一种基于柔性制造系统的双工位装载站及操作方法与流程

本发明涉及精密零件的自动化加工领域，具体涉及一种柔性制造系统用快速换料结构及操作方法。

背景技术：

1、智能制造是目前我国乃至全世界范围内的发展趋势，智能制造技术是高端装备制造业、信息化以及工业化深度融合的重要体现，大力培育和发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级，提升生产效率、技术水平和产品质量，降低能源、资源消耗，实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。对于自动化加工领域来讲，智能制造是一种由智能机器和人共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

2、目前中国制造业正处于升级转型中，如何在生产中降低人工成本，提升生产效率，实现智能自动化是解决问题的关键。因此研究自动化设备，使用柔性制造设备是非常必要的，其可以利用上下料机械手代替人工工作，提高设备利用率和加工稳定性，从而实现加工过程的自动化和智能化。

3、柔性制造系统具有提高生产效率，减少生产周期，减少人工成本低等优点。现有配备单个装载站的柔性制造系统有上下料效率低、浪费储料空间等缺点。在此情形下，我们设计了一种柔性制造系统用双工位装载站及操作方法，其在有效空间内可以设置两个相互独立抽屉装载站，两个抽屉装载站交替上下料，提高工作效率，其他空间还可以存储一定数量的工件。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于柔性制造系统的双工位装载站，两个换料位交替使用，实现柔性制造系统快速上下料过程，有效提高柔性制造系统的工作效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于柔性制造系统的双工位装载站，包括防护组件1、换料门2、抽屉式装载站3和人机交互系统4；其中，

4、防护组件1包括整体外观护罩11、观察窗12、报警灯13等组件；观察窗布置在和人视线相同高度的位置，报警灯安装在护罩顶部。

5、换料门2有左右两个，安装在防护组件1上，左右两门分别向外侧水平开启。换料门组件主要由门21、隐藏式铰链22、拉手23和安全门锁24组成。

6、抽屉式装载站3的换料位和换料门2安装在同一高度上，左右分别对应，各有一个；抽屉式装载站3主要由支撑立柱31、储存工件层32、换料位层33、气动定位卡盘34、托盘工件组件35组成。

7、换料位层33中，两个抽屉换料位左右排布，单个抽屉式换料位配备有拉出和推入双向锁定的把手锁系统331、抽屉安装板332、工业伸缩滑轨333安装于抽屉安装板332内侧节省安装空间、换料位有无料检测装置334为对射传感器安装于抽屉换料位两侧、抽屉到位检测335分别安装在两抽屉换料位内侧、抽屉装载站安装层板336。

8、人机交互系统4包括按钮面板41和一体机42两部分，按钮面板安装在左右换料门的中间，方便人工上下料时操作，一体机布置在设备右侧，其高度符合人体工程学。

9、一种基于柔性制造系统的双工位装载站的操作方法，包括有以下步骤：

10、步骤1，人工上料：人工操作按钮面板41，选择左边或者右边上料，开启换料门组件2，按压把手锁系统331，解锁定位，将抽屉式换料位拉出，拉出到位后，把手锁系统331锁定；人工将托盘工件组件35放在抽屉安装板332的气动卡盘34上；完成后解锁把手锁系统331，将抽屉装载站推进到位，关闭换料门2完成整个上料流程。到位后有换料位有无料检测装置334和抽屉到位检测335，给机械手可以抓料的信号。

11、步骤2，人工下料：选取要下料的抽屉料位，重复步骤1动作将抽屉拉出到位后锁定，然后将带有加工完成托盘工件组件35的取下，再将下一个放上，完成上、下料循环动作。

12、在上下料过程中，既可以直接对托盘工件组件35上料，还支持直接更换工件，人工按按钮面板41的气动夹紧。松开按钮，气动卡盘34将托盘组件35夹紧，人工将工件拆下，换上新的毛坯工件并且锁紧，再次按下按钮，气动卡盘34松开，继续按照之前步骤完成上下料。

13、优化的：支撑立柱31为槽钢焊接结构，其结构加工方便，安装位置设置有阵列的安装孔，满足不同高度、不同尺寸工件的灵活排放。

14、优化的：储存工件层32主要由工件层板321、托盘支承座322、定位销323、层板连接件324组成。

15、优化的：储存工件层32中，工件存储板321可根据工件大小的不同修改每层工件存储数量；托盘支承座322承圆弧分布，与机械手旋转中心同心，便于机械手抓料；定位销323实现托盘工件组件35的定位和防呆。

