CN113441952A - 一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业智能领域，特别是涉及一种平板坡口的智能化柔性加工系统，包括控制系统、带有RFID读写器的AGV小车、带有RFID电子标签的物料托盘，还包括A工位和B工位，所述A工位用于中小件的坡口加工；所述B工位用于大件的坡口加工；所述A工位和B工位均设有搬运机器人、切割机器人、切割工作台、打磨装置、翻面机构和扫码装置，能够实现各种类型和尺寸零件的自动上下料、自动坡口切割、自动清渣打磨、自动翻面以及自动转运的全流程智能化加工；本发明还涉及一种平板坡口的智能化柔性加工方法，针对不同类型和尺寸的平板零件，采用了不同的合理的加工工艺流程，全程做到柔性化、智能化和集成化，从而达到减人、增效、降低成本、提高质量的目标，满足了市场的多样化需求。

Description

一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法

技术领域

本发明涉及工业智能领域，特别是涉及一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法。

背景技术

在船舶制造、工程机械、石油管道等离散型制造过程中，据设计或工艺的需要，平板零件的坡口加工一直都是一个不可或缺的工序。平板零件由于具有多品种、多批次、外形尺寸高度差异化等特点，导致其加工工艺流程也呈现多样化，尤其是切割方式和打磨方式，会随着工件的类型和尺寸变化有所不同，因此决定其加工方法及加工系统必须具备高度的柔性化才能适应加工对象的不断变化；目前现有的坡口加工系统的加工尺寸范围以及加工流程都很有限，不能同时适应绝大部分零件坡口的全流程自动化加工，比如，对于采用机器人示教方式切割坡口的设备来说，加工对象外形尺寸要高度一致；加工双面坡口时翻面步骤仍需人工参与，自动化流程被打断，等等。因此，现有的设备均不能做到针对各种类型和尺寸的平板零件坡口的柔性化和智能化加工，不但出现人力成本高、设备利用率低、生产效率低、加工质量参差不齐等弊端，还导致了企业的灵活性和应变能力较差，生产周期长、无法满足市场的多样化需求，这已成为了离散型制造业的痛点问题。因此，亟需实现能够同时适应多种加工对象的智能化柔性的平板坡口加工。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法，用于实现多种类型和尺寸的平板零件坡口的智能化柔性加工，从而达到减人、增效、降低成本、提高质量的目标，满足市场的多样化需求。

本发明设计的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，包括控制系统、带有RFID读写器的AGV小车、带有RFID电子标签的物料托盘，还包括A工位和B工位，所述A工位用于中小件的坡口加工；所述B工位用于大件的坡口加工；

所述A工位和B工位设有相同的切割机器人；

所述A工位中切割机器人前方依次设有切割工作台a和搬运机器人a；所述切割工作台a对零件上、下坡口的切割均能适应；所述打磨装置a和翻面机构a分别设在搬运机器人a的左右两侧；所述打磨装置a用于辅助搬运机器人a抓持切割后的零件进行下坡口的打磨；所述翻面机构a用于辅助搬运机器人a对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述B工位中切割机器人前方依次设有切割工作台b、搬运机器人b和翻面机构b；所述切割工作台b能够适应对零件进行上坡口的切割；所述切割机器人和搬运机器人b均下设移动滑台；所述打磨装置b集成在搬运机器人b的末端，用于对切割工作台b上的零件进行上坡口的打磨；所述翻面机构b用于辅助搬运机器人b对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述A工位和B工位均包括扫码装置，分别集成在搬运机器人a和搬运机器人b的末端，用于扫描所述零件上的二维码或条形码以识别零件的类型；

所述物料托盘分别摆放在A工位和B工位中各自设置的三个固定的托盘位置，在搬运机器人a和搬运机器人b抓取的可达范围内，每个工位的三个托盘位置可轮流用于零件的上料、下料和上料缓存。

进一步地，所述切割工作台a设有双切割工位，围绕切割机器人对称成角度地布置，用于交替进行零件的上下料和切割；所述切割工作台b设有双切割工位，并列呈一字型布置，用于交替进行零件的上下料、切割及打磨。

