一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统的制作方法

本实用新型属于自动化系统领域，尤其是涉及一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统。

背景技术：

在自动化设备领域中，随着市场需求侧的变革，要求生产设备需要能够在最短时间内切换并满足不同产品的生产，且保证产品质量和切换速度。而不同产品由于大小，工艺等重要参数的不同，所以无法进行切换，更无从谈起快速。

在某汽车焊接机器人生产线项目中，客户要求将尺寸规格1700mm×1150mm×280mm的全景天窗总成和尺寸规格450mm×500mm×850mm的左右门槛总成以及其他不同规格不同车型的后隔板总成、顶盖内板总成、加强梁总成、前仪表板总成和左右轮罩总成所有这些产品安排在同一条机器人生产线中进行混线生产。

由于产品类别过于繁杂，焊接工艺又区分为Y型焊接工艺和I型焊接工艺，而尺寸大小又有大幅度差别，原有的机器人生产线规划方式及其设备已经明显无法满足客户的需求了，所以根据此项目，研发一种焊接工艺及设备的快速切换柔性系统，这样的高柔性生产线能帮助客户控制成本并且更高效率的进行生产，也解决了种类繁多的产品的混线生产问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统，以解决不同产品由于大小，工艺等重要参数的不同，机器无法进行换或切换速度太慢的难题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统，主要由多个标准高柔性快速切换机器人工作站组成，每个标准高柔性快速切换机器人工作站包括安装有快换枪盘和工艺加工设备的快速机器人，在快速机器人前面、工艺加工设备下方设有柔性快换转台，柔性快换转台上面安装柔性快换夹具，在标准高柔性快速切换机器人工作站内部安装安全保护系统，在标准高柔性快速切换机器人工作站外面安装工艺加工设备控制器和PLC控制系统，工艺加工设备控制器控制工艺加工设备，PLC控制系统控制快速机器人、柔性快换转台和安全保护系统。

进一步的，所述快换枪盘包括机器人侧部分和工具侧部分，机器人侧部分和工具侧部分为可分离式连接，机器人侧部分连接快速机器人，工具侧部分连接工艺加工设备。

进一步的，所述柔性快换转台包括系统框架、位于系统框架内的气动或电动顶升机构、气动限位机构、电动输送机构，系统框架两端设有导向滚轮条，电动输送机构安装在气动或电动顶升机构的上侧，气动限位机构位于气动或电动顶升机构的下侧，电动输送机构的末端设有V型槽导向机构，系统框架两端还设有定位夹紧机构，所述柔性快换转台中间安装旋转转轴，旋转转轴连接有旋转电机。

进一步的，所述安全保护系统包括外围设置的光栅装置和区域扫描保护装置，周围安装多处手动急停装置。

进一步的，所述PLC控制系统的PLC程序框架为统一编写好，根据每个新产品的工艺，通过工艺组人员辅助工艺算法生成器共同完成新工艺产品的分析，计算出最佳的标准高柔性快速切换机器人工作站使用策略，生成后将新的产品所需程序按照既定的标准编写好后，进行逐个关键步骤的调试后，直接与框架程序架构进行接入从而完成新产品的组态。

进一步的，所述高柔性快速切换机器人工作站根据设备不同分为多种工艺的工作站，主要包括焊接工艺工作站、涂胶工艺工作站、装配工艺工作站，各个工作站之间通过搬运机器人以及机器人行走机构进行链接。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统，有效的提高了生产效率，减少产品切换时间，减少了人力投入，加强了安全性。

(2)本实用新型所述的一种自动化生产工艺设备快速切换柔性系统，更换柔性快换夹具时，采用电动输送机构，减轻了工人的劳动强度，提高了柔性快换夹具的切换速度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的焊接设备的快速切换柔性系统立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的焊接设备的快速切换柔性系统俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的快速机器人结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的柔性快换转台结构示意图。

附图标记说明：

1-工艺加工设备控制器；2-PLC控制系统；3-快速机器人；4-快换枪盘；41-机器人侧部分；42-工具侧部分；5-工艺加工设备；6-柔性快换夹具；7-柔性快换转台；71-系统框架；72-气动或电动顶升机构；73-气动限位机构；74-电动输送机构；75-定位夹紧机构；76-导向滚轮条；77-V型槽导向机构；8-安全保护系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

