CN115958248A - 基于agv的混料工件自动加工流水线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AGV的混料工件自动加工流水线，包括：桁架装置，具有横梁组件及机械爪组件。位于所述横梁组件的下方的锯料装置、锯床设备及备料架装置，位于锯床设备的输出方向的AGV小车、第一视觉检测装置和下料机器人装置。第一视觉检测装置采集锯床设备所输出物料的规格参数，下料机器人装置基于第一视觉检测装置采集的规格参数抓取工件放入对应的流转箱，以及下料机器人装置将装满工件的流转箱抓取至AGV小车。二组及以上的加工设备，AGV小车将装满工件的流转箱移动至对应的加工设备。机械爪组件再将初步加工的原料移动至锯床设备进行二次加工，自动切割效果好且可实现不同长度工件的自动下料。

Description

基于AGV的混料工件自动加工流水线

技术领域

本发明涉及加工技术领域，尤其是涉及一种基于AGV的混料工件自动加工流水线。

背景技术

在工厂加工板材或型材制成的零部件时，通常从原材料厂家采购长条形的板料或棒料等原材料，部分原材料还需要进行初步截断后才能进行仓储。进一步地，原材料通过锯床进行切割略大于产品规格的长度，以满足加工要求。然而，现有锯床需要通过人工将物料移动至锯床区域，在通过手工定位实现物料的上下料定位及切割，加工效率低。

中国专利CN208132106U公开了一种铝棒高速锯切智能加工流水线，包括机体、用于控制机体运作的操作台，机体包括用于输送铝棒的进料装置、与进料装置配合使用的送料定尺装置、与送料定尺装置配合使用的主机锯切装置以及完成锯切后用于出料的出料装置。

上述加工流水线能够对物料进行切割下料及自动上料，但是，其对切割后形成的物料尺寸无法控制，必须要手工检测，具有检测效率低，漏检概率大的技术问题。并且，该流水线仅能对裁剪后的半成品物料进行二次下料，而不能完成原材料区的自动仓储调配，还存在降低的整体仓储区物料的流转效率的技术问题，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AGV的混料工件自动加工流水线。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开的第一方面：提供了一种基于AGV的混料工件自动加工流水线，包括：

桁架装置，具有横梁组件及滑动连接于所述横梁组件的机械爪组件；

位于所述横梁组件的下方的锯料装置、锯床设备及备料架装置，所述锯床设备位于所述锯料装置和所述备料架装置之间，所述锯料装置、锯床设备及备料架装置均处于所述机械爪组件的滑动范围内；

位于所述锯床设备的输出方向的AGV小车、第一视觉检测装置和下料机器人装置，所述第一视觉检测装置采集所述锯床设备所输出物料的规格参数，所述下料机器人装置基于所述第一视觉检测装置采集的规格参数抓取工件放入对应的流转箱，以及所述下料机器人装置将装满工件的流转箱抓取至所述AGV小车；

二组及以上的加工设备，所述AGV小车将装满工件的流转箱移动至对应的加工设备。

在一实施例中，所述第一视觉检测装置包括安装架、装配于所述安装架的摄像头模组及与所述摄像头模组电连接的图像处理单元，所述摄像头装置用于采集所述锯床设备所输出物料的图形信息，所述图像处理单元基于图形信息生成所述规格参数并与所述下料机器人装置通信连接。

在一实施例中，所述锯床设备包括输送装置、位于所述输送装置输出方向的切割装置、位于所述输送装置输入方向的夹持定位装置及位于所述夹持定位装置一侧的供料装置，所述机械爪组件在所述锯料装置和所述供料装置之间移动，所述夹持定位装置自动输送长条物料移动至所述切割装置，所述第一视觉检测装置位于所述输送装置的上方。

在一实施例中，所述夹持定位装置包括直线滑动组件、安装于所述直线滑动组件的定位架、伸缩夹持组件及安装于所述定位架的自调节组件，所述定位架位于所述伸缩夹持组件的伸缩方向上，所述自调节组件调节所述安装架在垂直于所述直线滑动组件方向的倾角。

