盘类件加工生产线的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种盘类件加工生产线。

背景技术：

随着社会经济的不断发展和进步，对电力机车的数量及种类要求日益增多，在机车上使用的盘类产品数量及种类也多。

然而，目前大部分的加工模式是单人、单机、单工序、人工操作，这种模式需要大量的工人及机床，自动化程度不高，效率低下，占用太多的资源，由于机床都是普通的数控机床，不具备自动化能力，需要人工上下料及操作，辅助时间有时远远高于加工时间，设备能力完全没有发挥出来。

技术实现要素：

本发明提供一种盘类件加工生产线，以提高盘类件的生产效率。

本发明提供了一种盘类件加工生产线，包括：

数控车床，数控车床为多个；

机器人，机器人与数控车床间隔设置；

夹取机构，夹取机构设置在机器人上，夹取机构包括压板和手指，压板压设在盘类件上后，手指抓取盘类件；

翻转支撑台，翻转支撑台与机器人间隔设置，翻转支撑台包括挡板和定位立柱，定位立柱设置在挡板上，挡板相对于水平面倾斜设置，挡板和定位立柱用于支撑盘类件，机器人带动夹取机构在挡板的两侧夹取盘类件，以使盘类件翻转；

输送线，输送线用于输送待加工的盘类件和加工完成的盘类件。

在本发明的一个实施例中，夹取机构还包括：

支撑件，支撑件与机器人相连接；

驱动部，驱动部设置在支撑件上，驱动部与手指驱动连接；

导向柱，导向柱设置在支撑件上，压板穿设在导向柱上，导向柱的一端设置有限位部，以防止压板脱离导向柱；

弹性件，弹性件套设在导向柱上，且弹性件的一端与压板相抵接，以在压板相对于导向柱移动时，压板压紧或释放弹性件。

在本发明的一个实施例中，翻转支撑台还包括：

支架，挡板设置在支架上，且相对于支架的上表面倾斜设置；

检测部，检测部设置在挡板上，用于确定是否有盘类件设置于挡板上；

其中，定位立柱为两个，两个定位立柱间隔设置，以用于支撑放置于挡板上的盘类件。

在本发明的一个实施例中，输送线包括：

第一输送线，第一输送线为回转式输送线，第一输送线用于送入待加工的盘类件；

第二输送线，第二输送线为直线式输送线，第二输送线用于送出加工完成的盘类件；

其中，第一输送线与第二输送线相邻设置。

在本发明的一个实施例中，第一输送线包括：

物料架，物料架为回转式物料架，物料架包括驱动单元；

托盘板，托盘板设置在物料架上，驱动单元与托盘板驱动连接，以驱动托盘板沿物料架循环移动；

定位台，定位台设置在托盘板上，定位台用于定位盘类件。

在本发明的一个实施例中，第一输送线还包括：

定位杆，定位杆穿设在托盘板上，定位台套设在定位杆上；

其中，定位杆为多个，定位台为多个，多个定位台与多个定位杆一一相对应地设置，以在多个定位台之间形成用于放置盘类件的定位空间。

在本发明的一个实施例中，托盘板包括第一板体和第二板体，第一板体设置在物料架上，定位杆的一端设置在第一板体上，定位杆穿设在第二板体上，定位台位于第二板体上；

其中，第二板体上设置有多个滑道，多个定位杆分别穿过多个滑道，定位杆相对于第一板体可移动地设置，以通过多个定位杆相对于多个滑道移动调整定位空间。

在本发明的一个实施例中，托盘板为多个，多个托盘板依次设置在物料架上，多个托盘板上均设置有定位台。

在本发明的一个实施例中，盘类件加工生产线还包括：

防护栏，机器人以及翻转支撑台均位于防护栏的内侧，输送线的两端分别位于防护栏的内侧和外侧；

抽检工作台，抽检工作台的两端分别位于防护栏的内侧和外侧，抽检工作台包括输送机构，输送机构用于接收并输送盘类件，以将盘类件由防护栏的内侧输送至防护栏的外侧。

在本发明的一个实施例中，盘类件加工生产线还包括：

工业相机视觉系统，工业相机视觉系统设置在夹取机构上；

管理系统，管理系统与数控车床、机器人、夹取机构、输送线以及工业相机视觉系统均电连接；

其中，夹取机构包括成对的压板和手指，以分别用于抓取位于数控车床内的盘类件和将另一个盘类件放入数控车床。

