CN205201542U - 铸件清理机器人柔性生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铸件清理机器人柔性生产线，包括安全房、贯穿安全房并用于输送铸件的输送辊道、设于安全房内并用于对输送辊道上的铸件进行清理加工作业的工业机器人以及用于控制工业机器人进行清理加工作用的中央控制器，安全房外的输送辊道输入端上设有用于获取铸件的特征数据并将特征数据传送至中央控制器的数据采集机构；安全房内的输送辊道上设有用于定位和固定铸件的夹紧定位机构；安全房的输入端设有感应铸件位置并开启安全房入口以使铸件通过输送辊道输入安全房内的第一自动门，安全房的输出端设有感应铸件位置并开启安全房出口以使铸件通过输送辊道输出安全房的第二自动门。可广泛应用于各种机械粗加工场合。

Description

铸件清理机器人柔性生产线

技术领域

本实用新型涉及铸件清理设备领域，特别地，涉及一种铸件清理机器人粗加工生产线。

背景技术

铸件是工业发展的重要基础，应用非常广泛。中国的铸件产量位居世界第一，但多数铸造企业仍以粗放式的生产方式为主，生产工艺落后、生产装备自动化水平低。首先表现在生产环境上，传统的铸造工艺包含数十个环节，生产工艺繁琐，铸造生产产生大量的有害废气和粉尘，造成了严重的环境污染。“脏、乱、差”已成为铸造粗放式生产的代名词。其次是人员问题。我们的产业工人长期从事高强度、高危害的作业，用工难、用工荒等问题突出，企业劳务用工风险加剧。粗放式的生产方式已经难以为继。由机器人抓取主轴，针对不同的清理特征选取相对应的刀具对铸件进行定点清理是发展趋势。工业机器人独具的柔性优势可以更好的适应铸件形状复杂且规格品种多的特性，同时工业机器人能够更好的适应恶劣的铸造工况。近年来，在工业发达国家，机器人在铸造领域的应用逐渐成熟，机器人取代人工进行铸件生产是大势所趋。

现在也出现了一些以特定铸件为对象的机器人铸件清理工作站，解决了铸件自动化清理的部分问题。但是也还存在以下问题：

1)铸件清理工作站和自动化生产线的对接还存在不足。如，在上下料环节采用机械手进行工件转运，实现工件进出工作站，工序相对复杂，二次转运误差较大。

2)对缺少定位基准的铸件毛坯件夹紧时，难度大，误差较大。

3)对不同铸件型号的识别和适应能力不足。人为判断，主观因素影响大，可靠性不高。光电开关识别方法比较简单，抗干扰能力较弱，误判概率大，容易产生废品，甚至损坏设备。

实用新型内容

本实用新型提供了一种铸件清理机器人柔性生产线，以解决现有机器人铸件清理工作站，工件转运工序复杂、误差大；缺少定位基准，定位和固定难度大、误差大；无法应用于不同铸件型号的清理的技术问题。

本实用新型提供一种铸件清理机器人柔性生产线，包括用于提供铸件清理加工的作业空间的安全房、贯穿安全房并用于输送铸件的输送辊道、设于安全房内并用于对输送辊道上的铸件进行清理加工作业的工业机器人以及用于控制工业机器人进行清理加工作用的中央控制器，安全房外的输送辊道输入端上设有用于获取铸件的特征数据并将特征数据传送至中央控制器的数据采集机构；安全房内的输送辊道上设有用于定位和固定铸件的夹紧定位机构；安全房的输入端设有感应铸件位置并开启安全房入口以使铸件通过输送辊道输入安全房内的第一自动门，安全房的输出端设有感应铸件位置并开启安全房出口以使铸件通过输送辊道输出安全房的第二自动门。

进一步地，夹紧定位机构包括用于感应铸件输送到达指定位置并发送信号给中央控制器以停止输送辊道运转的感应器、用于从铸件底部顶起铸件的顶升气缸以及对称设于输送辊道两侧并用于将顶起的铸件进行夹持固定的夹紧气缸。

