一種全自動加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化的技術領域，具體是一種全自動加工裝置。
【背景技術】
[0002]目前，針對箱體工件的加工還無法實現全自動加工，一臺數控加工設備需要配備專業人員進行工件裝卸，而且機械設備都需要人工往復動作才能完成工件的大批量生產，加工效率很低。同時，為了保證箱體工件的加工質量，對這些人員的技能要求比較高，一般都需要經過專業的培訓。如果利用生產流水線來加工箱體工件，首先需要設計加工流水線，該設計、生產成本比較高，其次實現自動化換面比較困難。
[0003]其次，在全自動加工的過程中，工件立體隨意堆放的視覺位置識別技術和加工過程中對移動工件的抓取技術還不成熟，該問題在一定程度上制約了自動化程度的提高。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種全自動加工裝置，提高箱體工件加工的加工效率和無人化管理，擴大應用范圍。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0006]—種全自動加工裝置，包括數控加工中心、夾具系統、強電柜、機械手、機械手推進器、圖像識別系統，其中:
[0007]數控加工中心為數控加工中心，包括CNC系統和PLC控制系統；
[0008]夾具系統具有多個工位，實現對工件的夾緊和松開功能，包括電磁閥、氣缸、限位開關，控制電磁閥的開關從而控制氣缸的推進和推出，實現工件的夾緊和松開，其中限位開關起到氣缸推進、推出的到位確定功能；
[0009]強電柜是數控加工中心I/O端口的外部引伸，數控加工中心可以通過PLC系統對強電柜進行輸入輸出編程操作，將機械手、機械手推進器、夾具系統和數控加工中心實現連接;
[0010]機械手包括機械手中心控制器和6自由度機械臂，可配合圖像識別系統、夾具系統、機械手推進器在任意空間運動，實現工件在靜止和移動過程中的定位抓取、裝載功能；
[0011]機械手推進器由氣缸、電磁閥和限位開關組成，機械手安裝在機械手推進器上，推進器推進、退出實現了機械手在數控機床外抓取、放置工件，在數控機床內裝載工件的功能。機械手控制器通過端口對電磁閥的控制，實現氣缸的推進和退出，完成機械手進出數控機床的功能。
[0012]圖像識別系統包含攝像頭和圖像處理軟件，通過攝像頭對工件采集，圖像處理軟件將圖像數據進行處理，得到工件的位置，并將未加工的毛坯工件位置數據信息傳送給機械手中心控制器，機械手中心控制器通過給定的識別位置進行最佳運動軌跡規劃，實現定位抓取。
[0013]本發明的有益效果:
[0014]該全自動加工裝置，通過數控加工中心控制裝置可以協同機械手、機械手推進器、圖像識別系統和夾具設備實現自動控制定位抓取工件、定位放置工件、加工工件以及定位工件分別作出工位的轉換、工件夾緊、工件加工以及定位動作。
[0015](1)自動化程度高，運行效率快。整套加工裝置可實現工件的自動識別位置，機械手在靜止和移動過程中抓取工件、放置工件，并且配合夾具設備實現協調配合動作，全過程加工實現無人化管理，自動化程度高，大大提高了加工效率。
[0016](2)加工快捷方便，操作連貫性強。全自動加工裝置的自動化實現通過數控加工中心I/O端口將機械手、機械手推進器、夾具設備連接起來，設備與設備之間按照設定的通訊協議進行數據指令交互，實現各設備協調動作。
[0017](3)對操作人員的技能要求低，安全性強，生產成本低，占地面積較小，適用范圍廣泛，主要用于箱體工件的加工。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0019]圖1是本發明一種全自動加工裝置整體結構示意圖。
[0020]圖2是本發明中夾具系統詳細機械結構圖。
[0021]圖中:1、強電柜，2、電纜，3、數控加工中心，4、夾具系統，5、機械手推進器，6、機械手中心控制器，7、機械手，8、圖像識別系統，9、毛坯工件，10、加工完成工件，11、氣缸，12、夾緊裝置，13、工件中轉工位。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發明為一種全自動加工裝置，包括數控加工中心3、夾具系統4、強電柜1、機械手7、機械手推進器5、圖像識別系統8。數控加工中心3的I/O端口通過強電柜1用電纜2將夾具系統4、機械手機械手推進器5、連通起來，實現交互式通信，使其各單位系統能夠協調工作；圖像識別系統8實現數控加工中心3外毛坯工件9的識別，并將毛坯工件9位置數據信息提供給機械手7，完成機械手7對毛坯工件9的自動取件。
