本发明涉及工业自动化生产领域，具体涉及一种自动化装配生产系统与方法。
背景技术：
智能生产线自动化技术是一个国家制造水平和科技水平的重要标志，其融合了机械工程、电子、自动化、信息技术、物联网技术、人工智能等高新技术，通常包括多个零部件的装配组合，生产线自动化智能制造生产中的各个环节高度集成，通过生产规划、制造装配和质量保证等各个子系统与整体生产线的高度自动化。
在现有的多种智能生产线中，部分步骤仍需要人工操作，或者整体生产线调配需要人工调度，或者部分自动化生产工艺操作流程复杂，工件加工、存储效率低，从而造成生产成本高昂且效率低下。
此外，生产线中经常需要对两个匹配工件进行边加工边装配，现有技术中或者单独进行各个工件的生产，再统一由人工装配，或者同时生产后，分别存放在不同的工件库，再根据装配组合要求，分别取件后进行后续装配，无法在线装配、检测后直接成品化生产，无法适应智能生产全自动化的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种自动化装配生产系统与方法，可实现工件的全流程快速生产、检测、装配、存储、调度，用以解决以上技术问题。
本发明的技术方案是：一种自动化装配生产系统，包括第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统、上下料系统以及综控系统，所述第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统按照工件生产移动方向依次相连通设置，上下料系统可操作的设置在工件生产移动方向外，综控系统可交互控制的设置在第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统、上下料系统外。
进一步地，所述第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统具有一侧壁或两侧壁或三侧壁开放的机架，并通过机架侧壁开放部分相连通，其中第一存取系统通过一侧壁上工件窗口局部开放，3d打印生产系统一侧壁与3d打印机对应局部开放，检测系统、打胶装配系统一个侧壁全开放、两个相邻的侧壁竖直半开放设置以形成局部开放空间，读码贴标系统、第二存取系统两个相对的侧壁全开放以形成机架的贯通，上下料系统可操作的连通第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统，物流系统连通第二存取系统，至少两个上下料系统对应设置在3d打印生产系统局部开放侧壁、检测系统全开放侧壁以及打胶装配系统全开放侧壁前。
进一步地，所述第一存取系统局部开放侧壁垂直3d打印生产系统局部开放侧壁，检测系统、打胶装配系统全开放侧壁重合且垂直3d打印生产系统开放侧壁，打胶装配系统半开放一侧壁与检测系统半开放一侧壁重合，打胶装配系统半开放另一侧壁与读码贴标系统全开放一侧壁重合，读码贴标系统全开放另一侧壁与第二存取系统全开放一侧壁重合，第二存取系统全开放另一侧壁与物流系统连通。
进一步地，所述第一存取系统还包括取件机构、送件机构、储件架、控制柜，第一存取系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置取件机构、送件机构、储件架，下层内设置控制柜，取件机构具有x轴、y轴、z轴三个方向的移动，x轴与y轴所在平面平行于储件竖直面，z轴分别与x轴、y轴、储件架竖直面空间垂直。
进一步地，所述3d打印生产系统还包括至少两台3d打印机、控制柜，3d打印生产系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置3d打印机，下层内设置控制柜，所述机架顶面、底面与侧壁设置覆盖框架的板体，其中机架下层侧壁的板体可门窗式开合，3d打印机的开放侧壁与机架上层开放的宽侧壁对应设置。
进一步地，所述打胶装配系统还包括打胶机构、控制柜、防护罩，打胶装配系统的机架为上下两层，上层侧壁开放，机架上层内设打胶机构，下层内设置控制柜，打胶机构部分位于机架的开放空间内，机架外部开放的侧壁部分对应设置防护罩。
