精密定位五金冲切自动化生产流水线的制作方法

本发明涉及一种自动化生产流水线，更具体地说，尤其涉及一种精密定位五金冲切自动化生产流水线。

背景技术：

在现代工业化时代，要形成一个自动化生产的流水线作业，无非就是把多次生产的工序、怎样合理地组合成一条自动化生产线，并在每一道生产工序加工产品时，必须达到合理有效的无人自动传递和传送。在这一过程中所要用到的机械或电气自动化的需求都各有不同，同时怎样地使产品能够在自动化生产的过程中做到自动地精密定位，在工序与工序之间又怎样地去自动传送至每道加工工位，特别是精密五金加工的多次冲切、整形、磨平等工序，要想能够一次性更为方便的精准完成加工，这在各个行业来说都是比较难以做到的。传统的加工方式，各工序之间不连贯，工序与工序之间需要人工辅助送料，增加了对各部件造成损伤的机率，从而影响产品的质量。同时，采用人工送料，不仅工作强度大，而且工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、稳定性高且使用方便的精密定位五金冲切自动化生产流水线。

本发明的技术方案是这样实现的：一种精密定位五金冲切自动化生产流水线，包括机架，其中所述机架上设有环形导轨，在形导轨上设有若干用于放置待加工工件的拖板；在环形导轨侧边的机架上分别设有送料机构、若干个冲床和若干个打磨机构，在送料机构侧边设有用于搬运待加工工件的第一机械手，第一机械手在送料机构与最接近的冲床之间移动；在各个冲床和各个打磨机构侧边均设有用于搬运待加工工件的第二机械手以及用于固定拖板的限位机构，第二机械手与限位机构一一对应配合，当各第二机械手在对应的冲床或打磨机构与拖板之间移动时，限位机构与对应的拖板连接；各相邻两个第二机械手之间的间距相同或者为倍数关系；第一机械手与第二机械手的结构相同。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，在各限位机构侧边的环形导轨下方设有与拖板相配合的辅助定位机构，该辅助定位机构由设置在拖板下方机架上的定位支座、设置在定位支座上的安装板、沿竖直方向平行且间隔设置在安装板上的两条第一线性导轨、活动设置在各第一线性导轨上的第一线性滑块、与各第一线性滑块固定连接的第一线性滑板、设置在第一线性滑板上端的定位导柱以及沿竖直方向设置在定位支座上的定位气缸组成；定位气缸下端与定位支座铰接，位于上端的活塞杆自由端与第一线性滑板连接；在拖板上设有与定位导柱一一对应的通孔，在通孔内设有与定位导柱相配合的定位导套。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，在环形导轨侧边的机架上设有校平机构，在机架上设有与校平机构相配合的第三机械手，第三机械手与第一机械手的结构相同；所述校平机构位于流水线的最后一个工位上；该校平机构主要由沿竖直方向固定在机架上的校平固定板、沿竖直方向间隔且平行设置的两根第二线性导轨、活动设置在各第二线性导轨上的第二线性滑块、与各第二线性滑块固定连接的校平支架、设置在校平支架上的限位支承架、沿竖直方向设置在限位支承架下方的校平支架上的校平气缸以及设置在校平气缸活塞杆自由端的橡胶头组成；在第三机械手上设有与限位支承架相配合且与橡胶头相对的硬质的定位吸盘，待校平工件通过负压吸附固定在定位吸盘内底部。