一种用于钨钼零件的智能加工生产线及加工工艺的制作方法

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种用于钨钼零件的智能加工生产线及加工工艺。

背景技术：

钨钼材料是国民经济和现代国防不可替代的基础材料和战略资源，具有不可再生性。含钨的硬质合金具有超高的硬度和优异的耐磨性，用于制造各种切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件；钼主要用于钢铁工业，以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，或熔炼成钼铁后再用于炼钢。

钨钼材料具有高熔点、高温物理强度大、抗蠕变、高弹性模量、极低的热膨胀系数以及优良的导电导热性、选择性的抗侵蚀能力等特点，大量被用于国防军工、航空航天等关键领域，如高温结构件、大型航空发动机涡轮叶片的锻造模具、导弹平衡翼等；同时在电子信息、医疗设备以及能源和动力机械中的用量也在大幅度上升，如大功率led基底材料、x光机射线靶材、放疗设备射线屏蔽/聚焦系统、高压开关电弧触头、离子注入设备等领域。

目前，由于行业特点及订单需求，钨钼材料多用于单件/多品种小批量制造，柔性生产需求强烈，其生产计划、动态调度与组织管理具有极大的不确定性；同时，钨钼材料还存在切削加工性较差，属于典型的硬脆难加工材料，工艺路线普遍较长、加工效率及精度低下、物流周转频繁及在制品库存管控成本、物料成本高等亟待解决的加工技术与生产管理问题。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于钨钼零件的智能加工生产线及加工工艺，用于克服上述现有技术中的钨钼材料加工工艺路线较长，加工效率及精度低下、加工成本高的问题，实现钨钼材料在生产线上自动完成加工流程。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于钨钼零件的智能加工生产线，所述智能加工生产线包括：

智能加工单元，所述智能加工单元包括机械手和加工中心，所述机械手包括机械手本体和机械手夹具，所述机械手在地轨上往复运行；所述加工中心包括外壳、自动门和工作台，所述工作台上设置有零点定位夹具，确保加工的切削精度，所述加工中心分布于地轨的两侧，所述自动门均朝向地轨；紧邻所述加工中心的前端设置有放料台和智能刀库，所述放料台位于地轨的右侧，用于放置工件，所述智能刀库位于地轨的左侧，用于自动更换加工中心的刀具；优选的，所述加工中心有四台，四台所述加工中心两两平行分布于地轨的两侧；

智能储物单元，所述智能储物单元设置于所述放料台的前方，所述智能储物单元包括智能工装架和智能物料架，所述智能工装架的布置方向与所述智能物料架的布置方向垂直，且所述智能工装架的末端邻近加工中心，通过设置存储的库位号来实现零件自动入库；

控制装置，所述控制装置位于所述地轨的末端，所述控制装置包括射频识别系统、人机界面和可编程控制器，用于控制所述智能加工单元和所述智能储物单元，实时读取并控制加工过程的实际数据，在终端实时查询、定位、更改加工过程中的相关数据。

如上所述一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述机械手夹具包括悬臂梁、刀具气爪和零件气爪，所述刀具气爪与零件气爪分别设置于所述悬臂梁的两端。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述放料台包括平台本体、零点定位系统、读头和定位传感器，所述零点定位系统包括两个定位装置和电磁铁，两个所述定位装置关于所述电磁铁对称；所述定位装置的两端分别设置有等高块，所述定位装置的中部设置有精密定位销；所述读头和定位传感器设置于两个所述定位装置之间。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述智能刀库包括刀库座、刀盘架和驱动装置，所述刀库座与刀盘架活动连接，刀库座设置在下端，刀盘架设置在上端，所述驱动装置安装在所述刀库座上，所述驱动装置用于驱动所述智能刀库绕自身中心轴旋转；

所述刀盘架设有多层刀盘，且多层刀盘沿上下方向排列成塔形，每层所述刀盘的周缘位置均设置有多个刀套单元；

所述刀套单元包括刀套和刀具，所述刀套安装在所述刀盘上，用于为所述刀具提供放置位置，所述刀具与所述刀套活动连接；

所述刀具上设置有载码块，所述载码块用于存储所述刀具的信息，多个所述载码块与多个所述刀具一一对应。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述智能加工生产线还包括第一安全装置和第二安全装置，所述第一安全装置设置于所述放料台的前侧，所述第一安全装置包括第一安全防护栏和第一安全防护门，在所述第一安全防护门的两侧分别安装有安全光栅；

紧邻所述智能刀库的左侧设置有第二安全装置，所述第二安全装置包括第二安全防护栏和第二安全防护门，在所述第二安全防护门的两侧分别安装有安全光栅，所述第二安全防护栏紧邻所述智能刀库，所述第二安全防护栏上安装有多个码块读头，多个所述码块读头与多层所述刀盘一一对应，所述码块读头用于感应、识别、记忆所述载码块存储的所述刀具信息。如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述智能加工单元均位于所述第一安全装置和所述第二安全装置的内侧，所述机械手夹具抓取零件或刀具的过程中，所述安全光栅感应到有人员进入加工区域的信息后发出报警信号，同时所述机械手抓取急停。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述智能工装架和所述智能物料架均安装在地面上，用于放置工件，所述智能工装架和所述智能物料架均包括多个物料架，多个所述物料架上下叠加，所述物料架上设置有多个物料库位，所述物料库位用于存放物料箱，所述物料箱用于放置工件；