进一步地，所述搬运机器人a和搬运机器人b的本体末端均还设有深度相机和可刚柔切换的端拾器；所述深度相机用于对物料托盘内的零件进行识别定位，为目标零件的抓取提供依据；所述深度相机通过减震装置连接在搬运机器人b的末端；所述减震装置用于缓冲打磨装置b工作时产生的振动，以避免对深度相机产生不利影响甚至损坏。

进一步地，所述端拾器采用电永磁铁；所述电永磁铁可以是矩形或者圆形或者是两种的组合，用来适应对不同类型和尺寸的零件的抓取。

进一步地，所述切割机器人的本体末端同轴固定连接有法兰；所述法兰通过转接板与防碰撞装置固定连接；所述防碰撞装置位于法兰的下方并与法兰中心线错开一定距离；所述防碰撞装置通过L型的转接架与枪夹连接；所述割枪安装在枪夹内，位于法兰的正左侧且倾斜一定角度，枪尖落在法兰中心轴的延长线上；所述防碰撞装置的上方设有灰度相机；所述灰度相机固定安装在转接板上，用于对待切割零件进行精确识别定位；所述割枪的对侧通过支架设有3D结构光视觉传感器；所述3D结构光视觉传感器倾斜一定角度，使其可测量到零件棱边的两个相邻表面，并且对零件的测量点落在枪尖前方一定的距离，用于对切割轨迹进行精确测量纠偏。

进一步地，所述翻面机构a和翻面机构b均包括底座和支撑架；所述支撑架呈E型，非开放端与底座固定连接，开放端悬空；所述支撑架上还设有用于防止零件放置后窜动的防滑装置；所述搬运机器人a或搬运机器人b将零件从上方正向放置在支撑架上后再从下方反向取下，通过搬运机器人末端向下翻转实现零件的翻面。

进一步地，所述防滑装置为硅胶垫；所述硅胶垫覆盖于支撑架的上表面。

进一步地，根据待加工零件的类型、尺寸及产能要求，所述A工位和B工位可分别设置单独的控制系统，单独使用；也可多工位组合设置，构成模块化的生产线。

一种平板坡口智能化柔性加工方法，包括以下步骤：

S1，零件打码、分类、入盘：在所有待加工零件的表面分别打上唯一的二维码或条形码；将所有零件分为中小件和大件两类；两类不再细分，分别混装在相应的空物料托盘内，并将物料托盘的信息及其内部所装零件的信息写入物料托盘上的RFID电子标签中；

S2，判断待配送的物料托盘内的零件类别，控制物料托盘去向：控制系统呼叫带有RFID读写器的AGV小车；根据AGV小车读取的物料托盘的信息及其内部所装零件的信息，控制系统判断物料托盘内所装的零件是中小件还是大件，为AGV小车指定配送位置；若物料托盘内所装的零件是中小件，将其配送至A工位；若所述物料托盘内所装的零件是大件，将其配送至B工位；若前往配送的A工位或B工位无空位，则将托盘配送至设有中小件区和大件区的缓存区；

S3，判断待加工零件的类型、尺寸和坡口信息：深度相机配合扫码装置扫描零件后，控制系统判断出待加工零件的类型、尺寸和坡口信息；若待加工零件为小件且仅需加工单面坡口，执行步骤4；若待加工零件为小件且需加工双面坡口，执行步骤5；若待加工零件为中件且仅需加工单面坡口，执行步骤6；若待加工零件为中件且需加工双面坡口，执行步骤7；若待加工零件为大件且仅需加工单面坡口，执行步骤8；若待加工零件为大件且需加工双面坡口，执行步骤9；

S4，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件搬运放置在翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行二次翻面；

S5，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件二次放置于切割工作台a上进行上坡口切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，进行下坡口打磨；

S6，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运至打磨装置a处采用打磨下坡口的方式进行打磨；

S7，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运至打磨装置a处采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行翻面；搬运机器人a将零件二次抓取放置于切割工作台a上进行下坡口切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在打磨装置a处进行下坡口打磨；搬运机器人a将零件搬运至翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S8，搬运机器人b将待加工零件搬运并放置在切割工作台b上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；

