一種柔性制造生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性制造生產(chǎn)線，其包括供料單元、檢測單元、加工單元、搬運(yùn)單元和立體存儲單元。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)工件的全自動化供料、多方位識別檢測、工件的高效率鉆孔加工及精準(zhǔn)地將工件放進(jìn)相應(yīng)的存儲位，而且占用空間小，提高了柔性制造生產(chǎn)線的自動化和柔性化，符合現(xiàn)代制造企業(yè)的高效率、低成本、質(zhì)量可靠穩(wěn)定的追求目標(biāo)，具有實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種柔性制造生產(chǎn)線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種柔性制造生產(chǎn)線，屬于工業(yè)自動化生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性制造是一個(gè)自動化的生產(chǎn)制造，可在最少人的干預(yù)下，生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制。它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。
[0003]采用柔性制造生產(chǎn)線具有如下諸多優(yōu)點(diǎn):1、設(shè)備利用率高；2、可減少設(shè)備投資；
3、可減少直接工時(shí)費(fèi)用；4、可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；5、對生產(chǎn)要求有快速應(yīng)變能力；6、產(chǎn)品質(zhì)量聞；7、運(yùn)行靈活等。
[0004]隨著國際競爭的日益激烈，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短、種類日益增加、質(zhì)量要求更高、相應(yīng)的產(chǎn)品交貨時(shí)間要求縮短、勞動力成本增加。這就對制造企業(yè)提出了高要求:生產(chǎn)過程高柔性,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及生產(chǎn)率高,生產(chǎn)成本不斷降低。因此,研究一種高度自動化和柔性化的柔性制造生產(chǎn)線將對提高制造企業(yè)的競爭力具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有高度自動化和柔性化的柔性制造生產(chǎn)線，以滿足制造企業(yè)提高競爭力的需求。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種柔性制造生產(chǎn)線，包括供料單元、檢測單元、加工單元、搬運(yùn)單元和立體存儲單元；所述的供料單元包括輸送軌道、料倉、推料桿和旋轉(zhuǎn)氣缸，所述料倉設(shè)在輸送軌道的正上方，所述推料桿位于料倉底部的輸送軌道的末端，且所述推料桿與一伸縮氣缸的輸出軸連接；在輸送軌道的前端設(shè)有取貨臺；所述旋轉(zhuǎn)氣缸固定在支架上，旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出軸從固定齒輪的軸孔中穿出與擺臂連接，在所述擺臂的另一端安裝有一個(gè)垂直向下、能自由轉(zhuǎn)動的帶有齒輪的真空吸嘴；所述的檢測單元包括基座、升降平臺和推進(jìn)氣缸，在所述基座上設(shè)有一支架，所述升降平臺安裝在所述支架上，所述推進(jìn)氣缸的輸出軸與升降平臺的一端連接，在升降平臺的四周設(shè)有對升降平臺上的工件進(jìn)行識別檢測的傳感器，所述傳感器至少包括識別工件有無的電容式傳感器、識別工件材質(zhì)的電感式傳感器和識別工件顏色的漫射式光電傳感器；所述的加工單元包括固定底座，在固定底座上設(shè)有旋轉(zhuǎn)工作臺，所述旋轉(zhuǎn)工作臺與交流伺服電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)工作臺的頂面為一圓盤，所述圓盤自圓心沿圓周設(shè)有多條支臂，在每條支臂的前端設(shè)有放置工件的固定位，在旋轉(zhuǎn)工作臺的圓周上依次設(shè)有輸入工位、鉆孔工位、檢測工位和輸出工位，所述輸出工位連接一下行滑槽；所述的搬運(yùn)單元為氣動機(jī)械手，包括一個(gè)提取氣缸、一個(gè)擺臂氣缸、一個(gè)轉(zhuǎn)動氣缸和設(shè)有氣動夾爪的擺臂，提取氣缸安裝在擺臂氣缸的氣缸桿前端；所述的立體存儲單元包括立體存儲倉庫，在所述立體存儲倉庫前設(shè)有X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)，所述X軸步進(jìn)電機(jī)與X軸絲桿驅(qū)動組件連接，所述Y軸步進(jìn)電機(jī)與Y軸絲桿驅(qū)動組件連接；在Y軸絲桿驅(qū)動組件上裝有一雙作用氣缸，所述雙作用氣缸的輸出軸與用于將工件推入預(yù)定位置的推塊相連接。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述推料桿與位于料倉最下層的工件處于同一水平位置。
