CN218533671U - 一种工件全自动智能加工系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工件全自动智能加工系统，包括机器人，还包括：加工中心，设于所述机器人一侧；所述加工中心用于对移送至所述加工中心内部的工件进行加工；二次定位机构，设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；机器人夹具，设于所述机器人的机械臂末端；所述机器人夹具用于夹持所述工件，并按照预设空间轨迹移送所述工件至二次定位机构和所述加工中心。首先通过二次定位机构对薄板结构的工件进行二次定位，使得工件的位置匹配加工中心内部夹具的放置位置。再通过机器人夹具已送至加工中心内部的机器人夹具工位上，进行加工。加工完毕，移出，提高效率。

Description

一种工件全自动智能加工系统

技术领域

本申请涉及智能加工技术领域，具体而言，涉及一种工件全自动智能加工系统。

背景技术

机床自动化加工，已经成为机械制造行业成熟自动化的加工技术了。加工中心是现有比较智能的加工设备，可以根据编程程序对工件进行自动化加工成型。

在机加工工艺中，机器人拾取工件并移动到加工中心的工位上，工件会因为初始摆放位置不对应加工中心的夹具位置，使得机器人不能直接将其放置在工位上。因此需要进行一次矫正，再由机器人抓取并移动放置在自动化机床上，使得机器人对工件的抓取位置不出现角度偏差。

此外，针对薄壁结构的工件，从机器人对薄板工件表面进行抓取、移动，到加工中心夹具对薄板工件进行夹持、加工，皆需要设计一套适用于薄壁工件的夹具，使得机器人对薄壁工件表面进行适应性抓取，以及加工中心夹具较好地固定工件进行加工。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种工件全自动智能加工系统，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

一种工件全自动智能加工系统，包括机器人，还包括：

加工中心，设于所述机器人一侧；所述加工中心用于对移送至所述加工中心内部的工件进行加工；

二次定位机构，设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

机器人夹具，设于所述机器人的机械臂末端；所述机器人夹具用于夹持所述工件，并按照预设空间轨迹移送所述工件至二次定位机构和所述加工中心。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述加工中心，包括：

运动机构，作为所述加工中心的运动系统；

机床夹具，所述加工中心设于内部，并通过所述运动机构驱动，实现X 轴、Y轴和Z轴的联动；

所述工件通过所述机器人夹具移送至所述机床夹具上，并在加工中心加工后再通过所述机器人夹具移出。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机床夹具，包括：

磁吸式底座，固设于所述运动机构上；

工件定位板，固设于所述磁吸式底座上；

工位，设于所述工件定位板上，用于匹配放置工件；所述工件通过所述磁吸式底座磁吸并限制住Z轴自由度；

若干气缸组件，设于所述工位一侧的所述工件定位板上；

若干定位销，设于所述工位一侧的所述工件定位板上；

所述启动所述气缸组件，所述气缸组件与所述定位销共同配合，限制所述工件的X轴和Y轴自由度。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机床夹具，包括：

吹气组件，固设于所述工位一侧的所述工件定位板上；

当所述工件加工完毕，启动所述吹气组件，对准所述工件和所述工位吹气，进行清理。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述二次定位机构，包括：

设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

底座，水平放置；

支撑柱，垂直固定在所述底座上；

安装盘，固定在所述支撑柱的顶部，且与竖直方向之间的夹角为锐角；

二次定位块，设于所述安装盘上，且其上设有匹配所述工位的定位结构；

所述工件通过所述机器人夹具移送至所述二次定位块上，放下所述工件至所述定位结构上，进行二次定位，定位后再次通过所述机器人夹具移送至所述工件定位板上的工位。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，包括：

法兰连接头，设于所述机器人的机械臂末端；

夹具载体，设于所述法兰连接头上；

电磁组件，设于所述夹具载体上，用于磁吸抓取所述工件。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，还包括：

感应组件，设于所述电磁组件一侧的所述夹具载体上；

在所述电磁组件磁吸抓取工件时，所述感应组件首先接触工件并发出感应信号，所述电磁组件接收所述感应信号并启动，磁吸住所述工件。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，还包括：

视觉组件，设于所述电磁组件一侧的所述夹具载体上，用于对所述工件的表面进行视觉查看。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

本申请提出的工件全自动智能加工系统，采用机器人携带的机器人夹具移送工件，首先通过二次定位机构对薄板结构的工件进行二次定位，使得工件的位置匹配加工中心内部夹具的放置位置。二次位置调节后，再通过机器人夹具已送至加工中心内部的机器人夹具工位上，进行固定、加工。加工完毕，由机器人移送至外界。通过机器人循环工作，可以对工件一次矫正，工件放置在加工中心内部的位置不出现角度偏差。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的应用系统组成示意图；

