全自动化抛光生产线的制作方法

本发明涉及打磨抛光生产线领域技术，尤其是指一种全自动化抛光生产线。

背景技术：

现有技术中，打磨抛光加工企业，普遍是采用单个式机台进行加工处理，因此，在整个加工制程中，人工参与比较多，导致人力成本高，生产效率也受局限，难以得到进一步提升；事实上，目前劳动力紧张，招人困难，很多企业面临人力不足困挠。

后来，行业内也出现了一些流水线式自动化生产线，但是，其仅仅是将两个以上的工序进行了整合，其生产线并未涵盖整个制程，因此，人力成本仍然居高不下，还有，现有的自动化生产线仍存在自动化程度及智能化程度不高等不足，例如：投料均为人工上下料等；以及，现有的生产线，容易因一台机出现故障需停机处理时，其它相关连机台也要停机等待，大大降低生产效率，对企业的生产成本和生产时间有着较大的影响。

因此，本发明中，申请人精心研究了一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种全自动投料装置，其能可真正实现无人化车间，只需定期设备维护人员即可，减少人力及工人作业强度，大幅提升了生产效率与产品品质。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种全自动化抛光生产线，包括有自动投料装置、待加工产品主送料线、已加工产品主收料线及自动收料装置；其中：

所述待加工产品主送料线、已加工产品主收料线均为产品传送带，两者上下间距布置；沿待加工产品主送料线设置有若干待加工产品分送料线，沿已加工产品主收料线设置有若干已加工产品分收料线，所述待加工产品分送料线、已加工产品分收料线一一对应上下间距布置；所述待加工产品主送料线上设置有若干个分流送料端以衔接相应待加工产品分送料线；所述已加工产品主收料线设置有若干个汇流收料端以衔接相应已加工产品分收料线；

上下间距布置的一待加工产品分送料线和一已加工产品分收料线为一组分流线，沿一组分流线的延伸方向设置有若干抛光机器人，所述抛光机器人的入料端衔接于待加工产品分送料线，所述抛光机器人的出料端衔接于已加工产品分收料线；

所述自动投料装置设置于待加工产品主送料线的入料端；所述自动投料装置包括有投料机器人、空托盘放置区和素材托盘放置区；所述待加工产品主送料线的入料端设置有用于感应产品到位的感应器；所述投料机器人具有投料主控单元和投料机器手爪，还具有用于控制投料机器手爪于素材托盘放置区和待加工产品主送料线的产品传送带之间、素材托盘放置区和空托盘放置区往复位移的位移驱动机构；所述投料机器手爪具有投料爪座和设置于投料爪座上的吸产品吸盘、吸托盘吸盘、吸托盘气缸，所述吸产品吸盘、吸托盘吸盘分别设置于投料爪座的下方，所述吸托盘气缸包括有缸体和伸缩杆，所述缸体安装于投料爪座上，所述伸缩杆的下端连接于吸托盘吸盘；所述投料主控单元分别连接于感应器、位移驱动机构、吸托盘气缸；

所述自动收料装置设置于已加工产品分收料线的出料端。

作为一种优选方案，所述自动收料装置包括有收料机器人，所述收料机器人具有收料主控单元、收料机器手爪、收料吸盘及用于控制收料吸盘90度翻转的翻转机构。

作为一种优选方案，所述待加工产品主送料线与待加工产品分送料线之间、已加工产品主收料线与已加工产品分收料线之间，均通过第一移料机器人来衔接。

作为一种优选方案，一组分流线共用一个第一移料机器人来完成待加工产品主送料线与待加工产品分送料线之间、已加工产品主收料线与已加工产品分收料线之间的衔接。

作为一种优选方案，所述抛光机器人的入料端与待加工产品分送料线之间、抛光机器人的出料端与已加工产品分收料线之间，均通过第二移料机器人来衔接，每个抛光机器人配置有一第二移料机器人。

作为一种优选方案，所述抛光机器人包括机架平台和设置在机架平台上的抛光机械手、用于进行打磨抛光工作的打磨治具、用于依靠工件自重进行定位的二次定位治具、用于放置工件的工件周转区；还包括有抛光主控单元；