[0009]作為優(yōu)選方案，在推料桿的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別推料桿運(yùn)動位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)。
[0010]作為優(yōu)選方案，在料倉的底層安裝有用于檢測料倉中有無工件的對射式光電傳感器。
[0011]作為優(yōu)選方案，在旋轉(zhuǎn)氣缸的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別轉(zhuǎn)軸位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)。
[0012]作為優(yōu)選方案，真空吸嘴的齒輪與旋轉(zhuǎn)氣缸輸出軸外圍的固定齒輪通過一個(gè)同步帶相連。
[0013]作為優(yōu)選方案，在每條支臂的底部端面設(shè)有用于檢測工件有無的光電傳感器，在每條支臂的側(cè)面設(shè)有用于識別旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)位置的電感式傳感器。
[0014]作為優(yōu)選方案，放置工件的固定位端面低于對應(yīng)支臂的端面。
[0015]作為優(yōu)選方案，兩兩支臂之間的夾角為60度。
[0016]作為優(yōu)選方案，在絲桿驅(qū)動組件的極限位置設(shè)有碰撞保護(hù)開關(guān)，以防止絲桿驅(qū)動組件運(yùn)動過快而造成機(jī)械物理損傷。
[0017]作為優(yōu)選方案，在絲桿驅(qū)動組件上還設(shè)有零點(diǎn)校正位置。
[0018]作為優(yōu)選方案，在雙作用氣缸的兩個(gè)極限位置設(shè)有磁感應(yīng)式接近開關(guān)。
[0019]上述的磁感應(yīng)式接近開關(guān)和傳感器均通過I/O接線端與PLC控制器連接。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的柔性制造生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)工件的全自動化供料、多方位識別檢測、工件的高效率鉆孔加工及精準(zhǔn)地將工件放進(jìn)相應(yīng)的存儲位，而且占用空間小，提高了柔性制造生產(chǎn)線的自動化和柔性化，符合現(xiàn)代制造企業(yè)的高效率、低成本、質(zhì)量可靠穩(wěn)定的追求目標(biāo)，具有實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線中的供料單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為圖2的俯視圖；
[0024]圖4為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線中的檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線中的加工單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為圖5的俯視圖；
[0027]圖7為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線中的搬運(yùn)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8為圖7的俯視圖；
[0029]圖9為本發(fā)明所述柔性制造生產(chǎn)線中的立體存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖10為圖9的俯視圖。
