一種拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明是涉及一種拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，屬于作業(yè)自動化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在材料科學(xué)領(lǐng)域，測定材料在承受軸向拉伸載荷下性能特性時，需要做該材料的拉伸試驗，在該實驗中用到的材料試樣稱為拉伸試棒。拉伸試棒是典型的回轉(zhuǎn)體類零件，用車削的加工方法進(jìn)行去除材料成形。目前拉伸試棒廣泛采用數(shù)控車床加工加上工人上下料的傳統(tǒng)制造模式，制造的自動化程度不高，效率低成本高且質(zhì)量不容易保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)以提高拉伸試棒制造的自動化程度，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括分料裝置、棒料輸送裝置、工業(yè)機(jī)器人設(shè)備、數(shù)控車床設(shè)備、成品輸送裝置以及控制裝置，拉伸試棒毛坯由所述分料裝置進(jìn)行分料后經(jīng)所述棒料輸送裝置輸送，由所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行取料放入所述數(shù)控車床設(shè)備，經(jīng)所述數(shù)控車床設(shè)備加工完成后再由所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)備取出放置到所述成品輸送裝置輸出，所述控制裝置用以控制所述拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0006]作為一種實施方式，所述分料裝置包括分料機(jī)架、可調(diào)試擋料板及安裝在所述分料機(jī)架上的組合料箱和棒料提升機(jī)構(gòu)，所述可調(diào)試擋料板和所述棒料提升機(jī)構(gòu)位于所述組合料箱內(nèi)且靠近所述棒料輸送裝置。
[0007]作為一種實施方式，所述組合料箱包括儲料倉、分料倉、落料板和料箱底板，所述落料板靠近所述棒料輸送裝置一側(cè)且有一定斜度，所述可調(diào)試擋料板安裝在料箱上，位于所述儲料倉和所述分料倉之間，以適應(yīng)棒料尺寸僅允許一個拉伸試棒毛坯通過，所述料箱底板做傾斜安裝，方便拉伸試棒毛坯在重力的作用下滾動到所述分料倉。
[0008]作為一種實施方式，所述棒料輸送裝置包括輸送機(jī)架、輸送軌道、有料檢測傳感器和傳感器安裝板，所述輸送軌道由軌道本體和安裝于所述軌道本體上的若干軸承組成，所述輸送軌道在輸送方向上有一定的傾斜度，所述有料檢測傳感器安裝在所述傳感器安裝板上。
[0009]作為一種實施方式，所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)備包括六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人和棒料夾取機(jī)構(gòu)，所述棒料夾取機(jī)構(gòu)由手抓一、手抓二和手抓安裝板構(gòu)成，所述手抓一和所述手抓二安裝在所述手抓安裝板上，所述手抓一用于夾取拉伸試棒毛坯和拉伸試棒半成品，所述手抓二用于夾取拉伸試棒成品，所述手抓安裝板被安裝在所述六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的第六軸法蘭盤上。
[0010]作為一種實施方式，所述成品輸送裝置包括重力輸送梯和成品箱，所述重力輸送梯在成品輸送方向上有一定斜度，所述成品箱放置在所述重力輸送梯末端下方。
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明還提供一種拉伸試棒自動化生產(chǎn)方法以提高拉伸試棒制造的自動化程度，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0013]—種拉伸試棒自動化生產(chǎn)方法，提供如權(quán)利要求1所述的拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，完成以下順序環(huán)節(jié):
