CN117206903A - 一种智能化柔性机生产线 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能化柔性机生产线，包括第一导轨和第二导轨、顺序设置的加工中心、设在第一导轨上的第一AGV小车、设在第二导轨上的第二AGV小车，以及设在第二AGV小车上的配置为对第二AGV小车上的工件进行清洗的清洗模组，第一AGV小车配置为将工件放置到加工中心和将加工中心内的工件取出，第二AGV小车上具有两个工位，第二AGV小车配置为将工件放置第一AGV小车上和拿取放置在第一AGV小车上的工件。本申请公开的智能化柔性机生产线，通过双车形式实现对工件的就地清洗与加急订单的插入现有序列，该种方式从根本上解决了工序间零件清洗的问题，零件清洗过程不会对现有生产节拍产生影响，同时对于加急订单，也能够直接插入到现有生产序列中。

Description

一种智能化柔性机生产线

技术领域

本申请涉及智能制造技术领域，尤其是涉及一种智能化柔性机生产线。

背景技术

气缸FMS生产线(以下简称产线)主要用于加工压缩机气缸及中体，压缩机气缸为工况定制型产品，箱体类零件，产品种类多，外形尺寸差异大，产线需满足多品种、小批量气缸自动加工，能实现小直径深孔、大直径深孔加工。

柔性化生产解决的不同规格小批量气缸的混合生产问题，但是在不同的工序转换过程中，还需要对完成上一加工工序的工件进行清洗，用以给下一加工工序提供符合要求的工件，目前常采用的方式是将工件统一送入到清洗中心进行清洗，这种方式需要工件在生产线上反复流转，既增加了整体的生产时间，还会打乱其他工件生产节拍。

并且当需要有加急订单进入时，也无法将其插入到现有的生产序列中。

发明内容

本申请提供一种智能化柔性机生产线，通过双车形式实现对工件的就地清洗与加急订单的插入现有序列，该种方式从根本上解决了工序间零件清洗的问题，零件清洗过程不会对现有生产节拍产生影响，同时对于加急订单，也能够直接插入到现有生产序列中。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请提供了一种智能化柔性机生产线，包括：

