一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线及方法技术

一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线及方法，生产自动线包括一排间隔设置的机床，还包括桁架机械手和物料运输系统；桁架机械手与机床一一对应、且设置在机床的前方；物料运输系统的运输带横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机床，运输带上均匀间隔连接有水平的工装板。生产自动线全部采用加工中心组线，实现100%生产自动线柔性化，可完全满足不同产品的加工需求，降低了工人的劳动强度；每台机床配置两个工作台，两个工作台交替工作，使机床的精度得以长期保持，提高了机床的响应速度；此外，保证装卸料时间100%与加工时间重叠，省去了装卸料的时间，提高了生产效率。可广泛应用于汽车发动机缸盖加工生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线及方法
本专利技术涉及一种汽车配件加工成产线及方法。
技术介绍
汽车发动机缸盖自动化生产线是针对目前市场上销量最大的1.4L排量的汽油发动机缸盖而设计的自动化生产线产品，目前在汽车发动机缸盖的生产厂家中，基本上都是用普通立架加转台来加工零件，因为零件不规则，体积重量都比较大，在装卸料时占据很大的时间，加上加工时间，工序就非常长，从而整条线的机床就非常多，人员投入也相应增加，且都是人工装卸料，工人的劳动强度非常大。现在的招工难度大，人员的管理成本增加，所以对于这个生产线，省人、提高产品质量和产量是一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线及方法，要解决现有生产线加工工序长、效率低、浪费人力的技术问题；并解决提高工作效率、增加机床有效工作率的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排间隔设置的机床，还包括桁架机械手和物料运输系统；所述桁架机械手与机床一一对应、且设置在机床的前方；所述物料运输系统的运输带横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机床，所述运输带上均匀间隔连接有水平的工装板。所述机床包括机身、罩在机身上的防护罩、机床驱动系统以及机床控制系统。所述机床驱动系统包括机床X轴驱动系统、机床Z轴驱动系统以及机床Y轴驱动系统。所述机床控制系统包括机床X轴控制系统、机床Y轴控制系统、机床Z轴控制系统和自动换刀控制系统。所述机身包括床身、工作台基座、工作台、机床墙体以及刀库。所述床身沿机身的底部水平设置，所述床身的中间位置并排滑动连接有两个由Y轴驱动系统驱动的工作台基座，分别为第一工作台基座和第二工作台基座，每个所述工作台基座上分别连接有一个工作台，分别为第一工作台和第二工作台。所述床身的后端横跨两个工作台基座设置有门形的机床墙体，所述机床墙体的顶面设有由X轴驱动系统驱动的、沿顶面长向水平滑动的十字滑座，所述十字滑座的前侧面设有由Z轴驱动系统驱动的、相对十字滑座竖向滑动的滑枕主轴，所述滑枕主轴的前端连接有刀架。所述刀库设置在机床墙体的一侧面。所述机床墙体的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与十字滑座滑动连接。所述防护罩的前面对应每个工作台的位置分别设有一个防护门，分别为第一防护门和第二防护门。所述防护门上设有观察窗口。所述机床驱动系统还包括驱动防护门与防护罩相对滑动运动的防护门驱动系统。所述机床控制系统还包括控制防护门开合的防护门控制系统。所述工作台基座沿着床身的长度方向通长设置，其前端伸出防护罩外。所述防护罩的顶面开有穿过滑枕主轴的长条开口。所述桁架机械手包括门形支架、机械手滑座、机械手主轴、机械手驱动系统以及机械手控制系统。所述机械手驱动系统包括机械手X轴驱动系统和机械手Z轴驱动系统。所述机械手控制系统包括机械手X轴控制系统和机械手Z轴控制系统。