CN115265295B - 一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，包括：弹丸输送线；喷漆前装配子系统，用于在炮弹上依次喷涂涂虫胶漆和红丹漆，再自动装配稳定装置；喷漆子系统，用于在弹体上完成喷漆涂装；喷漆后装配子系统，用于制作标识、弹口螺纹涂脂、假引信装配、底火装配、三次检测、涂抹泡油；包装子系统，用于对炮弹进行装箱操作，在包装箱上制作相应的标识，堆垛合格的包装箱；炮弹生产信息化管理系统，对弹丸输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统进行控制，同时接收炮弹相关的生产信息和检测信息。本发明能够大大削减目前装配线上的工人数量，从而提高炮弹装配的产品质量、一致性，降低安全隐患和人工成本。

Description

一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统

技术领域

本发明涉及炮弹装配技术领域，具体而言涉及一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统。

背景技术

目前，炮弹涂装前后装配及检测工作仍采用大量的手工作业，操作人员数量多、人工效率低、装配及检测质量不稳定，为了满足生产节拍、安全性、精度的要求，需要投入大量的人力物力，装配成本极高；操作人员多也容易带来安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，除了满足过去对于生产节拍、安全性、精度的要求外，还将大大削减目前装配线上的工人数量，从而提高炮弹装配的产品质量、一致性，降低安全隐患和人工成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，所述用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统包括：

弹丸输送线，所述弹丸输送线根据弹丸的传输方向分为喷漆前输送线、喷漆传输链和装配传输线；

喷漆前装配子系统，安装在喷漆前输送线上，用于在完成一次清洁后的炮弹上依次喷涂涂虫胶漆和红丹漆，再自动装配稳定装置后对炮弹进行一次检测；一次检测项目包括自动摆差测量、点铆及药面深度测量；

喷漆子系统，安装在喷漆传输链上，用于对完成一次检测的炮弹进行二次清洁，并在弹体上完成喷漆涂装，对涂装完成的漆层进行二次检测；二次检测项目包括漆层厚度测量；

喷漆后装配子系统，安装在装配传输线上临近喷漆传输链的一端，喷漆后装配子系统用于对完成二次检测的炮弹依次进行三次清洁、制作标识、弹口螺纹涂脂、假引信装配、底火装配、三次检测、涂抹泡油；三次检测项目包括合膛规检验、全弹长度测量和底火伸入量测量；

包装子系统，安装在装配传输线上远离喷漆传输链的一端，用于对完成泡油涂抹的炮弹进行装箱操作，在包装箱上制作相应的标识，检测包装箱气密性检测后，堆垛合格的包装箱；

炮弹生产信息化管理系统，分别与弹丸输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统通讯连接，对弹丸输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统进行控制，同时接收喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统反馈的炮弹相关的生产信息和检测信息。

本发明的有益效果是：

本发明的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，采用自动化设备及人工辅助的方式代替人工作业的技术方案设计，可缩短炮弹装配及检测作业的周期，消除“10人以上危险场所”，减少操作人员数量，降低人工成本、提高效率、提高装配和检测的质量及精度，在满足现有产品要求的同时，还兼顾生产线的柔性化，为新产品预留接口。

附图说明

图1是本发明实施例的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的输送线的结构示意图。

图3是本发明实施例的托盘举升定位组件的结构示意图。

图4是本发明实施例的RFID读写装置的结构示意图。

图5是本发明实施例的喷漆前装配子系统的结构示意图。

图6是本发明实施例的自动上弹机的结构示意图。

图7是本发明实施例的拆防潮塞机的结构示意图。

图8是本发明实施例的口部螺纹清擦机的结构示意图。

图9是本发明实施例的虫胶漆涂漆机的结构示意图。

图10是本发明实施例的红丹漆涂漆机的结构示意图。

图11是本发明实施例的稳定装置拧紧装置的结构示意图。

图12是本发明实施例的自动摆差测量机的结构示意图。

图13是本发明实施例的点铆机和弹丸药面深度检测仪的结构示意图。

图14是本发明实施例的喷漆子系统的结构示意图。

图15是本发明实施例的喷漆上料原理示意图。

图16是本发明实施例的清擦装置的结构示意图。

图17是本发明实施例的清洗剂清擦工位的结构示意图。

图18是本发明实施例的干毛巾清擦工位的结构示意图。

图19是本发明实施例的储料桶的结构示意图。

图20是本发明实施例的自动涂装系统的结构示意图。

图21是本发明实施例的漆层厚度测量机的结构示意图。

图22是本发明实施例的喷漆后装配子系统的结构示意图。

图23是本发明实施例的自动称重机的结构示意图。

图24是本发明实施例的弹丸螺纹清理机的结构示意图。

图25是本发明实施例的螺纹检测机的结构示意图。

图26是本发明实施例的自动印标志机的结构示意图。

图27是本发明实施例的自动打弹重符号机的结构示意图。

图28是本发明实施例的自动结合机的结构示意图。

图29是本发明实施例的合膛规检验机的结构示意图。

图30是本发明实施例的弹口螺纹涂脂机的结构示意图。

图31是本发明实施例的防潮塞拧紧机的结构示意图。

图32是本发明实施例的底火拧紧系统的结构示意图。

图33是本发明实施例的NG下料机的结构示意图。

图34是本发明实施例的装密封袋热合机的结构示意图。

图35是本发明实施例的自动上箱机的结构示意图。

图36是本发明实施例的弹丸装箱机械手的结构示意图。

图37是本发明实施例的自动印标志工位的结构示意图。

图38是本发明实施例的扣盖封筒拧紧机的结构示意图。

图39是本发明实施例的码垛机的结构示意图。

图40是本发明实施例的生产信息管理系统的生产监控画面示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1，本实施例公开了一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，所述用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统包括：

