CN115816168A - 手机壳自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种手机壳自动加工设备，能够实现自动供料、加工、测量与合格成品回库的一次性连续生产设备，通过AGV小车串联起仓储、加工与检测多个生产工位，在最大限度减少使用人工的前提下，以期显著地提高移动手机壳体生产效率、工件加工精细化水平与成品合格率。手机壳自动加工设备包括机器人，以机器人为定位中心，在机器人的臂展范围之内设置有智能料仓、加工中心、中转台和测量机，配料AGV全向行驶于上述装置之间，在加工中心上设置有至少一组机床工装；所述的配料AGV包括由AGV小车组成的AGV本体，在AGV本体顶部设置有数组侧面定位块与中间定位块拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部。

Description

手机壳自动加工设备

技术领域

本发明涉及一种用于手机壳自动化生产线的新型加工设备，属于智能制造与自动化控制领域。

背景技术

随着工业生产线智能化控制技术的不断发展，核心部件与工艺环节的自动化水平与效率正成为影响整体生产效率的主要因素。

传统工件加工方式较多地采取人工或人工辅助供料输送线，不仅设备结构复杂、占地面积较大、且取放件劳动强度大，易于出现工件错配或放置偏差而影响后续加工效率的问题。如现有技术的移动手机壳体生产现场，量产时需要安排人工进行毛坯料供给，待加工人员上料夹紧装配完成后，再转交检测人员进行测量，最后合格成品由人工入库、存储，整个生产过程需要耗费大量人力资源，且仓储与加工、检测区域均设置在不同位置，供件与生产过程路径较长、占用较多工时。更为突出的问题是，移动手机壳体加工需要较为精细的操作工艺，在上料、夹紧等环节对操作工人的专业技能要求较高、需进行较长时间与较高水平的培训方能上岗，管理成本较高且作业效率较低，影响到整体产能的提升；另一方面，成品检测与测量精细化要求较高，现有采取人工检测，不仅测量专业性较低、人员成本较高，且误操作导致检测结果不准确的概率较大。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本申请所述的手机壳自动加工设备，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种实现自动供料、加工、测量与合格成品回库的一次性连续生产设备，通过AGV(AutomatedGuided Vehicle，简称AGV)小车串联起仓储、加工与检测多个生产工位，在最大限度减少使用人工的前提下，以期显著地提高移动手机壳体生产效率、工件加工精细化水平与成品合格率。

为实现上述设计目的，所述的手机壳自动加工设备包括机器人，以机器人为定位中心、在机器人的臂展范围之内设置有智能料仓、加工中心、中转台和测量机，配料AGV全向行驶于上述装置之间，在加工中心上设置有至少一组机床工装；所述的配料AGV包括由AGV小车组成的AGV本体，在AGV本体顶部设置有数组侧面定位块与中间定位块拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部；相对设置的每一对侧面定位块和中间定位块均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳嵌入并定位于由侧面定位块和中间定位块的凹槽共同组成的内置容纳部。

进一步地，在每一行侧面定位块、中间定位块的两端设置有一组对射传感器。在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关，在每一上述内置容纳部的外侧设置有一指示灯。

进一步地，所述的机器人包括协作机器人，在协作机器人的前端连接一组气动夹爪。

进一步地，所述的智能料仓包括料架，在料架上设置有数组侧面定位块与中间定位块拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部；相对设置的每一对侧面定位块和中间定位块均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳嵌入并定位于由侧面定位块和中间定位块的凹槽共同组成的内置容纳部。

进一步地，在所述料架上、每一行侧面定位块、中间定位块的两端设置有一组对射传感器；在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关，在每一上述内置容纳部的外侧设置有一指示灯。

进一步地，在加工中心上设置有一号机床工装，其包括一号工装底板，在一号工装底板上设置有用于容纳并定位手机壳的凹槽，在一号工装底板的底部设置有一组夹紧气缸，夹紧气缸的前端分别沿垂向贯穿一号工装底板，夹紧气缸前端连接的一组第一夹紧块、第二夹紧块分别设置于凹槽的两侧；在一号工装底板的底部，通过传感器安装支架安装有一组漫反射传感器，该漫反射传感器通过一号工装底板的通孔向上扫描检测。