平行设置的第一导轨和第二导轨；

沿第一导轨顺序设置的加工中心；

第一AGV小车，设在第一导轨上，第一AGV小车配置为将工件放置到加工中心和将加工中心内的工件取出；

第二AGV小车，设在第二导轨上，第二AGV小车上具有两个工位，第二AGV小车配置为将工件放置第一AGV小车上和拿取放置在第一AGV小车上的工件；以及

清洗模组，设在第二AGV小车上，配置为对第二AGV小车上的工件进行清洗。

在本申请的一种可能的实现方式中，第一AGV小车包括：

第一车体；

第一转动台，设在第一车体上；

第一横向线性模组和第一辅助定位器，均设在第一转动台上；以及

第一升降器，设在第一横向线性模组上；

其中，第一横向线性模组、第一辅助定位器和第一升降器配置为将工件放置到加工中心和将加工中心内的工件取出。

在本申请的一种可能的实现方式中，第一转动台上设有第一放置平台；

第一放置平台的高度大于第一升降器的最小高度且小于第一升降器的最大高度。

在本申请的一种可能的实现方式中，第二AGV小车包括：

第二车体；

两个第二转动台，均设在第二车体上；

第二横向线性模组和第二辅助定位器，均设在第二转动台上；以及

第二升降器，设在第二横向线性模组上；

其中，第二横向线性模组、第二辅助定位器和第二升降器配置为将工件放置第一AGV小车上和拿取放置在第一AGV小车上的工件。

在本申请的一种可能的实现方式中，第二转动台上设有第二放置平台；

第二放置平台的高度大于第二升降器的最小高度且小于第二升降器的最大高度。

在本申请的一种可能的实现方式中，清洗模组包括：

框架，设在第二车体上；

多个电动柔性遮挡，设在框架上，多个电动柔性遮挡配置为在框架上形成半开放空间；以及

清洗单元，设在框架上，清洗单元配置为清洗工件上的内孔。

在本申请的一种可能的实现方式中，清洗单元包括：

位置调整器，设在框架上；

电动转盘，设在位置调整器上；以及

电磁式清洗单元、超声波清洗单元和冲洗单元，均设在电动转盘上且围绕电动转盘的轴线均匀设置。

在本申请的一种可能的实现方式中，电磁式清洗单元包括：

第一驱动器，设在电动转盘上；

电磁铁，设在第一驱动器的活塞上；以及

控制开关，与电磁铁电连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，超声波清洗单元包括：

第二驱动器，设在电动转盘上；

第一柔性封闭环和超声波发生器，均设在第二驱动器的活塞上；以及

进液管道和排液管道，均与第一柔性封闭环连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，冲洗单元包括：

第三驱动器，设在电动转盘上；

第二柔性封闭环，设在第三驱动器的活塞上；

冲洗喷头，设在第三驱动器的活塞上；

冲洗液管道，第一端穿过第二柔性封闭环后与冲洗喷头连接；以及

回液管道，与第二柔性封闭环连接。

附图说明

图1是本申请提供的一种智能化柔性机生产线的部署示意图。

图2是本申请提供的一种第一AGV小车的结构性示意图。

图3是本申请提供的一种使用工装固定工件的结构性示意图。

图4是本申请提供的另一种第一AGV小车的结构性示意图。

图5是本申请提供的一种第二AGV小车的结构性示意图。

图6是本申请提供的另一种第二AGV小车的结构性示意图。

图7是本申请提供的一种清洗模组的结构性示意图(俯视视角)。

图8是本申请提供的一种清洗单元的结构性示意图。

图9是本申请提供的一种电磁式清洗单元的结构性示意图。

图10是本申请提供的一种超声波清洗单元的结构性示意图。

图11是本申请提供的一种超声波清洗单元工作的原理性示意图。

图12是本申请提供的一种冲洗单元的结构性示意图。

图13是本申请提供的一种冲洗喷头的内部结构示意图。

图中，1、第一导轨，2、第二导轨，3、加工中心，4、第一AGV小车，5、第二AGV小车，6、清洗模组，7、电磁式清洗单元，8、超声波清洗单元，9、冲洗单元，41、第一车体，42、第一转动台，43、第一横向线性模组，44、第一辅助定位器，45、第一升降器，421、第一放置平台，51、第二车体，52、第二转动台，53、第二横向线性模组，54、第二辅助定位器，55、第二升降器，521、第二放置平台，61、框架，62、电动柔性遮挡，63、清洗单元，631、位置调整器，632、电动转盘，71、第一驱动器，72、电磁铁，73、控制开关，81、第二驱动器，82、第一柔性封闭环，83、超声波发生器，84、进液管道，85、排液管道，91、第三驱动器，92、第二柔性封闭环，93、冲洗喷头，94、第二柔性封闭环，94、冲洗液管道，95、回液管道。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本申请中的技术方案，首先对相关技术进行介绍。

气缸FMS生产线(以下简称产线)主要用于加工压缩机气缸及中体，工艺流程如下：

划线→找平、夹紧→加工止口端面及内孔→加工缸孔端面及内孔→清洗铁屑→拆卸→翻转90°→找平、夹紧→加工四周各端面、内孔→清洗→拆卸。

根据上述工艺流程要求，产线上气缸(中体)加工为卧式加工，止口端及缸孔端加工主要依靠数控加工设备工作台旋转180°完成，端面、孔加工主要依靠工作台分度完成。

在本申请中，定位和加工由加工中心3完成，每个加工中心3负责不同的加工内容，工件在一个加工中心3内完成加工后，会进行清洗并在清洗完成后送入到下一个加工中心3内进行加工。

平面加工由铣削加工中心完成，内孔加工由镗铣加工中心完成。

每一个加工中心3负责一道或者多道工序，同时不同的加工中心3还具有不同的加工范围，也就是对于同一道工序，可以由几个加工中心3同时提供，这几个加工中心3可以提供不同的加工范围。

当然，多个加工中心3也可以提供相同的加工范围，例如对于不同的工序，其耗时不同，对于加工耗时长的工序，可以配套增加多个加工中心3，以使工件再进行不同的工序时不需要等待较长时间。

