一種用于刀具磨削加工的自動化生產線的制作方法

本發明屬于機械與工業自動化，具體涉及一種用于刀具磨削加工的自動化生產線。

背景技術：

1、近些年來，國內制造業面臨著難以調和的發展瓶頸，人力資源輸出緊張，人工成本提高，流動性大，這些給企業的發展帶來了阻礙，為了解決發展難題，降低人力與管理成本，提高產能與品質，在產品的加工制造中，逐步引進自動化設備。

2、現有技術中，對于刀具磨削加工往往采用人工單件上件裝夾加工或者單個自動化工作臺分散作業，生產效率低，成本高，人工頻繁裝夾工件與取件，勞動強度高、安全性能差，并且過多的占用機床設備加工時間，人工生產的過程中，需要定期抽檢產品的尺寸公差，并操作機床設備調整刀具的切削補償量、切削液濃度等檢測，常常因為人為因素導致產品不合格；單個自動化工作臺自動化集成度較低，一臺機械手服務一臺機床，設備成本投入較大，且無法滿足產量要求。因此，如何提高工件的加工效率，節約人力并如何提高生產車間的自動化與信息化管理水平，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

3、同時，刀具磨削加工的自動化與傳統的機加自動化有所不同，傳統的機加自動化機械手直接對機床進行上下料，機床通過零點快換實現對托盤或工件的定位后加工；刀具磨削加工的特點是批量大、加工形式單一，且刀具磨削需使用專用夾具，專用夾具定位精度高，但夾具開合行程小，機械手無法直接對機床內的夾具進行上料操作。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種用于刀具磨削加工的自動化生產線，旨在降低人工成本、提高生產效率、進一步提高自動化生產水平、多臺機床聯動運行、工件質量在線檢測、油液集中處理、集成式機床柔性生產線，使繁瑣的工作流程變得簡單、易操作，多系統集中控制，保證生產均衡性，提高經濟效益。

2、本發明采用以下技術方案：

3、一種用于刀具磨削加工的自動化生產線，包括料倉、機床、三軸機械手、地軌、安全防護欄、人機交互裝置、控制柜、油霧集中處理系統以及集中處理設備間；

4、所述三軸機械手滑動連接于地軌上，三軸機械手末端包含手爪；

5、所述料倉與機床間隔分布于地軌兩側，料倉定位放置刀具，機床內部設置機內夾具、機頭裝刀組件和二次裝刀位組件，所述三軸機械手通過手爪實現刀具在料倉和二次裝刀位組件之間的轉運，所述二次裝刀位組件可實現刀具的準確定位后由機頭裝刀組件再將刀具上料至機內夾具；

6、所述安全防護欄固定安裝于地軌外側，所述人機交互裝置和控制柜放置于安全防護欄外側，所述集中處理設備間位于地軌末端，所述油霧集中處理系統位于集中處理設備間內部。

7、進一步的，所述料倉包括焊接框架、所述焊接框架上方固定安裝料架橫板組件，所述料架橫板組件上方定位放置毛坯料刀盤和成品料刀盤，毛坯料刀盤和成品料刀盤通過與料架橫板組件的指定公差配合實現其在平面x、y方向的定位，所述料架橫板組件上方固定凸輪壓緊機構，所述凸輪壓緊機構將毛坯料刀盤和成品料刀盤壓緊在料架橫板組件上，實現毛坯料刀盤和成品料刀盤與料架橫板組件豎直z方向的定位；

8、所述料倉還包括集液槽，所述集液槽固定安裝在料架橫板組件下方，用于收集刀具磨削加工后從機床帶出滴落在料架橫板組件上的切削液并通過導流管導流至底部集液盒，底部集液盒需定期清理，所述料架傳感器固定安裝在料架橫板組件上，用于檢測三軸機械手從毛坯料刀盤取料是否成功。

9、進一步的，所述三軸機械手包括回轉支座，所述回轉支座外側固定安裝油污防護板，防止三軸機械手末端的手爪夾持刀具附帶切削液滴落在地面上，所述回轉支座上方轉動連接z軸，所述z軸前面滑動連接x軸一級伸縮臂，所述x軸一級伸縮臂內腔滑動連接x軸二級伸縮臂，所述手爪固定安裝在x軸二級伸縮臂末端；

10、所述手爪包括手爪主體，所述手爪主體為氣動雙手爪結構，手爪主體頂端固定安裝手爪傳感器，所述手爪傳感器保證三軸機械手首次向成品料刀盤放料時成品料刀盤無料，避免三軸機械手抓取刀具與成品料刀盤中未取走刀具產生碰撞。

