一种精密零件智能化制造成套生产线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种精密零件智能化制造成套生产线，其呈直线分布，依次设有上下料单元、多关节上下料单元、激光切割加工单元、直角机械手搬送单元、毛刺打磨单元、精雕加工单元、双端面抛光单元、清洗风干单元、视觉检测与定位单元、喷砂机器人与姿态调整单元、喷砂加工单元、打包机器人单元、打包机单元和输送单元。本实用新型将数控、制造加工、机器人、视觉以及生产管理系统融为一体，构成了一条高度自动化、个性化的制造生产线。为学校工业自动化教学提供了一个既能让学生系统的学习到各类先进技术，也能培养学生当前工厂内实际生产管理理念，为学校培养复合社会要求的各类人才打造了一个良好的平台。
【专利说明】
一种精密零件智能化制造成套生产线
技术领域
[0001]本实用新型属于多机种组合而成的自动化生产线，具体涉及一种精密零件智能化制造成套生产线。
【背景技术】
[0002]近年以来新型制造理念日益在制造行业盛行，学校则肩负着这类适应新型制造理念的人才培养。传统的教学过程中往往是单机教学，而且没有融入当今主流的生产管理系统，学生无法系统的认识到工厂的生产管理模式。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种精密零件智能化制造成套生产线，用以教学向学生传递先进数控技术、制造加工技术、视觉检测技术以及生产管理技术，同时也能进行实际生产。
[0004]实现本实用新型目的采用的技术方案如下:
[0005]本实用新型提供的精密零件智能化制造成套生产线呈直线分布，依次设有上下料单元、多关节上下料单元、激光切割加工单元、直角机械手搬送单元、毛刺打磨单元、精雕加工单元、双端面抛光单元、清洗风干单元、视觉检测与定位单元、喷砂机器人与姿态调整单元、喷砂加工单元、打包机器人单元、打包机单元和输送单元。
[0006]所述上下料单元与激光切割加工单元之间通过多关节上下料单元衔接;所述激光切割加工单元、毛刺打磨单元、精雕加工单元与双端面抛光单元之间通过直角机械手搬送单元衔接;所述双端面抛光单元设有传送带装置与清洗风干单元进行衔接;清洗风干单元设有落料机构，产品自动滑落至视觉检测与定位单元区域;视觉检测与定位单元和喷砂加工单元之间通过喷砂机器人与姿态调整单元进行衔接，两者之间又设有姿态调整装置;视觉检测与定位单元设有传送带，通过打包机器人单元与打包机单元衔接;所述打包机单元与输送单元之间也是通过打包机器人单元衔接。
[0007]所述上下料单元，包括用于放置上料小车与废料回收小车的限位框架，所述上料小车上安装有用于限制料板位置的料板限位块，所述废料回收小车上设有用于回收废料的废料框;所述多关节上下料单元包括多关节机器人安装机架、设在多关节机器人安装机架上的多关节机器人，安装在多关节机器人末端的吸盘夹具，所述吸盘夹具包括吸盘安装基板和设在吸盘安装基板上的吸盘;所述直角机械手搬送单元，包括立柱、安装在立柱上的X轴，安装在立柱的X轴上沿X轴移动的Z轴，Z轴末端安装有带有吸盘的吸附夹具，立柱侧面安装有毛刺打磨单元;所述毛刺打磨单元，包括安装壳体、设在安装壳体上的调速电机，与调速电机轴端连接的砂轮盘。
[0008]所述激光切割加工单元，包括大理石安装底板，激光头，大理石安装底板上安装有X、Y轴方向伺服滑台，X轴方向伺服滑台上安装在有支撑与夹紧机构;支撑与夹紧机构包括安装底板，安装底板上设有支撑顶针，废料回收容器套在支撑顶针上，支撑顶针穿过废料回收容器底部的圆孔，安装在底板上的气缸可实现对料板的夹紧与松开。
[0009]所述精雕加工单元，包括加工主轴、运动工作台、安装在运动工作台上的工件吸附夹具、以及安装在工件吸附夹具右侧的用于吹干其表面切削液的吹气装置。
[0010]所述双端面抛光单元，包括磨床本体、位于磨床上下抛光轮之间的送料盘、位于送料盘下方的落料机构和传送装置，传送装置右端设有落料机构。
[0011]所述清洗风干单元，包括一侧的传送装置、清洗机主体、位于另一侧出口的落料装置。
[0012]所述视觉检测与定位单元，包括安装机架，安装机架中部安装有传送装置，传送装置两侧设有用于检测的光源，安装机架上部安装有与视觉镜头连接的气缸，视觉镜头可以随气缸进行水平移动。
[0013]所述喷砂机器人与姿态调整单元，包括机架、安装在机架上的机器人，安装在机器人末端设吸盘的吸附夹具，机架侧面安装有姿态调整装置;姿态调整装置，包括直线气缸、笔型气缸、与笔型气缸末端连接的旋转气缸、以及分别与直线气缸、旋转气缸相连的吸盘；所述喷砂加工单元，包括设开口的喷砂机本体、设在喷砂机本体开口内的旋转吸附夹具，其中旋转吸附夹具包括调速电机、旋转吸盘，旋转吸盘与调速电机通过链条连接。