进一步地，所述读码打标系统还包括读码机构、打标机构、条码识别机构、载具移动机构、控制柜，读码打标系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置读码机构、打标机构、条码识别机构、载具移动机构，下层内设置控制柜，读码机构、打标机构、条码识别机构沿载具移动机构的载具移动方向依次设置，读码机构的读码位置、打标机构的打标位置、条码识别机构的识别位置均位于载具移动机构载具上方，载具移动方向垂直两全开放侧壁。
进一步地，所述上下料系统包括执行机构、机械臂、控制柜、机架，上下料系统的机架为封闭的方形框架，内部设置控制柜，顶面设有固接机械臂的接口，机械臂末端安装执行机构，机械臂设置于机架顶面。
进一步地，所述物流系统包括一个总输送线与多个分输送线，各个分输送线平行且与总输送线一侧相交设置，由皮带或者柔性链实现成品工件的输送，总输送线另一侧与各个分输送线相对位置设置有推送气缸，以将相应成品工件推入相应分输送线，推送气缸由行程开关触发，总输送线与分输送线均设置有获取成品工件的位置与数量信息传感器。
进一步地，所述综控系统包括综控台、服务器、显示设备、网络交换机、综控系统软件、相关子系统模块软件，服务器、显示设备、网络交换机内置于综控台，综控台采用舰舵式布局，监控视野开阔，综控系统软件、相关子系统模块软运行于服务器内。
一种自动化装配生产方法，采用上述的自动化装配生产系统进行自动化装配生产，包括如下步骤：
步骤一，在线生产单生成，生产者通过网络发布生产单任务，服务器接收生产任务后，在线生产单生成，自动化装配生产线能够为生产者提供定制化服务，生产者可以根据需求，在系统内选择所需工件的尺寸大小、数量等信息，生产线接到任务后开始自行组织生产；
步骤二，工件3d打印，自动化装配生产线接到生产单判断成品库是否有库存，若有库存，则成品出库，上下料系统搬运产品至输送线，进入物流系统，输送货至出货点；若无库存，3d打印生产系统根据生产单要求打印相应的工件，并将打印好的工件输送至生产单元进行生产；
步骤三，工件检测，3d打印生产系统生产的半成品工件由上下料系统搬运至检测系统进行检测，检测系统根据标准件模版进行对比检测，并记录结果，将不合格工件筛选出放入不合格工件箱，合格产品进入装配环节；
步骤四，工件打胶装配，在装配工作区，上下料系统将待打胶工件放置于打胶机构的载物台上，在待打胶工件内放置电子标签后，打胶机构进行点胶、涂胶、滴胶、灌胶等打胶操作以实现初装，再将待组合工件与已打胶工件进行粘接，完成组合装配；
步骤五，工件读码贴标，产品打胶装配后，上下料系统首先将待注册打标工件放置于载具移动机构，并通过载具移动机构将工件移动至读码机构进行读码，然后载具移动机构将工件移动至打标机构进行条码打标，之后载具移动机构将工件移动至条码识别机构进行条码识别，将条码信息、电子标签读码信息上传至信息系统以完成电子标签信息与条码信息的关联存储，完成读码贴标；
步骤六，工件存储与物流出库，工件信息化处理后，上下料系统将其搬运至存取系统，或者进行物流出库，出库完毕后向生产者提供产品信息，完成自动化生产。
进一步地，所述步骤二中，若无库存，先判定半成品区是否能够满足生产单元的生产需求，若满足，上下料系统将相应的半成品搬运至生产单元进行生产，若不满足，3d打印生产系统再根据生产单要求打印相应的工件。
本发明具有以下有益效果：
1、综控系统能够实现生产单管理，3d打印、检测、打胶装配、读码贴标、上下料等生产环节控制信息运行的在线监控，统筹各子系统的信息，协调各子系统有序运行，并实现对各子系统进行远程管理；各工作子系统由综控系统统一控制、协调工作，根据生产加工需求，各工作子系统也可独立工作，包括各自的单元控制器，可独立控制各子系统的工作，并通过综控系统的管理系统统筹管理。此外，还可根据需求，增删各个子系统，子系统的增减同时又不影响系统中其他子系统的运行。
2、综控系统的管理系统对全过程进行有效实时的监控，能及时发现生产线问题，综控系统还可包括训练系统，以对智能化生产过程进行展示，提高系统的应用范围，自动化装配生产系统通过实时监控系统，可以得到整个智能制造生产线的生产情况，包括原材料，合格品，次品的分布情况，整个工厂生产效率，生产单数量，加工进度等信息，各个子系统部分的运作情况等，采取相应的操作，最大限度地降低加工设备的闲置率，提高系统设备的利用率，并保持系统运行的稳定性、安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明自动化装配生产系统总体的结构示意图。