所述物料库位分为小件物料库位、中件物料库位和大件物料库位；

更优选地，所述物料库位形成有立方体空间，所述物料库位靠近所述货架内侧的两个底角处设置有支撑托板，所述物料库位靠近所述货架外侧的两个底角处设置有支撑托盘，所述支撑托板和所述支撑托盘共同支撑所述物料箱；

所述智能工装架和所述智能物料架的前侧分别平行设置有智能存取移动装置，所述智能存取装置包括行走机构、提升机构和货叉机构；

所述行走机构位于所述物料架的一侧，用于控制所述提升机构的横向移动；

所述提升机构设置在所述行走机构上，所述提升机构上设置有提升伺服电机，用于控制所述货叉机构的升降；

所述货叉机构设置在所述提升机构上，用于存取工件。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述物料库位上设置有编号和识别码；

更优选地，所述识别码为二维码或基于射频识别技术的电子标签。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述货叉机构包括：

基座、叉板、动力装置和扫描仪；

所述基座设置在所述提升机构上；

所述叉板与所述基座活动连接，且平行于所述基座滑动，用于取存工件；

所述动力装置安装在所述基座上，并与所述叉板相连，用于为所述叉板的移动提供动力；

所述扫描仪设置在所述基座上，用于对所述物料库位上的识别码进行扫描，获取数据信息。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述基座上设置有滑板，所述滑板与所述基座、所述动力装置活动连接，所述叉板与所述滑板活动连接，在所述动力装置作用下，所述滑板相对于所述基座水平移动，所述叉板相对于所述滑板水平移动，所述叉板和所述滑板的移动方向一致。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述基座上设置有固定导向槽，所述滑板与所述固定导向槽配合，沿所述固定导向槽往复运动；

所述叉板上设置有滑动导向槽，所述滑板与所述滑动导向槽配合，所述滑动导向槽沿所述滑板往复运动，所述滑动导向槽位于所述固定导向槽的上方，并与所述固定导向槽平行设置；

更优选地，所述滑板两侧设置有与所述固定导向槽配合的滚轮和导向块，所述滚轮和所述导向块位于所述固定导向槽内，与所述固定导向槽滑动配合；

所述滑板两侧还设置有与所述滑动导向槽配合的滚轮和导向块，所述滚轮和所述导向块位于所述滑动导向槽内，与所述滑动导向槽滑动配合。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述动力装置包括：

伸缩伺服电机、第三齿条和联动机构；

所述第三齿条安装在所述滑板的底部，所述伸缩伺服电机设置在所述基座上，所述伸缩伺服电机通过与所述第三齿条啮合的传动齿轮驱动所述第三齿条往复运动，带动所述滑板往复运动；

所述联动机构安装在所述基座上，并与所述叉板相连，用于带动所述叉板与所述滑板同步运行；

更优选地，所述传动齿轮包括一级传动齿轮和二级传动齿轮；所述一级传动齿轮安装在所述伸缩伺服电机上，所述二级传动齿轮安装在所述基座上；所述一级传动齿轮与所述二级传动齿轮啮合，所述二级传动齿轮与所述第三齿条啮合；所述一级传动齿轮和所述二级传动齿轮均为直齿齿轮，所述第三齿条为直齿齿条。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述联动机构包括：

链条和链轮，所述链轮设置在所述滑板的一端，所述链条的一端与所述叉板连接，另一端绕过所述链轮与所述基座连接；

更优选地，所述链条与所述叉板之间通过链条固定块连接，所述链条固定块通过调节机构与所述链条相连；

所述调节机构包括螺栓和螺母，所述螺栓与所述链条相连，并与所述链条固定块滑动连接，所述螺母与所述螺栓螺纹连接，用于锁紧所述螺栓；

更优选地，所述滑板两端分别设置有一个所述链轮，每个所述链轮分别对应一个所述链条、一个所述调节机构和一个所述链条固定块。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，紧邻所述智能存取装置的前侧设置有零件放置区和滚筒流水线，所述零件放置区用于装配和拆卸零件，所述滚筒流水线上设置有若干个滚筒，用于传送需要入库的零件。

如上所述的一种用于钨钼零件的智能加工生产线，优选，所述控制装置还包括上位机和伺服电机，所述上位机与所述机械手连接，通过上位机直接发送指令；所述伺服电机按照编好的程序精确执行命令；所述可编程控制器与所述机械手通过profibus通讯，所述可编程控制器与所述加工中心通过i0通讯，所述可编程控制器与所述射频识别系统通过profibus和profinet通讯，所述可编程控制器与所述智能刀库通过以太网通讯，所述可编程控制器与所述上位机通过以太网通讯进行信号的交换。

