一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线的制作方法
【专利摘要】一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，生产自动线包括一排间隔设置的机床，还包括桁架机械手和物料运输系统；桁架机械手与机床一一对应、且设置在机床的前方；物料运输系统的运输带横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机床，运输带上均匀间隔连接有水平的工装板。生产自动线全部采用加工中心组线，实现100%生产自动线柔性化，可完全满足不同产品的加工需求，降低了工人的劳动强度；每台机床配置两个工作台，两个工作台交替工作，使机床的精度得以长期保持，提高了机床的响应速度；此外，保证装卸料时间100%与加工时间重叠，省去了装卸料的时间，提高了生产效率。可广泛应用于汽车发动机缸盖加工生产。
【专利说明】
-种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种汽车配件加工成产线。
【背景技术】
[0002] 汽车发动机缸盖自动化生产线是针对目前市场上销量最大的1.化排量的汽油发 动机缸盖而设计的自动化生产线产品，目前在汽车发动机缸盖的生产厂家中，基本上都是 用普通立架加转台来加工零件，因为零件不规则，体积重量都比较大，在装卸料时占据很大 的时间，加上加工时间，工序就非常长，从而整条线的机床就非常多，人员投入也相应增加， 且都是人工装卸料，工人的劳动强度非常大。现在的招工难度大，人员的管理成本增加，所 W对于运个生产线，省人、提高产品质量和产量是一个技术难题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，要解 决现有生产线加工工序长、效率低、浪费人力的技术问题;并解决提高工作效率、增加机床 有效工作率的问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0005] -种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排间隔设置的机床，还 包括巧架机械手和物料运输系统;所述巧架机械手与机床一一对应、且设置在机床的前方； 所述物料运输系统的运输带横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机 床，所述运输带上均匀间隔连接有水平的工装板。
[0006] 所述机床包括机身、罩在机身上的防护罩、机床驱动系统W及机床控制系统。
[0007] 所述机床驱动系统包括机床X轴驱动系统、机床Z轴驱动系统W及机床Y轴驱动系 统。
[0008] 所述机床控制系统包括机床X轴控制系统、机床Y轴控制系统、机床Z轴控制系统和 自动换刀控制系统。
[0009] 所述机身包括床身、工作台基座、工作台、机床墙体W及刀库。
[0010] 所述床身沿机身的底部水平设置，所述床身的中间位置并排滑动连接有两个由Y 轴驱动系统驱动的工作台基座，分别为第一工作台基座和第二工作台基座，每个所述工作 台基座上分别连接有一个工作台，分别为第一工作台和第二工作台。
[0011] 所述床身的后端横跨两个工作台基座设置有口形的机床墙体，所述机床墙体的顶 面设有由X轴驱动系统驱动的、沿顶面长向水平滑动的十字滑座，所述十字滑座的前侧面设 有由Z轴驱动系统驱动的、相对十字滑座竖向滑动的滑枕主轴，所述滑枕主轴的前端连接有 刀架。
[0012] 所述刀库设置在机床墙体的一侧面。
[0013] 所述机床墙体的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与十字滑座滑动连接。
[0014] 所述防护罩的前面对应每个工作台的位置分别设有一个防护口，分别为第一防护 口和第二防护口。
[0015] 所述防护口上设有观察窗口。
[0016] 所述机床驱动系统还包括驱动防护口与防护罩相对滑动运动的防护口驱动系统。
[0017] 所述机床控制系统还包括控制防护口开合的防护口控制系统。
[0018] 所述工作台基座沿着床身的长度方向通长设置，其前端伸出防护罩外。
[0019] 所述防护罩的顶面开有穿过滑枕主轴的长条开口。
[0020] 所述巧架机械手包括口形支架、机械手滑座、机械手主轴、机械手驱动系统W及机 械手控制系统。
[0021 ]所述机械手驱动系统包括机械手X轴驱动系统和机械手巧自驱动系统。
[0022] 所述机械手控制系统包括机械手X轴控制系统和机械手巧自控制系统。
[0023] 所述口形支架的立柱分别立于机床前方两侧、横梁横跨在机床前方。
[0024] 所述机械手滑座由机械手X轴驱动系统驱动、沿口形支架的横梁长向与口形支架 水平滑动连接。
[0025] 所述机械手主轴由机械手巧由驱动系统驱动、与机械手滑座竖向滑动连接。
[00%]所述机械手主轴的底部连接有抓手，所述抓手位于运输带的上方。