图2为本发明自动化装配生产系统俯视的示意图。
图3为本发明自动化装配生产系统的存取系统总体的结构示意图。
图4为本发明自动化装配生产系统的存取系统取件机构的结构示意图。
图5为本发明自动化装配生产系统的存取系统送件机构的结构示意图。
图6为本发明自动化装配生产系统的3d打印生产系统总体的结构示意图。
图7为本发明自动化装配生产系统的检测系统总体的结构示意图。
图8为本发明自动化装配生产系统的检测系统位移与检测机构的结构示意图。
图9为本发明自动化装配生产系统的打胶装配系统总体的结构示意图。
图10为本发明自动化装配生产系统的打胶装配系统打胶机构的结构示意图。
图11为本发明自动化装配生产系统的读码打标系统总体的结构示意图。
图12为本发明自动化装配生产系统的读码打标系统读码与打标机构的结构示意图。
图13为本发明自动化装配生产系统的读码打标系统载具移动机构的结构示意图。
图14为本发明自动化装配生产系统的上下料系统执行机构的结构示意图。
图15为本发明自动化装配生产方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1-14所示，一种自动化装配生产系统，包括第一存取系统1000、3d打印生产系统2000、检测系统3000、打胶装配系统4000、读码贴标系统5000、第二存取系统6000、物流系统7000、上下料系统8000以及综控系统，所述第一存取系统1000、3d打印生产系统2000、检测系统3000、打胶装配系统4000、读码贴标系统5000、第二存取系统6000、物流系统7000按照工件生产移动方向依次相连通设置，上下料系统8000可操作的设置在工件生产移动方向外，综控系统可交互控制的设置在第一存取系统1000、3d打印生产系统2000、检测系统3000、打胶装配系统4000、读码贴标系统5000、第二存取系统6000、物流系统7000、上下料系统8000外。
所述第一存取系统1000、3d打印生产系统2000、检测系统3000、打胶装配系统4000、读码贴标系统5000、第二存取系统6000具有一侧壁或两侧壁或三侧壁开放的机架，并通过机架侧壁开放部分相连通，其中第一存取系统1000通过一侧壁上工件窗口1400局部开放，3d打印生产系统2000一侧壁与3d打印机2100对应局部开放，检测系统3000、打胶装配系统4000一个侧壁全开放、两个相邻的侧壁竖直半开放设置以形成局部开放空间，读码贴标系统5000、第二存取系统6000两个相对的侧壁全开放以形成机架的贯通，上下料系统8000可操作的连通第一存取系统1000、3d打印生产系统2000、检测系统3000、打胶装配系统4000，物流系统7000连通第二存取系统6000，至少两个上下料系统8000对应设置在3d打印生产系统2000局部开放侧壁、检测系统3000全开放侧壁以及打胶装配系统4000全开放侧壁前。
所述第一存取系统1000局部开放侧壁垂直3d打印生产系统2000局部开放侧壁，检测系统3000、打胶装配系统4000全开放侧壁重合且垂直3d打印生产系统2000开放侧壁，打胶装配系统4000半开放一侧壁与检测系统3000半开放一侧壁重合，打胶装配系统4000半开放另一侧壁与读码贴标系统5000全开放一侧壁重合，读码贴标系统5000全开放另一侧壁与第二存取系统6000全开放一侧壁重合，第二存取系统6000全开放另一侧壁与物流系统7000连通。
所述第一存取系统1000还包括取件机构1100、送件机构1200、储件架1300、控制柜，第一存取系统1000的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置取件机构1100、送件机构1200、储件架1300，下层内设置控制柜，取件机构1100具有x轴、y轴、z轴三个方向的移动，x轴与y轴所在平面平行于储件竖直面，z轴分别与x轴、y轴、储件架1300竖直面空间垂直。
