一种模块化的柔性自动化生产线的制作方法

1.本实用新型属于汽车生产技术领域，具体涉及一种模块化的柔性自动化生产线。


背景技术：

2.目前在汽车制造行业中，因为零部件种类繁多，连接方式多种样，每个零件的只生产制造过程包含多个工位和工作站体，如：spr(自冲铆，self piercing riveting)工作站、fds(流钻螺钉，flow drill screw)工作站、cmt cmt-cold metal transfer，冷金属过渡技术)、fsw(fsw-friction stir welding搅拌摩擦焊)、cnc(computer numerical control、计算机数字控制机床)等工作站，如何保证各个工位和工作站体的柔性连接以及工作站体的快速更换布局是一项急需解决的问题。现有的许多零部件是由非标的线体或是分散的工作站完成，线体建设周期长，投资成本高，不便于快速投产，以及后期生产线改造难度大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种模块化的柔性自动化生产线，针对现有工件生产线的非标问题，通过建立标准化的工作模块，实现生产线自由组合，搭建柔性生产线，同时生产线布局合理，可以扩展多种接口，互换性好，能够连接多种平台，提高生产线建设周期。
4.为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种模块化的柔性自动化生产线，包括：线体控制柜至少一个、导轨、搬运机器人至少一个、工作站体至少一个；所述线体控制柜与所述工作站体进行电连接用于对所述工作站体进行监控，所述工作站体共用所述线体控制柜；所述工作站体在所述导轨的单侧或双侧进行布局；所述搬运机器人工作端安装有抓取装置，所述抓取装置与所述线体控制柜进行电连接，所述搬运机器人在所述导轨上用于行走并利用所述抓取装置实现工件搬运，所述搬运机器人与所述线体控制柜进行电连接实现对所述搬运机器人的控制，所述工作站体设置为标准尺寸便于实现不同所述工作站的位置互换。
5.可选地，所述工作站体为cmt工作站、fsw工作站、打磨工作站、人工检修工位、cnc工作站、清洗工位、压铆工作站、胶粘工作站、气密工位、下线工位、fds工作站、spr工作站、激光工作站中至少一个；所述线体控制柜与所述cmt工作站、所述fsw工作站、所述打磨工作站、所述人工检修工位、所述cnc工作站、所述清洗工位、所述压铆工作站、所述胶粘工作站、所述气密工位、所述下线工位、所述fds工作站、所述spr工作站、所述激光工作站均进行电连接实现对上述工作站体的综合监控。
6.进一步地，所述cmt工作站包括cmt站体控制柜、cmt焊接机器人控制柜，所述线体控制柜和/或cmt站体控制柜与所述cmt焊接机器人控制柜进行电连接用于实现所述cmt工作站的综合监控；
7.所述fsw工作站包括fsw设备，所述线体控制柜与所述fsw设备进行电连接实现对所述fsw工作站的综合监控；
8.所述打磨工作站包括打磨工作站控制柜、打磨机器人控制柜，所述线体控制柜和/
或打磨工作站控制柜与打磨机器人控制柜进行电连接用于实现对所述打磨工作站的综合监控；
9.所述cnc工作站包括cnc设备，所述cnc设备与所述线体控制柜进行电连接用于实现对所述cnc工作站的综合监控；
10.所述压铆工作站包括压铆机器人控制柜、压铆工作站控制柜、压铆设备控制柜，所述线体控制柜和/或所述压铆工作站控制柜与所述压铆机器人控制柜、所述压铆设备控制柜进行电连接用于实现对所述压铆工作站的综合监控；
11.所述胶粘工作站包括涂胶控制柜、涂胶机器人控制柜、胶粘站体控制柜，所述线体控制柜和/或所述胶粘站体控制柜与所述涂胶控制柜、所述涂胶机器人控制柜进行电连接用于实现对所述胶粘工作站的综合监控；
12.所述fds工作站包括fds设备控制柜、fds站体控制柜、fds机器人控制柜，所述线体控制柜和/或所述fds站体控制柜与所述fds机器人控制柜、fds设备控制柜进行电连接用于实现对所述fds工作站的综合监控；
13.所述spr工作站包括spr设备控制柜、spr机器人控制柜、spr站体控制柜，所述线体控制柜和/或所述spr站体控制柜与所述spr设备控制柜、所述spr机器人控制柜进行电连接用于实现对所述spr工作站的综合监控；
14.所述激光工作站包括激光焊接工作头、激光器、冷却装置、激光焊接机器人控制柜、激光站体控制柜，所述线体控制柜和/或所述激光站体控制柜与所述激光焊接工作头、所述激光器、所述冷却装置、所述激光焊接机器人控制柜进行电连接用于实现对所述激光工作站的综合监控；
15.所述人工检修工位设置有检修工作台，所述检修工作台与所述线体控制柜进行电连接用于实现人工对工件的检修操作和工件状态监控；
16.所述清洗工位设置有清洗设备库、清洗置物台；所述搬运机器人将工件置于所述清洗置物台上，所述清洗设备库、所述清洗置物台均与所述线体控制柜进行电连接实现对所述清洗工位的综合监控；
