【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种车铣混线柔性自动化加工单元及方法，属于机械加工自动化与智能制造。
技术介绍
1、燃气发射器是产生具有一定压力及温度的燃烧气体作为涡轮的工质的装置。封头类零件作为燃气发生器主结构的重要组成部分，具有材料强度高、结构特征多、加工工序复杂等特点。典型封头类零件包括上封头与下封头、前封头与后封头等4种零件，如图1所示，其采用相同材料，均为高强度钢30crmnsi材料；具有相似的结构特征，一般为多槽多孔的回转体结构，但结构尺寸与公差要求不尽相同；具有相近的工艺流程，通常需要经历粗车、精车、铣削、钻削、螺纹加工等工序加工而成。在常规生产模式下，由人工操作数控机床逐一对4种零件按照生产工序进行加工，各工序高度依赖人工操作，零件单道工序的装夹、找正、对刀、拆卸等操作，工序间的搬运转移均需要采用人工操作完成，生产效率低、生产成本高。当各零件数量达到一定数量(数10件至数100件不等)时，零件的加工质量一致性、生产产能和交付周期成为主要瓶颈。
2、本专利技术提供一种车铣混线柔性自动化加工单元，采用车铣混线、自动化的方式同时生产多种封头类零件，在保证产品质量一致性的前提下，实现多种封头类零件的高质高效与均衡化生产，并能够实现相似规格零件的快速换型。
技术实现思路
1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元及方法，克服现有生产模式下质量一致性较差、生产效率较低与生产均衡性不足等问题。
2、进一步的，实现上封头与下封头
3、本申请提供的技术方案如下：
4、一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，包括第一粗车数控车床、第二粗车数控车床、第一精车数控车床、第二精车数控车床、数控铣床、六轴关节机器人、阶梯式料车、工件缓存架和控制系统；
5、第一粗车数控车床、第二粗车数控车床背对背设置，第一精车数控车床、第二精车数控车床背对背设置，且第一粗车数控车床和第一精车数控车床并排设置，第二粗车数控车床和第二精车数控车床并排设置，数控铣床位于第一精车数控车床和第二精车数控车床背离第一粗车数控车床和第二粗车数控车床的一侧，以使第一粗车数控车床、第二粗车数控车床、第一精车数控车床、第二精车数控车床和数控铣床形成u型布局；
6、六轴关节机器人布置于u型布局中间，阶梯式料车布置于u型布局开口位置；
7、工件缓存架用于放置物料，物料包括精车毛坯和粗车毛坯；六轴关节机器人用于物料在第一粗车数控车床、第二粗车数控车床、第一精车数控车床、第二精车数控车床、数控铣床、阶梯式料车和工件缓存架之间的运转以及装载和卸载；第一粗车数控车床和第二粗车数控车床用于对粗车毛坯进行端面、外形轮廓和内腔轮廓的粗加工，获得粗车零件，粗车零件热处理后获得精车毛坯；第一精车数控车床和第二精车数控车床对精车毛坯进行精确尺寸的端面、外形轮廓和内腔轮廓的精加工；获得精车零件，数控铣床对精车零件进行精铣加工，获得产品；控制系统用于控制六轴关节机器人在u型布局内运转物料进行加工。
8、所述六轴关节机器人通过第七轴移动导轨连接于地面，第七轴移动导轨用于驱动六轴关节机器人沿着阶梯式料车到数控铣床的方向来回移动。
9、所述阶梯式料车包括粗车阶梯式料车和精车阶梯式料车，粗车阶梯式料车和精车阶梯式料车并列布置于u型布局开口位置，粗车阶梯式料车用于放置上封头和下封头粗车毛坯、或者前封头和后封头粗车毛坯，精车阶梯式料车用于放置上封头和下封头精车毛坯、或者前封头和后封头精车毛坯；
10、阶梯式料车的上表面为高度递增的多个阶梯设置，每个阶梯的上表面设置用于存储物料的存储料位。
11、所述工件缓存架设置5个，第一粗车数控车床朝向第二粗车数控车床的一侧布置一个工件缓存架，第二粗车数控车床朝向第一粗车数控车床的一侧布置一个工件缓存架，第一精车数控车床朝向第二精车数控车床的一侧布置一个工件缓存架，第二精车数控车床朝向第一精车数控车床的一侧布置一个工件缓存架，数控铣床朝向六轴关节机器人的一侧布置一个工件缓存架；每个工件缓存架设有2个缓存工位和一个立柱。
12、所述第一粗车数控车床、第二粗车数控车床、第一精车数控车床、第二精车数控车床的背面配置自动开关门，用于从背面转运与交换物料；数控铣床朝向六轴关节机器人的一侧开设自动开关门，用于从侧面转运与交换物料。
13、对于所述上封头和下封头精车毛坯，上封头精车毛坯大端具有内螺纹，下封头精车毛坯大端具有外螺纹，第一精车数控车床和第二精车数控车床中，一个设置有外夹夹具，另一个设置有内撑夹具；
