CN113568384A - 一种基于agv小车自动上刀、注油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于，包括：AGV小车，执行调度系统的指令，按照预设路径在指定位置之间运动；注油装置，存储油品，设在AGV小车上；具放置装置，存放刀具，设在AGV小车上；协作机器人，根据调度系统的指令执行更换刀具、注油动作；调度系统，接收加工中心设备的换刀、注油请求信息，调配装有刀具或油品的AGV小车至指定位置，控制协作机器人更换刀具或注油。本发明结构简单，成本低廉，能自动给设备上刀及加注油品，不影响设备生产，不降低设备的开动率，一次性的投入终生受益，具有广泛的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于自动化机械加工技术领域，具体涉及一种基于AGV小车自动上刀、注油系统。
背景技术
在现代化生产中，随着高速、高效、高柔性化加工生产线的广泛应用，自动化程度越来越高，无人化生产越来越广泛。
Automated Guided Vehicle，简称AGV，通常也称为AGV小车。指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路径以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路径，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
在柔性生产线中往往以数控加工中心为主，每台加工中心设备的刀库都可装几十把加工刀具。除首次准备加工时可采用人工上刀，此时加工中心设备还没有形成加工循环，不耽搁生产效率，但是整线生产一旦开动起来达到一定的开动率，如果此时其中一台加工中心设备刀具已到寿命极限需要换刀，这时再采用人工一把把的换装上去，需要设备停止运行，势必耽搁整线加工，影响整线的开动率。这种传统的换刀方式，难以适应现代化连续加工生产的状态。如何避免人工换刀模式影响机床的生产效率是目前亟待解决的问题。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种根据生产需求自动换刀、注油，无需停机、生产效率高、智能化生产的基于AGV小车自动上刀、注油系统。
为达到上述目的，本发明设计的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于，包括：
AGV小车，执行调度系统的指令，按照预设路径在指定位置之间运动；
注油装置，存储油品，设在AGV小车上；
刀具放置装置，存放刀具，设在AGV小车上；
协作机器人，根据调度系统的指令执行更换刀具、注油动作；
调度系统，接收加工中心设备的换刀、注油请求信息，调配装有刀具或油品的AGV小车至指定位置，控制协作机器人更换刀具或注油。
优选的，所述调度系统包括：为AGV小车预设的导航路径、存储各部件状态信息的无线数据中转站、传递各部件需求和指令的管控系统；各部件之间通过通讯无线局域网通信，并通过无线监控保证信息传递的准确性。
优选的，所述协作机器人包括机械手，机械手一端安装在AGV小车上，另一端设有3D视觉系统和电动夹爪；机械手和电动夹爪配合执行更换刀具、注油动作；3D视觉系统识别夹爪动作位置坐标。
优选的，所述刀具放置装置包括：承载刀具的多个放置刀座、刀具ID芯片读取器；每个所述放置刀座旁均设有一显示该放置刀座上刀具信息的刀具号显示屏；刀具ID芯片读取器读取并判定放置刀座上刀具的信息，通过状态指示灯示出。
优选的，所述注油装置包括注油枪、油箱、油泵、可自动伸缩盘管装置及油路控制系统；油路控制系统检测油箱的油量并将信息传递给调度系统，并控制油泵经可自动伸缩盘管装泵油，协作机器人抓取注油枪控制开关。
进一步优选的，当油箱低液位报警时，调度系统指令AGV小车通过预设的导航路径运行到油品库，请求油品库管理人员加注满自身携带的油箱，直至油箱高液位报警时提醒油品库管理人员停止加油。
本发明的有益效果是：1、给设备上刀时，设备不需要停止运行，不耽搁设备加工，不影响整线的开动率。2、给设备上刀及注油，相当于以机器操作代替人操作，符合现代化技术的要求。3、配置3D视觉系统及调度系统做到自感知、自判断、自反馈，符合智能化生产要求。
本发明专利结构简单，成本低廉，通过这种AGV小车自动上刀、注油装置给设备上刀时，设备不需要停止运行，不耽搁设备加工，不影响整线的开动率；使用这种AGV小车自动上刀、注油装置给设备上刀及注油，相当于以机器代替人，降低人工劳动强度，符合现代化的要求；使用这种AGV小车自动上刀、注油装置配置3D视觉系统及调度系统做到自感知、自判断、自反馈，符合智能化生产要求，具有极大的推广价值。