如上所述的用于钨钼零件的智能加工工艺，包括以下步骤：

s1，在人机界面中输入相对应的零件号，可编程控制器依据输入的零件号自动查找零件的库位，然后给伺服电机发送取料信号，货叉机构依据取料信号从智能物料架上抓取待加工零件于零件放置区，将待加工零件装配在零件载体工装板上后，将装配有待加工零件的零件载体工装板放在放料台上；

s2，设置放料台上的读头与零点定位系统，放料台上的读头读取待加工零件信息，可编程控制器将加工信号发送给机械手后，设置机械手的循环精度和旋转角度，驱动机械手在地轨上行至放料台对接零点自动抓取待加工零件，然后沿地轨送至指定的加工中心；

s3，然后设置加工中心的转速、切削精度和刀具的参数，加工中心读取工艺与参数的计算公式，计算加工工艺步骤，然后可编程控制器将启动指令发送给加工中心，加工中心开始自动加工；

s4，加工完成后，加工中心的自动门打开，机械手抓取已加工完成的零件放置于滚筒流水线上，输送至操作者手中，同时加工中心中的检测探头对加工完成的零件实时检测，当自动加工完成后出具检测报告；

s5，操作者根据检查报告结果将合格品与非合格品分离，然后，在人机界面中输入零件号的记录，货叉机构依据信号指示将合格品存放于智能工装架的指定库位，完成自动入库。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明中的机械手为六关节高自由度，几乎适用于任何轨迹或角度的夹取，采用零件气爪和刀具气爪配合放料台及智能刀库，形成具有上下料自动加工和可自动依据零件加工需求更换刀具的智能加工单元，使用方便；放料台设置有零点定位系统和读头，实现自动读取零件信息，精确放料以及零点快换；加工中心设置有零点定位夹具，使加工过程中切削精度更高，大幅度提高加工效率，节约成本，操作简单；智能刀库设置独立的刀套单元，避免刀具的碰撞，提高刀具的使用寿命和精度；智能生产线还包括第一和第二安全装置，确保加工过程中人员的安全性；可编程控制器连接机械手、加工中心、智能刀库、智能物料架、智能工装架，通过可编程控制器将程序导入，实现整个生产线的加工过程自动化，实时读取并控制加工过程的实际数据，自动化程度高。

本发明实现加工过程控制的智能化，满足不同零件同时加工的需求，加工精度高、周期短、生产效率高，节省人力，并实现无人自动化循环的安全性生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明具体实施例的智能加工生产线的俯视图；

图2为本发明具体实施例的智能加工生产线中加工中心的立体图；

图3为本发明具体实施例的智能加工生产线中机械手的结构示意图；

图4为本发明具体实施例的智能加工生产线中放料台的工作状态示意图；

图5为本发明具体实施例中放料台上的零点定位系统的结构示意图；

图6为本发明具体实施例的智能加工生产线中第一安全装置与放料台的结构示意图；

图7为本发明具体实施例的智能加工生产线中智能刀库与第二安全装置的结构示意图；

图8为本发明具体实施例的智能加工生产线中智能刀库中刀具的结构示意图；

图9为本发明具体实施例的智能加工生产线中智能物料架与智能存取装置的结构示意图；

图10：本发明具体实施例中行走机构结构示意图一；

图11：本发明具体实施例中行走机构结构示意图二；

图12：本发明具体实施例中提升机构结构示意图；

图13：本发明具体实施例中货叉机构结构示意图；

图14：本发明具体实施例中联动机构结构示意图；

图15：本发明具体实施例中固定导向槽和滑动导向槽结构示意图；

图16：本发明具体实施例滚轮和导向块结构示意图；

图17：本发明具体实施例中传动齿轮结构示意图；

图18：本发明具体实施例中叉板结构示意图。

图中：1、机械手；101、机械手本体；102、机械手夹具；1021、悬臂梁；1022、刀具气爪；1023、零件气爪；2、加工中心；201、外壳；202、自动门；203、工作台；204、零点定位夹具；3、地轨；4、放料台；401、零点定位系统；4011、定位装置；40111、等高块；40112、精密定位销；4012、电磁铁；402、读头；403、定位传感器；404、零件载体工装板；405、零点定位孔；406、平台本体；5、智能刀库；501、刀库座；502、驱动装置；503、刀盘架；504、刀盘；505、刀套单元；506、刀套；507、刀具；508、载码块；6、智能工装架；7、智能物料架；701、物料架；702、库位；8、智能存取装置；801、行走机构；8012-行走支座；8013-第一齿条；8014-行走伺服电机；8015-横向导轨；8016-行走齿轮；802、提升机构；8021-提升立柱；8022-第二齿条；8023-提升伺服电机；8024-提升齿轮；8025-提升导轨；803货叉机构；8031-基座；80311-滑板；80312-固定导向槽；8032-叉板；80321-滑动导向槽；8033-动力装置；80331-伸缩伺服电机；80332-第三齿条；80333-联动机构；80334-传动齿轮；804-滚轮；805-导向块；9、控制装置；10、第一安全装置；1001、第一安全防护栏；1002、第一安全防护门；11、第二安全装置；1101、第二安全防护栏；1102、第二安全防护门；1103、码块读头；12、安全光栅；13、滚筒流水线；14、零件放置区。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示分别为智能加工生产线的俯视图和加工中心的立体图，本发明提供一种用于钨钼零件的智能加工生产线，该智能加工生产线包括：智能加工单元包括机械手1和四台加工中心2，机械手1包括机械手本体101和机械手夹具102，机械手1在地轨3上往复运行，机械手1可以切换自动模式与手动模式，其中手动模式通过控制手柄设置程序与相关参数；加工中心2有四台，加工中心2包括外壳201、自动门202和工作台203，工作台203上设置有零点定位夹具204，确保加工的切削精度，四台加工中心两两平行分布于地轨3的两侧，自动门均朝向地轨3，加工中心2收到加工信号以后，加工中心2依据零件信息设置加工中心的转速、切削精度、刀具参数，加工中心3读取工艺与参数计算公式，计算加工工艺步骤，选取加工程序，完成自动加工过程；紧邻加工中心2的前端设置有放料台4和智能刀库5，放料台4位于地轨3的右侧，用于放置工件，机械手1运行至地轨3的前端，机械手夹具102从放料台4抓取零件。

