一種噴絲頭加工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)和方法與流程

本發(fā)明涉及噴絲頭加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種噴絲頭加工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

中空纖維膜廣泛用于環(huán)保、污水處理、海水淡化、化工、生物制藥等行業(yè)，其中，噴絲頭是中空纖維膜制備的核心部件。噴絲頭的優(yōu)劣極大影響到中空纖維膜的關(guān)鍵性能和參數(shù)。噴絲頭零件制造除了要求很高的尺寸和形狀精度外，對噴絲孔和噴絲頭兩外圓柱面的同軸度也有極高要求。以往噴絲頭的制造大多按工序采用多臺機床分別加工的模式，不但效率低，一致性差，而且由于不同操作人員的參與，產(chǎn)品質(zhì)量很難穩(wěn)定受控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴絲頭加工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)和方法，以實現(xiàn)噴絲頭高效率和高質(zhì)量的自動化生產(chǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種噴絲頭加工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括車削加工工作站、物料輸送設(shè)備、高速鉆削加工工作站、多功能超聲清洗設(shè)備和高精度圖像測量設(shè)備；所述車削加工工作站用于對毛坯進行外形車削加工；所述高速鉆削加工工作站用于對完成外形車削加工的噴絲頭工件進行鉆孔，并且使得形成的噴絲孔與噴絲頭保證同軸；所述多功能超聲清洗設(shè)備用于對完成鉆孔的噴絲頭工件進行清洗和烘干工作；所述高精度圖像測量設(shè)備用于對完成清洗工作的噴絲頭工件對噴絲頭關(guān)鍵參數(shù)進行測量；所述物料輸送設(shè)備在所述車削加工工作站、高速鉆削加工工作站、多功能超聲清洗設(shè)備和高精度圖像測量設(shè)備之間傳輸工件。

所述車削加工工作站包括數(shù)控機床，所述數(shù)控機床一側(cè)安裝有用于放置毛坯的中繼托板，所述數(shù)控機床上安裝有上下料機器人，所述上下料機器人用于將毛坯放置到車床的快速卡盤上；所述快速卡盤與車床主軸的同軸。

所述高速鉆削加工工作站包括高速加工中心和主動尋位夾具系統(tǒng)，所述主動尋位夾具系統(tǒng)安裝固定在高速加工中心的工作臺面上，用于對夾具誤差進行主動尋位計算，獲取補償數(shù)據(jù)后輸入高速加工中心進行補償。

所述多功能超聲清洗設(shè)備包括清洗腔、過濾腔、烘干腔和中繼卡盤，所述過濾腔位于烘干腔和清洗腔的中間；所述中繼卡盤包括待清洗工位卡盤和已清洗工位卡盤，分別用于放置待清洗噴絲頭工件和已清洗噴絲頭工件；所述清洗腔設(shè)置有出液口和清洗卡盤，所述清洗卡盤用于放置工件，所述出液口與清洗介質(zhì)相連；所述過濾腔內(nèi)設(shè)置有過濾口，所述過濾口用于過濾清洗介質(zhì)在清洗工件過程中產(chǎn)生的油污和切屑；所述烘干腔設(shè)置有出風(fēng)口和烘干卡盤，所述烘干卡盤用于放置工件，所述出風(fēng)口用于吹出熱風(fēng)。

所述高精度圖像測量設(shè)備包括控制系統(tǒng)、兩軸滑臺、工業(yè)相機和載物臺，所述控制系統(tǒng)上設(shè)置有載物臺，所述載物臺的一側(cè)設(shè)有兩軸滑臺，所述兩軸滑臺上設(shè)置有工業(yè)相機；所述工業(yè)相機用于獲取載物臺上的噴絲頭工件的圖像，并通過控制系統(tǒng)對噴絲頭的關(guān)鍵系數(shù)進行測量。

所述物料輸送設(shè)備包括機器人、機器人手抓、機器人行走驅(qū)動裝置和龍門軌道，所述機器人行走驅(qū)動裝置一端安裝于龍門軌道上，另一端安裝機器人，所述機器人上設(shè)置有機器人手抓，所述龍門軌道設(shè)置在所述車削加工工作站、高速鉆削加工工作站、多功能超聲清洗設(shè)備和高精度圖像測量設(shè)備之間，使得機器人能夠在各工作站之間傳輸工件。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：還提供一種噴絲頭加工自動化生產(chǎn)方法，采用上述的噴絲頭加工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括以下步驟：

(1)外形車削加工：上下料機器人將位于中繼托板上的毛坯裝夾到車床的快速卡盤上，數(shù)控車床運行數(shù)控程序車削毛坯，完成噴絲頭外形加工，上下料機器人將裝夾在快速卡盤上的噴絲頭工件放置在中繼托板上；