本发明结构简单，成本低廉，能自动给设备上刀及加注油品，不影响设备生产，不降低设备的开动率，一次性的投入终生受益，具有广泛的推广价值。
附图说明
图1：本发明专利的立体图；
图2：本发明专利的运行轨迹图；
图3：本发明专利的上刀示意图；
图4：本发明专利的注油示意图。
具体实施方式
下面通过图1～图4以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，本发明设计的基于AGV小车自动上刀、注油系统，包括AGV小车8，执行调度系统的指令，按照预设路径在指定位置之间运动；注油装置，存储油品；刀具放置装置，存放刀具；协作机器人，根据调度系统15的指令执行更换刀具、注油动作；调度系统15，接收加工中心设备14的换刀、注油请求信息，调配装有刀具或油品的AGV小车8至指定位置，控制协作机器人更换刀具或注油。所示注油装置，刀具放置装置设在AGV小车8上。
所述协作机器人上带有机械臂1、3D视觉系统2、电动夹爪3，所述机械臂1固定安装在AGV小车8上，所述3D视觉系统2、电动夹爪3安装在机械臂1手臂末端。
所述注油装置带有注油枪9、油箱7、油泵6、可自动伸缩盘管装置4及油路控制系统5；所述的注油装置的油箱7低液位报警时，调度系统15指令AGV小车8通过指定的导航路径26运行到油品库21，请求油品库管理人员加注满自身携带的油箱7，直至油箱高液位报警时提醒油品库管理人员停止加油。
所述刀具放置装置带有6个刀具放置刀座10，每个刀具放置刀座10旁位置带有状态指示灯13、刀具号显示屏12及刀具ID芯片读取器27。
所述的调度系统15包括导航路径26、通讯无线局域网18、无线监控19、管控系统17、无线数据中转站16。
生产自动线上其中一台加工中心设备14的其中一把刀具11快到寿命极限时，此时这台加工中心设备14发出换刀请求信号给调度系统15；调度系统15发送指令给AGV小车8，AGV小车8在等待区通过指定的导航路径26运行到刀具库房20，请求库房管理人员放置这把新刀11放在刀具放置装置的刀座10上；同时刀具放置装置上的刀具ID芯片读取器27读取并判定刚放置的这把新的刀具11信息，是否与所述刀具号显示屏12显示的刀具号一致，错误时报警提醒库房管理人员更换重新放置。
刀具放置装置上的刀具ID芯片读取器27读取并判定刀具11信息正确时，所述调度系统15发送指令给AGV小车8，AGV小车8载着刀具11通过指定的导航路径26运行到生产现场需要换刀的这台设备14旁，等待所述调度系统15下一步指令。
调度系统15将AGV小车8已到达设备14旁的信息通过无线数据中转站16传递给这台加工中心设备14，这台加工中心设备14将自身托刀装置22降到原位准备，打开换刀防护门24，信息通过管控系统17传递给调度系统。
协作机器人接到所述调度系统15的指令后，协作机器人上的机械臂1手臂伸出，末端3D视觉系统2识别并定位加工中心设备14托刀装置22的坐标位置，缩回识别并定位刀具放置装置上刀具11的坐标位置，相互对比；协作机器人上的机械臂1手臂末端电动夹爪3夹持刀具放置装置上的刀具11的合适位置，并取出；进一步的机械臂1手臂伸出运动到加工中心设备14托刀装置位置22处。
协作机器人上的机械臂1手臂末端电动夹爪3松开并准确、正确地将刀具11放置在加工中心设备14托刀装置22上，进一步的机械臂1手臂缩回，并把通过通讯无线局域网18及无线数据中转站16把信息传递给调度系统15。
调度系统15将机械臂1已准确、正确地放置刀具的信息传递给这台加工中心设备14，这台加工中心设备14判定托刀装置22上是否有、无刀具信号。
加工中心设备14如果判定托刀装置22上有刀具11信号，则关闭换刀防护门24，进行上刀准备；加工中心设备14如果判定托刀装置22上无刀具11信号，则需要所述的机械臂1手臂再次伸入，末端3D视觉系统2再次识别，判定刀具11正确位置姿态的区别，所述的机械臂1手臂末端电动夹爪3需要再次夹起刀具11进行姿态调整，直至加工中心设备14判定托刀装置22上有刀具11信号，再关闭换刀防护门24，进行上刀准备。
加工中心设备14在下一加工循环中，在加工时间最长的工序加工过程中，托刀装置22升起到终位，将新刀11从托刀装置22上装入刀库23的空刀座中，同时托刀装置22降回原位；
加工中心设备14这把旧刀具11到了寿命极限时，托刀装置22升到终位，在加工时间最长的工序加工过程中，将旧刀11从刀库23刀座中退回托刀装置22上，托刀装置降22回原位。
加工中心设备14将需要卸刀的信息通过管控系统17传递给调度系统15，调度系统15指令AGV小车8到达所述加工中心设备14旁；