本发明的盘类件加工生产线通过多个数控车床、机器人、夹取机构、翻转支撑台以及输送线能够实现盘类件的自动加工，以此提高盘类件的生产效率。具体的，待加工的盘类件通过输送线进行输送，夹取机构在机器人的控制下进行移动并将输送线上的盘类件送入数控车床，数控车床将盘类件安装到位后开始自动加工，并在加工完成后由夹取机构取下，如果盘类件需要进行下道工序则可以将其放入另一个数控车床，在此过程中，如果需要进行盘类件翻转，则先将盘类件放入到翻转支撑台上，夹取机构进行另一个方向的夹取，从而实现对盘类件的翻转，待盘类件加工完成后，夹取机构取下盘类件，并在机器人的控制下将其放入输送线，以此完成一个盘类件的加工，整个过程均可以自动控制，从而提高了整体生产效率。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的第一个视角的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的第二个视角的结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的夹取机构的第一个视角的结构示意图；

图4是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的夹取机构的第二个视角的结构示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的翻转支撑台的第一个视角的结构示意图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的翻转支撑台的第二个视角的结构示意图；

图7是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的第一输送线部分结构的第一个视角的结构示意图；

图8是根据一示例性实施方式示出的一种盘类件加工生产线的第一输送线部分结构的第二个视角的结构示意图。

附图标记说明如下：

10、数控车床；20、机器人；30、夹取机构；31、压板；32、手指；33、支撑件；34、驱动部；35、导向柱；36、限位部；37、弹性件；40、翻转支撑台；41、挡板；42、定位立柱；43、支架；44、检测部；50、输送线；51、第一输送线；511、物料架；512、托盘板；513、定位台；514、第一板体；515、第二板体；516、定位杆；517、滑道；518、固定件；52、第二输送线；60、防护栏；70、抽检工作台；71、输送机构；80、工业相机视觉系统；90、管理系统。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

本发明的一个实施例提供了一种盘类件加工生产线，请参考图1至图8，盘类件加工生产线包括：数控车床10，数控车床10为多个；机器人20，机器人20与数控车床10间隔设置；夹取机构30，夹取机构30设置在机器人20上，夹取机构30包括压板31和手指32，压板31压设在盘类件上后，手指32抓取盘类件；翻转支撑台40，翻转支撑台40与机器人20间隔设置，翻转支撑台40包括挡板41和定位立柱42，定位立柱42设置在挡板41上，挡板41相对于水平面倾斜设置，挡板41和定位立柱42用于支撑盘类件，机器人20带动夹取机构30在挡板41的两侧夹取盘类件，以使盘类件翻转；输送线50，输送线50用于输送待加工的盘类件和加工完成的盘类件。

本发明一个实施例的盘类件加工生产线通过多个数控车床10、机器人20、夹取机构30、翻转支撑台40以及输送线50能够实现盘类件的自动加工，以此提高盘类件的生产效率。具体的，待加工的盘类件通过输送线50进行输送，夹取机构30在机器人20的控制下进行移动并将输送线50上的盘类件送入数控车床10，数控车床10将盘类件安装到位后开始自动加工，并在加工完成后由夹取机构30取下，如果盘类件需要进行下道工序则可以将其放入另一个数控车床10，在此过程中，如果需要进行盘类件翻转，则先将盘类件放入到翻转支撑台40上，夹取机构30进行另一个方向的夹取，从而实现对盘类件的翻转，待盘类件加工完成后，夹取机构30取下盘类件，并在机器人20的控制下将其放入输送线50，以此完成一个盘类件的加工，整个过程均可以自动控制，从而提高了整体生产效率。

需要说明的是，多个数控车床10的设置可以保证每个数控车床10仅完成部分工序，而在一个数控车床10完成预设的工序后，可能需要对盘类件进行加工位置调整，例如需要翻转盘类件进行另一端面的加工，此时则将盘类件由一个数控车床10内取出，并通过翻转支撑台40配合夹取机构30实现翻转，然后送入到另一个数控车床10进行加工，此时前一个数控车床10加工另外一个盘类件，从而可以保证多个数控车床10同时工作，以此提高整体生产效率。

需要注意的是，夹取机构30首先通过压板31压制盘类件，然后在通过手指32抓取盘类件，此过程可以保证抓取的稳定性，不会出现位置偏移。首先使用压板31压紧盘类件端面，保证同轴度，然后手指32夹紧盘类件，手指32可同步完成上料与下料动作，由机器人20带动夹取机构30，满足不同位置的上下料要求，实现快速上下料，保证生产效率。

