光通讯精密零件RC智能制造生产线的制作方法

本实用新型涉及一种rc智能制造技术，具体为一种光通讯精密零件rc智能制造生产线。

背景技术：

光通讯精密零件是广泛应用于汽车、电子、光通讯、五金、计算机等行业的小型精密零部件，种类多、规格多、型号多、用量大，需要大批量生产。现有的小型精密零部件从生产制造到质量检测没有形成连续式的生产模式，各工序均由人工操作执行，作业质量和效率远远满足不了使用企业智能制造的要求，且不有保证连续生产，劳动强度相当大，无法保证产品合格率。因此需要一种根据车间规划及实际产品的加工要求，灵活的进行各种形式的无限扩展组合，形成多台设备互联互通且能适应多种类、多规格、多型号的生产线，而目前能够满足上述要求的rc智能制造生产线尚未见报道。

技术实现要素：

针对现有技术中光通讯精密零件的生产作业质量和效率满足不了使用企业智能制造的要求且劳动强度大、合格率低等不足，本实用新型要解决的问题是提供一种连续生产不停机、加工生产柔性化、机器人值守无人化的光通讯精密零件rc智能制造生产线。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种光通讯精密零件rc智能制造生产线，包括检测单元、移动料盘单元、固定料盘单元、清洗单元、转换单元、第一～二数控机床以及第一～三机器人，其中第一～三机器人的安装基座呈品字形布置，固定料盘单元安装于第一机器人一侧取放范围内，第一数控机床安装于第一机器人另一侧取放范围内；第二数控机床安装于及第一～二机器人的取放范围内，清洗单元安装于第二～三机器人的取放范围内，检测单元和移动料盘单元安装于第三机器人的取放范围内；转换单元安装于品字形中间空位、第一～二机器人的取放范围内。

所述转换单元包括支撑底座以及设于支撑底座上的导轨、行走支撑架、固定支撑架、第一气动三爪卡盘夹具和第二气动三爪卡盘夹具，其中导轨安装于支撑底座上，行走支撑架滑动安装于导轨上，固定支撑架安装于导轨一端，第二气动三爪卡盘夹具固定安装于固定支撑架上，第一气动三爪卡盘夹具固定安装于行走支撑架上，第一气动三爪卡盘夹具和第二气动三爪卡盘夹具相对设置；第一气动三爪卡盘夹具端部的电机罩内设有电机，电机输出轴通过丝杠与行走支撑架传动连接。

所述清洗单元包括工作台以及设于工作台上的回转气缸、薄型气缸、气缸、吹屑喷头和第三气动三爪卡盘夹具，其中，回转气缸通过支撑架固定安装于工作台上，一旋转支撑臂一端与回转气缸转动连接，另一端安装吹屑喷头，薄型气缸安装于旋转支撑臂上，气路与吹屑喷头连通；气缸安装于工作台上、吹屑喷头的下方，第三气动三爪卡盘夹具与气缸的活塞杆相连。

所述移动料盘单元包括第一料盘、第二料盘、第一对直线导轨、第二对直线导轨、定位块、位置检测传感器以及支撑板，其中，第一对直线导轨和第二对直线导轨并行安装于支撑板上，第一对直线导轨在外侧，第二对直线导轨在里侧，第一料盘通过向两侧外展的滑板滑动安装于第一对直线导轨上，第二料盘通过底部滑槽滑动安装于第二对直线导轨上，第一料盘、第二料盘在竖直方向高低错开，定位块安装于第一对直线导轨、第二对直线导轨两端。

本实用新型还包括用于检测第一料盘、第二料盘移动位置的位置检测传感器，安装于支撑板一侧。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型基于机器人技术、plc技术、影像视觉检测技术、精确定位技术、互联互通通信技术、数控技术等的深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，实现了连续生产不停机、工作单元集成化、精确定位智能化、加工生产柔性化、机器人值守无人化、加工与辅助时间重叠化的完美结合。