加工中心设备14打开换刀防护门24，所述协作机器人装置上的机械臂1手臂伸出，末端3D视觉系统3识别加工中心设备14托刀装置22上旧刀11姿态坐标；
协作机器人上的机械臂1手臂伸入加工中心设备14中，所述机械臂1手臂末端电动夹爪3夹持加工中心设备14托刀装置22上的旧刀并取出，然后机械臂1手臂缩回到刀具放置装置处，所述机械臂1手臂末端电动夹爪3松开，将旧刀放入刀具放置装置上的刀座10上，所述加工中心设备14关闭换刀防护门24，同时托刀装置22降回原位；
调度系统15指令AGV小车8通过指定的导航路径26运行到刀具库房20，请求库房管理人员取出这把旧刀。
当生产自动线上其中一台加工中心设备14的润滑油箱或液压油箱25低液位报警时，信息通过管控系统17传递给调度系统15；
调度系统15发送指令给AGV小车8，AGV小车8在等待区通过指定的导航路径26运行到所述加工中心设备14油箱25旁；
协作机器人上的机械臂1手臂伸出，末端3D视觉系统2识别油箱25注油口的位置坐标；
机械臂1手臂末端电动夹爪3掀开注油口翻盖；
机械臂1手臂退回，末端电动夹爪3从注油装置上的油枪座上夹起注油枪9伸入油箱25注油口，调度系统15指令油泵6启动进行注油；
当注油到所述的加工中心设备14的油箱25高液位报警时，信息通过管控系统17传递给调度系统15；
调度系统15发出指令注油装置上的油泵6立即停止注油；
机械臂1手臂末端电动夹爪3夹持注油枪9退回，同时自动伸缩盘管装置4自动收回油管，机械臂1放回注油枪9，完成加油过程。
本发明在加工中心设备刀具快到寿命极限时，提前将刀具从刀房运送过来，并放在加工中心设备托刀装置上，待加工时间最长的工序加工过程中，托刀装置便可将新刀送入刀库空刀座中，以待刀库中原有的这把刀到了寿命极限时，加工中心设备直接调用新刀进行加工循环，不耽搁生产；同时可在下一加工循环中，在加工时间最长的工序加工过程中，将旧刀从刀库刀座中退回托刀装置上，AGV小车自动上刀、注油装置取回旧刀，送回刀具库房；本发明也可在加工中心设备润滑油箱或者液压油箱低液位报警时，自身油箱提前在油品库加注满油后自动行驶过来给加工中心设备加注。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于，包括：
AGV小车，执行调度系统的指令，按照预设路径在指定位置之间运动；
注油装置，存储油品，设在AGV小车上；
刀具放置装置，存放刀具，设在AGV小车上；
协作机器人，根据调度系统的指令执行更换刀具、注油动作；
调度系统，接收加工中心设备的换刀、注油请求信息，调配装有刀具或油品的AGV小车至指定位置，控制协作机器人更换刀具或注油。
2.根据权利要求1所述的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于：所述调度系统包括：为AGV小车预设的导航路径、存储各部件状态信息的无线数据中转站、传递各部件需求和指令的管控系统；各部件之间通过通讯无线局域网通信，并通过无线监控保证信息传递的准确性。
3.根据权利要求1所述的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于：所述协作机器人包括机械手，机械手一端安装在AGV小车上，另一端设有3D视觉系统和电动夹爪；机械手和电动夹爪配合执行更换刀具、注油动作；3D视觉系统识别夹爪动作位置坐标。
4.根据权利要求1所述的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于：所述刀具放置装置包括：承载刀具的多个放置刀座、刀具ID芯片读取器；每个所述放置刀座旁均设有一显示该放置刀座上刀具信息的刀具号显示屏；刀具ID芯片读取器读取并判定放置刀座上刀具的信息，通过状态指示灯示出。
5.根据权利要求1所述的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于：所述注油装置包括注油枪、油箱、油泵、可自动伸缩盘管装置及油路控制系统；油路控制系统检测油箱的油量并将信息传递给调度系统，并控制油泵经可自动伸缩盘管装泵油，协作机器人抓取注油枪控制开关。
6.根据权利要求5所述的基于AGV小车自动上刀、注油系统，其特征在于：当油箱低液位报警时，调度系统指令AGV小车通过预设的导航路径运行到油品库，请求油品库管理人员加注满自身携带的油箱，直至油箱高液位报警时提醒油品库管理人员停止加油。
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