一种多工序自动化加工系统及方法与流程

本发明涉及加工自动化，尤其涉及一种多工序自动化加工系统及方法。

背景技术：

1、工件加工方式一般为多工序加工方式，需要在加工中心设置不同加工位来进行不同工序的加工，同时在不同加工位进行不同工序的加工时需要多次变换夹持位置。而现有技术中由人工操作加工中心进行工件的多工序加工，其存在以下缺陷：

2、1)作业人员需要操作加工中心完成对上一加工位中工件的上一道加工工序并且需要操作加工中心完成对下一加工位中工件的下一道加工工序，导致操作机台装夹工件进行加工的时间不固定，造成每天产量不稳定，在一定程度上阻碍了产量的增长；

3、2)工件在不同的加工位进行不同工序加工时并且需要多次变换夹持位置和夹持方式，因此按照工序排布顺序需要多套夹持装置才能完成加工，对夹持装置的投入较高；同时，将工件从上一个工位切换至下一个工位进行加工时，需要切换不同的夹持装置完成不同夹持位置的夹取，生产效率低。

4、因此，需要提供一种方便多工序有序加工并且工件产量稳定并且提高工件生产效率的自动化加工系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种多工序自动化加工系统及方法，具体地：

2、一方面提供了一种多工序自动化加工系统，包括过渡机构、加工中心和机器人，所述加工中心用于对工件进行多工序加工，所述加工中心的承载座上设置有第一加工位和第二加工位，所述机器人的机械臂上转动连接有多工序工件夹持装置，所述多工序工件夹持装置包括多个第一夹具、多个第二夹具和转动连接件，所述第一夹具和所述第二夹具均和所述转动连接件的一端固定连接，所述转动连接件的另一端和所述机械臂转动连接，所述转动连接件围绕其轴向转动以完成所述第一夹具或所述第二夹具在第一预设位置的切换，所述机器人用于通过第一夹具夹取位于所述加工中心的第一加工位中第一道工序加工完成的工件的上方结构并将夹有待加工工件的另一个第一夹具切换至第一预设位置将对应工件放置在所述第一加工位中后将第一道工序加工完成的工件放置在所述过渡机构中，再通过所述第二夹具夹取所述过渡机构中工件的下方结构并将另一个第二夹具切换至第一预设位置夹取位于所述加工中心的第二加工位中第二道工序加工完成的工件的下方结构后将从所述过渡机构中夹取的工件放置在所述第二加工位中。