所述取件机构1100包括x轴驱动构件1110、y轴驱动构件1120、z轴驱动构件1130、机械夹1140、xy连接块1150、yz轴连接块1160、限位板1170，取件机构1100可靠能够实现机械夹1140xyz三轴方向的移动和工件抓取。xy连接块1150固定连接x轴驱动构件1110移动部分与y轴驱动构件1120固定部分，yz轴连接块1160固定连接y轴驱动构件1120移动部分与z轴驱动构件1130固定部分，机械夹1140为滑动型平行机械夹1140，包括往复式气缸与机械夹1140臂，通过往复式气缸驱动两端机械夹1140臂相向或相背运动，从而抓放工件，在z轴驱动构件1130上还设置有限位板1170，限位板1170与具有一定高度的xy连接块1150接触时发生限位，可根据送件机构1200的位置，设置限位高度，在此不再详述。
所述送件机构1200包括行程气缸1210、载具1220、连接架1230、双轴气缸1240、基座1250组成，行程气缸1210与载具1220固定连接并设置于连接架1230上表面，行程气缸1210与连接架1230上表面滑动配合连接，双轴气缸1240一侧固定连接于连接架1230下表面，双轴气缸1240另一侧与基座1250滑动配合连接，基座1250固定设置于机架内，送件机构1200能够实现工件在机架内外的平稳直线位移输送。
行程气缸1210与双轴气缸1240均为往复式气缸，气缸往复运动的直线运动轨迹平行，通过高压气体驱动行程气缸1210沿连接架1230上表面滑轨滑动，行程气缸1210带动载具1220直线运动，从而将载具1220上的工件移动靠近至机架侧壁，当载具1220移动靠近至机架侧壁时，通过高压气体驱动双轴气缸1240沿基座1250直线滑动，可将载具1220上的工件移动至机架外。
通过运动轨迹平行设置的行程气缸1210与双轴气缸1240，能够减少取件机构1100的位移动作，便于自动控制，同时通过递进式直线往复运动，可分步移动工件，当需要取件等待操作时，仅通过行程气缸1210将载具1220上的工件移动靠近至机架侧壁，待取工件在机架内等待生产线工序协调，可有效避免工件移动至机架外的损坏。
第一存取系统1000通过相应机构在机架内位置的设置以及存取工序的设计，工件存取系统能够实现小空间内工件的重复存取，具有结构紧凑，位移可靠，存取高效的技术效果，有效满足了智能生产线高频存取工件的需求。
第一存取系统1000存取3d打印生产系统2000生产的半成品工件，当生产者暂停或者取消生产任务时，半成品工件直接存入第一存取系统1000内，无需通过上下料系统8000搬运至生产线末端的存取系统，节省了大量的运输作业。
当需要取件时，x轴驱动构件1110、y轴驱动构件1120驱动机械夹1140移动到储件架1300上的工件前，机械夹1140的往复式气缸驱动机械夹1140臂张开，z轴驱动构件1130的气缸伸出，机械夹1140的往复式气缸驱动机械夹1140臂闭合，实现工件的夹取；然后，z轴驱动构件1130的气缸收回，x轴驱动构件1110移动机械夹1140至送件机构1200上方，y轴驱动构件1120下降，将工件移动至送件机构1200上，机械夹1140的机械夹1140臂张开，工件放置于送件机构1200的载具1220上；送件机构1200的行程气缸1210前移，将载具1220上的工件移动靠近至机架侧壁，当载具1220移动靠近至机架侧壁时，驱动双轴气缸1240沿基座1250直线滑动伸出，将载具1220上的工件移动至机架外，等待下一工序取走工件；工件取走后，双轴气缸1240回收，行程气缸1210回归原位。
当需要存件时，送件机构1200的行程气缸1210与双轴气缸1240依次前移，将载具1220移动移动至机架外，外部机械夹1140将待储存工件放在载具1220上；工件放置完毕后，双轴气缸1240回收，行程气缸1210回归原位，由于前工序放置工件时，机械夹1140的机械夹1140臂保持张开，此时待储存工件移动至机械夹1140的机械夹1140臂之间位置；机械夹1140的往复式气缸驱动机械夹1140臂闭合，实现工件的夹取，y轴驱动构件1120上升，x轴驱动构件1110移动机械夹1140至储件架1300前，z轴驱动构件1130的气缸伸出，机械夹1140移动至储件架1300放置面相应空位，机械夹1140的往复式气缸驱动机械夹1140臂张开，工件放置在储件架1300上；取件机构1100回归原位，等待下一组存取操作。
