一种机器人辅助数控机床自动上下料装置及方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种机器人辅助数控机床自动上下料装置及方法。

背景技术：

现有的机械加工设备多数采用人工进行上下料，或是采用半自动化操作进行上料或下料，降低了整体的生产效率；特别是人工上下料，工人要近距离的接触设备，增加了工人的劳动强度且有一定的安全隐患；同时，人工进行上下料，装夹精度很难保证一致或合格，进而影响产品的加工精度和质量。

近年来，人工成本不断增加，给企业带来很大压力；招工困难，淡季养工人、旺季缺工人的现象在企业中普遍存在；市场竞争激烈，高效率、高质量是企业生存的关键，这些都迫使数控机床进行自动化的改造，实现生产的高度自动化。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种机器人辅助数控机床自动上下料装置及方法，该装置可以实现数控机床自动上下料。

本发明所提供的一种机器人辅助数控机床自动上下料装置包括第一输送线、第二输送线、上下料机器人、数控机床及废料存放库，第一输送线与第二输送线平行设置，第一输送线、第二输送线和废料存放库设置在上下料机器人的同一侧，数控机床设置在上下料机器人的另一侧，废料存放库设置在第二输送线输入端的一侧。

第一输送线包括第一输送带、第一输送线挡板、定位块、固定板、接近开关及推料气缸，第一输送线挡板设置在第一输送带的两侧，固定板设置在第一输送线的输出端，接近开关固定在固定板上，定位块为v型块，定位块和推料气缸相对设置在固定板的左侧；第一输送线挡板、定位块、固定板及推料气缸固定在第一输送线的机架上。

上下料机器人包括机器人安装架、机器人本体及抓取机构，机器人本体固定在机器人安装架，抓取机构固定在机器人本体的动平台上。

第二输送线包括工业相机、检测气缸、第二输送带及第二输送线挡板，工业相机设置在第二输送线的输入端，检测气缸设置在工业相机的右侧，第二输送线挡板设置在第二输送带的两侧，工业相机、检测气缸及第二输送线挡板均固定在第二输送线的机架上。

优选的，第一输送线包括斜侧挡板和直侧挡板，斜侧挡板和直侧挡板相对设置在定位块的左侧，斜侧挡板和直侧挡板均固定在第一输送线的机架上。

优选的，抓取机构包括旋转气缸、上料气缸、下料气缸、上料手爪、下料手爪及缓冲器，上料气缸和下料气缸相对旋转气缸输出法兰的轴线对称设置，上料手爪与上料气缸固连，下料手爪与下料气缸固连，缓冲器设置在上料气缸上。

本发明所提供的一种机器人辅助数控机床自动上下料方法，该方法具体步骤如下：

（1）待加工件随第一输送带运动，待加工件运送到预设位置时，接近开关感应到待加工件后，控制系统发出指令，第一输送带停止运动；

（2）推料气缸动作，推动待加工件到达定位块处；

（3）控制系统检测到待加工件到位信号，上下料机器人抓取所述待加工件后，前往加工等待区，同时第一输送线接受指令继续运转，使下一个待加工件达到定位块处；

（4）上下料机器人到达加工等待区等待，数控机床加工完成后，机床门打开，上下料机器人将已加工件取下，然后进行上料；

（5）上下料机器人把已加工件运送到第二输送带上的预设位置，控制系统对所述已加工件表面进行检测，检测不合格的所述已加工件由检测气缸推送至废料存放库，检测合格的所述已加工件由所述第二输送带运送到下一工位；

本发明可以实现数控机床自动上下料和外观质量检测，生产高度自动化，减少人力成本，提高工件的加工质量，同时结构简单，易于制造。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明装置中第一输送线的结构示意图。

