[发明专利]一种用于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元

权利要求书

1.一种用于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，包括零点定位模块、机外找正模块、上下料机器人模块、工件存放模块、数控加工设备模块和电气控制模块组成；

机外找正模块设置于生产准备区，包括测量找正单元、工件装夹单元及配套PLC控制单元；上下料机器人模块设置于生产加工区，包括工业搬运机器人和可移动式机器人平台；工件存放模块由固定式料仓和移动式料仓构成，固定式料仓设置于生产准备区机外找正模块旁边；移动式料仓固定安装在可移动式机器人平台上，供工业搬运机器人取放工件；数控加工设备模块设置于生产加工区，包括数控加工中心设备和安全门控制系统；零点定位模块为随工件生产同步转移的动态组合模块；电气控制模块与其他各模块PLC相连接。

2.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：所述零点定位模块包括托盘和与托盘气动锁定连接的定位盘，托盘上表面用于安装固定箱体类工件，托盘上表面均布有用于固定夹紧工件的螺纹孔；托盘下表面安装有5支拉钉，其中1支拉钉位于中心位置，其它4支拉钉以该支拉钉为中心沿圆周方向均匀分布；定位盘上设置有与5支拉钉一一对应的气动球锁紧机构。

3.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：所述测量找正单元包括基座、设置于基座上的X向移位调整机构、Y向移位调整机构、Z向移位调整机构和绕Z轴的旋转机构；Y向移位调整机构用于实现工件的移位调整，Z向移位调整机构、X向移位调整机构及和绕Z轴的旋转机构的组合实现定位监测仪器的位置调整；X向移位调整机构、Y向移位调整机构、Z向移位调整机构均包括进给机构和驱动机构两部分构成，X向进给机构采用灰铸铁基座和高精度直线导轨结构，X向驱动机构采用带抱闸的伺服电机通过同步带及带轮带动高精度滚珠丝杠旋转，实现与滚珠丝杠连接的托板在导轨上移动；Y向和Z向进给机构采用花岗石基座和高精度直线导轨结构，驱动机构均采用带抱闸伺服电机与高精度滚珠丝杠直连结构带动拖板在导轨上移动；绕Z轴的旋转机构安装在X向移位调整机构的托板上靠近Y向移位调整机构的一端，包括旋转轴，旋转轴上端连接手驱动轮，旋转轴下端同心安装定位监测仪器，定位监测仪器采用寻边器或千分表。

4.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：所述工件装夹单元包括零点定位模块和气动控制部分组成；零点定位模块的定位盘与Y向移位调整机构的直线导轨滑块相连接，气动控制部分通过电控开关控制气路内压缩空气的通断，以驱动气动球锁紧机构的锁紧与松开。

5.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：所述工业搬运机器人包括固定底座组件、回转立柱组件、Z向滑动臂组件、Ⅲ轴转动臂组件、Ⅳ轴转动臂组件、Ⅴ轴转动臂组件和料叉组件；回转立柱组件通过RV减速器与固定底座组件连接，由第一伺服电机驱动进行回转动作；Z向滑动臂组件与滑块固定连接，滑块可沿与回转立柱组件连接的直线导轨上下滑动，同时滑动臂组件又与丝母座连接，丝母座与滚珠丝杠配合，实现由第二伺服电机驱动滚珠丝杠带动Z向滑动臂组件执行Z向升降动作；Ⅲ轴转动臂组件通过RV减速器与Z向滑动臂组件连接，由第三伺服电机驱动进行回转动作；Ⅳ轴转动臂组件通过谐波减速器与Ⅲ轴转动臂组件连接，由第四伺服电机驱动、通过皮带传动进行回转动作；Ⅴ轴转动臂组件通过谐波减速器与Ⅳ轴转动臂组件连接，由第五伺服电机驱动、通过皮带传动进行回转动作，料叉组件与Ⅴ轴转动臂组件固定连接。

6.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：可移动式机器人平台为下端安装有弹性柱销定位装置以及带有锁紧装置的可调节万向轮的移动平台结构。

7.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：固定式料仓和移动式料仓均为多层层板结构，料仓层板为半抽屉式结构，每层层板上均设置有4个带定位内锥面的定位座，四个定位座与零点定位模块托盘下方沿圆周方向均布的4个拉钉位置一一对应，形成托盘定位装置。

8.根据权利要求1所述的于多品种小批量箱体类零件的柔性制造单元，其特征在于：所述安全门控制系统主要采用PLC控制的气动驱动系统，导轨设置于安全门口周边的设备外壳壁上，导轨滑块与加工中心设备安全门连接，并与气缸驱动连接。