如图3所示是本发明具体实施例的智能加工生产线中机械手的结构示意图，机械手本体101包括底座，底座与地轨3上的沟槽完好吻合，机械手夹具102包括悬臂梁1021、刀具气爪1022和零件气爪1023，刀具气爪1022与零件气爪1023分别设置于悬臂梁1021的两端，其中气爪是通过电磁换向阀控制推动活塞运动。在本发明的具体实施例中，当机械手1接收到取料的信号时，依据零件加工类别更换刀具气爪1022与零件气爪1023，设置机械手1的循环精度和旋转角度，机械手1沿地轨3运行至放料台4或智能刀库5自动抓取零件或刀具送至指定的加工中心2。

如图4所示为本发明具体实施例的智能加工生产线中放料台的工作状态示意图，放料台4包括平台本体406、零点定位系统401、读头402和定位传感器403。如图5所示是本发明具体实施例的放料台上的零点定位系统的结构示意图，零点定位系统401包括两个定位装置4011和电磁铁4012，两个定位装置4011关于电磁铁4012对称；定位装置4011的两端分别设置有等高块40111，定位装置4011的中部设置有精密定位销40112，主要功能是精密定位，重复定位精度为0.005mm；读头402和定位传感器403设置于两个定位装置4011之间。

零点定位系统401是一个定位和锁紧装置，能保持零件从一个工位移动到另一个工位，从一个工序移动到另一个工序，或从一台机床移动到另一台机床，零点始终保持不变，可以节省重新找正零点的辅助时间，保证工作的连续性，提高工作效率，读头402用于读取物料信息，当人工将待加工零件与零件载体工装板404固定在一起后，将装有待加工零件的零件载体工装板404放置在放料台4上，电磁铁4012主要通电后，电磁铁4012对载体工装板404有向下的吸力，力度达到100公斤，起到夹紧的作用，同时，零件载体工装板404上的零点定位孔405配合套设在精密定位销40112上，使得装有待加工零件的载体工装板404精密定位于放料台4上。定位传感器403感应放料台4上是否有零件载体工装板404，如果有零件载体工装板404，会发出系统信号，并支持机械手1来抓取零件载体工装板404，如果定位传感器403没有感应到零件载体工装板404，就不会发出信号，机械手1也接收不到任何抓取零件的指示。

如图6所示是为本发明具体实施例的智能加工生产线中第一安全装置10与放料台的结构示意图，第一安全装置10设置于所述放料台4的前侧，第一安全装置10包括第一安全防护栏1001和第一安全防护门1002，在第一安全防护门1002的两侧分别安装有安全光栅12。

如图7所示是本发明具体实施例的智能加工生产线中智能刀库和第二安全装置的结构示意图，智能刀库包括刀库座501、刀盘架503和驱动装置502，刀库座501与刀盘架503活动连接，刀库座501设置在下端，刀盘架503设置在上端，驱动装置502安装在刀库座501上，驱动装置502用于驱动智能刀库5绕自身中心轴旋转；

刀盘架503设有多层刀盘504，且多层刀盘504沿上下方向排列成塔形，每层刀盘504的周缘位置均设置有多个刀套单元505；

刀套单元505包括刀套506和刀具507，刀套506安装在刀盘504上，用于为刀具507提供放置位置，刀具507与刀套506活动连接；

图8所示为本发明具体实施例的智能加工生产线中智能刀库中刀具的结构示意图，刀具507上设置有载码块508，载码块508用于存储所述刀具507的信息，多个载码块508与多个刀具507一一对应。

进一步的，本发明具体实施例中，刀盘504设置有7层，7层刀盘504共设置有198个刀套单元505；7层刀盘504的直径由下至上逐渐减小，每个刀套单元505均编有单元序号，每个刀盘504上的单元序号顺时针增加，7层刀盘504的单元序号由下至上逐层增加，每个刀套单元505均为独立设置，能够避免刀具碰撞，提高刀具的使用寿命和精度。

