一種無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，具體是指主要由機(jī)器人、夾具單元、檢測(cè)單元、輸送單元、加工單元和控制單元等組成一種多工序無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)外對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用已有五十多年的歷史，目前，以日、美、德、法、韓等為代表的許多國(guó)家的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)日趨成熟和完善，所生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人已成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在全球等到廣泛應(yīng)用。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流。國(guó)外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、機(jī)械加工等很多行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，自動(dòng)化水平高，性能穩(wěn)定，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。
[0003]隨著工業(yè)4.0浪潮在我國(guó)的蓬勃興起，中國(guó)制造正加快向中國(guó)“智造”轉(zhuǎn)變。在這一轉(zhuǎn)型期里，工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用逐漸成為企業(yè)智能化升級(jí)的新常態(tài)。機(jī)器人被視為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，該產(chǎn)業(yè)被納入2015年出臺(tái)的《中國(guó)制造2025》(《中國(guó)制造業(yè)發(fā)展綱要(2015-2025)》)十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。在綱要提出的推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的戰(zhàn)略任務(wù)中，突出強(qiáng)調(diào)要加快工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，推動(dòng)制造過(guò)程智能化。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)高速發(fā)展期。
[0004]機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中形成的自動(dòng)化產(chǎn)品，大致分為零配件、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和系統(tǒng)集成四類。受需求和技術(shù)的雙向拉動(dòng)，工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)集成將是未來(lái)的主要發(fā)展方向。雖然現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模，但仍以進(jìn)口國(guó)外品牌為主，其中最大的原因就是核心技術(shù)問題，國(guó)內(nèi)機(jī)器人遲遲無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。在未來(lái)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人想要占據(jù)大部分市場(chǎng)的話，掌握核心技術(shù)、突破技術(shù)門檻是唯一途徑。
[0005]經(jīng)委托廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所就無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成進(jìn)行國(guó)內(nèi)查新，查新結(jié)論為:委托單位開展的“無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成”課題，未見技術(shù)特點(diǎn)相同的文獻(xiàn)報(bào)道。
[0006]基于上述背景，無(wú)人加工車間機(jī)器人系統(tǒng)集成的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的加工生產(chǎn)模式，有助于加快機(jī)器人集成應(yīng)用的發(fā)展，具有非常巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成存在的應(yīng)用片面性，系統(tǒng)不完善，價(jià)格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量差的問題，本發(fā)明提出了一種多工序協(xié)作、設(shè)計(jì)合理，功能完善，連貫性好、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、質(zhì)量一致性好、性能可靠的一種無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成。