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述校平固定板下端设有校平调节支座，在校平调节支座上螺纹连接有校平调节螺钉，校平调节螺钉上端与校平支架下端相接触。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述限位支承架由两块间隔且相对设置在校平支架上的倒L形限位板组成；所述定位吸盘由连接柱以及设置在连接柱下端的金属吸盘组成；在金属吸盘下端面设有与待校平工件相适应的弧形凹槽，在弧形凹槽内底部对应的定位吸盘上设有与外部负压源管路连接的负压吸孔；所述橡胶头上端为与弧形凹槽相适应的球面结构。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述送料机构主要由设置在机架上的送料底座、设置在送料底座上的带导向缺口的送料导向板、活动设置在送料导向板导向缺口内的送料板、与送料板连接的送料气缸以及设置在送料导向板上且与送料板相对应的料筒组成；在送料板上设有与料筒内孔相对应的坯料槽,坯料槽的深度与待加工坯料的厚度相适应；送料板通过线导轨和线性滑块配合与送料底座连接；在送料导向板侧边的送料底座上设有送料支座，所述送料气缸固定在送料支座上，送料气缸的活塞杆自由端穿过送料支座与送料板连接。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述打磨机构主要由沿竖直方向设置在机架上的打磨固定板、沿竖直方向间隔且平行设置在打磨固定板上的两根第三线性导轨、活动设置在各第三线性导轨上的第三线性滑块、与各第三线性滑块固定连接的打磨支架以及设置在打磨支架上的气动打磨器组成；在气动打磨器的打磨头上端面设有砂纸；优选地，所述打磨固定板下端设有打磨调节支座，在打磨调节支座上螺纹连接有打磨调节螺钉，打磨调节螺钉上端与打磨支架下端相接触。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述第一机械手主要由设置在机架上的安装座、设置在安装座上的水平导轨、活动设置在水平导轨上的水平滑动座、水平设置在安装座上且活塞杆自由端与水平滑动座连接的水平驱动气缸、设置在水平滑动座上的竖向导轨、活动设置在竖向导轨上的竖向滑动座、沿竖直方向设置在竖向滑动座上的升降气缸以及设置在竖向滑动座上的悬臂组成，在悬臂上设有与待加工工件相适应的吸盘；升降气缸活塞杆自由端穿过竖向滑动座与水平滑动座固定连接；在升降气缸侧边的竖向滑动座上沿竖直方向设有第一限位螺钉；所述第二机械手结构与第一机械手结构相同；优选地，所述水平导轨两端均设有安装板，在两块安装板上均分别设有与水平滑动座相对应的缓冲器和第二限位螺钉。

