一种基于物联网的自动化制造系统和方法与流程

文档序号:15144895发布日期:2018-08-10 20:19阅读:153来源:国知局

本发明涉及物联网技术领域,具体涉及一种基于物联网的自动化制造系统和方法。



背景技术:

在传统的紧固件生产线上,通常只是单个机器设备对被加工的原材料进行加工,各个工序之间不能够协调工作,加工效率和加工精度较差。以紧固件螺纹攻丝为例;在首先要进行打孔,在打孔的过程中只是根据经验进行机械式的对准,且对准精度比较低,导致加工精度和质量较差;

在打孔之后需要进行螺纹攻丝;螺纹类型有多种,但是,传统的攻丝设备只具备一个类型的攻丝刀具,且不可以根据实际加工需要实时的更换刀具,导致加工效率低下,难以满足各类加工需要。

因此,需要提供一种在打孔时实现精确对准,攻丝时可以根据实际加工需要更换加工刀具的基于网络自动化制造系统。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种基于物联网的自动化制造系统和方法,用以解决现有紧固件攻丝设备打孔时不可以实现精度对准,攻丝时更换刀具不方便的问题。

为实现上述目的,本发明的技术方案为

一种基于物联网的自动化制造系统,包括中控计算机,与所述中控计算机电连接的用于对被加工的原材料进行打孔的钻孔件,与所述中控计算机电连接的用于输送被加工的原材料的输送带,与所述中控计算机电连接的用于对被加工的原材料进行攻丝的攻丝件;所述中控计算机包括计算机和用于存储加工参数的数据库。

其中,所述输送带包括传动架,于所述传动架的一端螺栓固定有第一电机,于所述第一电机的端部卡接或者螺纹旋接有第一驱动辊筒;

于所述传动架的另一端螺栓固定有第二电机,于所述第二电机的端部卡接或者螺纹旋接有第二驱动辊筒;于所述第一驱动辊筒和所述第二驱动辊筒的外侧包裹有传输带;所述第二驱动辊筒和所述第一驱动辊筒的结构一致;

于所述传动架上卡接有第一arm控制器;于所述传动架上螺栓固定有顶紧于所述传输带的下侧的第一张紧件和第二张紧件;所述第一张紧件的结构和所述第二张紧件的结构一致;

于所述第一电机上电连接有第一电机控制器,于所述第二电机电连接有第二电机控制器;所述第一电机控制器和第二电机控制器均和所述第一arm控制器电连接;所述第一arm控制器与所述中控计算机通过zigbee网络进行通信;

所述第一驱动辊筒包括圆筒状的主辊筒,沿着所述主辊筒的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第一传动轴;

沿着垂直于所述第一传动轴的方向于其内卡接有圆杆状的内支撑杆,于所述内支撑杆的端部卡接有顶紧板,于所述内支撑杆上套设有压紧于所述顶紧板和所述第一传动轴上的第一弹簧;

于所述主辊筒的外壁上卡接有压力传感器,沿着所述主辊筒的径向于其内滑动的穿设有第一调节件,于所述第一调节件电连接有第一电磁阀;

所述第一调节件包括圆筒状的第一液压缸,沿着所述第一液压缸的轴向于其内滑动的穿设有圆杆状的第一液压杆,于所述第一液压杆的上端的螺纹旋接有主安装罩,于所述主安装罩的上侧卡接有圆杆状的内加强杆,于所述内加强杆的上端卡接有升降板。

其中,包括机箱,卡接于所述机箱的侧壁上的导向轨,沿着所述导向轨的长度方向滑动于其上的立方体状的第一滑动块,卡接于两个所述第一滑动块之间的横梁,卡接于所述横梁上的激光发射头,转动穿设于所述横梁内的圆杆状的第二传动轴,卡接于所述第二传动轴的上端的第三电机,电连接于所述第三电机上的第三电机控制器,卡接于所述机箱的下部的操作架,螺纹旋接于所述第二传动轴的下端的打孔件;于所述机箱的下部卡接有通过zigbee网络与所述中控计算机进行通信的第二arm控制器;

