CN113607333B - 一种基于工业机器人的自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化生产线技术领域，公开了一种基于工业机器人的自动化生产线，包括机架和安装于机架上的传送机构；传送机构传送方向的前端安装有智能调节架，智能调节架上安装有工业机器人手臂，工业机器人手臂包括活塞筒、正压气路系统和负压气路系统，活塞筒内竖向滑动连接有活塞板，活塞板上固定有贯穿活塞筒且中空的活塞杆，活塞板将活塞筒分隔为有杆腔和无杆腔；正压气路系统与有杆腔和无杆腔连通，负压气路系统与活塞杆连通；活塞筒上同轴固定有检测板，活塞杆上同轴固定有支撑板，支撑板上竖向滑动连接有与支撑板接触的检测轴。本发明结构简单，能够以较低成本对工件进行抓取和检测，降低自动化生产线的组装成本。

Description

一种基于工业机器人的自动化生产线

技术领域

本发明涉及自动化生产线技术领域，具体公开了一种基于工业机器人的自动化生产线。

背景技术

自动生产线是指由自动化机器体系实现产品工艺过程的一种生产组织形式，它是在连续流水线的进一步发展的基础上形成的。自动化生产线的特点是：加工对象自动地由一台机床传送到另一台机床，并由机床自动地进行加工、装卸、检验等。

目前自动化生产线会采用工业机器人进行生产操作，如工业机器人手臂，工业机器人检测设备等。但是，生产线所采用的工业机器人手臂会使用较为复杂的编程以及较为复杂的结构，以提高工业机器人手臂的精度，此类机器人手臂的成本较高，以导致组装自动化生产线的成本较高，难以对大多数企业进行普及。

为了克服以上问题，提供一种基于工业机器人的自动化生产线。

发明内容

本发明意在提供一种基于工业机器人的自动化生产线，以降低自动化生产线的组装成本。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种基于工业机器人的自动化生产线，包括机架和安装于机架上的传送机构；

传送机构传送方向的前端安装有智能调节架，智能调节架上安装有工业机器人手臂，工业机器人手臂包括活塞筒、正压气路系统和负压气路系统，活塞筒内竖向滑动连接有活塞板，活塞板上固定有贯穿活塞筒且中空的活塞杆，活塞板将活塞筒分隔为有杆腔和无杆腔；

正压气路系统与有杆腔和无杆腔连通，负压气路系统与活塞杆连通；

活塞筒上同轴固定有检测板，活塞杆上同轴固定有支撑板，支撑板上竖向滑动连接有与支撑板接触的检测轴，检测轴上套设有弹性件。

本发明的原理以及有益效果：(1)本方案中，通过智能调节架进行位置调节，达到精准对准所要加工的工件，使得工业机器人手臂对准需要加工的工件，具体的：利用正压气路系统可以使得活塞筒内的活塞杆伸缩，并利用负压气路系统和活塞杆的配合，以对工件进行吸附，达到运输工件的目的。本方案中的工业机器人手臂不必使用复杂的编程便能实现精准的定位、抓取以及运输，降低了工业机器人手臂的成本，进而降低自动化生产线的组装成本。

(2)本方案与现有技术相比，现有技术中的工业机器人手臂直接抓取工件不会检测工件是否达到需求标准，即使要进行检测，势必增加工业机器人手臂的结构以及检测系统，本方案中，利用正压气路系统使得活塞杆复位时，活塞杆带着支撑板和检测轴向上移动，当检测轴与检测板相抵时，检测轴会向下滑动，若检测轴向下推动将工件顶下，则说明工件不达标，达到简单且快速检测工件的目的。

当然，实施申请的方案并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

进一步，正压系统包括泵组件，泵组件连通有换向阀，换向阀连通有第一进气阀和第二进气阀，第一进气阀与有杆腔连通，第二进气阀与无杆腔连通。

有益效果：本方案中，需要活塞杆伸长时，通过泵组件向换向阀和第二进气阀送入气体，以使得活塞板和活塞杆向下滑动，以达到活塞杆伸长的目的，需要收缩时，泵组件向换向阀和第一进气阀送入气体，以使得活塞杆收缩。