弹丸输送线，所述弹丸输送线根据弹丸的传输方向分为喷漆前输送线、喷漆传输链和装配传输线。

喷漆前装配子系统，安装在喷漆前输送线上，用于在完成一次清洁后的炮弹上依次喷涂涂虫胶漆和红丹漆，再自动装配稳定装置后对炮弹进行一次检测；一次检测项目包括自动摆差测量、点铆及药面深度测量。

喷漆子系统，安装在喷漆传输链上，用于对完成一次检测的炮弹进行二次清洁，并在弹体上完成喷漆涂装，对涂装完成的漆层进行二次检测；二次检测项目包括漆层厚度测量。

喷漆后装配子系统，安装在装配传输线上临近喷漆传输链的一端，喷漆后装配子系统用于对完成二次检测的炮弹依次进行三次清洁、制作标识、弹口螺纹涂脂、假引信装配、底火装配、三次检测、涂抹泡油；三次检测项目包括合膛规检验、全弹长度测量和底火伸入量测量。

包装子系统，安装在装配传输线上远离喷漆传输链的一端，用于对完成泡油涂抹的炮弹进行装箱操作，在包装箱上制作相应的标识，检测包装箱气密性检测后，堆垛合格的包装箱。

炮弹生产信息化管理系统，分别与弹丸输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统通讯连接，对弹丸输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统进行控制，同时接收喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统反馈的炮弹相关的生产信息和检测信息。

一、输送线

该条输送线包含：喷漆前输送线、喷漆传输链(积放式)、装配传输线。在本实施例中，整体尺寸如下：

短：13m(长)×0.9m(宽度符合弹丸长度要求)×0.8m(高度符合人工学)。

长：32m(长)×0.9m(宽度符合弹丸长度要求)×0.8m(高度符合人工学)。

承重：最大800kg。

前述数值可以根据弹丸长度和实际场景需求做调整。

如图2所示，所述喷漆前输送线和装配传输线采用双层倍速链进行工装传输；倍速链分上、下层布置，两端连接有回流提升机，上层倍速链用于传输工装，下层倍速链用于工装或者托盘回流。

二、托盘举升定位组件

在需要精准定位及上部需要压紧处，设置托盘顶升组件进行托盘的二次定位及支撑。托盘举升定位组件的结构如图3所示，包括举升气缸和导向组件，举升气缸用于顶起托盘，导向组件则用来对托盘位置进行调整，具体地，托盘上的设置有对位孔，导向组件竖直安装在导轨上，通过将导向组件与对位孔进行对位的方式，对托盘进行二次定位，同时还可以采用导向组件对托盘进行辅助支撑。

三、RFID读写装置

参见图4，所述用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统上分布设置有若干个RFID读写装置和若干个感应标签，RFID读写装置与炮弹生产信息化管理系统建立通信链路；感应标签用于对托盘进行识别，RFID读写装置用于对感应标签进行数据读写，将读取到的炮弹相关生产信息传输至炮弹生产信息化管理系统。例如，在每个工装底部安装感应标签，用于托盘识别；在需要有数据记录及追溯工位安装RFID读写头进行数据读写，从而完成产线的整体数据追溯。

四、喷漆前装配子系统

图5是本发明实施例的喷漆前装配子系统的结构示意图。所述喷漆前装配子系统包括沿喷漆前输送线依次布设的自动上弹机、拆防潮塞机、口部螺纹清擦机、虫胶漆涂漆机、第一人工工位、红丹漆喷漆机、第二人工工位、稳定装置拧紧装置、自动摆差测量机、点铆机和弹丸药面深度检测仪。

(4.1)自动上弹机

参见图6，所述自动上弹机包括第一地面传送带、第二地面传送带、翻转机、桁架机械手框架，以及安装在桁架机械手框架上沿桁架机械手框架水平横向移动的托盘搬运机械手和炮弹搬运机械手；第二地面传送带设置在第一地面传送带和喷漆前输送线之间，第一地面传送带、第二地面传送带的传送方向相反；所述第二地面传送带将装有弹丸的弹丸托盘传送至桁架机械手框架下方，炮弹搬运机械手将弹丸托盘内的弹丸依次抓取到翻转机上使弹丸横放后，再抓取至喷漆前输送线上；托盘搬运机械手再将空弹丸托盘传送至第一地面传送带，由第一地面传送带将空弹丸托盘移送出桁架机械手框架。

工作过程：人工将弹丸推送至地面传送带上、并将捆扎带取下，地面传送带将装有弹丸的托盘(9宫格)传送至桁架机械手下方，机械手抓取上托盘放到旁边的另一条地面传送带上，然后将弹丸依次抓取到喷漆前输送线上，抓完后将底部托盘也放到另一条地面传送带上，托盘堆积到1m高时，传送带将托盘移送出桁架机械手框架，人工将托盘放到指定位置。

(4.2)拆防潮塞机

参见图7，所述拆防潮塞机包括位于喷漆前输送线正上方的第一压紧机构、位于喷漆前输送线一侧的防潮塞拆卸机和储料仓(体积可以选择0.125m³)；所述第一压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的弹丸固定在临近防潮塞拆卸机处的喷漆前输送线上；所述防潮塞拆卸机包括气动马达、旋转机构、进给机构和第一伺服升降机构；所述进给机构位于第一伺服升降机构上方，沿竖直方向移动；所述气动马达与旋转机构连接，并固定在进给机构上，在进给机构作用下水平横向移动至弹丸端部，旋转机构在启动马达的作用下携带防潮塞旋转以对防潮塞进行拆卸；所述储料仓用于存放拆卸下的防潮塞。

工作过程：托盘到位后，底部工装顶升定位，上部压紧机构压紧。由防潮塞拆卸机伸出将防潮塞卸下落料至储料仓内。防潮塞拆卸机由气动马达带动旋转拆卸，前后通过气缸进行进给运动。

