一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線及其控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線及其控制方法，主要由機(jī)器人、迎賓機(jī)器人模塊、3D打印機(jī)單元、激光雕刻單元、數(shù)控車床單元、數(shù)控銑床單元、裝配單元、自動(dòng)打包機(jī)、輸送線、托盤、MES監(jiān)控臺(tái)模塊化組成。該流水線的控制方法依次按照下述六個(gè)工位完成：3D打印、雕刻、銑削、車削、裝配、打包。本發(fā)明專利技術(shù)集成性能強(qiáng)，具有高自動(dòng)化特性和信息反饋功能，控制方便，智能化較高，不僅能夠以流水線形式實(shí)現(xiàn)將工藝品依次通過3D打印、雕刻、銑削、車削、裝配、打包進(jìn)行依次加工，而且還能有效地進(jìn)行監(jiān)控，并控制工藝品在各工位的進(jìn)出，具有良好的教學(xué)培訓(xùn)功能。

Teaching type advanced manufacturing technology assembly line and control method thereof

The invention relates to a teaching type of advanced manufacturing technology and production line control method, mainly by the robot robot module, 3D printer unit, laser engraving unit, CNC lathe, CNC milling machine, assembly unit unit unit, automatic packing machine, conveyor, tray, MES monitor module components. The assembly line control method is completed in accordance with the following six stations: 3D printing, engraving, milling, turning, assembly, packaging. The invention has the advantages of high automation integration performance, characteristics and function of information feedback, convenient control, high intelligent, not only to achieve the pipeline in the form of processing in turn followed by 3D printing, crafts engraving, milling, turning, assembly, packaging, but also can effectively monitor and control the crafts in each station import. Has a good training function.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線及其控制方法
本專利技術(shù)涉及學(xué)校先進(jìn)制造技術(shù)流水線實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的技術(shù)與創(chuàng)新領(lǐng)域，具體的說是一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線及其控制方法。
技術(shù)介紹
目前，隨著部分高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型的過程中，都加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，開展金工實(shí)習(xí)、企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等科目，學(xué)校也加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的力度，如采購了數(shù)控機(jī)床、數(shù)控銑床、機(jī)器人、3D打印等設(shè)備。但是學(xué)校的數(shù)控車床、數(shù)控銑床等設(shè)備很少組成一條先進(jìn)的流水線，學(xué)生們僅是單方面的了解各設(shè)備的應(yīng)用，很難體會(huì)到機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)線上的應(yīng)用。這種各設(shè)備獨(dú)立的建成實(shí)驗(yàn)室，沒有組合起來，致使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下，設(shè)備的利用率不高，很大程度上造成設(shè)備的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了解決以上兩種高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)所存在的問題，不僅通過在技術(shù)上支持和思路上創(chuàng)新的優(yōu)點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，即建立一套教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線及其控制方法。一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線，主要由機(jī)器人、迎賓機(jī)器人模塊、3D打印機(jī)單元、激光雕刻單元、數(shù)控車床單元、數(shù)控銑床單元、裝配單元、自動(dòng)打包機(jī)、輸送線、托盤、MES監(jiān)控臺(tái)模塊化組成。機(jī)器人分別為3D打印機(jī)單元、激光雕刻單元、數(shù)控車床單元、數(shù)控銑床單元、裝配單元和自動(dòng)打包機(jī)單元上下料，加工好的工藝品模塊分別放到托盤上，順著輸送線進(jìn)行輸送以便于完成各工位的加工，最終完成該工藝品，最后打包入庫，整個(gè)生產(chǎn)過程由MES監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。