[0014]所述打包机器人单元，包括打包机器人机架、设在打包机器人机架上的机器人、以及安装在机器人末端设吸盘的吸附夹具;所述打包机单元，包括机架、位于机架上方的储料机构、设在储料机构一侧的笔型气缸、位于储料机构另一侧的夹紧与开盒机构、与夹紧与开盒机构衔接的闭盒机构;所述夹紧与开盒机构包括夹爪、气缸、开盒吹气口；所述闭盒机构通过在铝块上开孔，并连接气管以吹气的方式实现包装盒的封闭。
[0015]有益效果:
[0016]本实用新型将先进的数控技术、制造加工技术、机器人技术以及视觉技术，生产管理系统融为一体，构成了一条高度自动化、个性化的制造生产线。为学校工业自动化教学提供了一个既能让学生系统的学习到各类先进技术，也能培养学生当前工厂内实际生产管理理念，为学校培养复合社会要求的各类人才打造了一个良好的平台。
[0017]下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
【附图说明】
[0018]图1是本使用新型的安装示意图。
[0019]图2是图1的俯视图。
[0020]图3是本实用新型中上下料单元的安装示意图。
[0021]图4是本实用新型中多关节上下料单元的安装示意图。
[0022]图5是本实用新型中激光切割加工单元的示意图。
[0023]图6是本实用新型中直角机械手搬送单元的示意图。
[0024]图7是本实用新型中毛刺打磨单元的示意图。
[0025]图8是本使用新型中精雕加工单元的示意图。
[0026]图9是本实用新型中双端面抛光单元的示意图。
[0027]图10是本实用新型中清洗风干单元的示意图。
[0028]图11是本实用新型中视觉检测与定位单元的示意图。
[0029]图12是本实用新型中喷砂机器人与姿态调整单元的安装示意图。
[0030]图13是本实用新型中喷砂加工单元的安装示意图。
[0031]图14是喷砂机器人与姿态调整单元的姿态调整装置的结构示意图。
[0032]图15是喷砂加工单元中旋转吸附夹具的结构示意图。
[0033]图16是本实用新型中打包机器人单元的安装示意图。
[0034]图17是本实用新型中打包机单元的示意图。
[0035]图18是打包机单元中夹紧与开盒机构的结构示意图。
[0036]图19是本实用新型中输送单元的示意图。
【具体实施方式】
[0037]图1、图2所示为本使用新型的安装示意图，整条精密零件智能化制造成套生产线呈直线分布，依次设有上下料单元100、多关节上下料单元200、激光切割加工单元300、直角机械手搬送单元400、毛刺打磨单元500、精雕加工单元600、双端面抛光单元700、清洗风干单元800、视觉检测与定位单元900、喷砂机器人与姿态调整单元1000、喷砂加工单元1100、打包机器人单元1200、打包机单元1300和输送单元1400。
[0038]所述上下料单元100与激光切割加工单元300之间通过多关节上下料单元200衔接;所述激光切割加工单元300、毛刺打磨单元500、精雕加工单元600与双端面抛光单元700之间通过直角机械手搬送单元400衔接;所述双端面抛光单元700设有传送带装置与清洗风干单元800进行衔接;清洗风干单元800设有落料机构，产品自动滑落至视觉检测与定位单元900区域;视觉检测与定位单元900和喷砂加工单元1100之间通过喷砂机器人与姿态调整单元1000进行衔接，两者之间又设有姿态调整装置;视觉检测与定位单元900设有传送带，通过打包机器人单元1200与打包机单元1300衔接;所述打包机单元1300与输送单元1400之间也是通过打包机器人单元1200衔接。
[0039]所述上下料单元100如图3所示，包括限位框架101，上料小车102与废料回收小车104停放在限位框架101所设定范围内。其中上料小车102上安装有料板限位块103，用于限制料板的位置;废料回收小车104上设有废料框105，用于回收废料。
[0040]所述多关节上下料单元200如图4所示，包括多关节机器人安装机架201、多关节机器人204，安装在多关节机器人204末端的吸盘夹具包括吸盘安装基板203和吸盘202。
[0041 ] 所述激光切割加工单元300如图5所示，包括大理石安装底板301，激光头306。大理石安装底板301上安装有X、Y轴方向伺服滑台303、308。支撑与夹紧机构安装在X轴方向伺服滑台303上。整个支撑与夹紧机构包括安装底板302，支撑顶针304通过螺纹连接固定在安装底板302上，废料回收容器305套在支撑顶针304上，支撑顶针304穿过废料回收容器305底部的圆孔，安装在底板302上的气缸307可实现对料板的夹紧与松开。