进一步，负压气路系统包括负压泵、第一出气阀和第二出气阀，第一出气阀与活塞杆连通，第二出气阀将活塞杆与有杆腔连通。

有益效果：需要对工件进行吸附抓取时，负压泵通过第一出气阀使得活塞杆产生负压，需要对工件进行释放时，通过打开第二出气阀，有杆腔内的气体进入至活塞杆内，使得活塞杆的负压失去，工件与活塞杆脱离。

进一步，检测轴上开有空腔，空腔的下端连通有通槽，通槽内水平滑动连接有夹持轴，夹持轴与检测轴之间连通有复位件，空腔连通有第三出气阀，第三出气阀与空腔连通。

有益效果：当对工件检测完毕之后，打开第三出气阀，第三出气阀向空腔内通入气体，在气体的作用下，挤压夹持轴，夹持轴对工件进行夹持，提高工业机器人手臂夹持的稳定性。

进一步，传送机构包括若干滚轴和套设在若干滚轴上的皮带，皮带上开有若干检测孔。

有益效果：本方案中，工件在皮带上进行传送，若工件的宽度或长度小于检测孔，工件从检测孔掉落，以达到进一步检测的目的。

进一步，任意滚轴上水平滑动连接有顶杆，顶杆与滚轴之间设置有收缩件，顶杆远离收缩件的一端呈锥形。

有益效果：皮带在传送过程中会带动滚轴转动，滚轴转动过程中会将顶杆伸入至检测孔内，若检测孔内有工件卡住，顶杆会将工件顶出。

进一步，皮带下方设置有传送带，传送带与传送机构的传送方向相反。

有益效果：传送带将从检测孔掉落的工件传送至工业机器人手臂的下方，一方面便于操作人员进行收集，另一方面便于工业机器手臂再次将工件抓取至传送结构上进行二次检测。

进一步，传送带传送方向的末端设置有阻拦板。

有益效果：阻拦板对工件进行阻拦，以使得工件停留在传送带上。

进一步，传送机构的上方设置有安装于机架上的加工箱，加工箱内竖向滑动连接有多功能板，多功能板上开有负压腔和与负压腔连通的负压孔，负压腔连通有负压组件，多功能板的上方设置有若干动力件，动力件的输出轴与多功能板固定连接。

有益效果：动力件带动多功能板竖向往复滑动，以对工件进行打磨或去除毛刺等，在利用负压组件使得负压腔产生负压，在负压的作用下通过负压孔将毛刺或粉末等去除。

进一步，智能支架包括第一直线模组和安装于第一直线模组上的第二直线模组，第一直线模组用于横向传输，第二直线模组用于纵向传输。

有益效果：通过第一直线模组横向传送第二直线模组，利用第二直线模组纵向传送工业机器人手臂。

附图说明

图1为本发明实施例中基于工业机器人的自动化生产线的轴测图；

图2为本发明实施例中基于工业机器人的自动化生产线的正视图；

图3为图2的A部分放大图；

图4为本发明实施例中基于工业机器人的自动化生产线的侧视图；

图5为本发明实施例中顶杆的结构示意图。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

说明书附图中的附图标记包括：加工箱11、负压泵111、电控缸112、多功能板113、负压腔114、负压孔115、第一直线模组12、传送机构13、检测孔131、滚轴132、顶杆133、收缩弹簧134、第二直线模组14、工业机器人手臂15、活塞筒151、活塞板152、第三出气阀153、第一出气阀154、第二出气阀155、活塞杆156、第二进气阀157、换向阀158、第一进气阀159、传送带16、阻拦板17、机架18、检测板21、支撑板22、气道23、检测轴24、空腔26、复位弹簧27、夹持轴28。

实施例：

基本如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5所示：一种基于工业机器人的自动化生产线，包括机架18，机架18上安装有加工箱11，加工箱11的下方设置有安装在机架18上的传送机构13，传送机构13的下方安装有传送带16(传送带16为现有结构且通过电机提供传送动力)，传送带16长度大于传送机构13的长度，即传送带16延伸出传送机构13。

加工箱11内竖向滑动连接有多功能板113，多功能板113上开有负压腔114，多工功能板上开有若干负压孔115，负压孔115与负压腔114连通，负压腔114连通有负压组件(负压组件为负压泵111)，加工箱11上安装有若干动力件，动力件为电控缸112，电控缸112的输出轴与多功能板113固定连接。