其中，所述抛光机械手上设置有抛光抓取单元、打磨单元；所述抛光机械手连接有自动驱动装置以控制抛光机械手往复位移于工件周转区、二次定位治具、打磨治具之间；

所述二次定位治具包括有斜板和安装于斜板上的两个挡块，所述斜板相对机架平台倾斜设置，所述挡块均斜向上延伸布置，两个挡块构成直角，两个挡块于斜板上围成二次定位区；

所述打磨治具设置有用于定位工件的自动吸附定位单元；

所述抛光主控单元分别连接于抛光抓取单元、打磨单元、自动驱动装置、自动吸附定位单元。

作为一种优选方案，还设置有自动清洗装置，所述自动清洗装置与自动收料装置之间衔接有自动转送装置。

作为一种优选方案，所述第一移料机器人配置有视觉系统。

作为一种优选方案，所述待加工产品主送料线、已加工产品主收料线、待加工产品分送料线和已加工产品分收料线，其各自配置有输送驱动装置及相应的输送控制器。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过自动投料装置、待加工产品主送料线、沿分流线的延伸方向设置的若干抛光机器人、已加工产品主收料线及自动收料装置的设置，以形成全自动化的抛光生产线，从而，真正实现无人化车间，只需定期设备维护人员即可，减少人力及工人作业强度，大幅提升了生产效率与产品品质；

其次是，本发明中的自动投料装置，实现对产品传送带的自动投料及空托盘移除返送，一次可放多层产品，减少工人作业强度，可大大节省人力成本，有效提高生产效率及品质，由机台内部程序设定了抓取点位及抓取的托盘数量，机器人会根据设定值自行投料，机器人运行效率高，抓取后通过传送带上的感应器，可有效避免叠料的状况发生；

再者是，对抛光机器人进行了改良设计，其通过二次定位治具将工件进行二次定位，再利用抛光机械手将工件放置在打磨治具上进行抛光打磨，结构设计简单，定位速度快，精准率高，提高了工件的生产效率，成本低，大幅减少了人力；

本发明之整个自动化的抛光生产线，其覆盖自动投料、入料自动分流、出料自动汇集、自动收料、自动清洗等各个环节，各个环节之间的转送也是自动实现。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例之全自动化抛光生产线的大致俯视图；

图2是本发明之实施例中自动投料装置的大致立体结构示意图；

图3是本发明之实施例中自动投料装置的投料机器手爪的结构示意图；

图4是本发明之实施例中抛光机器人的俯视图；

图5是本发明之实施例中抛光机器人的立体示意图；

图6是本发明之实施例中抛光机器人的二次定位治具的大致结构示意图。

图7是本发明之实施例中抛光机器人的打磨单元的大致结构示意图；

图8是本发明之实施例中抛光机器人的打磨单元的俯视图。

附图标识说明：

101、自动投料装置102、待加工产品主送料线

103、已加工产品主收料线104、自动收料装置

105、已加工产品分收料线106、第一移料机器人

107、抛光机器人108、自动清洗装置

109、自动转送装置

1、机器人2、空托盘放置区

3、素材托盘放置区4、产品传送带

5、感应器6、爪座

7、吸产品吸盘8、吸托盘吸盘

9、吸托盘气缸10、空托盘

11、素材托盘12、底座

13、第一旋转臂14、第二旋转臂

15、第一水平旋转部16、第二水平旋转部

17、吸产品吸盘真空检测单元18、吸托盘吸盘真空检测单元

100、机架平台110、机械手

120、打磨治具130、二次定位治具

131、斜板132、挡块

140、工件周转区141、托盘

150、耗材自动更换机构

20、主动齿圈21、齿圈固定座

22、电动主轴30、齿轮

31、齿轮上轴承32、齿轮下轴承

33、联接螺杆34、底盘联接器

35、磨头底盘。

具体实施方式

请参照图1至图8所示，其显示出了本发明之实施例的具体结构，其应用但不限于电子3c产品的打磨抛光行业中。

一种全自动化抛光生产线，包括有自动投料装置101、待加工产品主送料线102、已加工产品主收料线103及自动收料装置104；其中：

所述待加工产品主送料线102、已加工产品主收料线103均为产品传送带，两者上下间距布置；沿待加工产品主送料线102设置有若干待加工产品分送料线，沿已加工产品主收料线103设置有若干已加工产品分收料线105，所述待加工产品分送料线、已加工产品分收料线105一一对应上下间距布置；所述待加工产品主送料线102上设置有若干个分流送料端以衔接相应待加工产品分送料线；所述已加工产品主收料线103设置有若干个汇流收料端以衔接相应已加工产品分收料线105。

