CN115431086A - 一种自动上下料系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动上下料系统及其使用方法，其中自动上下料系统包括若干个加工中心、AGV运输车及控制柜，所述加工中心内均设有可沿加工中心x轴和y轴方向运动的移动台，所述加工中心上均连接有放置成品及毛坯的放料平台，所述移动台上均设有可沿加工中心x轴和z轴方向运动以夹取成品及毛坯的取料桁架。本发明通过AGV运输车输送毛坯及成品，并通过移动台、取料桁架及上下料机械手组件配合完成成品及毛坯的上下料，全过程无需人工操作，实现自动化上下料，提高生产效率，降低了工厂的人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体的说是一种自动上下料系统及其使用方法。
背景技术
随着加工行业的不断革新，加工中心逐渐取代了传统的车床、铣床，工厂购入大量加工中心后仍需要为每台加工中心配备上下料人员，大大增加了工程的运营成本，同时加工中心在工作时产生大量高温废料，人工进行上下料时极易发生工人烫伤或者割伤，无法完全确保工人的生命安全，同时人工上下料时需要长时间人工保持站立，工人劳动强度大，因此设计了一种自动上下料系统及其使用方法解决上述问题。
发明内容
现为了解决上述技术问题，本发明提出了一种自动上下料系统及其使用方法。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种自动上下料系统，包括若干个加工中心、AGV运输车及控制柜，所述加工中心内均设有可沿加工中心x轴和y轴方向运动的移动台，所述加工中心上均连接有放置成品及毛坯的放料平台，所述移动台上均设有可沿加工中心x轴和z轴方向运动以夹取成品及毛坯的取料桁架；
所述AGV运输车上方分布有存放毛坯的存放框，所述AGV运输车上设有对存放框进行定位的定位装置，所述AGV运输车上还设有上下料机械手组件，所述上下料机械手组件夹取存放框内的毛坯运送至放料平台，并夹取成品将存放框内由于夹取毛坯所遗留的空白区域进行补位；
所述AGV运输车配合有将装有成品的存放框进行卸料并替换为装有毛坯件的存放框的卸料桁架。
所述加工中心将毛坯加工成成品，取料桁架沿加工中心x轴和z轴方向运动将成品夹取，夹取完成后，移动台沿加工中心x轴方向运动使取料桁架运动至放料平台放置以使取料桁架成品的放置及毛坯夹取。
AGV运输车运动至加工中心处时，上下料机械手组件将存放框中的毛坯夹取至放料平台，同时将放置在放料平台上的成品夹取至存放框内以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域，随后运动至下一加工中心。
所述取料桁架包括安装在移动台上的固定架，所述固定架内设有沿加工中心x轴方向分布一号无杆气缸，所述一号无杆气缸连接有沿加工中心z轴方向分布一号升降气缸，所述一号升降气缸连接有一号夹爪。
所述定位装置包括支撑存放框的物料支架，所述物料支架分别设有一组沿物料支架长度和一组沿物料支架宽度方向平行分布以对存放框进行侧板定位的限位柱，所述存放框在每组限位柱相对的一侧均配合有安装在物料支架上对存放框侧板进行夹紧限位的定位气缸。
所述上下料机械手组件包括安装在AGV运输车上且沿加工中心x轴方向分布的一号丝杠传动系统，所述一号丝杠传动系统上连接有二号无杆气缸，所述二号无杆气缸连接有安装架，所述安装架设有连接有沿加工中心y轴方向分布的二号丝杠传动系统，所述二号丝杠传动系统上连接有沿加工中心y轴方向对称分布的二号夹爪。
所述放料平台上设有对毛坯进行定位的定位销。
所述物料支架上计算AGV运输车的停放误差的激光传感器。
所述卸料桁架包括桁架，所述桁架上设有夹取AGV运输车上的存放框的夹取装置，所述桁架下方分布有沿桁架长度方向平行分布以分布存储成品和毛坯的工位，所述工位均配合有进行运输的无人叉车。
一种自动上下料系统的使用方法：第一步：将装有毛坯件的存放框通过桁架上的夹取装置夹取至AGV运输车上，AGV运输车上运动至加工中心处；
第二步：上下料机械手组件将存放框中的两个毛坯件放置在放料平台上，放置完成后，将放置在放料平台上的两个成品夹取至存放框以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域；
第三步：取料桁架沿加工中心x轴和z轴运动至加工完成的成品位置，并通过一号夹爪夹取成品，随后移动台通过沿加工中心x轴和y轴运动使一号夹爪运动至放料平台处，将成品放置在放料平台，同时夹取放置在放料平台上的毛坯，并通过取料桁架与移动台运动夹取毛坯进入加工中心内进行加工；