[0027]所述口形支架的横梁的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与机械手滑座滑动连 接。
[00%]所述物料运输系统还包括运输带支架、驱动运输带运动的运输带驱动系统和运输 带控制系统，所述运输带支架对称分立于机床的前端两侧，运输带支架的顶部连接有滚轮， 所述滚轮与运输带滑动连接。
[0029] 所述物料运输系统还包括滑台，所述生产自动线上的机床至少分为两组，每组机 床之间运输带由第一台机床起始连续延至该组的最末一台机床，而相邻两组之间的运输带 则通过滑台衔接，所述滑台起到一个运输的作用，即把前面一组的待加工缸盖移到后面一 组上继续加工，可W实现空间位置上的一个调整。
[0030] 与现有技术相比本实用新型具有W下特点和有益效果：
[0031] 本实用新型克服了传统生产线设计不合理、浪费人力物力的缺点，解决了提高工 作效率、保证工作质量和产品质量的技术问题。
[0032] 本实用新型在充分了解发动机缸盖的功用、特点、材料、制造及加工难点的基础上 进行工艺分析，在工艺分析的基础上进行工序组合和排布，W较少的机床和最经济的节拍 实现整个生产自动线的布置。
[0033] 生产自动线全部采用加工中屯、组线，实现100%生产自动线柔性化，可完全满足不 同产品的加工需求，为今后加工产品的改型和重新布线降低投入；同时整个生产自动线线 只需线首线尾两人操作即可，而且降低了工人的劳动强度，大大减少了企业的用工开支。
[0034] 每台机床配置两个工作台，实现了一个工作台加工时，另一个工作台在进行上下 料，两个工作台交替工作，提高了机床的利用率，彻底解决机床在加工过程中上下料要停机 的问题，从而能使机床的精度得W长期保持，还提高了机床的响应速度;此外，保证装卸料 时间100%与加工时间重叠，使加工不等待，省去了装卸料的时间，大大提高了生产效率。
[0035] 本实用新型中机床的各部件间在空间上形成Ξ向运动关系，其中X轴上十字滑座 沿机床墙体作左右水平运动，由机床X轴驱动系统驱动；Z轴上滑枕主轴沿十字滑座作上下 竖直运动，由机床Z轴驱动系统驱动;Υ轴上工作台沿床身作前后水平运动，由机床Υ轴驱动 系统驱动，各驱动系统均由机床控制系统控制，协同作用实现机床的Ξ向驱动，自动化程度 高、工作效率高可靠性好。
[0036] 综上所述，本实用新型具有自动化程度高，兼容性强，加工和装卸完全重叠，可满 足省人省机床的需求。
[0037] 本实用新型可广泛应用于汽车发动机缸盖加工生产。
【附图说明】
[0038] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0039] 图1是本实用新型生产自动线的结构示意图。
[0040] 图2是本实用新型生产自动线上一个工位的结构示意图。
[0041] 图3是本实用新型生产自动线上一个工位的另一视角结构示意图。
[0042] 图4是图2的主视结构示意图。
[0043] 图5是图2的侧视结构示意图。
[0044] 图6是图2的俯视结构示意图。
[0045] 图7是本实用新型机床的结构示意图。
[0046] 图8是本实用新型机床的内部结构示意图。
[0047] 附图标记：1一机床、2-巧架机械手、3-物料运输系统3、4一十字滑座、5-机床墙 体、6-滑枕主轴、7-刀库、8-工作台基座、8.1-第一工作台基座、8.2-第二工作台基座、 9-工作台、9.1-第一工作台、9.2-第二工作台、10-防护口、10.1-第一防护口、10.2-第二 防护口、11-防护罩、12-床身、13-口形支架、14-机械手滑座、15-机械手主轴、16-运输带支 架、17-滚轮、18-工装板、19-运输带、20-滑台。
【具体实施方式】
[0048] 实施例参见图1所示，运种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排 间隔设置的机床，还包括巧架机械手2和物料运输系统3;所述巧架机械手2与机床1一一对 应、且设置在机床的前方;所述物料运输系统3的运输带19横跨一排机床的前端、由第一台 机床起始连续延至最末一台机床，所述运输带19上均匀间隔连接有水平的工装板18,本例 中生产自动线包括10台机床，前面5台算一组，后面5台算一组，每组机床之间运输带是连续 延续的，两组之间的运输带则通过滑台20连接成一体，滑台起到一个运输作用、即将前面一 组的待加工缸盖移到后面一组上继续加工。
[0049] 参见图7所示，所述机床包括机身、罩在机身上的防护罩11、机床驱动系统W及机 床控制系统;所述机床驱动系统包括机床X轴驱动系统、机床Ζ轴驱动系统W及机床Υ轴驱动 系统;所述机床控制系统包括机床X轴控制系统、机床巧自控制系统、机床巧自控制系统和自 动换刀控制系统;所述工作台基座的往着床身12的长度方向通长设置，其前端伸出防护罩11 夕h所述防护罩11的顶面开有穿过滑枕主轴6的长条开口。
