一种冲压结构件的自动化流水线结构的制作方法

一种冲压结构件的自动化流水线结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种冲压结构件的自动化流水线结构，属于自动化生产【技术领域】，包括生产机构1、传送机构2、线尾下料机构3和料垛装箱机构。生产机构1包括物料出口，物料出口与传送机构2的一端相连，传送机构2的两侧与线尾下料机构3相连，料垛装箱机构与线尾下料机构相连。物料由生产机构1产生，并通过传送机构2传递至线尾下料机构3，线尾下料机构3拾取物料至料垛转运架5，料垛装箱机构拾取料垛转运架5中的物料装入物料箱7中。本发明的技术方案实现了生产自动化，有利于车间现代化管理及产品质量控制；降低了生产人员操作强度，提升了生产人员工作环境，有利于人员安全管理。
【专利说明】一种冲压结构件的自动化流水线结构

【技术领域】
[0001] 本发明属于自动化生产【技术领域】，涉及一种流水线结构，尤其涉及一种适用于冲 压结构件的物料自动化流水线结构。

【背景技术】
[0002] 目前，在国内冲压结构件生产车间中，由于冲压结构件的形状各异，并具有不规则 的外形，因此在进行零件的自动化装箱工作时，存在曲面垛形不易导向、垛形稍高容易倾 倒、零件叠垛容易卡料等问题，故国内基本采用人工进行冲压结构件线尾装箱工作。由操作 人员从冲压线线尾下料皮带机上实时地拾取成型结构件，将其码垛成形后搬运至料箱内， 然后通过叉车或AGV小车进行料箱的物流转运。
[0003] 这种采用人工装箱的线尾下料技术，主要存在以下2个主要问题：
[0004] 1，在生产管理方面，随着汽车工业的自动化，以往的人工生产已跟不上现代化工 业生产要求，且人工生产不利于产品质量控制及车间安全管理；
[0005] 2,在人员管理方面，手动生产的劳动力投入过多，并且随着现代工业的自动化，生 产人员已不适应高强度的重复性劳动作业，由此可能滋生的人员情绪波动及安全隐患，不 利于人员管理及产品保证。
[0006] 专利CN101817452A公开了一种装箱、码垛机器人，包括底部基座、回转机架、机械 臂机构、手腕、抓手、手腕姿态保持机构和回转支承，回转支承连接在底部基座上，回转机架 安装在回转支承上并与底部基座相连，机械臂机构通过主动关节与回转机架相连，手腕连 接在机械臂机构和手腕姿态保持机构上，抓手连接于手腕下端。该发明装箱、码垛机器人能 够实现位置和速度的单输入和单输出，实现快速码垛，可达到1500次/时的速度。但该机 器人任不能满足冲压结构件的流水线生产的要求。


【发明内容】

[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种以机器人智能技术代替传统的人工的冲压结构件的 自动化流水线结构。
[0008] 为达到上述目的，具体技术方案如下：
[0009] -种冲压结构件的自动化流水线结构，应用于物料的自动化生产，包括生产机构、 传送机构和线尾下料机构，所述生产机构包括物料出口，所述物料出口与所述传送机构的 一端相连，所述传送机构的两侧与所述线尾下料机构相连，所述物料由所述生产机构生产， 并通过所述传送机构传递至所述线尾下料机构，所述线尾下料机构包括控制装置、下料机 器人和料垛转运架，所述控制装置与所述下料机器人相连，所述控制装置控制所述下料机 器人将所述传送机构传递至的物料拾取并放入所述料垛转运架中。
[0010] 优选的，还包括料垛装箱机构，所述料垛装箱机构包括检测识别装置、装箱机器人 和物料箱，所述检测识别装置分别与所述料垛转运架、物料箱和装箱机器人相连，所述检测 识别装置检测并识别所述料垛转运架和物料箱的情况，并将情况传递至所述装箱机器人， 当所述料垛转运架与所述物料箱被识别一致并匹配同一种零件时，所述装箱机器人将所述 料垛转运架中的物料形成的料垛抓取并放入物料箱中。
[0011] 优选的，所述物料箱包括支撑定位用底板、若干导向立柱和若干分层隔板，当所述 底板、若干导向立柱和若干分层隔板依次连接时，所述若干导向立柱与所述底板垂直，所述 若干分层隔板与所述底板平行，通过所述若干导向立柱、若干分层隔板与所述底板的配合 形成物料存储空间。
[0012] 优选的，所述底板上设有若干导向定位孔，所述若干导向立柱通过与所述导向定 位孔的配合与所述底板可拆连接。
[0013] 优选的，所述底板上还设有若干分层隔板支架，所述分层隔板支架与所述底板垂 直，所述分层隔板支架上设有与所述若干分层隔板配合的若干导向定位槽。
[0014] 优选的，所述底板上还设有存储所述若干分层隔板的隔板存储架。
