一种板片类产品数控加工用的自动化生产线的制作方法

本发明属于数控自动化加工领域，特别涉及一种玻璃等薄板薄片类产品数控加工用的自动化生产线。

背景技术：

随着我国3c产品消费市场的迅速发展以及玻璃、陶瓷、蓝宝石等材料在3c产品上的广泛应用，使玻璃等薄板薄片类产品的加工需求越来越旺盛。目前，该类产品的加工多是单机加工，并且加工过程中存在着定位装夹困难，加工辅助时间长，生产率低等问题，不能满足市场加工需求。为了进一步缩短辅助加工时间，提高生产效率，一些加工企业开始采用自动化生产线进行生产加工，而现有的自动化生产线多是仿照传统生产线进行布局设计，存在结构复杂，占用空间大，调试周期长，不易操作等问题；并且受产品自身特性的影响，产品在传送过程中容易划伤，也不易实现集中收发料；而且由于产品本身的切削加工时间较短，上下料及定位过程占整个加工时间的比例较大，机床利用率低；另外，各机床的物料搬运及定位往往和加工区交叠分布，一方面使机床内部结构复杂，不利于加工区的观察、操作和维修，另一方面物料搬运及定位装置中的零部件易被加工中的切削液损害，使用寿命难于保证，同时，物料的定位和加工相互影响，不利于生产效率的提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、空间占用小，调试周期短，操作简便，便于观察、维护方便的自动化生产线，能够实现玻璃等薄板薄片类产品的高精度、高效率加工。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，由料站、数控机床、物料传送装置以及桁架式机械手组成，用于集中收发料的料站设置于物料传送装置一端；物料传送装置包括上料传送装置和下料传送装置，二者平行安装，反向运行；所述数控机床两两一组构成一个加工单元，并沿物料传送装置直线排列；每个加工单元的两台数控机床背对背设置于物料传送装置的两侧，二者之间设置有桁架式机械手，桁架式机械手由固定横梁和搬运机械手组成，固定横梁与物料传送装置相垂直，搬运机械手滑动安装于固定横梁上。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述上料传送装置和下料传送装置上设置有多个周转托盘，毛坯料和成品料均放置于周转托盘上；上料传送装置与下料传送装置之间设置有托盘转运线，托盘转运线位于料站处；托盘转运线与上料传送装置之间通过托盘上线装置衔接，下料传送装置与托盘转运线之间通过托盘下线装置衔接。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述料站由支架、毛坯区、成品区、上料转运区和下料转运区组成，毛坯区、成品区、上料转运区以及下料转运区均通过支架支撑，上料转运区和下料转运区并排分布于支架的中间位置，毛坯区和成品区分别位于支架两侧，并且毛坯区、上料转运区、下料转运区以及成品区之间通过相互衔接的料盘上料输送线和料盘下料输送线串联；料盘上料输送线及料盘下料输送线与托盘转运线平行设置；毛坯区与成品区均设置有升降料架，升降料架上承载料盘，料盘上下分层放置，升降料架在驱动装置作用下可上下移动；上料转运区包含上料机械手和预定位装置，预定位装置设置于料盘上料输送线的一侧，上料机械手可在料盘上料输送线、预定位装置以及托盘转运线之间移动；下料转运区包含下料机械手，可在料盘下料输送线与托盘转运线之间移动。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述数控机床包括加工区、工作台上下料区和自动定位区，工作台上下料区位于加工区后方，并通过自动防护门隔离防护，工作台可在加工区与工作台上下料区之间移动；自动定位区位于工作台上下料区的后方，自动定位区上设置有自动定位装置；所述搬运机械手可沿固定横梁在工作台上下料区、自动定位区以及上料传送装置和下料传送装置的上方来回移动。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述搬运机械手由升降装置、真空吸盘和托盘卡爪组成，升降装置滑动安装于固定横梁上；真空吸盘与托盘卡爪均安装于升降装置的底端，真空吸盘位于底部中心区，托盘卡爪设置于真空吸盘的外围，并能够内外移动。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述加工单元还分别包括两个托盘提升装置，分别设置于上料传送装置和下料传送装置的两侧边。

上述一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，所述周转托盘以及料盘均为多工位托盘，可同时放置多个毛坯料或成品料；所述搬运机械手、上料机械手以及下料机械手均具有多个物料抓取位，可同时抓取多片物料；料站的预定位装置以及数控机床的自动定位装置均具有多个工件位，可对多个毛坯料进行同时定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1．本发明结构简单，占地面积小，拆装组合方便，易于操作，采用加工单元模块化设计，生产线可根据厂房情况灵活布置，并且不会因为单台数控机床故障而停止运行；