16、优化的：换料位层33中，两个抽屉换料位左右排布，单个抽屉式换料位配备有拉出和推入双向锁定的把手锁系统331、抽屉安装板332、工业伸缩滑轨333安装于抽屉安装板332内侧节省安装空间、换料位有无料检测装置334为对射传感器安装于抽屉换料位两侧、抽屉到位检测335分别安装在两抽屉换料位内侧、抽屉装载站安装层板336。

17、优化的：气动卡盘34中主要由支撑底座341、缸体342、活塞343、卡趾344、导套345等组成。气动卡盘34的作用是固定托盘工件组件35，可以直接在换料位更换工件。更换完成后需通过按钮面板41将卡盘松开便于机械手抓料，同时，为了安全起见，气动卡盘34还设置有气动夹紧、松开检测，防止人工忘记松开。

18、优化的：按钮面板41的选择开关411可选择左或右边换料，也可选择左或右气动卡盘34夹紧或者松开。

19、本发明具有如下的有益效果：

20、双工位装载站两个抽屉装载站可以交互或者同时上下料，提高上下料效率，提高柔性制造系统的工作效率；同时，相比于单个装载站，其可以在高度空间上储存一定数量的工件，提升柔性制造系统的料位数量；气动卡盘可以实现直接在抽屉换料位上更换工件，减少人工在设备外组装托盘工件组件，方便人工操作。

技术特征：

1.一种基于柔性制造系统的双工位装载站，其特征在于，包括换料门（2）、抽屉式装载站（3）；其中，抽屉式装载站（3）的换料位和换料门（2）安装在同一高度上，左右分别对应，各有一个；抽屉式装载站（3）由支撑立柱（31）、储存工件层（32）、换料位层（33）、气动卡盘（34）、托盘工件组件（35）组成。

2.根据权利要求1所述的基于柔性制造系统的双工位装载站，其特征在于，所述支撑立柱（31）为焊接结构，层板安装面设置有阵列的安装。

3.根据权利要求2所述的基于柔性制造系统的双工位装载站，其特征在于，所述储存工件层（32）中，工件存储板（321）可以根据工件尺寸的不同修改每层工件存储数量；托盘支承座（322）为圆弧分布，与机械手旋转中心同心，便于机械手抓料；定位销（323）实现托盘工件组件（35）的定位和防呆。

4.根据权利要求2所述的基于柔性制造系统的双工位装载站，其特征在于，所述换料位层（33）中，两个抽屉换料位左右排布，单个抽屉式换料位配备有拉出和推入双向锁定的把手锁系统（331）、抽屉安装板（332），工业伸缩滑轨（333）安装于抽屉安装板（332）内侧、换料位有无料检测装置（334）为对射传感器安装于抽屉换料位两侧、抽屉到位检测（335）分别安装在两抽屉换料位内侧的抽屉装载站安装层板（336）上。

5.根据权利要求2所述的基于柔性制造系统双工位装载站，其特征在于，所述气动卡盘（34）中主要由支撑底座（341）、缸体（342）、活塞（343）、卡趾（344）、导套（345）等组成；气动卡盘（34）的作用是实现固定托盘，直接在换料位更换工件的作用；更换完成后需通过按钮面板（41）将卡盘松开便于机械手抓料。

6.根据权利要求1所述的基于柔性制造系统双工位装载站，其特征在于，所述按钮面板（41）的选择开关可选择左或右边换料，同时也可以选择左或右气动卡盘（34）夹紧或者松开。

7.一种基于柔性制造系统的双工位装载站的操作方法，其特征在于，包括有以下步骤：

技术总结
一种基于柔性制造系统的双工位装载站及操作方法，该双工位装载站主要由防护组件、换料门、抽屉式装载站和人机交互系统组成。防护组件起到外观以及防护作用；换料门配备安全门锁，防止人员误操作；抽屉式装载站可以实现人工拉出上料，推进机械手抓料的过程，并且在相应的极限位置设计有定位和检测机构。人机交互系统控制门的开关及气动卡盘的夹紧或者松开；本发明的两个抽屉装载站相互独立、互不影响，能够交替使用，加快换料速度，减少机械手的等待时间，提高设备工作效率。本发明也能够实现不停机换料，实现工件的连续生产，充分发挥柔性制造系统的性能。

技术研发人员：张琛,赵香,刘进奇
受保护的技术使用者：西安精雕精密机械工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13