CN212647736U - 全自动示教生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动示教生产线，划分有第一工作区间和第二工作区间，其中第一工作区间中设有对工件进行加工的加工设备，第二工作区间中设有：仓储设备，转运设备，用于对工件进行承载和中转的作业中转设备，用于对成品工件进行工艺合格检测的自动检测设备，用于对加工后合格的成品工件进行打标的激光打标设备以及用于对加工后合格或不合格的成品工件进行分别转运的分区中转设备；并且，在第二工作区间中合理设置各个工序模块，总体上使得全自动示教生产线布局紧凑、合理，占地空间小，但视野开阔，能够一目了然地观察工件的整体运输和流转，方便进行学习观摩，体会自动化流程线各环节的紧密联系。

Description

全自动示教生产线

技术领域

本实用新型涉及自动化教学领域，具体涉及一种全自动示教生产线。

背景技术

在自动化教学领域，如何将各专业课程以更高效的方式供学生学习，一直是教学中的重点。而各专业课程之间的融会贯通，则更是教学中的难点。在自动化领域的传统教学中，通常只能单独分课程安排实习，如工件仓储管理系统，只具备工件存储和取出的功能；如工件传送流水线系统，只具备工件的流水传送功能；如工件加工系统，只具备工件加工功能等。各类系统单元的示教功能单一，整体示教效果差，学生很难明白各专业课程，如仓储管理、自动化流水线、加工中心、检测系统等之间的联系，更对自动化生产线缺乏深刻的认识。而单独购买各单元的工作站系统进行流水线搭建，又不易达到完善的布局，以在整体流水线布局紧凑的基础上提供清晰的视野供学生观察。

实用新型内容

因此，针对上述问题，本实用新型提出一种布局优化的全自动示教生产线。

本实用新型采用如下技术方案实现：

本实用新型提出一种全自动示教生产线，用于进行工件加工流程的示教，其特征在于：包括一可沿伺服滑轨进行线性运动的跨区转运装置，在该跨区转运装置沿伺服滑轨线性运动路径的左右两侧分别形成有第一工作区间和第二工作区间，其中：

第一工作区间中设有对工件进行加工的加工设备，

第二工作区间中设有：用于储存工件坯料和成品工件的仓储设备，用于对工件进行转运输送的转运设备，用于对工件进行承载和中转的作业中转设备，用于对成品工件进行工艺合格检测的自动检测设备，用于对加工后合格的成品工件进行打标的激光打标设备以及用于对加工后合格或不合格的成品工件进行分别转运的分区中转设备，

所述跨区转运装置用于实现工件在第一工作区间和第二工作区间的跨区转运沟通。

具体地，位于第二工作区间内的所述仓储设备所储存工件坯料经由所述转运设备转运输送到所述作业中转设备进行承载和中转，再经由所述跨区转运装置将物料工件跨区转运至位于第一工作区间内的所述加工设备进行加工，加工后的成品工件再经由所述跨区转运装置将物料工件跨区转运至位于第二工作区间内的所述作业中转设备进行承载和中转，接着所述转运设备将加工后的成品工件转运输送到所述自动检测设备进行合格与否的工艺检测，

所述分区中转设备划分有合格品区和不合格品区，合格的成品工件先经所述转运设备转运输送到所述激光打标设备进行激光打标，再经所述转运设备转运输送到所述分区中转设备的合格品区，不合格的成品工件直接由所述转运设备转运输送到所述分区中转设备的不合格品区，

最后再由所述转运设备将合格或不合格的成品工件转运输送到所述仓储设备进行存放，其中，为了充分利用配置空间，使布局紧凑、合理，同时也便于观察工件的转运过程，所述的转运设备包括大致环绕设置在所述第二工作区间的外围的外转运流水线，所述外转运流水线与所述跨区转运装置的线性运动路径形成一个大致围合的环形路径，所述仓储设备、作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备集中设置在所述环形路径内。

其中，为了充分利用配置空间，使布局紧凑、合理，同时也便于观察工件的转运过程，所述的转运设备还包括设置在所述环形路径内的第一机械手，从而所述第一机械手与所述环形路径大致形成一“回”字型的布局结构，所述作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备围绕设置在所述第一机械手臂的周围。