另外，迎賓機(jī)器人模塊負(fù)責(zé)對(duì)該流水線的各工位講解，采用無軌自主導(dǎo)航的方式，能夠順著流水線進(jìn)行講解。使用者可以通過MES監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控，了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和各工作站的加工信息。一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線的控制方法，主要通過六個(gè)工位依次控制完成，所述機(jī)器人在六個(gè)工位處均有設(shè)置，該六個(gè)工位各自開始加工的啟動(dòng)信號(hào)為輸送線上各工位所對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)。所述的六個(gè)工位按實(shí)施順序依次為：第一工位：3D打?。?D打印機(jī)單元先對(duì)工藝品的人頭像進(jìn)行3D打印，機(jī)器人夾取打印后工藝品并將在該工藝品放入至托盤上，托盤向下一工位進(jìn)行移動(dòng)。第二工位：雕刻；當(dāng)托盤運(yùn)動(dòng)到激光雕刻單元附近時(shí)，該工位給機(jī)器人一個(gè)信號(hào)，機(jī)器人接收到信號(hào)之后從托盤上取料放入激光雕刻單元工作區(qū)域，激光雕刻單元開始打標(biāo)并在打標(biāo)完成后給機(jī)器人一個(gè)反饋信號(hào)，機(jī)器人夾取打標(biāo)好的工藝品放到托盤上，托盤繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第三工位：銑削；托盤運(yùn)動(dòng)到數(shù)控銑床單元附近時(shí)，機(jī)器人夾取工藝品底座原料放入到銑床內(nèi)，機(jī)器人夾取工藝品底座原料放入到數(shù)控車床單元的銑床內(nèi)，銑床依次銑出工藝品的底座以及底座上的孔及凹槽；機(jī)器人夾取銑削好的工藝品放到托盤上，托盤繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第四工位：車削；托盤運(yùn)動(dòng)到數(shù)控車床單元附近時(shí)，機(jī)器人夾取筆筒原料放入數(shù)控車床24進(jìn)行加工，加工完成后；機(jī)器人夾取車削好的工藝品放到托盤上，托盤繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第五工位：裝配；托盤運(yùn)動(dòng)至裝配單元附近時(shí)，該工位的機(jī)器人分別夾取工藝品上的人頭像、筆筒進(jìn)行涂膠，涂膠完成后裝配到工藝品的底座上面，隨后機(jī)器人夾取裝備好的工藝品放到托盤上，托盤繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第六工位：打包；托盤運(yùn)動(dòng)至自動(dòng)打包機(jī)附近時(shí)，機(jī)器人吸取最終成型的工藝品放進(jìn)自動(dòng)打包機(jī)內(nèi)，自動(dòng)打包機(jī)進(jìn)行封箱。在上述的六個(gè)工位中，每個(gè)工位處均設(shè)有用于阻擋托盤向下一工位運(yùn)動(dòng)的阻擋氣缸以及檢測(cè)托盤是否到達(dá)的接近開關(guān)，每當(dāng)托盤運(yùn)送至每一個(gè)工位處被接近開關(guān)檢測(cè)到時(shí)，阻擋氣缸對(duì)托盤進(jìn)行阻擋，當(dāng)工藝品在各工位處完成對(duì)應(yīng)的加工或裝備后被機(jī)器人放回托盤上后，機(jī)器人輸出一個(gè)完成信號(hào)，阻擋氣缸對(duì)托盤放行。本專利技術(shù)的特點(diǎn)是：1、采用新思路把機(jī)器人、MES監(jiān)控臺(tái)視覺監(jiān)控、托盤集成到一個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上。2、機(jī)器人負(fù)責(zé)把工藝品原料推到輸送線上，通過MES監(jiān)控臺(tái)視覺檢測(cè)工藝品原料的形狀與位置，輸送線上的傳感器信號(hào)反饋原料運(yùn)動(dòng)信息，將運(yùn)動(dòng)信息反饋給機(jī)器人，使機(jī)器人自動(dòng)調(diào)整末端姿態(tài)，然后夾取原料。3、托盤通過機(jī)器人進(jìn)行上下料，傳感器檢測(cè)的信號(hào)接入到控制系統(tǒng)中，從而控制機(jī)器人進(jìn)行上下料。4、MES監(jiān)控臺(tái)具有顯示平臺(tái)，顯示平臺(tái)采用觸摸顯示屏，不僅能夠顯示托盤上的工藝品在的各工位時(shí)的狀態(tài)，還可以手動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的工位讓機(jī)器人進(jìn)行上下料。5、托盤上工藝品的狀態(tài)信息也用來控制機(jī)器人進(jìn)行上料。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)集成性能強(qiáng)，具有高自動(dòng)化特性和信息反饋功能，控制方便，智能化較高，不僅能夠以流水線形式實(shí)現(xiàn)將工藝品依次通過3D打印、雕刻、銑削、車削、裝配、打包進(jìn)行依次加工，而且還能有效地進(jìn)行監(jiān)控，并控制工藝品在各工位的進(jìn)出，具有良好的教學(xué)培訓(xùn)功能。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1為本專利技術(shù)生產(chǎn)出來的工藝品示意圖；圖2為實(shí)驗(yàn)室流水線布局示意圖；圖3為本專利技術(shù)的控制方法示意圖。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步闡述。如圖1所示，本專利技術(shù)所加工出的工藝品的底座11采用塑料板作為材料，由數(shù)控銑床在底座上面加工幾個(gè)凹槽，部件12為3D打印單元打印出來的人頭像，部件13為激光雕刻單元加工的雕刻版，上面的字通過觸摸屏輸入，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)題字現(xiàn)場(chǎng)加工的功能，部件14為筆筒，部件15為旋轉(zhuǎn)筆筒的旋轉(zhuǎn)軸，一部分固定在底座11上，另一部分鑲嵌在部件15底部的孔中。