S9，搬运机器人b将待加工零件搬运并放置在切割工作台b上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b将零件从切割工作台b上正向取下搬运并放置在翻面机构b处；搬运机器人b对零件进行翻面；搬运机器人b将零件二次放置于切割工作台b上进行上坡口切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b将零件搬运至翻面机构b处；搬运机器人b对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S10，零件下料、码盘：搬运机器人a和搬运机器人b将加工完成的零件码放至下料用的物料托盘内；

S11，物料托盘转运至站外：控制系统呼叫AGV小车，将装满加工完成后的零件的物料托盘转运至站外规定的位置。

进一步地，所述打磨装置a或打磨装置b对零件进行坡口打磨时的坡口轨迹数据来源于切割机器人切割坡口时所生成的数据经过机器人系统之间转换的结果，打磨轨迹遵循着切割路径。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

（1）本发明所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法，采用双加工工位协同的集成模式，针对不同类型和尺寸的平板零件，采用了不同的合理的加工工艺流程，中件采用下坡口切割方式，有效避免了切割废料、熔渣粘连在工件上；小件为防止割枪与工作台发生碰撞，采用了上坡口切割方式；中小件由于尺寸较小、重量较轻，采用了机器人抓持工件的打磨方式；而大件由于尺寸相对较大、重量较重，因此采用了在工作台进行上坡口切割及打磨的方式；两工位均实现了零件自动上下料、自动坡口切割、自动清渣打磨、自动翻面以及自动转运等功能，全程做到柔性化、智能化和集成化，从而达到减人、增效、降低成本、提高质量的目标，满足了市场的多样化需求，解决了离散型制造的痛点问题。

（2）本发明所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，布局合理，双工位切割工作台灵活采用了不同的摆放形式，充分利用机器人的臂展范围，提高企业的投资回报率；零件上下料、翻面、打磨均由搬运机器人完成，其工作节拍与切割机器人相匹配协调，提高了各机器人的利用率及整体的生产效率。

（3）本发明所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法，通过采用视觉识别定位并在切割过程中进行实时跟踪，有效的地提高了坡口切割的精度；采用了与切割轨迹相同的打磨轨迹的柔性打磨，有效地提高了打磨精度；翻面机构设置了防滑装置，翻面后无需视觉重新定位，提高了整体加工效率。

（4）本发明所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，根据待加工零件的类型、尺寸及产能要求，两工位可单独使用；也可多工位组合设置，构成模块化的生产线，提高生产效率的同时增强了企业的灵活性和应变能力，缩短产品生产周期，更好更快地满足市场的多样化需求。

（5）本发明所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统及加工方法，物料托盘识别采用了先进的RFID技术，零件识别采用了扫码技术，使托盘和物料流向清晰,具有可追溯性；翻面机构不但实现了双面坡口加工过程中的必要翻面，还保证了下料时零件的有码面朝上，有利于下一工序对零件数据的采集，为智能车间的实现提供了良好的基础。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明平板坡口的智能化柔性加工系统的整体结构示意图；

图2是本发明搬运机器人a303的结构示意图；

图3是本发明搬运机器人b402的结构示意图；

图4是本发明切割机器人301的结构示意图；

图5是本发明打磨装置a304的结构示意图；

图6是本发明翻面机构a305和翻面机构b403的结构示意图；

图7是本发明平板坡口的智能化柔性加工方法的流程示意图。

图中：

1、AGV小车，2、物料托盘，3、A工位，4、B工位；

301、切割机器人，302、切割工作台a，303、搬运机器人a，304、打磨装置a，305、翻面机构a，扫码装置306；

401、切割工作台b，402、搬运机器人b，403、翻面机构b，404、移动滑台，405、打磨装置b；

3011、法兰，3012、转接板，3013、防碰撞装置，3014、转接架，3015、枪夹，3016、割枪，3017、灰度相机，3018、支架，3019、3D结构光视觉传感器；

3031、深度相机，3032、端拾器；

3041、机架，3042、打磨动力装置，3043、打磨头，3044、废料收集斗；

3051、底座，3052、支撑架，3053、防滑装置；

4021、减震装置；

S1-S11:步骤。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书及权利要求中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括典型的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例一

如图1所示，本发明设计的一种平板坡口智能化柔性加工系统，包括控制系统、带有RFID读写器的AGV小车1、带有RFID电子标签的物料托盘2，还包括A工位3和B工位4，所述A工位3用于中小件的坡口加工；所述B工位4用于大件的坡口加工；