上述的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线中，所述限位机构由设置在拖板侧边机架上的限位支座、沿垂直环形导轨方向设置在限位支座上的第四线性导轨、活动设置在第四线性导轨上的第四线性滑块、设置在第四线性滑块上的限位支架、设置在限位支座上且活塞杆自由端与限位支架相连接的限位气缸以及设置在限位支架上的限位轴承组成；限位轴承通过支轴设置在限位支架上，在拖板上设有与限位轴承相配合的限位缺口。

本发明采用上述结构后，通过在机架上设置环形导轨，再根据具体生产需要配置冲床和打磨机构，同时，通过设置机械手及送料机构，实现物料的自动输送，并且，限定相邻两个第二机械手之间的间距关系，使得整个流水线可以自动并且同时协同工作。进一步地，根据具体加工工件的要求，可选择性地设置校平机构。本申请的环形导轨结构，使得加工位可根据实际需要进行增加或删减，使用非常灵活方便。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明送料机构的结构示意图；

图3是图2的俯视结构示意图；

图4是本发明打磨机构的结构示意图；

图5是图4的右视结构示意图；

图6是本发明第一机械手的结构示意图；

图7是本发明限位机构的结构示意图；

图8是图7的右视结构示意图；

图9是本发明辅助定位机构的结构示意图；

图10是图9的右视结构示意图；

图11是本发明校平机构的结构示意图；

图12是图11的右视结构示意图。

图中：机架1、环形导轨2、拖板3、定位导套3a、限位缺口3b、送料机构4、送料底座4a、送料导向板4b、送料板4c、送料气缸4d、料筒4e、坯料槽4f、送料支座4g、冲床5、打磨机构6、打磨固定板6a、第三线性导轨6b、第三线性滑块6c、打磨支架6d、气动打磨器6e、打磨调节支座6f、打磨调节螺钉6g、第一机械手7、安装座7a、水平导轨7b、水平滑动座7c、竖向导轨7d、竖向滑动座7e、升降气缸7f、悬臂7g、吸盘7h、第一限位螺钉7i、安装板7j、缓冲器7k、第二限位螺钉7l、水平驱动气缸7m、第二机械手8、限位机构9、限位支座9a、第四线性导轨9b、第四线性滑块9c、限位支架9d、限位气缸9e、限位轴承9f2、辅助定位机构10、定位支座10a、安装板10b、第一线性导轨10c、第一线性滑块10d、第一线性滑板10e、定位导柱10f、定位气缸10g、校平机构11、校平固定板11a、第二线性导轨11b、第二线性滑块11c、校平支架11d、限位支承架11e、校平气缸11f、橡胶头11g、校平调节支座11h、校平调节螺钉11i、第三机械手12、定位吸盘13、连接柱13a、金属吸盘13b、弧形凹槽13c。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明的一种精密定位五金冲切自动化生产流水线，包括机架1，在机架1上设有环形导轨2，在形导轨2上设有若干用于放置待加工工件的拖板3；在环形导轨2侧边的机架1上分别设有送料机构4、若干个冲床5和若干个打磨机构6，在本实施例中，冲床共有四台，其中三台为浙江萧山金龟机械有限公司生产的型号为JB04K-1的小冲床，另一台为同一公司生产的型号为JC04-3.15的大冲床。打磨机构6共有两个，三个小冲床依序排列在送料机构侧边，两个打磨机构排列在三个小冲床后面的工作位上并且大冲床夹在两个打磨机构之间。

在送料机构4侧边设有用于搬运待加工工件的第一机械手7，第一机械手7在送料机构4与最接近的冲床5之间移动；在各个冲床5和各个打磨机构6侧边均设有用于搬运待加工工件的第二机械手8以及用于固定拖板3的限位机构9，第二机械手8与限位机构9一一对应配合，当各第二机械手8在对应的冲床5或打磨机构6与拖板3之间移动时，限位机构9与对应的拖板3连接；各相邻两个第二机械手8之间的间距相同或者为倍数关系，这样，才能实现各工位同时协助同工作；第一机械手7与第二机械手8的结构相同。

下面具体对本实施例中的各机构的结构及工作原理作详细介绍：参阅图2和图3所示，送料机构4主要由设置在机架1上的送料底座4a、设置在送料底座4a上的带导向缺口的送料导向板4b、活动设置在送料导向板4b导向缺口内的送料板4c、与送料板4c连接的送料气缸4d以及设置在送料导向板4b上且与送料板4c相对应的料筒4e组成；在送料板4c上设有与料筒4e内孔相对应的坯料槽4f,坯料槽4f的深度与待加工坯料的厚度相适应；送料板4c通过线导轨和线性滑块配合与送料底座4a连接；在送料导向板4b侧边的送料底座4a上设有送料支座4g，所述送料气缸4d固定在送料支座4g上，送料气缸4d的活塞杆自由端穿过送料支座4g与送料板4c连接。工作时，先将零件坯料置于料筒里，料筒用螺丝固定在送料导向板上，零件坯料顺料筒导向口进入下方送料板上的坯料槽里，由送料气缸推动线性滑块沿线性导轨带动送料板及零件坯料向前移到设定位置，再由对应的第一机械手吸入放进相配合的设定工序的冲床模具里，此往复运作以完成流水作业。

