在夹爪两端的移动端上，所述夹块安装在安装块上，所述夹块夹持处设有一层塑胶包胶层。所述夹块的包胶层能避免划伤工件，所述夹取装置可以根据工件的种类、加工要求等更换或者在夹取装置的基础上增加夹具装置等。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述机器人组件上设有工业照相机。所述工业照相机能检测上料台、下料台和机床上的工件情况，从而准确的夹取工件。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述防护栏上设有安全传感器，所述安全传感器与控制系统电连接。当有人打开防护栏进入机器人组件的危险区域时，安全传感器检测到有人通过，并向控制系统发出信号，控制系统控制机器人组件停止工作，避免机器人组件动作危害到人。

进一步的，上述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述上料台与下料台设有工件放置层和工具柜，所述工具柜设于放置层下方。

本发明还提供一种多工位自动上下料的机床加工系统的工作方法，包括以下步骤：

1）工件从上料台的前方上料；

2）机器人组件夹取工件，通过工业照相机检测工件位置并通过夹取装置准确夹取工件，并在等待区等待；

3）第一机床上料，第一机床启动，控制系统发出指令，机器人组件对第一机床上料；

4）第一机床下料，当第一机床加工完成后，控制系统发出指令，第一机床机床门打开，机器人组件将工件取下，在等待区等待；

5）第二机床上料，第二机床启动，控制系统发出指令，机器人组件对第二机床上料；

6）第一机床再上料，第二机床上料后，第一机床发出无工件信号，控制系统发出指令，机器人组件在上料台夹取工件，并对第一机床上料；

7）第二机床下料，当第二机床加工完成后，控制系统发出指令，第二机床机床门打开，机器人组件将工件取下，在等待区等待；

8）第三机床上料，第三机床启动，控制系统发出指令，机器人组件对第三机床上料；

9）第一机床再下料与第二机床再上料，当第一机床加工完成后，控制系统发出指令，第一机床机床门打开，机器人组件将工件取下后对第二机床上料；

10）重复步骤6；

11）第三机床下料，当第三机床加工完成后，控制系统发出指令，第三机床机床门打开，机器人组件将工件取下；

12）工件放入下料台，工艺机器人通过工业照相机检测下料台位置，准确将工件放入下料台；

13）第二机床再下料与第三机床再上料，当第二机床加工完成后，控制系统发出指令，第二机床机床门打开，机器人组件将工件取下后对第三机床上料；

14）循环步骤9-13。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述工业机器人能够代替操作人员完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，为企业生产降低成本、提高效率。

2、本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述防护栏上的安全传感器能防范潜在的安全风险，提高了工作的安全性。

3、本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统，所述控制系统通过控制第一机床、第二机床、第三机床、机器人组件的动作实现不间断自动化生产，自动化程度高，节约人力成本，提高工作效率和经济效益。

附图说明

图1为本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统的结构示意图；

图2为本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统的机器人组件结构示意图；

图3为本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统的机器人组件爆炸示意图；

图4为本发明所述的多工位自动上下料的机床加工系统的机器人组件A局部放大示意图；

图中：1第一机床、2第二机床、3第三机床、4机器人组件、41工业机器人、42固定底座、43连接装置、431第一连接板、432第二连接板、433第三连接板、44快换装置、441机器人侧、442快换法兰、45夹取装置、451夹爪、452安装块、453夹块、454安装板、5上料台、6下料台、7防护栏、8控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如果图1所示，一种多工位自动上下料的机床加工系统，包括第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4、上料台5、下料台6、防护栏7和控制系统8，所述第一机床1、第二机床2、第三机床3、上料台5、下料台6以机器人组件4为中心设于机器人组件4的四方，所述第一机床1与第三机床3相对设置，所述第二机床2与上料台5、下料台6相对设置，所述上料台5设于第一机床1远离第二机床2的一侧，所述下料台6设于第三机床3远离第二机床2的一侧，所述防护栏7设于上料台5和下料台6之间，所述第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4分别与控制系统电8连接。所述控制系统8通过控制第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4的动作实现不间断自动化生产，生产效率高。

实施例2

如果图1-4所示，一种多工位自动上下料的机床加工系统，包括第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4、上料台5、下料台6、防护栏7和控制系统8，所述第一机床1、第二机床2、第三机床3、上料台5、下料台6以机器人组件4为中心设于机器人组件4的四方，所述第一机床1与第三机床3相对设置，所述第二机床2与上料台5、下料台6相对设置，所述上料台5设于第一机床1远离第二机床2的一侧，所述下料台6设于第三机床3远离第二机床2的一侧，所述防护栏7设于上料台5和下料台6之间，所述第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4分别与控制系统电8连接。所述控制系统8通过控制第一机床1、第二机床2、第三机床3、机器人组件4的动作实现不间断自动化生产，生产效率高。