进一步的，紧邻智能刀库5的左侧设置有第二安全装置11，第二安全装置11包括第二安全防护栏1101和第二安全防护门1102，在第二安全防护门1102的两侧分别安装有安全光栅12，第二安全防护栏1101紧邻智能刀库5，第二安全防护栏1101上安装有若干个码块读头1103，每个码块读头1103与多层刀盘504一一对应，码块读头1103用于感应、识别、记忆载码块508存储的所述刀具507的信息，通过读取载码块508上的信息，将信息录入电脑中，并结合机床的加工时间，可以自动得出刀具507的使用时间，其中，刀具信息包括刀具编码、刀具的使用时间和刀具健康状态。在本发明具体实施例中，加工中心2向控制装置发出换刀请求后，控制装置接收到换刀请求并对目标刀具507进行判断，判断目标刀具507位于加工中心2的刀库还是位于外置的智能刀库5，当判断目标刀具507位于加工中心2刀库时，控制装置控制加工中心2的自动刀具交换装置换刀，当判断目标刀具507位于智能刀库5时，驱动装置502驱动智能刀库5绕自身中心轴正转或反转，每次换刀时，智能刀库5的旋转角度不大于180度，目标刀具507旋转到码块读头1103的前方，并停止旋转，所述码块读头1103对所述目标刀具507进行快速识别、定位，码块读头1103识别到目标刀具507后向控制装置发送反馈信号，控制装置控制换刀装置抓取目标刀具507并送给加工中心2，同时将换下的刀具放置在智能刀库5上。

在本发明具体实施例中，智能加工单元均位于第一安全装置10和第二安全装置11的内侧，机械手夹具102抓取零件或刀具的过程中，安全光栅12感应到有人员进入加工区域的信息后发出报警信号，同时机械手1抓取急停。

进一步的，加工中心还包括主轴、换刀装置、刀具托盘、刀具架、控制吊架、空气枪、气动装置、真空装置、检测探头和报警指示灯，主轴上安装有主轴状态传感器，用于实时监控主轴状态。在本发明具体实施例中，加工中心自动完成加工过程，且在整个加工过程中，加工中心中的检测探头对加工完成的零件实时检测，零件加工完成后2min出具检测报告，加工完成的零件随同装配的零件载体工装板404由机械手1放置在滚筒流水线13上，将装有加工完成零件的零件载体工装板404输送至操作者手中，根据检查报告将合格品与非合格品分离，合格品由货叉机构803抓取放入智能物料架指定库位，实现自动入库；分离出的不合格品放置于废料区；当加工中心发生故障时，报警指示灯变红，相应的加工中心停止运转。

智能储物单元，智能储物单元设置于放料台4的前方，包括智能工装架6和智能物料架7，智能工装架6的布置方向与智能物料架7的布置方向垂直，且智能工装架6的末端邻近加工中心2，通过设置工装和物料存储的库位号来实现零件自动入库。

如图9所示是本发明具体实施例的智能加工生产线中智能物料架与智能存取装置的结构示意图，智能工装架6和智能物料7架均安装在地面上，用于放置工件，智能工装架和智能物料架均包括多个物料架，多个物料架上下叠加，物料架上设置有多个物料库位，物料库位用于存放物料箱，物料箱用于放置工件；本具体实施例中，物料库位702分为小件物料库位、中间物料库位和物料大件库位，物料库位形成有立方体空间，物料库位靠近物料架内侧的两个底角处设置有支撑托板，物料库位靠近物料架外侧的两个底角处设置有支撑托盘，支撑托板和支撑托盘共同支撑物料箱。

优选的，物料库位702上设置有编号和识别码，识别码为二维码或基于射频识别技术的电子标签，识别码中包含了工件的信息，该信息包含了工件的大小、用途、位置、形状、序号等信息。

智能工装架6和智能物料架7的前侧分别平行设置有智能存取移动装置8，智能存取装置8包括行走机构801、提升机构802和货叉机构803；行走机构801位于物料架701的一侧，用于控制提升机构802的横向移动；提升机构802设置在行走机构801上，用于控制货叉机构803的升降；货叉机构803设置在所述提升机构802上，用于存取工件。

在本发明具体实施例中，行走机构801、提升机构802和货叉机构803相互配合，能够在三维空间内移动而完成工件在智能工装架6和智能物料架7上的存取，物料架701上的位置信息已被记录在用于提供运行控制的控制装置9中，且货叉机构803能够对物料架701上的位置信息进行唯一识别，从而能够代替人工识别操作，缩短查找工件的时间。在需要存取工件时，操作人员在人机界面中输入零件号记录，记录中有零件信息，控制装置9发送信号，从而行走机构801即可带动提升机构802沿物料架701的长度方向平移，提升机构802带动货叉机构803沿物料架701的高度方向平移，货叉机构803沿物料架701的高度和长度方向移动，从而能够插入物料架701内，完成工件的存取；本发明采用机械设备代替人工操作，在存取工件时便于查找工件，能够缩短工时，具有易于操作、快捷方便、工时短、空间利用率高的特点。如图10和图11所示，行走机构801位于物料架701的一侧，用于控制提升机构802的横向移动；本具体实施例中，行走机构801包括导轨8011、行走支座8012、第一齿条8013和行走伺服电机8014，导轨8011上设置有横向导轨8015导轨8011，行走支座8012与横向导轨8015导轨8011滑动配合，并沿横向导轨8015导轨8011移动；导轨8011的底部设置有多个支腿，用于支持导轨8011，多个支腿的下面配备有多个垫块，用于提升支腿及导轨8011的稳定性，支腿与垫块之间连接在一起，支腿底部设置有螺栓孔，优选地，支腿与垫块之间通过螺栓连接。第一齿条8013设置在导轨8011上，与横向导轨8015导轨8011平行设置；行走伺服电机8014设置在行走支座8012上，行走伺服电机8014的输出端设置有行走齿轮8016，行走齿轮8016与第一齿条8013啮合，控制行走支座8012沿导轨8011移动。在传动时，行走伺服电机8014转动，带动行走齿轮8016沿第一齿条8013滚动，而行走支座8012沿横向导轨8015导轨8011滑动，带动安装在行走支座8012上的提升机构平移。本发明采用齿轮与齿条传动的方式实现平移传动，且移动时通过横向导轨8015导轨8011作为导向，具有传动精度高、运动平稳的特点。