[0042]所述直角机械手搬送单元400如图6所示，包括立柱404、安装在立柱404上的X轴403，安装在X轴403上沿X轴403移动的Z轴401，Z轴401末端安装有带有吸盘的吸附夹具402，立柱404侧面安装有毛刺打磨单元500。
[0043]所述毛刺打磨单元500如图7所示，主要包括安装壳体501、设在安装壳体501上的调速电机502，与调速电机轴端连接的砂轮盘503。
[0044]所述精雕加工单元600如图8所示，包括加工主轴601，运动工作台604，安装在运动工作台604上的工件吸附夹具602，以及安装在工件吸附夹具602右侧的用于吹干其表面切削液的吹气装置603。
[0045]所述双端面抛光单元700如图9所示，包括磨床本体701，位于磨床上下抛光轮之间的送料盘702，位于送料盘下方的落料机构703和传送装置704，传送装置右端设有落料机构705。
[0046]所述清洗风干单元800如图10所示，包括左侧的传送装置801，清洗机主体802，位于右侧出口的落料装置803。
[0047]所述视觉检测与定位单元900如图11所示，包括安装机架901，机架中部安装有传送装置903，传送装置903两侧设有用于检测的光源902。机架901上部安装有与视觉镜头904连接的气缸905，视觉镜头904可以随气缸905进行水平移动。
[0048]所述喷砂机器人与姿态调整单元1000如图12所示，包括机架1001，安装在机架1001上的机器人1002，安装在机器人1002末端设吸盘1003-1的吸附夹具1003，机架1001侧面安装有姿态调整装置1004。姿态调整装置1004如图14所示，包括直线气缸1004-1、笔型气缸1004-4，与笔型气缸1004-4末端连接的旋转气缸1004-5，以及分别与直线气缸1004-1、旋转气缸1004-5相连的吸盘1004-2、1004-3。
[0049]所述喷砂加工单元1100如图13所示，包括设开口 1102的喷砂机本体1100、设在喷砂机本体开口 1102内的旋转吸附夹具1101，其中旋转吸附夹具如图15所示，主要包括调速电机1001-1、旋转吸盘1001-3，旋转吸盘1001-3与调速电机1001-1通过链条1001-2连接。
[0050]所述打包机器人单元1200如图16所示，包括机架1201，机器人1202以及安装在机器人1202末端设吸盘1203-1的吸附夹具1203。
[0051 ]所述打包机单元1300如图17所示，包括机架1301，位于机架上方的储料机构1303、设在储料机构1303 —侧的笔型气缸1302、位于储料机构1303另一侧的夹紧与开盒机构1304、与夹紧与开盒机构1304衔接的闭盒机构1305。笔型气缸1302用于将包装盒从储料机构1303中推出；夹紧与开盒机构1304如图18所示，包括夹爪1304-1、气缸1304-2、开盒吹气口 1304-3;闭盒机构1305通过在铝块上开孔，并连接气管以吹气的方式实现包装盒的封闭。
[0052]所述输送单元1400如图19所示，它是一台小型皮带输送机，由调速电机和皮带构成，传送装置前端设有传感器。
[0053]本实用新型的工艺流程如下，首先人工将料板按照要求放置到上下料单元100中的上料小车102上由料板限位块103所限定的区域内，并将上料小车102推送至指定位置。之后由多关节上下料单元200将料板搬送至激光切割加工单元300进行切割加工;切割完成之后，直角机械手搬送单元400将切割所得将产品搬送至毛刺打磨单元500进行毛刺打磨处理;该动作完成之后继续由直角机械手搬送单元400将产品搬送至精雕加工单元600进行雕刻加工;雕刻完成之后还是由直角机械手搬送单元400将产品搬送至双端面抛光单元700进行双端面抛光加工。此后，产品将通过传送带被搬送至风干清洗单元800，对其表面的残留切削液进行清洗，并风干处理。处理完成之后，产品经由传送带到达视觉检测与定位单元900，对产品外形进行检测并定位。当喷砂机器人与姿态调整单元1000收到产品位置信息后，会将其搬送至喷砂加工单元1100，并通过姿态调整装置1004实现产品上下端面的先后喷砂处理。喷砂处理完成之后，产品由喷砂机器人与姿态调整单元1000送回至传送带，由视觉检测与定位单元900对产品图案进行检测。如果检测不合格，产品被剔除。如果产品检测合格，打包机器人单元1200将产品搬送至打包机单元1300，进行打包装盒。打包完成之后再由打包机器人单元1200将包装盒搬送至输送单元1400，完成整个生产加工流程。
【主权项】