[0008]本發(fā)明使用的技術(shù)方案如下:
[0009]—種無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成，包括工件傳輸帶(0)、沿著工件傳輸帶(0)從左到右依次設(shè)置了機(jī)器人并行加工機(jī)組(1)、機(jī)器人環(huán)形加工機(jī)組(2)、機(jī)器人打磨機(jī)組(3)、兩組機(jī)器人拋光機(jī)組(4)、機(jī)器人工件組裝機(jī)組(5)、機(jī)器人工件焊接機(jī)組(6)、機(jī)器人工件測(cè)試機(jī)組(7)、機(jī)器人工件分選機(jī)組(8)、機(jī)器人工件噴涂機(jī)組(9)、機(jī)器人工件搬運(yùn)機(jī)組(10)。另外設(shè)置有隔離防護(hù)網(wǎng)(11)包圍各機(jī)組，系統(tǒng)設(shè)置有中央控制柜(13)與各機(jī)組控制柜(12)相連接?？刂乒裰g通過(guò)以太網(wǎng)互聯(lián)并由一臺(tái)上位機(jī)(13A)控制，上位機(jī)(13A)內(nèi)安裝有MES工業(yè)信息控制系統(tǒng)(13B)。
[0010]所述機(jī)器人并行加工機(jī)組(1)包括直線滑軌(14)設(shè)置于直線滑軌上側(cè)有機(jī)器人
(15)，機(jī)器人(15)前端安裝有夾具(16);直線滑軌(14)前側(cè)設(shè)置有上料單元(17)和下料單元(18)，兩側(cè)分別設(shè)置有三臺(tái)數(shù)控加工中心(19)，數(shù)控加工中心(19)內(nèi)安裝有在線檢測(cè)單元(20)，數(shù)控加工中心(19)工作臺(tái)上設(shè)置有數(shù)控五軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(21)和氣清洗系統(tǒng)(22)，直線滑軌(14)前側(cè)設(shè)置有C⑶攝像系統(tǒng)(23)，數(shù)控加工中心(19)中間設(shè)置有中轉(zhuǎn)平臺(tái)(24)。
[0011]所述機(jī)器人環(huán)形加工機(jī)組(2)包括機(jī)器人(25)，以機(jī)器人(25)為中央位置環(huán)形分布著四臺(tái)數(shù)控加工設(shè)備(26)，加工設(shè)備內(nèi)設(shè)置有數(shù)控五軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(21)和氣清洗系統(tǒng)
(22)，機(jī)器人(25)前側(cè)設(shè)置有上料機(jī)組(27)和下料組件(28)，還設(shè)置有接觸傳感式位置檢測(cè)單元(29)，機(jī)器人(25)后側(cè)設(shè)置有中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(30)。
[0012]所述機(jī)器人打磨機(jī)組(3)包括打磨設(shè)備單元(31)、機(jī)器人(32)、中轉(zhuǎn)單元(33)、接觸傳感式位置檢測(cè)單元(34)、氣清洗系統(tǒng)(35)。
[0013]所述機(jī)器人拋光機(jī)組(4)包括拋光設(shè)備單元(36)、機(jī)器人(37)、中轉(zhuǎn)單元(38)、接觸傳感式位置檢測(cè)單元(39)、氣清洗系統(tǒng)(40)。
[0014]所述機(jī)器人工件組裝機(jī)組(5)包括左側(cè)機(jī)器人(41)、右側(cè)機(jī)器人(42)、組裝夾具單元(43)、接觸傳感式位置檢測(cè)單元(44)、氣清洗系統(tǒng)(45)。
[0015]所述機(jī)器人工件焊接機(jī)組(6)包括機(jī)器人(46)、機(jī)器人夾具單元(47)、焊接夾具單元(48)、焊接機(jī)器人(49)焊接機(jī)單元(50)接觸傳感式位置檢測(cè)單元(51)、氣清洗系統(tǒng)(52)。
[0016]所述機(jī)器人工件測(cè)試機(jī)組(7)包括機(jī)器人(53)、機(jī)器人夾具單元(54)、測(cè)試夾具單元(55)、測(cè)試機(jī)器人(56)、測(cè)試組件單元(57)。
[0017]所述機(jī)器人工件分選機(jī)組(8)包括機(jī)器人(58)、機(jī)器人夾具單元(59)、收集單元
(60)。
[0018]所述機(jī)器人工件噴涂機(jī)組(9)包括機(jī)器人(61)、機(jī)器人夾具單元(62)、噴涂機(jī)器人(63)、噴涂水簾柜(64)、循環(huán)傳動(dòng)單元(65)、烘干爐單元(66)、風(fēng)冷柜單元(67)。
[0019]所述機(jī)器人工件搬運(yùn)機(jī)組(10)包括機(jī)器人(68)、機(jī)器人夾具單元(69)、碼垛機(jī)器人(70)、碼垛機(jī)器人夾具單元(71)、收集單元(72)、碼垛單元(73)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021 ] 1)有效實(shí)現(xiàn)多工序機(jī)器人自動(dòng)一體化系統(tǒng)，采用自動(dòng)上下料系統(tǒng)、自動(dòng)加工、自動(dòng)工件打磨、自動(dòng)工件拋光、自動(dòng)工件組裝、自動(dòng)工件焊接、自動(dòng)工件測(cè)試、自動(dòng)工件分選、自動(dòng)工件噴涂、自動(dòng)工件搬運(yùn)、工件自動(dòng)傳輸?shù)榷喙ば蛞惑w化的機(jī)器人自動(dòng)加工方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工件進(jìn)行無(wú)人加工系統(tǒng)的連續(xù)性和一致性，對(duì)產(chǎn)品的效率和質(zhì)量獲得較高可控性；
