CN202343638U - 机器人弹条冲压自动搬运及检测装置 - Google Patents

机器人弹条冲压自动搬运及检测装置 Download PDF

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姜涛
张洪涛
陈小亮
王为民
李晓燕
彭超
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Abstract

机器人弹条冲压自动搬运及检测装置，属于弹条冲压生产线领域。为了解决现有的弹条生产线自动化程度低，生产过程中存在人身安全隐患，生产工件的成品率低，在成品检测时也不能实现全部零件全部尺寸的检测存在产品安全隐患等问题。检测系统中利用机器人通过抓手，在视觉及温度检测设备的监控下，来完成弹条生产过程中的搬运、自动温度检测、自动位置检测、自动尺寸检测以及产品最终数据的存储的工作。实现全自动的弹条冲压生产，避免了人工长时间在恶劣的环境下工作，提高了生产效率，降低了废品率，有效地保证了产品质量。

Description

机器人弹条冲压自动搬运及检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种机器人弹条冲压自动搬运及检测装置，主要适用弹条冲压生产线。
背景技术
已有的弹条生产线依靠人工控制压机冲压和工件转序，这样工作过程中生产效率和产品质量不能得到有效控制；生产过程中存在人身安全隐患；生产工件的成品率低；在成品检测时也不能实现全部零件全部尺寸的检测存在产品安全隐患。基于以上弹条生产过程中存在的问题，设计了本器人弹条冲压自动搬运及检测装置。
实用新型内容
为了解决现有的弹条生产线自动化程度低；生产过程中存在人身安全隐患；生产工件的成品率低；在成品检测时也不能实现全部零件全部尺寸的检测存在产品安全隐患问题，本实用新型提供一套完整的机器人弹条冲压自动搬运及检测装置。
本实用新型装置解决其技术问题所采用的技术方案是：机器人通过抓手，在视觉及温度检测设备的监控下，来完成弹条生产过程中的搬运、自动温度检测、自动位置检测、自动尺寸检测以及产品最终数据的存储的工作。
本实用新型的有益效果是，实现全自动的弹条冲压生产，避免了人工长时间在恶劣的环境下工作，提高了生产效率，降低了废品率，有效地保证了产品质量。
装置包括：4台机器人、1台冲压机控制柜1、4套工件检测传感器2、1台中频加热炉3、4套抓具4、1套PLC控制柜5、1个主操作盘6、1套安全栏7、4台机器人控制柜8、1台视觉控制机9、1台视觉用摄像头B11、1个检测平台12、1个淬油槽13、温度检测系统14、2台视觉用摄像头A15、1台视觉用摄像头C16；所述的4台机器人分别为机器人A17、机器人B10、机器人C18和机器人D19；
每台机器人控制柜8控制一台机器人，每台机器人设置一套抓具4，每套抓具4下方为一件工位冲压台，每台机器人对面设置一套工件检测传感器2，机器人A17、机器人B10、机器人C18和机器人D19依次排列，中频加热炉3位于装置的一侧，与机器人A17相临，检测平台12位于装置的另一侧，与机器人D19相临，检测平台12与淬油槽13相连接；温度检测系统14位于中频加热炉3与机器人A17之间；2台视觉用摄像头A15位于机器人A17与机器人B10之间与机器人并行排列，视觉用摄像头B11位于机器人B10靠压机前面一侧，视觉用摄像头C16位于检测平台12上，视觉控制柜9控制视觉用摄像头C16对工件进行检测，并将检测后的数据传送给PLC控制机5；PLC控制柜5与机器人控制柜8、冲压机控制柜1、视觉控制柜9、温度检测系统14相连接；工件检测2与PLC控制柜直接连接，检测平台12和PLC控制柜直接连接实现检测数据的传送，主操作盘6是PLC控制柜的操作界面，安全栏7位于整个装置的外侧，具有防护功能，冲压机控制柜与4件工位冲压台相连接。其中机器人控制柜控制机器人10通过抓手4进行工件搬运。
附图说明
图1：本实用新型的布置图。4台机器人、1台冲压机控制柜1、4套工件检测传感器2、1台中频加热炉3、4套抓具4、1套PLC控制机5、1个主操作盘6、1套安全栏7、4台机器人控制柜8、1台视觉控制柜9、1台视觉用摄像头B11、1个检测平台12、1个淬油槽13、温度检测系统14、2台视觉用摄像头A15、1台视觉用摄像头C16；所述的4台机器人分别为机器人A17、机器人B10、机器人C18和机器人D19；
图2视觉系统流程图。
图3装置主要设备连接关系
具体实施方式
本装置具体生产步骤如下：1，待冲压的工件加热后进入OP00工位，机器人A将工件抓起，同时温度检测系统对工件的温度进行检测，检测合格的工件放入OP10工位内(温度不合格的工件放入废品箱中)，之后退回到OP00工位待命。2，机器人A退出OP10工位后，OP10工位冲压工件：OP10工位冲压完成后机器人B将OP10工位冲好的工件取出并放入OP20工位，放好后机器人B退回到OP10工位附近待命；机器人B从OP10工位取出工件后，机器人A继续将毛坯件放入OP10工位。3，机器人B将工件放入OP20工位并撤出后，OP20工位开始冲压工件，冲压完成后位置视觉检测系统对冲压完成的工件做位置检测并将检测后的数据传送给机器人C，机器人C接到信号后，根据位置视觉检测系统提供的信号运行到指定位置抓取工件，将OP20工位冲好的工件取出并放入OP30工位，放好后返回OP20工位待命。机器人C撤出OP20工位同时，机器人B继续将工件放入OP20工位。4，OP30工位冲压完成后机器人D将工件从OP30工位取出，放入检测平台进行温度和外形尺寸的检测，检测完成后机器人D将检测合格的工件直接放入淬火槽，不合格的产品放入废品箱中。机器人D撤出OP30工位同时，机器人C继续将工件放入OP30工位。5，依次循环，实现自动连续生产。
装置主要设备构成及详细介绍：
1，机器人系统：本系统选用的是通用搬运机器人。
2，电气控制系统：由PLC控制柜以及辅助的通讯模块等构成，整套系统均由PLC柜来进行控制和管理，系统通过PLC与冲压机进行通讯，实现机器人与冲压机的动作协调以及安全互锁，控制系统具有自动控制、监测、保护、报警等功能。
3，抓具：此系统设计4套抓具用于四个工位的工件搬运，此抓具设计安全可靠的夹紧机构，即便系统产生意外断气等不可预见的损坏，抓手依然可以通过机构抓紧工件，有效防止搬运过程中工件脱落。
4，安全防护装置：系统周围设置安全栏，将工作站区域与周围隔离，防止人员误入机器人的工作范围，发生危险，安全栏采用了金属网格的形式(40x40角钢框架+金属丝网，2米高)，在保证安全的情况下，操作者还可以方便的观察各个工位的运转情况安全栏侧围设有安全门，安全门用于装置设备的检修和维护。安全门上设有安全锁，安全锁与工作站的整个安全控制装置连锁，当安全门被非正常打开时，装置停止运行并报警，可有效的保证装置的安全运转。安全栏的上面设有三色灯，可以实时地显示装置所处的运行状态。
5，工件温度检测，工件在冲压和淬火时的温度，是保证产品质量的非常重要的一个参数。本装置配置了工件温度检测，用于对原材料加热后温度及冲压完成后工件温度进行温度检测，检测合格的原材料直接放入下道工序，合格成品工件直接放入淬火槽中，不合格的工件放入废品箱中。温度合格的标准以产品生产工艺技术要求为准，可进行任意调整。
6，工件视觉检测系统：
机器人视觉系统的流程如图二所示。
视觉系统通过对采集被测目标的图像的处理和分析，得到工件的偏移量并转换成机器人坐标系下数据，通过M通讯软件发送给机器人，机器人调整抓取姿态完成作业。弹条的质量对于铁路系统至关重要，但是弹条生产批量大，目前仅仅采用人工目测和抽测相结合的方法，不能保证产品的质量，而视觉检测系统可以对每根弹条进行测量，有利的保证了产品质量并且大大降低了人力成本。
6.1，工件位置视觉检测系统：工件位置视觉检测系统用于对冲压完成的工件进行位置检测，检测系统将检测好的数据传送给机器人，机器人根据检测数据自动调整抓具的抓取位置，从而保证在任何情况下都能准确的抓取工件，进而保证工件以正确的位置和姿态送入下一工序，有效的保证工件的冲压精度。
6.2，工件尺寸视觉检测系统：工件尺寸视觉检测系统用于对冲压完成的工件进行尺寸检测，检测合格的工件直接放入淬火槽中，不合格的工件放入废品箱中。从而保证成品工件的尺寸合格率。在生产的同时，系统会自动记录每一件产品的最终尺寸数据，为以后产品生产优化提供全面准确的依据。