17.所述气密工位设置有气密检测设备，所述气密检测设备与所述线体控制柜进行电连接用于实现对工件的气密性检测的综合监控；
18.所述下线工位设置有下线置物台，所述下线置物台与所述线体控制柜进行电连接用于实现对所述下线置物台的状态进行综合监控。
19.优选地，所述线体控制柜为plc控制柜。
20.进一步地，所述搬运机器人的设置数量根据所述生产线的生产节拍需求进行相应增减。
21.进一步地，所述cmt工作站还包括cmt防护罩；所述打磨工作站还包括打磨防护罩、所述激光工作站还包括激光站体防护罩；所述cmt防护罩、所述打磨防护罩、所述激光站体防护罩使得生产线具有清洁和保护作用。
22.本实用新型涉及一种模块化的柔性自动化生产线，有益效果为：通过合理设置线体控制柜控制工作站体、对搬运机器人和工作站体进行合理布局及模块化设计，建立了标准化的工作站体模块，实现生产线不同模块的自由组合，搭建柔性生产线，同时生产线布局合理，可以扩展多种接口，互换性好，能够连接多种平台，提高生产线建设周期。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
24.图1为本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的cmt工作站右视图示意图；
26.图3为本实用新型实施例提供的cmt工作站主视图示意图；
27.图4为本实用新型实施例提供的fsw工作站主视图示意图；
28.图5为本实用新型实施例提供的打磨工作站主视图示意图；
29.图6为本实用新型实施例提供的人工检修工位主视图示意图；
30.图7为本实用新型实施例提供的cnc工作站主视图示意图；
31.图8为本实用新型实施例提供的清洗工位主视图示意图；
32.图9为本实用新型实施例提供的压铆工作站主视图示意图；
33.图10为本实用新型实施例提供的胶粘工作站主视图示意图；
34.图11为本实用新型实施例提供的气密工位主视图示意图；
35.图12为本实用新型实施例提供的下线工位主视图示意图；
36.图13为本实用新型实施例提供的fds工作站主视图示意图；
37.图14为本实用新型实施例提供的spr工作站主视图示意图；
38.图15为本实用新型实施例提供的激光工作站主视图示意图；
39.图16为本实用新型实施例提供的激光工作站(不带激光站体防护罩)主视图示意图。
40.图中：
41.1、线体控制柜；2、导轨；3、搬运机器人；4、抓取装置；5、cmt工作站；501、cmt焊接机器人；502、cmt防护罩；503、cmt工作台；504、挡板、505、cmt站体物料架；506、cmt站体控制柜；507、cmt焊接机器人控制柜；508、送丝桶；509、气瓶；6、fsw工作站；601、fsw设备；602、fsw工作台；603、fsw物料架；7、打磨工作站；701、打磨防护罩；702、打磨机器人；703、打磨滑台；704、打磨工装；705、打磨工作站控制柜；706、打磨机器人控制柜；8、人工检修工位；801、检修工作台；9、cnc工作站；901、cnc设备；10、清洗工位；1001、清洗设备库；1002、清洗置物台；11、压铆工作站；1101、压铆机器人；1102、压铆设备；1103、压铆置物台；1104、压铆机器人控制柜；1105、压铆工作站控制柜；1106、压铆设备控制柜；1107、送钉器；1108、压铆机；12、胶粘工作站；1201、涂胶机器人；1202、涂胶控制柜；1203、胶泵；1204、涂胶机器人控制柜；1205、胶粘站体控制柜；1206、胶桶；1207、胶粘工作台；1208、胶粘安全栅；13、气密工位；1301、气密检测设备；14、下线工位；1401、下线置物台；15、fds工作站；1501、fds机器人；1502、fds站体控制柜；1503、fds机器人控制柜；1504、fds设备；1505、fds工作台；1506、fds料箱；1507、fds站体安全栅；1508、fds设备控制柜；16、spr工作站；1601、spr机器人；1602、spr设备控制柜；1603、spr料箱；1604、spr机器人控制柜；1605、spr站体控制柜；1606、spr工作台；1607、spr站体安全栅；1608、spr充钉器；17、激光工作站；1701、激光站体防护罩；1702、激光焊接机器人；1703、激光焊接工作头；1704、激光器；1705、除尘装置；1706、冷却装置；1707、激光焊接机器人控制柜；1708、激光站体控制柜。
具体实施方式
42.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
43.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。实施例中被描述对象在图中“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”位置等仅用于表示相对位置关系，当实施例中被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