进一步地，顶升气缸的输出端上和/或夹紧气缸的输出端上垫有用于缓冲施加于铸件表面的冲击力的支撑垫。

进一步地，对称设于输送辊道两侧的夹紧气缸沿输送辊道的输送方向排布有至少两组。

进一步地，顶升气缸的输出端上设有用于与铸件表面的定位孔匹配设置并与定位孔相互定位的定位销。

进一步地，数据采集机构包括架设于输送辊道上部的龙门架以及用于获取铸件的特征数据并将特征数据传送至中央控制器的工业智能相机或工业智能摄像机。

进一步地，工业机器人设于输送辊道的侧向并与夹紧定位机构对应布置。

进一步地，工业机器人设置有两台，两台工业机器人对称设于输送辊道两侧；每一台工业机器人对应设置有带多个刀具用于工业机器人的主轴换刀的刀库。

进一步地，工业机器人与对应的刀库处于输送辊道的同一侧；或者工业机器人与对应的刀库处于输送辊道的不同侧向。

进一步地，中央控制器连接并控制第一自动门和第二自动门的开启或关闭。

本实用新型具有以下有益效果：

本铸件清理机器人柔性生产线，通过在输送辊道的输入端上设置数据采集机构，对输送中的铸件外部特征进行采集并发送至中央控制器，中央控制器根据采集信息制定工业机器人针对该铸件特征进行清理加工的路径及选择刀具的实施方案；铸件经过第一自动门进入到安全房内并定位到加工位置，由中央控制器控制输送辊道停止运行，由夹紧定位机构对加工位置上的铸件进行定位和固定；由工业机器人按照中央控制器制定的实施方案进行铸件的清理，清理完毕后夹紧定位机构释放铸件，并发出释放信号给中央控制器，由中央控制器控制输送辊道继续运行，清理完毕的铸件通过第二自动门送往下一工序；整个安全房为围合的封闭空间，仅通过第一自动门和第二自动门临时的开启通过铸件，使得在铸件清理过程中的浮尘被控制在安全房范围内，从而降低对环境的污染。本铸件清理机器人柔性生产线，可准确识别工件型号变化，避免放置工件错误，或人工选择加工程序错误，而导致产生废品甚至损坏工件的问题；可广泛应用于各种机械粗加工场合。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的铸件清理机器人柔性生产线的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的夹紧定位机构的结构示意图。

图例说明：

1、安全房；2、输送辊道；3、工业机器人；301、主轴；4、中央控制器；5、数据采集机构；501、龙门架；502、工业智能相机或工业智能摄像机；6、夹紧定位机构；601、顶升气缸；602、夹紧气缸；603、支撑垫；604、定位销；7、第一自动门；8、第二自动门；9、铸件；901、定位孔；10、刀库；11、刀具。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的铸件清理机器人柔性生产线的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的夹紧定位机构的结构示意图。

如图1所示，本实施例的铸件清理机器人柔性生产线，包括用于提供铸件9清理加工的作业空间的安全房1、贯穿安全房1并用于输送铸件9的输送辊道2、设于安全房1内并用于对输送辊道2上的铸件9进行清理加工作业的工业机器人3以及用于控制工业机器人3进行清理加工作用的中央控制器4，安全房1外的输送辊道2输入端上设有用于获取铸件9的特征数据并将特征数据传送至中央控制器4的数据采集机构5；安全房1内的输送辊道2上设有用于定位和固定铸件9的夹紧定位机构6；安全房1的输入端设有感应铸件9位置并开启安全房1入口以使铸件9通过输送辊道2输入安全房1内的第一自动门7，安全房1的输出端设有感应铸件9位置并开启安全房1出口以使铸件9通过输送辊道2输出安全房1的第二自动门8。本铸件清理机器人柔性生产线，通过在输送辊道2的输入端上设置数据采集机构5，对输送中的铸件9外部特征进行采集并发送至中央控制器4，中央控制器4根据采集信息制定工业机器人3针对该铸件9特征进行清理加工的路径及选择刀具的实施方案。铸件9经过第一自动门7进入到安全房1内并定位到加工位置，由中央控制器4控制输送辊道2停止运行，由夹紧定位机构6对加工位置上的铸件9进行定位和固定；由工业机器人3按照中央控制器4制定的实施方案进行铸件9的清理，清理完毕后夹紧定位机构6释放铸件9，并发出释放信号给中央控制器4，由中央控制器4控制输送辊道2继续运行，清理完毕的铸件9通过第二自动门8送往下一工序。整个安全房1为围合的封闭空间，仅通过第一自动门7和第二自动门8临时的开启通过铸件9，使得在铸件9清理过程中的浮尘被控制在安全房1范围内，从而降低对环境的污染。本铸件清理机器人柔性生产线，可准确识别工件型号变化，避免放置工件错误，或人工选择加工程序错误，而导致产生废品甚至损坏工件的问题。可广泛应用于各种机械粗加工场合。