图3是本发明装置中第二输送线的结构示意图。

图4是本发明装置中上下料机器人的结构示意图。

图5是图4上下料机器人中抓取机构的结构示意图。

图中：1：第一输送线；11：第一输送带；12：第一输送线挡板；13：斜侧挡板；14：定位块；15：固定板；16：接近开关；17：推料气缸；18：直侧挡板；2：废料存放库；3：第二输送线；31：工业相机；32：检测气缸；33：第二输送线挡板；34：第二输送带；4：上下料机器人；41：机器人安装架；42：机器人本体；43：抓取机构；431：安装法兰；432：旋转气缸；433：下料气缸；434：上料气缸；435：上料手爪；436：缓冲器；437：下料手爪；5：数控机床。

具体实施方式

本发明所提供的一种机器人辅助数控机床自动上下料装置，该装置包括第一输送线1、第二输送线3、上下料机器人4、数控机床5和废料存放库2，第一输送线1包括第一输送带11、第一输送线挡板12、斜侧挡板13、直侧挡板18、定位块14、固定板15、接近开关16及推料气缸17；第一输送带11由电机驱动，带动待加工件有序前进，第一输送线挡板12布置在第一输送带11的两侧，通过安装支座固定在机架上，第一输送线挡板12限定待加工件在第一输送带11上的运动范围，防止待加工件从第一输送带11掉下，固定板15设置在第一输送线1的输出端，固定板15与机架固定连接，接近开关16固定在固定板15上，定位块14为v型块，定位块14和推料气缸17相对设置在固定板15的左侧，定位块14和推料气缸17相对固定在机架上，连接斜侧挡板13和直侧挡板18设置在定位块14的左侧，连接斜侧挡板13和直侧挡板18相对固定在机架上。

上下料机器人4包括机器人安装架41、机器人本体42和抓取机构43；机器人本体固定在机器人安装架41上，机器人本体42为scara机器人，该机器人具有三个平动自由度和一个转动自由度；机器人本体42末端执行机构的动平台与抓取机构43的安装法兰431固定连接，抓取机构43包括安装法兰431、旋转气缸432、上料气缸434、下料气缸433、上料手爪435、缓冲器436及下料手爪437，旋转气缸432通过安装板与安装法兰431固定连接，上料气缸434和下料气缸433相对旋转气缸432输出法兰的轴线对称设置，上料手爪435与上料气缸434固连，下料手爪433与下料气缸437固连，缓冲器436通过安装支架固定在上料气缸434上，缓冲器436具有缓冲作用以免伤害物料或夹具，同时能顶紧待加工件到安装位置来保证安装和装夹精度，可以提高待加工件的装夹精度，从而提高工件的加工质量，机器人本体42带动抓取机构43运动，旋转气缸432用来改变待加工件的轴线方向。

第二输送线3包括工业相机31、检测气缸32、第二输送线挡板33及第二输送带34；第二输送带34由电机驱动，第二输送线挡板33布置在第二输送带34的两侧，通过安装支座固定在机架上，第二输送线挡板33限定待加工件在第二输送带34上的运动范围，防止待加工件从第二输送带34掉下，工业相机31设置在第二输送线的输入端，通过安装支座固定于机架，工业相机31与控制系统通信，用来检测已加工件的外观质量，检测气缸32布置在工业相机31右侧，固定在机架上。

本发明装置的动作过程如下：

（1）待加工件随第一输送带11运动，待加工件运送到预设位置时，接近开关感应到待加工件后，控制系统发出指令，第一输送带11停止运动；

（2）推料气缸17动作，推动待加工件到达定位块14处；

（3）控制系统检测到待加工件到位信号，上下料机器人4抓取待加工后，前往加工等待区，同时第一输送线1接受指令，继续运转，使下一个待加工件达到定位块14处；

（4）上下料机器人4到达加工等待区等待，数控机床4加工完成后，机床门打开，上下料机器人将已加工件取下，然后进行上料；

（5）上下料机器人把已加工件运送到第二输送带34上的预设位置，控制系统对工件表面进行检测，不合格产品由检测气缸32推送至废料存放库2，合格产品由第二输送带34运送到下一工位。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。