2．机床背对背安装，上下料结构位于机床后方，既能够节省空间，也便于对加工产品进行观察修改和调试，操作舒适方便；

3．采用多工位周转托盘运送物料，不仅有利于保护物料，还能实现多个物料同时上下料，减少上下料时间，降低辅助时间占比，提高机床加工利用率，进而提升生产效率；

4．数控机床加工区与上下料区分离设置，上下料备料和自动定位均在机外进行，能够保证加工区简洁宽敞，便于观察、操作和维修，并可有效避免切削液等杂质对自动上下料装置带来的损害；同时，上下料定位与加工可同时进行，互不干扰，大大缩短了辅助加工时间，提高生产效率；

5．采用料站进行集中收料和放料，收料放料处于同一端，方便与上下游工序衔接，适用于玻璃片、硅晶片、陶瓷片、蓝宝石片、面板等薄板薄片类产品的加工。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的加工单元结构示意图。

图3是本发明周转托盘转运过程示意图。

图4是本发明搬运机械手机构示意图。

图5是本发明的料站结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种板片类产品数控加工用的自动化生产线，由料站1、数控机床2、上料传送线3、下料传送线4以及桁架式机械手5组成。上料传送线3与下料传送线4平行设置，并且二者传送方向相反；上料传送线3与下料传送线4端部设置有料站1，可用于集中收发料。数控机床2两两一组，每一组构成一个加工单元，并沿上料传送线3或下料传送线4方向直线排列。

如图2所示，每个加工单元的两台数控机床2背对背设置于上料传送线3和下料传送线4的两侧，并且两台数控机床2之间设置有桁架式机械手5。桁架式机械手5由固定横梁51和搬运机械手52组成，固定横梁51架设于两数控机床2之间，并垂直于上料传送线3或下料传送线4方向，搬运机械手52滑动安装于固定横梁51上，可对两台数控机床2进行上下料搬运。每台数控机床2分成加工区21、工作台上下料区22和自动定位区23三部分，工作台上下料区22位于加工区21的后方，并通过自动开关防护门隔离，数控机床工作台可在加工区21与工作台上下料区22之间来回移动；自动定位区23位于工作台上下料区22的后方，其上设置有可对四个物料同时定位的自动定位装置。

结合图2和图3所示，上料传送线3和下料传送线4上设置有周转托盘6，每个周转托盘6内可承载四个物料，实现对四个物料在上料传送线3或下料传送线4上的同时传送。为保证加工单元上下料过程中的物料搬运精度，上料传送线3和下料传送线4的两侧边还分别设置有托盘提升装置31和托盘提升装置41，当需要对加工单元进行上下料时，托盘提升装置31和托盘提升装置41可分别将上料传送线3和下料传送线4上的周转托盘6提起并脱离上料传送线3和下料传送线4，既能够实现精确稳定的抓放料，又不影响上料传送线3和下料传送线4上其他物料的传送。

同时，为实现周转托盘6在下料传送线4和上料传送线3之间的传递，上料传送线3与下料传送线4之间设置有托盘转运线7，托盘转运线7的运送方向垂直于上料和下料的传送方向，并且托盘转运线设置于上料传送线3位于料站1的一端。托盘转运线7与上料传送线3之间设置有托盘上线装置8，可将周转托盘6从托盘转运线7推送至上料传送线3上；下料传送线4与托盘转运线7之间设置有托盘下线装置9，可将周转托盘6从下料传送线4推送至托盘转运线7上。

如图4所示，搬运机械手52由升降装置521、真空吸盘522和托盘卡爪523组成，升降装置521与固定横梁51滑动安装，真空吸盘522与托盘卡爪523均安装于升降装置521的底端，真空吸盘522位于底部中心区，可同时搬运四个物料；托盘卡爪523设置于真空吸盘522的外围，并能够内外移动，用于周转托盘6的抓取，可将周转托盘6从上料传送线3搬运至下料传送线4上。