如图1和图2所示，本实施例中，夹紧定位机构6包括用于感应铸件9输送到达指定位置的感应器、用于从铸件9底部顶起铸件9的顶升气缸601以及对称设于输送辊道2两侧并用于将顶起的铸件9进行夹持固定的夹紧气缸602。

如图1和图2所示，本实施例中，顶升气缸601的输出端上和/或夹紧气缸602的输出端上垫有用于缓冲施加于铸件9表面的冲击力的支撑垫603。

如图1和图2所示，本实施例中，对称设于输送辊道2两侧的夹紧气缸602沿输送辊道2的输送方向排布有至少两组。

如图1和图2所示，本实施例中，顶升气缸601的输出端上设有用于与铸件9表面的定位孔901匹配设置并与定位孔901相互定位的定位销604。

如图1和图2所示，本实施例中，数据采集机构5包括架设于输送辊道2上部的龙门架501以及用于获取铸件9的特征数据并将特征数据传送至中央控制器4的工业智能相机或工业智能摄像机502。

如图1和图2所示，本实施例中，工业机器人3设于输送辊道2的侧向并与夹紧定位机构6对应布置。

如图1和图2所示，本实施例中，工业机器人3设置有两台，两台工业机器人3对称设于输送辊道2两侧。每一台工业机器人3对应设置有带多个刀具11用于工业机器人3的主轴301换刀的刀库10。

如图1和图2所示，本实施例中，可选地，工业机器人3与对应的刀库10处于输送辊道2的同一侧。可选地，工业机器人3与对应的刀库10处于输送辊道2的不同侧向。

如图1和图2所示，本实施例中，中央控制器4连接并控制第一自动门7和第二自动门8的开启或关闭。

实施时，如图1所示，提供一种铸件清理机器人柔性生产线，包括输送辊道2、工业智能相机或工业智能摄像机502、龙门架501、第一自动门7、安全房1、刀库10、刀具11、主轴301、中央控制柜(中央控制器4)、工业机器人3、夹紧定位机构6、铸件9、第二自动门8。

具体的方式是：

1、输送辊道2输送铸件9经过龙门架501，安装在龙门架501上面的工业智能相机通过对铸件9拍照，获取铸件9的特征，根据特征分析出铸件型号及尺寸偏移，并将相关信息传递给工业机器人3及中央控制柜(中央控制器4)；

2、工业智能相机检测到铸件9到达后，传递信号给中央控制柜(中央控制器4)，中央控制柜(中央控制器4)控制第一自动门7打开；

3、输送辊道2输送铸件9进入安全房1，到达夹紧定位机构6所处位置时，输送辊道2停止运行；

4、夹紧定位机构6将铸件9定位夹紧，并将定位完成信号传递给中央控制柜(中央控制器4)，中央控制柜(中央控制器4)控制第一自动门7关闭，并通知工业机器人3，可以开始铸件清理加工；

5、工业机器人3根据工业智能相机传递的铸件9的型号和尺寸偏移信息，分别通过刀库10抓取合适的刀具11，去除铸件9上的多余异常特征，如毛刺、飞边、凸瘤等；

6、工业机器人3去除铸件9的多余异常特征完成后，回到原点，并通知中央控制柜(中央控制器4)；

7、中央控制柜(中央控制器4)控制夹紧定位机构6松开铸件9，中央控制柜(中央控制器4)控制第二自动门8打开；

8、输送辊道2输送铸件9离开安全房1，进入下一道工序；

9、中央控制柜(中央控制器4)控制第二自动门8关闭。

如图2所示，本发明中夹紧定位机构6包括，顶升气缸601、支撑垫603、夹紧气缸602、定位销604。

夹紧定位机构6的夹紧方式是：

1、输送辊道2输送铸件9，并对铸件9进行粗定位。

2、铸件9到达夹紧定位机构6所处位置后，输送辊道2停止运行，顶升气缸601通过支撑垫603和定位销604将铸件9顶起。支撑垫603是橡胶材质，可以容忍一定的误差，起到辅助支撑作用，防止铸件倾斜。