所述机器人组件4包括工业机器人41、固定底座42、连接装置43、快换装置44和夹取装置45，所述工业机器人41的底端设有固定底座42，所述工业机器人41通过螺钉固定在固定底座42上，所述固定底座42固定在地面上，所述连接装置43安装在工业机器人41输出末端，所述快换装置44安装在连接装置43上，所述夹取装置45安装在快换装置上44。所述工业机器人41为6轴工业机器人，工业机器人41能够代替操作人员完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，为企业生产降低成本、提高效率。

所述连接装置43包括第一连接板431、第二连接板432和第三连接板433，所述第一连接板431固定在工业机器人41输出末端，所述第二连接板432固定在第一连接板431上，所述第三连接板433安装在第二连接板432上，所述第三连接板433中间设有开有缺口的圆孔。

所述快换装置44包括机器人侧441和快换法兰442，所述快换法兰442安装在机器人侧441前端。当加工工件种类更换时，可以通过快速更换快换装置44，从而快速更换与快换装置44相连的夹取装置45。

所述机器人侧441的凸出端插入第三连接板433中间的圆孔，并通过螺钉与销与第三连接板433连接。

所述夹取装置45包括夹爪451、安装快452、夹块453和安装板454，所述安装板454安装在快换法兰442上，所述夹爪451安装在安装板454上，所述安装块452安装在夹爪451两端的移动端上，所述夹块453安装在安装块452上，所述夹块453夹持处设有一层塑胶包胶层。所述夹块453的包胶层能避免划伤工件，所述夹取装置45可以根据工件的种类、加工要求等更换或者在夹取装置的基础上增加夹具装置等。

所述机器人组件4上设有工业照相机。所述工业照相机能检测上料台5、下料台6和机床上的工件情况，从而准确的夹取工件。

所述防护栏7上设有安全传感器，所述安全传感器与控制系统8电连接。当有人打开防护栏7进入机器人组件4的危险区域时，安全传感器检测到有人通过，并向控制系统8发出信号，控制系统8控制机器人组件4停止工作，避免机器人组件4动作危害到人。

