CN217096933U - 一种幕墙生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种幕墙生产线，在生产线上设有若干设备，其中至少包括下料锯和加工中心；各个所述设备排成一条生产线，各个设备的宽度方向沿该生产线布置；还包括一桁架机器人，其包括一套龙门架装置，该龙门架装置包括两个龙门支撑架和架设在所述龙门支撑架上的纵向轨道梁，在所述生产线两端的外侧设置两个所述龙门支撑架，所述纵向轨道梁设置在两个所述龙门支撑架上，置于所述生产线的上方，在该纵向轨道梁上设置机器人，使得该机器人沿该纵向轨道梁在该生产线上各个所述设备的上方移动和停止而完成各台所述设备上的物料转移。本生产线的特点是占地面积小、缩短物料转移路线、降低劳动强度。

Description

一种幕墙生产线

技术领域

本实用新型涉及建筑幕墙领域，提供一种幕墙生产线。

背景技术

现有技术中，幕墙行业的设备布局是按照设备长度方向的布局结构，如图1所示，是一种幕墙立柱的生产设备的配置和布局。设备包括下料锯、端铣床和加工中心，加工中心设置三个。各个设备一字排开且各个设备的长度方向沿生产线布置。这种生产线存在场地占用量大的问题。按照下料锯、加工中心的长度方向占地长度各为十米，端铣床为5米计算，该设备布局结构的占地在长度方向大约为45米，这种设备配置布局结构的生产线占地在宽度方向上一般为10米，因此，该生产线的占地面积为450平米。而每台设备前还要摆放备料架、上料架和下料架等，占地面积还要更大。另外，这样的生产线的物料转移路线长，无法实现物料转移的自动化，需要操作人员数量多。操作中，全部要手动上料，所以还存在劳动强度大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有技术的问题，提供一种占地面积小、缩短物料转移路线、降低劳动强度的幕墙生产线。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种幕墙生产线，在生产线上设有若干设备，其中至少包括下料锯和加工中心；其特征是：

各个所述设备排成一条生产线，各个设备的宽度方向沿该生产线布置；

还包括一桁架机器人，其包括一套龙门架装置，该龙门架装置包括两个龙门支撑架和架设在所述龙门支撑架上的纵向轨道梁，在所述生产线两端的外侧设置两个所述龙门支撑架，所述纵向轨道梁设置在两个所述龙门支撑架上，置于所述生产线的上方，在该纵向轨道梁上设置机器人，机器人沿纵向轨道梁做直线运动，使得该机器人沿该纵向轨道梁在该生产线上各个所述设备的上方移动和停止而完成各台所述设备上的物料转移。

实现物料转移的方式可以是：

在所述纵向轨道梁上，与所述生产线的各台设备对应的位置设有标记纵向位置的检测传感器，在纵向轨道梁上设有纵向移动伺服电机，所述纵向移动伺服电机与工控机连接，所述纵向移动伺服电机通过传动装置控制机器人沿纵向轨道梁的移动，使得机器人纵向移动到相应设备的上方停止和运行。

进一步地，所述机器人上设有机械手轨道，在该机械手轨道上设置标记竖向位置的检测传感器，在机械手轨道上设置机械手，所述该机械手轨道上上设置竖向移动伺服电机，所述竖向移动伺服电机与工控机连接，所述纵向移动伺服电机通过传动装置控制机械手沿机械手轨道的移动，使得所述机械手从所述设备处吊起零部件或型材，或者将零部件或型材放置在设备处。

进一步地，所述龙门支撑架上设置横向轨道，在所述横向轨道上设置标记横向位置的检测传感器，所述纵向轨道梁上设置桁架大车，该桁架大车设置在该横向轨道上，所述横向轨道上设置横向移动伺服电机，所述横向移动伺服电机与工控机连接，所述横向移动伺服电机通过传动装置控制桁架大车，使得所述纵向轨道梁沿所述横向轨道移动到设定位置。