进一步地，在加工中心上设置有二号机床工装，其包括二号工装底板，在二号工装底板上设置有数组限位凸块和数组旋转夹紧气缸，在旋转夹紧气缸的驱动端垂向向下连接有外凸的夹紧头。

进一步地，所述的中转台具有一基础框架和位于基础框架顶部的中转平台，在中转平台上设置有一中转通槽。

进一步地，所述的测量机具有一测量工装底板，在测量工装底板上设置有数个测量支撑块。

综上内容，本申请提出的手机壳自动加工设备具有以下优点：

1、本申请是一种专门用于移动手机壳体生产的自动化加工设备，实现了从供料、加工、测量与合格成品回库的完整加工过程的自动化操作，全过程无需人工干预与辅助，从而最大限度地减少人工因素对加工质量的影响，无需进行诸如岗前培训等人力资源投入，生产成本较低、自动化水平较高。

2、通过AGV小车串联起仓储、加工与检测多个工位，既有利保护工件和提高加工精细化水平，同时提高了生产现场规范化管理和生产调度的智能化。

3、本申请有助于系统性地解决生产线工艺管理与加工质量问题，加工与检测完全实现了自动化、有效地减少了误检与漏检现象的发生。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本申请。

图1是本申请所述手机壳自动加工设备的结构示意图；

图2-1和图2-2分别是配料AGV整体与局部放大示意图；

图3-1和图3-2分别是机器人整体与局部放大示意图；

图4是智能料仓的结构示意图；

图5-1至图5-3分别是一号机床工装不同视角的结构示意图；

图6-1和图6-2分别是二号机床工装不同视角的结构示意图；

图7是中转台的结构示意图；

图8-1和图8-2分别是测量机与测量工装的结构示意图；

图9-1和图9-2是二号机床工装夹持手机壳前后的对比图；

图10-1和图10-2是在中转台对手机壳翻转操作的对比图；

图11是应用本申请所述手机壳自动加工设备实施生产的流程示意图。

具体实施方式

下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。

实施例1，如图1至图11所示，本申请提出一种新型手机壳自动加工设备，该设备包括机器人2、智能料仓3、加工中心4、中转台7和测量机8，配料AGV1全向行驶于上述装置之间以连续地实现供件、加工、测量和合格成品回库的完整加工流程。

其中，在加工中心4中设置有一号机床工装5和二号机床工装6。

具体地，上述装置以机器人2为定位中心进行族群式布置，以保证机器人2的臂展范围可以到达其余装置(包括配料AGV1指定的停靠位)所处工位。

如图2-1和图2-2所示，所述的配料AGV1包括AGV本体101，该AGV本体101可采用现有技术常见的差速式驱动激光导航AGV小车。

在AGV本体101顶部设置有数组侧面定位块102与中间定位块103拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部，相对设置的每一对侧面定位块102和中间定位块103均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳106嵌入并定位于由侧面定位块102和中间定位块103的凹槽共同组成的内置容纳部。

针对不同型号与规格的手机壳106，上述由侧面定位块102和中间定位块103的凹槽共同组成的内置容纳部可设计成不同的排列方向与内径尺寸。

在每一行侧面定位块102、中间定位块103的两端，通过对射安装板104安装有一组对射传感器105，以用于检测手机壳106是否完全地嵌入由侧面定位块102和中间定位块103的凹槽共同组成的内置容纳部；若某一手机壳106未能完全地置于上述内置容纳部中，则其因遮挡对射传感器105的检测信号而会触发报警，以期由人工干预解决。

进一步地，在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关107，在每一上述内置容纳部的外侧设置有一指示灯108，接近开关107用于从底部检测是否有手机壳106接近并置入；当手机壳106被放置于内置容纳部时，接近开关107检测并生成反馈信号；若接近开关107检测不到手机壳106时，反馈结果上传至控制系统中，以提示人工干预处理。

