工件定位裝置以及自動化取料的柔性加工生產線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化機械加工制造領域，特別涉及一種工件定位裝置以及基于該工件定位裝置的自動化取料的柔性加工生產線。
【背景技術】
[0002]隨著產品個性化的需求的增多，零件生產模式由大批量生產方式轉換成多品種中小批量生產。人口紅利的逐步消失導致制造企業的人力成本也不斷上升，因此，如何提高生產線的柔性、提高機床使用效率并減少操作工人的生產線是傳統的中小企業所迫切需要解決的問題。當前的中小企業已經具備基本的數控加工設備，可實現多品種小批量的加工，但是數控機床一般未實現工件毛坯的自動切換和管理，相對比較獨立、松散，使用數控機床進行多品種、小批量的產品加工便存在以下幾個問題:一、由于工人在安裝、對刀等情況下，機床不能進行切削加工，降低了生產效率，使得設備利用不高;二、在現今流水化生產的模式下，采用多品種的生產方式時，通常要求操作工人負責單個品種，這樣單臺機床就需要一個工人，進而增加了人工成本;三、原有工裝的管理和維護不便，需要專門定期檢查維護，并占用加工時間。
[0003]隨著市場競爭的日益激烈，產品生產周期不斷縮短、種類日益增加、質量要求更高，相應的產品交貨時間要求縮短以及勞動力成本的增加對制造企業提出了更高的要求:生產過程高柔性、產品質量穩定、提高生產效率、降低生產成本。現有的用于適應多品種、中小批量產品生產的柔性制造系統通常要求設備具有可交換工作臺，對于原有的數控機床無法整合利用，對于一般中小企業來說投資過大而不適用。
[0004]另外就是在使用機械手搬運工件進入機床前，為了能讓機械手準確的抓取待加工的工件，需要人工預先將工件安裝定位在更換臺上，再由機械手抓取送入機床中，這個中方式依舊無法解放勞動力，工人的節奏完全被機械手的抓取速度限制，只能是一對一的為機械手提供匹配服務，不利于分段式的流水化生產。
[0005]因此，研究一種能夠使工件在機械搬運、中轉過程中自動定位的裝置，實現分段式的流水化生產及機械自動化取工件的高度自動化、柔性化的柔性加工生產線將對提高制造企業的競爭力具有重要意義。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種工件定位裝置以及自動化取料的柔性加工生產線。其所要解決的技術問題在于:傳統的數控機床與機械手配合僅僅只是將人工在數控機床中裝夾工件改為了機床外裝夾工件、機械搬運進入機床，雖然提高了生產安全性，還是難以改變一人一機的生產模式，不利于人工與機械分段完成工作的流水化生產。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種工件定位裝置，其包括固定安裝的定位框架，所述定位框架的上端具有一水平的承托平臺，所述承托平臺呈方形，且位于方形承托平臺的四邊分別設置有平面定位擋臺，四邊的所述平面定位擋臺在所述承托平臺上形成一定位凹槽，四邊的所述平面定位擋臺上位于所述定位凹槽內側的面為傾斜面，所述定位凹槽呈口闊底窄的倒梯形凹槽，所述定位凹槽中匹配的設置有一定位托板，所述定位托板的四邊分別固定設置有找位引導塊，所述找位引導塊上與所述平面定位擋臺對應的一側面為傾斜的引導面，位于四邊的找位引導塊與所述定位托板組合形成下小上大的倒梯形臺狀結構，所述倒梯形臺狀結構的傾斜底角與所述倒梯形凹槽的傾斜底角的角度相等，所述定位托板的上側面上固定設置有至少兩個零點定位器，所述定位托板上可定位架設一工裝托板，所述工裝托板的底部設置有與定位托板上的零點定位器數量以及分布位置相匹配的定位鎖頭。
[0008]優選于:位于所述承托平臺四邊的每一個邊上的所述平面定位擋臺均分成至少兩段，且至少有兩段所述平面定位擋臺分別位于對應邊的兩端，每段所述平面定位擋臺的傾斜面上均嵌置有至少一個用于引導所述找位引導塊上引導面的引導滾子，所述引導滾子可為滾珠、滾軸及滾輪中的任意一種，所述定位托板四邊的每一個邊上的找位引導塊均分成至少兩段，且每一段分別與一個所述平面定位擋臺對應。
[0009]優選于:所述固定框架為方形的框架，且所述固定框架上的至少一側開設有貫穿所述承托平臺用于供托送所述定位托板進出的送件出入口。
[0010]本發明提供一種自動化取料的柔性加工生產線，其包括若干數控機床、若干工裝立體庫、若干上述的工件定位裝置、中轉搬運單元以及加工搬運單元；
[0011]其中，所述中轉搬運單元以及加工搬運單元均包括導軌，所述中轉搬運單元還包括可在導軌上滑動運行的升降搬運機，所述加工搬運單元還包括可在所述導軌上滑動運行的機械手，所述中轉搬運單元與加工搬運單元中的導軌相互平行；
[0012]所述若干工件定位裝置設置在所述中轉搬運單元與加工搬運單元之間，所述若干數控機床依次排列的設置在所述加工搬運單元的另一側；