[0023]強電柜1又為數控加工中心3的I/O端口的外部引伸，包括輸出端子、輸入端子、輸出繼電器驅動器、輸入繼電器保護電路。
[0024]夾具系統4位于數控加工中心3的內部加工工位位置上，通過移動工位位置可實現多工位的加工動作。夾具系統包括電磁閥、氣缸11和限位開關以及夾緊裝置12組成。電磁閥由強電柜1(1/0端口 )的輸出端子控制開斷，氣缸11則由電磁閥的換向實現推出和縮進，并通過夾緊裝置12實現夾具的夾緊和松開。進一步的，夾緊和松開到位信號由限位開關傳感器識別信號實現。
[0025]機械手7由機械手中心控制器6和6自由度機械臂組成，機械手中心控制器6獲取圖像識別系統8提供的毛坯工件9的位置數據信息進行最佳軌跡規劃，6自由度機械臂可在任意空間運動，實現對毛坯工件9的定位抓取、定時定位放置，并且連同機械手推進器5和夾具系統4實現協調動作，保證機械手在工件移動過程中完成加工過程的安全和高效。
[0026]機械手推進器5由氣缸、電磁閥和限位開關組成，機械手7安裝在機械手推進器5上，推進器推進、退出實現了機械手7在數控加工中心3外抓取、放置工件，在數控加工中心3內裝載工件的功能。機械手控制器6通過端口對電磁閥的控制，實現氣缸的推進和退出，完成機械手進出數控加工中心3的功能。
[0027]圖像識別系統8通過攝像頭進行圖像的采集，并且將數據傳到圖像處理軟件，進行圖像形狀特征的匹配，實現毛坯工件9的位置信息采集，將位置數據信息傳輸給機械手中心控制器6，實現機械手7的毛坯工件9定位抓取。
[0028]整個加工裝置，各設備之間通過特定的通訊協議實現交互式協同配合動作，達到一整套加工過程無人化管理。
[0029]以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種全自動加工裝置，其特征在于，包括數控加工中心、夾具系統、強電柜、機械手、機械手推進器、圖像識別系統，其中: 數控加工中心為數控加工中心，包括CNC系統和PLC控制系統； 夾具系統具有多個工位，實現對工件的夾緊和松開功能，包括電磁閥、氣缸、限位開關，控制電磁閥的開關從而控制氣缸的推進和推出，實現工件的夾緊和松開，其中限位開關起到氣缸推進、推出的到位確定功能； 強電柜是數控加工中心I/O端口的外部引伸，數控加工中心可以通過PLC系統對強電柜進行輸入輸出編程操作，將機械手、機械手推進器、夾具系統和數控加工中心實現連接；機械手包括機械手中心控制器和6自由度機械臂，可配合圖像識別系統、夾具系統、機械手推進器在任意空間運動，實現工件在靜止和移動過程中定位抓取、裝載功能； 機械手推進器由氣缸、電磁閥和限位開關組成，機械手安裝在機械手推進器上，推進器推進、退出實現了機械手在數控機床外抓取、放置工件，在數控機床內裝載工件的功能。機械手控制器通過端口對電磁閥的控制，實現氣缸的推進和退出，完成機械手進出數控機床的功能。 圖像識別系統包含攝像頭和圖像處理軟件，通過攝像頭對工件采集，圖像處理軟件將圖像數據進行處理，得到工件的位置，并將未加工的毛坯工件位置數據信息傳送給機械手中心控制器，機械手中心控制器通過給定的識別位置進行最佳運動軌跡規劃，實現定位抓取。2.根據權利要求1所述的一種全自動加工裝備，根據其特性，任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
【專利摘要】本發明公開了一種全自動加工裝置，包括數控加工中心、夾具系統、強電柜、機械手、機械手推進器、圖像識別系統。數控加工中心的I/O端口通過強電柜將夾具系統、機械手、機械手推進器連通起來，實現交互式通信，使其各單位系統能夠協調工作；圖像識別系統實現數控加工中心外未加工毛坯工件的位置識別，并將其位置信息傳輸給機械手中心處理器，機械手中心處理器通過進行運動軌跡規劃，計算出機械手對工件的抓取和裝載的最佳路徑，完成毛坯工件的裝載，同時，夾具系統配合機械手將工件夾緊固定。該全自動加工裝置可以實現工件多工位自動加工、工件移動過程中自動抓取、自動換位和自動裝卸的全自動加工程序，主要用于對箱體工件的加工。
【IPC分類】B23Q7/04, B23Q3/08
【公開號】CN105252332
【申請號】CN201510706798
【發明人】鄭堤, 周甫, 徐克品, 賈成功, 陳洪波
【申請人】浙江大學寧波理工學院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月23日