如图3-1和图3-2所示，所述的机器人2包括机器人底座201、以及安装于机器人底座201顶部并通过往复回转实现工件上下料操作的协作机器人202，在协作机器人202的前端连接一组气动夹爪203。

气动夹爪203在协作机器人202的驱动下，从两侧夹持或松开手机壳106以实现将待加工手机壳106从智能料仓3取出、送入加工中心4中进行加工、在中转台7翻转以二次加工、将加工后的成品移交至测量机8中进行检测、以及将合格成品送回智能料仓3的全程取放操作。

如图4所示，所述的智能料仓3包括料架301，在料架301上设置有与配料AGV1相同的手机壳存放部。具体地，在料架301中设置有数组呈行列分布的侧面定位块102和中间定位块103，相对设置的每一对侧面定位块102和中间定位块103均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳106嵌入并定位于由侧面定位块102和中间定位块103的凹槽共同组成的内置容纳部中。

在每一行侧面定位块102、中间定位块103的两端，通过对射安装板104安装有一组对射传感器105；

在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关107，在每一上述内置容纳部的外侧设置有一指示灯108，当手机壳106被放置于内置容纳部时，接近开关107检测并生成反馈信号，相应地指示灯108亮起，提示当前存放部存有手机壳106。

如图5-1至图5-3所示，所述的一号机床工装5用于针对手机壳106的内部进行加工时的装夹固定与定位，该一号机床工装5包括通过支撑脚502连接于加工中心4的一号工装底板501，在一号工装底板501上设置有用于容纳并定位手机壳106的凹槽500，在一号工装底板501的底部设置有一组夹紧气缸503，夹紧气缸503的前端分别沿垂向贯穿一号工装底板501，夹紧气缸503前端连接的一组第一夹紧块504、第二夹紧块505分别设置于凹槽500的两侧；在夹紧气缸503的马驱动下，第一夹紧块504、第二夹紧块505可从凹槽500的两侧夹紧或松开容纳于凹槽500中的手机壳106；

进一步地，在一号工装底板501的底部，通过传感器安装支架506安装有一组漫反射传感器507，该漫反射传感器507通过一号工装底板501的通孔向上扫描检测，以感知当前工装上是否放置有手机壳106。

如图6-1和图6-2、图9-1和图9-2所示，所述的二号机床工装6用于针对手机壳106的外表面进行加工时的装夹固定与定位，该二号机床工装6包括通过支撑脚502连接于加工中心4的二号工装底板601，在二号工装底板601上设置有4组限位凸块和4组旋转夹紧气缸602，在旋转夹紧气缸602的驱动端垂向向下连接有外凸的夹紧头603；

当将手机壳106放置于4组限位凸块所圈定的范围之内时，通过旋转夹紧气缸602带动夹紧头603沿径向往复旋转(旋转角度范围可设定为0到90度)而沿垂向夹紧或松开手机壳106。

如图7、图10-1和图10-2所示，所述的中转台7具有一基础框架701和位于基础框架701顶部的中转平台702，在中转平台702上设置有一中转通槽703。

当将手机壳106放置于中转平台702、中转通槽703的顶部时，基于协作机器人202驱动气动夹爪203垂向旋转180度，依次沿中转通槽703的垂向顶部和底部分别两次抓取手机壳106，可实现使用上述中转台7将手机壳106进行180度的翻转，从而将手机壳106依次送入加工中心4中的一号机床工装5、二号机床工装6，分别进行内部、外表面加工处理。

如图8-1和图8-2所示，所述的测量机8具有一测量工装底板801，在测量工装底板801上设置有6个测量支撑块802以用于检测手机壳106时提供垂向支撑与限位。在测量机8上，可针对手机壳内部、外表面加工部位、以及外形轮廓尺寸进行检测与验证。