由此，就可以实现机器人在三个维度上的移动，实现物料的输送。

在优选的方案中，所有的控制都是工控机控制伺服电机移动到指定的坐标位置，设备布置好后，也就确定了实际的坐标位置。

优选地，所述纵向轨道梁上设置相互平行的两条轨道，形成一双轨道大梁，所述机器人跨设在两条轨道上。

这样的纵向轨道梁更适用于较长物料的输送。

优选地，所述机器人上包括两个机械手轨道，每个机械手轨道上各设置一所述机械手，形成左侧机械手和右侧机械手。

设置的两个机械手，可以协同搬运物料，也可以单独搬运物料。

优选地，在所述机械手上设置夹爪轨道，在该夹爪轨道上设有夹爪，所述夹爪可上下移动地设置在该夹爪轨道上，所述夹爪连接夹爪驱动装置。

优选地，所述夹爪驱动装置为气缸装置。

进一步地，所述设备还包括端铣床，该端铣床设置在所述下料锯和所述加工中心之间，端铣床也可以设置在所述加工中心的后面。

进一步地，所述设备还包括物料架，该物料架设置在所述生产线的最前端，位于下料锯的前面。

进一步地，所述设备中的所述加工中心优选为3个，依次排列在所述生产线上。

一个优选方案是：在生产线上的设备包括下料锯、端铣床和三个加工中心，所述下料锯和端铣床相邻设置，在端铣床的后面排布三个加工中心。

另一个优选方案是：在上面方案的基础上，将端铣床移到三个加工中心的后面。所述物料架包括三个，构成循环物料架，各个物料架循环充当原材料框架、成品框架和备用原材料框架。如此，即将所述生产线划分为包含物料架的上料区和包括下料锯和加工中心的加工区。

现有技术中，因为没有自动的搬运技术，都要人工搬运，因此，每台设备前都要放置原材料和成品框，这样，人工倒运的时候比较方便。而本实用新型提供的生产线，将各个设备前面的物料架占地面积更小且设备成本也更低。

三个循环物料架均为其宽度方向沿所述生产线排布。本实用新型提供的幕墙生产线设备配置与布局结构具有如下优点：

1.本实用新型一改现有技术中物料移动线在生产线的侧面，改为通过龙门支撑架和其上支撑的纵向轨道梁和轨道梁上的机器人构成的桁架机器人，设置跨越幕墙加工设备上空的物料移动线，另外，还将幕墙加工设备的长度方向与生产线的物流线垂直布置，使得物料移动的距离最短，继而使得设备上空的物料移动线可以实施；改物料移动线和调整设备的配置布局结构，两者相得益彰，即大大减小了生产线的占地面积，又实现了物料移动自动化。

2.将物料架设置在生产线的一端的措施，使得上下料在生产线的同一端，这样的往返式物流设计，可以节约运距，使得生产线空载最少。

3.按照先3个循环物料架(分别是下料架、上料架、备料架)，再一台下料锯和一台端铣床的设备顺序组成生产线左侧部分，最后3台加工中心一字排开组成生产线右侧部分，这样可以保证生产线运行的情况下上下料占地最小，左侧部分生产时间刚好接近右侧部分生产时间的1/3，利于高效生产节拍的形成。

下面通过附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为现有技术中的幕墙生产线的示意图。

图2为本实用新型提供的幕墙立柱生产线中各个设备的一种排布示意图。

图3为本实用新型提供的幕墙立柱生产线中各个设备的另一种排布示意图。

图4为如图3所示的生产线的结构示意图。

图5为桁架机器人的俯视结构示意图。

图6为图5中一个机械手及其在纵向轨道梁上设置的结构示意图。

其中1.物料架，11原材料框架，12.成品框架，13备用原材料框架；2.下料锯；3.端铣床；4.加工中心一；5.加工中心二；6.加工中心三；7.桁架机器人，71.龙门支撑架，72.双轨大梁，73.桁架大车，74.左侧机械手，75.右侧机械手，76.夹爪。

具体实施方式

如图3和图4所示为本实用新型提供的幕墙生产线中设备一个实施例，用于对幕墙立柱进行加工。在该生产线上包括五台设备，沿着直线型的生产线依次排列的是下料锯2、端铣床3和加工中心一4至加工中心三6，各个设备的长度方向均与生产线的走向垂直，在下料锯2的前面，也就是生产线的最前端设置物料架1，其包括三个料架，循环使用，充当原材料框架11、成品框架12和备用原材料框架13，三个物料架也是其长度方向垂直于生产线的走向设置。如图3和图4所示的生产线上配置的设备，是通过对于幕墙立柱的加工工艺分析确定的，幕墙立柱的加工工艺见表1：