而翻转支撑台40配合夹取机构30实现盘类件翻转的具体过程可以是，夹取机构30将盘类件放置在挡板41上，并有定位立柱42进行限位，即夹取机构30在放置盘类件时是面向挡板41的第一侧，在夹取机构30放下盘类件后，通过机器人20调整夹取机构30的位置，使得夹取机构30面向挡板41的第二侧，并由第二侧将盘类件取下，此时实现了盘类件180度的翻转。此过程操作较为简单，仅需要通过一个倾斜于水平面设置的挡板41和定位立柱42配合进行支撑即可。

需要说明的是，对于数控车床10和机器人20的选择此处不作限定，可以是相关技术中的设备，具体根据时间需求进行选择。

在一个实施例中，如图3和图4所示，夹取机构30还包括：支撑件33，支撑件33与机器人20相连接；驱动部34，驱动部34设置在支撑件33上，驱动部34与手指32驱动连接；导向柱35，导向柱35设置在支撑件33上，压板31穿设在导向柱35上，导向柱35的一端设置有限位部36，以防止压板31脱离导向柱35；弹性件37，弹性件37套设在导向柱35上，且弹性件37的一端与压板31相抵接，以在压板31相对于导向柱35移动时，压板31压紧或释放弹性件37。

具体的，夹取机构30通过支撑件33连接于机器人20上，而支撑件33上设置有驱动部34，驱动部34驱动手指32的打开与闭合，从而实现对盘类件的抓取与释放。压板31通过限位部36和弹性件37支撑在导向柱35上，即可以避免压板31脱离导向柱35，并且在压板31压设盘类件时，由于弹性件37的存在可以避免压板31与盘类件的刚性接触，从而避免了对盘类件的损伤，且在夹取机构30释放盘类件时，由于弹性件37能够提供一定的压紧力，从而可以在手指32释放盘类件时对盘类件进行一定的压制，防止盘类件发生偏移等现象。

在一个实施例中，导向柱35为多个，每个导向柱35上均套设有弹性件37，多个导向柱35实现了对压板31的稳定支撑，且可以保证压板31可靠地压制盘类件。

在一个实施例中，手指32为三爪式结构，驱动部34可以是气缸也可以是油缸，而压板31可以是由三个相互连接的杆体组成，具体结构如图3和图4所示。

在一个实施例中，一个支撑件33上设置有两个手指32，即夹取机构30为双工位夹取机构，两个手指32分别对应各自的压板31、驱动部34、导向柱35、限位部36以及弹性件37。在一个手指32将数控车床10上的盘类件取下后，另一个手指32将另一个盘类件放入到数控车床10上进行加工，从而实现了每个数控车床10的高效利用。

在一个实施例中，弹性件37可以为弹簧，而限位部36可以是螺栓，通过与导向柱35相连接，并依靠螺栓头对压板31进行限位，且不会影响压板31沿导向柱35移动。

在一个实施例中，如图5和图6所示，翻转支撑台40还包括：支架43，挡板41设置在支架43上，且相对于支架43的上表面倾斜设置；检测部44，检测部44设置在挡板41上，用于确定是否有盘类件设置于挡板41上；其中，定位立柱42为两个，两个定位立柱42间隔设置，以用于支撑放置于挡板41上的盘类件。

具体的，挡板41通过支架43保持一定的高度空间，且挡板41相对于支架43的上表面倾斜设置，以此方便夹取机构30两侧抓取盘类件，从而实现对盘类件的翻转。两个定位立柱42之间形成了对盘类件的支撑，即盘类件放置到挡板41上后，两个定位立柱42支撑盘类件的底部，从而形成了对盘类件的简单支撑，使得盘类件不会脱落，且盘类件与挡板41和定位立柱42未形成固定关系，从而夹取机构30可方便地取下盘类件。

需要说明的是，检测部44的设置可以确定挡板41上是否放置有盘类件，以及确定盘类件是否放置到位，检测部44可以是红外传感器，检测部44可以是两个，两个检测部44分别靠近两个定位立柱42。

在一个实施例中，如图1和图2所示，输送线50包括：第一输送线51，第一输送线51为回转式输送线，第一输送线51用于送入待加工的盘类件；第二输送线52，第二输送线52为直线式输送线，第二输送线52用于送出加工完成的盘类件；其中，第一输送线51与第二输送线52相邻设置。回转式输送线用于盘类件的送入，即送入待加工的盘类件，在送入过程中，需要保证盘类件具有足够的数量，且不排除盘类件送入过程中会送入非加工产品，此时由于回转式输送线的回转移动，可以使得误放入第一输送线51的工件循环送出，以此保证自动加工不会出现停顿。而直线式输送线需要将加工完成的盘类件送出，因此仅需要进行直线运动即可，无需进行循环输送，可以提高输送效率。