所述打孔件包括刀架,于所述刀架的上端卡接有连接座,沿着所述连接座的轴向于其上部穿设有与所述第二传动轴相适应的第一传动孔;于所述刀架的下部卡接有第一固定壳,于所述第一固定壳内凹设有第一定位槽;于所述刀架的下端的边缘处卡接有纵截面为梯形的第一固定块,于所述第一固定块内螺纹旋接有圆杆状的调节导向杆;

于所述节导向杆的滑动的套设有圆柱状的第一调节座,于所述第一调节座的上端卡接有圆台状的内卡接座,所述内卡接座与所述第一定位槽相适应;沿着所述第一调节座的轴向于其下部螺纹旋接有圆杆状的刀杆,于所述刀杆的下端卡接或者螺纹旋接有刀头;所述内卡接座的个数小于等于所述第一固定壳的个数。

其中,包括操作架包括第二调节座,于所述第二调节座内滑动的穿设有横向支撑杆,于所述横向支撑杆的上侧卡接有纵截面为梯形的锁定块,于两个所述锁定块之间螺纹旋接有圆杆状的第一调节导向杆;

于所述第一调节导向杆上滑动套设有圆柱状的第二滑动块,于所述第二滑动块的上端卡接有圆台状的主调节座,于所述主调节座上卡接有激光接收头,于所述主调节座的上端卡接有载物板;

于所述横向支撑杆的远离所述第二调节座的一端的上侧卡接有挡板,于所述挡板的侧壁上螺栓固定有第二液压缸,沿着所述第二液压缸的轴向于其端部滑动的穿设有圆杆状的第二推进杆;所述第二推进杆的远离所述第二液压缸的一端螺纹旋接于所述主调节座上。

其中,包括圆台状的基座,于所述基座的上端卡接有底板,于所述底板的上端卡接有固定筒,于所述底板的上端的边缘处螺纹旋接有机架,于所述机架上部卡接有攻丝部件;

所述攻丝部件包括主框架,于所述主框架的上端卡接有第三arm控制器,于所述主框架的下端卡接有圆盘状的刀具固定盘,于所述刀具固定盘内螺栓固定有第一攻丝电机、第二攻丝电机和第三攻丝电机;沿着所述第一攻丝电机的轴向于其下端卡接有圆杆状的第一攻丝轴,于所述第一攻丝轴的下端螺纹旋接有三角形螺纹攻丝刀;于所述第二攻丝电机的下端卡接有第二攻丝轴,于所述第二攻丝轴的下端螺纹旋接有矩形螺纹攻丝刀;于所述第三攻丝电机的下端卡接有第三攻丝轴,于所述第三攻丝轴的下端螺纹旋接有梯形螺纹攻丝刀;

于所述第一攻丝电机上电连接有第一攻丝电机控制器,于所述第二攻丝电机上电连接有第二攻丝电机控制器,于所述第三攻丝电机上电连接有第三攻丝电机控制器。

其中,所述三角形螺纹攻丝刀包括组装架,于所述组装架的内侧卡接有内固定块,于两个所述内固定块之间卡接有圆台状的且罩设于所述组装架的下侧的刀座,于所述组装架的上端卡接有圆台状的旋接安装头,于所述旋接安装头的外壁内螺旋的凹设有螺纹;

沿着所述刀座的轴向于其下端卡接有圆杆状的主刀杆,于所述主刀杆的外壁上焊接有纵截面为三角形的第二刀刃,于所述主刀杆的下端焊接有三棱锥状的第一刀刃。

一种自动化制造方法,用于所述基于物联网的自动化制造系统,包括步骤:

所述中控计算机驱动所述第一电机和第二电机运行将被加工的金属毛坯输送到钻孔件;

所述中控计算机驱动所述钻孔件对所述金属毛坯进行打孔;

