CN116216272B - 一种机械零件自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械零件自动化生产线，属于零件筛选技术领域。一种机械零件自动化生产线，包括：第一传送机、第二传送机、桁架；所述第一传送机用于承接输送随意摆放的工件；所述第二传送机平行设于第一传送机侧边，承接第一传送机传递的承接摆正的工件，并对其检测；所述桁架被第一传送机从其中部穿过，并安装摆正夹持件；所述摆正夹持件控制工件摆正传送，采用压力感应获取工件摆放姿势；所述第一传送机上处于摆正夹持件下游的位置安装有翻转机械臂，所述翻转机械臂采用吸附的方式抓取工件，控制其旋转。本申请基于一些不规则CNC铝合金零件，在进行传送时，进行摆正统一，实现在传送过程多个工件进行检测识别，缩短生产线，提高效率。

Description

一种机械零件自动化生产线

技术领域

本发明涉及零件筛选技术领域，尤其涉及一种机械零件自动化生产线。

背景技术

机械零件加工目的是将毛坯或办成材料加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品需要的零件，在自动化生产过程中，不同的工艺过程中，需要采用机械臂或传送带进行传送。

结合传送带在输送货物使用过程中，可对货物进行筛选、分流、翻转等效果。为了提高生产效率，本申请希望在现有的输送基础上安装识别检测单元，来缩短生产线，提高生产效率。而我们在加工一些不规则形状的CNC铝合金零件时，采用传送带进行输送时，由于零件的随机堆放，会呈现的状态十分多样，会造成识别算法复杂，识别效果模糊，识别难度大。而如何实现零件统一规整成了一大难题，其中采用现有技术中一些摆正机构在传送带上的应用处理不规则零件时其效率一般，且会降低传送效率，造成输送拥堵。本申请在一些测试之后，采用了分布式设计希望在控制高效率输送的同时实现零件的摆正，因此设计一种机械零件自动化生产线。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中提及的问题而提出的一种机械零件自动化生产线。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机械零件自动化生产线，包括：第一传送机、第二传送机、桁架；

所述第一传送机用于承接输送随意摆放的工件；

所述第二传送机平行设于第一传送机侧边，承接第一传送机传递的承接摆正的工件，可控制其翻转，并对其检测；

所述桁架被第一传送机从其中部穿过，并在正对第一传送机中部的位置安装摆正夹持件；

所述摆正夹持件控制工件摆正传送，采用压力感应获取工件摆放姿势；

所述第一传送机上处于摆正夹持件下游的位置安装有翻转机械臂，所述翻转机械臂采用吸附的方式抓取工件，控制其旋转，以及将其传递至第二传送机上。

优选的，所述第一传送机包括第一传送带、第一机架；

所述第一机架将第一传送带架起，在搭载第一驱动机构后控制其转动，所述第一传送带用于传送工件，所述第一传送带表面齐平或低于第一机架顶面。

优选的，所述第二传送机包括第二传送带、第二机架；

所述第二机架将第二传送机架起，在搭载第二驱动机构后控制其转动，所述第二传送带上依次串联有多个夹持座，所述夹持座承接并加持翻转机械臂投放的工件，将工件固定并可控制其翻转，；所述第一机架顶部或两侧正对夹持座的位置安装有检测探头。

优选的，所述夹持座包括承接平台、升降式夹爪；

两个所述升降式夹爪对称安装于承接平台两侧，所述承接平台搭载微型电机驱动两个升降式夹爪同步同向反向移动，所述升降式夹爪上设有与承接平台平行的挡板，所述升降式夹爪上安装有无刷电机控制挡板翻转。

优选的，所述摆正夹持件包括花键杆、横梁、夹持机构；

所述花键杆固定于桁架底面中部并向下与横梁连接固定，所述横梁底面中开设有滑槽，所述夹持机构局部安装于滑槽内部，

所述花键杆中部贯穿开设有限位孔，所述限位孔内部转动连接转轴，所述转轴顶端贯穿桁架并固定连接伺服电机，所述转轴底端穿入横梁的滑槽内部并与夹持机构连接。

优选的，所述夹持机构包括双向丝杆、滑块、底座、固定杆、夹板；

所述双向丝杆转动安装于滑槽内部，两个所述滑块对称设置并并局部插入滑槽被双向丝杆穿过，所述底座设于横梁底面并与滑块贴合，所述滑块上固定有贯穿底座的限位杆，所述底座侧边固定有包裹限位杆的压力传感器，所述限位杆端部固定有与压力传感器连接的弹簧；

