智能生产线的智能加工单元的结构及控制方法技术

本发明专利技术属于智能生产线设备技术领域，具体涉及智能生产线的智能加工单元的结构及控制方法，智能生产线的智能加工单元的结构，包括三段基础输送模块

【技术实现步骤摘要】
智能生产线的智能加工单元的结构及控制方法


[0001]本专利技术属于智能生产线设备
，具体涉及智能生产线的智能加工单元的结构及控制方法
。

技术介绍

[0002]目前，离散工业智能生产线普遍采用定制生产线，使得智能生产线设计周期长
、
工程实施难度大且时间长
、
维护维修麻烦，导致智能生产线成本高
、
生产过程常出问题，影响了智能生产线的推广
。
随着产业转型升级速度的加快，企业特别是广大的中小企业迫切需要通用性强
、
设计与实施周期短
、
成本低
、
柔性化的相对通用的智能生产线
。
围绕企业的新需求，我们开发了一种由三段基础输送模块加应用模块组成的智能应用单元系列，智能加工单元就是其中一例，经多次应用取得了好的效果
。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提出了智能生产线的智能加工单元的结构及控制方法
。
[0004]本专利技术提供了如下的技术方案：智能生产线的智能加工单元的结构，包括三段基础输送模块
、
工业机器人上下料模块
、
数控机床模块和大数据平台信息系统，所述工业机器人上下料模块包括机器人底座
、
工业机器人和手爪库台；所述工业机器人和手爪库台均设置在机器人底座上，机器人底座安装在三段基础输送模块侧边，所述数控机床模块安装在机器人底座另一侧，且数控机床模块包括数控机床
、
数控机床控制器和数控机床夹具；所述工业机器人上装接有气动手爪与气动吸盘，所述气动手爪与气动吸盘相互垂直并安装在工业机器人的手腕处；所述三段基础输送模块包括机架系统
、
控制柜系统和托盘，所述机架系统包括第一输送带
、
第二输送带
、
第三输送带
、
换道器
、
输送带传感与控制一和输送带传感与控制三
。
[0005]所述第一输送带
、
第二输送带和第三输送带均包括直流电机
、
传输带
、
滚轮和控制器，所述换道器包括牛眼滚珠
、
换道块
、
弹簧
、
旋转气缸和支架，所述换道块中间设置有换道通路；所述输送带传感与控制一包括2个托盘到位传感器一和2个托盘挡块一，所述输送带传感与控制三包括工件有无传感器
、
托盘到位传感器三
、RFID
读写器
、
托盘挡块三
、
视觉传感器
、
固定支架和光源；所述控制柜系统包括可编程序控制器
、
工业机器人控制器
、
工业机器人驱动器
、
工业网关
、
可控电源
、
人机交互界面
、
按钮旋钮
、
电网气一体化接头组件和接线端子；所述托盘包括料盘
、RFID
传感器电子标签
、
到位感应器和支柱
。
[0006]所述托盘挡块三和托盘挡块一均包括立块
、
弹簧
、
直线气缸和支架
。
[0007]所述料盘用于待加工的工件的放置，且料盘放置在托盘上，托盘承载工件在传输带上流转
。
[0008]所述工件有无传感器
、
托盘到位传感器三
、
托盘挡块三和视觉传感器构成本模块工艺工位
。
[0009]一种根据所述智能生产线的智能加工单元的控制方法：当放有工件的托盘通过三段基础输送模块输送到工艺工位时，可编程序控制器采集到托盘到位传感器三到位信号后，可编程序控制器发出控制信号，控制直线气缸动作，使托盘挡块三挡住托盘运动，同时可编程序控制器采集工件有无传感器信息，检测托盘上有无工件，若无工件，托盘继续流转；若有工件，则
RFID
读写器读出托盘上
RFID
传感器电子标签上记录的工件工艺与生产信息，视觉传感器采集料盘上工件的二维码，
RFID
读写器将读出的信息与视觉传感器采集的二维码信息经本单元的工业网关送至本单元可编程序控制器，可编程序控制器对这些信息经过运算处理后再经本单元工业网关将相关控制信息发送至工业机器人控制器
、
数控机床控制器，控制工业机器人和数控机床分别从各自应用程序库中选择当前要运行的程序并在人机交互界面显示，控制工业机器人从手爪库台中选择合适的气动手爪，为数控机床配置合适的夹具，控制工业机器人与数控机床协同工作，工业机器人接到控制命令完成上料工作，数控机床接到控制命令完成加工工作，接着工业机器人把加工好的工件从数控机床下料重新放置在工艺位的托盘上，同时可编程序控制器将相关生产数据信息经本单元工业网关传送到大数据平台信息系统，在大数据平台信息系统协调下，载有工件的托盘流转到下一个工艺单元；具体过程如下：1）判断手爪类型是否合适，若合适，工业机器人的气动手爪直接移动到托盘上方，从托盘上抓取工件，若不合适，则直接快换手爪，然后工业机器人的气动手爪直接移动到托盘上方，从托盘上抓取工件；2）可编程序控制器控制数控机床的自动门打开，数控机床夹具松开，然后工业机器人将工件放到数控机床夹具上，数控机床夹具夹紧工件，工业机器人回到起始位，数控机床的自动门关闭，延时若干时间后，数控机床开始工作；3）数控机床加工完成，向可编程序控制器发送加工完成信号，可编程序控制器就控制数控机床的自动门打开