44.下面结合附图对本实用新型实施例的一种模块化的柔性自动化生产线进行详细描述。
45.图1示出了本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线示意图；如图1所示，本实用新型实施例提供的模块化的柔性自动化生产线包括线体控制柜1至少一个、导轨2、搬运机器人3至少一个、工作站体至少一个；线体控制柜1与工作站体进行电连接用于对工作站体进行监控，工作站体共用线体控制柜1；工作站体在导轨2的单侧或双侧进行布局；搬运机器人3工作端安装有抓取装置4，抓取装置4与线体控制柜1进行电连接，搬运机器人3在导轨2上行走并利用抓取装置4实现工件搬运，搬运机器人3与线体控制柜1进行电连接实现对搬运机器人3的控制，工作站体设置为标准尺寸便于实现不同工作站的位置互换。所谓标准尺寸就是将不同的工作站体设置为一种至几种不同的长宽规格，便于根据不同工件的不同工艺实现工作站体的快速位置互换，并对线体控制柜1进行重新设置即可。
46.其中，优选地，线体控制柜1为plc控制柜；通过线体控制柜1可以连接多种生产平台，从而对生产线进行综合管理和监控。另外，搬运机器人3的设置数量根据生产线的生产节拍需求进行相应增减，如果生产节拍比较快的话，为了提高生产率，可以适当的多设置搬运机器人3的数量，只需要将搬运机器人3和对应的抓取装置4与线体控制柜1进行连接并进行相关参数设置即可实现。
47.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，工作站体为cmt工作站5、fsw工作站6、打磨工作站7、人工检修工位8、cnc工作站9、清洗工位10、压铆工作站11、胶粘工作站12、气密工位13、下线工位14、fds工作站15、spr工作站16、激光工作站17中至少一个，具体根据不同工件的不同工艺进行相应增减；线体控制柜1与cmt工作站5、fsw工作站6、打磨工作站7、人工检修工位8、cnc工作站9、清洗工位10、压铆工作站11、胶粘工作站12、气密工位13、下线工位14、fds工作站15、spr工作站16、激光工作站17均进行电连接实现对上述工作站体的综合监控，当生产线没有上述中的一个或多个工作站体时，相应的减少该工作站体与线体控制柜1的连接，适应了生产线的多种灵活连接方式。
48.在本实用新型实施例提供的一个具体的生产线中，如：对某种汽车铝合金电池盒的制造工艺来说，其制造工艺前后依次涵盖了下述工艺步骤：
①
cmt焊接；
②
fsw；
③
打磨；
④
人工检修；
⑤
cnc钻孔；
⑥
清洗吹干；
⑦
压铆；
⑧
胶粘；
⑨
气密检测；
⑩
下线。上述工艺共计10个步骤，从而我们设计的生产线布局如图1所示；我们将cmt工作站5、fsw工作站6、打磨工作站7、人工检修工位8、cnc工作站9、清洗工位10、压铆工作站11、胶粘工作站12、气密工位13、
下线工位14共计10个工作站布置到了生产线中，并沿导轨2两侧排布，搬运机器人3和抓取装置4置于中间位置，减少了搬运机器人3和抓取装置4的行程，提高了生产效率。当我们需要进行其他工件的生产制造时，我们也可以轻松的对生产线的工作站体进行相应变更，快速实现生产线的切换，位置互换性好，线体控制柜1变更设置简单，接口切换方便。
49.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图2示出了本实用新型实施例提供的cmt工作站右视图示意图，图3示出了本实用新型实施例提供的cmt工作站主视图示意图；如图2和图3所示，具体地，cmt工作站5包括cmt站体控制柜506、cmt焊接机器人控制柜507，线体控制柜1和/或cmt站体控制柜506与cmt焊接机器人控制柜507进行电连接用于实现cmt工作站5的综合监控。具体地，cmt工作站5还包括cmt焊接机器人501、cmt防护罩502、cmt工作台503、挡板504；cmt焊接机器人501的工作端装有焊枪，cmt焊接机器人控制柜507控制cmt焊接机器人501的运动，cmt工作台503用于放置和定位工件，挡板504有利于操作人员防护，cmt站体物料架505用于放置工件并周转，送丝桶508用于提供焊丝供给，气瓶509提供惰性气体保护。
50.值得说明的是，cmt站体控制柜506也可以舍去不用，采取线体控制柜1与cmt焊接机器人控制柜507直接电连接，这样节省了成本，后续在一些工作站体中，相应的工作站控制柜同样可以舍去，采用线体控制柜1进行替代，可以采用同样的连接方式，更加利于生产线的统筹协调控制，节省了设备成本。
