一种生产线的制作方法

1.本实用新型涉及机加工设备技术领域，尤其是一种整体式的生产线。


背景技术：

2.切削加工是金属结构加工的一种常见手段。而要实现切削加工则常常需要用到机床。金属的切削加工方式多种多样，针对不同的结构可以采用不同的切削方式，例如要对工件表面(包括内孔、倒角等)进行加工则可以采用工件回转刀具进给的方式实现。这类传统的切削机床包括有立式机床、卧室机床等；在具体工作时通常是人工将工件装夹在回转夹持机构后开始高速旋转，最后由刀具向工件进给实现切屑加工。
3.针对上述问题，出现了自动化程度很高的数控机床。这些机床能够实现自动上下料、自动对刀自动加工，能够满足了日常生产的需求。
4.在现有的数控机床加工中，多数采用单台设备进行加工，即每一台数控机床进行独立运作实现对产品的加工。由于没有将多个数控机床联动起来实现统一管理，人工干预操作较多，导致生产效率较低。
5.因此，上述技术问题需要解决。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种生产线，目的在于将多个独立的数控机床联动起来，形成一条完整生产线，提高自动化程度，提高生产效率。
7.为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：
8.一种生产线，具有：
9.输送路径；
10.上下料装置；
11.若干数控机床，分设于所述输送路径的两侧；
12.机器人，位于所述输送路径上，被配置为用于与所述上下料装置实现物料盘的上下料操作并沿输送路径往复运动以实现与对应数控机床完成物料的交换。
13.进一步的，所述上下料装置具有：
14.第一装料机构，用于装载待加工物料；
15.第二装料机构，用于装载已加工的物料；以及
16.转运机构，横跨设于所述第一装料机构和所述第二装料机构上方，用于将位于机器人的中转工位处装载已加工物料的物料盘转运至所述第二装料机构处，并将第一装料机构处装载待加工物料的物料盘转运至所述机器人的中转工位处，以实现上下料操作。
17.进一步的，所述第一装料机构和所述第二装料机构位于所述输送路径的两侧。
18.进一步的，所述第一装料机构和所述第二装料机构位于所述输送路径的一端。
19.进一步的，所述转运机构具有并排设置的至少两个第一机械手用于实现上下料操作；
20.对应所述机器人具有并排设置的至少两个所述中转工位。
21.进一步的，所述输送路径的两侧具有数量相同的所述数控机床，且该输送路径两侧的数控机床对应正对设置。
22.进一步的，所述机器人还具有：
23.移动底座，能够沿着所述输送路径往复运动；
24.视觉灯光机构，设置在所述移动底座上，且位于所述中转工位正下方用于向该中转工位照射灯光；
25.旋转机械手，设于所述移动底座上，用于根据设于该旋转机械手前端的摄像头获取的图像实现在中转工位和数控机床之间转运物料。
26.进一步的，所述视觉灯光机构具有中空的框架以及设置在该框架的中空内侧面的led发光体；其中，框架位于中转工位的正下方。
27.进一步的，所述输送路径为直线型导轨结构或环式循环导轨结构。
28.本实用新型的有益效果是：
29.本实用新型的技术方案提出一种生产线，具有输送路径、上下料装置、若干数控机床和机器人，其中若干数控机床，分设于所述输送路径的两侧；机器人位于所述输送路径上，被配置为用于与所述上下料装置实现物料盘的上下料操作并沿输送路径往复运动以实现与对应数控机床完成物料的交换。本方案中，由于将若干个数控机床整合在输送路径的两侧，且通过上下料装置、机器人和输送路径实现物料的上下料操作以及转运，实现将多个数控机床的上下料联动起来，提高自动化水平，提高了生产效率；同时，由于将多个独立的数控机床组装成完整的生产线，这样一方面降低了占用厂房的面积。
附图说明
30.图1为本实用新型的一种生产线的外形示意图；
31.图2为直线型输送路径的结构示意图；
32.图3为环式循环型输送路径的结构示意图；
33.图4为上下料装置的结构示意图；
34.图5为第一装料机构的结构示意图；
35.图6为机器人的结构示意图；
36.图7为机器人上下料的过程示意图；