同时，参阅图6所示，第一机械手7主要由设置在机架1上的安装座7a、设置在安装座7a上的水平导轨7b、活动设置在水平导轨7b上的水平滑动座7c、水平设置在安装座7a上且活塞杆自由端与水平滑动座7c连接的水平驱动气缸7m、设置在水平滑动座7c上的竖向导轨7d、活动设置在竖向导轨7d上的竖向滑动座7e、沿竖直方向设置在竖向滑动座7e上的升降气缸7f以及设置在竖向滑动座7e上的悬臂7g组成，在悬臂7g上设有与待加工工件相适应的吸盘7h；升降气缸7f活塞杆自由端穿过竖向滑动座7e与水平滑动座7c固定连接；在升降气缸7f侧边的竖向滑动座7e上沿竖直方向设有第一限位螺钉7i；所述第二机械手8结构与第一机械手结构相同。同时，在水平导轨7b两端均设有安装板7j，在两块安装板7j上均分别设有与水平滑动座7c相对应的缓冲器7k和第二限位螺钉7l。工作时，首先由水平驱动气缸推动水平滑动座整体到达设定位置，由第二限位螺钉与缓冲器配合定位，再由升降气缸推动竖向滑动座沿竖向导轨向下到设定位置，由第一限位螺钉定位，再由悬臂上的吸盘吸取夹具上的坯料后由升降气缸提升，并由水平驱动气缸退回原位，再由升降气缸向下到设定位置，把吸盘吸起的零件放于另一个设定位置的夹具上后，由升降气缸提升到原位等下工序重复动作，以实现自动生产流水作业。在本实施例中，第一、二、三机械手的结构均基本相同，唯一不同的是与打磨机构和校平机构配合的机械手，由于要机械手的吸盘要受力，因此吸盘结构有所不同，下面会具体介绍。

参阅图4和图5所示，打磨机构6主要由沿竖直方向设置在机架1上的打磨固定板6a、沿竖直方向间隔且平行设置在打磨固定板6a上的两根第三线性导轨6b、活动设置在各第三线性导轨6b上的第三线性滑块6c、与各第三线性滑块6c固定连接的打磨支架6d以及设置在打磨支架6d上的气动打磨器6e组成；在气动打磨器上设置有调节气压的阀门和调压螺钉。在气动打磨器6e的打磨头上端面设有砂纸。与打磨机构对应的第二机械手上的吸盘采用金属材料制成，中部设置与待加工工件相适应的凹槽，凹槽内底部设置与外部负压源相导通的负压吸孔。优选地，为了使打磨机构可以适应不同厚度工件的打磨，在打磨固定板6a下端设有打磨调节支座6f，在打磨调节支座6f上螺纹连接有打磨调节螺钉6g，打磨调节螺钉6g上端与打磨支架6d下端相接触。由于工件在冲孔落料后会产生少量毛刺，而零件又要求表面必须光滑平整，因此特别设计了该自动去毛刺的打磨机构。工作时，当零件经流水线行走至打磨工序位置后，由对应的第二机械手上的专用吸盘吸起工件，送到打磨机构上的打磨头砂纸上。此时打磨位置已由打磨调节螺钉使打磨支架沿线性导轨调好打磨位高度位置。同时，压缩气体已使打磨头旋转，气体大小通过调压螺钉调节，当设定打磨时间完成后，第二机械手退回到流水线夹具位置放下零件，同时等待下一零件到此工序的生产加工。

参阅图11和图12所示，优选地，在环形导轨2侧边的机架1上设有校平机构11，在机架1上设有与校平机构11相配合的第三机械手12，第三机械手12与第一机械手7的结构相同；所述校平机构11位于流水线的最后一个工位上；该校平机构11主要由沿竖直方向固定在机架1上的校平固定板11a、沿竖直方向间隔且平行设置的两根第二线性导轨11b、活动设置在各第二线性导轨11b上的第二线性滑块11c、与各第二线性滑块11c固定连接的校平支架11d、设置在校平支架11d上的限位支承架11e、沿竖直方向设置在限位支承架11e下方的校平支架11d上的校平气缸11f以及设置在校平气缸11f活塞杆自由端的橡胶头11g组成；在第三机械手12上设有与限位支承架11e相配合且与橡胶头11g相对的硬质的定位吸盘13，待校平工件通过负压吸附固定在定位吸盘13内底部。

在本实施例中，所述限位支承架11e由两块间隔且相对设置在校平支架11d上的倒L形限位板组成；所述定位吸盘13由连接柱13a以及设置在连接柱13a下端的金属吸盘13b组成；在金属吸盘13b下端面设有与待校平工件相适应的弧形凹槽13c，在弧形凹槽13c内底部对应的定位吸盘13上设有与外部负压源管路连接的负压吸孔；所述橡胶头11g上端为与弧形凹槽13c相适应的球面结构。