上下间距布置的一待加工产品分送料线和一已加工产品分收料线105为一组分流线，如此，各线机台分别从各自流水线下层取产品进行加工，加工完成后将产品放到上层流水线。沿一组分流线的延伸方向设置有若干抛光机器人107，所述抛光机器人107的入料端衔接于待加工产品分送料线，所述抛光机器人107的出料端衔接于已加工产品分收料线105。若干抛光机器人107可以是直线型的布置，也可以根据车间位置布成90度甚至180度等多个角度，只需相应更改分流线的延伸方向即可。所述待加工产品主送料线102与待加工产品分送料线之间、已加工产品主收料线103与已加工产品分收料线105之间，均通过第一移料机器人106来衔接。一组分流线共用一个第一移料机器人106来完成待加工产品主送料线102与待加工产品分送料线之间、已加工产品主收料线103与已加工产品分收料线105之间的衔接。所述第一移料机器人106配置有视觉系统,负责待加工产品的定位拍摄，沿待加工产品主送料线102设置的第一移料机器人106可以共用一套视觉系统。

所述抛光机器人107的入料端与待加工产品分送料线之间、抛光机器人107的出料端与已加工产品分收料线105之间，均通过第二移料机器人来衔接，每个抛光机器人107配置有一第二移料机器人。

所述自动收料装置104设置于已加工产品分收料线105的出料端。所述自动收料装置104包括有收料机器人，所述收料机器人具有收料主控单元、收料机器手爪、收料吸盘及用于控制收料吸盘90度翻转的翻转机构。所述收料机器手爪具有自动升降及平移功能；已加工产品分收料线105的出料端，工件是平卧式输送的，例如：工件为手机后壳，后手机后壳是平放在已加工产品主收料线103的产品传送带输送的，当收料机器手爪上的收料吸盘吸取工件之后，在收料机器手爪从已加工产品分收料线105的出料端移送至收料篮框中的过程中，完成收料吸盘的翻转，即：将工件由平放变为立式，再插入到收料篮框中相应的隔槽中，从而，实现对工件的整齐有序地摆放。

还设置有自动清洗装置108，所述自动清洗装置108与自动收料装置104之间衔接有自动转送装置109。所述收料篮框通常设计为镂空结构，可以由若干连接杆构成，这样，清洗工序时，是将整个收料篮框放入自动清洗装置108中，进行清洗，清洗方便，对清洗效果有保障。

所述待加工产品主送料线102、已加工产品主收料线103、待加工产品分送料线和已加工产品分收料线105，其各自配置有输送驱动装置及相应的输送控制器。

如图2和图3所示，接下来，主要介绍本实施例中所采用的自动投料装置101：

所述自动投料装置101设置于待加工产品主送料线102的入料端；所述自动投料装置101包括有投料机器人、空托盘放置区和素材托盘放置区；所述待加工产品主送料线102的入料端设置有用于感应产品到位的感应器；所述投料机器人具有投料主控单元和投料机器手爪，还具有用于控制投料机器手爪于素材托盘放置区和待加工产品主送料线102的产品传送带之间、素材托盘放置区和空托盘放置区往复位移的位移驱动机构；所述投料机器手爪具有投料爪座和设置于投料爪座上的吸产品吸盘、吸托盘吸盘、吸托盘气缸，所述吸产品吸盘、吸托盘吸盘分别设置于投料爪座的下方，所述吸托盘气缸包括有缸体和伸缩杆，所述缸体安装于投料爪座上，所述伸缩杆的下端连接于吸托盘吸盘；所述投料主控单元分别连接于感应器、位移驱动机构、吸托盘气缸。