3、对称设计的两个定位销604，通过锥面和铸件9的定位圆孔(定位孔901)之间的配合实现铸件9进行定位。

4、夹紧气缸602推动带缓冲垫的夹板夹紧铸件9，防止铸件9在清理加工时出现侧翻。

5、中央控制柜(中央控制器4)控制不同的顶升气缸601、支撑垫603和定位销604可以适应铸件9的部分型号变化。

本铸件清理机器人柔性生产线，可以有效解决工件通过机械手搬运和工作台切换实现工件进出打磨工作站，工序相对复杂，二次转运误差较大的问题。可以准确识别工件型号变化，避免放置工件错误，或人工选择加工程序错误。导致产生废品，甚至损坏工件。可以广泛应用于各种机械粗加工场合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铸件清理机器人柔性生产线，包括用于提供铸件(9)清理加工的作业空间的安全房(1)、贯穿所述安全房(1)并用于输送所述铸件(9)的输送辊道(2)、设于所述安全房(1)内并用于对所述输送辊道(2)上的所述铸件(9)进行清理加工作业的工业机器人(3)以及用于控制所述工业机器人(3)进行清理加工作用的中央控制器(4)，

其特征在于，

所述安全房(1)外的所述输送辊道(2)输入端上设有用于获取所述铸件(9)的特征数据并将所述特征数据传送至所述中央控制器(4)的数据采集机构(5)；

所述安全房(1)内的所述输送辊道(2)上设有用于定位和固定所述铸件(9)的夹紧定位机构(6)；

所述安全房(1)的输入端设有感应所述铸件(9)位置并开启所述安全房(1)入口以使所述铸件(9)通过所述输送辊道(2)输入所述安全房(1)内的第一自动门(7)，

所述安全房(1)的输出端设有感应所述铸件(9)位置并开启所述安全房(1)出口以使所述铸件(9)通过所述输送辊道(2)输出所述安全房(1)的第二自动门(8)。

2.根据权利要求1所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述夹紧定位机构(6)包括用于感应所述铸件(9)输送到达指定位置并发送信号给所述中央控制器(4)以停止所述输送辊道(2)运转的感应器、用于从所述铸件(9)底部顶起所述铸件(9)的顶升气缸(601)以及对称设于所述输送辊道(2)两侧并用于将顶起的所述铸件(9)进行夹持固定的夹紧气缸(602)。

3.根据权利要求2所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述顶升气缸(601)的输出端上和/或所述夹紧气缸(602)的输出端上垫有用于缓冲施加于所述铸件(9)表面的冲击力的支撑垫(603)。

4.根据权利要求2所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

对称设于所述输送辊道(2)两侧的所述夹紧气缸(602)沿所述输送辊道(2)的输送方向排布有至少两组。

5.根据权利要求2所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述顶升气缸(601)的输出端上设有用于与所述铸件(9)表面的定位孔(901)匹配设置并与所述定位孔(901)相互定位的定位销(604)。

6.根据权利要求1所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述数据采集机构(5)包括架设于所述输送辊道(2)上部的龙门架(501)以及用于获取所述铸件(9)的特征数据并将特征数据传送至所述中央控制器(4)的工业智能相机或工业智能摄像机(502)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述工业机器人(3)设于所述输送辊道(2)的侧向并与所述夹紧定位机构(6)对应布置。

8.根据权利要求6所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述工业机器人(3)设置有两台，

两台所述工业机器人(3)对称设于所述输送辊道(2)两侧；

每一台所述工业机器人(3)对应设置有带多个刀具(11)用于所述工业机器人(3)的主轴(301)换刀的刀库(10)。

9.根据权利要求8所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述工业机器人(3)与对应的所述刀库(10)处于所述输送辊道(2)的同一侧；或者

所述工业机器人(3)与对应的所述刀库(10)处于所述输送辊道(2)的不同侧向。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的铸件清理机器人柔性生产线，其特征在于，

所述中央控制器(4)连接并控制所述第一自动门(7)和所述第二自动门(8)的开启或关闭。