所述A工位3和B工位4设有相同的切割机器人301；

所述A工位3中切割机器人301前方依次设有切割工作台a302和搬运机器人a303；所述切割工作台a302对零件上、下坡口的切割均能适应；所述打磨装置a304和翻面机构a305分别设在搬运机器人a303的左右两侧；所述打磨装置a304用于辅助搬运机器人a303抓持切割后的零件进行下坡口的打磨；所述翻面机构a305用于辅助搬运机器人a303对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述B工位4中切割机器人301前方依次设有切割工作台b401、搬运机器人b402和翻面机构b403；所述切割工作台b401能够适应对零件进行上坡口的切割；所述切割机器人301和搬运机器人b402均下设移动滑台404；所述打磨装置b405集成在搬运机器人b402的末端，用于对切割工作台b401上的零件进行上坡口的打磨；所述翻面机构b403用于辅助搬运机器人b402对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述A工位3和B工位4均包括扫码装置306，分别集成在搬运机器人a303和搬运机器人b402的末端，用于扫描所述零件上的二维码或条形码以识别零件的类型；

所述物料托盘2分别摆放在A工位3和B工位4中各自设置的三个固定的托盘位置，在搬运机器人a303和搬运机器人b402抓取的可达范围内，每个工位的三个托盘位置可轮流用于零件的上料、下料和上料缓存。

进一步地，所述切割工作台a302设有双切割工位，围绕切割机器人301对称成角度地布置，用于交替进行零件的上下料和切割；所述切割工作台b401设有双切割工位，并列呈一字型布置，用于交替进行零件的上下料、切割及打磨。

进一步地，如图2、图3所示，所述搬运机器人a303和搬运机器人b402的本体末端均还设有深度相机3031和可刚柔切换的端拾器3032；所述深度相机3031用于对物料托盘2内的零件进行识别定位，为目标零件的抓取提供依据；所述深度相机3031通过减震装置4021连接在搬运机器人b402的末端；所述减震装置4021用于缓冲打磨装置b405工作时产生的振动，以避免对深度相机3031产生不利影响甚至损坏。

进一步地，所述端拾器3032采用电永磁铁；所述电永磁铁可以是矩形或者圆形或者是两种的组合，用来适应对不同类型和尺寸的零件的抓取。

进一步地，如图4所示，所述切割机器人301的本体末端同轴固定连接有法兰3011；所述法兰3011通过转接板3012与防碰撞装置3013固定连接；所述防碰撞装置3013位于法兰3011的下方并与法兰3011中心线错开一定距离；所述防碰撞装置3013通过L型的转接架3014与枪夹3015连接；所述割枪3016安装在枪夹3015内，位于法兰3011的正左侧且倾斜一定角度，枪尖落在法兰中心轴的延长线上；所述防碰撞装置3013的上方设有灰度相机3017；所述灰度相机3017固定安装在转接板3012上，用于对待切割零件进行精确识别定位；所述割枪3016的对侧通过支架3018设有3D结构光视觉传感器3019；所述3D结构光视觉传感器3019倾斜一定角度，使其可测量到零件棱边的两个相邻表面，并且对零件的测量点落在枪尖前方一定的距离，用于对切割轨迹进行精确测量纠偏。

进一步地，如图5所示，所述打磨装置a304由机架3041、打磨动力装置3042、打磨头3043和废料收集斗3044组成，所述打磨动力装置3042驱动打磨头3043对工件打磨，且打磨产生的废渣掉落至废渣收集料斗3044内。

进一步地，如图6所示，所述翻面机构a305和翻面机构b403均包括底座3051和支撑架3052；所述支撑架3052呈E型，非开放端与底座3051固定连接，开放端悬空；所述支撑架3052上还设有用于防止零件放置后窜动的防滑装置3053；所述搬运机器人a303或搬运机器人b402将零件从上方正向放置在支撑架3052上后再从下方反向取下，通过搬运机器人a304或搬运机器人b403末端向下翻转实现零件的翻面。