(4.3)口部螺纹清擦机

参见图8，所述口部螺纹清擦机包括旋转平台、第二伺服升降机构和若干个清擦头；所述若干个清擦头周向设置在旋转平台上表面，跟随旋转平台转动；所述旋转平台在第二伺服升降机构的作用下竖直移动。

工作过程：将弹丸夹紧后，清擦头通过伺服电机自动完成旋转切换，将口部螺纹清擦干净。可以设置4个清擦头，分别呈90°摆放，炮油清擦头和毛刷清擦头各2个。清擦头应及时更换或清洗。

(4.4)虫胶漆涂漆机

参见图9，所述虫胶漆涂漆机包括虫胶漆喷涂房和旋转喷漆枪；虫胶漆喷涂房位于喷漆前输送线上，当弹丸移动至虫胶漆喷涂房内部时，旋转喷漆枪在伺服电机的作用下移动至弹丸的引信室喷涂虫胶漆。

工作过程：工装到达喷漆房后两侧门关闭。由伺服电机驱动旋转喷漆枪进入引信室喷虫胶漆，虫胶漆禁止流淌。

(4.5)第一人工工位

虫胶漆喷涂后，工装流转至第一人工工位，由人工进行纸垫粘附，弹带修整。

(4.6)红丹漆涂漆机

参见图10，所述红丹漆涂漆机包括红丹漆喷涂房和红丹漆喷漆枪；红丹漆喷涂房位于喷漆前输送线上，当弹丸移动至红丹漆喷涂房内部时，红丹漆喷漆枪在伺服电机的作用下在弹丸尾部螺纹外圈喷涂红丹漆。

工作过程：工装进入红丹漆喷涂房两侧门关闭；自动在弹丸尾部螺纹外圈喷涂红丹漆(红丹漆不能流淌)，并将稳定装置以300Nm的力矩拧紧。

(4.7)第二人工工位

红丹漆后，用于涂漆预留，及稳定装置上料及预拧。

(4.8)稳定装置拧紧装置

参见图11，所述稳定装置拧紧装置包括第二压紧机构、拧紧头和扭矩传感器；所述第二压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的弹丸固定在临近拧紧头处的喷漆前输送线上；所述拧紧头在伺服电机的作用下绕轴自转，将稳定装置拧紧固定在弹丸上；所述扭矩传感器用于监测扭紧头的拧紧力矩。

工作过程：托盘到位后，底部顶升，RFID记录本站数据上传至总线工控机。气液增压缸带动压紧机构压紧产品。伺服电机驱动拧紧头对稳定装置进行拧紧。扭矩传感器监控拧紧力矩。

(4.9)自动摆差测量机

参见图12，所述自动摆差测量机包括第一炮弹旋转机构和位移传感器；所述炮弹旋转机构安装在喷漆前输送线一侧，用于抓取炮弹并在伺服电机的作用下驱动炮弹自转以使翼片向上；所述位移传感器安装在喷漆前输送线正上方，用于以弹丸圆柱部2个定心带为基点，对炮弹进行跳动检测，若任意一个炮弹翼片摆差跳动量超过预设跳动量阈值，生成报警信号。

工作过程：托盘到位后，底部顶升，RFID记录本站数据上传至总线工控机。伺服电机驱动炮弹旋转使翼片向上。以弹丸圆柱部2个定心带为基点，采用位移传感器机构测量稳定装置翼片的摆差跳动量(相对圆柱部定心带)。若跳动超差则设备报警提示，合格则记录数据。示例性地，4个翼片均应不大于1mm。位移传感器精度为±0.01毫米。

(4.10)点铆机和弹丸药面深度检测仪

参见图13，所述点铆机包括第二炮弹旋转机构和点铆装置，所述第二炮弹旋转机构和弹丸药面深度检测仪分别位于喷漆前输送线的两侧，点铆装置位于喷漆前输送线的正上方；第二炮弹旋转机构驱动炮弹旋转使点铆槽朝上，点铆装置将炮弹上的钢块挤入点铆槽并压平；弹丸药面深度检测仪对弹丸口端部到内部药面距离进行测量，如果测量值不符合允许距离值范围生成报警信号。

工作过程：托盘到位后，底部顶升，RFID记录本站数据上传至总线工控机。伺服电机驱动炮弹旋转使点铆槽向上，找出稳定装置上对称180°两个点铆槽的位置，然后点铆将弹丸上的钢挤入点铆槽并压平。弹丸药面深度检测仪主要实现弹丸口端部到内部药面距离的测量，不合格品报警，再进行后续工艺操作，直到清擦外表面工序处统一下线。

五、喷漆子系统

参见图14，所述喷漆子系统包括第一搬运机器人、第二搬运机器人、清擦装置、自动涂装系统和漆层厚度测量机。

所述喷漆传输链呈环形悬挂链状，连接在喷漆前输送线和装配传输线之间，第一搬运机器人、第二搬运机器人分别安装在喷漆传输链临近喷漆前输送线和装配传输线的两个端部处。

参见图15，所述第一搬运机器人用于将喷漆传输链上悬挂的炮弹和吊钩抓取至清擦装置处进行组装和清擦处理，再将清理后的炮弹抓取回喷漆传输链，沿喷漆传输链继续传输至自动涂装系统进行弹体涂装；第二搬运机器人用于将喷漆传输链上悬挂的经弹体涂装后的炮弹上的吊钩拆除并挂回喷漆传输链，再将炮弹传送至漆层厚度测量机，对弹体上涂装的漆层厚度进行测量。