所述固定杆呈L型结构设置固定于底座底面，所述固定杆底部与夹板连接固定。

优选的，所述夹板呈L型结构设置，所述固定杆与夹板的侧边固定连接，所述夹板底面呈水平状态并固定有多个滚珠。

优选的，所述夹板呈L型结构设置，所述固定杆与夹板的侧边固定连接，所述夹板底面呈倾斜设置，倾斜端朝向第一传送机外侧。

优选的，所述翻转机械臂固定于第一机架上，所述翻转机械臂端部固定有吸盘。

与现有技术相比，本发明提供了一种机械零件自动化生产线，具备以下有益效果：

本申请基于一些不规则CNC铝合金零件，在进行传送时，进行摆正统一，实现在传送过程多个工件进行检测识别，缩短生产线，提高效率。其中，在摆正过程中，采用分布式摆放布局，将摆正时需要的调正、旋转、翻转等步骤分散处理，避免传送带出现拥堵，提高效率和精度。

本发明采用桁架架起与第一传送机接触的摆正夹持件，采用双向丝杆控制夹板，使零件归于第一传送带中部应进行摆正，其中，采用滑块与底座活动组合的方式与丝杆进行连接，利用底座与夹板连接，在底座与滑块之间安装压力传感器，感知底座与夹板的间距，获取零件摆放状态，对摆正状态进行感知处理，提高摆正效果及效率。

本发明采用第一传送机与第二传送机平行设置，利用翻转机械臂夹持零件从第一传送机送至第二传送机，并采用翻转机械臂夹持零件控制部分零件进行旋转调节，避免零件的漏调。

附图说明

图1为本发明的摆正生产线整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的第一传送机及相关组件结构示意图；

图4为本发明的第一传送机整体结构示意图；

图5为本发明的摆正夹持件整体结构示意图；

图6为本发明的花键杆与横梁剖面且夹持工件宽面结构示意图；

图7为本发明的花键杆与横梁剖面且夹持工件窄面结构示意图；

图8为本发明的夹板底面平整结构示意图；

图9为本发明的夹板底面倾斜结构示意图；

图10为本发明的翻转机械臂结构示意图。

图号说明：100、第一传送机；101、第一传送带；102、第一机架；200、第二传送机；201、第二传送带；202、第二机架；203、夹持座；204、承接平台；205、升降式夹爪；206、挡板；207、检测探头；300、桁架；400、摆正夹持件；401、花键杆；402、横梁；403、夹持机构；404、滑槽；405、限位孔；406、转轴；407、伺服电机；408、双向丝杆；409、滑块；410、底座；411、固定杆；412、夹板；413、限位杆；414、压力传感器；415、弹簧；500、翻转机械臂；501、吸盘。

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，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。

实施例：

请参阅图1-3，一种机械零件自动化生产线，包括：第一传送机100、第二传送机200、桁架300；

第一传送机100用于承接输送随意摆放的工件；

第二传送机200平行设于第一传送机100侧边，承接第一传送机100传递的承接摆正的工件，可控制其翻转，并对其检测；

桁架300被第一传送机100从其中部穿过，并在正对第一传送机100中部的位置安装摆正夹持件400；

摆正夹持件400控制工件摆正传送，采用压力感应获取工件摆放姿势；

第一传送机100上处于摆正夹持件400下游的位置安装有翻转机械臂500，翻转机械臂500采用吸附的方式抓取工件，控制其旋转，以及将其传递至第二传送机200上。

优选的，第一传送机100包括第一传送带101、第一机架102；

第一机架102将第一传送带101架起，在搭载第一驱动机构后控制其转动，第一传送带101用于传送工件，第一传送带101表面齐平或低于第一机架102顶面。

本申请基于一些不规则CNC铝合金零件，在进行传送时，实现对其摆正统一，实现在传送过程多个工件进行检测识别，缩短生产线，提高效率。其中，在摆正过程中，采用分布式摆放布局，将摆正时需要的调正、旋转、翻转等步骤分散处理，避免传送带出现拥堵，提高效率和精度。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式进行详细说明：