[0014]分料輸送環(huán)節(jié):將來自儲料倉的拉伸試棒毛坯經(jīng)可調(diào)擋料板進(jìn)行分料后，拉伸試棒毛坯到達(dá)分料倉，控制裝置依據(jù)有料檢測傳感器的信號狀態(tài)控制棒料提升機(jī)構(gòu)動作；
[0015]夾取環(huán)節(jié):控制裝置控制工業(yè)機(jī)器人設(shè)備驅(qū)動棒料夾取機(jī)構(gòu)到達(dá)棒料輸送裝置指定位置夾取拉伸試棒毛坯；
[0016]上料環(huán)節(jié):工業(yè)機(jī)器人設(shè)備利用棒料夾取機(jī)構(gòu)將拉伸試棒毛坯或拉伸試棒半成品夾取到數(shù)控車床設(shè)備指定位置；
[0017]加工環(huán)節(jié):數(shù)控車床設(shè)備在數(shù)控程序的驅(qū)動下，對拉伸試棒毛坯或拉伸試棒半成品進(jìn)行去除材料加工；
[0018]下料環(huán)節(jié):工業(yè)機(jī)器人設(shè)備利用棒料夾取機(jī)構(gòu)將數(shù)控車床設(shè)備內(nèi)的拉伸試棒或拉伸試棒半成品取出；
[0019]調(diào)頭環(huán)節(jié):工業(yè)機(jī)器人控制棒料夾取機(jī)構(gòu)將取出的拉伸試棒半成品做翻轉(zhuǎn)調(diào)頭動作；
[0020]放置環(huán)節(jié):工業(yè)機(jī)器人設(shè)備將已加工完成的拉伸試棒放置到成品輸送裝置的重力輸送梯上指定位置；
[0021]成品輸送環(huán)節(jié):放置到成品輸送裝置的重力輸送梯上指定位置的拉伸試棒在重力的作用下沿重力輸送梯滾落到成品箱中。
[0022]作為一種實施方式，所述分料輸送環(huán)節(jié)工作包括如下步驟:
[0023]S1、拉伸試棒毛坯沿著料箱底板在重力的作用下向分料倉一側(cè)滾動，處于儲料倉和分料倉之間的可調(diào)擋料板進(jìn)行分料，使得在分料倉的毛坯層數(shù)為一層；
[0024]S2、控制裝置依據(jù)有料檢測傳感器的有料檢測信號狀態(tài)控制棒料提升機(jī)構(gòu)動作，如果有成品輸送裝置有拉伸試棒毛坯則棒料提升機(jī)構(gòu)的提升氣缸處于原始位置不動作，如果有成品輸送裝置沒有拉伸試棒毛坯則提升氣缸做向上頂出動作，提升一個拉伸試棒毛坯；
[0025]S3、拉伸試棒毛坯被頂升到落料板高度后，拉伸試棒毛坯靠重力的作用沿傾斜的落料板滾入棒料輸送裝置，提升氣缸延時落下；
[0026]S4、拉伸試棒毛坯沿棒料輸送裝置的輸送軌道在重力的作用下滑到棒料輸送裝置末端，在傳感器擋板的阻礙下拉伸試棒毛坯到達(dá)指定位置，同時有料檢測傳感器獲得信號。
[0027]作為一種實施方式，所述上料環(huán)節(jié)工作包括如下步驟:
[0028]S1、控制裝置控制工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的棒料夾取機(jī)構(gòu)夾持拉伸試棒毛坯在數(shù)控車床設(shè)備某位置處等待。
[0029]S2、控制裝置獲取數(shù)控車床設(shè)備門打開到位信號后，控制棒料夾取機(jī)構(gòu)到達(dá)數(shù)控車床設(shè)備內(nèi)零件夾緊位置后發(fā)送卡盤夾緊信號，數(shù)控車床設(shè)備控制系統(tǒng)控制卡盤夾緊，卡盤夾緊到位后數(shù)控車床設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出卡盤夾緊到位信號。
[0030]S3、控制裝置獲取卡盤夾緊到位信號，控制棒料夾取機(jī)構(gòu)松開并退出到數(shù)控車床設(shè)備外指定位置等待。
[0031 ]作為一種實施方式，所述下料環(huán)節(jié)工作包括如下步驟:
[0032]S1、數(shù)控車床設(shè)備加工完成后，車床門打開，控制裝置獲取車床門打開到位信號后控制棒料夾取機(jī)構(gòu)到達(dá)指定位置夾緊工件.