51.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图4示出了本实用新型实施例提供的fsw工作站主视图示意图；fsw工作站6包括fsw设备601、fsw工作台602、fsw物料架603；线体控制柜1与fsw设备601的通讯接口进行电连接实现对fsw工作站6的综合监控，fsw设备601置于fsw工作台602上用于对工件进行焊接操作，fsw工作台602用于放置和定位工件、fsw物料架603用于工件放置和周转。
52.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图5示出了本实用新型实施例提供的打磨工作站主视图示意图；如图5所示，打磨工作站7包括打磨防护罩701、打磨机器人702、打磨滑台703、打磨工装704、打磨工作站控制柜705、打磨机器人控制柜706；线体控制柜1和/或打磨工作站控制柜705与打磨机器人控制柜706进行电连接用于实现对打磨工作站7的综合监控；打磨机器人702工作端装有打磨设备，打磨机器人控制柜706连接打磨机器人702并控制其运动，利用打磨滑台703和打磨工装704实现工件的传送和夹紧定位。
53.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图7示出了本实用新型实施例提供的cnc工作站主视图示意图；如图5所示，cnc工作站9包括cnc设备901，cnc设备901与线体控制柜1进行电连接用于实现对cnc工作站9的综合监控，cnc设备901实现对工件必要的进一步加工。
54.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图8为本实用新型实施例提供的清洗工位主视图示意图；清洗工位10设置有清洗设备库1001、清洗置物台1002，搬运机器人3将工件置于清洗置物台1002上，清洗设备库1001中的清洗设备完成对工件的清洗操作后将工件再次置于清洗置物台1002上，以方便搬运机器人3的再次抓取搬运；清洗设备库1001、清洗置物台1002均与线体控制柜1进行电连接实现对清洗工位10的综合监控，对清洗置物台1002进行电上设置有传感装置，能够监控工件的有无，防止对工件误
抓。
55.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图9示出了本实用新型实施例提供的压铆工作站主视图示意图；如图9所示，压铆工作站11包括压铆机器人1101、压铆设备1102、压铆置物台1103、压铆机器人控制柜1104、压铆工作站控制柜1105、压铆设备控制柜1106、送钉器1107、压铆机1108；线体控制柜1和/或压铆工作站控制柜1105与压铆机器人控制柜1104、压铆设备控制柜1106进行电连接用于实现对压铆工作站11的综合监控；压铆机器人控制柜1104连接压铆机器人1101控制其运动，压铆设备1102安装在压铆机器人1101的工作端，压铆设备控制柜1106控制压铆设备1102的相关操作，压铆机1108用于对工件进行铆接，送钉器1107提供稳定的铆钉供给，压铆置物台1103用于工件的放置周转。
56.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图10示出了本实用新型实施例提供的胶粘工作站主视图示意图；如图10所示，胶粘工作站12包括涂胶机器人1201、涂胶控制柜1202、胶泵1203、涂胶机器人控制柜1204、胶粘站体控制柜1205、胶桶1206、胶粘工作台1207、胶粘安全栅1208；涂胶机器人1201的工作端设置有涂胶装置，涂胶机器人控制柜1204连接涂胶机器人1201实现其运动，涂胶控制柜1202控制胶泵1203从胶桶1206取胶并供给涂胶装置，胶粘工作台1207用于放置和定位工件，胶粘安全栅1208用于胶粘工作站12的防护；线体控制柜1和/或胶粘站体控制柜1205与涂胶控制柜1202、涂胶机器人控制柜1204进行电连接用于实现对胶粘工作站12的综合监控。
57.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图11示出了本实用新型实施例提供的气密工位主视图示意图；如图11所示，气密工位13设置有气密检测设备1301，气密检测设备1301用于实现对工件的气密性检测，气密检测设备1301与线体控制柜1进行电连接用于实现对工件的气密性检测的综合监控。
58.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图12示出了本实用新型实施例提供的下线工位主视图示意图；如图12所示，下线工位14设置有下线置物台1401，下线置物台1401用于放置完工工件并便于搬运机器人3进行抓取操作，下线置物台1401与线体控制柜1进行电连接用于实现对下线置物台1401的状态进行综合监控，以对工件的状态进行检测。