37.图8为视觉灯光机构的结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合附图1至附图8对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
39.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及的方向以附图所展示的为准。如果某一特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.参见图1，本实施例提出一种生产线，具有输送路径1、上下料装置2、若干数控机床
3以及机器人4；其中，若干数控机床3，分设于所述输送路径1 的两侧；机器人4位于所述输送路径1上，被配置为用于与所述上下料装置2 实现物料盘的上下料操作并沿输送路径1往复运动以实现与对应数控机床3完成物料的交换。即本技术书一方面将若干数控机床3整合在输送路径1的两侧，能够起到降低占用厂房面积的作用，另一方面通过输送路径1、上下料装置2 以及机器人4的联动能够实现在上下料装置2和数控机床3之间实现物料的上下料操作以及转运，实现生产线的自动化生产，进而提高了生产效率。其中，非常重要的，即将多个独立单一的自动化数控机床整合在一条生产线上，实现了合理的布局，以此提高生产效率。
41.其中，所述输送路径1为直线型导轨结构或环式循环导轨结构。该输送路径1为机器人4提供运动的场所，即为所述机器人4限定转运物料盘的轨迹路线。工作时，机器人4可以在该输送路径1上沿长度方向自由运动。如图2所示，该输送路径1可以是直线型导轨结构，采用该直线型的布置，适应厂房内长度尺寸较长的空间布置。如图3所示，而对于一些场地面积受限的情况，可以采用环式循环导轨结构，这样能够在有限的空间内布设更多的数控机床3，以提高生产效率。其中，应当理解，该输送路径1可以采用现有的导轨型结构实现，因此此处不对该输送路径1进行详细说明，但不应以此认为本实用新型公开的技术不充分。
42.其中，所述数控机床3具有物料输出端31和物料输入端32，在具体工作时，机器人4将中转工位41处的待加工物料转移到物料输入端32处，并将物料输出端31处的物料转移到中转工位41处的物料盘中。其中，该数控机床3 采用现有的数控机床实现。
43.如图4所示，所述上下料装置2具有第一装料机构21、第二装料机构22 和转运机构23，其中第一装料机构21用于装载待加工物料；第二装料机构22 用于装载已加工的物料；转运机构23，横跨设于所述第一装料机构21和所述第二装料机构22上方，用于将位于机器人4的中转工位41处装载已加工物料的物料盘转运至所述第二装料机构22处，并将第一装料机构21处装载待加工物料的物料盘转运至所述机器人4的中转工位41处，以实现上下料操作。
44.即所述第一装料机构21用于存放等待加工的物料，第二装料机构22用于存放已经加工完成的物料。具体来说，这些物料都是通过物料盘实现盛装的。而所述转运机构23即实现物料盘在第一装料机构21和机器人4的中转工位41 之间的转移，以及第二装料机构22和机器人4的中转工位41之间的转移。
45.为了转运机构23在执行转运操作时的顺畅性以及生产线的整体结构的协调性，所述第一装料机构21和所述第二装料机构22位于所述输送路径1的两侧。即转运机构23将机器人4的中转工位41上的物料盘转运至输送路径1的一侧，将输送路径1另一侧的物料盘转运至机器人4的中转工位41上，这样保证了整个转运机构23的运转顺畅。其中，在一些具体实施例中，所述第一装料机构21和所述第二装料机构22位于所述输送路径1的一端。即该第一装料机构21和第二装料机构22是位于输送路径1的一端的两侧的，这样方便在第一装料机构21的物料消耗完之后放入其他待加工物料；也方便了在第二装料机构22的加工完成的物料堆垛满之后将物料卸去。
46.在本实施例中，所述第一装料机构21和第二装料机构22的结构相同，如图5所示，以第一装料机构21为例对该第一装料机构21和第二装料机构22 的结构做进一步的说明，以便了解。详细，该第一装料机构21包括有支架211 和并排设于该支架211上的若干个料槽212，例如设置五个料槽212。应当理解，该若干个料槽212是沿着与输送路径1输送方向的垂