[0033]S2、工件夾緊到位后，控制裝置發(fā)出工件夾緊到位信號，數(shù)控車床設(shè)備控制系統(tǒng)控制打開卡盤，控制裝置獲取卡盤打開到位信號后控制棒料夾取機(jī)構(gòu)退回到數(shù)控車床設(shè)備外指定位置。
[0034]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:
[0035]采用本發(fā)明提供的拉伸試棒自動化生產(chǎn)系統(tǒng)級方法，可提高拉伸試棒制造的自動化程度，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，具有工業(yè)應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明提供的拉伸試棒自動化加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是拉伸試棒、拉伸試棒半成品和拉伸試棒毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明所述的分料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4是本發(fā)明所述的棒料提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5是本發(fā)明所述的棒料輸送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041 ]圖6是本發(fā)明所述的工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖7是本發(fā)明所述的成品輸送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8是本發(fā)明的工作流程圖；
[0044]圖中標(biāo)號示意如下:1_拉伸試棒;2-分料裝置;21-分料機(jī)架;22-組合料箱;221-儲料倉;222-分料倉;223-落料板;23-可調(diào)式擋料板;24-棒料提升機(jī)構(gòu)；241-提升氣缸;242-提升托板;3-棒料輸送裝置;31-輸送機(jī)架;32-輸送軌道;321-軌道軸承;322-軌道本體;33-有料檢測傳感器;34-傳感器擋板;4-六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備;41-六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人本體；42-棒料夾取機(jī)構(gòu);421-手抓I; 422-手抓2; 423-手抓安裝板;5-數(shù)控車床設(shè)備;51-機(jī)床控制系統(tǒng);52-卡盤;6-成品輸送裝置;61 -重力輸送梯;6 2-成品箱;7-控制裝置;71 -外圍控制箱；72-系統(tǒng)控制柜;8-安全棚.欄;9-拉伸試棒毛還；10-拉伸試棒半成品。
【具體實施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0046]如圖1所示:本發(fā)明提供的拉伸試棒自動化加工系統(tǒng)，包括分料裝置2、棒料輸送裝置3、工業(yè)機(jī)器人設(shè)備4、數(shù)控車床設(shè)備5、成品輸送裝置6、控制裝置7和安全柵欄8。其中拉伸試棒毛坯9由分料裝置2進(jìn)行分料后經(jīng)棒料輸送裝置3輸送，由六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備4進(jìn)行取料放入數(shù)控車床設(shè)備5，拉伸試棒毛坯經(jīng)數(shù)控車床5加工完成后再由工六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備4取出放置到成品輸送裝置6。所述數(shù)控機(jī)床設(shè)備5用于拉伸試棒的加工成型，所述安全柵欄8將所述的工業(yè)機(jī)器人設(shè)備4作業(yè)范圍和外部隔離，所述外部控制裝置7包括系統(tǒng)控制柜71和安裝在所述安全柵欄8上的外圍控制箱72。
[0047 ]如圖3所示:9為拉伸試棒毛還、10為拉伸試棒半成品、I為拉伸試棒。
[0048]結(jié)合圖2和圖4所示:所述分料裝置包括分料機(jī)架21、可調(diào)試擋料板23及安裝在所述分料機(jī)架上21的組合料箱22和棒料提升機(jī)構(gòu)24，所述可調(diào)試擋料板23和棒料提升機(jī)構(gòu)24位于所述組合料箱22內(nèi)且靠近所述棒料輸送裝置3。所述組合料箱22包括儲料倉221、分料倉222和落料板223，所述落料板223靠近所述棒料輸送裝置3—側(cè)且有一定斜度，所述可調(diào)試擋料板23安裝在組合料箱22上，位于所述儲料倉221和所述分料倉222之間，并可調(diào)節(jié)以適應(yīng)棒料毛坯尺寸僅允許一個棒料毛坯通過，所述料箱底板224做傾斜安裝，方便拉伸試棒毛坯9在重力的作用下滾動到分料倉222。所述棒料提升機(jī)構(gòu)24由提升氣缸241和提升托板242組成，提升托板242安裝在提升氣缸241的活動部分。
[0049]如圖5所示:所述棒料輸送裝置包括輸送機(jī)架31、輸送軌道32、有料檢測傳感器33和傳感器安裝板34。所述輸送軌道32由軌道本體321和安裝于所述軌道本體321上的若干軌道軸承322組成，所述輸送軌道32在輸送方向上有一定的傾斜度，所述有料檢測傳感器33安裝在所述傳感器安裝板34上。
[0050]如圖6所示:所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)備4包括六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人41和棒料夾取機(jī)構(gòu)42。所述棒料夾取機(jī)構(gòu)42由手抓一 421、手抓二 422和手抓安裝板423構(gòu)成，所述手抓一 421和手抓二422安裝在所述手抓安裝板上423，所述手抓安裝