一种工件生产线故障卸载系统及其控制方法与流程

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种工件生产线故障卸载系统，同时涉及该系统的控制方法。

背景技术：

在目前，在机械自动化加工中，高效率、高精度的加工性能已经被许多用户所接受，实现机械的自动化减少人工的成本费用。在机械加工中，一般采用一条生产线来生产上述要求的工件，一般一条生产线包括多个加工机器，每个机器负责加工工件部分工艺，由于机械损耗、控制程序紊乱、电气故障均会导致机器出现故障，因此需要工作人员一直看守着机器，而在无人看守时，一旦机械出现故障，如果不及时排除故障，当加工机床或加工中心还在进一步工作，则会导致机械损坏。还有因为停电、加工节奏紊乱导致整个加工生产先全面停机，而这种停机，常常在生产先上各加工单元部门还存在没有加工完成的工件，如果没有尽快对故障进行排除，以及未加工完成的工件没有进行清理的话，当整个生产线重新启动后，由于生产线上的工件还遗留在上面，特别是对于时间有要求的工件加工工作，如果在加工机械上停留的时间太久，不但工件本身受到外界影响会造成工件加工不合格的致命伤，还会造成加工机械的损害，而现在解决这个问题，还是会引入人来化解，这样不但降低了自动化程度，并且有些工件也不适应人体直接接触，如具有放射性、易氧化、有毒性的工件；所以能够及时排除故障，清楚半成品工件对于加工精度高工件尤为重要。

技术实现要素：

本发明意在提供一种工件生产线故障卸载系统，以解决现在自动化生产线出现故障，无法快速排除故障，导致工件加工不合格的问题。

本方案提供的一种工件生产线故障卸载系统，包括设置在加工机械的工件检测机构，设置在加工机械上的工件卸载机构，以及铺设在整个生产线上的转运机构，所述生产线上设有为转运机构的所有电气部件提供电能的电池；所述工件检测机构包括检测工件位置的初始传感器，支撑初始传感器的支架，所述支架固定加工机械的加工台上表面；所述工件卸载机构包括设置在加工台用于松开夹具独立设置的电磁阀，所述转运机构包括与铺设在生产线上的轨道和安装在轨道上的机械手，所述机械手包括基体、控制电磁阀的操作杆和转运机械手，所述基体内设置有使得机械手在轨道上平行移动的电机，所述基体和转运机械手之间设有用电动机带动的升降杆，所述转运机械手与升降杆之间设置有旋转台，所述转运机械手一端为工件夹爪，另一端连接在旋转台上；所述基体内设置有独立的控制器；该控制器用于处理初始传感器的采集信号，该控制器还用于控制转运机构上的转运机械手、电机、升降杆、旋转台、工件夹爪运动。

进一步，所述初始传感器为超声波传感器。由于超声波传感器具有感应灵敏，并且能够反馈传感器和工件之前的位置关系，这样便于在取工件时候，能够方便工件夹爪的定位。

进一步，用于支撑初始传感器的所述支架为高度可调的支架，根据夹具的不同，工件所处的位置也有相应变化，当夹具更换后，只需要调节支架，就可以调节初始传感器的位置，以提高初始传感器的通用性。

进一步，所述基体上设有临时装载工件的工件箱，所述工件箱分分为多个工件格；由于生产线上一般含有多台加工设备，当转运机械手夹取的工件后，将工件放入工件箱中，为了便于分辨是哪台加工设备上取下的工件，可通过多个工件格来区分。

进一步，使得机械手在轨道平行移动的所述电机为步进电机；由于步进电机能够针对本身的步距来计算行程，这样就可以简化机械手的对位程序。

最后，为了便于技术人员对于故障现场有一个直观的了解，所述机械手上表面固定安装有摄像头。

本发明为了便于控制故障排除卸载系统，提供了一种实用且具有针对性的控制方法，其具体方法如下：

一种工件生产线故障卸载系统的加工方法，包括如下步骤：

步骤一、控制器接收到生产线上自带的故障检测设备的输出信号，来获取故障类型和故障等级；

步骤二、控制器检测生产线上各个加工设备是否是断电故障；

步骤三、如果是断电故障，控制器启动卸载机构，让卸载机构中的气/液压系统打开，同时给设置在加工机械上的电磁阀、超声波传感器供应电能；

步骤四、控制器接受初始传感器发出的电信号，控制器通过初始传感器来确定具体是那一台加工机械出现故障；

步骤五：控制器控制步进电机快速进给到出现故障的加工机械位置；

步骤六：控制器控制转运机械手、升降杆、旋转台运动到工件所在位置，然后控制工件夹爪夹紧工件；

步骤七：控制器控制操作杆按压电磁阀通断，让加工机械上本身的夹具松开；

步骤八：控制器控制升降杆和转运机械手运动，使得工件离开夹具，然后控制转运机械手回缩、控制旋转台将转运机械手旋转到无运动障碍处，

步骤九：控制器控制电机回退，同时控制工件夹爪松开，将未加工完成的工件放入回收处。

步骤十：重复步骤一到步骤九直到未完成的部件清理干净。

本方案控制整个生产线故障卸载系统的优点在于：1、工件检测机构包括检测工件位置的初始传感器，支撑初始传感器的支架，所述支架固定加工机械的加工台上表面，将数据监测的传感器直接设置在加工台处，可以实时对加工台工件状态进行检测，已达到对故障的快速响应；2、所述工件卸载机构包括设置在加工台用于松开夹具独立设置的电磁阀，如果生产线是断电故障，因无法使用加工机械上的动力，采用独立的电磁阀，当出现故障时候，由蓄电池给电磁阀提供电能，来强行松开夹具；3、设置单独的转运机构，也是考虑到断电故障下，生产线上动力已经无法使用，引入独立运行的转运机构可忽略生产线本身的干扰，以实现对未加工完成的工件的转移；4、整个装置的投入使用，可以解决自动化生产线需要人对故障监控和排除，达到自动对出现故障的生产线的故障清除，即，在出现故障后，将遗留在加工台上的工件清除，然后排除故障，并使得生产线进行初始化，当生产线重新工作时，工件将从第一道工序开始加工，避免了故障时，未加工完成的工件受到外界的影响，而导致工件加工的不合格。

