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基于机器人的曲轴柔性自动化连线及曲轴的加工

文章出处:豪特曼磨床 发布时间:2019-09-18 10:49:35
 

基于机器人的曲轴柔性自动化连线及曲轴的加工

      本发明涉及曲轴加工领域,尤其涉及一种基于机器人的曲轴柔性自动化连线以及一种曲轴的加工方法。      

      随自动化领域的加速发展,基于机器人的曲轴柔性自动化连线在曲轴的生产加工上引用更为普及。现有的基于机器人的曲轴柔性自动化连线包括多个曲轴存料单元、机床单元、多个桁架供料机器人、多个桁架下料机器人;曲轴存料单元采用V型架传输链,对曲轴进行卧式存料和运送;多个桁架供料机器人和多个桁架下料机器人共用同一桁架轨道,且桁架供料机器人和桁架下料机器人均为单一抓取式,均仅有一个夹紧位。

      现有的基于机器人的曲轴柔性自动化连线存在的问题是,由于曲轴存料单元对曲轴进行卧式存料,存料占地面积要求大,限定的面积不能得到充分的利用,需经常补充曲轴坯料。单一抓取式的桁架供料机器人和桁架下料机器人共用同一桁架轨道,不仅工作效率低下,在对曲轴上一步加工进行完毕需要交接到下一步加工的时候,桁架供料机器人与桁架下料机器人之间容易出现异常碰撞,直接影响桁架以及桁架供料机器人、桁架下料机器人的使用寿命,且存在安全隐患。

      本发明的第一个发明目的为提供一种高效且安全性好的基于机器人的曲轴柔性自动化连线;

本发明的第二个发明目的为提供一种高效搬料的曲轴的加工方法。

      本发明提供的基于机器人的曲轴柔性自动化连线,包括曲轴存料单元、磨床组、桁架供料机器人、桁架下料机器人和曲轴定位机构,桁架供料机器人和桁架下料机器人于曲轴存料单元、磨床组和曲轴定位机构之间将曲轴运送;曲轴存料单元包括输送链以及驱动器,驱动器驱动输送链上的链节循环移动;曲轴被放置于传输链上并随链节移动;其特征在于:曲轴存料单元还包括插位板,插位板固定连接于链节上,插位板设置有排列布置的至少三个插位,插位的深度方向与链节的直线移动方向垂直,曲轴竖直插于插位内;桁架供料机器人与桁架下料机器人设在两台桁架上,桁架供料机器人设置有至少三个夹紧位。

      由上述方案可见,由于曲轴竖插于曲轴存料单元,每根曲轴占地面积数倍下降,在限定面积内可存放的曲轴数倍增加,降低场地投入的同时提高上料效率;采用独立桁架的多抓式供料机器人与下料机器人有效避免两者之间的干涉碰撞,延长机器人使用寿命和避免意外发生,同时多夹紧位机器人配合竖插式曲轴存料单元使曲轴搬运效率数倍提高。

      进一步的方案是,基于机器人的曲轴柔性自动化连线还包括第一六自由度机器人和第二六自由度机器人;磨床组包括至少一台无心磨床、至少一台偏心磨床和至少一台止推面磨床;第一六自由度机器人设置有至少两个第一抓取位,第一六自由度机器人可移动至偏心磨床处和曲轴定位机构处;第二六自由度机器人设置有至少两个第二抓取位,第二六自由度机器人可移动至止推面磨床处和曲轴定位机构处。

      由上述方案可见,曲轴存料单元对竖插的多个曲轴进行运送,后桁架供料机器人同时对三根以上的曲轴进行取料和无心磨加工;后处于不同桁架上的桁架下料机器人对曲轴从无心磨中取出和暂存,后第一六自由度机器人和第二六自由度机器人依次同时对两个以上的曲轴进行抓取后进行偏心磨和止推面磨工序。此基于机器人的曲轴柔性自动化连线加工效率有效提高,减少存料用面积和增加供料速率,桁架供料机器人与桁架下料机器人避免干涉,有效提高机器人的使用寿命,同时提高安全性。

      进一步的方案是,曲轴定位机构包括支撑座、驱动轮和测量部。支撑座设置有滚轮组,滚轮组支撑曲轴的主轴部;驱动轮可与主轴部抵接并使曲轴沿主轴部的轴心转动;测量部包括测量头与测量座,测量头与测量座滑动连接,测量头抵接于曲轴的偏心轴部的周面,测量座内的传感器读取测量头的位移数据。