[0050] 参见图8所示，所述机身包括床身12、工作台基座8、工作台9、机床墙体5 W及刀库 7;所述床身12沿机身的底部水平设置，所述床身1的中间位置并排滑动连接有两个由Y轴驱 动系统驱动的工作台基座8,分别为第一工作台基座8.1和第二工作台基座8.2,每个所述工 作台基座8上分别连接有一个工作台9,分别为第一工作台9.1和第二工作台9.2;所述床身1 的后端横跨两个工作台基座8设置有口形的机床墙体5,所述机床墙体5的顶面设有由X轴驱 动系统驱动的、沿顶面长向水平滑动的十字滑座4,所述十字滑座4的前侧面设有由Z轴驱动 系统驱动的、相对十字滑座4竖向滑动的滑枕主轴6,所述滑枕主轴6的前端连接有刀架;所 述刀库7设置在机床墙体5的一侧面。
[0051] 参见图8所示，所述机床墙体5的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与十字滑座4 滑动连接。所述防护罩11的前面对应每个工作台的位置分别设有一个防护口 10,分别为第 一防护口 10.1和第二防护口 10.2;所述防护口 10上设有观察窗口；所述机床驱动系统还包 括驱动防护口 10与防护罩11相对滑动运动的防护口驱动系统;所述机床控制系统还包括控 制防护口开合的防护口控制系统。
[0052] 参见图2、图3、图4、图5、图6所示，所述巧架机械手2包括口形支架13、机械手滑座 14、机械手主轴15、机械手驱动系统W及机械手控制系统;所述机械手驱动系统包括机械手 X轴驱动系统和机械手Z轴驱动系统;所述机械手巧制系统包括机械手X轴巧制系统和机械 手Z轴控制系统;所述口形支架13的立柱分别立于机床前方两侧、横梁横跨在机床前方;所 述机械手滑座14由机械手X轴驱动系统驱动、沿口形支架13的横梁长向与口形支架13水平 滑动连接;所述机械手主轴15由机械手Z轴驱动系统驱动、与机械手滑座14竖向滑动连接； 所述机械手主轴15的底部连接有抓手，所述抓手位于运输带19的上方。
[0053] 所述口形支架13的横梁的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与机械手滑座14滑 动连接。
[0054] 参见图2、图3、图5、图6所示，所述物料运输系统3还包括运输带支架16、驱动运输 带运动的运输带驱动系统和运输带控制系统，所述运输带支架16对称分立于机床1的前端 两侧，运输带支架16的顶部连接有滚轮17,所述滚轮与运输带19滑动连接。
[0055] -种应用所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线的方法，具体步骤如 下：
[0056] 步骤一，在生产自动线起始端，将待加工缸盖放在运输带的工装板上，启动运输带 驱动系统将待加工缸盖移动至第一台机床上方；
[0057] 步骤二，启动机械手驱动系统，巧架机械手2抓取待加工缸盖并放置于第一工作台 9.1上；
[005引步骤Ξ，启动机床控制系统，加工第一工作台上的待加工缸盖，同时第二工作台移 出防护罩，此时，物料运输系统又运送一件待加工缸盖；
[0059] 步骤四，巧架机械手2抓取第二件待加工缸盖并放置于第二工作台9.2上；
[0060] 步骤五，第二工作台9.2退回防护罩内，开始等待加工；
[0061] 步骤六，第一工作台上的待加工缸盖加工完成，第一工作台9.1移出防护罩，此时， 十字滑座4滑动到第二工作台9.2对应的工作位置，开始对第二工作台上待加工缸盖进行加 工；
[0062] 步骤屯，巧架机械手2抓取第一工作台9.1上的待加工缸盖并放置于运输带上的工 装板上；
[0063] 步骤八，运输带19重新将一个待加工缸盖运输至该机床、并将已经完成运道工序 的待加工缸盖运输至下一台机床位置；
[0064] 步骤九，巧架机械手2抓取新的待加工缸盖并放置于第一工作台9.1上；
[0065] 步骤十，第一工作台9.1退回防护罩内，开始等待加工；
[0066] 步骤十一，第二工作台上的待加工缸盖加工完成，第二工作台9.2移出防护罩，此 时，十字滑座4滑动到第一工作台9.1对应的工作位置，开始对第一工作台上待加工缸盖进 行加工；
[0067] 步骤十二，巧架机械手2抓取第二工作台9.2上的待加工缸盖并放置于运输带上的 工装板上；
[0068] 步骤十Ξ，运输带19重新将一个待加工缸盖运输至该机床、并将已经完成运道工 序的待加工缸盖运输至下一台机床位置；
[0069] 步骤十四，巧架机械手2抓取新的待加工缸盖并放置于第二工作台9.2上；
[0070] 步骤十五，第二工作台9.2退回防护罩内，开始等待加工；
[0071] 步骤十六，重复步骤六至步骤十五，至待加工缸盖依次经过生产自动线上所有机 床的加工，至此，完成汽车发动机缸盖的加工生产。
[0072] 本例中，生产自动线上的十台机床，其具体内容参见下表，待加工缸盖要依次进过 十台机床的加工：
[00731
[0074]
【主权项】