图2是本实用新型机床夹具的应用结构示意图；

图3是本实用新型二次定位机构的侧视结构示意图；

图4是本实用新型二次定位机构的正视结构示意图；

图5是本实用新型二次定位机构对工件进行定位后的正视结构示意图；

图6是本实用新型二次定位机构对工件进行定位前的正视结构示意图；

图7是本实用新型机器人夹具的应用结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

本实施例采用自动化加工系统，结合机器人的控制系统以及加工中心的控制系统，共同对工件的移动轨迹以及各个驱动进行驱动控制。

下述机床夹具和机器人夹具的动力组件，可以直接采用加工中心的控制系统等进行综合控制，可以额外对部分组件进行增设功能。加工中心的控制系统以及机器人的控制系统为现有技术。以及两者之间的联动程序设计，可以根据实际需求进行编程设计，本实施例，不再进行详述。

如图1所示，一种工件全自动智能加工系统，包括机器人，还包括：

加工中心，设于所述机器人一侧；所述加工中心用于对移送至所述加工中心内部的所述工件进行加工；

二次定位机构，设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

机器人夹具，设于所述机器人的机械臂末端；所述机器人夹具用于夹持所述工件，并按照预设空间轨迹移送所述工件至二次定位机构和所述加工中心。

本申请，主要是对如图2中所示的薄板结构的工件3进行定位、加工。首先，利用设置在机器人机械臂末端的机器人夹具，将工件3抓取，并移动到二次定位机构进行空间位置调节。因为，工件3的初始位置，是不符合加工中心内部夹具的工位位置的，若是机器人直接将工件3移送至加工中心，则会导致工件3不能匹配放置在如图2中所示的工件定位板2上的工位上。

因此，首先移动到二次定位机构进行空间位置调节，摆正工件3的位置后，再由机器人抓取并移送至加工中心内部的夹具上，固定后即可进行加工。加工完毕，由机器人抓取出去。机器人可以再移送工件3进入加工中心后，再次按照原来的运动轨迹，循环进行上述工作。运动轨迹的程序设定，由用户结合机器人的程序控制系统完成设计即可。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述加工中心，包括：

运动机构，作为所述加工中心的运动系统；

机床夹具，所述加工中心设于内部，并通过所述运动机构驱动，实现X 轴、Y轴和Z轴的联动；

所述工件通过所述机器人夹具移送至所述机床夹具上，并在加工中心加工后再通过所述机器人夹具移出。

本实施例，直接采用加工中心内部的运动机构机构即可；机床夹具通过所述运动机构实现X轴、Y轴和Z轴联动。

但是机床内部夹具，采用本设计：机床夹具采用磁吸式电磁夹具，工件3 移送至加工中心内部，放置在夹具上，即可通过电磁夹具进行固定。机床夹具通过限制住工件3的X轴、Y轴和Z轴，将其固定。

如图2所示，作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机床夹具，包括：

磁吸式底座1，固设于所述运动机构上；

工件定位板2，固设于所述磁吸式底座1上；

工位，设于所述工件定位板2上，用于匹配放置工件3；所述工件3通过所述磁吸式底座1磁吸并限制住Z轴自由度；

若干气缸组件4，设于所述工位一侧的所述工件定位板2上；

若干定位销5，设于所述工位一侧的所述工件定位板2上；

所述启动所述气缸组件4，所述气缸组件4与所述定位销5共同配合，限制所述工件3的X轴和Y轴自由度。

磁吸式底座1采用在底座上安装若干电磁铁的方式构成，磁吸式底座1 安装在运动机构上。电磁铁的工作方式由控制系统控制启动即可。工件3放置在工位上，启动磁吸式底座1上的电磁铁，即可将工件3磁吸固定住，限制住其Z轴自由度。工件定位板2安装在所述磁吸式底座1上表面上，设有若干工位，用于放置工件3。工位的结构和尺寸，提前根据工件3的尺寸进行设计即可。磁吸式底座1的结构和电磁铁的数量等，本处不进行限制。

本实施例，采用气缸组件和定位销，共同作用而限制工件3的X和Y自由度。气缸组件4由空压机等供气系统驱动，气缸组件4固定在工件定位板2 上，其上输出端上设有推块，气缸启动，推块前进，结合定位销或者而其他气缸组件的推块而将工件3顶住。气缸组件4的型号以及结构，本处不进行限制。