所述中控计算机驱动所述第一电机和第二电机将半成品输送到攻丝件;

所述中控计算机驱动所述攻丝件对被所述半成品进行攻丝。

其中,所述中控计算机驱动所述第一电机和第二电机运行将被加工的金属毛坯输送到钻孔件包括:

所述中控计算机发送第一启动信号到第一arm控制器,所述第一arm控制器发送电机启动信号到所述第一电机控制器和第二电机控制器分别驱动所述第一电机和第二电机转动,所述第一电机和第二电机带动所述传输带转动,从而将所述被加工的金属毛坯输送到钻孔件。

其中,所述中控计算机驱动所述钻孔件对所述金属毛坯进行打孔包括:

所述激光发射头发射激光;

如果所述激光接收头没有接收到激光,则第二arm控制器发送移动命令到所述第二电磁阀,所述第二电磁阀驱动所述第二液压缸,进而带动所述第二推进杆,所述第二推进杆带动所述载物板在水平方向上移动;

如果激光接收头接收到激光,则第二arm控制器发送停止移动命令到所述第二电磁阀以停止所述第二液压缸的横向移动;之后,所述第二arm控制器发送打孔命令到所述第三电机控制器,所述第三电机控制器控制所述第三电机旋转带动打孔件实现对所述金属毛坯的打孔,得到半成品。

其中,所述中控计算机驱动所述攻丝件对被所述半成品进行攻丝包括:

如果切割三角形螺纹,则所述中控计算机将第一攻丝命令和存储在所述数据库内的三角螺纹的参数发送到所述第三arm控制器,所述第三arm控制器发送开始加工命令到所述第一攻丝电机控制器进而驱动所述第一攻丝电机对所述半成品进行攻丝;

如果切割矩形螺纹,则所述中控计算机将第二攻丝命令和存储在所述数据库内的矩形螺纹的参数发送到所述第三arm控制器,所述第三arm控制器发送开始加工命令到所述第二攻丝电机控制器进而驱动所述第二攻丝电机对所述半成品进行攻丝;

如果切割梯形螺纹,则所述中控计算机将第三攻丝命令和存储在所述数据库内的梯形螺纹的参数发送到所述第三arm控制器,所述第三arm控制器发送开始加工命令到所述第三攻丝电机控制器进而驱动所述第三攻丝电机对所述半成品进行攻丝。

本发明具有如下优点:

本发明的基于物联网的自动化制造系统,包括中控计算机,与所述中控计算机电连接的用于对被加工的原材料进行打孔的钻孔件,与所述中控计算机电连接的用于输送被加工的原材料的输送带,与所述中控计算机电连接的用于对被加工的原材料进行攻丝的攻丝件;所述中控计算机包括计算机和用于存储加工参数的数据库;

所述中控计算机控制所述输送带将被加工的原材料输送到所述钻孔件,所述中控计算机控制远程所述钻孔件实现对被加工原材料的对准和精确打孔;

在打孔结束之后,所述中控计算机控制所述输送带将打孔之后的半成品输送到所述攻丝件的位置;