参见图16，所述清擦装置包括在伺服电机作用下绕轴自转的清擦旋转工装，以及周向分布在清擦旋转工装外围的炮弹上下工位、吊钩拧紧工位、清洗剂清擦工位和干毛巾清擦工位。

工作过程：清擦装置将专用清洗剂喷到仿形刷上，仿形刷将弹丸外表的油渍、药粉、记号笔字等污物清擦干净，然后用干毛巾再清擦干净。设备有清洗剂回收装置。为防止清洗时污染药棉，预先拧紧吊钩。吊钩由机器人抓取至拧紧工位。吊钩采用伺服电机进行拧紧，伺服电机监控扭矩。拧紧前需要夹紧炮弹；具体地，桁架机械手将弹丸放到拧吊钩机上，然后桁架机械手抓取吊钩到拧吊钩机上，吊钩机进行拧紧，由桁架机械手完成弹丸、吊钩抓取，弹丸挂传输链、弹丸卸传输链。(和拧吊钩机共同完成)，吊钩返回线则用来完成卸吊钩与拧吊钩之间的吊钩传递。底部工装为可旋转机构，到达清擦3个工位，底部有旋转对接机构可驱动炮弹旋转完成清擦。参见图17，仿形毛刷清擦炮弹，配置清洗剂自动喷头对毛刷进行喷清洗剂；炮弹由底部工装驱动旋转，完成整圈清擦。参见图18，旋转毛斤由双伺服驱动配合炮弹旋转完成清擦。

如图20所示，所述自动涂装系统包括用于竖直放置炮弹的底部伺服旋转台、多个周向安装在底部伺服旋转台上表面的竖直支杆，以及一一对应地安装在支杆上沿支杆竖直移动的自动喷漆头。如图19所示，自动涂装系统设有3个储料桶，分别储放军黄漆、蓝灰漆、稀释剂。利用伺服定量泵将3种原料抽打至混合料桶并配有气动马达进行搅拌混合均匀。弹丸的稳定装置应被遮挡，不能喷漆。

如图21所示，漆层厚度测量机的工作过程包括：机器人取料悬挂线炮弹下线至转盘工装；机器人将吊钩拆卸机构拆下的吊钩悬挂回悬挂链上；采用3工位转盘进行旋转，转盘按照顺时针旋转，依次为吊钩拆卸、漆层厚度测量机炮弹上下料工位；人工工位主要用于稳定装置套袋清除。漆层厚度测量机在将弹丸夹紧后，旋转，测量上下定心部互成120°的3点漆层厚度(厚度范围通常为27μm—40μm)。

六、喷漆后装配子系统

参见图22，所述喷漆后装配子系统包括沿炮弹传送方向依次布设的自动称重机、弹丸螺纹清理机、螺纹检测机、自动印标志机、自动打弹重符号机、自动结合机、合膛规检验机、全弹长度检测机、弹口螺纹涂脂机、防潮塞拧紧机、假引信拧紧机、底火拧紧系统、第三人工工位和NG下料机。

(6.1)自动称重机

如图23所示，所述自动称重机用于对炮弹的重量进行测量。工作过程：工装设置RFID读写片，此工位加装RFID读写头，将上工序漆厚测量及本工位称重数据记录入产线上位机；空托盘到位，顶升机构顶升测量空托盘重量，待炮弹放入后再次测量计算炮弹重量。

(6.2)弹丸螺纹清理机

参见图24，所述弹丸螺纹清理机包括旋转平台、第三伺服升降机构和若干个清擦头；所述若干个清擦头周向设置在旋转平台上表面，跟随旋转平台转动；所述旋转平台在第三伺服升降机构的作用下竖直移动。

工作过程：清理机包含4个90°分布的清擦头，分别别2个泡油清擦头合毛刷清擦头；清擦头通过伺服电机自动完成旋转切换；清擦头需要定期更换。

(6.3)螺纹检测机

参见图25，所述螺纹检测机包括第三压紧机构、通规检测机构、止规检测机构和通止规移动平台；所述第三压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的炮弹固定在临近通止规移动平台处，通规检测机构和止规检测机构并排设置在通止规移动平台上；通止规移动平台沿炮弹传送方向移动，调整通规检测机构与炮弹螺纹的相对位置、止规检测机构与炮弹螺纹的相对位置；所述通规检测机构和止规检测机构上安装有扭矩传感器和位移传感器，扭矩传感器用于测量通规检测机构和止规检测机构上扭紧头的拧紧力矩，位移传感器用于测量螺纹的拧入深度。

工作过程：该设备占2个工位，分别完成螺纹通规、止规检测。工装到位，底部顶升，上部压紧，通规检测机构深入，伺服电机带动旋转，伺服电机控制扭矩不超过35N.m,扭矩传感器监控扭矩，位移传感器判断拧入深度。通规检测后自动切换为止规检测，检测螺纹拧入深度。通规应35Nm力矩拧紧到位，不到位为不合格。止规拧入不超过3.5扣。

(6.4)自动印标志机

参见图26，所述自动印标志机包括相对安装在装配传输线两侧的夹紧机构和位于装配传输线上方的丝网印刷机；所述夹紧机构与炮弹相对的端部设置有旋转机构，两侧的夹紧机构水平横向相对移动，夹持炮弹并携带炮弹转动；在炮弹转动过程中，丝网印刷机同步印刷标识在弹体表面。

工作过程：该设备占2个工位，分别完成弹丸称重判别弹重符号、印标志。工装到位，底部顶升，两侧夹紧机构顶紧炮弹后，托盘降下，两侧夹紧机构带动炮弹旋转，上部丝网印刷同步印刷。

(6.5)自动打弹重符号机

参见图27，所述自动打弹重符号机包括弹重符号钢印，用于在气缸作用下在弹体上冲出弹重符号。

工作过程：工装到位，底部顶升，上部气缸带动弹重符号钢印下压冲出符号；钢印横向切换，可同时安装两个钢印，根据称重结果自动选择。在弹丸铜带斜面上打与标志相同的弹重符号，应与标志在同一母线上。