3、另一方面提供了一种多工序自动化加工方法，所述方法基于上述的多工序自动化加工系统实现的，所述方法包括：

4、当夹取到加工中心中位于第二加工位的加工完成的工件时，控制机械臂带动多工序工件夹持装置运动至上下料机附近；

5、控制第一夹具切换至第一预设位置；

6、控制所述第一夹具夹取上下料机上放置的待加工工件的上方结构；

7、控制夹取到加工中心中位于第二加工位的加工完成的工件的第二夹具将加工完成的工件放置在待加工工件被拿取后空余位置上；

8、控制机械臂带动夹取到待加工工件的第一夹具运动至加工中心的第一加工位上方；

9、当加工中心中位于第一加工位的工件的第一道工序加工完成时，控制多工序工件夹持装置旋转将另一个第一夹具切换至第一预设位置并取出第一道工序加工完成的工件；

10、多工序工件夹持装置旋转将夹取到待加工工件的第一夹具切换至第一预设位置并将待加工工件放置在加工中心中的第一加工位中；

11、控制机械臂带动多工序工件夹持装置运动至过渡机构的上方并将第一道工序加工完成的工件放置在过渡机构中；

12、控制第二夹具运动至过渡机构的下方夹取位于过渡机构中工件的下方结构；

13、当加工中心中位于第二加工位的工件的第二道工序加工完成时，控制多工序工件夹持装置旋转将另一个第二夹具切换至第一预设位置并夹取出第二道工序加工完成的工件；

14、控制夹取到第一道工序加工完成的工件的第二夹具将所述工件放置在加工中心的第二加工位中。

15、本发明提供的一种多工序自动化加工系统及方法，具有的有益效果为：

16、本发明通过机器人夹取加工中心中第一加工位中第一道工序加工完成的工件的上方结构放置在过渡机构中再从过渡机构中夹取工件的下方结构放置在加工中心的第二加工位进行第二道工序的加工，使得工件均完成第一道工序后再第二道工序，保证了工件的生产质量，并且，使用机器人进行作业，使得工件的取放时间固定，使得工件加工完成的产量稳定，解决了现有技术中由人工操作加工中心的机台，导致操作机台装夹工件进行加工产量不稳定、容易产生不良品的问题；同时，通过在机械臂上连接有第一夹具和第二夹具，使得第一夹具或第二夹具位于对应的加工位上方时可以切换至第一预设位置，从而通过第一夹具夹取加工中心的第一加工位上第一道工序加工完成的工件放置后再通过旋转转动连接件将第二夹具切换至第一预设位置并夹取工件放置在加工中心的第二加工位上，实现了工件在多个加工位之间的快速移动，操作方便快捷，提升了工件的生产效率。

技术特征：

1.一种多工序自动化加工系统，其特征在于，包括过渡机构(7)、加工中心(8)和机器人(4)，所述加工中心(8)用于对工件(5)进行多工序加工，所述加工中心(8)的承载座(81)上设置有第一加工位和第二加工位，所述机器人(4)的机械臂(41)上转动连接有多工序工件夹持装置，所述多工序工件夹持装置包括多个第一夹具(1)、多个第二夹具(2)和转动连接件(3)，所述第一夹具(1)和所述第二夹具(2)均和所述转动连接件(3)的一端固定连接，所述转动连接件(3)的另一端和所述机械臂(41)转动连接，所述转动连接件(3)围绕其轴向转动以完成所述第一夹具(1)或所述第二夹具(2)在第一预设位置的切换，所述机器人(4)用于通过第一夹具(1)夹取位于所述加工中心(8)的第一加工位中第一道工序加工完成的工件(5)的上方结构并将夹有待加工工件(5)的另一个第一夹具(1)切换至第一预设位置将对应工件(5)放置在所述第一加工位中后将第一道工序加工完成的工件(5)放置在所述过渡机构(7)中，再通过所述第二夹具(2)夹取所述过渡机构(7)中工件(5)的下方结构并将另一个第二夹具(2)切换至第一预设位置夹取位于所述加工中心(8)的第二加工位中第二道工序加工完成的工件(5)的下方结构后将从所述过渡机构(7)中夹取的工件(5)放置在所述第二加工位中。

2.根据权利要求1所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述加工中心(8)包括承载座(81)、第一定位机构(82)、第一摆臂下压机构(83)、第二定位机构(84)和第二摆臂下压机构(85)，所述第一定位机构(82)和所述第二定位机构(84)均固定设置在所述承载座(81)上，所述工件(5)竖直向上放置在所述承载座(81)的第一加工位时通过所述第一定位机构(82)进行定位，所述工件(5)竖直向下放置在所述承载座(81)的第二加工位时通过所述第二定位机构(84)进行定位，所述第一摆臂下压机构(83)和所述第二摆臂下压机构(85)均转动连接于所述承载座(81)上，所述第一摆臂下压机构(83)的转动范围所在平面和所述第二摆臂下压机构(85)的转动范围所在平面均垂直于所述承载座(81)所在平面，所述第一摆臂下压机构(83)和所述第二摆臂下压机构(85)均用于将所述工件(5)压紧在所述承载座(81)的对应位置上。

3.根据权利要求2所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述第一定位机构(82)和所述第二定位机构(84)均包括多个第三定位销(821)，所述第三定位销(821)和所述工件(5)的定位孔(51)匹配，所述第三定位销(821)的长度小于等于所述定位孔(51)的长度。

4.根据权利要求1所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于控制所述多工序工件夹持装置上所述第一夹具(1)或所述第二夹具(2)切换至第一预设位置。