[0015] 优选的，所述控制装置中包括物料追踪模块，所述物料追踪模块确定所述传送机 构上运动中的物料的位置信息，所述控制装置通过所述位置信息控制所述下料机器人拾取 物料并放入所述料垛转运架中。
[0016] 优选的，所述物料追踪模块包括相机和编码器，所述相机实时摄取运动中的物料 的位置信息图像，所述编码器与所述传送机构相连，所述编码器跟踪所述物料的实时位置。
[0017] 优选的，还包括下料区域和装箱区域，所述下料区域与装箱区域之间还设有料垛 转运移载机，所述料垛转运架设于所述料垛转运移载机上，所述料垛转运架可在所述料垛 转运移载机上往复移动。
[0018] 优选的，还包括物流转运机构，所述物料箱与所述物流转运机构相连，并可在所述 物流转运机构上循环移动。
[0019] 相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
[0020] 1、实现生产自动化，有利于车间现代化管理及产品质量控制；
[0021] 2、只需配置极少人工进行生产状况监控，降低生产人员操作强度，提升生产人员 工作环境，有利于人员安全管理。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 构成本发明的一部分的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。在附图中：
[0023] 图1是本发明实施例的结构示意图；
[0024] 图2是本发明实施例的物料箱的结构示意图。

【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 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。
[0027] 以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
[0028] 如图1中所示的本发明的实施例，应用于冲压结构件的自动化生产。自动化流水 线结构包括生产机构1、传送机构2,优选为传送带和线尾下料机构3。
[0029] 生产机构1包括物料出口，物料出口与传送机构2的一端相连，传送机构2的两侧 与线尾下料机构3相连。物料由生产机构1生产，并通过传送机构2传递至线尾下料机构 3。线尾下料机构3包括控制装置、下料机器人4和料垛转运架5。控制装置与下料机器人 4相连，并控制下料机器人4将传送机构2传递至的物料拾取并放入料垛转运架5中，物料 在料垛转运架5中堆叠并形成料垛。优选料垛转运架5上的摆放空间位置与物料的形状大 小相配合，并保持堆叠的料垛不倾斜。并优选料垛转运架5为可拆卸组装的结构，以适应 不同流水线中的不同物料的形状和大小。
[0030] 如图1中所示，在本发明的实施例中，优选控制装置中包括物料追踪模块，物料追 踪模块确定传递至的物料的位置信息，控制装置通过位置信息控制下料机器人4拾取物料 并放入料垛转运架5中。优选物料追踪模块包括相机和编码器，相机实时摄取运动中的物 料的位置信息图像，编码器与传送机构2相连，编码器跟踪物料的实时位置。
[0031] 在本发明的实施例中，优选下料机器人4优选为2个，并相互交错隔开的分设于传 送机构2的两侧，利于对物料的拾取。
[0032] 此外，如图1中所示，在本发明的实施例中，还包括料垛装箱机构。料垛装箱机构 包括检测识别装置、装箱机器人6和物料箱7。检测识别装置分别与料垛转运架5、物料箱 7和装箱机器人6相连，检测识别装置检测并识别料垛转运架5的情况，以及物料箱7的情 况，并将情况传递至装箱机器人6,以确定物料箱7中的物料摆放空间位置与料垛转运架5 中的物料摆放空间位置匹配同一种物料。当料垛转运架5中物料摆放空间位置与物料箱7 适合时，装箱机器人6将料垛转运架5中物料形成的料垛抓取并放入物料箱7,当物料箱7 中需分层时，机器人自动将分层隔板置于分层隔板支架上。
[0033] 如图2中所示，在本发明的实施例中，物料箱7包括支撑定位用底板71、若干导向 立柱72和若干分层隔板73。底板71用于支撑定位。
[0034] 当其连接形成物料存储空间时：优选若干导向立柱72与底板71垂直。底板71上 还设有若干导向定位孔，若干导向立柱72通过与导向定位孔的配合与底板71可拆连接。
[0035] 优选若干分层隔板73与底板71平行。底板71上还设有若干分层隔板支架75,分 层隔板支架75与底板71垂直，分层隔板支架75上设有与若干分层隔板73配合的若干导 向定位槽。
[0036] 通过若干导向立柱72、若干分层隔板73与底板71的配合形成物料存储空间。
[0037] 优选底板71上还设有存储若干分层隔板73的隔板存储架76。