进一步地，所述防滑装置3053为硅胶垫；所述硅胶垫覆盖于支撑架3052的正向放置上表面。

进一步地，根据待加工零件的类型、尺寸及产能要求，所述A工位3和B工位4可分别设置单独的控制系统，单独使用；也可多工位组合设置，构成模块化的生产线。

实施例二

如图7所示，一种平板坡口智能化柔性加工方法，包括以下步骤：

S1，零件打码、分类、入盘：在所有待加工零件的表面分别打上唯一的二维码或条形码；将所有零件分为中小件和大件两类；两类不再细分，分别混装在相应的空物料托盘2内，并将物料托盘2的信息及其内部所装零件的信息写入物料托盘2上的RFID电子标签中；

S2，判断待配送的物料托盘内的零件类别，控制物料托盘去向：控制系统呼叫带有RFID读写器的AGV小车1；根据AGV小车1读取的物料托盘2的信息及其内部所装零件的信息，控制系统判断物料托盘2内所装的零件是中小件还是大件，为AGV小车1指定配送位置；若物料托盘2内所装的零件是中小件，将其配送至A工位3；若所述物料托盘2内所装的零件是大件，将其配送至B工位4；若前往配送的A工位或B工位无空位，则将托盘配送至设有中小件区和大件区的缓存区；

S3，判断待加工零件的类型、尺寸和坡口信息：深度相机3031配合扫码装置306扫描零件后，控制系统判断待加工零件的类型、尺寸和坡口信息；若待加工零件为小件且仅需加工单面坡口，执行步骤4；若待加工零件为小件且需加工双面坡口，执行步骤5；若待加工零件为中件且仅需加工单面坡口，执行步骤6；若待加工零件为中件且需加工双面坡口，执行步骤7；若待加工零件为大件且仅需加工单面坡口，执行步骤8；若待加工零件为大件且需加工双面坡口，执行步骤9；

S4，搬运机器人a303将待加工零件搬运并放置在切割工作台a302上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人301采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a303将零件从切割工作台a302上正向取下搬运并放置在翻面机构a305处；搬运机器人a303将零件从翻面机构a305上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a304处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头3043移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；所述搬运机器人a303将零件搬运放置在翻面机构a305处；搬运机器人a对零件进行二次翻面；

S5，搬运机器人a303将待加工零件搬运并放置在切割工作台a302上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人301采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a303将零件从切割工作台a302上正向取下搬运并放置在翻面机构a305处；搬运机器人a303将零件从翻面机构a305上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a304处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头3043移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a303将零件二次放置于切割工作台a302上进行上坡口切割；搬运机器人a303将工件从切割工作台a302上正向取下搬运放置在翻面机构a305处进行；搬运机器人a303将零件从翻面机构a305上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a304处，进行下坡口打磨；

S6，搬运机器人a303将待加工零件搬运并放置在切割工作台a302上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库指导切割机器人301采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a303将零件从切割工作台a302上正向取下搬运至打磨装置a304处采用打磨下坡口的方式进行打磨；

S7，搬运机器人a303将待加工零件搬运并放置在切割工作台a302上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人301采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a303将工件从切割工作台a302上正向取下搬运至打磨装置a304处采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a303将零件搬运并放置在翻面机构a305处；搬运机器人a303对零件进行翻面；搬运机器人a303将零件二次抓取放置于切割工作台a302上进行下坡口切割；搬运机器人a303将工件从切割工作台a302上正向取下搬运并放置在打磨装置a304处进行下坡口打磨；搬运机器人a303将零件搬运至翻面机构a305处；搬运机器人a303对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S8，搬运机器人b402将待加工零件搬运并放置在切割工作台b401上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人301采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b405对切割工作台b401上的工件进行上坡口打磨；

S9，搬运机器人b402将待加工零件搬运并放置在切割工作台b401上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人301采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b405对切割工作台b401上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b402将零件从切割工作台b401上正向取下搬运并放置在翻面机构b403处；搬运机器人b402对零件进行翻面；搬运机器人b402将零件二次放置于切割工作台b401上进行上坡口切割；打磨装置b405对切割工作台b401上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b402将零件搬运至翻面机构b403处；搬运机器人b402对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S10，零件下料、码盘：搬运机器人a303和搬运机器人b402将加工完成的零件码放至下料用的物料托盘2内；