定位销5，根据工位的数量进行安装即可。比如，在工件3左侧设置一个定位销5，右侧设置一个气缸组件4，即可将其左右X轴自由度限制住。

为了便于清扫加工后的工件3以及工位，作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机床夹具，包括：

吹气组件6，固设于所述工位一侧的所述工件定位板2上；

当所述工件3加工完毕，启动所述吹气组件6，对准所述工件3和所述工位吹气，进行清理。

吹气组件6可以采用空压机等供气设施供气，吹气组件6的吹气口对准工位即可，启动供气设施即可对工件和工位进行清扫。吹气组件6可以自行选择，本处不作限制。

工件3的初始位置，不符合加工中心内部工件定位板2上的工位位置要求，若是机器人直接将工件3移送至加工中心，则会导致工件3不能匹配放置在如图2中所示的工件定位板2上的工位上。因此，采用二次定位机构对工件的位置进行调节。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述二次定位机构，包括：

设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

底座7，水平放置；

支撑柱8，垂直固定在所述底座7上；

安装盘9，固定在所述支撑柱8的顶部，且与竖直方向之间的夹角为锐角；

二次定位块10，设于所述安装盘9上，且其上设有匹配所述工位的定位结构；

所述工件3通过所述机器人夹具移送至所述二次定位块10上，放下所述工件3至所述定位结构上，进行二次定位，定位后再次通过所述机器人夹具移送至所述工件定位板2上的工位。

如图3和4所示，二次定位机构通过底座7水平放置，其上垂直安装有支撑柱8。安装盘9，倾斜安装在支撑柱8顶部，因为需要对工件稳定放置，所以将安装盘9斜放，安装盘9与竖直方向之间的夹角为锐角。如图4所示，在安装盘9上安装有左右一对定位块，两个定位块之间的角度和位置关系，和工位的空间位置关系相对应，使得工件3落在两个定位块之间上，可以通过定位块之间的角度和位置关系，对工件进行摆正。

如图6所示，为机器人移送工件3至安装盘9上方后，关闭电磁组件，下落工件3至二次定位块10上，此时还未进行矫正，工件3不匹配二次定位块 10的结构。工件3掉下落在二次定位块10上，会因为刚性碰撞而弹性跳动一下，此时，会自动吻合上二次定位块10的摆正结构，如图5所示，此时工件 3已经调整好自己的位置，实现二次定位，使其空间位置能够匹配上机床夹具上工位的空间位置。这样，机器人移动工件3至加工中心后，可以直接将工件3放在其工位上。

如图7所示，作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，包括：

法兰连接头11，设于所述机器人的机械臂末端；在机器人的机械臂末端安装连接法兰头，可以用来安装各种功能组件。在本申请中，提供的功能有对工件进行抓取的磁吸夹具，其中磁吸夹具可以通过控制器进行启闭控制；

夹具载体12，设于所述法兰连接头11上；夹具载体2，设于所述法兰连接头1上；夹具载体2为组合设计的安装板组件，可以用来搭载不同的功能组件；

电磁组件13，设于所述夹具载体12上，用于磁吸抓取所述工件3。本实施例，电磁组件13采用电磁铁(四个圆形电磁铁)，其对工件3的最佳磁吸固定方式，是对工件表面的三个以上的点进行磁吸抓取。这样，三个以上的磁吸点构成一个磁吸面，通过面面磁吸连接的方式，能够对工件的表面进行稳定抓取。电磁铁通过电路控制，与控制设施如机器人的控制器电连接，控制器可以根据感应组件中的感应设施如感应开关发出的电信号，对电磁铁进行启动、关闭控制等。与电磁铁配套的线路、电源等，具体实施时，作为配套设施使用，本处不再限制和说明。至于电磁铁的型号和规格等，本处依旧不作限制。在本实施例，控制电磁铁的自动化系统可以采用机器人的控制系统。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，还包括：

感应组件14，设于所述电磁组件13一侧的所述夹具载体12上；

在所述电磁组件13磁吸抓取工件时，所述感应组件14首先接触工件并发出感应信号，所述电磁组件13接收所述感应信号并启动，磁吸住所述工件3。

使用时，为了确保电磁组件的磁吸面在磁吸工件的过程中，避免吸起工件一角而导致工件偏移的发生，采用感应组件14首先对工件进行接触，当机器人带动电磁组件逐渐接近工件3时，工件3逐渐压迫感应组件收缩，达到感应开关的触发距离时，工件的表面接触电磁组件，此时，感应开关发出触发信号至控制器，通过控制器启动电磁组件对工件进行磁吸。这样实现了电磁组件接触工件再磁吸的效果，避免提前磁吸而导致工件偏移。通过感应开关实现接触后的磁吸抓取，对接精准。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述机器人夹具，还包括：