在一实施例中，所述自调节组件包括直线伸缩运动的驱动件和连接于所述驱动件的滑动楔块，所述滑动楔块和所述定位架设置有相互配合的倾斜面。

在一实施例中，所述锯料装置所切割的物料长度大于所述锯床设备所切割物料的长度。

在一实施例中，还包括位于所述锯床设备出料方向的出料装置，所述出料装置包括出料架、安装于所述出料架的整料组件、输出组件和身份识别模块，所述流转箱摆放于所述输出组件且所述流转箱配置有身份识别卡，所述整料组件推送所述流转箱移动至所述身份识别模块的识别区域，所述第一视觉检测装置基于所述身份识别模块所确定的身份识别信息确定对应流转箱内物料的规格参数。

在一实施例中，所述出料装置还包括活动装配于所述出料架的止动组件，所述止动组件位于所述输出组件的出口部位，且部分所述止动组件活动超出所述输出组件的输送面。

在一实施例中，所述加工设备包括上料机器人装置、位于所述上料机器人装置活动范围内的至少一台加工机床及第二视觉检测装置，所述第二视觉检测装置用于拍摄所述上料机器人装置抓取的所述加工机床加工的工件的图像信息，并基于该图像信息确定加工产品的合格性。

在一实施例中，至少二组所述加工设备加工的物料规格参数不同。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：桁架装置横跨锯料装置、锯床设备及备料架装置，机械爪组件从备料架装置抓取长条原料后移动至锯料装置，锯料装置可完成初步切割加工。机械爪组件再将初步加工的原料移动至锯床设备进行二次加工，自动切割效果好且可实现不同长度工件的自动下料。第一视觉检测装置对锯床设备加工的工件进行规格参数的检测，实现自动全检，在线剔除不合格品及具有表面瑕疵的原料，提供加工产品的合格率。

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是本发明中基于AGV的混料工件自动加工流水线的示意图。

图2是本发明中桁架装置区域的结构示意图。

图3是图2中A处放大结构示意图。

图4是本发明中出料装置的结构示意图。

图5是本发明中加工设备的结构示意图。

图中，桁架装置10；横梁组件11；机械爪组件12；锯料装置20；锯床设备30；切割装置31；夹持定位装置32；定位架321；直线滑动组件322；伸缩夹持组件323；供料装置33；备料架装置40；AGV小车50；第一视觉检测装置60；安装架61；摄像头模组62；下料机器人装置70；加工设备80；加工机床81；第二视觉检测装置82；上料机器人装置83；物料流转装置84；出料装置90；出料架91；身份识别模块92；整料组件93；输出组件94；流转箱95；止动组件96；止动杆961。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图5所示：本发明公开了一种基于AGV的混料工件自动加工流水线，该加工流水线用于工件自动下料、切割、搬运.及加工，特别是，该流水线可实现不同加工规格尺寸的工件混料加工，加工效率高，产品多样化。

该加工流水线包括桁架装置10，该桁架装置10具有横梁组件11及滑动连接于横梁组件11的机械爪组件12，在横梁组件11的两端固定于撑架组件或者架设于建筑物的墙壁处。机械爪组件12包括横向移动机构、纵向移动机构及安装于纵向移动机构的卡爪机构，横向移动机构带动纵向移动机构沿横梁组件11直线往复移动，纵向移动机构带动卡爪机构升降移动。

该加工流水线包括位于横梁组件11的下方的锯料装置20、锯床设备30及备料架装置40，其中，备料架装置40上可摆放长条的板材或棒材等原材料，以构成储料区域。在该储料区域摆放的原材料长度远远超过锯床设备30的下料长度。卡爪机构将备料架装置40上的原材料移动至锯料装置20，锯料装置20根据需加工零件的规格将原材料初步切割形成符合加工多个零件长度的毛坯料。

锯床设备30位于锯料装置20和备料架装置40之间，锯料装置20、锯床设备30及备料架装置40均处于机械爪组件12的滑动范围内。卡爪机构在锯料装置20完成初步切割毛坯料移动至锯床设备30进行精确下料。作为优选，锯料装置20所切割的物料长度大于锯床设备30所切割物料的长度，以使备料架装置40直接存储长条原料，在加工设备80加工时实现自动抓取下料，从而提高生产效率，减小中间毛坯料存储及运输的时间及空间。