请参阅图1-4，在本申请的实施例中，以传送带为研究对象并设置了第一传送机100与第二传送机200，将两个第二传送机200对称安装在第一传送机100的两侧，第一传送机100用于传送清洗后的铝合金零件，第二传送机200承接第一传送机100递来的零件，对其进行识别检测。

其中，第一传送机100由第一传送带101、第一机架102等组成；第一机架102将第一传送带101架起，第一机架102在搭载了第一驱动机构控制第一传送带101转动。设计时第一传送带101表面齐平或略低于第一机架102顶面。

其中，第二传送机200由第二传送带201、第二机架202、夹持座203等组成；第二机架202将第二传送机200架起，在搭载第二驱动机构后控制第二传送带201转动，多个夹持座203均匀分布在第二传送带201上，利用夹持座203承接并固定零件，可在适当时控制零件翻转，第一机架102顶部或两侧朝向夹持座203安装有多个检测探头207，对经过的零件进行识别检测。

而夹持座203由承接平台204、升降式夹爪205等组成；可夹持、抬升、翻转零件，具体是，承接平台204上安装微型电机控制对称分布的两个升降式夹爪205同向和反向移动，用于控制零件，升降式夹爪205可同时实现上下移动，在升降式夹爪205顶部设有通过无刷电机控制翻转的挡板206。工作时，升降式夹爪205的移动则是控制挡板206对零件固定，升降式夹爪205升降则抬起零件，无刷电机每次挡板206的转动角度设定在90°或180°。

基于上述实施方式，本申请中第一传送带101上传递随意摆放的零件，利用摆正夹持件400与翻转机械臂500进行摆放扶正后，传递到夹持座203上，需要注意的是，夹持座203的承接平台204表面与第一传送带101齐平。

请参阅图4-9，在本申请的实施例中，围绕第一传送机100或第一传送机100与第二传送机200建立桁架300，在桁架300上安装摆正夹持件400，摆正夹持件400底部贴在第一传送带101进行摆正零件。

具体的是，摆正夹持件400由花键杆401、横梁402、夹持机构403等组成；横梁402与桁架300平行并处于其下方，花键杆401将横梁402与桁架300固定连接起来，在横梁402底面开设出滑槽404，将夹持机构403安装于滑槽404内部。在横梁402底面开设出滑槽404，在花键杆401中部贯穿一个限位孔405，使用一个转轴406由桁架300上方插入并穿过限位孔405延伸至滑槽404内部，转轴406与接触结构均转动连接，在桁架300顶部通过伺服电机407连接并控制转轴406，在滑槽404内部转轴406与夹持机构403通过锥齿轮组啮合连接。

其中，夹持机构403由双向丝杆408、滑块409、底座410、固定杆411、夹板412等组成；双向丝杆408是转动设置在滑槽404内部并与转轴406垂直设计，双向丝杆408与转轴406通过锥齿轮组啮合连接，双向丝杆408的上对称啮合两个滑块409，滑块409局部处于横梁402下方，底座410贴合设置在滑块409的外侧，滑块409侧边对称设置两个限位杆413，该限位杆413贯穿底座410，底座410的侧边安装压力传感器414，限位杆413端部固定弹簧415，将弹簧415的另一端连接到压力传感器414上，在底座410与滑块409之间拉开距离时，弹簧415压缩变形，并将压力传递到压力传感器414上。