表1各种幕墙立柱的加工工艺

幕墙形式	立柱形式	加工工艺
			框架式	闭腔	下料-打孔-翻面打孔-成品
单元式	开腔	下料-打孔-端铣-成品
			单元式	开腔	下料-端铣-打孔-成品
单元式	闭腔	下料-端铣-打孔-翻面打孔-成品
			单元式	闭腔	下料-打孔-翻面打孔-端铣-成品

由表1可以看出，只要四个工序就能完成以上幕墙立柱产品的加工，该工艺是下料-端铣-打孔-翻面打孔或下料-打孔-翻面打孔-端铣。在图2和图3所示的两条加工工艺生产线中，都用到三种类型的设备，下料锯、端面铣床、加工中心，又因为在加工的过程中，端铣和打孔工艺可以前后调换，这样就有两种布局方式，一种是如图3所示的布局，另一种是将图3中排在第二位的端铣床3移到生产线的末尾(如图2所示)。

区别于现有技术，如图2和图3所示，五台设备在直线型的生产线上，其各自的宽度方向沿生产线延伸。正是将各个设备调转90°设置在生产线上，使得生产线长度大大缩短，由此，进行另一个改进，就是将生产线的物料流动线从设备的侧面改为在设备上方。如图4所示，包括一桁架机器人7，其包括一套龙门架装置，该龙门架装置包括两个龙门支撑架71和一个纵向轨道梁72，在纵向轨道梁72上设置机器人，在生产线两端的外侧设置两个龙门支撑架71，纵向轨道梁72固定在两个龙门支撑架71上，置于生产线的上方，在纵向轨道梁72上设置机器人，机器人沿纵向轨道梁72在该生产线上各个设备的上方移动和停止而完成各台设备上的物料转移。

实现物料转移的方式是：

在纵向轨道梁72上，与所述生产线的各台设备对应的位置设有标记纵向位置的检测传感器，在纵向轨道梁上设有纵向移动伺服电机，所述纵向移动伺服电机与工控机连接，所述纵向移动伺服电机通过传动装置控制机器人沿纵向轨道梁的移动，使得机器人纵向移动到相应设备的上方停止和运行

所述机器人上设有机械手轨道，在该机械手轨道上设置标记竖向位置的检测传感器，在机械手轨道上设置机械手，所述该机械手轨道上上设置竖向移动伺服电机，所述竖向移动伺服电机与工控机连接，所述纵向移动伺服电机通过传动装置控制机械手沿机械手轨道的移动，使得所述机械手从所述设备处吊起零部件或型材，或者将零部件或型材放置在设备处

所述龙门支撑架71上设置横向轨道，在所述横向轨道上设置标记横向位置的检测传感器，所述纵向轨道梁上设置桁架大车73，该桁架大车73设置在该横向轨道上，所述横向轨道上设置横向移动伺服电机，所述横向移动伺服电机与工控机连接，所述横向移动伺服电机通过传动装置控制桁架大车73，使得所述纵向轨道梁72沿所述横向轨道移动到设定位置

由此，就可以实现机器人在三个维度上的移动，实现物料的输送。

纵向轨道梁72上设置相互平行的两条轨道，形成一双轨道大梁，机器人跨设在两条轨道上。

这样的纵向轨道梁可以很好地适用于注入幕墙立柱等较长物料的输送。

如图5所示，机器人上包括两个机械手轨道，每个机械手轨道上各设置一所述机械手，形成左侧机械74手和右侧机械手75。

设置两个机械手，可以协同搬运较长的物料型材，对于较短的物料，两个机械手也可以单独搬运。

如图6所示，在机械手上设置夹爪轨道，在该夹爪轨道上设有夹爪76，夹爪76可上下移动地设置在该夹爪轨道上，以抓住和松开物料型材。夹爪76连接夹爪驱动装置，所述夹爪驱动装置在本实施例中为气缸装置。