2.本实用新型适应性强，当更换加工产品时，系统对生产线生产过程中的各部分状态进行实时检测并反馈，只需对生产线plc总线系统进行程序输入，就可以对各工作单元做出相应的精确调整，从而及时做出相应加工部分的智能调整，即可快速进行不同加工产品的转换，具有较高的柔性特征，可对不同加工种类的工件进行快速有效的转换，不必专机专用，能够极大的提升加工效率和设备利用率、节约人力成本、降低生产成本、减小工业能源损耗率、提高加工产品精度、保证品质一致性、杜绝产品不良率。

3.本实用新型将加工光通讯精密零件的数控车床与机器人自动上下料、清洗单元、检测单元等工作单元深度融合，实现了生产线的自动化连续生产制造、自动清洗、自动检测、自动上下料有机融合，本生产线对关节机器人上下料部分，车、铣、钻等一次、二次机加部分，工件装夹部分翻转单元、清洗单元、在线外观和尺寸检测单元进行电器控制整合，结合各部分位置传感器、外观和尺寸检测判输出，实现依照程序进行智能加工。

4.本实用新型通过plc程序和系统相结合，使气动元件和电气元件应用相结合，实现在线自动清洗吹干功能，清洗效果100％，达到sa2.5级标准，满足零部件产品清洁度要求，在原有软件基础上进行改进，添加二维高速影像检测和红外线视觉检测，其在线重复测量精度达到±0.0015mm；将其融入到在线检测单元能够100％实现良品与不良品的自动分离，更进一步针对分离后的不良品再次分项分离管理，最终实现对产品的不良原因分析、调查、改善和技术改进，使不良问题得到有效改善解决。

5.本实用新型系统采用模块化设计，可以根据车间规划及实际产品的加工要求，灵活的进行各种形式的无限扩展组合，形成多台设备互联互通的生产线，系统呈“u”形(指工件由固定料盘到移动料盘的位置转变为u形)精益生产布局，结构紧凑，占地面积小，空间利用率高。该生产线系统在国内尚属行业内的首次技术突破，填补了国内在该领域上的技术空白，达到国内领先水平，开创了我国“定制”式小型精密零件智能制造生产线装备研发的先河。

附图说明

图1为本实用新型生产线总体布置图；

图2为本实用新型中机器人参数及动作规划范围图；

图3为本实用新型中转换单元结构示意图；

图4为本实用新型中清洗单元结构示意图；

图5为本实用新型中检测单元结构示意图；

图6为本实用新型中移动料盘单元结构示意图；

图7为本实用新型中数控机床结构示意图。

其中，1为检测单元，101为支撑座，102为平移导轨，103为行走工件托架，104为不良品收集盒，2为移动料盘单元，201为第一料盘，202为第二料盘，203为直线导轨，203为定位块，204为位置检测传感器，205为位置检测传感器，206为支撑板，3为固定料盘单元，4为第一机器人，5为第一数控机床，6为转换单元，601为支撑底座，602为导轨，603为行走支撑架，604为固定支撑架，605为第一气动三爪卡盘夹具，606为第二气动三爪卡盘夹具，607为电机罩，7为第二数控机床，8为第二机器人，9为第一机器人配电柜，10为第二机器人配电柜，11为第三机器人配电柜，12为清洗单元，1201为工作台，1202为回转气缸，1203为薄型气缸，1204为气缸、1205为吹屑喷头，1206为第三气动三爪卡盘夹具，13为第三机器人。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型一种光通讯精密零件rc智能制造生产线，包括检测单元1、移动料盘单元2、固定料盘单元3、清洗单元12、转换单元6、第一～二数控机床5、7以及第一～三机器人4、8、13，其中第一～三机器人4、8、13的安装基座呈品字形布置，固定料盘单元3安装于第一机器人4一侧取放范围内，第一数控机床5安装于第一机器人4另一侧取放范围内；第二数控机床安装于及第一～二机器人4、8的取放范围内，清洗单元12安装于第二～三机器人8、13的取放范围内，检测单元1和移动料盘单元2安装于第三机器人13的取放范围内；转换单元6安装于品字形中间空位、第一～二机器人4、8的取放范围内。