进一步，在步骤五中，当步进电机快速进给到故障发生位置处3cm处，进给速度降低到原来的四分之一，以便于步进电机能够调整好最后对位的步距，实现达到故障位置的精确性。

进一步，在基体上设有临时装载工件的工件箱，所述工件分为多个工件格，在步骤八和步骤九之间，控制器控制旋转台将转运机械手旋转到工件箱处，并根据加工机械的位置，将在该加工机械的工件放入相应工件格中。

最后，为了便于对故障现场有一个直观的了解，所述机械手上表面设置有摄像头，在第二步之后，控制器控制摄像头打开，并通过远程通信方式将视频信号传入到控制中心。

附图说明

图1：为工件生产线故障卸载系统的结构示意图；

图2：为工件生产线故障卸载系统的另一结构示意图。

图中附图标记列举：加工机械1，轨道2，转运机构3，基体31，升降杆32，操作杆33，旋转台34，转运机械手35，工件夹爪351，加工台4，电磁阀41，气/液压系统42，夹具5，工件6，工件检测机构7。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1和图2所示，一种工件生产线故障卸载系统，包括设置在加工机械1上的工件检测机构7，设置在加工机械1上的工件卸载机构，以及铺设在整个生产线上的转运机构3，生产线上设有为转运机构的所有电气部件提供电能的电池；工件检测机构包括检测工件6位置的初始传感器，支撑初始传感器的支架，支架固定安装在加工机械的加工台4上表面；工件卸载机构包括设置在加工台4用于松开夹具5独立设置的电磁阀41，转运机构3包括与铺设在生产线上的轨道2和安装在轨道2上的机械手，机械手包括基体31、控制电磁阀41的操作杆33和转运机械手35，基体31内设置有使得机械手在轨道2上平行移动的电机，基体31和转运机械手35之间设有用电动机带动的升降杆32，转运机械手35与升降杆32之间设置有旋转台34，转运机械手35一端为工件夹爪351，另一端连接在旋转台34上；基体31内设置有独立的控制器；该控制器用于处理初始传感器的采集信号，该控制器还用于控制转运机构上的转运机械手35、电机、升降杆32、旋转台34、工件夹爪351运动。

初始传感器为超声波传感器。由于超声波传感器具有感应灵敏，并且能够反馈传感器和工件之前的位置关系，这样便于在取工件时候，能够方便工件夹爪的定位。

用于支撑初始传感器的支架为高度可调的支架，根据夹具的不同，工件所处的位置也有相应变化，当夹具更换后，只需要调节支架，就可以调节初始传感器的位置，以提高初始传感器的通用性。

基体上设有临时装载工件的工件箱，工件箱分分为多个工件格；由于生产线上一般含有多台加工设备，当转运机械手夹取的工件6后，将工件放入工件箱中，为了便于分辨是哪台加工设备上取下的工件，可通过多个工件格来区分。使得机械手在轨道平行移动的电机为步进电机；由于步进电机能够针对本身的步距来计算行程，这样就可以简化机械手的对位程序。为了便于技术人员对于故障现场有一个直观的了解，机械手上表面固定安装有摄像头。

为了便于控制故障排除卸载系统，提供了一种实用且具有针对性的控制方法，其具体方法如下，包括如下步骤：

步骤一、控制器接收到生产线上自带的故障检测设备的输出信号，来获取故障类型和故障等级；

步骤二、控制器检测生产线上各个加工设备是否是断电故障；

步骤三、如果是断电故障，控制器启动卸载机构，让卸载机构中的气/液压系统42打开，同时给设置在加工机械1上的电磁阀41、超声波传感器供应电能；

步骤四、控制器接受初始传感器发出的电信号，控制器通过初始传感器来确定具体是那一台加工机械出现故障；

步骤五：控制器控制步进电机快速进给到出现故障的加工机械位置；

步骤六：控制器控制转运机械手、升降杆、旋转台运动到工件6所在位置，然后控制工件夹爪夹紧工件；

步骤七：控制器控制操作杆按压电磁阀通断，让加工机械上本身的夹具松开；

步骤八：控制器控制升降杆和转运机械手运动，使得工件离开夹具，然后控制转运机械手回缩、控制旋转台将转运机械手旋转到无运动障碍处；

步骤九：控制器控制电机回退，同时控制工件夹爪松开，将未加工完成的工件放入回收处；步骤十：重复步骤一到步骤九直到未完成的部件清理干净。

在步骤五中，当步进电机快速进给到故障发生位置处3cm处，进给速度降低到原来的四分之一，在基体上设有临时装载工件的工件箱，工件分为多个工件格，在步骤八和步骤九之间，控制器控制旋转台将转运机械手旋转到工件箱处，并根据加工机械的位置，将在该加工机械的工件放入相应工件格中。为了便于对故障现场有一个直观的了解，机械手上表面设置有摄像头，在第二步之后，控制器控制摄像头打开，并通过远程通信方式将视频信号传入到控制中心。

以上所述的仅是本发明的优选实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。