在一个实施例中，第二输送线52可以是皮带输送线、辊筒输送线、直线链板式输送料道等，此处不作限定，可以根据实际需求进行选择。

在一个实施例中，输送线50具有物料满(空)反馈功能。

在一个实施例中，如图1、图7和图8所示，第一输送线51包括：物料架511，物料架511为回转式物料架，物料架511包括驱动单元；托盘板512，托盘板512设置在物料架511上，驱动单元与托盘板512驱动连接，以驱动托盘板512沿物料架511循环移动；定位台513，定位台513设置在托盘板512上，定位台513用于定位盘类件。

具体的，第一输送线51通过驱动单元实现对托盘板512的循环驱动，即保证托盘板512进行循环移动，形成了一个闭环式的运动路线，驱动单元可以是链传动等方式。托盘板512上的定位台513实现了对盘类件的定位，且与盘类件不进行固定连接，从而方便夹取机构30抓取。

在一个实施例中，如图7和图8所示，第一输送线51还包括：定位杆516，定位杆516穿设在托盘板512上，定位台513套设在定位杆516上；其中，定位杆516为多个，定位台513为多个，多个定位台513与多个定位杆516一一相对应地设置，以在多个定位台513之间形成用于放置盘类件的定位空间。定位杆516穿过定位台513后突出定位台513，定位杆516和定位台513可以分别定位不同大小的盘类件，即多个定位杆516可以形成第一定位空间，而多个定位台513可以形成第二定位空间，第一定位空间和第二定位空间的大小不同，以此适应不同大小的盘类件。

在一个实施例中，定位杆516和定位台513均可以是具有凸台，即由多个圆柱形或圆锥形结构形成。

在一个实施例中，定位杆516和定位台513均为三个，三个定位杆516或三个定位台513实现对盘类件的定位。盘类件放置到第一定位空间或第二定位空间内。

在一个实施例中，如图1和图7所示，托盘板512包括第一板体514和第二板体515，第一板体514设置在物料架511上，定位杆516的一端设置在第一板体514上，定位杆516穿设在第二板体515上，定位台513位于第二板体515上；其中，第二板体515上设置有多个滑道517，多个定位杆516分别穿过多个滑道517，定位杆516相对于第一板体514可移动地设置，以通过多个定位杆516相对于多个滑道517移动调整定位空间。为了能够适应不同大小的盘类件，从而使得定位杆516能够带动定位台513相对于第二板体515进行移动，从而来调节多个定位台513形成的定位空间的大小。

具体的，滑道517为弧形滑道，定位杆516的一端通过转动结构连接于第一板体514上，即定位杆516可以相对于第一板体514移动，而第二板体515上设置有一固定件518，固定件实现第一板体514和第二板体515的固定连接，当松开固定件518后，第一板体514和第二板体515相对可活动，此时通过驱动某个定位杆516移动，由于滑道517为弧形滑道，则会使得第二板体515转动，因此第二板体515会驱动其他的定位杆516同步移动，以此实现了多个定位杆516带动多个定位台513同步移动，保证对盘类件的可靠夹持。其中，固定件518可以是螺栓与螺母配合。

在一个实施例中，托盘板512为多个，多个托盘板512依次设置在物料架511上，多个托盘板512上均设置有定位台513。

在一个实施例中，如图1和图2所示，盘类件加工生产线还包括：防护栏60，机器人20以及翻转支撑台40均位于防护栏60的内侧，输送线50的两端分别位于防护栏60的内侧和外侧；抽检工作台70，抽检工作台70的两端分别位于防护栏60的内侧和外侧，抽检工作台70包括输送机构71，输送机构71用于接收并输送盘类件，以将盘类件由防护栏60的内侧输送至防护栏60的外侧。

结合图1和图2，防护栏60和多个数控车床10围成了一个加工区域，而机器人20以及翻转支撑台40均位于加工区域内，输送线50和抽检工作台70均是部分位于加工区域内，保证盘类件可以在加工区域内外进行传送。而抽检工作台70的主要目的是用于对部分盘类件进行检查，即在完成加工后，通过输送机构71将盘类件送出加工区域，进行人工或者机器检查。

防护栏60将加工区域与外部区域隔离，数控车床10能够反馈工作台上是否有工件并且能够提供夹紧和松开的状态信号，设备运转危险区域应严禁人员进入，范围内应安装安全光幕(光栅)，一旦外界人员进入或物品遮挡，则设备应停止运动并发出报警，人工上下料工位设有安全光栅，人进入生产单元运行区进行生产单元安全维护过程中，安全门设有安全锁，运动部件或运动装置设有软硬限位保护，在若干位置放置紧急停止按钮，一旦发生设备误动作故障或人员误入工作区等情况，可以按下紧急停止按钮，安全门打开时，围栏内的所有设备停止运行，包括机器人等。除非在确保安全的情况下设定某些设备停止或在一定范围内工作，在防护罩外的醒目位置安装若干三色灯或四色灯，能够醒目的提示产线内部的所有设备的状态，包括是否运行、有无报警等。