直方向并排设置的。具体的，每个料槽212之间通过隔板213间隔设置。
47.其中，为了保证每个料槽212上的物料盘能够对齐，在每个料槽212上设置有对齐结构，该对齐结构包括设置在料槽212顶部的前后侧的两个气缸214，工作时该两个气缸214向中间位置移动，以实现将物料盘定位，保证平齐。该两个气缸214可以采用液压气缸或直线电机实现。其中每个料槽212的下部为一可沿着上下方向移动的料板215，该料板215与一设置在支架211内的垂直升降机构(图中未画出)连接，通过该垂直升降机构实现对料板215的上下移动控制以满足物料盘堆叠的位置调整。其中该垂直升降机构采用现有的技术实现，此处不进行赘述。在一些实施例中，所述料板215的长度至少为两个物料盘的长度，这样能够实现在一个料槽212内放置两组物料盘。具体的，在料板 215的两侧设置有沿与前后方向运动的传输结构216，在放置物料盘时，直接将物料盘放置在该传输结构216上即可，在一个物料盘位置的物料盘被转运完成之后，传输结构216将向后移动将该组物料盘推送至后端，使得该组物料盘设置在料板215上，在转运机构23每转运一个物料盘后，料板215在垂直升降机构的作用下上升一个物料盘厚度的位置，直至所有物料盘被转运完成后料板215复位，这样便实现了提高该第一装料机构21的装料容量，保证生产线的正常运作。其中，该传输结构216采用电机、辊轴和皮带的现有结构实现，此处不进行赘述。另外，第二装料机构22与第一装料机构21结构相同，所不同的是，第二装料机构22后端的物料位置堆满物料盘之后传输结构前移将堆满的物料盘移动至前端，使得后端具有新的物料位置供后续装料；且料板215 一开始位于最高点，每叠加一个物料盘后料板下移一个物料盘厚度，直至叠加的物料盘达到预设位置。
48.如图4所示，在一些实施例中，所述转运机构23包括横跨在第一装料机构21和第二装料机构22上的龙门架232，在龙门架232上具有并排设置的至少两个第一机械手231用于实现上下料操作；对应所述机器人4具有并排设置的至少两个所述中转工位41。应当理解，所述龙门架232也是横跨所述输送路径1的，这样能够保证所述至少两个第一机械手231沿着龙门架232时能够经过输送路径1的正上方，以便将物料盘放置在停留在输送路径1上的中转工位 41上或将中转工位41上的物料盘提起。其中，所述龙门架232上具有沿龙门架232滑行的滑行机构233，所述至少两个第一机械手231便设置在该滑行机构233上，并随着所述滑行机构233沿龙门架232往复滑行。其中该滑行机构 233可采用现有技术实现。其中，所述第一机械手231是可以沿着高度方向往复移动的，该第一机械手231的下端具有相对设置的两个夹持部2331，每个夹持部2331与一气缸2332连接，通过该气缸2332控制夹持部2331的运动控制以实现夹持。
49.如图1所示，为了方便机器人4实现在中转工位41和数控机床3之间实现转运物料，所述输送路径1的两侧具有数量相同的所述数控机床3，且该输送路径1两侧的数控机床3对应正对设置。即采用该方案保证机器人4在一个位置处即实现左右两侧的两个数控机床3的物料转移，且提高一条生产线上的数控机床3的密度，以提高该生产线的加工效率。
50.参见图6，本实施例中所述机器人4还具有移动底座42、视觉灯光机构44 和旋转机械手43。所述旋转机械手43和视觉灯光机构44以及中转工位41是布置在所述移动底座42上的。具体的，移动底座42能够沿着所述输送路径1 往复运动；视觉灯光机构44设置在所述移动底座42上，且位于所述中转工位 41正下方用于向该中转工位41照射灯光；旋转机械手43设于所述移动底座42上，用于根据设于该旋转机械手43前端的摄像头431获取的图像实现
在中转工位41和数控机床3之间转运物料。即通过移动底座42实现该机器人4的移动控制，通过视觉灯光机构44用于实现对位于物料盘上的物料进行投射光线，以满足摄像头431获得清晰的物料图片。