气缸装置驱动夹爪相向地上下移动而抓取物件。抓取了物件的右机械手74在伺服电机的作用下相对于双轨道大梁上下移动。

通过上述装置实现将物料架1上的例如立柱型材抓起，输送放置在各个设备处，完成下料、端铣和打孔，然后再放置在物料架中。

在本实施例中，物料架也做了改进，把原来在每台设备前都放置的两个材料架(一个原材料框架和一个成品框架)整合为一组三个料框架，其中一个是原材料框架，一个，成品框架成品框，一个备用原材料框架，备用的原材料框是为了保证生产持续进行而设置的，具体的循环使用可以是这样的：首先通过桁架机器人从第一个原材料框架11中取原材料，加工好的成品放到成品框架12上；

开始，原材料框架11盛满原材料，成品框架12空置，桁架机器人不断地将原料从原材料框架11中取走，成品不断放入成品框架12，在此过程中，将备用原材料框架13盛满原材料放入生产线上。随着生产过程的延续，第一个原材料框架11空了，而第二个成品框架满了，则原材料框架11即变为成品框架，备用原材料框架13即变为原材料框架，生产不停顿地进行，在此过程中将成品框架推走卸掉成品，再装满原材料放回生产线，变成备用原材料框架。

如此三个框架循环使用。

在设置了物料架之后，即将生产线分为两个区，左侧的三个循环物料框架为上料区，右侧的设备为加工区。

如图2和图3所示，五台设备的生产线，按照每台设备宽2.3米布置，则生产线的长度为11.5米，在五台设备所占场地的宽度方向上，宽度刚好是各台设备的长度，即10米，按照工艺过程，我们考虑有三个货架存放材料，上料架11、下料架12、备料架13，使用长度为3米，宽度为10米，这样所有设备的使用区域的长度为14.5米，宽度为10米，面积约为150平米。比起现有技术的450米，占地面积大大减少。

而对于11.5米长的生产线，就可以容易地通过龙门架架起纵向轨道，实现各个设备上加工的立柱型材通过设备上方的孔中输送线输送。而且桁架机器人通过机械手，可以将型材准确地放置在设备上，加工之后，可以直接通过桁架机器人将型材吊起输送到下一个设备进行加工，这中间，省掉了现有技术中在各个设备上人工的上料、下料过程。进一步地，经过实际的分析比对，端铣的加工速度远远大于加工中心打孔的速度，为了充分利用下料锯和端铣床的加工能力，把耗时短的工序放到前面，这样图3的布局方案为最佳方案。

将物料架1安排在五台设备所在的生产线上，比起现有技术中在每台设备前面设置物料架，除了可以减少设备占地面积，还可以使得桁架机器人在各个设备上方直线转运，这样，就可以使得物料移动的距离为最短。而上下料的物料架设置在生产线的同一端，这样的往返式物流设计，可以节约运距，生产线上桁架机器人空载最少。

按照该设计方案布置完设备后，我们在设备上空布置桁架机器人，该桁架机器人负责每台设备上的物料转移，从而彻底解决物料转移的问题，实现机械化的物料转移，降低人员的劳动强度。

将本实用新型提供的最佳方案即图3和图4所示的生产线与图1所示的现有技术的方案的比较详见表2。

表2新旧方案比较

	原方案	新方案	新旧方案比较	年经济效果评价
					使用面积	450平米	150平米	节省面积300平米	节省7.2万元
操作人数	10人	1人	节省9人	节省108万
					劳动强度	大	几乎为零	提升人效20％

从表2可以看出：

1、在使用面积方面，新方案较旧方案节省加工场地面积为300平米，缩小为原来的33.33％,按照每平米月租金为20元计算，新方案年经济效果可节省土地使用费为7.2万元

2、在操作人员数量方面，旧方案每台设备都需要两个人抬料上机，而新案全部是桁架机器人上料，仅预留1人作为设备群的监督管理员即可，人员可节省9人，按照每人每年的人力成本6万元计算，新方案在人员方案的年经济效果可节省人力费用为54万元，按照两班计算，可节省108万元。