[0031]圖中:1、供料單元；11、推料桿；12、料倉；13、輸送軌道；14、取貨臺；15、真空吸嘴；16、擺臂；17、旋轉(zhuǎn)氣缸；18、磁感應(yīng)式接近開關(guān)；2、檢測單元；21、支架；22、推進(jìn)氣缸；23、基座；24、工件；25、升降平臺；26、電容式傳感器；27、電感式傳感器；28、漫式式光電傳感器；3、加工單元；30、固定位；31、光電傳感器；32、旋轉(zhuǎn)工作臺；33、交流伺服電機(jī)；34、輸入工位；35、電感式傳感器；36、鉆孔工位；37、檢測工位；38、輸出工位；39、支臂；4、搬運(yùn)單元；41、提取氣缸；42、擺臂氣缸；43、轉(zhuǎn)動氣缸；44、氣動夾爪；45、擺臂；46、磁感應(yīng)式接近開關(guān)；5、立體存儲單元；51、X軸步進(jìn)電機(jī)；52、Y軸步進(jìn)電機(jī)；53、X軸絲桿驅(qū)動組件；54、Y軸絲桿驅(qū)動組件；55、雙作用氣缸；56、推塊；57、立體存儲倉庫。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但下述內(nèi)容不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的下述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]如圖1所示:本發(fā)明提供的一種柔性制造生產(chǎn)線，包括供料單元1、檢測單元2、加工單元3、搬運(yùn)單元4和立體存儲單元5。
[0034]如圖2和圖3所示:所述的供料單元I包括推料桿11、料倉12、輸送軌道13和旋轉(zhuǎn)氣缸17，所述推料桿11位于料倉12底部的輸送軌道13的末端，且所述推料桿11與一伸縮氣缸的輸出軸(圖中未示出)連接，所述料倉12設(shè)在輸送軌道13的正上方；在輸送軌道13的前端設(shè)有取貨臺14 ;所述旋轉(zhuǎn)氣缸17固定在支架(圖中未示出)上，旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出軸從固定齒輪的軸孔中穿出與擺臂16連接，在所述擺臂16的另一端安裝有一個(gè)垂直向下、能自由轉(zhuǎn)動的帶有齒輪的真空吸嘴15。所述推料桿11與位于料倉12最下層的工件處于同一水平位置，在推料桿11的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別推料桿運(yùn)動位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)18 ;在料倉12的底層安裝有用于檢測料倉中有無工件的對射式光電傳感器(圖中未示出);在旋轉(zhuǎn)氣缸17的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別轉(zhuǎn)軸位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)；真空吸嘴的齒輪與旋轉(zhuǎn)氣缸輸出軸外圍的固定齒輪通過一個(gè)同步帶相連。
[0035]當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣缸17驅(qū)動擺臂16轉(zhuǎn)動時(shí)，擺臂16與固定齒輪之間形成相對運(yùn)動，導(dǎo)致同步帶的運(yùn)動，通過同步帶帶動了真空吸嘴15的轉(zhuǎn)動；固定齒輪與活動齒輪的傳動比為1:1，則擺臂16轉(zhuǎn)動的角度等于真空吸嘴15轉(zhuǎn)動的角度，從而可保證真空吸嘴15在擺臂16轉(zhuǎn)動過程中始終保持方向不變。所述真空吸嘴15內(nèi)腔的負(fù)壓由真空發(fā)生器提供。所述的伸縮氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、及真空發(fā)生器的電磁閥均通過I/O連接端與PLC控制器連接。
[0036]供料單元的工作原理如下:將工件垂直疊放在料倉中，由于推料桿位于料倉的底層并與最下層的工件處于同一水平位置，因此，當(dāng)伸縮氣缸驅(qū)動推料桿前進(jìn)時(shí)，推料桿便將最下層的工件水平推到預(yù)定位置，從而將工件移出料倉；而當(dāng)推料桿返回時(shí)，料倉中的工件在重力的作用下，就自動下落，向下移動下一個(gè)工件；當(dāng)推料桿將料倉中的工件逐一移出至取貨臺時(shí)，真空吸嘴吸附住工件在旋轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動下將工件移轉(zhuǎn)到檢測單元2。
[0037]如圖4所示:所述的檢測單元2包括基座23、升降平臺25和推進(jìn)氣缸22，在所述基座23上設(shè)有一支架21，所述升降平臺25安裝在所述支架21上，所述推進(jìn)氣缸22的輸出軸與升降平臺25的一端連接，在升降平臺25的四周設(shè)有對升降平臺25上的工件24進(jìn)行識別檢測的傳感器，所述傳感器至少包括識別工件有無的電容式傳感器26、識別工件材質(zhì)的電感式傳感器27和識別工件顏色的漫射式光電傳感器28 ;所述傳感器26、27和28均通過I/O接線端與PLC控制器相連接，使傳感器識別檢測到的信號能反饋給PLC控制器。