所述上料台5与下料台6设有工件放置层和工具柜，所述工具柜设于放置层下方。

一种多工位自动上下料的机床加工系统的工作方法，包括以下步骤：

1）工件从上料台5的前方上料；

2）机器人组件4夹取工件，通过工业照相机检测工件位置并通过夹取装置45准确夹取工件，并在等待区等待；

3）第一机床1上料，第一机床1启动，控制系统8发出指令，机器人组件4对第一机床1上料；

4）第一机床1下料，当第一机床1加工完成后，控制系统8发出指令，第一机床1机床门打开，机器人组件4将工件取下，在等待区等待；

5）第二机床2上料，第二机床2启动，控制系统8发出指令，机器人组件4对第二机床2上料；

6）第一机床1再上料，第二机床2上料后，第一机床1发出无工件信号，控制系统8发出指令，机器人组件4在上料台5夹取工件，并对第一机床1上料；

7）第二机床2下料，当第二机床2加工完成后，控制系统8发出指令，第二机床2机床门打开，机器人组件4将工件取下，在等待区等待；

8）第三机床3上料，第三机床3启动，控制系统8发出指令，机器人组件对第三机床上料；

9）第一机床1再下料与第二机床2再上料，当第一机床1加工完成后，控制系统8发出指令，第一机床1机床门打开，机器人组件4将工件取下后对第二机床2上料；

10）重复步骤6；

11）第三机床3下料，当第三机床3加工完成后，控制系统8发出指令，第三机床3机床门打开，机器人组件4将工件取下；

12）工件放入下料台6，工艺机器人4通过工业照相机检测下料台位置，准确将工件放入下料台6；

13）第二机床2再下料与第三机床3再上料，当第二机床2加工完成后，控制系统8发出指令，第二机床2机床门打开，机器人组件4将工件取下后对第三机床3上料；

14）循环步骤9-13。

该工作方法流程简单，操作方便，能不间断自动化生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：包括第一机床（1）、第二机床（2）、第三机床（3）、机器人组件（4）、上料台（5）、下料台（6）、防护栏（7）和控制系统（8），所述第一机床（1）、第二机床（2）、第三机床（3）、上料台（5）、下料台（6）以机器人组件（4）为中心设于机器人组件（4）的四方，所述第一机床（1）与第三机床（3）相对设置，所述第二机床（2）与上料台（5）、下料台（6）相对设置，所述上料台（5）设于第一机床（1）远离第二机床（2）的一侧，所述下料台（6）设于第三机床（3）远离第二机床（2）的一侧，所述防护栏（7）设于上料台（5）和下料台（6）之间，所述第一机床（1）、第二机床（2）、第三机床（3）、机器人组件（4）分别与控制系统（8）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述机器人组件（4）包括工业机器人（41）、固定底座（42）、连接装置（43）、快换装置（44）和夹取装置（45），所述工业机器人（41）的底端设有固定底座（42），所述工业机器人（41）通过螺钉固定在固定底座（42）上，所述固定底座（42）固定在地面上，所述连接装置（43）安装在工业机器人（41）输出末端，所述快换装置（44）安装在连接装置（43）上，所述夹取装置（45）安装在快换装置（44）上。

3.根据权利要求2所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述连接装置（43）包括第一连接板（431）、第二连接板（432）和第三连接板（433），所述第一连接板（431）固定在工业机器人（41）输出末端，所述第二连接板（432）固定在第一连接板（431）上，所述第三连接板（433）安装在第二连接板（432）上，所述第三连接板（433）中间设有开有缺口的圆孔。

4.根据权利要求2所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述快换装置（44）包括机器人侧（441）和快换法兰（442），所述快换法兰（442）安装在机器人侧（441）前端。

5.根据权利要求4所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述机器人侧（441）的凸出端插入第三连接板（433）中间的圆孔，并通过螺钉与销与第三连接板（433）连接。

6.根据权利要求2所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述夹取装置（45）包括夹爪（451）、安装快（452）、夹块（453）和安装板（454），所述安装板（454）安装在快换法兰（442）上，所述夹爪（451）安装在安装板（454）上，所述安装块（452）安装在夹爪（451）两端的移动端上，所述夹块（453）安装在安装块（452）上，所述夹块（453）夹持处设有一层塑胶包胶层。

7.根据权利要求2所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述机器人组件（4）上设有工业照相机。

8.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述防护栏（7）上设有安全传感器，所述安全传感器与控制系统（8）电连接。

9.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料的机床加工系统，其特征在于：所述上料台（5）与下料台（6）设有工件放置层和工具柜，所述工具柜设于放置层下方。

10.一种多工位自动上下料的机床加工系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）工件从上料台（5）的前方上料；

2）机器人组件（4）夹取工件，通过工业照相机检测工件位置并通过夹取装置（45）准确夹取工件，并在等待区等待；

3）第一机床（1）上料，第一机床（1）启动，控制系统（8）发出指令，机器人组件（4）对第一机床（1）上料；

4）第一机床（1）下料，当第一机床（1）加工完成后，控制系统（8）发出指令，第一机床（1）机床门打开，机器人组件（4）将工件取下，在等待区等待；

5）第二机床（2）上料，第二机床（2）启动，控制系统（8）发出指令，机器人组件（4）对第二机床（2）上料；

6）第一机床（1）再上料，第二机床（2）上料后，第一机床（1）发出无工件信号，控制系统（8）发出指令，机器人组件（4）在上料台（5）夹取工件，并对第一机床（1）上料；

7）第二机床（2）下料，当第二机床（2）加工完成后，控制系统（8）发出指令，第二机床（2）机床门打开，机器人组件（4）将工件取下，在等待区等待；

8）第三机床（3）上料，第三机床（3）启动，控制系统（8）发出指令，机器人组件（4）对第三机床（3）上料；

9）第一机床（1）再下料与第二机床（2）再上料，当第一机床（1）加工完成后，控制系统（8）发出指令，第一机床（1）机床门打开，机器人组件（4）将工件取下后对第二机床（2）上料；

10）重复步骤6；

11）第三机床（3）下料，当第三机床（3）加工完成后，控制系统（8）发出指令，第三机床（3）机床门打开，机器人组件（4）将工件取下；

12）工件放入下料台（6），工艺机器人（4）通过工业照相机检测下料台（6）位置，准确将工件放入下料台（6）；

13）第二机床（2）再下料与第三机床（3）再上料，当第二机床（2）加工完成后，控制系统（8）发出指令，第二机床（2）机床门打开，机器人组件（4）将工件取下后对第三机床（3）上料；

14）循环步骤9-13。

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