1.一种精密零件智能化制造成套生产线，其特征是呈直线分布，依次设有上下料单元、多关节上下料单元、激光切割加工单元、直角机械手搬送单元、毛刺打磨单元、精雕加工单元、双端面抛光单元、清洗风干单元、视觉检测与定位单元、喷砂机器人与姿态调整单元、喷砂加工单元、打包机器人单元、打包机单元和输送单元。2.根据权利要求1所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述上下料单元与激光切割加工单元之间通过多关节上下料单元衔接;所述激光切割加工单元、毛刺打磨单元、精雕加工单元与双端面抛光单元之间通过直角机械手搬送单元衔接;所述双端面抛光单元设有传送带装置与清洗风干单元进行衔接;清洗风干单元设有落料机构，产品自动滑落至视觉检测与定位单元区域;视觉检测与定位单元和喷砂加工单元之间通过喷砂机器人与姿态调整单元进行衔接，两者之间又设有姿态调整装置;视觉检测与定位单元设有传送带，通过打包机器人单元与打包机单元衔接;所述打包机单元与输送单元之间也是通过打包机器人单元衔接。3.根据权利要求2所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述上下料单元，包括用于放置上料小车与废料回收小车的限位框架，所述上料小车上安装有用于限制料板位置的料板限位块，所述废料回收小车上设有用于回收废料的废料框;所述多关节上下料单元包括多关节机器人安装机架、设在多关节机器人安装机架上的多关节机器人，安装在多关节机器人末端的吸盘夹具，所述吸盘夹具包括吸盘安装基板和设在吸盘安装基板上的吸盘;所述直角机械手搬送单元，包括立柱、安装在立柱上的X轴，安装在立柱的X轴上沿X轴移动的Z轴，Z轴末端安装有带有吸盘的吸附夹具，立柱侧面安装有毛刺打磨单元;所述毛刺打磨单元，包括安装壳体、设在安装壳体上的调速电机，与调速电机轴端连接的砂轮盘。4.根据权利要求3所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述激光切割加工单元，包括大理石安装底板，激光头，大理石安装底板上安装有X、Y轴方向伺服滑台，X轴方向伺服滑台上安装在有支撑与夹紧机构;支撑与夹紧机构包括安装底板，安装底板上设有支撑顶针，废料回收容器套在支撑顶针上，支撑顶针穿过废料回收容器底部的圆孔，安装在底板上的气缸可实现对料板的夹紧与松开。5.根据权利要求4所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述精雕加工单元，包括加工主轴、运动工作台、安装在运动工作台上的工件吸附夹具、以及安装在工件吸附夹具右侧的用于吹干其表面切削液的吹气装置。6.根据权利要求5所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述双端面抛光单元，包括磨床本体、位于磨床上下抛光轮之间的送料盘、位于送料盘下方的落料机构和传送装置，传送装置右端设有落料机构。7.根据权利要求6所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述清洗风干单元，包括一侧的传送装置、清洗机主体、位于另一侧出口的落料装置。8.根据权利要求7所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述视觉检测与定位单元，包括安装机架，安装机架中部安装有传送装置，传送装置两侧设有用于检测的光源，安装机架上部安装有与视觉镜头连接的气缸，视觉镜头可以随气缸进行水平移动。9.根据权利要求8所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述喷砂机器人与姿态调整单元，包括机架、安装在机架上的机器人，安装在机器人末端设吸盘的吸附夹具，机架侧面安装有姿态调整装置;姿态调整装置，包括直线气缸、笔型气缸、与笔型气缸末端连接的旋转气缸、以及分别与直线气缸、旋转气缸相连的吸盘;所述喷砂加工单元，包括设开口的喷砂机本体、设在喷砂机本体开口内的旋转吸附夹具，其中旋转吸附夹具包括调速电机、旋转吸盘，旋转吸盘与调速电机通过链条连接。10.根据权利要求9所述的精密零件智能化制造成套生产线，其特征是所述打包机器人单元，包括打包机器人机架、设在打包机器人机架上的机器人、以及安装在机器人末端设吸盘的吸附夹具;所述打包机单元，包括机架、位于机架上方的储料机构、设在储料机构一侧的笔型气缸、位于储料机构另一侧的夹紧与开盒机构、与夹紧与开盒机构衔接的闭盒机构；所述夹紧与开盒机构包括夹爪、气缸、开盒吹气口；所述闭盒机构通过在铝块上开孔，并连接气管以吹气的方式实现包装盒的封闭。
【文档编号】B23P23/06GK205437797SQ201620197143
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】许亮, 朱永波, 张欣荣, 李斌
【申请人】湖南宇环智能装备有限公司