(2)高速鉆孔加工：物料輸送設(shè)備將位于車削加工工作站中繼托板上的已完成外形車削的噴絲頭工件搬運到高速鉆削加工工作站等待；物料輸送設(shè)備收到上料請求，由機器人夾持噴絲頭工件將其安裝在高速鉆削加工工作站的主動尋位夾具系統(tǒng)中；主動尋位夾具系統(tǒng)對夾具誤差進行主動尋位計算，獲取補償數(shù)據(jù)后輸入高速加工中心的數(shù)控系統(tǒng)進行補償；高速加工中心運行程序，完成高精度鉆孔；

(3)清洗加工：物料輸送設(shè)備將位于主動尋位夾具系統(tǒng)中已完成鉆孔加工的噴絲頭工件搬運裝夾到多功能超聲清洗設(shè)備清洗腔；多功能超聲清洗設(shè)備收到清洗請求，開始對噴絲頭進行指定時間的清洗，清洗完成后，由機器人將已完成清洗的零件放置裝夾于烘干腔開始對噴絲頭進行指定時間烘干；烘干完成后，由機器人將已完成清洗烘干的零件放置裝夾于已清洗工位卡盤上；

(4)測量加工：物料輸送設(shè)備將位于多功能超聲清洗設(shè)備中已清洗工位卡盤上的噴絲頭工件搬運裝夾到高精度圖像測量設(shè)備的載物臺上；高精度圖像測量設(shè)備控制系統(tǒng)控制兩軸滑臺帶動工業(yè)相機進行自動對焦，獲取高清晰度圖像，經(jīng)過圖像處理對噴絲頭關(guān)鍵參數(shù)進行測量并將測量結(jié)果進行記錄；測量完成后物料輸送設(shè)備將位于高精度圖像測量設(shè)備的載物臺上的噴絲頭工件搬運放置到成品托板。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：本發(fā)明提供的生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝，可實現(xiàn)噴絲頭自動化生產(chǎn)，提高噴絲頭制造效率和精度，有利于提升我國制模的技術(shù)水平極高的市場應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的水處理噴絲頭自動化生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)布局示意圖；

圖2是本發(fā)明所述的車削加工工作站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述的高速鉆削加工工作站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述的多功能清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述的高精度圖像測量設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明處理后的噴絲頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明所述的物料輸送設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明所述的夾具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

如圖1所示：本發(fā)明提供的一種噴絲頭自動化加工生產(chǎn)線，包括：車削加工工作站1、物料輸送設(shè)備2、高速鉆削加工工作站3、多功能超聲清洗設(shè)備4、高精度圖像測量設(shè)備5、儲料托板6、夾具系統(tǒng)7以及生產(chǎn)線管控系統(tǒng)9。

其中，所述車削加工工作站1用于對毛坯進行外形車削加工；所述高速鉆削加工工作站3用于對完成外形車削加工的噴絲頭工件進行鉆孔，并且使得形成的噴絲孔與噴絲頭保證同軸；所述多功能超聲清洗設(shè)備4用于對完成鉆孔的噴絲頭工件進行清洗和烘干工作；所述高精度圖像測量設(shè)備5用于對完成清洗工作的噴絲頭工件對噴絲頭關(guān)鍵參數(shù)進行測量；所述物料輸送設(shè)備2在所述車削加工工作站1、高速鉆削加工工作站3、多功能超聲清洗設(shè)備4和高精度圖像測量設(shè)備5之間傳輸工件。所述儲料托板6包括毛坯托板61和成品托板62，分別用于放置毛坯和成品；如圖8所示，所述夾具系統(tǒng)7包括隨行托盤71和卡盤72，隨行托盤由物料輸送設(shè)備帶動隨著噴絲頭加工的工序在各個工作站中移動，卡盤用于放置噴絲頭工件。

如圖2所示，所述車削加工工作站包括數(shù)控機床11，所述數(shù)控機床11一側(cè)安裝有用于放置毛坯的中繼托板13，所述數(shù)控機床11上安裝有上下料機器人12，所述上下料機器人12用于將毛坯放置到車床11的快速卡盤14上；，快速卡盤14經(jīng)過與主軸的旋轉(zhuǎn)同軸度調(diào)整滿足要求后安裝在數(shù)控車床11的主軸上，即所述快速卡盤與車床主軸的同軸設(shè)置。

如圖3所示，所述高速鉆削加工工作站3包括高速加工中心31和主動尋位夾具系統(tǒng)32，所述主動尋位夾具系統(tǒng)32安裝固定在高速加工中心31的工作臺面上，用于對夾具誤差進行主動尋位計算，獲取補償數(shù)據(jù)后輸入高速加工中心進行補償。