11、進一步的，所述二次裝刀位組件安裝在機床內床體上，所述二次裝刀位組件包含底板，所述底板上安裝z向調節板，所述z向調節板通過調平螺栓組件安裝在底板上，且可通過調平螺栓組件微調z向調節板的z向位置，所述z向調節板上方固定安裝校正塊，所述校正塊上方固定安裝燕尾槽基體，所述燕尾槽基體上方滑動連接燕尾槽滑塊，所述燕尾槽滑塊一側通過螺栓轉動連接滑動絲桿，所述滑動絲桿另一端轉動連接燕尾槽基體，轉動滑動絲桿可微調燕尾槽滑塊的x向位置，所述燕尾槽基體y向一側轉動連接y向調節螺釘，所述y向調節螺釘一端通過螺栓轉動連接燕尾槽基體，另一端轉動連接燕尾槽滑塊，轉動y向調節螺釘可微調燕尾槽滑塊的y向位置，所述燕尾槽滑塊上方固定安裝刀具定位塊，所述刀具定位塊配置刀具定位孔，調節刀具定位塊x、y、z向的位置保證刀具在刀具定位塊上的定位精度。

12、所述燕尾槽滑塊通過清潔接頭和氣檢接頭通入兩路壓縮空氣，燕尾槽滑塊上方配置刀具定位平面，通過清潔接頭通入的壓縮空氣用于保證燕尾槽滑塊的刀具定位平面無雜質或切削液影響刀具的準確定位或吹走加工完成的刀具附帶的切削液避免帶出機床，通過氣檢接頭通入的壓縮空氣的氣壓差可檢測刀具是否準確放置在刀具定位平面上。

13、進一步的所述機頭裝刀組件安裝在機床機頭上，所述機頭裝刀組件為氣動單手爪結構。

14、進一步的，所述機內夾具具有自定心夾緊功能，松開靠液壓缸執行。

15、進一步的，所述安全防護欄包括防護欄主體，所述防護欄主體將自動化生產線分為加工作業區和人工操作區，防護欄主體與料倉連接位置增設配送門和控制面板，所述配送門用于人工上下毛坯料刀盤和成品料刀盤，所述控制面板用于控制在人工上下料過程中三軸機械手不可在料倉取放刀具，保障操作人員安全。

16、進一步的，所述油霧集中處理系統采用串聯的形式將自動化生產線上的所有機床的切削液、制冷及油霧收集集中放置在集中處理設備間，一套集成的控制系統進行控制。

17、進一步的，所述的控制系統包含機械手控制系統、主控系統、生產管理軟件和數控系統進行數據傳遞和控制。

18、進一步的，所述的機械手控制系統以庫的形式加載于主控系統中，所述的主控系統對機械手和機床的外部調度和控制，所述的生產管理軟件負責數據管理、生產統計、訂單創建與管理、參數配置、狀態監控和異常提示，所述的數控系統負責機床控制和自動化應用擴展。

19、與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：

20、1.本發明是一種用于刀具磨削加工的自動化生產線，用于刀具磨削加工時，多臺機床同時加工工件，同時機床內部配置了具有自定心功能的機內夾具、機頭裝刀組件和二次裝刀位組件，實現工件的二次精確定位，保證了加工工件位置精度，機床通過在機檢測、矯正補償等方法，保證了加工工件的精度要求。

21、2.二次裝刀位組件具有微調、清潔和檢測功能，微調功能可保證三軸機械手將待磨削刀具放置在二次裝刀位組件上之后，刀具的相對固定位置，從而保證機頭裝刀組件將刀具準確抓取上料至機內夾具；清潔功能可保證每次放置刀具時定位面的一致性，不受機內廢屑廢液影響；檢測功能則可確保刀具放置成功，避免無效抓取。

22、3.一臺三軸機械手完成整個產線多臺機床與多套料倉之間的工件配送取料，人工只需要刀具加工完成后手工更換刀盤，極大的降低了人工成本，生產效率成倍提高。

23、4.三軸機械手末端使用雙手爪結構進行夾取工件，一次可完成成品取料和毛坯放料動作，減少了機械手的運行路徑，提高生產效率，底層設置油污防護板收集手爪及刀具上殘留的切削液。

24、5.料倉區分成品料刀盤工位和毛坯料刀盤工位，提高了機械手操作的便捷性，料倉上下層工位工裝設計凹槽以及引流管，刀具切削液流入底層接油槽，保證了加工完成的工件、刀盤以及整個料倉的清潔度。

25、6.控制與管理系統由機械手控制系統、主控系統、生產管理軟件和數控系統組成，主控系統對機械手和機床的外部調度和控制，生產管理軟件負責數據管理、生產統計、訂單創建與管理、參數配置、狀態監控和異常提示，數控系統負責機床控制和自動化應用擴展，形成一套完成的控制系統，對整個產線進行設置、監控、反饋、信息處理，對整個加工狀態實時監控，實現了數據化平臺管理。

26、綜上所述，本發明具有自動化集成度高、生產效率高、自動化產線維護頻率低、油污易收集、集成控制等優勢。做到一人操作多工位加工，數據化管理，在線檢測精度，安全環保等特點。真正意義上實現了人、機、料、法、環的高效集成。