其中，为了充分利用配置空间，所述外转运流水线包括用于将工件坯料和成品工件传出或传入所述仓储设备的AGV智能搬运车，以及用于将成品工件从所述分区中转设备转运输送到AGV智能搬运车的三轴桁架机械手，AGV智能搬运车的运动路径大致在三轴桁架机械手的下方延伸布置。

其中，为使视线更为平坦、开阔，便于观察，所述外转运流水线还包括设置在所述AGV智能搬运车的运动路径终点处的传送带装置，所述传送带装置、作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备大致设置在同一高度。

其中，所述转运设备还包括抬升转运装置，所述抬升转运装置设置在所述AGV智能搬运车的运动路径的终点，用于将所述AGV智能搬运车上的工件抬升转运至所述传送带装置。

其中，为了充分利用配置空间，以及为防止遮挡视线，所述加工设备为多个，以并排的方式排布设置。

其中，为了提高安全性，全自动转运流水线还包括在第一工作区间和第二工作区间外围环绕设置的安全围栏。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型将加工设备设置在第一工作区间中，以将加工区和其他工序流程分隔，一方面提高安全性，一方面使尺寸较大的加工设备不会挡住工件在第二工作区间的流转的视线，同时还在第二工作区间中合理设置各个工序模块，总体上使得全自动示教生产线布局紧凑、合理，占地空间小，但视野开阔，能够一目了然地观察工件的整体运输和流转，方便进行学习观摩，体会自动化流程线各环节的紧密联系。

附图说明

图1是实施例中全自动示教生产线的示意图；

图2是实施例中智能仓储设备的示意图；

图3是实施例中三轴桁架机械手的示意图；

图4是实施例中二轴桁架机械手的示意图；

图5是实施例中第一机械臂的示意图；

图6是实施例中第一工件、第二工件以及托盘的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图1所示，作为本实用新型的优选实施例，提供一种全自动示教生产线，包括跨区转运装置3，跨区转运装置3具有可夹取转运工件的机械臂，以及一横向伺服滑轨，跨区转运装置3可借由伺服滑轨进行横向的线性运动，在该跨区转运装置3沿伺服滑轨线性运动路径的左右两侧分别形成有第一工作区间和第二工作区间，其中：

所述的第一工作区间中并排设置有对工件进行加工的CNC加工中心6以及车铣复合机床7。

所述的第二工作区间中设置有：

用于储存工件的智能仓储设备1；

用于对工件进行转运输送的转运设备，包括三轴桁架机械手11、二轴桁架机械手12、第一机械臂2、AGV智能搬运车8(AGV，即Automated Guided Vehicle，自动导引装置)和传送带13；

用于对工件进行承载、中转和运送的中转平台9；

用于对成品工件进行工艺合格检测的自动检测设备4；

用于对加工后合格的成品工件进行打标的激光打标设备5；

用于对加工后合格或不合格的成品工件进行分别转运的分区工作台10。

本实施例中的工件如图6所示，包括第一工件200和第二工件300，为了便于承载和运输第一工件200和第二工件300，还设有工件托盘400。本实施例中的工件样式仅作为示例以便于阐述全自动示教生产线的工作流程，在其他实施例中，可以是各种不同样式的工件，对应的加工装置(本实施例中第一工件200由CNC加工中心6进行加工，第二工件300由车铣复合机床7进行加工)也可以根据工件加工工艺的不同而选用，不必受本例所示例的结构所限。

参阅图2，智能仓储设备1具有由多个杆件组合而成的柜体支架101，该柜体支架101形成多个用于存储工件的存储隔间102，智能仓储设备1还包括能够夹取工件的三轴机械手105，该三轴机械手105具有直角坐标系X移动，Y移动，Z移动的三个主自由度，能够抵达任一存储隔间102取出或放入工件。存储隔间102可设定分为坯料区、合格品区和不合格品区。智能仓储设备1具有一外传输通道106，三轴机械手105可运动至外传输通道106以抓取或放置工件。配合参阅图1，AGV智能搬运车8可运动至外传输通道106，并承接来自三轴机械手105的工件，或将工件运输至传输通道106供三轴机械手105抓取。

参阅图1，三轴桁架机械手11设置在外传输通道106附近，配合参阅图3，三轴桁架机械手11包括形成支撑的支柱组件111，用于抓取工件的抓手组件112，以及对抓手组件的直角坐标系三轴移动进行控制的X轴移动组件113、Y轴移动组件114和Z轴移动组件115。图1中还标示出了AGV智能搬运车8被设定的运动路径17，运动路径17大致在三轴桁架机械手11的下方延伸布置呈L字型，使得AGV智能搬运车8能够在三轴桁架机械手11的下方空间进行移动，节约了配置空间。