视觉组件15，设于所述电磁组件13一侧的所述夹具载体12上，用于对所述工件3的表面进行视觉查看。

通过视觉组件15，可以对待抓持的工件表面进行查看。这样可以对薄板结构的工件进行适应性抓取固定和表面检测，提高效率。视觉组件15可以由支架和视觉相机以及光源板组成，视觉相机和光源板可以分别通过支架安装在夹具载体上即可，光源板为视觉相机提供或者补充光源。

本实施例，电磁组件13、视觉组件15和感应组件14安装在机器人携带的夹具载体上，电磁组件13、视觉组件15和感应组件14的位置和数量，可以根据工位数量和设计要求，进行设计，本处不进行限制。机器人系统中的控制系统/控制器，可以作为本申请中电磁组件、视觉组件和感应组件的控制设施。控制系统中的显示屏，可以作为视觉相机的图像显示设备。视觉相机通过电连接方式连接控制系统即可。电磁组件13、视觉组件15和感应组件14的具体实施结构，可以根据需求进行组装，本实施例不进行限制。

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

Claims (8)

1.一种工件全自动智能加工系统，包括机器人，其特征在于，还包括：

加工中心，设于所述机器人一侧；所述加工中心用于对移送至所述加工中心内部的工件进行加工；

二次定位机构，设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

机器人夹具，设于所述机器人的机械臂末端；所述机器人夹具用于夹持所述工件，并按照预设空间轨迹移送所述工件至二次定位机构和所述加工中心。

2.如权利要求1所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述加工中心，包括：

运动机构，作为所述加工中心的运动系统；

机床夹具，所述加工中心设于内部，并通过所述运动机构驱动，实现X轴、Y轴和Z轴的联动；

所述工件通过所述机器人夹具移送至所述机床夹具上，并在加工中心加工后再通过所述机器人夹具移出。

3.如权利要求2所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述机床夹具，包括：

磁吸式底座(1)，固设于所述运动机构上；

工件定位板(2)，固设于所述磁吸式底座(1)上；

工位，设于所述工件定位板(2)上，用于匹配放置工件(3)；所述工件(3)通过所述磁吸式底座(1)磁吸并限制住Z轴自由度；

若干气缸组件(4)，设于所述工位一侧的所述工件定位板(2)上；

若干定位销(5)，设于所述工位一侧的所述工件定位板(2)上；

所述启动所述气缸组件(4)，所述气缸组件(4)与所述定位销(5)共同配合，限制所述工件(3)的X轴和Y轴自由度。

4.如权利要求3所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述机床夹具，包括：

吹气组件(6)，固设于所述工位一侧的所述工件定位板(2)上；

当所述工件(3)加工完毕，启动所述吹气组件(6)，对准所述工件(3)和所述工位吹气，进行清理。

5.如权利要求3所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述二次定位机构，包括：

设于所述机器人一侧，其上设有匹配所述加工中心的定位结构；用于对移送至所述定位结构上的所述工件进行二次定位；

底座(7)，水平放置；

支撑柱(8)，垂直固定在所述底座(7)上；

安装盘(9)，固定在所述支撑柱(8)的顶部，且与竖直方向之间的夹角为锐角；

二次定位块(10)，设于所述安装盘(9)上，且其上设有匹配所述工位的定位结构；

所述工件(3)通过所述机器人夹具移送至所述二次定位块(10)上，放下所述工件(3)至所述定位结构上，进行二次定位，定位后再次通过所述机器人夹具移送至所述工件定位板(2)上的工位。

6.如权利要求1-5中任一项所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述机器人夹具，包括：

法兰连接头(11)，设于所述机器人的机械臂末端；

夹具载体(12)，设于所述法兰连接头(11)上；

电磁组件(13)，设于所述夹具载体(12)上，用于磁吸抓取所述工件(3)。

7.如权利要求6所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述机器人夹具，还包括：

感应组件(14)，设于所述电磁组件(13)一侧的所述夹具载体(12)上；

在所述电磁组件(13)磁吸抓取工件时，所述感应组件(14)首先接触工件并发出感应信号，所述电磁组件(13)接收所述感应信号并启动，磁吸住所述工件(3)。

8.如权利要求6所述的工件全自动智能加工系统，其特征在于，所述机器人夹具，还包括：

视觉组件(15)，设于所述电磁组件(13)一侧的所述夹具载体(12)上，用于对所述工件(3)的表面进行视觉查看。

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