[0022]2)使用機(jī)器人自動(dòng)檢測(cè)、清洗、可靠定位、安全等工作輔助系統(tǒng)，采用傳感器、(XD攝像、在線檢測(cè)儀、氣清洗系統(tǒng)、水清洗系統(tǒng)、自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、隔離防護(hù)裝置、軟硬雙安全鎖死系統(tǒng)等組成可靠工作輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人加工系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性、高穩(wěn)定性、高安全性和尚效性;
[0023]3)采用總線、數(shù)據(jù)采集卡、CPU、通訊協(xié)議、軟件系統(tǒng)等構(gòu)建無(wú)人車間MES工業(yè)信息控制系統(tǒng)有效的將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)無(wú)人車間內(nèi)外信息交換、遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視化操作監(jiān)控、故障索源跟進(jìn)等功能，節(jié)約了管理成本；
[0024]4)本發(fā)明通過(guò)多工序、多機(jī)器人機(jī)組協(xié)作全自動(dòng)完成工件加工作業(yè)，取代人工操作，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明一種無(wú)人加工機(jī)器人系統(tǒng)集成平面示意圖。
[0026]圖1備注:圖中箭頭所示方向?yàn)楣ぜ鬏斳壽E。
[0027]圖2為圖1中機(jī)器人并行加工機(jī)組(1)局部剖視放大示意圖。
[0028]圖3為圖1機(jī)器人環(huán)型加工機(jī)組(2)局部剖視放大示意圖。
[0029]圖4為圖1中機(jī)器人打磨機(jī)組(3)局部剖視放大示意圖。
[0030]圖5為圖1中機(jī)器人拋光機(jī)組(4)局部剖視放大示意圖。
[0031]圖6為圖1中機(jī)器人組裝機(jī)組(5)局部剖視放大示意圖。
[0032]圖7為圖1中機(jī)器人焊接機(jī)組(6)局部剖視放大示意圖。
[0033]圖8為圖1中機(jī)器人測(cè)試機(jī)組(7)局部剖視放大示意圖。
[0034]圖9為圖1中機(jī)器人分選機(jī)組(8)局部剖視放大示意圖。
[0035]圖10為圖1中機(jī)器人噴涂機(jī)組(9)局部剖視放大示意圖。
[0036]圖11為圖1中機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)組(10)局部剖視放大示意圖。
[0037]圖12為在線檢測(cè)單元示意圖。
[0038]圖13為數(shù)控五軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(21)示意圖。
[0039]圖14為機(jī)器人(15)示意圖。
[0040]圖15為工藝流程示意圖。
[0041 ] 圖16為工件A示意圖。
[0042]圖17為工件B示意圖。
[0043]圖18為工件C示意圖。
[0044]圖中:0-工件傳輸帶；1-機(jī)器人并行加工機(jī)組；2-機(jī)器人環(huán)形加工機(jī)組；3-機(jī)器人打磨機(jī)組;4-兩組機(jī)器人拋光機(jī)組;5-機(jī)器人工件組裝機(jī)組;6-機(jī)器人工件焊接機(jī)組;7-機(jī)器人工件測(cè)試機(jī)組;8-機(jī)器人工件分選機(jī)組;9-機(jī)器人工件噴涂機(jī)組；10-機(jī)器人工件搬運(yùn)機(jī)組；11-隔離防護(hù)網(wǎng)；12-中央控制柜；13-中央控制柜；14-直線滑軌；15-機(jī)器人；16-機(jī)器人夾具單元；17-上料組件；18-下料組件；19-數(shù)控加工中心；20-在線檢測(cè)單元;21-數(shù)控五軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)；22-氣清洗系統(tǒng);23-CXD攝像系統(tǒng);24-中轉(zhuǎn)單元;25-機(jī)器人;26-數(shù)控加工設(shè)備;27-上料組件;28-下料組件;29-接觸傳感式位置檢測(cè)單元;30-中轉(zhuǎn)單元;31-打磨設(shè)備單元;32-機(jī)器人;33-中轉(zhuǎn)單元;34-接觸傳感式位置檢測(cè)單元;35-氣清洗系統(tǒng);36-拋光設(shè)備單元;37-機(jī)器人;38-中轉(zhuǎn)單元;39-接觸傳感式位置檢測(cè)單元;40-氣清洗系統(tǒng);41-左側(cè)機(jī)器人;42-右側(cè)機(jī)器人;43-組裝夾具單元;44-接觸傳感式位置檢測(cè)單元;45-氣清洗系統(tǒng)；46-機(jī)器人;47-機(jī)器人夾具單元;48-焊接夾具單元;49-焊接機(jī)器人;50-焊接機(jī)單元;51-接觸傳感式位置檢測(cè)單元;52-氣清洗系統(tǒng)；53-機(jī)器人;54-機(jī)器人夾具單元;55-測(cè)試夾具單元;56-測(cè)試機(jī)器人;57-測(cè)試組件單元;58-機(jī)器人;59-機(jī)器人夾具單元;60-收集單元;61-包器人;62-機(jī)器人夾具單元;63-噴涂機(jī)器人;64-噴涂水簾柜;65-循環(huán)傳動(dòng)單元;66-烘干爐單元;67-風(fēng)冷柜單元;68-機(jī)器人;69-機(jī)器人夾具單元;70-碼垛機(jī)器人;71-碼垛機(jī)器人夾具單元;72-收集單元;73-碼垛單元;7