所述攻丝件在中控计算机的控制下对所述半成品按照所述数据库预设的加工参数进行攻丝,确保攻丝效率和质量。

附图说明

图1是本发明的基于物联网的自动化制造系统的功能模块图。

图2是本发明的输送带的结构示意图。

图3是本发明的第一驱动辊筒的结构示意图。

图4是本发明的第一调节件的结构示意图。

图5是本发明的钻孔件的结构示意图。

图6是本发明的打孔件的结构示意图。

图7是本发明的操作架的结构示意图。

图8是本发明的攻丝件的结构示意图。

图9是本发明的攻丝部件的结构示意图。

图10是本发明的三角形螺纹攻丝刀的结构示意图。

1-中控计算机;2-输送带;21-传动架;22-第二电机;23-第二驱动辊筒;24-第一张紧件;25-第一arm控制器;26-第二张紧件;27-传输带;28-第一驱动辊筒;281-第一传动轴;282-主辊筒;283-压力传感器;284-第一调节件;2841-升降板;2842-内加强杆;2843-主安装罩;2844-第一液压杆;2845-第一液压缸;285-顶紧板;286-第一弹簧;287-内支撑杆;288-第一电磁阀;29-第一电机;3-钻孔件;31-机箱;32-第三电机;33-激光发射头;34-横梁;35-第一滑动块;36-导向轨;37-操作架;371-横向支撑杆;372-挡板;373-第二液压缸;374-第二推进杆;375-载物板;376-激光接收头;377-主调节座;378-第一调节导向杆;379-第二调节座;3710-第二滑动块;3711-锁定块;3712-第二电磁阀;38-打孔件;381-刀架;382-第一固定壳;383-连接座;384-调节导向杆;385-第一调节座;386-刀杆;387-刀头;388-内卡接座;389-第一固定块;39-第二传动轴;310-第三电机控制器;311-第二arm控制器;4-攻丝件;41-基座;42-底板;43-机架;44-攻丝部件;441-第一攻丝电机;442-第一攻丝轴;443-三角形螺纹攻丝刀;4431-组装架;4432-旋接安装头;4433-内固定块;4434-刀座;4435-主刀杆;4436-第二刀刃;4437-第一刀刃;444-第二攻丝电机;445-第二攻丝轴;446-矩形螺纹攻丝刀;447-第三攻丝电机;448-第三攻丝轴;449-梯形螺纹攻丝刀;4410-刀具固定盘;4411-主框架;4412-第三arm控制器;45-固定筒。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例1的基于物联网的自动化制造系统,包括中控计算机1,与所述中控计算机1电连接的用于对被加工的原材料进行打孔的钻孔件3,与所述中控计算机1电连接的用于输送被加工的原材料的输送带2,与所述中控计算机1电连接的用于对被加工的原材料进行攻丝的攻丝件4;所述中控计算机1包括计算机和用于存储加工参数的数据库。

所述中控计算机1控制所述输送带2将被加工的原材料输送到所述钻孔件3,所述中控计算机1控制远程所述钻孔件3实现对被加工原材料的对准和精确打孔;

在打孔结束之后,所述中控计算机1控制所述输送带2将打孔之后的半成品输送到所述攻丝件4的位置;

所述攻丝件在中控计算机1的控制下对所述半成品按照所述数据库预设的加工参数进行攻丝,确保攻丝效率和质量。

实施例2

进一步,在实施例1的基础上增加如下特征和连接关系:

所述输送带2包括传动架21,于所述传动架21的一端螺栓固定有第一电机29,于所述第一电机29的端部卡接或者螺纹旋接有第一驱动辊筒28;

于所述传动架21的另一端螺栓固定有第二电机22,于所述第二电机22的端部卡接或者螺纹旋接有第二驱动辊筒23;于所述第一驱动辊筒28和所述第二驱动辊筒23的外侧包裹有传输带27;所述第二驱动辊筒23和所述第一驱动辊筒28的结构一致;

于所述传动架21上卡接有第一arm控制器25;于所述传动架21上螺栓固定有顶紧于所述传输带27的下侧的第一张紧件24和第二张紧件26;所述第一张紧件24的结构和所述第二张紧件26的结构一致;

于所述第一电机29上电连接有第一电机控制器,于所述第二电机22电连接有第二电机控制器;所述第一电机控制器和第二电机控制器均和所述第一arm控制器25电连接;所述第一arm控制器25与所述中控计算机1通过zigbee网络进行通信;

所述第一驱动辊筒28包括圆筒状的主辊筒282,沿着所述主辊筒282的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第一传动轴281;

沿着垂直于所述第一传动轴281的方向于其内卡接有圆杆状的内支撑杆287,于所述内支撑杆287的端部卡接有顶紧板285,于所述内支撑杆287上套设有压紧于所述顶紧板285和所述第一传动轴281上的第一弹簧286;