传送机构13包括若干与机架18转动连接的滚轴132，相邻负压孔115之间留有打磨位置，打磨位置位于滚轴132的上方。若干滚轴132上套设有环形的皮带，皮带上开有若干检测孔131，机架18上安装有电机，电机的输出轴与任意滚轴132同轴固定连接(图中未示出)，任意滚轴132上水平滑动连接有顶杆133，顶杆133与滚轴132之间固定有收缩件，收缩件为收缩弹簧134，顶杆133远离收缩弹簧134的一端呈锥形。本实施例中，传送机构13与传送带16的传送方向相反，传送带16传送方向的末端设置有阻拦板17，阻拦板17位于传送带16的上方。

加工箱11上安装有智能调节架，智能调节架包括第一直线模组12，第一直线模组12的输出端安装有第二直线模组14，第二直线模组14的输出端安装有位于传送机构13上方的工业机器人手臂15，工业机器人手臂15位于传送机构13传送方向的前端。工业机器人手臂15包括活塞筒151、正压气路系统和负压气路系统。

活塞筒151固定安装于第二直线模组14的输出端上，活塞筒151内竖向滑动连接有活塞板152，活塞板152将活塞筒151分隔为有杆腔和无杆腔，活塞板152上螺栓固定有贯穿活塞筒151的活塞杆156，活塞杆156呈“丄”字形，活塞杆156与活塞筒151竖向滑动配合，活塞杆156内开有气道23(即活塞杆156中空)，气道23贯穿活塞杆156。

正压气路系统包括泵组件、换向阀158、第一进气阀159和第二进气阀157，泵组件为气泵，气泵与换向阀158的进口端连通，换向阀158的一个出口端与第一进气阀159连通，第一进气阀159与有杆腔连通，第二进气阀157与无杆腔连通。

负压气路系统包括负压泵111、第一出气阀154和第二出气阀155，第一出气阀154与活塞杆156上的气道23连通且第一出气阀154位于气道23的上端，第二出气阀155安装于活塞杆156的上部，第二出气阀155将有杆腔和气道23连通。

活塞筒151上同轴固定有检测板21，活塞杆156上同轴固定有位于检测板21下方的支撑板22，支撑板22上沿活塞轴的周向竖向滑动连接有若干检测轴24，检测轴24上套设有弹性件25，弹性件25为弹簧，弹簧一端固定在检测轴24上，弹簧的另一端固定在支撑板22上，当支撑板22挤压检测轴24时，检测轴24与支撑板22沿支撑板22的侧壁滑动。本实施例中，检测轴24上开有空腔26，空腔26的下端连通有通槽，通槽内水平滑动连接有夹持轴28，夹持轴28与检测轴24之间留有间隙，夹持轴28与检测轴24之间固定有复位件，复位件为复位弹簧27，空腔26连通有第三出气阀153，第三出气阀153与无杆腔连通且固定在活塞筒151上。

本实施例中，第一进气阀159、第二进气阀157、第一出气阀154、第二出气阀155和第三出气阀153以及换向阀158均为电磁阀。本实施例中还包括控制器和与控制器电连接的压力传感器，压力传感器用于检测气道23内的压强，控制器与第一进气阀159、第二进气阀157、第一出气阀154、第二出气阀155和第三出气阀153、换向阀158、第一直线模组12和第二直线模组14均电连接(图中未示出)。

具体实施过程如下：

控制器以控制第一直线模组12和第二直线模组14工作，第一直线模组12带动第二直线模组14和工业机器人手臂15横向移动至指定位置，第二直线模组14带着工业机器人手臂15纵向移动至指定位置。

控制器接收到第一直线模组12和第二直线模组14的反馈信息，控制器控制换向阀158与第二进气阀157连通，第二进气阀157打开，控制器控制气泵向换向阀158、第二进气阀157和无杆腔送入气体(送入气体时间为3s或4s或5s可根据需求进行工作时间调节)，在气压的作用下向下推动活塞板152和活塞杆156，直至活塞杆156与工件相抵。以气泵工作3s为例，控制器控制第二进气阀157、换向阀158和气泵关闭，控制器再将第一出气阀154和负压泵111打开，负压泵111对气道23抽负压，在负压的作用下对工件进行吸附，3s后控制器打开气泵、换向阀158和第一进气阀159，换向阀158将第一进气阀159和气泵连通，气泵向有杆腔内输入气体，活塞板152和活塞杆156带着工件向上移动，例如活塞杆156向上移动2～5cm，支撑板22带着检测轴24与检测板21挤压，检测轴24向下沿支撑板22的边缘滑动，若检测轴24与工件相抵，则工件长度或宽度过大(或吸附位置错误)，若检测轴24与工件不相抵，则工件的长度或宽度达标(或吸附位置正确)为优质工件，操作人员可以将工件换位或将工件取走，以达到检测工件的目的。

