一種刀盤加工中心自動化生產線的製作方法
2023-05-16 18:01:01 1
本實用新型涉及智能裝備技術領域，特別涉及一種數控工具機加工自動化生產線。
背景技術：
計算機數字控制工具機是一種裝有程序控制系統的自動化工具機。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，並將其解碼，從而使工具機動作並加工零件。英文簡稱CNC，又稱數控工具機、數控車床。目前，目前，加工中心普遍採用人工上料、人工裝夾和人工下料。單臺加工中心需要配置1人，需要較大的人力資源；工人頻繁、單一作業勞動強度大，容易產生疲勞，從而導致裝夾不牢、定位不準等問題，容易引發工件返工和報廢等問題；人工在加工中心上下料時，經常有刺屑刮傷的事故發生，且切削液有一定的腐蝕性，影響操作工人健康。
技術實現要素：
為克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種刀盤加工中心自動化生產線，通過一臺六軸機器人對4臺數控工具機進行自動上下料，一套生產線控制 4臺數控工具機只需要配備1名工作人員負責上下料工作減少人員配置，節省勞動成本；數控工具機與機器人工作區域無操作人員，降低了安全事故發生的機率；機器人精準的定位、抓取放置和自動裝夾能保證工件加工質量；加工過程全自動生產，不受操作人員情緒和勞累等因素影響，能保證穩定的加工質量。
本實用新型提供了一種刀盤加工中心自動化生產線，包括：六軸機器人和承載六軸機器人運動的行走機構、物料平臺和四臺數控工具機，其中：
六軸機器人固定在行走機構上，行走機構可載著六軸機器人在物料平臺和四臺數控工具機間往復運動，所述六軸機器人的360°旋轉機器臂上固定有物料夾具；
所述行走機構固定在物料平臺和四臺數控工具機的中間，所述物料平臺和數控工具機位於所述行走機構的兩側，所述行走機構包括：伺服電機、受伺服電機驅動的減速機、滑塊、齒輪、導軌、以及行走軸底座，所述行走機構由伺服電機驅動，通過減速機帶動齒輪齒條運動，基於導軌滑塊導向的作用下做直線運動；
所述物料平臺上裝有用於運送待加工件和成品的兩個託盤，基於物料平臺上的氣缸提供輸送動力，沿著導軌滑塊進行導向；
所述數控工具機設置有自動防護門，所述自動防護門由電機帶動同步帶做直線運動，兩扇防護門分別與同步輪兩側的同步帶部位相連，同步輪的旋轉運動帶動防護門在滑輪和軌道導向的作用下做往復運動。
所述物料夾具裝有平行氣缸、V型塊、滑臺汽缸、吹氣管和調壓閥。
所述物料平臺上裝有兩個託盤，每個託盤上安裝有四個V型塊，所述V 型塊可用於擺放待加工的軸類零件和成品以及加工過程中的物料轉移，所述物料託盤與無杆氣缸連接，在導軌滑塊導向的作用下做直線運動，完成待加工件和加工成品的運送。
所述物料託盤的兩側都設有油壓緩衝器。
所述三臺數控工具機中的每一臺數控工具機側面設置有自動防護門、電機、減速機、以及位於防護門上端的同步輪和位於防護門下端的滑輪，所述電機通過所述減速機帶動同步輪轉動，所述同步輪上套有同步帶，所述同步帶套接在防護門上，所述防護門在電機驅動下可沿著同步輪帶動方向軸向運動。
本實用新型實施例中結構合理，位置布局節省空間，由一臺機器人負責四臺加工中心的自動上下料，提高了產品的加工效率，節省人工成本，降低了安全事故的發生率，提高了產品的加工精度和質量。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是本實用新型實施例中的刀盤加工中心自動化生產線整體結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例中的行走機構結構示意圖；
圖3是本實用新型實施例中的行走機構中局部結構示意圖；
圖4是本實用新型實施例中的物料夾具結構示意圖；
圖5是本實用新型實施例中的物料平臺結構示意圖；
圖6是本實用新型實施例中的數控工具機結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
圖1示出了本實用新型實施例中的刀盤加工中心自動化生產線整體結構示意圖，該自動化生產線包括：六軸機器人(2)和承載六軸機器人運動的行走機構(1)、物料平臺(4)和四臺數控工具機(5，6，7，8)，其中：六軸機器人(1)固定在行走機構(1)上，行走機構(1)可載著六軸機器人(2)在物料平臺(4)和四臺數控工具機(5，6，7，8)間往復運動，該六軸機器人(1) 的360°旋轉機器臂上固定有物料夾具(3)；該行走機構(1)固定在物料平臺(4)和四臺數控工具機(5，6，7，8)的中間，物料平臺和數控工具機位於所述行走機構的兩側。