第四步：AGV运输车运动至下一加工中心处，重复第一步至第三步步骤，直至存放框内的毛坯全部替换为成品；
第五步：AGV运输车将全部替换为成品存放框运送至桁架处，夹取装置将装有成品的存放框取下，并将装有毛坯的存放框放置在AGV运输车上，随后AGV运输车继续运动至加工中心处。
本发明的有益效果是：本发明通过AGV运输车输送毛坯及成品，并通过移动台、取料桁架及上下料机械手组件配合完成成品及毛坯的上下料，全过程无需人工操作，实现自动化上下料，提高生产效率，降低了工厂的人工成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的加工中心的立体结构示意图一；
图3为本发明的加工中心的立体结构示意图二；
图4为本发明的AGV运输车的立体结构示意图；
图5为本发明的AGV运输车的正视局部结构示意图；
图6为本发明的取料桁架的立体结构示意图；
图7为本发明的卸料桁架的立体结构示意图；
图8为本发明的图2中I的放大视图。
图中所示：1、加工中心；2、AGV运输车；3、放料平台；4、取料桁架；5、存放框；6、定位装置；7、上下料机械手组件；8、卸料桁架；9、移动台；10、控制柜；11、定位销；31、成品存放区；32、毛坯存放区；41、固定架；42、一号无杆气缸；43、一号升降气缸；44、一号夹爪；61、物料支架；62、限位柱；63、定位气缸；64、激光传感器；65、顶块；71、一号丝杠传动系统；72、二号无杆气缸；73、安装架；74、二号丝杠传动系统；75、二号夹爪；81、桁架；82、夹取装置；83、工位；84、无人叉车。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本发明进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本发明的保护范围内。
如图1至图8所示，一种自动上下料系统，包括若干个加工中心1、AGV运输车2及控制柜10，所述加工中心1内均设有可沿加工中心1x轴和y轴方向运动的移动台9，所述加工中心1上均连接有放置成品及毛坯的放料平台3，所述移动台9上均设有可沿加工中心1x轴和z轴方向运动以夹取成品及毛坯的取料桁架4；所述放料平台3分布在加工中心1形成的加工区域外，所述取料桁架4是始终在加工中心1所形成的加工区域内运动；
所述AGV运输车2上方分布有存放毛坯的存放框5，所述AGV运输车2上设有对存放框5进行定位的定位装置6，所述AGV运输车2上还设有上下料机械手组件7，所述上下料机械手组件7夹取存放框5内的毛坯运送至放料平台3，并夹取成品将存放框5内由于夹取毛坯所遗留的空白区域进行补位；所述存放框5沿加工中心1y轴方向对称分布有两个，所述定位装置6沿加工中心1y轴方向对称分布有两个；
所述AGV运输车2配合有将装有成品的存放框5进行卸料并替换为装有毛坯件的存放框5的卸料桁架8；控制柜10根据加工中心1的加工情况协调控制移动台9，并协同控制AGV运输车2、取料桁架4、定位装置6、卸料桁架8以及上下料机械手组件7。
所述加工中心1将毛坯加工成成品，取料桁架4沿加工中心1x轴和z轴方向运动将成品夹取，夹取完成后，移动台9沿加工中心1x轴方向运动使取料桁架4运动至放料平台3放置以使取料桁架4成品的放置及毛坯夹取。
AGV运输车2运动至加工中心1处时，上下料机械手组件7将存放框5中的毛坯夹取至放料平台3，同时将放置在放料平台3上的成品夹取至存放框5内以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域，随后运动至下一加工中心1。
所述取料桁架4包括安装在移动台9上的固定架41，所述固定架41内设有沿加工中心1x轴方向分布一号无杆气缸42，所述一号无杆气缸42连接有沿加工中心1z轴方向分布一号升降气缸43，所述一号升降气缸43连接有一号夹爪44；所述放料平台3上设有成品存放区31和毛坯存放区32，移动台9沿加工中心1x轴方向运动使取料桁架4中的在成品存放区31和毛坯存放区32切换以放置成品和夹取毛坯。
所述定位装置6包括支撑存放框5的物料支架61，所述物料支架61分别设有一组沿物料支架61长度和一组沿物料支架61宽度方向平行分布以对存放框5进行侧板定位的限位柱62，所述存放框5在每组限位柱62相对的一侧均配合有安装在物料支架61上对存放框5侧板进行夹紧限位的定位气缸63；卸料桁架8将存放框5放置在物料支架61上后，定位气缸63将存放框5夹紧限位以保证上下料机械手组件7夹取时位置精准；所述定位气缸63均连接杆顶块65。