[0038]檢測單元的工作原理如下:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:包括供料單元、檢測單元、加工單元、搬運(yùn)單元和立體存儲單元；所述的供料單元包括輸送軌道、料倉、推料桿和旋轉(zhuǎn)氣缸，所述料倉設(shè)在輸送軌道的正上方，所述推料桿位于料倉底部的輸送軌道的末端，且所述推料桿與一伸縮氣缸的輸出軸連接；在輸送軌道的前端設(shè)有取貨臺；所述旋轉(zhuǎn)氣缸固定在支架上，旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出軸從固定齒輪的軸孔中穿出與擺臂連接，在所述擺臂的另一端安裝有一個(gè)垂直向下、能自由轉(zhuǎn)動的帶有齒輪的真空吸嘴；所述的檢測單元包括基座、升降平臺和推進(jìn)氣缸，在所述基座上設(shè)有一支架，所述升降平臺安裝在所述支架上，所述推進(jìn)氣缸的輸出軸與升降平臺的一端連接，在升降平臺的四周設(shè)有對升降平臺上的工件進(jìn)行識別檢測的傳感器，所述傳感器至少包括識別工件有無的電容式傳感器、識別工件材質(zhì)的電感式傳感器和識別工件顏色的漫射式光電傳感器；所述的加工單元包括固定底座，在固定底座上設(shè)有旋轉(zhuǎn)工作臺，所述旋轉(zhuǎn)工作臺與交流伺服電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)工作臺的頂面為一圓盤，所述圓盤自圓心沿圓周設(shè)有多條支臂，在每條支臂的前端設(shè)有放置工件的固定位，在旋轉(zhuǎn)工作臺的圓周上依次設(shè)有輸入工位、鉆孔工位、檢測工位和輸出工位，所述輸出工位連接一下行滑槽；所述的搬運(yùn)單元為氣動機(jī)械手，包括一個(gè)提取氣缸、一個(gè)擺臂氣缸、一個(gè)轉(zhuǎn)動氣缸和設(shè)有氣動夾爪的擺臂，提取氣缸安裝在擺臂氣缸的氣缸桿前端；所述的立體存儲單元包括立體存儲倉庫，在所述立體存儲倉庫前設(shè)有X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)，所述X軸步進(jìn)電機(jī)與X軸絲桿驅(qū)動組件連接，所述Y軸步進(jìn)電機(jī)與Y軸絲桿驅(qū)動組件連接；在Y軸絲桿驅(qū)動組件上裝有一雙作用氣缸，所述雙作用氣缸的輸出軸與用于將工件推入預(yù)定位置的推塊相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:所述推料桿與位于料倉最下層的工件處于同一水平位置。
3.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:在推料桿的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別推料桿運(yùn)動位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)；在料倉的底層安裝有用于檢測料倉中有無工件的對射式光電傳感器；在旋轉(zhuǎn)氣缸的兩個(gè)極限位置分別裝有一個(gè)用于識別轉(zhuǎn)軸位置的磁感應(yīng)式接近開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:真空吸嘴的齒輪與旋轉(zhuǎn)氣缸輸出軸外圍的固定齒輪通過一個(gè)同步帶相連。
5.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:在每條支臂的底部端面設(shè)有用于檢測工件有無的光電傳感器，在每條支臂的側(cè)面設(shè)有用于識別旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)位置的電感式傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:放置工件的固定位端面低于對應(yīng)支臂的端面。
7.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:兩兩支臂之間的夾角為60度。
8.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:在絲桿驅(qū)動組件上設(shè)有零點(diǎn)校正位置。
9.如權(quán)利要求8所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:在絲桿驅(qū)動組件的極限位置設(shè)有碰撞保護(hù)開關(guān)。
10.如權(quán)利要求1所述的柔性制造生產(chǎn)線，其特征在于:在雙作用氣缸的兩個(gè)極限位置設(shè)有磁感應(yīng)式接近開關(guān)。
【文檔編號】B23B47/00GK103878414SQ201410124594
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月30日
【發(fā)明者】錢園園, 朱文立, 周順 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)