进一步的，为了提高传动平稳性和承载能力，本发明的第一齿条8013为斜齿齿条，行走齿轮8016为斜齿齿轮。

如图12所示，提升机构802设置在行走机构801上，用于控制货叉机构803的升降；本具体实施例中，提升机构802包括：提升立柱8021、第二齿条8022和提升伺服电机8023；提升立柱8021上设置有提升导轨8025，第二齿条8022设置在提升立柱8021上，并与提升立柱8021平行设置；提升伺服电机8023设置在货叉机构803上，提升伺服电机8023的输出端设置有提升齿轮8024，提升齿轮8024与第二齿条8022啮合，提升伺服电机8023转动带动货叉机构803沿提升导轨8025升降；本发明的提升齿轮802434优选为斜齿齿轮，第二齿条802232优选为斜齿齿条。

为了便于存取工件，如图13所示，货叉机构803设置在所述提升机构802上，用于存取工件。在本具体实施例中，货叉机构803包括：基座8031、叉板8032、动力装置8033和扫描仪；基座8031设置在提升机构上；叉板8032与基座8031活动连接，且平行于基座8031滑动，用于取存工件；动力装置8033安装在基座8031上，并与叉板8032相连，用于为叉板8032的移动提供动力；扫描仪设置在基座8031上，用于对库位702上的识别码进行扫描，获取数据信息。在存取工件时，货叉机构803由行走机构801和提升机构802送到目标库位后，叉板8032在动力装置8033带动下沿基座8031滑动，拖动物料箱移入或移出库位，从而完成工件的存取。在实施时，本发明的动力装置8033可以为电机、气缸或液压缸。当动力装置8033为电机时，可以通过带传动、链传动、齿轮传动中的一种传动方式带动叉板8032沿基座8031滑动；当动力装置8033为气缸或液压缸时，可设置为气缸或液压缸带动叉板8032伸缩，从而实现叉板8032沿基座8031滑动。值得一提的是，如图13所示，本发明的叉板8032形状与支撑托板和支撑托盘相匹配，即叉板8032整体形状为四个角设有倒角的长方形板，且长方形板的每个长边上均设有两个方形豁口。四个豁口的设计都可以避开两侧货架上的支撑托板，货叉机构设置在货架中间，叉板8032可以叉取两边物料架上的物料箱，增加了货叉机构叉取货物的灵活性，还节省存取物料箱的时间。

为了延长叉板8032的伸缩行程，如图15所示，本发明的基座8031上设置有滑板80311，滑板80311与基座8031、动力装置8033活动连接，叉板8032与滑板80311活动连接，在动力装置8033作用下，滑板80311相对于基座8031水平移动，叉板8032相对于滑板80311水平移动，叉板8032和滑板80311的移动方向一致，叉板8032在滑板80311平移的基础上平移，从而能够延长叉板8032的伸缩行程。在传动时，叉板8032和滑板80311可以选择同步平移，也可选择不同步平移，选择不同步平移时分为滑板80311先平移叉板8032后平移、叉板8032先平移滑板80311后平移。在选择不同步平移时，动力装置8033可选择电机和/或气缸和/或液压缸，分别驱动叉板8032平移、驱动滑板80311平移。在选择同步平移时，动力装置8033可选择电机、气缸或液压缸，且滑板80311和叉板8032之间由带传动或链传动牵引。传动带或传动链的一端固定在基座8031上，另一端固定在叉板8032上。选择带传动时，滑板80311上设置带轮，传动带绕过带轮；选择链传动时，滑板80311上设置链轮，链传动绕过链轮。此处的传动带或传动链设定为不可伸缩的传动带或传动链。在动力装置8033驱动下滑板80311相对于基座8031滑动，基座8031上的带轮压迫传动带或基座8031上的链轮压迫传动链，从而带动叉板8032同步同向平移。

为了提高叉板8032机构的运动精度，如图15所示，本发明的基座8031上设置有固定导向槽80312，滑板80311与固定导向槽80312配合，沿固定导向槽80312往复运动；叉板8032上设置有滑动导向槽80321，滑板80311与滑动导向槽80321配合，滑动导向槽80321沿滑板80311往复运动，滑动导向槽80321位于固定导向槽80312的上方，并与固定导向槽80312平行设置。本发明的固定导向槽80312与基座8031通过螺栓连接，滑动导向槽80321与叉板8032通过螺栓连接。在滑动时，滑板80311沿固定导向槽80312滑动，而滑动导向槽80321沿滑板80311滑动，滑动导向槽80321与固定导向槽80312平行设置，从而能够保证滑板80311平移与叉板8032平移的平行度，进而提高叉板8032机构平移时的精度。