51.具体的，采用本技术尤其满足对物料进行定位抓取的场景，例如物料盘上防止手表表壳时，通过视觉灯光机构44使得摄像头431获取的手表表壳图像具有足够的清晰度，以便所述旋转机械手43对该手表表壳进行精准抓取。其中，应当理解，所述旋转机械手43能够根据摄像头431获取的图像进行分析以对物料盘内的物料进行精准定位以便抓取该物料。该旋转机械手43是可旋转机械手，以在转动过程实现在数控机床3的物料输出端31位置以及中转工位41位置进行切换，以满足物料转运需求。该旋转机械手43是采用现有公知的机械手实现，其基于图片分析获得物料的轮廓信息以实现精准定位以达到对物料的抓取，因此不应认为本实用新型的技术方案公开不充分。
52.具体进行转运时，参考图7，旋转机械手43将数控机床3的物料输出端 31的物料抓取并转动一定角度后将物料放置在中转工位41处，如图中箭头方向。当需要将中转工位41处的物料转运至数控机床3时，其路径与上述箭头路径相反。
53.详细的，所述移动底座42上具有动力机构(图中未画出)，该动力机构用于驱动移动底座42在数控机床3和上下料装置2之间移动。该动力机构可以采用现有的技术实现，例如通过电机驱动齿轮转动，该齿轮与设置在输送路径1上的直齿条啮合，这样便实现运动控制。具体在工作时，动力机构和旋转机械手43连接至一个控制装置45，该控制装置45与生产线中控柜5通信连接，该控制装置45用于根据生产线中控柜5反馈的信息控制所述旋转机械手43的抓取料以及控制动力机构的工作。应当理解，该控制装置45采用公知的技术实现，其能够在接受生产线中控柜5的信息后控制旋转机械手43和动力机构的工作。
54.应当理解，在本实施例中，所述的物料盘是能够透光的，视觉灯光机构44 投射的光线能够透过该物料盘，保证摄像头431能够获得物料的清晰的轮廓。
55.参见图8，所述视觉灯光机构44具有中空的框架441以及设置在该框架 441的中空内侧面的led发光体442；其中，框架441位于中转工位41的正下方。这样由led发光体442发出的灯光将投射到物料盘处。其中，为了保证灯光的均匀性，所述框架441处设置有导光板(图中未画出)，该导光板能够保证灯光的均匀性。其中，应当理解，在本实施例中，所述中转工位41是镂空结构，且能够保证由视觉灯光机构44发出的灯光能够照射到物料盘处。如图8所示，该中转工位41包括位于所述框架441的边框位置的两个相对布置的卡板411，每个卡板411均具有用于与物料盘配合的槽位4111，采用该设计，led发光体442发出的灯光即可直接投射到物料盘处。
56.作为其中一种运动执行过程，所述移动底座42在动力机构的作用下移动至输送路径1的前端(即本技术方案中所述龙门架232的正下方)，此时转运机构23将移动至第一装料机构21的料槽212的正上方，对应的第一机械手231 下移抓取一个物料盘并回位，转运机构23沿着龙门架232移动至中转工位41 的正上方并将物料盘放置到该中转工位41处；当包括多个中转工位41的时候，多个第一机械手231将抓取多个物料盘并同时转运至对应的中转工位41处；此后移动底座42根据接收的生产线中控柜5发送的信息移动到对应的数控机床3的位置，然后旋转机械手43将中转工位41处的物料一个一个转移至数控机床3的物料输入端32处。如果对应的数控机床3的物料输出端31的物料已满，则旋转机械手43将该处的物料
抓取并转移至中转工位41空闲的物料盘内。然后移动底座42沿输送路径1运动至前端供转运机构23将物料盘转运到第二装料机构22处。其中，数控机床3是与生产线中空柜5通信连接的，用于向该生产线中控柜5传输数控机床3的工作状态参数，生产线中控柜5根据数控机床3的工作状态参数向机器人4传输信息，机器人4根据该信息实现运动控制和物料的转移。而对应上下料装置2也是与所述生产线中控柜5通信连接的，该生产线中控柜5控制该上下料装置2的动作。其中该生产线中控柜5采用现有的控制柜实现，其设置在输送路径1的前端，并位于第一装料机构21和第二装料机构22之间的位置。
57.总之，本实用新型的技术方案通过提供一种新的生产线布局，能够降低占用厂房的面积，同时提高生产效率。
58.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。