桁架装置10横跨锯料装置20、锯床设备30及备料架装置40，机械爪组件12从备料架装置40抓取长条原料后移动至锯料装置20，锯料装置20可完成初步切割加工。机械爪组件12再将初步加工的原料移动至锯床设备30进行二次加工，自动切割效果好且可实现不同长度工件的自动下料。

见图1至图3所示：该加工流水线包括位于锯床设备30的输出方向的AGV小车50、第一视觉检测装置60和下料机器人装置70，第一视觉检测装置60采集锯床设备30所输出物料的规格参数。第一视觉检测装置60用于拍摄工件的图像信息，并基于该图像信息进行分析。

可选地，第一视觉检测装置60包括安装架61、装配于安装架61的摄像头模组62及与摄像头模组62电连接的图像处理单元，安装架61固定于地面，在安装架61上设置有悬臂，摄像头模组62安装于悬臂。摄像头模组62位于工件的上方，摄像头装置用于采集锯床设备30所输出物料的图形信息，图像处理单元基于图形信息生成规格参数并与下料机器人装置70通信连接。摄像头模组62可配置为3D摄像头。图像处理单元对采集的图形信息进行分析，从而获取对应工件的3D图像数据。作为优选，图像处理单元确定该工件的下料尺寸是否合格，例如，确定工件的长度尺寸、截面形状、端面形状及表面是否存在气孔瑕疵及破损等不合格因数，第一视觉检测装置60对工件进行初步的全检，以在下料阶段剔除部分原料不良的因数。

即，第一视觉检测装置60对锯床设备30加工的工件进行规格参数的检测，实现自动全检，在线剔除不合格品及具有表面瑕疵的原料，提供加工产品的合格率。

图像处理单元将该图像信息发送至下料机器人装置70，下料机器人装置70基于第一视觉检测装置60采集的规格参数抓取工件放入对应的流转箱95，以及下料机器人装置70将装满工件的流转箱95抓取至AGV小车50。

二组及以上的加工设备80，AGV小车50将装满工件的流转箱95移动至对应的加工设备80。加工设备80间隔布局于生产车间，AGV小车50在不同的加工设备80之间移动，以实现自动搬运，提高整体生产的效率。作为优选，至少二组加工设备80加工的物料规格参数不同，从而使该车间内的加工设备80实现不同物料的混料加工，加工范围广。AGV小车50基于第一视觉检测装置60检测判断的工件规格，将对应的流转箱95输送至对应的加工设备80，从而满足混料加工要求，无需调整整个车间的加工节拍，简化了生产流程。

锯床设备30将毛坯料进行精确下料，以提高材料利用率。其中，锯床设备30包括输送装置、位于输送装置输出方向的切割装置31、位于输送装置输入方向的夹持定位装置32及位于夹持定位装置32一侧的供料装置33，机械爪组件12在锯料装置20和供料装置33之间移动。在锯料装置20完成锯料后，机械爪组件12将毛坯料抓取至供料装置33，供料装置33对输送装置进行连续供料。作为优选，供料装置33设置有间隔分布的定位槽，该定位槽用于将毛坯料分隔，以方便机械爪组件12逐一抓取。

夹持定位装置32将毛坯料固定，并定量根据切割工件的长度要求输送至切割装置31，切割装置31配置为锯床，以实现精确切割。第一视觉检测装置60位于输送装置的上方，从而对输出切割装置31的物料进行图像信息的对应采集，采集及时性高。如果第一视觉检测装置60检测到工件切割异常，则向锯床设备30输出相关指令，以使锯床设备30即使调整切割角度及切割尺寸等参数。

在一可选地实施例中，夹持定位装置32包括直线滑动组件322、安装于直线滑动组件322的定位架321和伸缩夹持组件323，定位架321位于伸缩夹持组件323的伸缩方向上。伸缩夹持组件323伸出并合拢至定位架321，以夹持毛坯料，直线滑动组件322带动定位架321和伸缩夹持组件323向切割装置31方向移动对应长度，以使切割装置31切割出相应的工件。