进一步的，作为优选实施方案，如图16所示，本发明的滑板80311两侧设置有与固定导向槽80312相配合的滚轮804和导向块805，滚轮804和导向块805位于固定导向槽80312内，与固定导向槽80312滑动配合；滑板80311两侧还设置有与滑动导向槽80321配合的滚轮804和导向块805，滚轮804和导向块805位于滑动导向槽80321内，与滑动导向槽80321滑动配合。本发明通过设置导向块805和滚轮804与固定导向槽80312、滑动导向槽80321配合，能够进一步提高叉板8032机构平移时的顺畅度。

为了缩短工时，减少货叉机构平移时消耗的时间，如图13-图14所示，本发明的货叉机构选择叉板8032和滑板80311同步平移。此时，动力装置8033包括伸缩伺服电机80331、第三齿条80332和联动机构80333。具体的，第三齿条80332安装在滑板80311的底部，伸缩伺服电机80331设置在基座8031上，伸缩伺服电机80331通过与第三齿条80332啮合的传动齿轮80334驱动第三齿条80332往复运动，带动滑板80311往复运动，在传动时，伸缩伺服电机80331还可通过变速器与传动齿轮80334相连，从而便于调速。联动机构80333安装在基座8031上，并与叉板8032相连，用于带动叉板8032与滑板80311同步运行，联动机构80333选择带传动或链传动。本发明采用伸缩伺服电机80331作为动力装置8033的动力源，配合齿轮齿条传动，能够实现位置、力矩、速度的闭环控制，从而做到精确传动。伸缩伺服电机80331与提升伺服电机8023的外部还设置有电机防护罩，用于保护里面的伸缩伺服电机80331和提升伺服电机8023不受外力的侵害，电机防护罩设置在基座8031的下面，还可以为基座8031带来一定的支撑力，增加货叉机构的承载能力。

如图17所示，进一步的，传动齿轮80334包括一级传动齿轮80334和二级传动齿轮80334；一级传动齿轮80334安装在伸缩伺服电机80331上，二级传动齿轮80334安装在基座8031上；一级传动齿轮80334与二级传动齿轮80334啮合，二级传动齿轮80334与第三齿条80332啮合。本发明通过设置两级齿轮传动，能够合理布局货叉机构的内部空间，避免传动时的干涉，从而提高货叉机构运动的流畅性。为了节约加工成本，一级传动齿轮80334和二级传动齿轮80334均为直齿齿轮，第三齿条80332为直齿齿条。

为了进一步提高货叉机构的运动精度，如图14所示，本发明的联动机构80333选择链传动，联动机构80333包括链条和链轮，链轮设置在滑板80311的一端，链条的一端与叉板8032连接，另一端绕过链轮与基座8031连接。本发明采用链传动式的联动机构80333，能够适应平移时的不平稳载荷，且提高传动的同步性。

为了便于调节维护联动机构80333，如图14所示，链条与叉板8032之间通过链条固定块连接，链条固定块通过调节机构与链条相连。具体的，调节机构包括螺栓和螺母，螺栓与链条相连，并与链条固定块滑动连接，螺母与螺栓螺纹连接，用于锁紧螺栓。本发明在连接时设置调节机构，便于调节联动机构80333链条的张紧力，从而保证联动机构80333稳定有效运行。

为了进一步提高货叉机构的运行效率，如图14所示，本发明的滑板80311两端分别设置有一个链轮，每个链轮分别对应一个链条、一个调节机构和一个链条固定块，从而能够保证货叉机构由两侧的货架上存取物料箱时的稳定运行。

如图9至图18所示，下面对本发明的工作过程做详细说明：

在从货架上取工件时，操作人员在人机界面中输入零件号记录，行走伺服电机8014转动，从而使得提升机构水平平移，向目标物料箱平移；提升伺服电机8023转动，从而使得货叉机构上下运动，向目标物料箱平移。货叉机构4移动到目标物料箱时，扫描仪扫描物料库位上的识别码，核对确认后，货叉机构的滑板80311和叉板8032同时向物料箱下方伸出，到达预定行程时停止运动，此时提升机构向上提升货叉机构，使得叉板8032将物料箱由货架上托起，然后货叉机构将叉板8032缩回，行走机构和提升机构同时动作，将工件取下送至预定位置。

在向货架上存工件时，操作人员在人机界面中输入单号记录，行走伺服电机8014转动，从而使得提升机构水平平移，向目标物料库位平移；提升伺服电机8023转动，从而使得货叉机构上下运动，向目标物料库位平移。货叉机构移动到目标物料库位时，扫描仪扫描物料库位上的识别码，核对确认后，货叉机构的滑板80311和叉板8032同时向货架伸出，到达预定行程时停止运动，此时提升机构向下降落货叉机构，使得叉板8032将物料箱放置在货架上，然后货叉机构将叉板8032缩回，行走机构和提升机构同时动作，恢复至预定状态。