、
控制工业机器人移动到数控机床夹具附近，伸出气动三爪抓取工件，抓紧工件后，同时控制数控机床夹具松开，接着工业机器人迅速将工件搬运
、
放置到三段基础输送模块的工艺工位托盘之上的料盘内；4）可编程序控制器接收
、
处理大数据平信息系统下发下个工艺位是否“忙”的信息，若忙，则可编程序控制器控制托盘挡块三保持原状；若不忙，则可编程序控制器发出控制信号，控制直线气缸动作，让托盘挡块三下降，托盘继续向下一个工位移动，同时可编程序控制器通过工业网关向大数据平信息系统发送工件已加工完毕且本工艺工位“空闲”的信息
。
[0010]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术由三段基础输送模块
、
工业机器人上下料模块与数控机床模块
、
工业网关
与大数据平台信息系统等组成的智能加工单元，只有数控机床的夹具等少量机构需要定制外，都采用标准设备，与传统加工单元的整体定制相比，设计周期
、
工程实施周期及成本大幅度下降，单元的可靠性显著提高，故障率下降且故障维修时间明显缩短；该单元符合面向多品种变批量的加工智能制造需求，同时组合到智能生产线也非常便捷
。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
智能生产线的智能加工单元的结构，包括三段基础输送模块（1）
、
工业机器人上下料模块（2）
、
数控机床模块（3）和大数据平台信息系统，其特征在于：所述工业机器人上下料模块（2）包括机器人底座（
201
）
、
工业机器人（
202
）和手爪库台（
203
）；所述工业机器人（
202
）和手爪库台（
203
）均设置在机器人底座（
201
）上，机器人底座（
201
）安装在三段基础输送模块（1）侧边，所述数控机床模块（3）安装在机器人底座（
201
）另一侧，且数控机床模块（3）包括数控机床
、
数控机床控制器和数控机床夹具；所述工业机器人（
202
）上装接有气动手爪（
204
）与气动吸盘（
205
），所述气动手爪（
204
）与气动吸盘（
205
）相互垂直并安装在工业机器人（
202
）的手腕处；所述三段基础输送模块（1）包括机架系统（
109
）
、
控制柜系统（
116
）和托盘（
105
），所述机架系统（
109
）包括第一输送带（
101
）
、
第二输送带（
102
）
、
第三输送带（
103
）
、
换道器
、
输送带传感与控制一和输送带传感与控制三
。2.
根据权利要求1所述智能生产线的智能加工单元的结构，其特征在于：所述第一输送带（
101
）
、
第二输送带（
102
）和第三输送带（
103
）均包括直流电机
、
传输带
、
滚轮和控制器，所述换道器包括牛眼滚珠（
111
）
、
换道块（
106
）
、
弹簧
、
旋转气缸和支架，所述换道块（
106
）中间设置有换道通路（
110
）；所述输送带传感与控制一包括2个托盘到位传感器一（
121
）和2个托盘挡块一（
122
），所述输送带传感与控制三包括工件有无传感器（
104
）
、
托盘到位传感器三（
113
）
、RFID
读写器（
112
）
、
托盘挡块三（
114
）
、
视觉传感器（
108
）
、
固定支架和光源；所述控制柜系统（
116
）包括可编程序控制器（
120
）
、
工业机器人控制器
、
工业机器人驱动器
、
工业网关（
119
）
、
可控电源（
118
）
、
人机交互界面（
108
）
、
按钮旋钮（
115
）
、
电网气一体化接头组件（
117
）和接线端子；所述托盘（
105
）包括料盘（
123
）
、RFID
传感器电子标签（
124
）
、
到位感应器（
125
）和支柱（
126
）
。3.
根据权利要求2所述智能生产线的智能加工单元的结构，其特征在于：所述托盘挡块三（
114
）和托盘挡块一（
122
）均包括立块
、
弹簧
、
直线气缸和支架
。4.
根据权利要求2所述智能生产线的智能加工单元的结构，其特征在于：所述料盘（
123
）用于待加工的工件的放置，且料盘（
123
）放置在托盘（
105
）上，托盘（
105
）承载工件在传输带上流转
。5.
根据权利要求2所述智能生产线的智能加工单元的结构，其特征在于：所述工件有无传感器（
104
）
、
托盘到位传感器三（
113
）
、
托...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文广，倪亮亮，张耀，虞佳佳，张思齐，
申请(专利权)人：杭州垦驱智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：