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

本申请公开了一种智能化柔性机生产线，生产线主要由第一导轨1、第二导轨2、加工中心3、第一AGV小车4、第二AGV小车5和清洗模组6等组成，第一导轨1和第二导轨2平行设置，多个加工中心3沿第一导轨1顺序设置，加工中心3的组成以及功能在前文中进行了描述，此处不再赘述。

请参阅图1，第一AGV小车4部署在第一导轨1上，作用是将工件放置到加工中心3和将加工中心3内的工件取出，也就是第一AGV小车4承担主要的运输功能，将需要进行加工的工件送至指定的加工中心3。

第二AGV小车5部署在第二导轨2上，第二AGV小车5的作用是将工件放置第一AGV小车4上和拿取放置在第一AGV小车4上的工件。第二AGV小车5上具有两个工位，在进行将工件放置第一AGV小车4上和拿取放置在第一AGV小车4上的工件时，第一AGV小车4上的工件首先放置到第二AGV小车5的第一个工位上，然后将第二个工位上的工件送至第一AGV小车4。

清洗模组6安装在第二AGV小车5上，作用是对第二AGV小车5上的工件进行清洗。

具体的工作过程如下：

工件放置到第一AGV小车4上，由第一AGV小车4将其送至到指定的加工中心3进行加工，加工完成后，第一AGV小车4将该工件从加工中心3中取出，然后送至下一个加工中心3处或者第二AGV小车5移动至第一AGV小车4处。

当选择第二AGV小车5移动至第一AGV小车4处时，第一AGV小车4上的工件会转移至第二AGV小车5上并由第二AGV小车5上的清洗模组6对该工件进行清洗。

清洗过程中，第一AGV小车4继续为其他的工件服务，当然，第二AGV小车5的数量也可以是多个。第二AGV小车5在对工件进行清洗的过程中，也可以移动至下一个加工中心3处，以便工件在清洗完成后能够直接送入到工序上的下一个加工中心3处进行加工。

进行插队时，插队工件可以首先放置在第二AGV小车5上，然后由第二AGV小车5将插队工件送至指定的加工中心3处，待该指定的加工中心3内的工件完成加工后，通过第一AGV小车4转移至第二AGV小车5上，然后再将第二AGV小车5上的插队工件通过第一AGV小车4送至指定的加工中心3处。

此处还可以理解为插队工件直接对生产序列上的某个工件进行了替换，这个被替换的工件会被重新插入到生产序列中，这种方式仅会对一个工件的正常加工产生影响，可以将插队的影响降至最低。

在一些可能的实现方式中，这个被替换下来的工件可以临时性的放置到暂存区域，等待一段时间后再送回到生产序列中。

此处需要说明，本申请公开的智能化柔性机生产线加工的气缸，也就是前文中提到的工件，主要加工内容包括铣削和镗铣，铣削是对工件的平面进行加工，镗铣是对工件的内孔进行加工。

工件在完成铸造后，已经具备初步尺寸，需要使用本申请公开的智能化柔性机生产线进行精加工，用以满足尺寸公差要求。

在一些例子中，请参阅图2，第一AGV小车4由第一车体41、第一转动台42、第一横向线性模组43、第一辅助定位器44和第一升降器45等组成，第一车体41放置在第一导轨1上，能够沿着第一导轨1进行直线往复运动。

第一转动台42安装在第一车体41上，作用是在水平面上转动，第一横向线性模组43和第一辅助定位器44均安装在第一转动台42上，二者均能够随着第一转动台42的转动而转动。

第一横向线性模组43的作用是从第一转动台42上伸出，该伸出可以进入到加工中心3内部，可以向靠近第二AGV小车5的方向移动。在转移工件的过程中，第一横向线性模组43的工作端能够移动至工件的底部。

此时第一横向线性模组43上的第一升降器45会上升，向工件施加一个向上的推力，使工件与加工中心3内部的底座脱离接触。与此同时，第一辅助定位器44会同步动作，向工件施加一个水平方向上的力，使工件不会在水平方向上出现滑动。