在实施时，将底座410与滑块409贴合时的，弹簧415的弹力作为初始值或进行归零设置，并以弹簧415接下来的最大形变量产生的压力为终值，用于识别零件的摆正角度。

底座410底部固定了固定杆411，利用固定杆411与夹板412连接，夹板412呈L型结构设置，夹板412底面与第一传送带101表面接触，在实施中，夹板412的活动方向与第一传送带101转动反向垂直，两个夹板412同向移动，将第一传送带101上的零件，归类到其中部，夹板412底面分布多个滚珠，降低夹板412与第一传送带101之间的摩擦。

实施过程中，预先测定零件的可夹持的最大长度与最窄宽度。进行定位时，在控制两个滑块409每次夹持时，移动预留的间隙为最窄宽度，底座410受夹板412或零件的影响，会与滑块409分离，在夹持零件的最大长度时，弹簧415达到最大形变。

在一些实施过程中，可平行分布多个桁架300与摆正夹持件400，夹持零件时，压力传感器414检测的压力值为某个中值时，设置一个档杆适当拨动零件，并对其重新夹持。

上述实施方式中，压力传感器414在夹持时获取为初始值或终值是，测定零件为摆正转态。但需要注意的是，此时摆正的多个零件存在中心对称或左右或前后对称状态，其中中心对称的零件，其压力传感器414测定结果相同。

实施中，以初始值为基准，测定压力值结果为终值时的零件均进行90°旋转，由此调整后的最终零件，为相同或中心对称状态分布。

实施中，以其中两个以左右或前后对称的的零件状态，为参照标准，识别处于中心对称的部分零件并对其进行180°旋转，此时摆正所有零件中部分需要翻转后进行统一。

请参阅图10，本申请的实施例中将翻转机械臂500设置在摆正夹持件400下游的位置，在设置多个摆正夹持件400时，将设置在最后一个摆正夹持件400下游，翻转机械臂500对称安装在第一传送带101两侧，或错位分布在第一传送带101两侧。翻转机械臂500用于抓取零件，其中翻转机械臂500的端部安装了可旋转的吸盘501，利用吸盘501的吸附力去抓取零件，上述实施例中提及的对零件90°或180°旋转即为控制吸盘501的旋转实现，且在完成旋转的同时，将零件抓放至第二传送机200的夹持座203上。再利用夹持座203对部分零件进行翻转，获取所有零件均处于同一状态。再采用检测探头207统一识别与检测。

本申请基于上述实施例，公开了一种机械零件自动化生产线控制系统，包括了摆正夹持控制系统，翻转抓取系统，翻转识别系统；

摆正夹持控制系统采用压力传感器414，获取底座410与滑块409的距离，识别零件的状态，即摆正或倾斜；

翻转抓取系统用于接受摆正夹持控制系统传递的压力值、采用第一识别单元识别摆正后的零件状态、控制翻转机械臂500旋转及翻转；

翻转识别系统采用第二识别单元识别第二传送机200上的零件，可控制器翻转。

其中，压力传感器414测量值为初始值和最大值时，即零件摆正；压力传感器414测量值为某个中值时，即零件倾斜。

其中，第一识别单元与第二识别单元均采用高清探头识别零件状态，并采用融合技术，将识别的零件状态与预定录入的零件状态作比较，再发送零件旋转或粉转的角度指令。

其中，翻转抓取系统优先获取压力传感器414测量值，以初始值为基准时，测量结果为最大值时，将发送90°旋转指令至翻转机械臂500，测量结果为初始值时，第一识别单元获取零件状态将采用融合技术进行零件状态对比，识别结果相同时，取消发送旋转指令至翻转机械臂500，识别结果不同时，发送180°旋转指令至翻转机械臂500。其中，出入录入的状态为左右或前后对称的两个零件状态。

其中，翻转识别系统中采用第二识别单元俯视承接平台204获取零件状态，第二识别单元录入第一识别单元录入的两种零件状态的其中一个，识别结果相同时，取消发送旋转指令至夹持座203，识别结果不同时，发送180°旋转指令至夹持座203。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机械零件自动化生产线，其特征在于，包括：