所述上下料机械手组件7包括安装在AGV运输车2上且沿加工中心1x轴方向分布的一号丝杠传动系统71，所述一号丝杠传动系统71上连接有二号无杆气缸72，所述二号无杆气缸72连接有安装架73，所述安装架73设有连接有沿加工中心1y轴方向分布的二号丝杠传动系统74，所述二号丝杠传动系统74上连接有沿加工中心1y轴方向对称分布的二号夹爪75；所述一号丝杠传动系统71带动二号夹爪75夹取存放框5内不同位置的毛坯，当一号丝杠传动系统71运动至靠近加工中心1的极限位置后，二号无杆气缸72带动安装架73运动，使二号夹爪75运动至放料平台3，所述一号丝杠传动系统71和二号丝杠传动系统74为公知技术应用故结构未做展开。
上下料机械手组件7的运动过程包括：第一步：一号丝杠传动系统71和二号丝杠传动系统74配合以使二号夹爪75夹取存放框5内的毛坯；
第二步：当一号丝杠传动系统71运动至靠近加工中心1的极限位置后，二号无杆气缸72带动安装架73运动，使二号夹爪75位置与至放料平台3沿加工中心y轴方向平行；
第三步：二号丝杠传动系统74使二号夹爪75运动至放料平台3处将毛坯放置，并夹取放料平台3上的成品。
所述放料平台3上设有对毛坯进行定位的定位销11；所述定位销11沿加工中心1y轴方向平行分布有两个，沿加工中心1y轴方向平行分布的定位销11为1组，成品存放区31和毛坯存放区32均设有沿加工中心1x轴方向平行分布的两组定位销11。
所述物料支架61上计算AGV运输车2的停放误差的激光传感器64；所述激光传感器64检测AGV运输车2的停放误差，将误差数据传输至控制柜10，控制柜10通过改变上下料机械手组件7的运动位置抵消AGV运输车2的停放误差。
所述卸料桁架8包括桁架81，所述桁架81上设有夹取AGV运输车2上的存放框5的夹取装置82，所述桁架81下方分布有沿桁架81长度方向平行分布以分布存储成品和毛坯的工位83，所述工位83均配合有进行运输的无人叉车84；夹取装置82为公知技术应用故结构未做展开。
一种自动上下料系统的使用方法：第一步：将装有毛坯件的存放框5通过桁架81上的夹取装置82夹取至AGV运输车2上，AGV运输车2上运动至加工中心1处；
第二步：上下料机械手组件7将存放框5中的两个毛坯件放置在放料平台3上，放置完成后，将放置在放料平台3上的两个成品夹取至存放框5以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域；
第三步：取料桁架4沿加工中心1x轴和z轴运动至加工完成的成品位置，并通过一号夹爪44夹取成品，随后移动台9通过沿加工中心1x轴和y轴运动使一号夹爪44运动至放料平台3处，将成品放置在放料平台3，同时夹取放置在放料平台3上的毛坯，并通过取料桁架4与移动台9运动夹取毛坯进入加工中心1内进行加工；
第四步：AGV运输车2运动至下一加工中心1处，重复第一步至第三步步骤，直至存放框5内的毛坯全部替换为成品；
第五步：AGV运输车2将全部替换为成品存放框5运送至桁架81处，夹取装置82将装有成品的存放框5取下，并将装有毛坯的存放框5放置在AGV运输车2上，随后AGV运输车2继续运动至加工中心1处。
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述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。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)
1.一种自动上下料系统，包括若干个加工中心(1)、AGV运输车(2)及控制柜(10)，所述加工中心(1)内均设有可沿加工中心(1)x轴和y轴方向运动的移动台(9)，其特征在于：所述加工中心(1)上均连接有放置成品及毛坯的放料平台(3)，所述移动台(9)上均设有可沿加工中心(1)x轴和z轴方向运动以夹取成品及毛坯的取料桁架(4)；
所述AGV运输车(2)上方分布有存放毛坯的存放框(5)，所述AGV运输车(2)上设有对存放框(5)进行定位的定位装置(6)，所述AGV运输车(2)上还设有上下料机械手组件(7)，所述上下料机械手组件(7)夹取存放框(5)内的毛坯运送至放料平台(3)，并夹取成品将存放框(5)内由于夹取毛坯所遗留的空白区域进行补位；
所述AGV运输车(2)配合有将装有成品的存放框(5)进行卸料并替换为装有毛坯件的存放框(5)的卸料桁架(8)。