[0038] 此外，在本发明的实施例中，导向立柱72用于物料放入物料箱7时的导向，方便物 料的固定；分层隔板73用于物料料垛分层，防止物料堆垛过高而倾倒；隔板存储架76用于 存储分层隔板73 ;分层隔板支架75用于固定分层隔板73。
[0039] 自动化生产前，根据生产出的物料的形状大小补充导向立柱72 (导向立柱72根据 不同物料插入物料箱7内底板71上的不同导向定位孔），同时确保分层隔板73补满隔板存 储架76 (优选设于底板71的边缘外侧）；
[0040] 当第一层料垛放满底板71上的导向立柱72间隔的空间后，装箱机器人6从隔板 存储架76处将分层隔板73拾取并安放置分层隔板支架75的相应高度，将料垛分层。料垛 分层的高度以确保料垛不倾倒为准；同时，优选装箱机器人6具有两个手爪，分别执行拾取 料垛装箱和拾取分层隔板73分层的工作。
[0041] 然后装箱机器人6在物料箱7内进行第二层的料垛放置，依次循环直至放满；
[0042] 物流转运后人工将拆除分层隔板73放回隔板存储架76中。
[0043] 另外，如图1中所示，在本发明的实施例中，还包括下料区域和装箱区域，下料区 域与装箱区域之间还设有料垛转运移载机8。料垛转运架5设于料垛转运移载机8上，料 垛转运架5可在料垛转运移载机8上往复移动。并优选1个料垛转运移载机8配合2个料 垛转运架5,以保持流水线作业工作的不间断。如图1中所示，优选还包括物流转运机构9， 物料箱7与物流转运机构9相连，并可在物流转运机构9上循环移动。优选物流转运机构 9上设有环形轨道，若干物料箱7置于环形轨道上循环移动。当一个物料箱7放满料垛后， 该物料箱7移出装箱位置，下一工位的空置的另一个物料箱7进入装箱位置，如此循环，直 至一个批次的产品生产完成，叉车进行所有物料箱7的物流转运。并优选物料箱7的底板 71上设有与叉车相配合的叉车槽。
[0044] 本发明的实施例以机器人智能技术代替传统的人工进行冲压结构件的线尾装箱 工作，主要解决以下2个主要问题：
[0045] 1、在生产管理方面，采用机器人进行线尾装箱后，将实现汽车冲压线线首上料、压 机间搬运、线尾下料、线尾装箱的整线自动化，有利于车间现代化管理及产品质量控制；
[0046] 2、在人员管理方面，整线的自动化将生产人员从烦复的劳动作业中解放出来，且 整线只需配置极少人工进行生产状况监控，降低生产人员操作强度，提升生产人员工作环 境，有利于人员安全管理。
[0047] 在本发明的实施例中，线尾下料机构3中的控制装置采用FANUC视觉追踪下料系 统，下料机器人4采用2台FAUNC R-1000iA/80F机器人。料垛装箱机构中的检测识别装置 采用FANUC2D iRVision视觉系统，装箱机器人6采用FAUNC R-2000iB/165R机器人。
[0048] FANUC视觉追踪下料系统在线尾下料机构3中时，具有视觉处理功能（内置于机 器人控制装置），优选包括相机和与传送带同步的外接编码器实现了传送带运动中实时视 觉追踪，确保下料机器人4可以从快速运动的皮带机上正确拾取物件并将物件放入定位好 的料垛转运移载机8上的料垛转运架5内。物料从生产机构物料出口出料后位置是随机 的，所以在物料出来的正上方安装了视觉系统，通过相机对出来的物料进行位置及姿态的 识别，然后通过与传送带同步的绝对值脉冲编码器对物料的实时位置进行跟踪，最终下料 机器人将这些运动中的杂乱的物料准确拾取然后码放在固定工位。
[0049] 在料垛装箱机构中的FAUNC2D iRVision视觉系统优选设于装箱机器人6的手爪 上，进行料垛转运架5、物料箱7、以及相应的定位销的种类及位置识别。当线尾下料机构3 中的控制装置控制下料机器人4将料垛转运移载机8上的料垛转运架5中放置物料并形成 料垛后，料垛转运移载机8自动将料垛转运架5从下料区域开至装箱区域，装箱机器人6从 料垛转运移载机8上的料垛转运架5中拾取料垛并将其放入对应的物料箱7内，物料箱7 内采用分层技术确保料垛在物料箱7内不倾倒。，同时，系统优选配置2套料垛转运移载机 8进行料垛交替转运。每套料垛转运移载机8各自运行，并各自配合1台下料机器人4。每 套料垛转运移载机8配置2台料垛转运架5, 2台料垛转运架5交替运行，以确保下料机器 人4不间断运行，确保系统不间断生产。
[0050] 本发明的实施例实现了机器人智能技术代替传统的人工进行冲压结构件的线尾 装箱工作，操作人员只需在控制装置的控制柜触摸屏上输入相关产品的信息，系统即可运 行进行全自动化生产，人员只需进行远程监控确保系统正常运行。
[0051] 此外，本发明的实施例采用独特的分层装箱技术进行料垛装箱工作，解决了垛形 不易导向、垛形容易倾倒、叠垛容易卡料等技术问题，实现了机器人智能线尾下料装箱。