继续参阅图1，在AGV智能搬运车8运动路径17远离智能仓储设备1的一端终点设有二轴桁架机械手12，参阅图4，二轴桁架机械手12具有用于抓取工件的抓手组件121，以及控制抓手组件121运动的X轴移动组件123和Z轴移动组件122。在二轴桁架机械手12附近设置有传送带13，由二轴桁架机械手12将AGV智能搬运车8上的工件抬升转运至传送带13进行输送。本实施例中，由AGV智能搬运车8(具有运动路径17)、三轴桁架机械手11、二轴桁架机械手12和传送带13形成大致呈n字型的、围绕在所述第二工作区间外围的外转运流水线，该外转运流水线又与跨区转运装置3的线性运动路径形成大致围合的环形路径。

中转平台9是一对工件进行承载和中转的承载平台，其可由驱动装置驱动旋转(保持同一平面旋转)。

自动检测设备4是一工件的承载平台，同时自动检测设备4上配备有对工件的尺寸进行检测的检测装置。

参阅图1和图5，第一机械臂2为一具有抓手的机械臂，第一机械臂2设置在上述的由外转运流水线与跨区转运装置3的线性运动路径形成的环形路径之内，从而与上述环形路径形成一大致呈“回”字型的转运布局，第一机械臂2的运动轨迹大致涵盖传送带13、中转平台9、自动检测设备4、激光打标设备5和分区工作台10，以作为工件在传送带13、中转平台9、自动检测设备4、激光打标设备5和分区工作台10上转运工件的中转运输装置。传送带13、中转平台9、自动检测设备4、激光打标设备5和分区工作台10大致设置在同一高度上，既方便于第一机械臂2的运动空间设计，也使视线更为平坦、开阔，便于观察。

由图1可见，在第二工作区间中，智能仓储设备1、中转平台9、自动检测设备4、激光打标设备5和分区工作台10集中设置在上述环形路径的内部空间之中，以充分利用配置空间，使布局紧凑、合理，同时也便于观察工件的转运过程。同时，传送带13、中转平台9、自动检测设备4、激光打标设备5和分区工作台10围绕作为中转运输装置的第一机械臂2布置，可同样利于充分利用配置空间，使得工件在各流程中的运转一目了然，便于学习和观察。

本实施例中，全自动示教生产线的运动流程及原理如下：

1、人工将工件坯料储存在智能仓储设备1内的托盘400上，智能仓储设备1内的三轴机械手105将工件连同托盘400抓取至AGV智能搬运车8上；

2、AGV智能搬运车8将工件坯料转运至二轴桁架机械手12位置，二轴桁架机械手12的抓手组件121抓取工件连同托盘400，放置在传送带13上；

3、传送带13将工件连同托盘400转运至第一机械臂2抓取位置，第一机械臂2将工件连同托盘400抓取至中转平台9上；

4、中转平台9旋转180°，将工件坯料旋转至跨区转运装置3抓取位置，跨区转运装置3将托盘400上的第一工件200抓取运送至CNC加工中心6，将托盘400上的第二工件300抓取运送至车铣复合机床7进行加工；

5、待工件加工好后，跨区转运装置3再将工件成品抓取运回至中转平台9，中转平台9旋转180°；

6、第一机械臂2抓取工件成品放置于自动检测设备4，自动检测设备4检测工件成品尺寸，第一机械臂2将合格的成品放置于激光打标设备5内完成打标，然后再将打标好的成品抓取放置于中转平台9上的托盘400内，再连同托盘400抓取放置于分区工作台10上的合格品区内；自动检测设备4检测出的不合格成品，被抓取放置于中转平台9上的托盘400，再连同托盘400被抓取放置于分区工作台10上的不合格品区内；

7、三轴桁架机械手11分别将合格品、不合格品连同托盘抓取放置于AGV智能搬运车8上。AGV智能搬运车8将合格品、不合格品连同托盘转运至智能仓储设备1内三轴机械手105的抓取位置；

8、智能仓储设备1内的三轴机械手105将合格品连同托盘、不合格品连同托盘分别抓取放置于智能仓储设备1的合格品区和不合格品区。

中转平台9、分区工作台10以及AGV智能搬运车8所区分的合格品区和不合格品区可提前进行位置设定，并配合机械手的运作达成工件成品合格与否的区分，这是本领域技术人员显而易见可以做到的。

