[发明专利]一种小尺寸零件自动化生产线及生产方法

说明书

本发明公开了一种小尺寸零件自动化生产线，包括总控系统、托盘、装夹工位、机器人、数控机床、清洁机、物料库和测量机。本发明的一种小尺寸零件自动化生产线及其生产方法，经过创建生产任务、物料入库、自动上料、自动加工、自动下料、自动测量、生产信息上报和物料出库等步骤，通过集成数控机床、工业机器人和测量机的方式构建自动化生产单元，可有效利用现有设备资源实现高自动化程度的零件制造模式，通过机器人代替人工上下料，通过托盘与零点定位系统避免人工对刀，通过物料库存储保证长时间自动运行，通过测量机对加工过程进行质量监控，最终达到提高生产效率、提高质量控制水平与减少人力资源投入的目的。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种小尺寸零件自动化生产线及生产方法。

背景技术

在传统机械加工模式下，一台数控机床通常需由1至3名工人轮班操控，工人全程值守完成零件上料，装夹，对刀，调用程序以及下料等工作。人工作业时间散布于整个加工过程，生产任务重时，需要工人24小时轮班，使得生产效率较低，人力资源耗费大，且存在人为因素带来的质量隐患，尤其当数控加工设备较多时，由此产生的效率低下、人工成本高等问题将产生累积效应影响企业效益。

发明内容

为了克服在人工操控单台数控机床的生产模式下，生产自动化程度低、生产准备时间长及人工操作时间分散等问题，突破在生产效率、人力资源与质量控制等方面的瓶颈，本发明提供一种面向小尺寸零件机械加工的自动化生产线，以及小尺寸零件自动化生产线的生产方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种小尺寸零件自动化生产线，其特征在于：包括总控系统、托盘、装夹工位、机器人、数控机床、清洗 机、物料库和测量机；

所述总控系统包括PLC子系统、总控软件、计算机、计算机显示器和视频监控显示器，所述总控系统用于管控整个生产线，所述总控系统与装夹工位、机器人、数控机床、清洗机、物料库和测量相连，所述总控系统对各设备下发控制命令并接受反馈信息，所述PLC子系统由可编程逻辑控制器（PLC）、通讯模块和电气模块组成，所述PLC子系统用于接收计算机的指令，并结合设备状态和检测信号等控制设备完成具体的动作并把执行结果反馈给计算机，所述总控软件是操控整个生产线的人机界面，所述总控软件用于处理生产任务，所述生产任务包括任务的建立、管理和执行，所述总控软件在计算机上运行，所述计算机与工厂的制造执行系统（MES）相连，所述总控软件通过MES开发的通讯接口获取与该生产线相关的生产信息，所述生产信息包括产品信息、数量和排产计划；

所述托盘用于装夹与转运毛坯零件；所述装夹工位包括装夹工作台、托盘放置位和装夹引导显示器，所述托盘放置位设置在装夹工作台上，所述托盘放置位与托盘底部相配合，所述装夹引导显示器用于显示当前需要装夹的零件信息与托盘信息；

所述数控机床包括零点定位系统、自动门和视频监控摄像头，所述零点定位系统用于装夹托盘，所述自动门为机器人自动上下料提供窗口，所述视频监控摄像头的图像由视频监控显示器显示；

所述清洗机包括清洗槽和烘干槽，所述清洗机用于清除托盘与零件上的切屑，清洗完后快速烘干以保证现场的清洁；所述机器人安装在线性导轨的移动平台上，所述机器人的末端执行器用于抓取和放置托盘，并与托盘的外形结构相配合；所述物料库包括若干个物料库单元，所述物料库单元设有多个存放位。

优选的，所述测量机采用现场型三坐标测量机。

优选的，所述毛坯零件的最大外廓尺寸小于300mm×300mm×200mm。

一种小尺寸零件自动化生产线的生产方法，包括以下步骤：