所述3d打印生产系统2000还包括至少两台3d打印机2100、控制柜，3d打印生产系统2000的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置3d打印机2100，下层内设置控制柜，所述机架顶面、底面与侧壁设置覆盖框架的板体，其中机架下层侧壁的板体可门窗式开合，3d打印机2100的开放侧壁与机架上层开放的宽侧壁对应设置。
所述3d打印机2100包括至少两台，至少两台3d打印机2100并列同向设置，第一打印机与第二打印机采用不同的打印原材料，和/或执行不同打印程序，以实现不同工件的同时或者单独打印。
当进行打印作业时，3d打印机2100内驱动打印部件按照三维模型与打印指令移动，打印部件喷挤出的打印材料逐层打印，形成各层截面，逐步叠加成三维形状，从而打印出所需的三维工件。打印完毕后，机械手伸入3d打印机2100内，抓取打印好的工件，进入下一工序。
所述3d打印生产系统2000能够对多个工件进行3d打印生产，也可对单个工件独立3d打印，并通过两个需要组合装配工件的匹配打印与后续工序的同步组装，完成已成型工件的良好匹配，提高了打印生产效率，可满足高效自动化生产的需求。
所述检测系统3000还包括位移机构3100、检测机构3200、控制柜，检测系统3000的机架为上下两层，上层侧壁开放，上层内设位移机构3100、检测机构3200，下层内设置控制柜，机架下层侧壁的板体可门窗式开合，检测机构3200部分位于机架的开放空间内。
位移机构3100包括位移台架3110、载具台架3120、检测载具3130、支撑架3140、皮带3150、带轮3160、电机，位移台架3110一侧设置有第一直轨与第二直轨，第一直轨与第二直轨之间设置第一带轮3160与第二带轮3160，第一带轮3160与第二带轮3160设置于位移台架3110两端，皮带3150通过第一带轮3160与第二带轮3160张紧，第一带轮3160连接电机，电机驱动第一带轮3160旋转以带动皮带3150绕两个带轮3160在第一直轨与第二直轨之间转动。
载具台架3120一侧设置有第一凹槽与第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽分别与第一直轨与第二直轨滑动配合，载具台架3120一侧还设置皮带3150槽，皮带3150卡固在皮带3150槽内，皮带3150绕两个带轮3160转动时，电机为正反转循环控制，以驱动载具台架3120仅能够在第一带轮3160与第二带轮3160之间往复滑动，电机正转时，皮带3150使载具台架3120向位移台架3110一端直线位移，电机反转时，皮带3150使载具台架3120向位移台架3110另一端直线位移，位移台架3110一侧的面垂直于系统水平面，位移台架3110一侧的面平行于载具台架3120一侧的面，通过正交位置的设置，使得工件与检测机构3200具有可控的相对位置关系，防止工件或者检测机构3200大位移偏离检测位置，有效避免了检测机构3200对工件的空检或者误检。
载具台架3120另一侧固接至少一个检测载具3130，检测载具3130的载物面平行于系统水平面，支撑架3140固接于位移台架3110另一侧两端，支撑架3140为l形型材，支撑架3140一直角面与位移台架3110另一侧贴合，两直角面之间设置有加强筋或者横拉梁，位移台架3110设置于支撑架3140上部，两端支撑架3140之间设置废件箱，废件箱设置于位移台架3110下部中间位置，位移台架3110另一侧中部固接有检测机构3200，通过检测机构3200，对载具上的工件进行视觉检测，载具台架3120一侧前部设置有抽检台架，抽检台架包括抽检支架与抽检载台，抽检载台设置于抽检支架，抽检载台水平设置。
检测机构3200包括检测载架、相机3240、光源3250，所述检测载架由连接板3210、相机架3220、光源架3230固接而成，其中连接板3210一侧与位移台架3110另一侧面贴合，连接板3210一侧远离位移台架3110的方向依次固接光源架3230、相机架3220，光源架3230与相机架3220均为l形板材，光源架3230的一直角面固接连接板3210，另一直角面贯穿固设光源3250，相机架3220的一直角面开放端部固接连接板3210，另一直角面上固设相机3240，光源3250为环状光源3250，相机3240的镜头方向穿过光源3250的内环，且与光源3250投射方向同向，且均垂直于载具的载物面，优选地，相机3240的镜头中心、光源3250的投射中心重合，且与载具的载物面线垂直。