(6.6)自动结合机

参见图28，所述自动结合机包括第四压紧机构、药筒搬运机械手和拧紧机构，药筒搬运机械手安装在装配传输线一侧，在位于装配传输线上方的第四压紧机构将炮弹压紧后，将药筒搬运至炮弹处，使拧紧机构将药筒旋入炮弹的相应位置。

工作过程：药筒转运小车完成药筒的转运工作(小车不小于3台，通过更换工装完成3种药筒的转运)；药筒上线机械手完成弹丸、药筒、结合后的炮弹的抓取工作；自动结合机完成弹丸与药筒的结合，弹丸与药筒标志应基本在同一母线上，结合后测量全弹长度。桁架机械手包含托盘搬运及药筒搬运机械手。药筒搬运机械手降药筒搬运至拧紧机构，由拧紧机构完成拧紧工作；拧紧机构配扭矩传感器进行扭矩监控。

(6.7)合膛规检验机(半备弹丸合膛规检验机)

参见图29，所述合膛规检验机包括合膛规，合膛规自上而下套入炮弹，对炮弹药筒底缘尺寸进行检测；所述全弹长度检测机用于对炮弹长度进行检测。

工作过程：炮弹旋转机械手负责炮弹上下搬运；设置两个合膛规检测工位，由伺服驱动检测治具由上往下进行检测，上下驱动伺服扭矩监控，上下高度伺服监控；采用伺服+位移传感器进行全弹高度测量。设备为立式并有双桁架机械手，有2个合膛规工位，其中1个为130产品合膛工位(不更换)，另1个为100和76产品工位(2个产品的合膛规更换使用)。设备的导轨带动合膛规自伤而下套入炮弹，合膛规与炮弹药筒底缘无间隙为合格。双桁架机械手分别负责上料、下料工作。

(6.8)弹口螺纹涂脂机

参见图30，所述弹口螺纹涂脂机包括油脂泵组件和注脂机构，注脂机构在油脂泵组件的驱动下，将注脂头工装伸入弹口对螺纹进行注脂。

工作过程：油脂泵将油脂打出，经定量阀后由注脂头工装伸入弹口对螺纹进行注脂。涂脂机的出油嘴伸进弹丸的弹口内，并与弹丸弹口的螺纹接触，出油嘴一周有均匀的小孔，涂油机通过压力将炮油定量的压进出油嘴处，出油嘴将炮油均匀的涂在弹口螺纹上。

(6.9)防潮塞拧紧机

参见图31，所述防潮塞拧紧机包括防潮塞振料盘和防潮塞拧紧机构，防潮塞振料盘将防潮塞上料至防潮塞拧紧机构，防潮塞拧紧机构采用气动螺丝枪将防潮塞拧紧在炮弹上。

所述假引信拧紧机包括假引信振料盘和假引信拧紧机构，假引信振料盘将假引信上料至假引信拧紧机构，假引信拧紧机构采用气动螺丝枪将假引信拧紧在炮弹上。

防潮塞拧紧机由3个工位组成，分别为弹口螺纹涂脂机、拧防潮塞机、上假引信机。防潮塞拧紧机含振动料盘，V型块气缸从上到下压紧弹丸，防潮塞振动盘上料机构落料一枚防潮塞至弹口前端，拧紧机构在气动马达上开始旋转。由气缸推动拧紧机构和防潮塞进入弹口螺纹内开始拧紧，拧紧到位后，V型块从上方松开。假引信拧紧机与防潮塞拧紧机结构类似。

(6.10)底火拧紧系统

参见图32，所述底火拧紧系统包括底火室深度测量机构、第四人工工位、底火高度测量机构、底火拧紧机和底火伸入量测量机；所述底火室深度测量机构和底火高度测量机构分别用于测量底火室的深度和底火的高度，底火拧紧机用于将第四人工工位传送来的完成预拧的底火拧紧，底火伸入量测量机用于测量拧紧后的底火伸入量。

工作过程：先进行底火室深度测量后，人员拿取底火至底火高度测量机上测量底火高度。配显示器显示人员需要配备的垫圈数量及种类，人员根据提示上料垫圈并放入标签入底火室，预拧底火；至后道工序进行底火拧紧；最后对底火伸入量进行测量，检测3个位置点深度数据。底火拧紧系统可以与防潮塞拧紧机对向布置。

底火室深度测量机构：通过伸缩杆测量底火室深度，并将测量数据传输到中控室。

底火高度测量机构(人工预拧)：人工将底火放到测试平台上测试底火高度，并将数据反馈回中控室，中控室将差值及需要放铜垫圈种类数量传输到显示屏上，人工将垫圈套好后，将底火标签放入底火室，并将底火预拧。

底火拧紧机：该位置的V型块气缸从上到下压紧弹丸，底火拧紧机伸出对弹丸上底火进行拧紧，拧紧完成后，底火拧紧机将最终的力矩反馈到中央控制室。

底火伸入量测量机：在气缸的推动下，接触底火，位移传感器读取三点底火深度数值。测量完成后，底火伸入量测量机由气缸带动撤回，测底火伸入量测量机动作完成；V型块从上方松开。

第四人工工位：人工完成补漆、描字、修整弹带的工作。

(6.11)NG下料机

参见图33，所述NG下料机用于将不合格的炮弹放置到NG小车或者底火维修平台上。

工作过程：所述NG下料机的组成包括：底火维修滑动平台、桁架机械手、不合格品存放小车2辆。桁架机械手将不合格品分类贴标放到不合格品存放小车上，将底火凹入量不合格的放入底火维修滑动平台上。NG滚筒线将托盘移出后由上部搬运机械手将炮弹抓走；根据不合格的类别分别放置到NG小车或底火维修平台。底火维修平台由气缸驱动可横向移动。