具體的，圖2和圖3示出了本實用新型實施例中的行走機構結構示意圖，該行走機構(1)包括：伺服電機(108)、受伺服電機驅動的減速機(109)、滑塊(103)、齒條(111)、齒輪(110)、導軌(104)、拖鏈(107)、光電開關 (106)、緩衝器(105)、以及行走軸底座(101)等等，具體實施過程中，行走機構由伺服電機(108)驅動，通過減速機(109)帶動齒輪(110)齒條(111) 運轉，在導軌(104)和滑塊(103)導向的作用下做直線運動，行走機構中間放置光電開關(106)用於生產線開啟時系統歸零，行走機構兩端極限位置附近也安裝有光電開關(106)和緩衝器(105)，系統檢測到機器人行走至極限位置附近時可啟動急停，機器人在行走過程中，機器人和伺服電機的動力線、編碼器線和氣路通過拖鏈(107)起到線纜保護的作用。
圖4示出了本實用新型實施例中的物料夾具結構示意圖，六軸機器人(1) 抓取工件可改變工件的六個自由度，機器人末端具有法蘭(201)來固定住物料夾具，物料夾具裝有平行氣缸(203)、V型夾頭(204)、滑臺汽缸(202)、吹氣管(206)和調壓閥(207)，V型夾頭(204)安裝在平行氣缸(203)上，平行氣缸滑動可驅動V型夾頭將待加工棒料(205)夾緊，待工件處於工具機夾具位置時，滑臺氣缸(202)將待加工棒料(205)推出，工件加工完成後，再次夾取待加工棒料(205)，吹氣管(206)可吹出氣體將零件表面的切血液清理乾淨，由於不同大小的零件所需要的夾緊力和推出力不同，可根據工件的大小調節調壓閥(207)適當調整氣缸力度，將電磁閥(208)和調壓閥(207) 安裝於夾具末端，可儘量避免氣管長度對氣壓損耗的影響，可保證氣缸壓力控制的精準性。
圖5示出了本實用新型實施例中的物料平臺結構示意圖，該物料平臺包括：物料底座(301)、無杆氣缸(302)、油壓緩衝器(303)、導軌(304)、滑塊(305)、待加工棒料(306)、定位V型塊(307)，物料平臺上裝有兩個託盤，每個託盤上安裝有四個V型定位槽(307)，用於擺放待加工的軸類零件(306) 和成品以及加工過程中的物料轉移，物料託盤與無杆氣缸302連接，在導軌 (304)滑塊(305)導向的作用下做直線運動，完成待加工件和加工成品的運送，物料託盤兩端安裝油壓緩衝器(303)起限位作用限定物料託盤的位置和吸收物料輸送過程中氣缸的衝擊力，保證物料運送的平穩和位置精準。
圖6示出了本實用新型實施例中的數控工具機結構示意圖，該四臺數控工具機中的每一臺數控工具機側面設置有防護門(47)、電機(42)、減速機(43)、以及位於防護門上端的同步輪(46)和位於防護門下端的滑輪(48)，該電機(42) 通過減速機(43)帶動同步輪(46)轉動，該同步輪(46)上套有同步帶(45)，該同步帶(45)套接在防護門(47)上，該防護門(47)在電機(42)驅動下可沿著同步輪(45)帶動方向軸向運動。
在CNC工具機側端靠近機器人一側改裝自動防護門，六軸機器人從防護門深入工具機內部抓取和運送工件，自動防護門與同步帶連接，兩扇自動防護門的兩端分別與同步輪上下兩端的同步帶相連，由電機帶動同步輪旋轉，防護門在滑輪和軌道導向的作用下做往復運動，通過獲取CNC工具機是否加工完成的信息打開和閉合防護門。四臺加工中心兩兩放置在六軸機器人及其行走機構的兩側，物料平臺放置於行走機構的一側中間，機器人運送料過程可保證四臺數控工具機系統的上下料時間基本相當，且最大限度減少了機器人行走路程。
基於以上結構，在數控工具機自動實現加工過程中，加工中心自動上下料的生產線採用一臺六軸機器人負責工件的搬運，六軸機器人末端裝有夾緊氣缸進行工件的抓取，4臺數控工具機之間放有物料平臺和機器人行走裝置，人工把待加工零件放置物料託盤上，啟動按鈕，行走機構將機器人運送至物料抓取位置，抓取工件後行走機構再將機器人運送至加工中心附近，加工中心靠近機器人一側安裝防護門，防護門自動開啟，機器人將物料搬運至加工中心夾具上，機器人退出，防護門自動閉合，工件開始加工，加工完畢後防護門開啟，機器人取料，行走機構再將機器人運送至物料託盤；實現物料抓取—機器人行走—防護門開啟—工件放置夾緊—防護門關閉—數控工具機加工—工件抓取—機器人行走—物料放置，不斷循環。
綜上，本實用新型實施例中位置布局節省空間，由一臺機器人負責四臺加工中心的自動上下料，提高了產品的加工效率，節省人工成本，降低了安全事故的發生率，提高了產品的加工精度和質量。
以上對本實用新型實施例所提供的刀盤加工中心自動化生產線進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序可以存儲於一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括：只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或光碟等。