[0013]所述若干工裝立體庫設置在所述中轉搬運單元一端的兩側，所述工裝立體庫為長條狀的框架，所述工裝立體庫中架設有若干所述定位托板，每個所述定位托板上均定位架設有一所述工裝托板，
[0014]所述若干數控機床的工作臺上以及每個所述定位托板上均設置有至少兩個零點定位器，所述工裝托板的底部設置有與定位托板上的零點定位器數量以及分布位置相匹配的定位鎖頭。
[0015]優選于:所述升降搬運機包括可在所述導軌上滑動運行的滑動底座，所述滑動底座上設置有一升降臺，所述升降臺上設置有可向所述導軌兩側相對伸出的伸縮托臂，所述伸縮托臂可伸縮出入于所述固定框架上的送件出入口，所述伸縮托臂可將所述定位托板在所述若干工裝立體庫與若干上述的工件定位裝置之間搬運。
[0016]優選于:所述若干數控機床可以是立式加工中心、臥式加工中心以及數控磨床中的任意一種或任意幾種。
[0017]優選于:所述加工搬運單元的導軌為兩根，兩根所述導軌之間設置有與導軌平行的齒條，所述機械手的底部設置有驅動底座，所述底座中設置有伺服電機，所述伺服電機的轉矩輸出端設置有與所述齒條相嚙合的齒輪。
[0018]優選于:所述數控機床的工作臺上均并列的開設有若干T型槽，至少兩個所述零點定位器裝夾在所述T型槽中，所述工裝托板上矩形陣列的開設有若干裝夾孔，至少兩個所述定位鎖頭裝夾在所述工裝托板上位于底部一側的裝夾孔中，所述至少兩個定位鎖頭的位置與至少兩個所述零點定位器--對應。
[0019]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0020]一、通過所述工件定位裝置作為中轉，能夠實現將坯件放置于所述工裝庫、將坯件放入所述數控機床中加工分為兩段，實現分段式加工，兩段的節奏可以在小范圍內不會互相影響，而且由于向所述工裝庫中放置坯件是先將坯件裝夾在所述工裝托板上，再利用定位鎖頭與零點定位器相配合實現將所述工裝托板定位裝設置所述定位托板上，再由所述中轉搬運單元將所述定位托板一起搬運至所述定位框架上實現中轉定位，便于后續的加工搬運單元直接準確的抓取工件實現加工搬運；
[0021]二、本發明可整合企業已有的各種類型的數控機床，利用在機床的工作臺上設置零點定位器，將工件裝夾在外部的工裝托板上，并利用定位鎖頭使所述工裝托板與機床的工作臺實現零點定位，進而不需要機床本身交換工作臺，可減少設備投資，能夠大大的縮短機床運行前的工件裝夾時間以及對刀時間，使每次更換工件時，機床停機時間最短，提高了加工效率，使設備的利用率得到有效提高；
[0022]三、通過在數控機床外部將工件裝夾在工裝托板上，進而在第一階段儲存入所述工裝立體庫中，不會因為第一階段的速度影響后續的加工；由于采用機外裝夾工件，因此就無需每臺數控機床配置以為操作工，只需要一臺中轉搬運單元將定位托板搬運到所述訂為框架中，再利用機械手對工件定位裝置中定位托板上裝夾好工件的工裝托板進行搬運即可，能夠大大的減少人工成本。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的模型結構示意圖。
[0024]圖2為本發明的工件定位裝置立體結構示意圖。
[0025]圖3為本發明的機床工作臺與工裝托板的結構示意圖。
[0026]圖4為本發明的中轉搬運單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下將結合附圖1至4以及較佳實施例對本發明提出的一種基于數控機床的柔性加工生產線作更為詳細說明。
[0028]本發明提供一種自動化取料的柔性加工生產線，其包括若干數控機床1、若干工裝立體庫2、若干工件定位裝置3、中轉搬運單元4以及加工搬運單元5;其中，所述中轉搬運單元4以及加工搬運單元5均包括導軌6，所述中轉搬運單元4還包括可在導軌上滑動運行的升降搬運機41，所述加工搬運單元5還包括可在所述導軌6上滑動運行的機械手51，所述中轉搬運單元4與加工搬運單元5中的導軌6相互平行;所述若干工件定位裝置3設置在所述中轉搬運單元4與加工搬運單元5之間，所述若干數控機床1(所述若干數控機床I可以是立式加工中心、臥式加工中心以及數控磨床中的任意一種或任意幾種)依次排列的設置在所述加工搬運單元5的另一側;所述若干工裝立體庫2設置在所述中轉搬運單元4中導軌6的一端兩側，所述工裝立體庫2為長條狀的框架，所述工裝立體庫2中架設有若干定位托板8，每個所述定位托板8上均定位架設有一所述工裝托板9，所述若干數控機床I的工作臺11上以及每個所述定位托板8上均設置有至少兩個零點定位器7(所述零點定位器7優選使用鏈接“http://wffff.goepe.com/apoI lo/prodetai 1-1 iuhuigenl 23-4966031.html” 上