Claims (1)

1.机器人弹条冲压自动搬运及检测装置，其特征在于：装置包括：4台机器人、1台冲压机控制柜(1)、4套工件检测传感器(2)、1台中频加热炉(3)、4套抓具(4)、1套PLC控制柜(5)、1个主操作盘(6)、1套安全栏(7)、4台机器人控制柜(8)、1台视觉控制柜(9)、1台视觉用摄像头B(11)、1个检测平台(12)、1个淬油槽(13)、温度检测系统(14)、2台视觉用摄像头A(15)、1台视觉用摄像头C(16)；所述的4台机器人分别为机器人A(17)、机器人B(10)、机器人C(18)和机器人D(19)；
每台机器人控制柜(8)控制一台机器人，每台机器人设置一套抓具(4)，每套抓具(4)下方为一件工位冲压台，每台机器人对面设置一套工件检测传感器(2)，机器人A(17)、机器人B(10)、机器人C(18)和机器人D(19)依次排列，中频加热炉(3)位于装置的一侧，与机器人A(17)相临，检测平台(12)位于装置的另一侧，与机器人D(19)相临，检测平台(12)与淬油槽(13)相连接；温度检测系统(14)位于中频加热炉(3)与机器人A(17)之间；2台视觉用摄像头A(15)位于机器人A(17)与机器人B(10)之间与机器人并行排列，视觉用摄像头B(11)位于机器人B(10)靠压机前面一侧，视觉用摄像头C(16)位于检测平台(12)上，视觉控制柜(9)控制视觉用摄像头C(16)对工件进行检测，并将检测后的数据传送给PLC控制柜(5)；PLC控制柜(5)与机器人控制柜(8)、冲压机控制柜(1)、视觉控制柜(9)、温度检测系统(14)相连接；工件检测(2)与PLC控制柜直接连接，检测平台(12)和PLC控制柜直接连接实现检测数据的传送，主操作盘(6)是PLC控制柜的操作界面，安全栏(7)位于整个装置的外侧，具有防护功能，冲压机控制柜与4件工位冲压台相连接，其中机器人控制柜控制机器人(10)通过抓手(4)进行工件搬运。 
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