5.根据权利要求4所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述第一夹具(1)包括第一驱动机构(102)和第一夹爪组件(101)，所述第一驱动机构(102)和所述第一夹爪组件(101)驱动连接，所述第一夹爪组件(101)包括第一夹爪(1011)、第二夹爪(1012)和第三夹爪(1013)，所述第一驱动机构(102)用于在夹取工件(5)过程中驱动对应的所述第一夹爪(1011)、所述第二夹爪(1012)和所述第三夹爪(1013)同步在第一状态和第二状态之间切换，所述第二夹具(2)包括第二驱动机构(202)和第二夹爪组件(201)，所述第二驱动机构(202)和所述第二夹爪组件(201)驱动连接，所述第二夹爪组件(201)包括第四夹爪(2011)、第五夹爪(2012)和第六夹爪(2013)，所述第四夹爪(2011)、所述第五夹爪(2012)和所述第六夹爪(2013)不呈旋转对称设置，所述第二驱动机构(202)用于在夹取工件(5)过程中驱动对应的所述第四夹爪(2011)、所述第五夹爪(2012)和所述第六夹爪(2013)同步在第三状态和第四状态之间切换。

6.根据权利要求4所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述过渡机构(7)包括夹紧机构(71)、平移机构(72)和固定座(73)，所述平移机构(72)相对于所述固定座(73)可运动，所述夹紧机构(71)包括第一夹紧件(711)和第二夹紧件(712)，所述第一夹紧件(711)和所述第二夹紧件(712)相向设置，所述第一夹紧件(711)固定在所述固定座(73)上，所述第二夹紧件(712)和所述平移机构(72)固定连接，所述平移机构(72)用于带动所述第二夹紧件(712)在第一位置和第二位置之间移动，当所述第二夹紧件(712)位于第二位置时，所述第二夹紧件(712)和所述第一夹紧件(711)之间的距离大于工件(5)在夹取位置的尺寸，所述控制器用于当所述机器人(4)夹取到的所述工件(5)的下方结构之后控制所述平移机构(72)向远离所述第一夹紧件(711)方向运动。

7.根据权利要求4所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，还包括上下料机(6)，所述上下料机(6)用于放置待加工工件(5)和加工完成的工件(5)，所述控制器用于控制所述多工序工件夹持装置夹取所述上下料机(6)上待加工工件(5)后将所述加工中心(8)中加工完成的工件(5)放置在所述待加工工件(5)被拿取后空余的位置上。

8.根据权利要求7所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述上下料机(6)为循环上下料机，所述循环上下料机包括多个位于不同高度的水平放置的储料机构(62)、多个平移输送机构(63)和举升机构(64)，位于最高位置的所述储料机构(62)靠近所述机器人(4)设置，所述举升机构(64)设于所述储料机构(62)下方且和所述储料机构(62)驱动连接，所述举升机构(64)用于举升所述储料机构(62)在z向上运动，位于其他高度的储料机构(62)和所述平移输送机构(63)一一对应驱动连接，所述平移输送机构(63)用于驱动对应的所述储料机构(62)在y向上运动。

9.根据权利要求7所述的多工序自动化加工系统，其特征在于，所述上下料机(6)上设有可拆卸的第三定位机构(61)，所述第三定位机构(61)上固定设有第二定位销(611)，所述第二定位销(611)和所述工件(5)的定位孔(51)匹配，待加工工件(5)放置在所述上下料机(6)上时所述第二定位销(611)穿入所述定位孔(51)中。

10.一种多工序自动化加工方法，所述方法基于如权利要求1-9任一项所述的多工序自动化加工系统实现的，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及一种多工序自动化加工系统及方法，系统包括过渡机构、加工中心和机器人，机器人的多工序工件夹持装置包括多个第一夹具和多个第二夹具，机器人通过第一夹具夹取位于加工中心的第一加工位中第一道工序加工完成的工件的上方结构并将夹有待加工工件的另一个第一夹具切换至第一预设位置将对应工件放置在第一加工位后将第一道工序加工完成的工件放置在过渡机构中，再通过第二夹具夹取过渡机构中工件的下方结构并将另一个第二夹具切换至第一预设位置夹取位于加工中心的第二加工位中第二道工序加工完成的工件的下方结构后将从过渡机构中夹取的工件放置在第二加工位中。通过机器人作业，使得工件有序进行多道工序的加工，保证了工件产量的稳定。

技术研发人员：刘建斌,陈志亮,杨俊杰
受保护的技术使用者：江苏莱克智能电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12