此处，所述空托盘放置区2、素材托盘放置区3及待加工产品主送料线102的产品传送带依次布置。所述投料机器人1对应素材托盘放置区3设置。所述素材托盘放置区3设置有便于定位摆放的限位块。此处，所述空托盘放置区2、素材托盘放置区3一同设置于一物料桌上；所述投料机器人1位于物料桌的后侧，所述待加工产品主送料线102的待加工产品主送料线的产品传送带4布置于物料桌右侧，所述空托盘放置区2位于素材托盘放置区3的左侧。

所述投料机器人1具有底座，所述位移驱动机构连接于底座与投料机器手爪之间；所述位移驱动机构包括有第一旋转臂13、第二旋转臂14及水平旋转盘；所述第一旋转臂13的下端枢接于底座上端以相对底座前后旋转式装设，所述第二旋转臂14的下端枢接于第一旋转臂13上端以相对第一旋转臂13前后旋转式装设；所述水平旋转组件具有相对水平旋转的第一水平旋转部15、第二水平旋转部16；所述第一水平旋转部15的一端枢接于第二旋转臂14上端以相对第二旋转臂14前后旋转式装设；所述第二水平旋转部16连接于所述爪座6。此处，所述吸托盘气缸9设置有两个，其分别位于爪座6的两侧，因此，吸托盘吸盘8也是布置于吸产品吸盘7的两侧，以更好地对空托盘进行吸附。

还设置有吸产品吸盘真空检测单元17、吸托盘吸盘真空检测单元18，所述吸产品吸盘真空检测单元17、吸托盘吸盘真空检测单元18分别连接于主控单元。所述吸产品吸盘真空检测单元17、吸托盘吸盘真空检测单元18分别设置于待加工产品主送料线的产品传送带4所在轨道座上。

接下来，大致介绍本实施例的自动投料装置101的动作流程：

1、作业员在开机前，将素材托盘11放在素材托盘放置区3，可以利用限位块来实现摆放定位；

2、按下启动按钮，投料机器人运动到素材托盘11中抓取产品，然后将产品放到待加工产品主送料线的产品传送带4上（机械手会依次抓取最上层素材托盘11当中的产品）；

3、当一层素材托盘中的产品抓取完成后，吸托盘气缸9会向下动作抓取空托盘10，并放置在空托盘放置区2；

4、投料机器手爪会按照此动作依次循环，直至若干层素材托盘的产品全部抓取完成；

5、完成后，投料机器手爪会自动处于停止状态；

6、然后，由总放机器人负责将空托盘拿走，并放置新的若干层素材托盘于素材托盘放置区，开始对下一叠产品进行自动投料；当然，考虑到生产线成本及实际情况，在此环节，也可以改用作业员来将整叠空托盘拿走，并放置新的若干层素材托盘于素材托盘放置区。

需要说明的是：依据产品尺寸及托盘大小，一次可放置相应层数的素材托盘，在实际设计时，可酌情或依需改变设计。

如图4至图8所示，接下来，主要介绍本实施例中所采用的抛光机器人107：

所述抛光机器人107包括机架平台和设置在机架平台上的抛光机械手110、用于进行打磨抛光工作的打磨治具120、用于依靠工件自重进行定位的二次定位治具130、用于放置工件的工件周转区140；还包括有抛光主控单元；其中，所述抛光机械手110上设置有抛光抓取单元、打磨单元；所述抛光机械手连接有自动驱动装置以控制抛光机械手110往复位移于工件周转区140、二次定位治具130、打磨治具120之间；所述二次定位治具130包括有斜板131和安装于斜板131上的两个挡块132，所述斜板131相对机架平台110倾斜设置，此处，所述斜板131与水平面之间的夹角为30-75度；优选地，所述斜板131为亚克力板。所述挡块均斜向上延伸布置，两个挡块构成直角，两个挡块于斜板上围成二次定位区；所述两个挡块132分体设置，或者，两个挡块132为一体连接设置的l形结构；优选地，所述两个挡块132为优力胶挡块。所述打磨治具设置有用于定位工件的自动吸附定位单元；所述抛光主控单元分别连接于抛光抓取单元、打磨单元、自动驱动装置、自动吸附定位单元。