当进行检测作业时，上下料系统8000将待检测工件放置在检测系统3000的载具上，待检测工件放置好后，位移台架3110通过载具台架3120将载具上的待检测工件移动至视觉检测区，通过视觉检测工件的外观、尺寸、形状或者种类是否符合检测要求，并将检测数据上传至智能生产线系统。
对于不合格工件，由上下料机械手搬运至废件箱处，对于合格工件，继续转入流向下一工序进行加工或者储存，对于需要二次抽检的工件，上下料机械手将其搬运放置在抽检载台上，等待抽检员取件。
所述检测系统3000能够对多个工件进行检测，也可对单个工件独立检测，同时可进行工件抽检操作，具有多种检测模式，同时利用位移机构3100与检测机构3200适配的位置关系，避免检测机构3200对工件的空检或者误检，提高了检测效率，可满足高效自动化生产的需求。
所述打胶装配系统4000还包括打胶机构4100、控制柜、防护罩4200，打胶装配系统4000的机架为上下两层，上层侧壁开放，机架上层内设打胶机构4100，下层内设置控制柜，打胶机构4100部分位于机架的开放空间内，机架外部开放的侧壁部分对应设置防护罩4200。
打胶机构4100包括本体架4110、多个驱动构件4120、打胶枪4130、连接架4140、载物台4150，本体架4110由正交的水平本体与垂直梁架一体固接形成，水平本体上部内嵌第一驱动构件，垂直梁架上部内嵌第二驱动构件，连接架4140内嵌第三驱动构件，载物台4150通过第一驱动构件与水平本体滑动连接，连接架4140通过第二驱动构件与垂直梁架滑动连接，打胶枪4130通过第三驱动构件与连接架4140滑动连接，能够完成多种三维工件的打胶，第一驱动构件与第二驱动构件的运动件运动方向空间垂直，第三驱动构件运动件的运动方向同时空间垂直于第一驱动构件与第二驱动构件运动件的运动方向。
进行打胶作业时，上下料系统8000首先将待打胶工件放置于打胶机构4100的载物台4150上，待打胶工件内放置无线感应部件如电子标签，然后，按照不同工件形状与位置，打胶机构4100驱动部件移动打胶枪4130与载物台4150至打胶位置，进行点胶、涂胶、滴胶、灌胶等打胶操作，最后，待打胶工件完成打胶后，上下料系统8000抓取待组合工件，并将其与已打胶工件进行粘接，完成多个零部件的组合装配，打胶作业能够在打胶的同时，实现多个工件的组合装配，打胶作业清洁高效，装配速度快，可满足高效自动化生产的需求。
所述读码打标系统还包括读码机构5100、打标机构5200、条码识别机构5300、载具移动机构5400、控制柜，读码打标系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置读码机构5100、打标机构5200、条码识别机构5300、载具移动机构5400，下层内设置控制柜，读码机构5100、打标机构5200、条码识别机构5300沿载具移动机构5400的载具移动方向依次设置，读码机构5100的读码位置、打标机构5200的打标位置、条码识别机构5300的识别位置均位于载具移动机构5400载具上方，载具移动方向垂直两全开放侧壁。
所述读码机构5100包括读码器5110、第一立板5120、读码器支架5130，读码器支架5130固接于第一立板5120一侧，读码器5110固接于读码器支架5130下侧，且读码器5110无线感应方向下垂直于水平面。
所述打标机构5200包括第二立板5210、料纸滚筒5220、张紧滚筒5230、剥纸板5240、收纸滚筒5250、打标电机5260、压板驱动件、张紧调节件5290，料纸滚筒5220通过连接板3210垂直可转动设置于第二立板5210上部一侧，部分张紧滚筒5230、收纸滚筒5250垂直可转动的设置于第二立板5210上，剥纸板5240垂直的固定设置于第二立板5210上，压板驱动件固接于第二立板5210剥纸板5240上部，张紧调节件5290固接于第二立板5210剥纸板5240下部，部分张紧滚筒5230垂直可转动的设置于张紧调节件5290上，料纸滚筒5220、张紧滚筒5230、剥纸板5240、收纸滚筒5250、压板驱动件、张紧调节件5290均同侧设置于第二立板5210，压板驱动件、剥纸板5240、载具移动机构5400可贴合的相对设置，设置于张紧调节件5290上的部分张紧滚筒5230通过张紧调节件5290可相对第二立板5210位移。