每个机器人的取放范围如图2所示的机器人参数及动作规划范围图。

本实用新型由两台g20型cnc车床(如图7所示)搭载三台机器人和五个单元组成，其中固定料盘单元用于整齐摆放毛坯件，便于机器人的抓取；第一数控机床5将毛坯件进行一序加工，加工精度保证在±5μm以内；转换单元为一款用于智能制造生产线在途加工工件径向水平自动翻转的装置，通过生产线通信交互，plc信号指令输入输出驱动各机构工作，可高速、高效、高精准进行工件加工面的径向水平180度翻转；第二数控机床7可将工件加工至成品，加工精度保证在±5μm以内；清洗单元为一款用于智能制造生产线在途加工工件的吹屑清洗装置，可高速、高效、高精准进行工件表面的气动吹屑，清洗后目视工件表面不得有浮灰、废屑及污迹等，零件清洁度达到国际标准sa2.5级；第一机器人4用于抓取毛坯件进入第一数控机床5完成下料、上料、退出第一数控机床5移至转换单元6，将一序加工完成件放置在转换单元6的第一气动三爪卡盘夹具605，完成后退回等待抓取毛坯件位置；第二机器人8抓取转换单元6中工件方向转换完成后的工件进入第二数控机床7，进行下料、上料，然后退出机床，将成品工件放置清洗单元12中，完成后退后等待抓取工件位置；第三机器人13抓取清洗完成的工件放入检测单元1中进行检测，检测完成后抓取至移动料盘单元2内。

还具有第一～三机器人配电柜9～11，分别为第一～三机器人的供电及信号输入输出分配。

如图3所示，转换单元6包括支撑底座601以及设于支撑底座601上的导轨602、行走支撑架603、固定支撑架604、第一气动三爪卡盘夹具605和第二气动三爪卡盘夹具606，其中导轨602安装于支撑底座601上，行走支撑架滑动安装于导轨602上，固定支撑架604安装于导轨602一端，第二气动三爪卡盘夹具606固定安装于固定支撑架604上，第一气动三爪卡盘夹具605固定安装于行走支撑架603上，第一气动三爪卡盘夹具605与第二气动三爪卡盘夹具606相对设置；第一气动601端部的电机罩607内设有电机，电机输出轴通过丝杠与行走支撑架603传动连接。

本实施例中，导轨602固定在支撑底座601上，行走支撑架603滑动套装在导轨602外，当电机启动时，输出轴带动丝杠旋转，通过行走支撑架603进一步带动第一气动三爪卡盘夹具605沿导轨602轴向运动，当向第二气动三爪卡盘夹具606方向运动时，将工件夹紧，反之，当第一气动三爪卡盘夹具605向与第二气动三爪卡盘夹具606相反方向运动时，将工件松开。

转换单元6可准确抓取每个工件上料至第二数控机床，并使移动滑台回归零点位置。

如图4所示，清洗单元12包括工作台1201以及设于工作台1201上的回转气缸1202、薄型气缸1203、气缸1204、吹屑喷头1205和第三气动三爪卡盘夹具1206其中，回转气缸1202通过支撑架固定安装于工作台1201上，一旋转支撑臂一端与回转气缸1202转动连接，另一端安装吹屑喷头1205，薄型气缸1203安装于旋转支撑臂上，气路与吹屑喷头1205连通；气缸1204安装于工作台1201上、吹屑喷头1205的下方，第三气动三爪卡盘夹具1206与气缸1204的活塞杆相连。

本实施例中，工件送入第三气动三爪卡盘夹具1206夹紧后，回转气缸1202动作，带动薄型气缸1203和吹屑喷头1205旋转至气缸1204和第三气动三爪卡盘夹具1206上方进行吹屑，吹屑完成后回转气缸1202再次动作回到原位，松开第三气动三爪卡盘夹具1206，取出工件，完成一次吹屑过程，保证目视检验工件表面无脏污残留。