S11，物料托盘转运至站外：控制系统呼叫AGV小车1，将装满加工完成后的零件的物料托盘2转运至站外规定的位置。

进一步地，所述打磨装置a或打磨装置b对零件进行坡口打磨时的坡口轨迹数据来源于切割机器人或切割机器人切割坡口时所生成的数据经过机器人系统之间的转换的结果，打磨轨迹遵循着切割路径。

在实施例一和实施例二中，零件的分类标准可以是：外形尺寸≤100mm的为小件，外形尺寸100 mm-1800 mm的为中件；外形尺寸≥1800mm的为大件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描绘的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种改进和变化，这些改进和变化都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，包括控制系统、带有RFID读写器的AGV小车、带有RFID电子标签的物料托盘，还包括A工位和B工位，所述A工位用于中小件的坡口加工；所述B工位用于大件的坡口加工；

所述A工位和B工位设有相同的切割机器人；

所述A工位中切割机器人前方依次设有切割工作台a和搬运机器人a；所述切割工作台a对零件上、下坡口的切割均能适应；所述打磨装置a和翻面机构a分别设在搬运机器人a的左右两侧；所述打磨装置a用于辅助搬运机器人a抓持切割后的零件进行下坡口的打磨；所述翻面机构a用于辅助搬运机器人a对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述B工位中切割机器人前方依次设有切割工作台b、搬运机器人b和翻面机构b；所述切割工作台b能够适应对零件进行上坡口的切割；所述切割机器人和搬运机器人b均下设移动滑台；所述打磨装置b集成在搬运机器人b的末端，用于对切割工作台b上的零件进行上坡口的打磨；所述翻面机构b用于辅助搬运机器人b对零件进行翻面以实现双面坡口加工；

所述A工位和B工位均包括扫码装置，分别集成在搬运机器人a和搬运机器人b的末端，用于扫描所述零件上的二维码或条形码以识别零件的类型；

所述物料托盘分别摆放在A工位和B工位中各自设置的三个固定的托盘位置，在搬运机器人a和搬运机器人b抓取的可达范围内，每个工位的三个托盘位置可轮流用于零件的上料、下料和上料缓存。

2.根据权利要求1所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述切割工作台a设有双切割工位，围绕切割机器人对称成角度地布置，用于交替进行零件的上下料和切割；所述切割工作台b设有双切割工位，并列呈一字型布置，用于交替进行零件的上下料、切割及打磨。

3.根据权利要求2所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述搬运机器人a和搬运机器人b的本体末端均还设有深度相机和可刚柔切换的端拾器；所述深度相机用于对物料托盘内的零件进行识别定位，为目标零件的抓取提供依据；所述深度相机通过减震装置连接在搬运机器人b的末端；所述减震装置用于缓冲打磨装置b工作时产生的振动，以避免对深度相机产生不利影响甚至损坏。

4.根据权利要求3所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述端拾器采用电永磁铁；所述电永磁铁可以是矩形或者圆形或者是两种的组合，用来适应对不同类型和尺寸的零件的抓取。

5.根据权利要求4所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述切割机器人的本体末端同轴固定连接有法兰；所述法兰通过转接板与防碰撞装置固定连接；所述防碰撞装置位于法兰的下方并与法兰中心线错开一定距离；所述防碰撞装置通过L型的转接架与枪夹连接；所述割枪安装在枪夹内，位于法兰的正左侧且倾斜一定角度，枪尖落在法兰中心轴的延长线上；所述防碰撞装置的上方设有灰度相机；所述灰度相机固定安装在转接板上，用于对待切割零件进行精确识别定位；所述割枪的对侧通过支架设有3D结构光视觉传感器；所述3D结构光视觉传感器倾斜一定角度，使其可测量到零件棱边的两个相邻表面，并且对零件的测量点落在枪尖前方一定的距离，用于对切割轨迹进行精确测量纠偏。

6.根据权利要求5所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述翻面机构a和翻面机构b均包括底座和支撑架；所述支撑架呈E型，非开放端与底座固定连接，开放端悬空；所述支撑架上还设有用于防止零件放置后窜动的防滑装置；所述搬运机器人a或搬运机器人b将零件从上方正向放置在支撑架上后再从下方反向取下，通过搬运机器人末端向下翻转实现零件的翻面。