安装架61包括水平的支撑部和竖直的抵接部，伸缩夹持组件323包括伸缩件和连接于伸缩件输出轴的抵推块，抵推块与抵接部相对设置，抵推块与抵接部之间构成容纳毛坯料的夹槽空间。作为优选，伸缩件配置为气缸或者液压缸。

进一步地，夹持定位装置32还包括安装于定位架321的自调节组件，自调节组件调节安装架61在垂直于直线滑动组件322方向的倾角。自调节组件基于第一视觉检测装置60输出的相关指令微调定位架321的角度，从而实现毛坯料切割端面的角度，例如，自调节组件驱动定位架321前后移动，以微量调节定位架321相对于切割装置31的倾角，从而改变切割装置31的切割面与毛坯料的切割角度，提高工件的切割端面的角度准确性。

进一步地，自调节组件包括直线伸缩运动的驱动件和连接于驱动件的滑动楔块，滑动楔块和定位架321设置有相互配合的倾斜面。滑动楔块与定位架321之间设置有倾斜面，在滑动楔块前后移动过程中，定位架321的角度随之变化，从而实现定位架321角度的灵活调节。作为优选，驱动件配置为电机驱动螺杆旋转的螺杆机构，以实现滑动砌块的前后驱动及自锁。

见图3和图4所示：在锯床设备30完成切割后，下料机器人装置70将工件抓取并离开锯床设备30放入流转箱95。作为优选，加工流水线还包括位于锯床设备30出料方向的出料装置90，出料装置90用于整理摆放锯床设备30输出的工件。

其中，出料装置90包括出料架91、安装于出料架91的整料组件93和输出组件94，出料架91为刚性框架结构，通过支脚或者滚轮竖立在地面上，其一端悬空，可供AGV小车50移动进出。出料架91的另一端靠近锯床设备30且位于下料机器人装置70的活动范围内，输出组件94安装于出料架91的顶部，以方便流转箱95摆放及输出。作为优选，输出组件94配置为辊道组件，以方便流转箱95移动。

整料组件93安装于出料架91的一侧，整料组件93的伸缩方向与输出组件94的长度方向垂直相交。整料组件93推动流转箱95抵靠至输出组件94，以保持流转箱95与输出组件94的输出位置对齐。进一步地，

出料装置90包括身份识别模块92，身份识别模块92为安装于出料架91的读卡器。相应地，流转箱95摆放于输出组件94且流转箱95配置有身份识别卡，每个身份识别卡对应于流转箱95内所摆放零件的规格及数量等数据。

整料组件93推送流转箱95移动至身份识别模块92的识别区域，身份识别卡被身份识别模块92所识别，该下料机器人装置70将工件抓取对应的流转箱95。同时，第一视觉检测装置60基于身份识别模块92所确定的身份识别信息确定对应流转箱95内物料的规格参数，其中，第一视觉检测装置60对工件进行复核，以实现多重复核，避免混料加工过程的物料出错。作为优选，身份识别模块92与AGV小车50通信连接，以使AGV小车50将对应的流转箱95输送至对应的加工设备80。

进一步地，出料装置90还包括活动装配于出料架91的止动组件96，止动组件96位于输出组件94的出口部位，且部分止动组件96活动超出输出组件94的输送面。止动组件96凸出输出组件94的输送面时，止动组件96用于阻挡流转箱95在未允许情况下脱离输出组件94。当止动组件96缩回输出组件94的输送面下方时，流转箱95沿输出组件94移动并输出至AGV小车50。可选地，止动组件96包括止动伸缩件和可转动连接于出料架91的止动杆961，止动伸缩件伸缩移动以使止动杆961转动超出或缩回输送面。

见图1和图5所示：加工设备80设置有多台，每台加工设备80加工一类零件，多台加工设备80以构成多种零件，实现混料加工。在一实施例中，加工设备80包括上料机器人装置83、位于上料机器人装置83活动范围内的至少一台加工机床81及第二视觉检测装置82，加工设备80可设置多台加工机床81，每台加工机床81可执行不同的加工工序。多个加工机床81均位于上料机器人装置83的活动范围内，上料机器人装置83抓取零件在不同的加工机床81间切换。