所述门形支架的立柱分别立于机床前方两侧、横梁横跨在机床前方。所述机械手滑座由机械手X轴驱动系统驱动、沿门形支架的横梁长向与门形支架水平滑动连接。所述机械手主轴由机械手Z轴驱动系统驱动、与机械手滑座竖向滑动连接。所述机械手主轴的底部连接有抓手，所述抓手位于运输带的上方。所述门形支架的横梁的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与机械手滑座滑动连接。所述物料运输系统还包括运输带支架、驱动运输带运动的运输带驱动系统和运输带控制系统，所述运输带支架对称分立于机床的前端两侧，运输带支架的顶部连接有滚轮，所述滚轮与运输带滑动连接。所述物料运输系统还包括滑台，所述生产自动线上的机床至少分为两组，每组机床之间运输带由第一台机床起始连续延至该组的最末一台机床，而相邻两组之间的运输带则通过滑台连接，所述滑台起到一个运输的作用，即把前面一组的待加工缸盖移到后面一组上继续加工，可以实现空间位置上的一个调整。一种应用所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线的方法，具体步骤如下：步骤一，在生产自动线起始端，将待加工缸盖放在运输带的工装板上，启动运输带驱动系统将待加工缸盖移动至第一台机床上方。步骤二，启动机械手驱动系统，桁架机械手2抓取待加工缸盖并放置于第一工作台9.1上。步骤三，启动机床控制系统，加工第一工作台上的待加工缸盖，同时第二工作台移出防护罩，此时，物料运输系统又运送一件待加工缸盖。步骤四，桁架机械手抓取第二件待加工缸盖并放置于第二工作台上。步骤五，第二工作台退回防护罩内，开始等待加工。步骤六，第一工作台上的待加工缸盖加工完成，第一工作台移出防护罩，此时，十字滑座滑动到第二工作台对应的工作位置，开始对第二工作台上待加工缸盖进行加工。步骤七，桁架机械手抓取第一工作台上的待加工缸盖并放置于运输带上的工装板上。步骤八，运输带重新将一个待加工缸盖运输至该机床、并将已经完成这道工序的待加工缸盖运输至下一台机床位置。步骤九，桁架机械手抓取新的待加工缸盖并放置于第一工作台上。步骤十，第一工作台退回防护罩内，开始等待加工。步骤十一，第二工作台上的待加工缸盖加工完成，第二工作台移出防护罩，此时，十字滑座滑动到第一工作台对应的工作位置，开始对第一工作台上待加工缸盖进行加工。步骤十二，桁架机械手抓取第二工作台上的待加工缸盖并放置于运输带上的工装板上。步骤十三，运输带重新将一个待加工缸盖运输至该机床、并将已经完成这道工序的待加工缸盖运输至下一台机床位置。步骤十四，桁架机械手抓取新的待加工缸盖并放置于第二工作台上。步骤十五，第二工作台退回防护罩内，开始等待加工。步骤十六，重复步骤六至步骤十五，至待加工缸盖依次经过生产自动线上所有机床的加工，至此，完成汽车缸盖的加工生产。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果：本专利技术克服了传统生产线设计不合理、浪费人力物力的缺点，解决了提高工作效率、保证工作质量和产品质量的技术问题。本专利技术在充分了解发动机缸盖的功用、特点、材料、制造及加工难点的基础上进行工艺分析，在工艺分析的基础上进行工序组合和排布，以较少的机床和最经济的节拍实现整个生产自动线的布置。生产自动线全部采用加工中心组线，实现100%生产自动线柔性化，可完全满足不同产品的加工需求，为今后加工产品的改型和重新布线降低投入；同时整个生产自动线线只需线首线尾两人操作即可，而且降低了工人的劳动强度，大大减少了企业的用工开支。每台机床配置两个工作台，实现了一个工作台加工时，另一个工作台在进行上下料，两个工作台交替工作，提高了机床的利用率，彻底解决机床在加工过程中上下料要停机的问题，从而能使机床的精度得以长期保持，还提高了机床的响应速度；此外，保证装卸料时间100%与加工时间重叠，使加工不等待，省去了装卸料的时间，大大提高了生产效率。