如圖2所示，一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線，主要由機(jī)器人20、迎賓機(jī)器人模塊21、3D打印機(jī)單元22、激光雕刻單元23、數(shù)控車床單元24、數(shù)控銑床單元25、裝配單元26、自動(dòng)打包機(jī)27、輸送線28、托盤29、MES監(jiān)控臺(tái)30模塊化組成。機(jī)器人20分別為3D打印機(jī)單元22、激光雕刻單元23、數(shù)控車床單元24、數(shù)控銑床單元25、裝配單元26和自動(dòng)打包機(jī)27單元上下料，加工好的工藝品模塊分別放到托盤29上，順著輸送線28進(jìn)行輸送以便于完成各工位的加工，最終完成該工藝品，最后打包入庫，整個(gè)生產(chǎn)過程由MES監(jiān)控臺(tái)30進(jìn)行監(jiān)控。如圖3所示，一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線的控制方法，主要通過六個(gè)工位依次控制完成，所述機(jī)器人20在六個(gè)工位處均有設(shè)置，該六個(gè)工位各自開始加工的啟動(dòng)信號(hào)為輸送線28上各工位所對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)。所述的六個(gè)工位按實(shí)施順序依次為：第一工位：3D打??；3D打印機(jī)單元22先對(duì)工藝品的人頭像11進(jìn)行3D打印，機(jī)器人20夾取打印后工藝品并將在該工藝品放入至托盤29上，托盤29向下一工位進(jìn)行移動(dòng)。第二工位：雕刻；當(dāng)托盤29運(yùn)動(dòng)到激光雕刻單元23附近時(shí)，該工位給機(jī)器人20一個(gè)信號(hào)，機(jī)器人20接收到信號(hào)之后從托盤29上取料放入激光雕刻單元23工作區(qū)域，激光雕刻單元23開始打標(biāo)并在打標(biāo)完成后給機(jī)器人20一個(gè)反饋信號(hào)，機(jī)器人20夾取打標(biāo)好的工藝品放到托盤29上，托盤29繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第三工位：銑削；托盤29運(yùn)動(dòng)到數(shù)控銑床單元25附近時(shí)，機(jī)器人20夾取工藝品底座原料放入到銑床內(nèi)，機(jī)器人20夾取工藝品底座原料放入到數(shù)控車床單元24的銑床內(nèi)，銑床依次銑出工藝品的底座以及底座上的孔及凹槽；機(jī)器人20夾取銑削好的工藝品放到托盤29上，托盤29繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。第四工位：車削；托盤29運(yùn)動(dòng)到數(shù)控車床單元24附近時(shí)，機(jī)器人20夾取筆筒原料放入數(shù)控車床單元24進(jìn)行加工，加工完成后；機(jī)器人20夾取車削好的工藝品放到托盤29上，托盤29繼續(xù)向下一工位進(jìn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線，其特征在于：主要由機(jī)器人(20)、迎賓機(jī)器人模塊(21)、3D打印機(jī)單元(22)、激光雕刻單元(23)、數(shù)控車床單元(24)、數(shù)控銑床單元(25)、裝配單元(26)、自動(dòng)打包機(jī)(27)、輸送線(28)、托盤(29)、MES監(jiān)控臺(tái)(30)模塊化組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線，其特征在于：主要由機(jī)器人(20)、迎賓機(jī)器人模塊(21)、3D打印機(jī)單元(22)、激光雕刻單元(23)、數(shù)控車床單元(24)、數(shù)控銑床單元(25)、裝配單元(26)、自動(dòng)打包機(jī)(27)、輸送線(28)、托盤(29)、MES監(jiān)控臺(tái)(30)模塊化組成。2.一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線的控制方法，利用權(quán)利要求1所述的一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線，其特征在于：主要通過六個(gè)工位依次控制完成，所述機(jī)器人(20)在六個(gè)工位處均有設(shè)置，該六個(gè)工位各自開始加工的啟動(dòng)信號(hào)為輸送線(28)上各工位所對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種教學(xué)式先進(jìn)制造技術(shù)流水線的控制方法，其特征在于：所述的六個(gè)工位按實(shí)施順序依次為：第一工位：3D打?。?D打印機(jī)單元(22)先對(duì)工藝品的人頭像進(jìn)行3D打印，機(jī)器人(20)夾取打印后工藝品并將在該工藝品放入至托盤(29)上，托盤(29)向下一工位進(jìn)行移動(dòng)；第二工位：雕刻；當(dāng)托盤(29)運(yùn)動(dòng)到激光雕刻單元(23)附近時(shí)，該工位給機(jī)器人(20)一個(gè)信號(hào)，機(jī)器人(20)接收到信號(hào)之后從托盤(29)上取料放入激光雕刻單元(23)工作區(qū)域，激光雕刻單元(23)開始打標(biāo)并在打標(biāo)完成后給機(jī)器人(20)一個(gè)反饋信號(hào)，機(jī)器人(20)夾取打標(biāo)好的工藝品放到托盤(29)上，托盤(29)繼續(xù)向下一工位進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；第三工位：銑削；托盤(29)運(yùn)動(dòng)到數(shù)控銑床單元(25)附近時(shí)，機(jī)器人(20)夾取工藝品底座(11)原料放入到銑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧啟超，李公文，張小光，許德章，王小龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，安徽工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽,34