为使校平机构适应不同工件的加工，在校平固定板11a下端设有校平调节支座11h，在校平调节支座11h上螺纹连接有校平调节螺钉11i，校平调节螺钉11i上端与校平支架11d下端相接触。

首先通过校平调节螺钉调节校平支架的高度。工作时，当工件在上道工序完工后，经流水线行至设定的位置时，由第三机械手12吸起零件送入到限位支承架11e里，然后再由校平气缸11f推动橡胶头11g向上顶零件使其向上在弧形凹槽13c內产生微量变型，以此达到校平效果。零件校平后，校平气缸11f回位，机械手12退出限位支承架，回到流水线将零件在对应的拖板3上的夹具上，再回到初始位置等待下一零件整平加工。

参阅图7和图8所示，限位机构9由设置在拖板3侧边机架1上的限位支座9a、沿垂直环形导轨方向设置在限位支座9a上的第四线性导轨9b、活动设置在第四线性导轨9b上的第四线性滑块9c、设置在第四线性滑块9c上的限位支架9d、设置在限位支座9a上且活塞杆自由端与限位支架9d相连接的限位气缸9e以及设置在限位支架9d上的限位轴承9f组成；限位轴承9f通过支轴设置在限位支架9d上，在拖板3上设有与限位轴承9f相配合的限位缺口3b。限位机构的主要作用是：当上道工序完工后移至下道工序时，对移动拖板的准确限位。其工作原理是：当拖板到达设定位置时，由限位气缸推动限位支架在第四线性导轨上推向拖板，再由限位支架上的限位轴承导入拖板的限位缺口里使之限位。当工序加工完成后，再由限位气缸带动限位支架退回到原位，并等待下一次加工循环。

参阅图9和图10所示，进一步地，为了使定位更加精准，提高工件加工的精度，在各限位机构9侧边的环形导轨2下方设有与拖板3相配合的辅助定位机构10，该辅助定位机构10由设置在拖板3下方机架1上的定位支座10a、设置在定位支座10a上的安装板10b、沿竖直方向平行且间隔设置在安装板10b上的两条第一线性导轨10c、活动设置在各第一线性导轨10c上的第一线性滑块10d、与各第一线性滑块10d固定连接的第一线性滑板10e、设置在第一线性滑板10e上端的定位导柱10f以及沿竖直方向设置在定位支座10a上的定位气缸10g组成；定位气缸10g下端与定位支座10a铰接，位于上端的活塞杆自由端与第一线性滑板10e连接；在拖板3上设有与定位导柱10f一一对应的通孔，在通孔内设有与定位导柱10f相配合的定位导套3a。辅助定位机构的主要作用是在限位机构的限位完成时，由定位气缸推动第一线性滑块上的第一线性滑板沿第一线性导轨向上滑动，使第一线性滑板上的定位导柱顺利导入拖板上统一安装的高精度、高硬度的定位导套内，以完全实现对工序加工产品的高精度定位。

本实施例中，各气缸均为内置行程开关类型，以保证气缸活塞杆移动的精确度。各气缸均与外部压缩气源管路连接，管路上设置电磁阀并由统一的电气控制单元控制，由于该控制部分为现有技术，在此不再赘述。

本发明流水线的工作原理为：先将零件坯料放入送料机构的料筒，由送料机构分件推出、由第一机械手吸起，并送入第一工位冲床模具内冲切加工，加工完成后，由第一工位对应的第二机械手吸起坯料放入拖板夹具上，夹具拖板由同步皮带带动移动至第二道加工工位，由对应的限位机构限位后，再由辅助定位机构的精密导柱导入，以确保第二道工位的机械手准确送料，然后由与第二道加工工位相配合的第二机械手吸起零件并送入第二工位内加工，完成后，再由第二机械手吸起零件送回拖板并送至一工序。后续工位同样地，由限位机构和辅助定位机构先定位，再由相配合的机械手配合将零件在流水线与加工工位之间输送。如图1所示，根据具体工序位数量的需求，设置各机械手、限位机构、辅助定位机构，实现流水化生产。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。