本专利技术中机床的各部件间在空间上形成三向运动关系，其中X轴上十字滑座沿机床墙体作左右水平运动，由机床X轴驱动系统驱动；Z轴上滑枕主轴沿十字滑座作上下竖直运动，由机床Z轴驱动系统驱动；Y轴上工作台沿床身作前后水平运动，由机床Y轴驱动系统驱动，各驱动系统均由机床控制系统控制，协同作用实现机床的三向驱动，自动化程度高、工作效率高可靠性好。综上所述，本专利技术具有自动化程度高，兼容性强，加工和装卸完全重叠，可满足省人省机床的需求。本专利技术可广泛应用于汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排间隔设置的机床，其特征在于：还包括桁架机械手（2）和物料运输系统（3）；所述桁架机械手（2）与机床（1）一一对应、且设置在机床的前方；所述物料运输系统（3）的运输带（19）横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机床，所述运输带（19）上均匀间隔连接有水平的工装板（18）。

【技术特征摘要】
1.一种用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，包括一排间隔设置的机床，其特征在于：还包括桁架机械手（2）和物料运输系统（3）；所述桁架机械手（2）与机床（1）一一对应、且设置在机床的前方；所述物料运输系统（3）的运输带（19）横跨一排机床的前端、由第一台机床起始连续延至最末一台机床，所述运输带（19）上均匀间隔连接有水平的工装板（18）；所述机床包括机身、罩在机身上的防护罩（11）、机床驱动系统以及机床控制系统；所述机床驱动系统包括机床X轴驱动系统、机床Z轴驱动系统以及机床Y轴驱动系统；所述机床控制系统包括机床X轴控制系统、机床Y轴控制系统、机床Z轴控制系统和自动换刀控制系统；所述机身包括床身（12）、工作台基座（8）、工作台（9）、机床墙体（5）以及刀库（7）；所述床身（12）沿机身的底部水平设置，所述床身（1）的中间位置并排滑动连接有两个由Y轴驱动系统驱动的工作台基座（8），分别为第一工作台基座（8.1）和第二工作台基座（8.2），每个所述工作台基座（8）上分别连接有一个工作台（9），分别为第一工作台（9.1）和第二工作台（9.2）；所述床身（1）的后端横跨两个工作台基座（8）设置有门形的机床墙体（5），所述机床墙体（5）的顶面设有由X轴驱动系统驱动的、沿顶面长向水平滑动的十字滑座（4），所述十字滑座（4）的前侧面设有由Z轴驱动系统驱动的、相对十字滑座（4）竖向滑动的滑枕主轴（6），所述滑枕主轴（6）的前端连接有刀架；所述刀库（7）设置在机床墙体（5）的一侧面；所述桁架机械手（2）包括门形支架（13）、机械手滑座（14）、机械手主轴（15）、机械手驱动系统以及机械手控制系统；所述机械手驱动系统包括机械手X轴驱动系统和机械手Z轴驱动系统；所述机械手控制系统包括机械手X轴控制系统和机械手Z轴控制系统；所述门形支架（13）的立柱分别立于机床前方两侧、横梁横跨在机床前方；所述机械手滑座（14）由机械手X轴驱动系统驱动、沿门形支架（13）的横梁长向与门形支架（13）水平滑动连接；所述机械手主轴（15）由机械手Z轴驱动系统驱动、与机械手滑座（14）竖向滑动连接；所述机械手主轴（15）的底部连接有抓手，所述抓手位于运输带（19）的上方；所述物料运输系统（3）还包括运输带支架（16）、驱动运输带运动的运输带驱动系统和运输带控制系统，所述运输带支架（16）对称分立于机床（1）的前端两侧，运输带支架（16）的顶部连接有滚轮（17），所述滚轮与运输带（19）滑动连接。2.根据权利要求1所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于：所述机床墙体（5）的顶面沿长度方向设有滑道，所述滑道与十字滑座（4）滑动连接。3.根据权利要求2所述的用于加工汽车发动机缸盖的柔性生产自动线，其特征在于：所述防护罩（11）的前面对应每个工作台的位置分别设有一个防护门（10）...

【专利技术属性】
技术研发人员：华亮亮，姜成伟，何凤琼，刘诗喻，黄刚强，
申请(专利权)人：重庆威诺克智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85