      由上可见,当驱动轮驱动使曲轴转动时,偏心轴同步转动使测量座内的位移传感器读取到测量头的位移量,PLC系统读取传感器信号并得出曲轴的偏心位,定位精度更高。

      进一步的方案是,曲轴存料单元还包括桁架翻料机构,桁架翻料机构包括固定部、滑动部与翻转臂,滑动部与固定部滑动连接,翻转部与滑动部转动连接,翻转臂设置有至少三个第三抓取位。

      由上可见,桁架翻料机构可将处于竖立状态的曲轴翻转成横卧,更便于桁架供料机构对曲轴的抓取,优化基于机器人的曲轴柔性自动化连线的加工性能。

      进一步的方案是,曲轴存料单元还包括曲轴滑台,曲轴滑台与固定部滑动连接,曲轴滑台上设置有至少三个第一暂存位,每一第一暂存位用于卧放所述曲轴;桁架供料机器人在曲轴滑台和无心磨床之间移动。

      由上可见,当桁架翻料机构将竖立的曲轴翻转后先放置于曲轴滑台的第一暂存位,在桁架供料机器人在曲轴滑台取料的同时,曲轴翻料机构已返回插位板处继续对曲轴再次进行取出翻转,提高基于机器人的曲轴柔性自动化连线的工作效率。

      进一步的方案是,桁架下料机器人包括下料抓取臂和待收区,待收区设置有至少三个第二暂存位,第二暂存位用于卧放曲轴,下料抓取臂可在无心磨床和待收区之间移动,桁架供料机器人可在待收区和无心磨床之间移动。

      由上可见,下料抓取臂对无心磨床内已加工的曲轴进行取出并暂存于待收区,此后,桁架供料机器人对待收区内曲轴进行取出准备下一步加工的同时,下料抓取臂已再次移动至无心磨床内对另一曲轴进行取出,两步工作同步进行,提高基于机器人的曲轴柔性自动化连线的工作效率。

      进一步的方案是,无心磨床与偏心磨床之间设置有第一下料传输线,第一下料传输线上设置有多个第四暂存位,第四暂存位用于卧放曲轴;桁架供料机械臂在待收区和第一下料传输线之间移动;第一六自由度机器人在第一下料传输线和曲轴定位机构之间移动。

      由上可见,无心磨床与偏心磨床之间设置第一下料传输线,通过桁架供料机器人和第一六自由度机器人对曲轴进行传递,机床之间的距离和相对位置变得可调灵活,同时使两者之间对曲轴的运送工序自动化提尚。

      进一步的方案是,偏心磨床与止推面磨床之间设置有第二下料传输线,第二下料传输线包括门式支架和多个运输位,运输位与门式支架滑动连接,运输位用于对曲轴抓取;第一六自由度机器人在偏心磨床和第二下料传输线之间移动,第二六自由度机器人在第二下料传输线和曲轴定位机构之间移动。

      由上可见,由于多台机床连线后生产线整体长度偏长,在偏心磨床与止推面磨床之间设置有带有门式支架的第二下料传输线并以第一六自由度机器人和第二六自由度机器人传递,便于工作人员在生产线之间对设备进行检查和监控,同时提高基于机器人的曲轴柔性自动化连线的自动化程度。

      进一步的方案是,基于机器人的曲轴柔性自动化连线还包括第一过渡运输线和第二过渡运输线;第一过渡运输线上设置有多个第一卡位,第一卡位用于放置曲轴;第一六自由度机器人在第一过渡运输线和曲轴定位机构之间移动;第一六自由度机器人在偏心磨床和第一过渡运输线之间移动;第二过渡运输线上设置有多个第二卡位,第二卡位用于放置曲轴;第二六自由度机器人在第二过渡运输线和曲轴定位机构之间移动;第二六自由度机器人在止推面磨床和第二过渡运输线之间移动。

      由上可见,第一过渡运输线和第二过渡运输线作用相同,以第一过渡运输线为例,当第一台偏心磨床加工完后,第一六自由度机器人对曲轴进行取出并放置于第一过渡运输线上进行运输,第二台偏心磨床对应的另一第一六自由度机器人将曲轴从第一过渡运输线上取出,送到定位机构中进行偏心定位,再进行第二部偏心磨加工,照此循环。第一过渡运输线可以避免由于第一六自由度机器人之间直接传递而相互等待引起第一六自由度机器人无法对下个工件进行工作,降低不必要的时间消耗和提高加工效率。