[发明专利]自动上下料系统及包含该系统的加工中心生产线

说明书

一种自动上下料系统及包含该系统的加工中心生产线，用于加工中心中上料窗口处工件的自动上下料，包括安装底座、滑轨、机器人组件，安装底座设置在加工中心一侧，机器人组件包括第一、第二、第三、第四机器臂以及第一、第二、第三机器人关节，第一机器臂座落在安装底座上，各机器臂、各关节的转动自由度均为以各自中心轴X轴作Y‑Z平面上的转动。本方案针对加工中心中的工件自动上下料所设计，可以让末端执行器在有限的空间内快速完成上料和下料动作，末端执行器的平动自由度和转动自由度得以满足其实际作业需求，具有占地空间小、精度准、效率高、成本低等优点，使得企业得以实现智能车间柔性生产的目的且投入成本的效益回收周期缩短。

技术领域

本发明涉及自动机器人技术领域，特别涉及一种用于工件上下料的自动上下料系统及包含该系统的加工中心生产线。

背景技术

针对原有大多数企业生产中各个工序之间的工件装运、装卸采用人工操作存在的劳动强度大、生产效率低、易出错、产品质量不稳定等问题，现有的企业会引进机器人（六轴关节机器人）来辅助加工中心（CNC）自动化生产，加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床，数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。因此企业配合加工中心所使用的机器人需要根据原有的空间、场地进行布局。

发明人在实现本发明的过程中，发现现在企业所引进的机器人至少存在以下技术问题：

1、占用空间大，原先两台加工中心之间的空虚间距可以是100mm，为了能够满足传统机器人的使用要求，需要在两台加工中心之间空出1000mm-3000mm的空间来放置机器人和相关配套设备，使得企业为了满足放置机器人而去缩减加工中心的数量或扩大厂房，缩减加工中心的数量意味着产量跟不上，扩大厂房意味着投入大大增加，且零件加工均摊单位成本变高；

2、效率低、精度差，原先的机器人为满足能为多台加工中心提供上下料的功能，会在加工中心一侧做一个滑轨，机器人在滑轨上来回上下料，机器人取料、放料的往返距离长、时间长，增加了工件上下料的时间，使加工中心效率降低，而且在长距离移动上料时不精准，造成装夹不良或装夹不到位导致无法加工或加工精度变差；

3、成本高，效益回收期长，由于加工中心的工件加工工时有长有短，也需要根据工件的加工工时来配置一台机器人对应多少台加工中心，机器人的成本比较高，加工中心所生产工件的加工工时发生变化时，原先所配套的机器人要么是不能满足使用需求，需要花费很大改造成本和很长改造周期进行重新配置，要么是性能过剩，高价值高性能的机器人不能及时转化为企业效益。

有鉴于此，如何解决现在企业为加工中心配套机器人存在的占用空间大、效率低、精度差、成本高、效益回收期长等问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供一种自动上下料系统及包含该系统的加工中心生产线，其目的是要现在企业为加工中心配套机器人存在的占用空间大、效率低、精度差、成本高、效益回收期长等问题，以提供一种占地空间小、效率高、精度高、经济、便宜、效益回收快的系统和生产线。

为达到上述目的，本发明提出了一种自动上下料系统，该自动上下料系统针对加工中心设置，用于加工中心中上料窗口处工件的自动上下料，包括安装底座、滑轨、机器人组件、末端执行器，其创新点在于：

所述安装底座沿滑轨的长度延伸方向设置在加工中心上料窗口的一侧，定义滑轨的水平长度延伸方向为X方向，定义与滑轨的水平表面呈竖直状态的竖直延伸方向为Z方向，与X、Z方向相垂直的方向则为Y方向；

在所述安装底座上设置有用于带动机器人组件或安装底座沿X方向往复运动的直线驱动机构，所述直线驱动机构的一端与滑轨相对固定连接，另一端与安装底座或机器人组件连接；

所述机器人组件包括第一机器臂、第一机器人关节、第二机器臂、第二机器人关节、第三机器臂、第三旋转关节、第四机器臂；其中，