七、包装子系统

所述包装子系统包括装密封袋热合机、自动上箱机、弹丸装箱机械手、自动印标志工位、扣盖封筒拧紧机和码垛机。

(7.1)装密封袋热合机(半备弹丸装密封袋热合机)

参见图34，所述装密封袋热合机用于加长密封袋，加长部分做成喇叭口的形状，分别抓取炮弹和已印好标志的密封袋，打开密封袋，将炮弹推入密封袋内，抽真空热合密封袋。

工作过程：装密封袋热合机的组成包括：半备弹丸装袋机、热合密封机、裁剪机、桁架机械手3个。把现有密封袋加长，加长部分做成喇叭口的形状，桁架机械手分别抓取炮弹和已印好标志的密封袋放到半备弹丸装袋机上，吸爪将密封袋打开，然后将炮弹推入密封袋内；另一桁架机械手将装入密封袋的炮弹放入热合机内抽真空热合；热合完成后，裁剪机将加长部分的密封袋裁剪掉；另一桁架机械手将炮弹放回输送线。具体地，双夹爪炮弹机械手将翻转平台上的套袋成品取出，放入待套袋炮弹，并将套袋成品放入托盘；炮弹翻转平台将炮弹翻转为竖直状态便于套袋；由取袋机械手取料包装袋并通过下部开袋吸盘将袋子打开拿取至翻转平台处完成套袋；套袋后翻转平台将炮弹转回平躺状态。桁架机械手负责炮弹的上、下料工作；抽真空、热合及剪裁与上、下料同步进行；设置废料箱将剪裁的封袋收集；配真空泵及真空罐进行热合前抽真空工作；配真空泵及真空罐进行热合前抽真空工作。

补漆辅助转位机：该设备能够将炮弹(不需热合密封的产品)旋转90°，然后人工在结合部位涂抹炮油。

(7.2)自动上箱机

参见图35，所述自动上箱机用于将打开搭扣的包装箱传送至装配传输线。人工辅助将包装箱的搭扣打开(若是包装筒，人工将筒盖卸下，将附件和筒盖放到包装箱运输线上)，由自动上箱机将包装箱(筒)抓取到包装箱输送线相应位置，再由包装箱输送线将包装箱运输到成品箱输送线上。

工作过程：人员负责将包装箱搭扣打开，并将整个包装箱放置于桁架下方由桁架机械手进行自动上箱；若是滚筒，则人员将筒盖打开放置于包装输送线托盘上指定位置。

(7.3)弹丸装箱机械手

参见图36，所述弹丸装箱机械手用于将附件套在炮弹上，再将炮弹装入包装箱。也可以采用人工预先进行炮弹套附件。炮弹装箱机械手由炮弹搬运机械手机箱盖机械手共同完成。

(7.4)自动印标志工位

参见图37，所述自动印标志工位用于采用喷墨机在包装箱上自动喷码打印弹重符号标识。由自动印标志机根据中控室的指令(主要传输批次等信息)及装箱人员确定的弹重符号进行喷印标志。

(7.5)扣盖封筒拧紧机

参见图38，所述扣盖封筒拧紧机采用3轴移栽机构将包装箱的搭扣合紧，再拧紧包装筒盖。

(7.6)码垛机

参见图39，所述码垛机用于采用码垛栈板自动堆垛装有炮弹的包装箱。

工作过程：假设码垛区分3个区域出料，码垛栈板自动上料；码垛区3人作业，1人带气密检测枪对包装筒进行气密检测作业。其余两人进行铅封及别别针作业。包装箱气密检测机的设备功能：气密性检测工位，包装区分3个区域，分别进行锁定，防止桁架机械手伤人。第1堆垛区垛满后，人员操作气密性检测机对包装箱进行检测，每次检测3个。包装筒筒盖拧紧完成后由桁架机械手将到堆垛区进行堆垛，包装区分3个区域，分别进行锁定，防止桁架机械手伤人。第1堆垛区垛满后，人工弹箱进行穿铅封和别别针。

八、炮弹生产信息化管理系统

参见图40，生产信息管理系统实时监视整个生产线设备中各部分的运行情况，显示所有任务的当前运行状态，出错报警情况，所有设备均实时更新，动态显示运行状态、完成情况、故障报警信息等，设备状态信息实时反馈给信息系统。具有数据采集、信息传递及状况监控的功能；需要具备容错防呆功能，减少因信息不一致、不统一出现生产异常的风险。通过生产信息管理系统，可通过客户生产计划进行智能排单，减少废料产出。生产信息管理系统的功能范围包括：用户管理、权限管理、产品型号信息维护、线别工位信息、人员信息、站位配置、工艺防呆配置、工艺参数下载、生产计划、数据采集、电子看板、生产报表、故障基础信息、故障发生警示、故障处理、故障统计报表、工位加工时间柱状图等。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述智慧装配自动化系统包括：

炮弹输送线，所述炮弹输送线根据炮弹的传输方向分为喷漆前输送线、喷漆传输链和装配传输线；

喷漆前装配子系统，安装在喷漆前输送线上，用于在完成一次清洁后的炮弹上依次喷涂虫胶漆和红丹漆，在自动装配稳定装置后对炮弹进行一次检测；一次检测项目包括自动摆差测量、点铆及药面深度测量；

喷漆子系统，安装在喷漆传输链上，用于对完成一次检测的炮弹进行二次清洁，并在弹体上完成喷漆涂装，对涂装完成的漆层进行二次检测；二次检测项目包括漆层厚度测量；

喷漆后装配子系统，安装在装配传输线上临近喷漆传输链的一端，喷漆后装配子系统用于对完成二次检测的炮弹依次进行三次清洁、制作标识、弹口螺纹涂脂、假引信装配、底火装配、三次检测、涂抹泡油；三次检测项目包括合膛规检验、全弹长度测量和底火伸入量测量；