2.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述加工中心(1)将毛坯加工成成品，取料桁架(4)沿加工中心(1)x轴和z轴方向运动将成品夹取，夹取完成后，移动台(9)沿加工中心(1)x轴方向运动使取料桁架(4)运动至放料平台(3)放置以使取料桁架(4)成品的放置及毛坯夹取。
3.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：AGV运输车(2)运动至加工中心(1)处时，上下料机械手组件(7)将存放框(5)中的毛坯夹取至放料平台(3)，同时将放置在放料平台(3)上的成品夹取至存放框(5)内以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域，随后运动至下一加工中心(1)。
4.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述取料桁架(4)包括安装在移动台(9)上的固定架(41)，所述固定架(41)内设有沿加工中心(1)x轴方向分布一号无杆气缸(42)，所述一号无杆气缸(42)连接有沿加工中心(1)z轴方向分布一号升降气缸(43)，所述一号升降气缸(43)连接有一号夹爪(44)。
5.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述定位装置(6)包括支撑存放框(5)的物料支架(61)，所述物料支架(61)分别设有一组沿物料支架(61)长度和一组沿物料支架(61)宽度方向平行分布以对存放框(5)进行侧板定位的限位柱(62)，所述存放框(5)在每组限位柱(62)相对的一侧均配合有安装在物料支架(61)上对存放框(5)侧板进行夹紧限位的定位气缸(63)。
6.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述上下料机械手组件(7)包括安装在AGV运输车(2)上且沿加工中心(1)x轴方向分布的一号丝杠传动系统(71)，所述一号丝杠传动系统(71)上连接有二号无杆气缸(72)，所述二号无杆气缸(72)连接有安装架(73)，所述安装架(73)设有连接有沿加工中心(1)y轴方向分布的二号丝杠传动系统(74)，所述二号丝杠传动系统(74)上连接有沿加工中心(1)y轴方向对称分布的二号夹爪(75)。
7.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述放料平台(3)上设有对毛坯进行定位的定位销(11)。
8.根据权利要求5所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述物料支架(61)上计算AGV运输车(2)的停放误差的激光传感器(64)。
9.根据权利要求1所述的一种自动上下料系统，其特征在于：所述卸料桁架(8)包括桁架(81)，所述桁架(81)上设有AGV运输车(2)上的存放框(5)的夹取装置(82)，所述桁架(81)下方分布有沿桁架(81)长度方向平行分布以分布存储成品和毛坯的工位(83)，所述工位(83)均配合有进行运输的无人叉车(84)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种自动上下料系统的使用方法：其特征在于：第一步：将装有毛坯件的存放框(5)通过桁架(81)上的夹取装置(82)夹取至AGV运输车(2)上，AGV运输车(2)上运动至加工中心(1)处；
第二步：上下料机械手组件(7)将存放框(5)中的两个毛坯件放置在放料平台(3)上，放置完成后，将放置在放料平台(3)上的两个成品夹取至存放框(5)以填补由于夹取毛坯所遗留的空白区域；
第三步：取料桁架(4)沿加工中心(1)x轴和z轴运动至加工完成的成品位置，并通过一号夹爪(44)夹取成品，随后移动台(9)通过沿加工中心(1)x轴和y轴运动使一号夹爪(44)运动至放料平台(3)处，将成品放置在放料平台(3)，同时夹取放置在放料平台(3)上的毛坯，并通过取料桁架(4)与移动台(9)运动夹取毛坯进入加工中心(1)内进行加工；
第四步：AGV运输车(2)运动至下一加工中心(1)处，重复第一步至第三步步骤，直至存放框(5)内的毛坯全部替换为成品；
第五步：AGV运输车(2)将全部替换为成品存放框(5)运送至桁架(81)处，夹取装置(82)将装有成品的存放框(5)取下，并将装有毛坯的存放框(5)放置在AGV运输车(2)上，随后AGV运输车(2)继续运动至加工中心(1)处。
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