于所述主辊筒282的外壁上卡接有压力传感器283,沿着所述主辊筒282的径向于其内滑动的穿设有第一调节件284,于所述第一调节件284电连接有第一电磁阀288;

所述第一调节件284包括圆筒状的第一液压缸2845,沿着所述第一液压缸2845的轴向于其内滑动的穿设有圆杆状的第一液压杆2844,于所述第一液压杆2844的上端的螺纹旋接有主安装罩2843,于所述主安装罩2843的上侧卡接有圆杆状的内加强杆2842,于所述内加强杆2842的上端卡接有升降板2841。

包括机箱31,卡接于所述机箱31的侧壁上的导向轨36,沿着所述导向轨36的长度方向滑动于其上的立方体状的第一滑动块35,卡接于两个所述第一滑动块35之间的横梁34,卡接于所述横梁34上的激光发射头33,转动穿设于所述横梁34内的圆杆状的第二传动轴39,卡接于所述第二传动轴39的上端的第三电机32,电连接于所述第三电机32上的第三电机控制器310,卡接于所述机箱31的下部的操作架37,螺纹旋接于所述第二传动轴39的下端的打孔件38;于所述机箱31的下部卡接有通过zigbee网络与所述中控计算机1进行通信的第二arm控制器311;

所述打孔件38包括刀架381,于所述刀架381的上端卡接有连接座383,沿着所述连接座383的轴向于其上部穿设有与所述第二传动轴39相适应的第一传动孔;于所述刀架381的下部卡接有第一固定壳382,于所述第一固定壳382内凹设有第一定位槽;于所述刀架381的下端的边缘处卡接有纵截面为梯形的第一固定块389,于所述第一固定块389内螺纹旋接有圆杆状的调节导向杆384;

于所述节导向杆384的滑动的套设有圆柱状的第一调节座385,于所述第一调节座385的上端卡接有圆台状的内卡接座388,所述内卡接座388与所述第一定位槽相适应;沿着所述第一调节座385的轴向于其下部螺纹旋接有圆杆状的刀杆386,于所述刀杆386的下端卡接或者螺纹旋接有刀头387;所述内卡接座388的个数小于等于所述第一固定壳382的个数。

包括操作架37包括第二调节座379,于所述第二调节座379内滑动的穿设有横向支撑杆371,于所述横向支撑杆371的上侧卡接有纵截面为梯形的锁定块3711,于两个所述锁定块3711之间螺纹旋接有圆杆状的第一调节导向杆378;

于所述第一调节导向杆378上滑动套设有圆柱状的第二滑动块3710,于所述第二滑动块3710的上端卡接有圆台状的主调节座377,于所述主调节座377上卡接有激光接收头376,于所述主调节座377的上端卡接有载物板375;

于所述横向支撑杆371的远离所述第二调节座379的一端的上侧卡接有挡板372,于所述挡板372的侧壁上螺栓固定有第二液压缸373,沿着所述第二液压缸373的轴向于其端部滑动的穿设有圆杆状的第二推进杆374;所述第二推进杆374的远离所述第二液压缸373的一端螺纹旋接于所述主调节座377上。

包括圆台状的基座41,于所述基座41的上端卡接有底板42,于所述底板42的上端卡接有固定筒45,于所述底板42的上端的边缘处螺纹旋接有机架43,于所述机架43上部卡接有攻丝部件44;

所述攻丝部件44包括主框架4411,于所述主框架4411的上端卡接有第三arm控制器4412,于所述主框架4411的下端卡接有圆盘状的刀具固定盘4410,于所述刀具固定盘4410内螺栓固定有第一攻丝电机441、第二攻丝电机444和第三攻丝电机447;沿着所述第一攻丝电机441的轴向于其下端卡接有圆杆状的第一攻丝轴442,于所述第一攻丝轴442的下端螺纹旋接有三角形螺纹攻丝刀443;于所述第二攻丝电机444的下端卡接有第二攻丝轴445,于所述第二攻丝轴445的下端螺纹旋接有矩形螺纹攻丝刀446;于所述第三攻丝电机447的下端卡接有第三攻丝轴448,于所述第三攻丝轴448的下端螺纹旋接有梯形螺纹攻丝刀449;