14、对于前封头和后封头精车毛坯，前封头精车毛坯的大端和小端均有内螺纹，后封头精车毛坯的大端有内螺纹、小端外形面设有凸环，第一精车数控车床和第二精车数控车床均设置外夹夹具。
15、一种车铣混线生产的柔性自动化加工方法，使用上述任一所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元进行加工，包括：
16、s1：六轴关节机器人将粗车毛坯从粗车阶梯式料车移动到第一粗车数控车床或第二粗车数控车床进行粗加工，获得粗车零件，六轴关节机器人将粗车零件移动到粗车阶梯式料车；
17、s2：六轴关节机器人将精车毛坯从精车阶梯式料车移动到第一精车数控车床和/或第二精车数控车床进行精加工，获得精车零件，然后六轴关节机器人将精车零件移动到数控铣床，对精车零件进行精铣加工，获得产品；六轴关节机器人将产品移回精车阶梯式料车。
18、所述步骤s1包括：六轴关节机器人将粗车毛坯从粗车阶梯式料车搬运到工件缓存架的缓存工位，六轴关节机器人再将粗车毛坯从工件缓存架的缓存工位装入第一粗车数控车床或第二粗车数控车床的一个加工位，加工端面和外形轮廓，获得中间粗车零件，六轴关节机器人将中间粗车零件移动到工件缓存架的立柱上进行翻转，六轴关节机器人再将翻转后的中间粗车零件装入第一粗车数控车床或第二粗车数控车床的另一个加工位，加工端面和内腔轮廓，获得粗车零件，六轴关节机器人将粗车零件搬运到工件缓存架的缓存工位，最后将粗车零件搬运回粗车阶梯式料车。
19、若所述上封头和下封头精车毛坯，步骤s2中，将上封头精车毛坯装入具有内撑夹具的精车数控车床，精车数控车床为第一精车数控车床或第二精车数控车床，加工精确尺寸的端面和外形轮廓，得到中间精车零件，六轴关节机器人将中间精车零件搬运到工件缓存架的立柱上进行翻转，六轴关节机器人再将翻转后的中间精车零件装入具有外夹夹具的精车数控车床，加工精确尺寸的端面、内腔轮廓和内螺纹，得到精车零件，数控铣床对精车零件进行精铣加工，获得产品；
20、将下封头精车毛坯件搬运到工件缓存架的立柱上进行翻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：包括第一粗车数控车床(1)、第二粗车数控车床(2)、第一精车数控车床(3)、第二精车数控车床(4)、数控铣床(5)、六轴关节机器人(6)、阶梯式料车、工件缓存架(9)和控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述六轴关节机器人(6)通过第七轴移动导轨连接于地面，第七轴移动导轨用于驱动六轴关节机器人(6)沿着阶梯式料车到数控铣床(5)的方向来回移动。
3.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述阶梯式料车包括粗车阶梯式料车(7)和精车阶梯式料车(8)，粗车阶梯式料车(7)和精车阶梯式料车(8)并列布置于U型布局开口位置，粗车阶梯式料车(7)用于放置上封头和下封头粗车毛坯、或者前封头和后封头粗车毛坯，精车阶梯式料车(8)用于放置上封头和下封头精车毛坯、或者前封头和后封头精车毛坯；阶梯式料车的上表面为高度递增的多个阶梯设置，每个阶梯的上表面设置用于存储物料的存储料位。
4.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动
5.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述第一粗车数控车床(1)、第二粗车数控车床(2)、第一精车数控车床(3)、第二精车数控车床(4)的背面配置自动开关门，用于从背面转运与交换物料；数控铣床(5)朝向六轴关节机器人(6)的一侧开设自动开关门，用于从侧面转运与交换物料。
6.根据权利要求4所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：对于所述上封头和下封头精车毛坯，上封头精车毛坯大端具有内螺纹，下封头精车毛坯大端具有外螺纹，第一精车数控车床(3)和第二精车数控车床(4)中，一个设置有外夹夹具，另一个设置有内撑夹具；
7.一种车铣混线生产的柔性自动化加工方法，其特征在于：使用权利要求1-6任一所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元进行加工，包括：