包装子系统，安装在装配传输线上远离喷漆传输链的一端，用于对完成涂抹泡油的炮弹进行装箱操作，在包装箱上制作相应的标识，包装箱气密性检测后，堆垛合格的包装箱；

炮弹生产信息化管理系统，分别与炮弹输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统通讯连接，对炮弹输送线、喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统进行控制，同时接收喷漆前装配子系统、喷漆后装配子系统和包装子系统反馈的炮弹相关的生产信息和检测信息；

所述喷漆前装配子系统包括沿喷漆前输送线依次布设的自动上弹机、拆防潮塞机、口部螺纹清擦机、虫胶漆涂漆机、第一人工工位、红丹漆喷漆机、第二人工工位和稳定装置拧紧装置；

所述自动上弹机包括第一地面传送带、第二地面传送带、翻转机、桁架机械手框架，以及安装在桁架机械手框架上沿桁架机械手框架水平横向移动的托盘搬运机械手和炮弹搬运机械手；第二地面传送带设置在第一地面传送带和喷漆前输送线之间，第一地面传送带、第二地面传送带的传送方向相反；所述第二地面传送带将装有炮弹的炮弹托盘传送至桁架机械手框架下方，炮弹搬运机械手将炮弹托盘内的炮弹依次抓取到翻转机上使炮弹横放后，再抓取至喷漆前输送线上；托盘搬运机械手再将空炮弹托盘传送至第一地面传送带，由第一地面传送带将空炮弹托盘移送出桁架机械手框架；

所述拆防潮塞机包括位于喷漆前输送线正上方的第一压紧机构、位于喷漆前输送线一侧的防潮塞拆卸机和储料仓；所述第一压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的炮弹固定在临近防潮塞拆卸机处的喷漆前输送线上；所述防潮塞拆卸机包括气动马达、第一旋转机构、进给机构和第一伺服升降机构；所述进给机构位于第一伺服升降机构上方，沿竖直方向移动；所述气动马达与第一旋转机构连接，并固定在进给机构上，在进给机构作用下水平横向移动至炮弹端部，第一旋转机构在气动马达的作用下携带防潮塞旋转以对防潮塞进行拆卸；所述储料仓用于存放拆卸下的防潮塞；

所述口部螺纹清擦机包括第一旋转平台、第二伺服升降机构和若干个第一清擦头；所述若干个第一清擦头周向设置在第一旋转平台上表面，跟随第一旋转平台转动；所述第一旋转平台在第二伺服升降机构的作用下竖直移动；

所述虫胶漆涂漆机包括虫胶漆喷涂房和旋转喷漆枪；虫胶漆喷涂房位于喷漆前输送线上，当炮弹移动至虫胶漆喷涂房内部时，旋转喷漆枪在第一伺服电机的作用下移动至炮弹的引信室喷涂虫胶漆；

所述红丹漆喷漆机包括红丹漆喷涂房和红丹漆喷漆枪；红丹漆喷涂房位于喷漆前输送线上，当炮弹移动至红丹漆喷涂房内部时，红丹漆喷漆枪在第二伺服电机的作用下在炮弹尾部螺纹外圈喷涂红丹漆；

所述稳定装置拧紧装置包括第二压紧机构、拧紧头和第一扭矩传感器；所述第二压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的炮弹固定在临近拧紧头处的喷漆前输送线上；所述拧紧头在第三伺服电机的作用下绕轴自转，将稳定装置拧紧固定在炮弹上；所述第一扭矩传感器用于监测拧紧头的拧紧力矩；

所述喷漆后装配子系统包括沿炮弹传送方向依次布设的自动称重机、炮弹螺纹清理机、螺纹检测机、自动印标志机、自动打弹种符号机、自动结合机、合膛规检验机、全弹长度检测机、弹口螺纹涂脂机、防潮塞拧紧机、假引信拧紧机、底火拧紧系统、第三人工工位和NG下料机；

所述自动称重机用于对炮弹的重量进行测量；

所述炮弹螺纹清理机包括第二旋转平台、第三伺服升降机构和若干个第二清擦头；所述若干个第二清擦头周向设置在第二旋转平台上表面，跟随第二旋转平台转动；所述第二旋转平台在第三伺服升降机构的作用下竖直移动；

所述螺纹检测机包括第三压紧机构、通规检测机构、止规检测机构和通止规移动平台；所述第三压紧机构用于通过压紧的方式将位于其正下方的炮弹固定在临近通止规移动平台处，通规检测机构和止规检测机构并排设置在通止规移动平台上；通止规移动平台沿炮弹传送方向移动，调整通规检测机构与炮弹螺纹的相对位置、止规检测机构与炮弹螺纹的相对位置；所述通规检测机构和止规检测机构上均安装有第二扭矩传感器和第一位移传感器，第二扭矩传感器用于测量通规检测机构和止规检测机构上扭紧头的拧紧力矩，第一位移传感器用于测量螺纹的拧入深度；

所述自动印标志机包括相对安装在装配传输线两侧的夹紧机构和位于装配传输线上方的丝网印刷机；所述夹紧机构与炮弹相对的端部设置有第二旋转机构，两侧的夹紧机构水平横向相对移动，夹持炮弹并携带炮弹转动；在炮弹转动过程中，丝网印刷机同步印刷标识在弹体表面；