3、在操作强度方面，新方案全部为机械化，人员劳动强度几乎为零，所以不存在因为劳累造成的人效下降，保守估计应该在现有的人效基础上提升20％左右。

因为本生产线整个布局通过桁架机器人实现了自动化加工运输，不再有人员在里面搬运材料，因此，也为将各个设备横过来摆放提供了条件。

从以上三个方面的分析看，新的设备生产线较现有方案有很大的优势，而且经济效果明显。从核算上看，年度可节省115.2万元。

Claims (8)

1.一种幕墙生产线，在生产线上设有若干设备，其中至少包括下料锯和加工中心；其特征在于：

各个所述设备排成一条生产线，各个设备的宽度方向沿该生产线布置；

还包括一桁架机器人，其包括一套龙门架装置，该龙门架装置包括两个龙门支撑架和架设在所述龙门支撑架上的纵向轨道梁，在所述生产线两端的外侧设置两个所述龙门支撑架，所述纵向轨道梁设置在两个所述龙门支撑架上，置于所述生产线的上方，在该纵向轨道梁上设置机器人，机器人沿纵向轨道梁做直线运动，使得该机器人沿该纵向轨道梁在该生产线上各个所述设备的上方移动和停止而完成各台所述设备上的物料转移。

2.根据权利要求1所述的幕墙生产线，其特征在于：在所述纵向轨道梁上，与所述生产线的各台设备对应的位置设有标记纵向位置的检测传感器，在纵向轨道梁上设有纵向移动伺服电机，所述纵向移动伺服电机与工控机连接，所述纵向移动伺服电机通过传动装置控制机器人沿纵向轨道梁的移动，使得机器人纵向移动到相应设备的上方停止和运行。

3.根据权利要求1或2所述的幕墙生产线，其特征在于：所述机器人上设有机械手轨道，在该机械手轨道上设置标记竖向位置的检测传感器，在机械手轨道上设置机械手，该机械手轨道上设置竖向移动伺服电机，所述竖向移动伺服电机与工控机连接，所述竖向移动伺服电机通过传动装置控制机械手沿机械手轨道的移动，使得所述机械手从所述设备处吊起零部件或型材，或者将零部件或型材放置在设备处；和/或，

所述龙门支撑架上设置横向轨道，在所述横向轨道上设置标记横向位置的检测传感器，所述纵向轨道梁上设置桁架大车，该桁架大车设置在该横向轨道上，所述横向轨道上设置横向移动伺服电机，所述横向移动伺服电机与工控机连接，所述横向移动伺服电机通过传动装置控制桁架大车，使得所述纵向轨道梁沿所述横向轨道移动到设定位置。

4.根据权利要求3所述的幕墙生产线，其特征在于：所述纵向轨道梁上设置相互平行的两条轨道，形成一双轨道大梁，所述机器人跨设在两条轨道上；和/或，

所述机器人上包括两个机械手轨道，每个机械手轨道上各设置一所述机械手，形成左侧机械手和右侧机械手；和/或，

在所述机械手上设置夹爪轨道，在该夹爪轨道上设有夹爪，所述夹爪可上下移动地设置在该夹爪轨道上，所述夹爪连接夹爪驱动装置。

5.根据权利要求4所述的幕墙生产线，其特征在于：所述夹爪驱动装置为气缸装置。

6.根据权利要求1或2所述的幕墙生产线，其特征在于：

所述设备还包括端铣床，该端铣床设置在所述下料锯和所述加工中心之间，或者设置在所述加工中心的后面；和/或，

所述设备还包括物料架，该物料架设置在所述生产线的最前端，位于下料锯的前面，将所述生产线划分为包含物料架的上料区和包括下料锯和加工中心的加工区。

7.根据权利要求1所述的幕墙生产线，其特征在于：所述设备中的所述加工中心为3个，依次排列在所述生产线上。

8.根据权利要求6所述的幕墙生产线，其特征在于：所述物料架为三个，构成循环物料架，各个物料架循环充当原材料框架、成品框架和备用原材料框架；和/或，

三个所述物料架均为其宽度方向沿所述生产线排布。

Images