1. 一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排间隔设置的机床，其特 征在于:还包括桁架机械手(2 )和物料运输系统(3 ); 所述桁架机械手(2)与机床(1)一一对应、且设置在机床的前方； 所述物料运输系统（3 )的运输带（19 )横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延 至最末一台机床，所述运输带（19 )上均匀间隔连接有水平的工装板(18 )。2. 根据权利要求1所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述机床包括机身、罩在机身上的防护罩(11)、机床驱动系统以及机床控制系统； 所述机床驱动系统包括机床X轴驱动系统、机床Z轴驱动系统以及机床Y轴驱动系统； 所述机床控制系统包括机床X轴控制系统、机床Y轴控制系统、机床Z轴控制系统和自动 换刀控制系统； 所述机身包括床身（12)、工作台基座(8)、工作台(9)、机床墙体(5)以及刀库(7); 所述床身（12)沿机身的底部水平设置，所述床身（12)的中间位置并排滑动连接有两个 由Y轴驱动系统驱动的工作台基座（8)，分别为第一工作台基座（8.1)和第二工作台基座 (8.2)，每个所述工作台基座(8)上分别连接有一个工作台（9)，分别为第一工作台（9.1)和 第二工作台(9.2); 所述床身（12)的后端横跨两个工作台基座(8)设置有门形的机床墙体(5)，所述机床墙 体(5)的顶面设有由X轴驱动系统驱动的、沿顶面长向水平滑动的十字滑座(4)，所述十字滑 座(4)的前侧面设有由Z轴驱动系统驱动的、相对十字滑座(4)竖向滑动的滑枕主轴(6)，所 述滑枕主轴(6)的前端连接有刀架； 所述刀库(7)设置在机床墙体(5)的一侧面。3. 根据权利要求2所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述机床墙体(5)的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与十字滑座(4)滑动连接。4. 根据权利要求3所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述防护罩(11)的前面对应每个工作台的位置分别设有一个防护门（10)，分别为第一防护门 (10.1)和第二防护门（10.2); 所述防护门（10)上设有观察窗口。5. 根据权利要求4所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述机床驱动系统还包括驱动防护门（10)与防护罩(11)相对滑动运动的防护门驱动系统； 所述机床控制系统还包括控制防护门开合的防护门控制系统。6. 根据权利要求5所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述工作台基座(8)沿着床身（12)的长度方向通长设置，其前端伸出防护罩(11)外； 所述防护罩(11)的顶面开有穿过滑枕主轴(6)的长条开口。7. 根据权利要求1所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述桁架机械手(2)包括门形支架（13)、机械手滑座（14)、机械手主轴（15)、机械手驱动系统 以及机械手控制系统； 所述机械手驱动系统包括机械手X轴驱动系统和机械手Z轴驱动系统； 所述机械手控制系统包括机械手X轴控制系统和机械手Z轴控制系统； 所述门形支架（13)的立柱分别立于机床前方两侧、横梁横跨在机床前方； 所述机械手滑座（14)由机械手X轴驱动系统驱动、沿门形支架（13)的横梁长向与门形 支架（13)水平滑动连接； 所述机械手主轴（15)由机械手Z轴驱动系统驱动、与机械手滑座（14)竖向滑动连接； 所述机械手主轴（15 )的底部连接有抓手，所述抓手位于运输带（19 )的上方。8. 根据权利要求7所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述门形支架（13)的横梁的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与机械手滑座（14)滑动连 接。9. 根据权利要求1所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于:所 述物料运输系统（3 )还包括运输带支架（16 )、驱动运输带运动的运输带驱动系统和运输带 控制系统，所述运输带支架（16)对称分立于机床(1)的前端两侧，运输带支架（16)的顶部连 接有滚轮(17)，所述滚轮与运输带（19)滑动连接。10. 根据权利要求9所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于： 所述物料运输系统还包括滑台（20)，所述生产自动线上的机床至少分为两组，每组机床之 间运输带由第一台机床起始连续延至该组的最末一台机床，而相邻两组之间的运输带则通 过滑台连接。
【文档编号】B23Q41/02GK205571916SQ201620403870
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】华亮亮, 姜成伟, 何凤琼, 刘诗喻, 黄刚强
【申请人】重庆威诺克智能装备股份有限公司