第一传送机（100），用于承接输送随意摆放的工件；

第二传送机（200），平行设于第一传送机（100）侧边，承接第一传送机（100）传递的承接摆正的工件，可控制其翻转，并对其检测；

桁架（300），所述第一传送机（100）从其中部穿过，并在正对第一传送机（100）中部的位置安装摆正夹持件（400），

所述摆正夹持件（400）控制工件摆正传送，采用压力感应获取工件摆放姿势；

所述第一传送机（100）上处于摆正夹持件（400）下游的位置安装有翻转机械臂（500），所述翻转机械臂（500）采用吸附的方式抓取工件，控制其旋转，以及将其传递至第二传送机（200）上；

所述第一传送机（100）包括第一机架（102）；

所述第二传送机（200）包括第二传送带（201）、第二机架（202）；

所述第二机架（202）将第二传送机（200）架起，在搭载第二驱动机构后控制其转动，所述第二传送带（201）上依次串联有多个夹持座（203），所述夹持座（203）承接并夹持翻转机械臂（500）投放的工件，将工件固定并可控制工件翻转；所述第一机架（102）顶部或两侧正对夹持座（203）的位置安装有检测探头（207）；

所述夹持座（203）包括承接平台（204）、升降式夹爪（205）；

两个所述升降式夹爪（205）对称安装于承接平台（204）两侧，所述承接平台（204）搭载微型电机驱动两个升降式夹爪（205）同步同向反向移动，所述升降式夹爪（205）上设有与承接平台（204）平行的挡板（206），所述升降式夹爪（205）上安装有无刷电机控制挡板（206）翻转；

所述摆正夹持件（400）包括花键杆（401）、横梁（402）、夹持机构（403）；

所述花键杆（401）固定于桁架（300）底面中部并向下与横梁（402）连接固定，所述横梁（402）底面中开设有滑槽（404），所述夹持机构（403）局部安装于滑槽（404）内部，

所述花键杆（401）中部贯穿开设有限位孔（405），所述限位孔（405）内部转动连接转轴（406），所述转轴（406）顶端贯穿桁架（300）并固定连接伺服电机（407），所述转轴（406）底端穿入横梁（402）的滑槽（404）内部并与夹持机构（403）连接；

所述夹持机构（403）包括双向丝杆（408）、滑块（409）、底座（410）、固定杆（411）、夹板（412）；

所述双向丝杆（408）转动安装于滑槽（404）内部，两个所述滑块（409）对称设置并并局部插入滑槽（404）被双向丝杆（408）穿过，所述底座（410）设于横梁（402）底面并与滑块（409）贴合，所述滑块（409）上固定有贯穿底座（410）的限位杆（413），所述底座（410）侧边固定有包裹限位杆（413）的压力传感器（414），所述限位杆（413）端部固定有与压力传感器（414）连接的弹簧（415）；

所述固定杆（411）呈L型结构设置固定于底座（410）底面，所述固定杆（411）底部与夹板（412）连接固定；

将底座（410）与滑块（409）贴合时，弹簧（415）的弹力作为初始值或进行归零设置，并以弹簧（415）接下来的最大形变量产生的压力为终值，用于识别零件的摆正角度。

2.根据权利要求1所述的一种机械零件自动化生产线，其特征在于：所述第一传送机（100）包括第一传送带（101）；

所述第一机架（102）将第一传送带（101）架起，在搭载第一驱动机构后控制第一传送带（101）转动，所述第一传送带（101）用于传送工件，所述第一传送带（101）表面齐平或低于第一机架（102）顶面。

3.根据权利要求1所述的一种机械零件自动化生产线，其特征在于：所述夹板（412）呈L型结构设置，所述固定杆（411）与夹板（412）的侧边固定连接，所述夹板（412）底面呈水平状态并固定有多个滚珠。

4.根据权利要求1所述的一种机械零件自动化生产线，其特征在于：所述夹板（412）呈L型结构设置，所述固定杆（411）与夹板（412）的侧边固定连接，所述夹板（412）底面呈倾斜设置，倾斜端朝向第一传送机（100）外侧。

5.根据权利要求2所述的一种机械零件自动化生产线，其特征在于：所述翻转机械臂（500）固定于第一机架（102）上，所述翻转机械臂（500）端部固定有吸盘（501）。