[0052] 本发明的实施例实现了冲压线半自动化（线尾人工下料）生产向全自动化生产的 模式转变；按每天2班次计算，人工装箱需3-4人工/班次、自动化装箱需1人工/班次，每 天节省人工（4-1) X 2班次=6人工。
[0053] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限 制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和 替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和 修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【权利要求】
1. 一种冲压结构件的自动化流水线结构，应用于物料的自动化生产，其特征在于，所述 自动化流水线结构包括生产机构、传送机构和线尾下料机构，所述生产机构包括物料出口， 所述物料出口与所述传送机构的一端相连，所述传送机构的两侧与所述线尾下料机构相 连，所述物料由所述生产机构生产，并通过所述传送机构传递至所述线尾下料机构，所述线 尾下料机构包括控制装置、下料机器人和料垛转运架，所述控制装置与所述下料机器人相 连，所述控制装置控制所述下料机器人将所述传送机构传递至的物料拾取并放入所述料垛 转运架中。
2. 如权利要求1所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，还包括料垛装 箱机构，所述料垛装箱机构包括检测识别装置、装箱机器人和物料箱，所述检测识别装置分 别与所述料垛转运架、物料箱和装箱机器人相连，所述检测识别装置监测并比对所述料垛 转运架和物料箱的情况，并将情况传递至所述装箱机器人，当所述料垛转运架与所述物料 箱被识别一致并匹配同一种零件时，所述装箱机器人将所述料垛转运架中的物料形成的料 垛抓取并放入物料箱中。
3. 如权利要求2所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述物料箱包 括支撑定位用底板、若干导向立柱和若干分层隔板，当所述底板、若干导向立柱和若干分层 隔板依次连接时，所述若干导向立柱与所述底板垂直，所述若干分层隔板与所述底板平行， 通过所述若干导向立柱、若干分层隔板与所述底板的配合形成物料存储空间。
4. 如权利要求3所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述底板上设 有若干导向定位孔，所述若干导向立柱通过与所述导向定位孔的配合与所述底板可拆连 接。
5. 如权利要求4所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述底板上还 设有若干分层隔板支架，所述分层隔板支架与所述底板垂直，所述分层隔板支架上设有与 所述若干分层隔板配合的若干导向定位槽。
6. 如权利要求5所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述底板上还 设有存储所述若干分层隔板的隔板存储架。
7. 如权利要求6所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述控制装置 中包括物料追踪模块，所述物料追踪模块确定所述传送机构上运动中的物料的位置信息， 所述控制装置通过所述位置信息控制所述下料机器人拾取物料并放入所述料垛转运架中。
8. 如权利要求7所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，所述物料追踪 模块包括相机和编码器，所述相机实时摄取运动中的物料的位置信息图像，所述编码器与 所述传送机构相连，所述编码器跟踪所述物料的实时位置。
9. 如权利要求8所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，还包括下料区 域和装箱区域，所述下料区域与装箱区域之间还设有料垛转运移载机，所述料垛转运架设 于所述料垛转运移载机上，所述料垛转运架可在所述料垛转运移载机上往复移动。
10. 如权利要求9所述的冲压结构件的自动化流水线结构，其特征在于，还包括物流转 运机构，所述物料箱与所述物流转运机构相连，并可在所述物流转运机构上循环移动。
【文档编号】B65G61/00GK104097796SQ201410315136
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】朱益晨, 张鹤, 陈铖, 杨琴琴 申请人:上海发那科机器人有限公司