基于上述手机壳自动加工设备的设计构思，如图11所示，手机壳加工过程如下：

步骤1，在配料仓库区9，手机壳106被置于配料AGV1上；

步骤2，配料AGV1沿生产通道行走至机壳加工区A，机器人2依次抓取手机壳放入智能料仓3；

待全部手机壳106从配料AGV1全部转入智能料仓3后，机壳加工区A的机器人2开始逐一地将手机壳106送入加工中心4内进行加工处理；

与此同时，配料AGV1返回配料仓库区9为机壳加工区B输送工件，输送过程如上述过程；

步骤3，将手机壳106转入机壳加工区B的智能料仓3完毕后，配料AGV1行走至机壳加工区A的指定等待工位；待全部手机壳106加工并检测完成后，由机壳加工区A的机器人2将合格成品逐一地置于配料AGV1上；配料AGV1沿生产通道行驶至配料仓库区9，以将在机壳加工区A加工的合格成品运回；

步骤4，待加工的手机壳106再次装入配料AGV1，配料AGV1沿生产通道行走至机壳加工区A，如上述步骤2内容实施加工处理；

步骤5，配料AGV1行走至机壳加工区B的指定等待工位；待全部手机壳106加工并检测完成后，由机壳加工区B的机器人2将合格成品逐一地置于配料AGV1上；配料AGV1沿生产通道行驶至配料仓库区9，以将在机壳加工区B加工的合格成品运回；

待加工的手机壳106再次装入配料AGV1，配料AGV1沿生产通道行走至机壳加工区B，如上述步骤2内容实施加工处理；

返回步骤3；

如此循环往复，通过配料AGV1全向行驶于机壳加工区A与B之间，以机器人2为中心在加工中心4与智能料仓3、配料仓库区9之间，连续地实现供件、加工、测量和合格成品回库的完整加工流程。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是实现本发明目的的优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (10)

1.一种手机壳自动加工设备，其特征在于：包括机器人，以机器人为定位中心、在机器人的臂展范围之内设置有智能料仓、加工中心、中转台和测量机，配料AGV全向行驶于上述装置与仓库之间，在加工中心上设置有至少一组机床工装；

所述的配料AGV包括由AGV小车组成的AGV本体，在AGV本体顶部设置有数组侧面定位块与中间定位块拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部；

相对设置的每一对侧面定位块和中间定位块均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳嵌入并定位于由侧面定位块和中间定位块的凹槽共同组成的内置容纳部。

2.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：在每一行侧面定位块、中间定位块的两端设置有一组对射传感器。

3.根据权利要求1或2所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关，在每一上述内置容纳部的外侧设置有一指示灯。

4.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：所述的机器人包括协作机器人，在协作机器人的前端连接一组气动夹爪。

5.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：所述的智能料仓包括料架，在料架上设置有数组侧面定位块与中间定位块拼接形成的、呈行列分布的手机壳存放部；相对设置的每一对侧面定位块和中间定位块均设置有深度与宽度相同的、向内开口的凹槽，手机壳嵌入并定位于由侧面定位块和中间定位块的凹槽共同组成的内置容纳部。

6.根据权利要求5所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：在每一行侧面定位块、中间定位块的两端设置有一组对射传感器；

在每一上述内置容纳部中设置有一接近开关。

7.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：在加工中心上设置有一号机床工装，其包括一号工装底板，在一号工装底板上设置有用于容纳并定位手机壳的凹槽，在一号工装底板的底部设置有一组夹紧气缸，夹紧气缸的前端分别沿垂向贯穿一号工装底板，夹紧气缸前端连接的一组第一夹紧块、第二夹紧块分别设置于凹槽的两侧；

在一号工装底板的底部，通过传感器安装支架安装有一组漫反射传感器，该漫反射传感器通过一号工装底板的通孔向上扫描检测。

8.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：在加工中心上设置有二号机床工装，其包括二号工装底板，在二号工装底板上设置有数组限位凸块和数组旋转夹紧气缸，在旋转夹紧气缸的驱动端垂向向下连接有外凸的夹紧头。

9.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：所述的中转台具有一基础框架和位于基础框架顶部的中转平台，在中转平台上设置有一中转通槽。

10.根据权利要求1所述的手机壳自动加工设备，其特征在于：所述的测量机具有一测量工装底板，在测量工装底板上设置有数个测量支撑块。

Images