若工件与活塞杆156脱离，压力传感器向控制器反馈信号(压强大)，控制器重复以上步骤。若工件仍被活塞杆156吸附，压力传感器向控制器反馈信号(压强小)，控制器会打开第三出气阀153，无杆腔内的气体通过第三出气阀153进入至空腔26内，并推动夹持轴28，夹持轴28朝向工件运动，以对工件进一步夹持，如此提高工件运输过程中的稳定性。此时，控制器停止气泵、换向阀158和第一进气阀159工作。再次启动第一直线模组12和第二直线模组14将工业机器人手臂15运输至传送结构的上方。控制器打开第三出气阀153，有杆腔内的气体通过第三出气阀153进入至气道23内，使得气道23失去负压，工件掉料至皮带上。

传送机构13对工件进行传送，传送过程中，如工件的长度或宽度过小，工件会通过检测孔131掉落至传送带16上，通过传送带16传送以便于操作人员收集，另一方面，为了预防工件检测错误，可以利用工业机器人手臂15再次传送至传送机构13上，以进行二次检测。若工件卡入到检测孔131内，当顶杆133与检测孔131对齐时，顶杆133伸入至检测孔131内，将工件顶出受到皮带的挤压复位至滚轴132内。

工件在传送机构13上传送的过程中，启动电控缸112带动多功能板113向下滑动，与工件的上表面相贴，工件与多功能板113相对运动，以达到打磨工件上表面的目的(相邻负压孔115之间留有打磨位置，打磨位置位于滚轴132的上方，即利用滚轴132对工件进行支撑)，即打磨过后，利用负压组件以使得负压腔114产生负压，即通过负压腔114和负压孔115将毛刺或碎屑抽走，以达到快速加工的目的。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：包括机架和安装于机架上的传送机构；

传送机构传送方向的前端安装有智能调节架，智能调节架上安装有工业机器人手臂，工业机器人手臂包括活塞筒、正压气路系统和负压气路系统，活塞筒内竖向滑动连接有活塞板，活塞板上固定有贯穿活塞筒且中空的活塞杆，活塞板将活塞筒分隔为有杆腔和无杆腔；

正压气路系统与有杆腔和无杆腔连通，负压气路系统与活塞杆连通；

活塞筒上同轴固定有检测板，活塞杆上同轴固定有支撑板，支撑板上竖向滑动连接有与支撑板接触的检测轴，检测轴上套设有弹性件；

正压系统包括泵组件，泵组件连通有换向阀，换向阀连通有第一进气阀和第二进气阀，第一进气阀与有杆腔连通，第二进气阀与无杆腔连通；

负压气路系统包括负压泵、第一出气阀和第二出气阀，第一出气阀与活塞杆连通，第二出气阀将活塞杆与有杆腔连通；

检测轴上开有空腔，空腔的下端连通有通槽，通槽内水平滑动连接有夹持轴，夹持轴与检测轴之间连通有复位件，空腔连通有第三出气阀，第三出气阀与空腔连通。

2.根据权利要求1所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：传送机构包括若干滚轴和套设在若干滚轴上的皮带，皮带上开有若干检测孔。

3.根据权利要求2所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：任意滚轴上水平滑动连接有顶杆，顶杆与滚轴之间设置有收缩件，顶杆远离收缩件的一端呈锥形。

4.根据权利要求3所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：皮带下方设置有传送带，传送带与传送机构的传送方向相反。

5.根据权利要求4所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：传送带传送方向的末端设置有阻拦板。

6.根据权利要求5所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：传送机构的上方设置有安装于机架上的加工箱，加工箱内竖向滑动连接有多功能板，多功能板上开有负压腔和与负压腔连通的负压孔，负压腔连通有负压组件，多功能板的上方设置有若干动力件，动力件的输出轴与多功能板固定连接。

7.根据权利要求6所述的基于工业机器人的自动化生产线，其特征在于：智能支架包括第一直线模组和安装于第一直线模组上的第二直线模组，第一直线模组用于横向传输，第二直线模组用于纵向传输。

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