在一些例子中，第一横向线性模组43由多级液压杆和滑动件组成，滑动件与第一转动台42滑动连接，多级液压杆安装在第一转动台42上并与滑动件的末端连接。

在一些例子中，第一横向线性模组43的数量为两个并且对称部署在第一转动台42的两侧。

在一些例子中，第一辅助定位器44和第一升降器45同样使用液压驱动。

在一些例子中，第一升降器45由一个液压杆和一个挂钩组成，液压杆能够驱动挂钩在竖直方向上移动，使挂钩能够将工件勾住。

此处需要说明，工件在整个加工过程中，放置在工装内部，因为工件的形状和尺寸不固定，无法针对每一个工件对加工中心3、第一AGV小车4和第二AGV小车5进行改造。

请参阅图3，但是对于固定工件的工装，其外形尺寸可以统一，内部尺寸根据工件的具体形状和具体尺寸确定，使用工装可以使加工中心3、第一AGV小车4和第二AGV小车5具有更大的适用范围。

在一些可能的实现方式中，请参阅图4，第一转动台42上设置有一个设有第一放置平台421，并且第一放置平台421的高度大于第一升降器45的最小高度。此处第一放置平台421的高度和第一升降器45的高度基于同一个参考基准面。

第一放置平台421的高度是一个固定值，第一升降器45的高度是一个范围值，第一升降器45具有最大高度和最小高度，第一放置平台421的高度小于第一升降器45具有最大高度且大于第一升降器45的最小高度。

这样可以保证第一横向线性模组43在复位(工作端缩回到第一转动台42)后，可以将工件放置到第一放置平台421上。

在一些例子中，请参阅图5，第二AGV小车5由第二车体51、第二转动台52、第二横向线性模组53、第二辅助定位器54和第二升降器55等组成，第二车体51放置在第二导轨2上，能够沿着第二导轨2进行直线往复运动。

第二转动台52安装在第二车体51上，作用是在水平面上转动，第二横向线性模组53和第二辅助定位器54均安装在第二转动台52上，二者均能够随着第二转动台52的转动而转动。

第二横向线性模组53的作用是从第二转动台52上伸出，该伸出可以进入到加工中心3内部，可以向靠近第二AGV小车5的方向移动。在转移工件的过程中，第二横向线性模组53的工作端能够移动至工件的底部。

此时第二横向线性模组53上的第二升降器55会上升，向工件施加一个向上的推力，使工件与加工中心3内部的底座脱离接触。与此同时，第二辅助定位器54会同步动作，向工件施加一个水平方向上的力，使工件不会在水平方向上出现滑动。

在一些例子中，第二横向线性模组53由多级液压杆和滑动件组成，滑动件与第二转动台52滑动连接，多级液压杆安装在第二转动台52上并与滑动件的末端连接。

在一些例子中，第二横向线性模组53的数量为两个并且对称部署在第二转动台52的两侧。

在一些例子中，第二辅助定位器54和第二升降器55同样使用液压驱动。

在一些例子中，第二升降器55由一个液压杆和一个挂钩组成，液压杆能够驱动挂钩在竖直方向上移动，使挂钩能够将工件勾住。

在一些可能的实现方式中，请参阅图6，第二转动台52上设置有一个设有第二放置平台521，并且第二放置平台521的高度大于第二升降器55的最小高度。此处第二放置平台521的高度和第二升降器55的高度基于同一个参考基准面。

第二放置平台521的高度是一个固定值，第二升降器55的高度是一个范围值，第二升降器55具有最大高度和最小高度，第二放置平台521的高度小于第二升降器55具有最大高度且大于第二升降器55的最小高度。

这样可以保证第二横向线性模组53在复位(工作端缩回到第二转动台52)后，可以将工件放置到第二放置平台521上。

在一些例子中，请参阅图7，清洗模组6由框架61、电动柔性遮挡62和清洗单元63组成，框架61设置在第二车体51上，电动柔性遮挡62安装在框架61上，电动柔性遮挡62的数量为多个，作用是在框架61上形成半开放空间，在一些可能的实现方式中，该半开放空间缺失顶面。