第二视觉检测装置82用于拍摄上料机器人装置83抓取的加工机床81加工的工件的图像信息，并基于该图像信息确定加工产品的合格性。作为优选，第二视觉检测装置82可配置为3D摄像头，第二视觉检测装置82的图像处理单元对采集的图形信息进行分析，从而获取对应零件的3D图像数据。作为优选，图像处理单元确定该零件的加工尺寸是否合格。

进一步地，加工流水线还包括位于上料机器人装置83活动范围内的物料流转装置84，物料流转装置84包括平行输送的上料辊道组件和出料辊道组件。AGV小车50将流转箱95移动至上料辊道组件，以实现待加工工件的补充。出料辊道组件用于承接上料机器人装置83通过第二视觉检测装置82检测合格的零件，并可通过AGV小车50移动至合格产品区。

作为优选，加工流水线设置有五组加工设备80，五组加工设备80分布于一侧，以使AGV小车50在五组加工设备80之间轮流供料，且实现混料加工，加工效果好。

上述实施例仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，包括：

桁架装置，具有横梁组件及滑动连接于所述横梁组件的机械爪组件；

位于所述横梁组件的下方的锯料装置、锯床设备及备料架装置，所述锯床设备位于所述锯料装置和所述备料架装置之间，所述锯料装置、锯床设备及备料架装置均处于所述机械爪组件的滑动范围内；

位于所述锯床设备的输出方向的AGV小车、第一视觉检测装置和下料机器人装置，所述第一视觉检测装置采集所述锯床设备所输出物料的规格参数，所述下料机器人装置基于所述第一视觉检测装置采集的规格参数抓取工件放入对应的流转箱，以及所述下料机器人装置将装满工件的流转箱抓取至所述AGV小车；

二组及以上的加工设备，所述AGV小车将装满工件的流转箱移动至对应的加工设备。

2.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述第一视觉检测装置包括安装架、装配于所述安装架的摄像头模组及与所述摄像头模组电连接的图像处理单元，所述摄像头装置用于采集所述锯床设备所输出物料的图形信息，所述图像处理单元基于图形信息生成所述规格参数并与所述下料机器人装置通信连接。

3.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述锯床设备包括输送装置、位于所述输送装置输出方向的切割装置、位于所述输送装置输入方向的夹持定位装置及位于所述夹持定位装置一侧的供料装置，所述机械爪组件在所述锯料装置和所述供料装置之间移动，所述夹持定位装置自动输送长条物料移动至所述切割装置，所述第一视觉检测装置位于所述输送装置的上方。

4.根据权利要求3所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述夹持定位装置包括直线滑动组件、安装于所述直线滑动组件的定位架、伸缩夹持组件及安装于所述定位架的自调节组件，所述定位架位于所述伸缩夹持组件的伸缩方向上，所述自调节组件调节所述安装架在垂直于所述直线滑动组件方向的倾角。

5.根据权利要求4所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述自调节组件包括直线伸缩运动的驱动件和连接于所述驱动件的滑动楔块，所述滑动楔块和所述定位架设置有相互配合的倾斜面。

6.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述锯料装置所切割的物料长度大于所述锯床设备所切割物料的长度。

7.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，还包括位于所述锯床设备出料方向的出料装置，所述出料装置包括出料架、安装于所述出料架的整料组件、输出组件和身份识别模块，所述流转箱摆放于所述输出组件且所述流转箱配置有身份识别卡，所述整料组件推送所述流转箱移动至所述身份识别模块的识别区域，所述第一视觉检测装置基于所述身份识别模块所确定的身份识别信息确定对应流转箱内物料的规格参数。

8.根据权利要求7所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述出料装置还包括活动装配于所述出料架的止动组件，所述止动组件位于所述输出组件的出口部位，且部分所述止动组件活动超出所述输出组件的输送面。

9.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，所述加工设备包括上料机器人装置、位于所述上料机器人装置活动范围内的至少一台加工机床及第二视觉检测装置，所述第二视觉检测装置用于拍摄所述上料机器人装置抓取的所述加工机床加工的工件的图像信息，并基于该图像信息确定加工产品的合格性。

10.根据权利要求1所述的基于AGV的混料工件自动加工流水线，其特征在于，至少二组所述加工设备加工的物料规格参数不同。

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