高柔性快速切换机器人工作站根据设备不同分为多种工艺的工作站，主要包括焊接工艺工作站、涂胶工艺工作站、装配工艺工作站，各个工作站之间通过搬运机器人以及机器人行走机构进行链接。

如图1和图2所示，以焊接工艺工作站为例，进一步解释自动化生产工艺设备快速切换柔性系统。所述自动化生产工艺设备快速切换柔性系统，主要由多个标准高柔性快速切换机器人工作站组成，每个标准高柔性快速切换机器人工作站包括安装有快换枪盘4和轻量化焊钳5的快速机器人3，在快速机器人3前面、轻量化焊钳5下方设有柔性快换转台7，柔性快换转台7上面安装柔性快换焊接夹具6，在标准高柔性快速切换机器人工作站内部安装安全保护系统8，在标准高柔性快速切换机器人工作站外面安装中频焊接控制器1和PLC控制系统2，中频焊接控制器1控制轻量化焊钳5，PLC控制系统控制快速机器人3、柔性快换转台7和安全保护系统8。

如图3所示，所述快换枪盘4包括机器人侧部分和工具侧部分，机器人侧部分41和工具侧部分42为可分离式连接，机器人侧部分41连接快速机器人3，工具侧部分42连接轻量化焊钳5。当需要抓取轻量化焊钳5，则通过快换枪盘4的机器人侧部分41和工具侧部分42进行对接，实现抓取动作。

如图1，图2和图4所示，柔性快换转台7包括系统框架71、位于系统框架71内的气动或电动顶升机构72、气动限位机构73、电动输送机构74，所述系统框架71两端设有导向滚轮条76，所述电动输送机构74安装在气动或电动顶升机构72的上侧，所述气动限位机构73位于气动或电动顶升机构72的下侧，所述电动输送机构74的末端设有V型槽导向机构77，所述系统框架71两端还设有定位夹紧机构75，所述柔性快换转台(7)中间安装旋转转轴，旋转转轴连接有旋转电机。当需要更换柔性快换焊接夹具6时，工人先将柔性快换焊接夹具6从台车上推到所述的电动输送机构74上，在电机驱动下，焊接夹具沿框架两端的导向滚轮条76输送到V型槽导向机构77进行初步定位，等待气动限位机构73撤回后，气动或电动顶升机构72会下降，柔性快换焊接夹具6将会落到系统框架71上，之后再通过框架两端的定位夹紧机构75固定柔性快换焊接夹具6。当需要切换新的柔性快换焊接夹具6时，柔性快换转台7自动旋转输送新的柔性快换焊接夹具6至设备位置，通过举升装置的举升和落下并通过导向装置导向到使用位置，由定位装置固定位置，整个过程由PLC控制系统2自动完成。

如图1和图2所示，所述安全保护系统8包括外围设置的光栅装置和区域扫描保护装置，周围安装多处手动急停装置，当操作人员在未经PLC控制系统2允许的情况下进入操作区域或有任何物体进入机器人生产线非工作区域，生产线将进入自动急停状态，所有运行设备，包括快速机器人3、轻量化焊钳5、柔性快换转台7与柔性快换焊接夹具6将立刻停止，需要设备管理人员复位后方可继续生产，从而保护操作者不会收到伤害。

PLC控制系统2的PLC程序框架为统一编写好，根据每个新产品的工艺，由工艺组人辅助工艺算法生成器共同完成新工艺产品的分析，并计算出最佳的焊接策略，生成后将新的产品所需程序按照既定的标准编写好后，直接与框架程序架构进行接入，并进行逐个关键步骤的调试，从而完成新产品的组态。

如图1，图2和图3所示，标准高柔性快速切换机器人工作站根据设备不同分为多种工艺的工作站，主要包括焊接工艺工作站、涂胶工艺工作站、装配工艺工作站，各个工作站之间通过搬运机器人以及机器人行走机构进行链接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。