清洗单元63安装在框架61上，作用是清洗工件上的内孔。

在一些例子中，电动柔性遮挡62由安装在框架61上的滑槽，安装在滑槽内的柔性遮挡和安装在框架61上的电机三部分组成，电机上的滚轮上的拉绳固定在柔性遮挡上。

电机带动滚轮转动时，可以通过拉绳拉动柔性遮挡升起，电机反向转动时，柔性遮挡在自身重力下会展开。

请参阅图8，清洗单元63由位置调整器631、电动转盘632与设在位置调整器631上的电磁式清洗单元7、超声波清洗单元8和冲洗单元9组成，位置调整器631包括横向线性模组和纵向线性模组，位置调整器631的作用是调整电动转盘632与工件的相对位置。

电磁式清洗单元7、超声波清洗单元8和冲洗单元9能够随着电动转盘632的转动而转动，电磁式清洗单元7、超声波清洗单元8和冲洗单元9分别使用不同的清洗方式对工件上的内孔进行清洗。

请参阅图9，电磁式清洗单元7由第一驱动器71、电磁铁72和控制开关73组成，第一驱动器71固定安装在电动转盘632上，电磁铁72固定在第一驱动器71的活塞上，控制开关73与电磁铁72电连接。

控制开关73闭合时，电磁铁72通电，可以吸附工件上内孔内的铁屑。电磁铁72从内孔内移出后控制开关73断开，电磁铁72断电，此时电磁铁72上吸附的铁屑从电磁铁72上脱落。

在一些例子中，电动转盘632上安装有一个与电磁铁72配套使用的刮环，电磁铁72的每一次移动均会经过刮环，刮环的作用是将电磁铁72上无法脱落的铁屑挂落。

在一些例子中，电磁铁72由一个空心管道和均布在空心管道外壁上的电磁铁块组成，这种方式可以缩小电磁铁72与工件上内孔间的缝隙宽度。

在一些可能的实现方式中，第一驱动器71使用电缸。

请参阅图10和图11，超声波清洗单元8由第二驱动器81、第一柔性封闭环82、超声波发生器83、进液管道84和排液管道85组成，第二驱动器81固定安装在电动转盘632上，第一柔性封闭环82和超声波发生器83均安装在第二驱动器81的活塞上。

第二驱动器81的活塞伸出时，会推动第一柔性封闭环82抵接在工件上，此时工件上的内孔由开放状态转为封闭状态。

进液管道84和排液管道85均与第一柔性封闭环82连接，此时工件上的内孔由开放状态转为封闭状态后，通过进液管道84向工件上的内孔内注入清洗液，清洗液注入完成后，超声波发生器83启动，对工件上的内孔清洗。

清洗完成后，工件上的内孔中的清洗液通过排液管道85流出。

在一些可能的实现方式中，第二驱动器81使用电缸。

请参阅图12，冲洗单元9由第三驱动器91、第二柔性封闭环92、冲洗喷头93、冲洗液管道94和回液管道95组成，第三驱动器91固定安装在电动转盘632上。

在一些可能的实现方式中，第三驱动器91使用电缸。

第二柔性封闭环92和冲洗喷头93均固定安装在第三驱动器91的活塞上，冲洗液管道94的第一端穿过第二柔性封闭环92后与冲洗喷头93连接，回液管道95与第二柔性封闭环94连接。

冲洗过程中，冲洗液通过冲洗液管道94流入第二柔性封闭环92，然后从第二柔性封闭环92喷出。此处需要说明，冲洗主要是对工件上的内孔的最低处进行冲洗，因为在超声波清洗过程中，部分较为细碎的铁屑无法排出。借助于从第二柔性封闭环92喷出的冲洗液，可以将这部分较为细碎的铁屑冲出。

第二柔性封闭环94的作用是收集从工件上的内孔内流出的冲洗液。在冲洗过程中，第二柔性封闭环94抵接在工件上且位于工件上孔的最低处。流出的冲洗液流入到第二柔性封闭环94内后，从回液管道95排出。