在一个实施例中，抽检工作台70的输送机构71主要实现对盘类件的输送，可以是普通的皮带输送机构或者辊筒输送机构，而输送机构71包括类似第二输送线52的托盘板512、定位台513和定位杆516，即实现对盘类件的定位，此处不作重复说明，可以参见对第一输送线51的具体描述。

需要说明的是，如果盘类件需要人工抽检，机器人20将加工完成的盘类件放置在输送机构71上，管理系统90可提醒工人进行抽检，在抽检过程中，盘类件加工生产线继续保持运行。若抽检合格，工件放入成品区，盘类件加工生产线保持运行，若抽检不合格，工人可以通过按钮终止盘类件加工生产线运行，检查造成不合格品原因。

在一个实施例中，如图1和图2所示，盘类件加工生产线还包括：工业相机视觉系统80，工业相机视觉系统80设置在夹取机构30上；管理系统90，管理系统90与数控车床10、机器人20、夹取机构30、输送线50以及工业相机视觉系统80均电连接；其中，夹取机构30包括成对的压板31和手指32，以分别用于抓取位于数控车床10内的盘类件和将另一个盘类件放入数控车床10。

需要说明的是，管理系统90具有数据采集、分析，信息监测、管控的功能。管理系统90包括基础数据、生产指标、设备效率、人员绩效、刀具管理、设备维护等。管理系统90可以通过以太网口rj-45接收mes系统下发的生产指令，并进行分析，根据生产指令，进行产品的加工，采集汇总信息，在通过以太网口rj-45传回mes系统，并可以接受dnc传输的数控程序，实现调用加工。

工业相机视觉系统80能够通过盘类件外形尺寸识别零件，对盘类件进行拍照与标准零件进行比对，如果比对结果不是设定好的零件信息，停止运行，比对成功后，机器人20抓取零件完成后序机加工程序。

在一个实施例中，机器人20为六轴关节机器人，数控车床10为两台，数控车床10可以通过现有普通数控车床进行改造来满足柔性化智能加工生产单元要求，包括气动门改造、气源模块改造、水箱水泵改造、床头立板两路水两路气、电气部分硬件改造。

机器人20移动到输送线50上方，通过工业相机视觉系统80识别盘类件的特征(直径、厚度、台阶圆等)，然后反馈给智能总控(即管理系统90)，智能总控根据零件特征，判断加工的零件信息和生产此零件的软件程序是否一致，信息一致系统开始运行程序，智能总控和机器人20、数控车床10、物料仓等相互通讯，发出触发信号，夹取机构30抓取盘类件上下料，翻转支撑台40用于两序间的盘类件翻转，盘类件加工完成后夹取机构30抓取放置在输送线50，抽检工作台70可以随时检查单元内盘类件尺寸是否合格。各部分完成动作后，给智能总控反馈信号，这样整个形成一个闭环，能够实时监控各部分的运行状况。

本发明的盘类件加工生产线设有安全防护装置(例如，防护栏60)，可实现安全互锁，人机物理隔离，并能够警报。盘类件加工生产线具备扩大产能及混线生产的扩充条件，整套系统支持单机独立运行模式，最终实现通过机器人上下料完成盘类产品在两台数控车床自动加工工艺。

本发明的盘类件加工生产线是一种柔性化智能加工生产单元，通过数控车床10、机器人20和工业相机视觉系统80的使用，柔性化工装设计及在加工过程中的自动化、智能化协作配合下，达到盘类件的智能化识别，自动上下料，自动调用程序加工，兼容多种产品，节省人力成本，提高产品加工一致性、制造效率和设备使用效率，降低人工事故发生率。通过运用成组制造技术、加工智能化控制技术、自动上下料技术、刀具寿命管理技术、信息化技术、机器人技术、柔性化工装夹具设计完成整个单元的自动化加工生产。

本发明的盘类件加工生产线针对现有盘类产品种类数量多，能够有效解决现有技术中人工作业存在的技术含量低、重复性大、劳动强度高、浪费劳动力、事故发生率高、机床使用效率低、辅助时间长等问题，从而方便高效地实现盘类零件的自动化上料、加工、下料，提高加工效率，降低人工劳动强度，降低人工事故发生率、降低成本的盘类零件自动柔性化加工生产单元。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由前面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。