59.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图13示出了本实用新型实施例提供的fds工作站主视图示意图；如图13所示，fds工作站15包括fds机器人1501、fds站体控制柜1502、fds机器人控制柜1503、fds设备1504、fds工作台1505、fds料箱1506、fds站体安全栅1507、fds设备控制柜1508；fds机器人1501工作端装有fds设备1504，fds机器人控制柜1503连接fds机器人1501实现其运动，fds工作台1505用于放置和定位工件，fds料箱1506提供稳定的铆钉供给，fds站体安全栅1507用于fds工作站15的安全防护；线体控制柜1和/或所述fds站体控制柜1502与fds设备控制柜1508、fds机器人控制柜1503进行电连接用于实现对所述fds工作站15的综合监控。
60.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图14示出了本实用新型实施例提供的spr工作站主视图示意图；如图14所示，spr工作站16包括spr机器人1601、spr设备控制柜1602、spr料箱1603、spr机器人控制柜1604、spr站体控制柜1605、spr工作台1606、spr站体安全栅1607、spr充钉器1608；spr机器人1601工作端设置有spr设备，
spr设备控制柜1602用于控制spr设备，spr机器人控制柜1604用于控制spr机器人1601，spr料箱1603和spr充钉器1608用于提供稳定的铆钉供给，spr工作台1606用于放置和定位工件；线体控制柜1和/或spr站体控制柜1605与spr设备控制柜1602、spr机器人控制柜1604进行电连接用于实现对spr工作站16的综合监控。
61.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，图15示出了本实用新型实施例提供的激光工作站主视图示意图；图16示出了本实用新型实施例提供的激光工作站(不带激光站体防护罩)主视图示意图；如图15和图16所示，激光工作站17包括激光站体防护罩1701；激光焊接机器人1702、激光焊接工作头1703、激光器1704、除尘装置1705、冷却装置1706、激光焊接机器人控制柜1707、激光站体控制柜1708；激光焊接机器人1702工作端装有激光焊接工作头1703，激光器1704连接激光焊接工作头1703并为其提供能量；激光焊接机器人控制柜1707控制激光焊接机器人1702实现其运动，激光站体防护罩1701为激光工作站17提供防护，减少对操作人员伤害；除尘装置1705用于减少站体内的粉尘，冷却装置1706为激光焊接工作头1703进行降温以保证其正常运行；线体控制柜1和/或激光站体控制柜1708与激光焊接工作头1703、激光器1704、冷却装置1706、激光焊接机器人控制柜1707进行电连接用于实现对激光工作站17的综合监控。
62.值得说明的是，本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，cmt站体控制柜506、打磨工作站控制柜705、压铆工作站控制柜1105、胶粘站体控制柜1205、fds站体控制柜1502、spr站体控制柜1605、激光站体控制柜1708可以被共用的线体控制柜1替代，从而使得工作站体组成更加简单、节省了设备成本、控制更为直接快速。
63.本实用新型实施例提供的一种模块化的柔性自动化生产线中，cmt防护罩502、打磨防护罩701、激光站体防护罩1701使得模块化的柔性自动化生产线具有清洁和保护作用，减少了对操作人员的伤害，环保性和安全性好。
64.与现有技术相比，本实用新型提供的一种模块化的柔性自动化生产线，通过合理设置线体控制柜控制工作站体、对搬运机器人和工作站体进行合理布局及模块化设计，建立了标准化的工作站体模块，实现生产线不同模块的自由组合，搭建柔性生产线，同时生产线布局合理，可以扩展多种接口，互换性好，可以连接多种平台，提高生产线建设周期。
65.有以下几点需要说明：
66.(1)除非另作定义，本实用新型实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。
67.(2)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
68.(3)为了清晰起见，在用于描述本实用新型的实施例的附图中，附图中的部分结构可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
69.(4)在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
70.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。