[发明专利]一种针阀体精密内圆磨自动化系统及其控制方法

权利要求书

1.一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于包括工业机器人、数控机床、进出料台、物料缓存台（9）、安全光栅（5）、顶部防护网（6）、安全围栏（15）和控制柜（12），所述数控机床用于针阀体工件的内圆磨加工，所述数控机床包括用于检测工业机器人误运行的安全光栅（5），所述工业机器人安装于基座上用于给所述数控机床上下料，所述进出料台是针阀体工件的上下料缓存装置，所述顶部防护网（6）用于强制限定工业机器人的运动范围，是人员行走区域的顶部保护，防止工业机器人误伤到在下方行走的工作人员，所述物料缓存台（9）用于暂时放置不合格针阀工件，在所述顶部防护网（6）下部两侧分别设置有保障人员进出安全的安全围栏（15），所述控制柜（12）用于向工业机器人、数控机床、进出料台、安全光栅（5）和安全围栏（15）发送或接受相应的指令，对工业机器人、数控机床、进出料台、安全光栅（5）和安全围栏（15）进行相应控制。

2.根据权利要求1所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述的工业机器人末端具有柔性手爪抓取机构，能实现对多种针阀体工件的上下料。

3.根据权利要求1所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述工业机器人采用固定高台式安装，实现人机共存模式下的自动化柔性生产。

4.根据权利要求2所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述工业机器人末端柔性手爪抓取机构包括安装法兰（16）、汽缸固定角板（17）、快换接头公盘（18）、成品夹取爪（19）和毛坯送料器（20）。

5.根据权利要求1所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述安全围栏（15）为工作人员进出的通道，当安全围栏打开时，系统所有设备均处于急停状态，安全围栏关闭是系统正常工作的前提条件。

6.根据权利要求1所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：数控机床具有安全门，所述安全门当数控机床处于针阀体工件加工状态时为关闭状态，当数控机床处于针阀体工件上下料状态时为打开状态；所述安全光栅（5）用于检测工业机器人误运行，当安全围栏（15）打开时，系统控制安全光栅（5）启动检测，同时系统接收安全围栏（15）打开信号时控制工业机器人进入急停状态，当工业机器人意外碰到安全光栅时（5），系统强制控制工业机器人急停，防止工业机器人误运行对人员造成伤害。

7.根据权利要求2所述的一种针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述控制柜（12）包括中央控制CPU和工业机器人控制单元；所述中央控制CPU和工业机器人控制单元之间采用EhterCAT总线协议通讯，和数控机床之间采用Ethernet总线协议通讯，和安全围栏、进出料台、安全光栅之间采用数字IO接口通讯；所述工业机器人控制单元，和机器人本体伺服驱动器之间采用EhterCAT总线协议通讯，和柔性手爪抓取机构之间采用数字IO接口通讯。

8.根据权利要求7所述的针阀体精密内圆磨自动化系统，其特征在于：所述数控机床包括位于一端的第一数控机床（1）和第二数控机床（2）以及位于另一端的第三数控机床（10）和第四数控机床（11），每个所述数控机床均包括安全光栅（5），所述工业机器人包括给第一和第二机床上下料的第一工业机器人（4）和给第三和第四机床上下料的第二工业机器人（14），所述第一工业机器人（4）安装于第一基座（3）上，所述第二工业机器人（14）安装于第二基座（13）上，所述第一和第二工业机器人之间设置有第一进出料台（7）和第二进出料台（8），所述第一进出料台（7）与第一工业机器人（4）以及第一和第二数控机床相对应并构成第一子系统，所述第二进出料台（8）与第二工业机器人（14）以及第三和第四数控机床相对应并构成第二子系统，所述第一和第二子系统之间相互独立互不影响，所述第一数控机床（1）和相对的第四数控机床（11）之间以及第二数控机床（2）和相对的第三数控机床（10）之间分别设置有顶部防护网（6）。

9.一种使用如权利要求1~8任一项所述的针阀体精密内圆磨自动化系统进行针阀体精密内圆磨自动化加工的控制方法，其特征在于，该方法包括：通过进出料台进行针阀体工件的上下料缓存；通过工业机器人进行针阀体工件的上下料动作；通过数控机床对针阀体工件进行内圆磨加工。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法是根据权利要求8所述的针阀体精密内圆磨自动化系统进行针阀体精密内圆磨自动化加工的控制方法，所述控制方法的控制逻辑包括：第一子系统的自动化控制逻辑为：第一进出料台到达上下料位置，向控制柜中央控制CPU发出‘物料到位1’信号；第一数控机床当前没有针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘闲1’信号；第一数控机床当前正在进行针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘忙1’信号；第一数控机床当前已完成针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘完成1’信号；第二数控机床当前没有针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘闲2’信号；第二数控机床当前正在进行针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘忙2’信号；第二数控机床当前已完成针阀体工件加工时，向控制柜中央控制CPU发出‘完成2’信号；控制柜中央控制CPU接收到第一进出料台的‘物料到位’信号后，等待第一数控机床和第二数控机床向工业机器人控制单元反馈的状态信号，所述反馈的状态信号包括：

‘忙1’、‘忙2’时，系统继续等待；

‘闲1’、‘闲2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘上料1’命令；

‘完成1’、‘完成2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘下料1’命令；

‘闲1’、‘忙2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘上料1’命令；

‘闲1’、‘完成2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘上料1’命令；

‘忙1’、‘闲2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘上料2’命令；

‘忙1’、‘完成2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘下料2’命令；

‘完成1’、‘忙2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘下料1’命令；

‘完成1’、‘闲2’时，系统向工业机器人控制单元发送‘上料2’命令；

工业机器人控制单元接收到‘上料1’或‘上料2’命令时，驱动机器人本体和末端柔性手爪抓取机构进行对应数控机床的上料工作，从进出料台的上料位置抓取针阀体工件，并安装到对应数控机床的工件加工位置；

工业机器人控制单元接收到‘下料1’或‘下料2’命令时，驱动机器人本体和末端柔性手爪抓取机构进行对应数控机床的下料工作，将对应数控机床加工位置的针阀体工件取出，并放到进出料台的下料位置，

第二子系统的控制逻辑与第一子系统的控制逻辑相同。