8.根据权利要求7所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工方法，其特征在于：所述步骤S1包括：六轴关节机器人(6)将粗车毛坯从粗车阶梯式料车(7)搬运到工件缓存架(9)的缓存工位，六轴关节机器人(6)再将粗车毛坯从工件缓存架(9)的缓存工位装入第一粗车数控车床(1)或第二粗车数控车床(2)的一个加工位，加工端面和外形轮廓，获得中间粗车零件，六轴关节机器人(6)将中间粗车零件移动到工件缓存架(9)的立柱上进行翻转，六轴关节机器人(6)再将翻转后的中间粗车零件装入第一粗车数控车床(1)或第二粗车数控车床(2)的另一个加工位，加工端面和内腔轮廓，获得粗车零件，六轴关节机器人(6)将粗车零件搬运到工件缓存架(9)的缓存工位，最后将粗车零件搬运回粗车阶梯式料车(7)。
9.根据权利要求7所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工方法，其特征在于：若所述上封头和下封头精车毛坯，步骤S2中，将上封头精车毛坯装入具有内撑夹具的精车数控车床，精车数控车床为第一精车数控车床(3)或第二精车数控车床(4)，加工精确尺寸的端面和外形轮廓，得到中间精车零件，六轴关节机器人(6)将中间精车零件搬运到工件缓存架(9)的立柱上进行翻转，六轴关节机器人(6)再将翻转后的中间精车零件装入具有外夹夹具的精车数控车床，加工精确尺寸的端面、内腔轮廓和内螺纹，得到精车零件，数控铣床(5)对精车零件进行精铣加工，获得产品；
10.根据权利要求7所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工方法，其特征在于：若所述前封头和后封头精车毛坯，步骤S2中，将前封头精车毛坯装入具有外夹夹具的精车数控车床，加工精确尺寸的大端位置的端面、外形轮廓、内腔轮廓和内螺纹，六轴关节机器人(6)将前封头精车毛坯翻转后，继续送入同一个精车数控车床，加工精确尺寸的小端位置的端面、外形轮廓、内腔轮廓和内螺纹，得到精车零件，数控铣床(5)对精车零件进行精铣加工，获得产品；
...【技术特征摘要】
1.一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：包括第一粗车数控车床(1)、第二粗车数控车床(2)、第一精车数控车床(3)、第二精车数控车床(4)、数控铣床(5)、六轴关节机器人(6)、阶梯式料车、工件缓存架(9)和控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述六轴关节机器人(6)通过第七轴移动导轨连接于地面，第七轴移动导轨用于驱动六轴关节机器人(6)沿着阶梯式料车到数控铣床(5)的方向来回移动。
3.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述阶梯式料车包括粗车阶梯式料车(7)和精车阶梯式料车(8)，粗车阶梯式料车(7)和精车阶梯式料车(8)并列布置于u型布局开口位置，粗车阶梯式料车(7)用于放置上封头和下封头粗车毛坯、或者前封头和后封头粗车毛坯，精车阶梯式料车(8)用于放置上封头和下封头精车毛坯、或者前封头和后封头精车毛坯；阶梯式料车的上表面为高度递增的多个阶梯设置，每个阶梯的上表面设置用于存储物料的存储料位。
4.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述工件缓存架(9)设置5个，第一粗车数控车床(1)朝向第二粗车数控车床(2)的一侧布置一个工件缓存架(9)，第二粗车数控车床(2)朝向第一粗车数控车床(1)的一侧布置一个工件缓存架(9)，第一精车数控车床(3)朝向第二精车数控车床(4)的一侧布置一个工件缓存架(9)，第二精车数控车床(4)朝向第一精车数控车床(3)的一侧布置一个工件缓存架(9)，数控铣床(5)朝向六轴关节机器人(6)的一侧布置一个工件缓存架(9)；每个工件缓存架设有2个缓存工位和一个立柱。
5.根据权利要求1所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：所述第一粗车数控车床(1)、第二粗车数控车床(2)、第一精车数控车床(3)、第二精车数控车床(4)的背面配置自动开关门，用于从背面转运与交换物料；数控铣床(5)朝向六轴关节机器人(6)的一侧开设自动开关门，用于从侧面转运与交换物料。
6.根据权利要求4所述的一种车铣混线生产的柔性自动化加工单元，其特征在于：对于所述上封头和下封头精车毛坯，上封头精车毛坯...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉良，苏安鹏，张宁，黄志鹏，刘灿发，高晴伦，路楠，冯佳林，宁亚萍，徐磊，王国栋，蔡华伟，胡飞，张强，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。