所述自动打弹种符号机包括弹种符号钢印，用于在气缸作用下在弹体上冲出弹种符号；

所述自动结合机包括第四压紧机构、药筒搬运机械手和拧紧机构，药筒搬运机械手安装在装配传输线一侧，在位于装配传输线上方的第四压紧机构将炮弹压紧后，将药筒搬运至炮弹处，使拧紧机构将药筒旋入炮弹的相应位置；

所述合膛规检验机包括合膛规，合膛规自上而下套入炮弹，对炮弹药筒底缘尺寸进行检测；所述全弹长度检测机用于对炮弹长度进行检测；

所述弹口螺纹涂脂机包括油脂泵组件和注脂机构，注脂机构在油脂泵组件的驱动下，将注脂头工装伸入弹口对螺纹进行注脂；

所述防潮塞拧紧机包括防潮塞振料盘和防潮塞拧紧机构，防潮塞振料盘将防潮塞上料至防潮塞拧紧机构，防潮塞拧紧机构采用气动螺丝枪将防潮塞拧紧在炮弹上；

所述假引信拧紧机包括假引信振料盘和假引信拧紧机构，假引信振料盘将假引信上料至假引信拧紧机构，假引信拧紧机构采用气动螺丝枪将假引信拧紧在炮弹上；

所述底火拧紧系统包括底火室深度测量机构、第四人工工位、底火高度测量机构、底火拧紧机和底火伸入量测量机；所述底火室深度测量机构和底火高度测量机构分别用于测量底火室的深度和底火的高度，底火拧紧机用于将第四人工工位传送来的完成预拧的底火拧紧，底火伸入量测量机用于测量拧紧后的底火伸入量；

所述NG下料机用于将不合格的炮弹放置到NG小车或者底火维修平台上。

2.根据权利要求1所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述喷漆前输送线和装配传输线采用双层倍速链进行炮弹传输；倍速链分上、下层布置，两端连接有回流提升机，上层倍速链用于传输炮弹，下层倍速链用于炮弹或者托盘回流。

3.根据权利要求1所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述喷漆前装配子系统包括沿喷漆前输送线依次布设的自动摆差测量机、点铆机和炮弹药面深度检测仪；

所述自动摆差测量机包括第一炮弹旋转机构和第二位移传感器；所述第一炮弹旋转机构安装在喷漆前输送线一侧，用于抓取炮弹并在第四伺服电机的作用下驱动炮弹自转以使翼片向上；所述第二位移传感器安装在喷漆前输送线正上方，用于以炮弹圆柱部2个定心带为基点，对炮弹进行跳动检测，若任意一个炮弹翼片摆差跳动量超过预设跳动量阈值，生成报警信号；

所述点铆机包括第二炮弹旋转机构和点铆装置，所述第二炮弹旋转机构和炮弹药面深度检测仪分别位于喷漆前输送线的两侧，点铆装置位于喷漆前输送线的正上方；第二炮弹旋转机构驱动炮弹旋转使点铆槽朝上，点铆装置将炮弹上的钢块挤入点铆槽并压平；炮弹药面深度检测仪对炮弹口端部到内部药面距离进行测量，如果测量值不符合允许距离值范围生成报警信号。

4.根据权利要求1所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述喷漆子系统包括第一搬运机器人、第二搬运机器人、清擦装置、自动涂装系统和漆层厚度测量机；

所述喷漆传输链呈环形悬挂链状，连接在喷漆前输送线和装配传输线之间，第一搬运机器人、第二搬运机器人分别安装在喷漆传输链临近喷漆前输送线和装配传输线的两个端部处；

所述第一搬运机器人用于将喷漆传输链上悬挂的炮弹和吊钩抓取至清擦装置处进行组装和清擦处理，再将清理后的炮弹抓取回喷漆传输链，沿喷漆传输链继续传输至自动涂装系统进行弹体涂装；第二搬运机器人用于将喷漆传输链上悬挂的经弹体涂装后的炮弹上的吊钩拆除并挂回喷漆传输链，再将炮弹传送至漆层厚度测量机，对弹体上涂装的漆层厚度进行测量。

5.根据权利要求4所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述清擦装置包括在第五伺服电机作用下绕轴自转的清擦旋转工装，以及周向分布在清擦旋转工装外围的炮弹上下工位、吊钩拧紧工位、清洗剂清擦工位和干毛巾清擦工位。

6.根据权利要求4所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述自动涂装系统包括用于竖直放置炮弹的底部伺服旋转台、多个周向安装在底部伺服旋转台上表面的竖直支杆，以及一一对应地安装在支杆上沿支杆竖直移动的自动喷漆头。

7.根据权利要求1所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述包装子系统包括装密封袋热合机、自动上箱机、炮弹装箱机械手、自动印标签工位、扣盖封筒拧紧机和码垛机；

所述装密封袋热合机用于加长密封袋，加长部分做成喇叭口的形状，分别抓取炮弹和已印好标志的密封袋，打开密封袋，将炮弹推入密封袋内，抽真空热合密封袋；

所述自动上箱机用于将打开搭扣的包装箱传送至装配传输线；

所述炮弹装箱机械手用于将附件套在炮弹上，再将炮弹装入包装箱；

所述自动印标签工位用于采用喷墨机在包装箱上自动喷码打印弹种符号标识；

所述扣盖封筒拧紧机采用3轴移载机构将包装箱的搭扣合紧，再拧紧包装筒盖；

所述码垛机用于采用码垛栈板自动堆垛装有炮弹的包装箱。

8.根据权利要求1所述的用于炮弹装配包装的智慧装配自动化系统，其特征在于，所述智慧装配自动化系统上分布设置有若干个RFID读写装置和若干个感应标签，RFID读写装置与炮弹生产信息化管理系统建立通信链路；感应标签用于对托盘进行识别，RFID读写装置用于对感应标签进行数据读写，将读取到的炮弹相关生产信息传输至炮弹生产信息化管理系统。