如圖4所示，所述多功能超聲清洗設(shè)備4包括清洗腔41、過濾腔42、烘干腔43和中繼卡盤44，所述過濾腔42位于烘干腔43和清洗腔41的中間；所述中繼卡盤44包括待清洗工位卡盤441和已清洗工位卡盤442，分別用于放置待清洗噴絲頭工件和已清洗噴絲頭工件；所述清洗腔41設(shè)置有出液口412和清洗卡盤411，所述清洗卡盤411用于放置工件，所述出液口412與清洗介質(zhì)相連；所述過濾腔42內(nèi)設(shè)置有過濾口421，所述過濾口用于過濾清洗介質(zhì)在清洗工件過程中產(chǎn)生的油污和切屑；所述烘干腔43設(shè)置有出風(fēng)口432和烘干卡盤431，所述烘干卡盤431用于放置工件，所述出風(fēng)口432用于吹出熱風(fēng)。

如圖5所示，所述高精度圖像測量設(shè)備5包括控制系統(tǒng)51、兩軸滑臺52、工業(yè)相機53和載物臺54，所述控制系統(tǒng)51上設(shè)置有載物臺54，所述載物臺54的一側(cè)設(shè)有兩軸滑臺52，所述兩軸滑臺52上設(shè)置有工業(yè)相機53；所述工業(yè)相機53用于獲取載物臺54上的噴絲頭工件的圖像，并通過控制系統(tǒng)對噴絲頭的關(guān)鍵系數(shù)進行測量。

如圖7所示，所述物料輸送設(shè)備包括機器人21、機器人手抓22、機器人行走驅(qū)動裝置23和龍門軌道24，所述機器人行走驅(qū)動裝置23一端安裝于龍門軌道24上，另一端安裝機器人21，所述機器人21上設(shè)置有機器人手抓22，所述龍門軌道24設(shè)置在所述車削加工工作站、高速鉆削加工工作站、多功能超聲清洗設(shè)備和高精度圖像測量設(shè)備之間，使得機器人能夠在各工作站之間傳輸工件。

一種采用上述生產(chǎn)線實現(xiàn)噴絲頭自動化加工的生產(chǎn)工藝如下：

生產(chǎn)線需經(jīng)過四個工位完成噴絲頭8的自動化生產(chǎn)，四個工位按生產(chǎn)流程順序：第一工位為外形車削工位、第二工位為高速鉆孔工位、第三工位為清洗工位，第四工位為測量工位。在生產(chǎn)線管控系統(tǒng)9控制下，物料輸送設(shè)備2將夾持有噴絲頭毛坯的隨行托盤71輸送放置于車削加工工作站1的中繼托板13上，依次經(jīng)過四個工位后放置于成品托板62上。

所述第一工位為外形車削工位的工藝流程為：

(1)上下料機器人12將位于中繼托板上13的毛坯搬運裝夾到快速卡盤14上；

(2)數(shù)控車床11運行數(shù)控程序車削毛坯，完成噴絲頭8外形面A和外形面B的加工；

(3)上下料機器人12將裝夾在快速卡盤14上的噴絲頭工件放置在中繼托板上13上；

所述第二工位為高速鉆孔工位的工藝流程為：

(1)物料輸送設(shè)備2將位于車削加工工作站1的中繼托板13上的已完成外形車削的噴絲頭工件搬運到高速鉆削加工工作站3等待；

(2)物料輸送設(shè)備2收到上料請求，由機器人21夾持噴絲頭工件將其安裝在高速鉆削加工工作站3的主動尋位夾具系統(tǒng)32中；

(3)主動尋位夾具系統(tǒng)32對夾具誤差進行主動尋位計算，獲取補償數(shù)據(jù)后輸入高速加工中心的數(shù)控系統(tǒng)311進行補償；

(4)高速加工中心31運行程序，完成高精度鉆孔，完成噴絲頭8的噴絲孔C的加工；

所述第三工位為清洗工位的工藝流程為：

(1)物料輸送設(shè)備2將位于主動尋位夾具系統(tǒng)32中已完成鉆孔加工的噴絲頭工件8搬運裝夾到多功能超聲清洗設(shè)備4清洗腔41；

(2)多功能超聲清洗設(shè)備4收到清洗請求，開始對噴絲頭8進行指定時間的清洗，清洗完成后，由機器人21將已完成清洗的噴絲頭工件8放置裝夾于烘干腔43開始對噴絲頭8進行指定時間烘干；

(3)烘干完成后，由機器人21將已完成清洗烘干的噴絲頭工件8放置裝夾于已清洗工位卡盤442上；

所述第四工位為測量工位的工藝流程為：

(1)物料輸送設(shè)備2將位于多功能超聲清洗設(shè)備4中已清洗工位卡盤442上的噴絲頭工件8搬運裝夾到高精度圖像測量設(shè)備5的載物臺54上；

(2)高精度圖像測量設(shè)備5的控制系統(tǒng)51控制兩軸滑臺52帶動工業(yè)相機53進行自動對焦，獲取高清晰度圖像，經(jīng)過圖像處理對噴絲頭8關(guān)鍵參數(shù)進行測量并將測量結(jié)果進行記錄；

(3)測量完成后物料輸送設(shè)備2將位于高精度圖像測量設(shè)備5的載物臺54上的噴絲頭工件8搬運放置到成品托板62上，最后完成的成品如圖6所示。