清洗单元12还具有检测显示单元1207，设于工作台1201上、回转气缸1202及支撑架一侧，用于显示成品和废品数量及各单元报警，包括转换单元行程报警、清洗单元旋转气缸旋转是否到位、检测单元滑台是否到位、移动料盘单元料盘检测是否到位。

如图5所示，检测单元1采用日本keyence智能影像视觉检测系统，该系统由二维高速投影尺寸测量仪(tm-3001p控制器、tm-040测量头)、视觉检测系统(cv-x420-a控制器、cv-200mccd、ca-ddw8背光照明、ca-dc40e照明放大器)组成，通过配套plc控制柜以及支撑座101、平移导轨102、行走工件托架103、不良品收集盒104等，实现工件一次性高精度、高稳定性、智能化外观和尺寸检测及不良品分拣，可实现重要尺寸100％在线检测，并将不良品自动分选识别。

如图6所示，移动料盘单元2包括第一料盘201、第二料盘202、第一对直线导轨203a、第二对直线导轨203b、定位块204、位置检测传感器205以及支撑板206，其中，第一对直线导轨203a和第二对直线导轨203并行安装于支撑板206上，第一对直线导轨203a在外侧，第二对直线导轨203在里侧，第一料盘201通过向两侧外展的滑板滑动安装于第一对直线导轨203a上，第二料盘202通过底部滑槽滑动安装于第二对直线导轨203上，第一料盘201、第二料盘202在竖直方向高低错开，定位块204安装于第一对直线导轨203a、第二对直线导轨203b两端；还包括用于检测第一料盘201、第二料盘202移动位置的位置检测传感器205，安装于支撑板206一侧。

第一料盘201和第二料盘202，以上、下错位方式分别滑动安装于各自的直线导轨上；各料盘分别与电控驱动装置连接。第一料盘201在上部，第二料盘202在下部，通过第一对直线导轨203a的相距宽度以及第一料盘201的高度能够使第二料盘202下部料盘在驱动装置的驱动下移动。

第一料盘201与第二料盘202分时在第一对直线导轨203a和第二对直线导轨203b做相互运动至定位块204处，由位置检测传感器205检测第一料盘201或第二料盘202是否移动至指定位置，保证机械手准确顺畅抓取工件，向第一数据机床主轴上料时工作状态稳定、畅通。

本实用新型整体工作过程及原理如下：

系统工作时，在各工作单元plc智能数字化控制系统操控下，通过对输入装置数字编码所记录的信息进行一系列处理后，按操控体系的信息通过伺服系统及可编程序控制器向多功能六轴智能小型机器人机械手上下料单元(即第一～三机器人)、数控车床机加工单元(即第一～二数控车床)、转换单元、清洗单元、检测单元、移动料盘单元的执行机构宣布指令，各工作单元按程序指令有工作次序、有运行轨迹、有标准化动作、有必定速度、有时间控制的自动完成执行机构的相对应部位动作需求。同时，系统进行实时动态监控，当动作有错误或发生故障时宣布报警信号，系统检测程序随时将执行机构的实际动态信息反馈给操控体系，并与设定的数据信息进行比较，然后经过操控体系进行自动调整，使执行机构以设定的精度自我恢复到设定要求，从而保证整套生产系统工作的精确性、稳定性、连续性、协同性、可控性。

本实用新型依据q/fts1-2019《r.c智能制造生产线》企业标准设计生产的，基于机器人技术、plc技术、影像视觉检测技术、精确定位技术、互联互通通信技术、数控技术等的深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自运算、自决策、自执行、自适应、自监控、自调节、自保护等功能的新型“定制”式智能制造生产线系统。实现了连续生产不停机、工作单元集成化、精确定位智能化、加工生产柔性化、机器人值守无人化、加工与辅助时间重叠化的完美结合。当更换加工产品时，只需对生产线plc总线系统进行程序输入，就可以对各工作单元做出相应的精确调整，即可快速进行不同加工产品的转换，具有较高的柔性特征。能够极大的提升加工效率和设备利用率、节约人力成本、降低生产成本、减小工业能源损耗率、提高加工产品精度、保证品质一致性、杜绝产品不良率。