7.根据权利要求6所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，所述防滑装置为硅胶垫；所述硅胶垫覆盖于支撑架的上表面。

8.根据权利要求7所述的一种平板坡口的智能化柔性加工系统，其特征在于，根据待加工零件的类型、尺寸及产能要求，所述A工位和B工位可分别设置单独的控制系统，单独使用；也可多工位组合设置，构成模块化的生产线。

9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的平板坡口的智能化柔性加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，零件打码、分类、入盘：在所有待加工零件的表面分别打上唯一的二维码或条形码；将所有零件分为中小件和大件两类；两类不再细分，分别混装在相应的空物料托盘内，并将物料托盘的信息及其内部所装零件的信息写入物料托盘上的RFID电子标签中；

S2，判断待配送的物料托盘内的零件类别，控制物料托盘去向：控制系统呼叫带有RFID读写器的AGV小车；根据AGV小车读取的物料托盘的信息及其内部所装零件的信息，控制系统判断物料托盘内所装的零件是中小件还是大件，为AGV小车指定配送位置；若物料托盘内所装的零件是中小件，将其配送至A工位；若所述物料托盘内所装的零件是大件，将其配送至B工位；若前往配送的A工位或B工位无空位，则将托盘配送至设有中小件区和大件区的缓存区；

S3，判断待加工零件的类型、尺寸和坡口信息：深度相机配合扫码装置扫描零件后，控制系统判断出待加工零件的类型、尺寸和坡口信息；若待加工零件为小件且仅需加工单面坡口，执行步骤4；若待加工零件为小件且需加工双面坡口，执行步骤5；若待加工零件为中件且仅需加工单面坡口，执行步骤6；若待加工零件为中件且需加工双面坡口，执行步骤7；若待加工零件为大件且仅需加工单面坡口，执行步骤8；若待加工零件为大件且需加工双面坡口，执行步骤9；

S4，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件搬运放置在翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行二次翻面；

S5，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，抓持着零件使其坡口边沿着打磨头移动，采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件二次放置于切割工作台a上进行上坡口切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运放置在翻面机构a处；搬运机器人a将零件从翻面机构a上反向取下翻转180°完成零件翻面后搬运至打磨装置a处，进行下坡口打磨；

S6，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a将零件从切割工作台a上正向取下搬运至打磨装置a处采用打磨下坡口的方式进行打磨；

S7，搬运机器人a将待加工零件搬运并放置在切割工作台a上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割下坡口的方式进行切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运至打磨装置a处采用打磨下坡口的方式进行打磨；搬运机器人a将零件搬运并放置在翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行翻面；搬运机器人a将零件二次抓取放置于切割工作台a上进行下坡口切割；搬运机器人a将工件从切割工作台a上正向取下搬运并放置在打磨装置a处进行下坡口打磨；搬运机器人a将零件搬运至翻面机构a处；搬运机器人a对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S8，搬运机器人b将待加工零件搬运并放置在切割工作台b上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；

S9，搬运机器人b将待加工零件搬运并放置在切割工作台b上，二维码或条形码朝上；控制系统根据切割工艺数据库信息指导切割机器人采用切割上坡口的方式进行切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b将零件从切割工作台b上正向取下搬运并放置在翻面机构b处；搬运机器人b对零件进行翻面；搬运机器人b将零件二次放置于切割工作台b上进行上坡口切割；打磨装置b对切割工作台b上的工件进行上坡口打磨；搬运机器人b将零件搬运至翻面机构b处；搬运机器人b对零件进行二次翻面，使二维码或条形码朝上；

S10，零件下料、码盘：搬运机器人a和搬运机器人b将加工完成的零件码放至下料用的物料托盘内；

S11，物料托盘转运至站外：控制系统呼叫AGV小车，将装满加工完成后的零件的物料托盘转运至站外规定的位置。

10.根据权利要求9所述的一种平板坡口的智能化柔性加工方法，其特征在于，所述打磨装置a或打磨装置b对零件进行坡口打磨时的坡口轨迹数据来源于切割机器人切割坡口时所生成的数据经过机器人系统之间转换的结果，打磨轨迹遵循着切割路径。

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