在全自动示教生产线外围环绕设置有安全围栏14，以保证安全性。

本实施例中还设有一总控各系统模块的控制台15，以控制各模块以及整体生产线的启动、停止等。

本实施例将CNC加工中心6和车铣复合机床7并排设置在第一工作区间中，以将加工区和其他工序流程分隔，一方面提高安全性，一方面使尺寸较大的加工设备不会挡住工件在第二工作区间的流转的视线，同时还在第二工作区间中合理设置各个工序模块，总体上使得全自动示教生产线布局紧凑、合理，占地空间小，但视野开阔，能够一目了然地观察工件的整体运输和流转，方便进行学习观摩，体会自动化流程线各环节的紧密联系。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.全自动示教生产线，用于进行工件加工流程的示教，其特征在于：包括一可沿伺服滑轨进行线性运动的跨区转运装置，在该跨区转运装置沿伺服滑轨线性运动路径的左右两侧分别形成有第一工作区间和第二工作区间，其中：

第一工作区间中设有对工件进行加工的加工设备，

第二工作区间中设有：用于储存工件坯料和成品工件的仓储设备，用于对工件进行转运输送的转运设备，用于对工件进行承载和中转的作业中转设备，用于对成品工件进行工艺合格检测的自动检测设备，用于对加工后合格的成品工件进行打标的激光打标设备以及用于对加工后合格或不合格的成品工件进行分别转运的分区中转设备，

所述跨区转运装置用于实现工件在第一工作区间和第二工作区间的跨区转运沟通。

2.根据权利要求1所述的全自动示教生产线，其特征在于：位于第二工作区间内的所述仓储设备所储存工件坯料经由所述转运设备转运输送到所述作业中转设备进行承载和中转，再经由所述跨区转运装置将物料工件跨区转运至位于第一工作区间内的所述加工设备进行加工，加工后的成品工件再经由所述跨区转运装置将物料工件跨区转运至位于第二工作区间内的所述作业中转设备进行承载和中转，接着所述转运设备将加工后的成品工件转运输送到所述自动检测设备进行合格与否的工艺检测，

所述分区中转设备划分有合格品区和不合格品区，合格的成品工件先经所述转运设备转运输送到所述激光打标设备进行激光打标，再经所述转运设备转运输送到所述分区中转设备的合格品区，不合格的成品工件直接由所述转运设备转运输送到所述分区中转设备的不合格品区，

最后再由所述转运设备将合格或不合格的成品工件转运输送到所述仓储设备进行存放，

其中，所述的转运设备包括大致环绕设置在所述第二工作区间的外围的外转运流水线，所述外转运流水线与所述跨区转运装置的线性运动路径形成一个大致围合的环形路径，所述仓储设备、作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备集中设置在所述环形路径内。

3.根据权利要求2所述的全自动示教生产线，其特征在于：所述的转运设备还包括设置在所述环形路径内的第一机械手，从而所述第一机械手与所述环形路径大致形成一“回”字型的布局结构，所述作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备围绕设置在所述第一机械手的周围。

4.根据权利要求3所述的全自动示教生产线，其特征在于：所述外转运流水线包括用于将工件坯料和成品工件传出或传入所述仓储设备的AGV智能搬运车，以及用于将成品工件从所述分区中转设备转运输送到AGV智能搬运车的三轴桁架机械手，AGV智能搬运车的运动路径大致在三轴桁架机械手的下方延伸布置。

5.根据权利要求4所述的全自动示教生产线，其特征在于：所述外转运流水线还包括设置在所述AGV智能搬运车的运动路径终点处的传送带装置，所述传送带装置、作业中转设备、自动检测设备、激光打标设备和分区中转设备大致设置在同一高度。

6.根据权利要求5所述的全自动示教生产线，其特征在于：所述转运设备还包括抬升转运装置，所述抬升转运装置设置在所述AGV智能搬运车的运动路径的终点，用于将所述AGV智能搬运车上的工件抬升转运至所述传送带装置。

7.根据权利要求1所述的全自动示教生产线，其特征在于：所述加工设备为多个，以并排的方式排布设置。

8.根据权利要求1所述的全自动示教生产线，其特征在于：还包括在第一工作区间和第二工作区间外围环绕设置的安全围栏。

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