本实施例中，所述机架平台100上还设置有耗材自动更换机构150，前述抛光机械手110往复位移于耗材自动更换机构150与工件周转区140、二次定位治具130、打磨治具120之间，所述耗材自动更换机构150连接于前述主控单元；这样，只需在耗材自动更换机构150上添加耗材，通过抛光机械手110来自动更换打磨单元的耗材，更换耗材速度快，提高了工件打磨抛光的生产效率，且耗材更换时误差少，不容易出错，提高工件的良率。

考虑到工件加工完成后能提醒工人更换另一批待加工工件，所述机架平台100上还设置有用于提示加工完成的提示信号灯，所述提示信号灯连接于主控单元；同样，提示信号灯也用于提示添加前述耗材自动更换机构150的耗材。

本实施例中，所述自动吸附定位单元包括有真空孔和与真空孔互通的真空源，所述主控单元连接控制真空源的通断。

所述打磨治具120、工件周转区140、二次定位治具130自前往后依次布置，所述耗材自动更换机构150位于工件周转区140的后侧，且，所述耗材自动更换机构150位于二次定位治具130的右侧；此处，所述机架平台100分为左右布置的第一区域、第二区域；前述打磨治具120、工件周转区140、二次定位治具130、耗材自动更换机构150均位于第一区域；所述抛光机械手110安装于第二区域；优选地，所述工件周转区140上设置有托盘141，托盘141上设置有若干间距式布置的工件，所述若干工件用字母a到k表示。整个打磨抛光机的结构布置合理，一方面，使得机台整个结构更加紧凑，有利于机台小型化，另一方面，有利于机械手在尽量少的往复行程内完成所有动作，有利于提高打磨抛光作业效率。

所述机架平台100上对应工件周转区140设置有可开合式第一防护门；所述机架平台100上对应耗材自动更换机构150设置有可开合式第二防护门；当然，也可在机架平台的外侧均装设有防护门。

如图7和图8所示，其显示了一种打磨单元的结构，可以优选该种电动行星打磨头组件，以提高打磨抛光质量。

所述电动行星打磨头组件包括有电动主轴22、主动齿圈20、齿轮30以及打磨头40；其中：所述主动齿圈20为内齿圈，所述主动齿圈20具有若干沿周向间距布置的内齿；所述齿轮30为外齿轮，所述齿轮30具有若干沿周向间距布置的外齿；所述齿轮30的外径小于主动齿圈20的内径；优选地,所述齿轮的外径小于主动齿圈的内径且大于主动齿圈的内径的二分之一。所述齿轮30的外齿啮合传动于主动齿圈20的内齿；

所述电动主轴22驱动连接于主动齿圈20，所述齿轮30连接于打磨头40；所述齿轮30在主动齿圈20传动作用下，同时产生两种旋转动作，其一是齿轮30绕主动齿圈20的轴线随着主动齿圈20旋转，其二是齿轮30绕自身的轴线旋转；此处，所述主动齿圈的内齿数多于齿轮的外齿数，例如：所述主动齿圈20的内齿数为12个，所述齿轮30的外齿数为10个。

本实施例中，所述齿轮30连接有用于安装打磨头的底盘联接器，所述底盘联接器上设置有连接孔，所述打磨头具有磨头底盘，磨头底盘上设置有联接位，底盘联接器的连接孔适配于磨头底盘的联接位以形成固定连接；所述齿轮30的上、下端分别装设有齿轮上轴承31、齿轮下轴承32；所述齿轮上轴承31、齿轮下轴承32均开设有螺孔；还设置有联接螺杆33，联接螺杆33的两端分别适配于前述齿轮上轴承31、齿轮下轴承32的螺孔以将齿轮上轴承31、齿轮下轴承32可拆装式组装于齿轮30上。

考虑到主动齿圈20与齿轮30的组装连接，所述主动齿圈20配置有用于定位主动齿圈20的齿圈固定座21，所述齿圈固定座21连接有主轴安装部，所述主轴安装部适配于电动主轴22上；所述主轴安装部可拆装式适配于电动主轴22上；