如图5所示，料站1由支架10、毛坯区11、上料转运区12、下料转运区13以及成品区14组成，毛坯区11、上料转运区12、下料转运区13和成品区14均通过支架10支撑，上料转运区12和下料转运区13并排分布于支架10的中间位置，毛坯区11位于上料转运区12的右侧，成品区14位于下料转运区13的左侧，并且毛坯区11、上料转运区12、下料转运区13以及成品区14之间通过料盘上料输送线15和料盘下料输送线16串联在一起，料盘上料输送线15和料盘下料输送线16直线衔接，并与托盘转运线7平行。

毛坯区11和成品区14分别设置有升降料架111和升降料架141，可分别在驱动装置112和驱动装置142作用下上下移动；用于放置毛坯料或成品料的料盘17可分层放置于升降料架111或升降料架141上，料盘17内可一次放置八个毛坯料或成品料。

上料转运区12包含上料机械手121、移动横梁122以及预定位装置123，预定位装置123设置于料盘上料输送线15的前方，可同时对四个毛坯料进行预定位，以保证上料准确性；上料机械手121通过移动横梁122安装于支架10上，可沿移动横梁122以及支架10在水平面内自由移动，能够将料盘上料输送线15上的毛坯料搬运至预定位装置123上以及将预定位装置123上的毛坯料搬运至托盘转运线7的周转托盘6内，可同时搬运四个毛坯料。

下料转运区13包含下料机械手131和移动横梁132，下料机械手131通过移动横梁132安装于支架10上，可将托盘转运线7上周转托盘6内的成品料搬运至料盘下料输送线16上的料盘17内，可一次性搬运四个成品料。

自动化加工时，首先，升降料架111移动至最顶端，将装有毛坯料的料盘17分层放置于升降料架111上，最下层的料盘17位于料盘上料输送线15上；料盘上料输送线15工作，将毛坯区11最下层的料盘17运送至上料转运区12内，升降料架111向下移动一层，等待对上一层料盘进行运送；同时，上料机械手121将上料转运区12的料盘17中的四个毛坯料抓起并放置于预定位装置123上进行预定位，定位完毕后，上料机械手121再将四个毛坯料从预定位装置123上搬运至托盘转运线7中的周转托盘6内，然后通过托盘上线装置8将周转托盘6推送至上料传送线3上；上料机械手继续对料盘17内剩余的四个毛坯料执行相同搬运动作，并推送至上料传送线3上，而被搬空的料盘17则在料盘上料输送线15作用下运送至下料转运区13上，等待装入成品料。上料传送线3将周转托盘6运送至需上料的加工单元后，托盘提升装置31将周转托盘6提起并脱离上料传送线3，上料传送线3继续运行，对其他毛坯料进行传送；搬运机械手52将周转托盘6内的四个毛坯料同时抓起并放置于待料数控机床的自动定位装置上进行精确的自动定位，此时机床工作台位于工作台上下料区22内，然后，搬运机械手52将完成定位的四个毛坯料从自动定位装置上搬运至机床工作台对应的治具上，机床工作台运动至加工区21内，自动开关防护门关闭，数控机床执行加工动作；与此同时，搬运机械手52将托盘提升装置31上被搬空的周转托盘6抓起并搬运至下料传送线4上，由托盘提升装置41将周转托盘6托起，等待搬运机械手52将另一台数控机床加工完毕的成品料搬运至该周转托盘6内，而此时托盘提升装置31复位，等待托起下一组毛坯料。

另一台数控机床完成加工后，其自动开关防护门打开，机床工作台运动至工作台上下料区22内，搬运机械手52将加工完毕的四个成品料同时抓起并放置在托盘提升装置41上的周转托盘6上，托盘提升装置41复位，将周转托盘6放置在下料传送线4上，并随下料传送线4向料站1方向运行，同时搬运机械手52继续对下一组毛坯料进行抓取上料动作；当载有成品料的周转托盘6通过下料传送线4以及托盘下线装置9运送至托盘转运线7上时，下料机械手131将周转托盘6内的四个成品料同时抓起并放置于下料转运区13上等待的料盘17内，通过两次搬运，料盘17内装满全部八个成品料，料盘下料输送线16将装满成品料的料盘17运送至成品区14的升降料架141上，升降料架141向上提升一层，等待下一料盘装入。

按照上述物料流转过程，毛坯区11内的毛坯料依次被运送至各个加工单元进行加工，加工后的成品料再依次被运送至成品区14.，通过检测装置，当料站1中毛坯区11的料盘17少于设定数量时，将提示增加料盘；而当成品区14的料盘达到设定数量时，则提示将料盘取走。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。