于所述第一攻丝电机441上电连接有第一攻丝电机控制器,于所述第二攻丝电机444上电连接有第二攻丝电机控制器,于所述第三攻丝电机447上电连接有第三攻丝电机控制器。

所述三角形螺纹攻丝刀443包括组装架4431,于所述组装架4431的内侧卡接有内固定块4433,于两个所述内固定块4433之间卡接有圆台状的且罩设于所述组装架4431的下侧的刀座4434,于所述组装架4431的上端卡接有圆台状的旋接安装头4432,于所述旋接安装头4432的外壁内螺旋的凹设有螺纹;

沿着所述刀座4434的轴向于其下端卡接有圆杆状的主刀杆4435,于所述主刀杆4435的外壁上焊接有纵截面为三角形的第二刀刃4436,于所述主刀杆4435的下端焊接有三棱锥状的第一刀刃4437。

实施例3

进一步,在实施例2的基础上:

一种自动化制造方法,用于所述基于物联网的自动化制造系统,包括步骤:

所述中控计算机1驱动所述第一电机29和第二电机22运行将被加工的金属毛坯输送到钻孔件3;

所述中控计算机1驱动所述钻孔件3对所述金属毛坯进行打孔;

所述中控计算机1驱动所述第一电机29和第二电机22将半成品输送到攻丝件4;

所述中控计算机1驱动所述攻丝件4对被所述半成品进行攻丝。

所述中控计算机1驱动所述第一电机29和第二电机22运行将被加工的金属毛坯输送到钻孔件3包括:

所述中控计算机1发送第一启动信号到第一arm控制器25,所述第一arm控制器25发送电机启动信号到所述第一电机控制器和第二电机控制器分别驱动所述第一电机29和第二电机22转动,所述第一电机29和第二电机22带动所述传输带27转动,从而将所述被加工的金属毛坯输送到钻孔件3。

所述中控计算机1驱动所述钻孔件3对所述金属毛坯进行打孔包括:

所述激光发射头33发射激光;

如果所述激光接收头376没有接收到激光,则第二arm控制器311发送移动命令到所述第二电磁阀3712,所述第二电磁阀3712驱动所述第二液压缸373,进而带动所述第二推进杆374,所述第二推进杆374带动所述载物板375在水平方向上移动;

如果激光接收头376接收到激光,则第二arm控制器311发送停止移动命令到所述第二电磁阀3712以停止所述第二液压缸373的横向移动;之后,所述第二arm控制器311发送打孔命令到所述第三电机控制器310,所述第三电机控制器310控制所述第三电机32旋转带动打孔件38实现对所述金属毛坯的打孔,得到半成品。

所述中控计算机1驱动所述攻丝件4对被所述半成品进行攻丝包括:

如果切割三角形螺纹,则所述中控计算机1将第一攻丝命令和存储在所述数据库内的三角螺纹的参数发送到所述第三arm控制器4412,所述第三arm控制器4412发送开始加工命令到所述第一攻丝电机控制器进而驱动所述第一攻丝电机441对所述半成品进行攻丝;

如果切割矩形螺纹,则所述中控计算机1将第二攻丝命令和存储在所述数据库内的矩形螺纹的参数发送到所述第三arm控制器4412,所述第三arm控制器4412发送开始加工命令到所述第二攻丝电机控制器进而驱动所述第二攻丝电机444对所述半成品进行攻丝;

如果切割梯形螺纹,则所述中控计算机1将第三攻丝命令和存储在所述数据库内的梯形螺纹的参数发送到所述第三arm控制器4412,所述第三arm控制器4412发送开始加工命令到所述第三攻丝电机控制器进而驱动所述第三攻丝电机447对所述半成品进行攻丝。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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