应理解，请参阅图13，冲洗喷头93上的冲洗孔倾斜设置。

还应理解，对于冲洗喷头93，可以采用多节的结构形式，两节冲洗喷头93之间通过螺纹连接。

还应理解，对于第一AGV小车4上和第二AGV小车5上的附属设施，其控制均由第一AGV小车4上的控制器和第二AGV小车5上的控制器实现控制。对于电磁式清洗、超声波清洗和冲洗过程中涉及到的泵和液体存储罐等，均直接固定安装在第二AGV小车5上。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能化柔性机生产线，其特征在于，包括：

平行设置的第一导轨(1)和第二导轨(2)；

沿第一导轨(1)顺序设置的加工中心(3)；

第一AGV小车(4)，设在第一导轨(1)上，第一AGV小车(4)配置为将工件放置到加工中心(3)和将加工中心(3)内的工件取出；

第二AGV小车(5)，设在第二导轨(2)上，第二AGV小车(5)上具有两个工位，第二AGV小车(5)配置为将工件放置第一AGV小车(4)上和拿取放置在第一AGV小车(4)上的工件；以及

清洗模组(6)，设在第二AGV小车(5)上，配置为对第二AGV小车(5)上的工件进行清洗。

2.根据权利要求1所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，第一AGV小车(4)包括：

第一车体(41)；

第一转动台(42)，设在第一车体(41)上；

第一横向线性模组(43)和第一辅助定位器(44)，均设在第一转动台(42)上；以及

第一升降器(45)，设在第一横向线性模组(43)上；

其中，第一横向线性模组(43)、第一辅助定位器(44)和第一升降器(45)配置为将工件放置到加工中心(3)和将加工中心(3)内的工件取出。

3.根据权利要求2所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，第一转动台(42)上设有第一放置平台(421)；

第一放置平台(421)的高度大于第一升降器(45)的最小高度且小于第一升降器(45)的最大高度。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，第二AGV小车(5)包括：

第二车体(51)；

两个第二转动台(52)，均设在第二车体(51)上；

第二横向线性模组(53)和第二辅助定位器(54)，均设在第二转动台(52)上；以及

第二升降器(55)，设在第二横向线性模组(53)上；

其中，第二横向线性模组(53)、第二辅助定位器(54)和第二升降器(55)配置为将工件放置第一AGV小车(4)上和拿取放置在第一AGV小车(4)上的工件。

5.根据权利要求4所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，第二转动台(52)上设有第二放置平台(521)；

第二放置平台(521)的高度大于第二升降器(55)的最小高度且小于第二升降器(55)的最大高度。

6.根据权利要求4所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，清洗模组(6)包括：

框架(61)，设在第二车体(51)上；

多个电动柔性遮挡(62)，设在框架(61)上，多个电动柔性遮挡(62)配置为在框架(61)上形成半开放空间；以及

清洗单元(63)，设在框架(61)上，清洗单元(63)配置为清洗工件上的内孔。

7.根据权利要求6所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，清洗单元(63)包括：

位置调整器(631)，设在框架(61)上；

电动转盘(632)，设在位置调整器(631)上；以及

电磁式清洗单元(7)、超声波清洗单元(8)和冲洗单元(9)，均设在电动转盘(632)上且围绕电动转盘(632)的轴线均匀设置。

8.根据权利要求6所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，电磁式清洗单元(7)包括：

第一驱动器(71)，设在电动转盘(632)上；

电磁铁(72)，设在第一驱动器(71)的活塞上；以及

控制开关(73)，与电磁铁(72)电连接。

9.根据权利要求6所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，超声波清洗单元(8)包括：

第二驱动器(81)，设在电动转盘(632)上；

第一柔性封闭环(82)和超声波发生器(83)，均设在第二驱动器(81)的活塞上；以及

进液管道(84)和排液管道(85)，均与第一柔性封闭环(82)连接。

10.根据权利要求6所述的智能化柔性机生产线，其特征在于，冲洗单元(9)包括：

第三驱动器(91)，设在电动转盘(632)上；

第二柔性封闭环(92)，设在第三驱动器(91)的活塞上；

冲洗喷头(93)，设在第三驱动器(91)的活塞上；

冲洗液管道(94)，第一端穿过第二柔性封闭环(92)后与冲洗喷头(93)连接；以及

回液管道(95)，与第二柔性封闭环(92)连接。