此处，所述齿圈固定座21与主动齿圈20通过螺丝组装连接；所述齿圈固定座21上设置有若干第一螺纹孔，主动齿圈20设置有若干第二螺纹孔，通过一螺丝连接第一、第二螺纹孔以形成主动齿圈20与齿圈固定座21的定位连接；优选地，所述若干第一螺纹孔沿齿圈固定座21的顶端面周向间距式布置，若干第二螺纹孔沿主动齿圈20的顶端面周向间距式布置。

本实施例中，通过齿轮在主动齿圈传动作用下，同时产生两种旋转动作，使打磨头不断改变打磨方向，解决了打磨头在同心旋转产生的旋转痕迹，结构设计简单，成本低，提高了产品的生产效率及良率；以及，齿形的巧妙设计，使得齿轮只能围绕主动齿圈的内齿圈的边缘旋转，解决了打磨头在同心旋转产生旋转痕迹的问题，同时，解决了打磨机打磨成本高、低转速无力和打磨时噪音大的缺点。

接下来，大致介绍本实施例的抛光机器人107的动作流程：

1、使用者在开机前，先将装有工件的托盘141放置在工件周转区140，将新耗材添加在耗材自动更换机构150内，再通过主控单元启动机械；

2、机械手11先移动到耗材自动更换机构150，机械手11转换到打磨单元，并且打磨单元在耗材自动更换机构150上粘接新的耗材；

3、机械手11移动到工件周转区140，机械手11转换到抓取单元并抓取a位置上的工件，然后将工件移动到二次定位治具130上将工件进行准确定位；

4、工件定位完毕后，机械手11的抓取单元再抓取工件将其放置到打磨治具120上；

5、工件放置在打磨治具120上时，打磨治具120的自动吸附定位单元将工件吸紧在治具上，防止加工时工件掉落；

6、机械手11将抓取单元转换到打磨单元，并对工件进行打磨；

7、工件打磨完毕后，其机械手11的打磨单元转换到抓取单元，并抓取打磨完毕的工件放回原来的a位置上；

8、机械手11移动到耗材自动更换机构150，并将机械手11的打磨单元的旧耗材更换成新耗材（此处，先撕下旧耗材，在粘接上新耗材）；

9、机械手11再次移动到工件周转区140，并转换到抓取单元抓取托盘141上b位置的工件，将其移动到二次定位治具130进行准确定位，定位完毕后通过抓取单元放置在打磨治具120上，利用打磨单元对工件进行打磨；

10、重复上述动作，并将托盘141里的a到k位置上的工件全部加工完成；

11、工件全部加工完成后，机架平台100上的提示信号灯就会亮起，提醒使用者更换托盘141，并在耗材自动更换机构150上添加新耗材。

前述只是本实施例中的一种使用过程，可根据实际情况进行调整。

优选地，所述机架平台100的下方还设置有储物柜，该储物柜可放置待加工的工件或者是耗材自动更换机构150的耗材，这样，减少了更换加工工件及耗材的时间，速度快。

综上所述，本发明的设计重点在于，其主要是通过自动投料装置、待加工产品主送料线、沿分流线的延伸方向设置的若干抛光机器人、已加工产品主收料线及自动收料装置的设置，以形成全自动化的抛光生产线，从而，真正实现无人化车间，只需定期设备维护人员即可，减少人力及工人作业强度，大幅提升了生产效率与产品品质；

其次是，本发明中的自动投料装置，实现对产品传送带的自动投料及空托盘移除返送，一次可放多层产品，减少工人作业强度，可大大节省人力成本，有效提高生产效率及品质，由机台内部程序设定了抓取点位及抓取的托盘数量，机器人会根据设定值自行投料，机器人运行效率高，抓取后通过传送带上的感应器，可有效避免叠料的状况发生；

再者是，对抛光机器人进行了改良设计，其通过二次定位治具将工件进行二次定位，再利用抛光机械手将工件放置在打磨治具上进行抛光打磨，结构设计简单，定位速度快，精准率高，提高了工件的生产效率，成本低，大幅减少了人力；

本发明之整个自动化的抛光生产线，其覆盖自动投料、入料自动分流、出料自动汇集、自动收料、自动清洗等各个环节，各个环节之间的转送也是自动实现。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。