优选的，紧邻智能存取装置8的前侧设置有零件放置区14和滚筒流水线13，零件放置区14用于装配和拆卸零件，滚筒流水线13上设置有若干个滚筒，用于传送需要入库的零件。

在本发明具体实施例中，智能工装架6上放置待加工零件，控制装置9发出指令后，输入待加工零件库位号，货叉机构803通过提升机构802向上移动，通过行走机构801的横向移动，准确停靠在对应的库位号前，准确抓取零件，放置于零件放置区14，由操作者将待加工零件装配在零件载体工装板404上后一起放置于放料台4上，整个抓取零件的过程是自动化的；加工完成的零件，经检测探头检测合格后，机械手1接收到信号，夹取零件放在滚筒流水线13上运送至操作者手中，然后将已加工完成的零件与零件载体工装板404拆卸掉，由货叉机构803抓取放入智能工装架6的指定库位，实现自动入库。

控制装置9，包括射频识别系统、人机界面和可编程控制器，用于控制智能加工单元和智能储物单元，实时读取并控制加工过程的实际数据，在终端实时查询、定位、更改加工过程中的相关数据。射频识别系统包括处理器、读头、编码块、工业总线网关控制装置、高频一体式读写器、刀具载码体等，连接机械手1和智能刀库5，实现自动对刀换刀；人机界面连接智能工装架6与智能物料架7，在人机界面输入库位号，从智能物料架7指定库位号自动抓取零件，或将零件自动放置于智能工装架6指定库位号；可编程控制器连接机械手1、加工中心2、智能刀库5、智能工装架6和智能物料架7，通过可编程控制器将程序导入，实现加工过程的自动化，实时读取并控制加工过程的实际数据，在终端实时查询、定位、更改相关数据。

进一步的，控制装置9还包括上位机和和伺服电机，上位机与机械手连接，通过上位机直接发送指令；伺服电机按照编好的程序精确执行命令；可编程控制器与机械手1通过profibus通讯，可编程控制器与加工中心2通过i0通讯，可编程控制器与射频识别系统通过profibus和profinet通讯，可编程控制器与智能刀库5通过以太网通讯，可编程控制器与上位机通过以太网通讯进行信号的交换。

本发明还提供了一种基于钨钼零件的智能加工生产线的加工工艺，包括以下步骤：

s1，将待加工零件存放于智能物料架7上，在人机界面中输入相对应的零件号，可编程控制器依据输入的零件号自动查找零件的库位，然后给伺服电机发送取料信号，货叉机构803依据取料信号从智能物料架7上抓取待加工零件于零件放置区14，将待加工零件固定在零件载体工装板404上后，将固定有待加工零件的零件载体工装404板放在放料台4上。

s2，设置放料台4上的读头403与零点定位系统402，放料台4上的读头403读取零件信息，可编程控制器将加工信号发送给机械手1后，设置机械手1的循环精度和旋转角度，驱动机械手1在地轨3上行至放料台4对接零点自动抓取待加工零件，然后沿地轨3送至指定的加工中心2。

s3，然后设置加工中心2的转速、切削精度和刀具的参数，加工中心2读取工艺与参数的计算公式，计算加工工艺步骤，然后可编程控制器将启动指令发送给加工中心2，加工中心2开始自动加工。

s4，加工完成后，加工中心2的自动门202打开，机械手1抓取已加工完成的零件放置于滚筒流水线13上，输送至操作者手中，同时加工中心2中的检测探头对加工完成的零件实时检测，当自动加工完成后2min出具检测报告；

s5，操作者根据检查报告结果将合格品与非合格品分离，然后，在人机界面中输入零件号的记录，货叉机构803依据信号指示将合格品存放于智能工装架的指定库位，完成自动入库。

在具体实施中，s5步骤中，若检测报告显示合格，继续s5，若检测报告显示不合格，机械手1将不合格零件放置于废料区，在整个智能生产过程中，加工中心发生故障时，可编程控制器发送报警信号，报警指示灯变红，加工中心2与机械手1停止运转；根据加工零件的需求，需要更换刀具时，可编程控制器给智能刀库5、机械手1发送更换指令，同时智能刀库5自动旋转，将所需刀具与机械手1对接，机械手1抓取新刀具送至所需更换刀具的加工中心的指定位置，并抓取替换刀具并送至指定位置。

综上所述，本发明提供的一种用于钨钼零件的智能加工生产线及工艺具有以下有益效果：

本发明中放料台上设置有零点定位系统，加工中心设置有零点定位夹具，实现对零件定位准确，使切削精度更高，大幅度提高加工效率，节约成本；机械手为六关节高自由度，几乎适用于任何轨迹或角度的夹取，采用刀具气爪和零件气爪配合放料台及智能刀库，形成具有上下料自动加工和自动更换加工中心刀具的智能加工单元；可编程控制器连接机械手、加工中心、智能刀库、智能物料架、智能工装架，通过可编程控制器将程序导入，实现加工过程的自动化，实时读取并控制加工过程的实际数据，自动化程度高；依据提前编好的程序控制刀具切削精度，操作简单，可自动依据零件加工需求更换刀具，使用方便；本发明实现了加工过程控制的智能化，加工精度高、周期短、节省人力，并实现无人自动化循环的安全性生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。