根据条码纸运送方向，从条码纸入端至出端依次设置第一张紧滚筒、剥纸板5240、第二张紧滚筒、第三张紧滚筒、第四张紧滚筒、第五张紧滚筒、收纸滚筒5250，第二张紧滚筒设置于张紧调节件5290上。第一张紧滚筒为大直径滚筒，第二张紧滚筒、第三张紧滚筒为相同滚筒，第四张紧滚筒、第五张紧滚筒为相同滚筒，第一张紧滚筒设置于收纸滚筒5250与剥纸板5240之间剥纸板5240上部，第二张紧滚筒、第三张紧滚筒设置于剥纸板5240下方，第四张紧滚筒、第五张紧滚筒设置于收纸滚筒5250与剥纸板5240之间剥纸板5240下部。
收纸滚筒5250设置于第二立板5210上方边缘，剥纸板5240远离收纸滚筒5250方向设置于第二立板5210中部边缘，剥纸板5240具有一上表面与下表面相交的斜面边缘，剥纸板5240斜面边缘部分延伸出第二立板5210，条码纸上的条码在经过剥纸板5240斜面边缘时，可通过大角度转向而被从条码纸上剥离出来。
所述打标电机5260与收纸滚筒5250驱动连接，驱动收纸滚筒5250转动，从而实现条码纸的运送与收卷。
所述压板驱动件具有压板5281、第一驱动件5282、第二驱动件5283，压板驱动件的压板5281与剥纸板5240外伸边缘可贴合，第一驱动件5282驱动压板5281沿水平方向移动，第二驱动件5283驱动压板5281沿垂直方向移动，其中第一驱动件5282、第二驱动件5283通过导轨实现运动导向，动力源可为电驱动、气压驱动等，在此不再详述。
当压板驱动件的压板5281、剥纸板5240外伸边缘在载具移动机构5400上贴合时，载具移动机构5400条码纸上的条码首先经过剥纸板5240斜面边缘进行剥离，然后随着载具移动机构5400上载具的反向移动，剥离的条码即粘贴在了载具上的工件表面上，从而实现打标作业。
所述张紧调节件5290为可转动铰链式张紧结构，第二张紧滚筒设置于张紧调节件5290铰链移动端，通过铰链转动实现第二张紧滚筒相对第二立板5210的位移，从而调节张紧滚动间的预紧力，以满足不同的条码纸张紧需求。
所述条码识别机构5300包括条码识别器5310、第三立板5320、条码识别器支架5330，条码识别器支架5330固接于第三立板5320一侧，条码识别器5310固接于条码识别器支架5330下侧，且条码识别器5310镜头识别方向下垂直于水平面。
所述载具移动机构5400包括滑轨5410、驱动电机5420、导杠、载具，导杠由外导块5430与内丝杠5440组成，外导块5430内套设内丝杠5440，滑轨5410与外导块5430滑动连接，驱动电机5420通过电机轴与内丝杠5440固定连接，滑轨5410与驱动电机5420固定连接，载具通过支柱固接于外导块5430上部，电机轴旋转驱动内丝杠5440同步转动，内丝杠5440通过丝杠传动推动外导块5430，从而使得外导块5430上的载具沿滑轨5410往复直线运动。
所述载具包括载具滑轨5451、载具气缸5452、载具台5453，载具通过载具滑轨5451通过支柱固接于外导块5430上部，载具台5453为工件打标与放置平台，表面设置有固接工件的安装柱，载具滑轨5451上通过载具气缸5452滑动连接载具台5453，具体地，载具气缸5452的气缸壁固设在载具滑轨5451一端，载具气缸5452的气缸轴固接于载具台5453，通过高压气体驱动气缸轴上的载具台5453沿载具滑轨5451上表面滑轨滑动，从而将载具上的工件反向移动以在压板5281与剥纸板5240的贴合下完成条码的粘贴。
进行读码打标作业时，首先载具移动机构5400放置待注册打标工件后，载具移动机构5400将工件移动至读码机构5100的读码位置，读码器5110对内置有电子标签的工件进行读码，读码后将数据上传至信息系统，或者将数据暂存于系统中，与条码识别数据一同上传至信息系统；然后载具移动机构5400将工件移动至打标机构5200的打标位置，打标机构5200在工件表面进行条码的打标，随后载具移动机构5400将工件移动至条码识别机构5300的识别位置，条码识别机构5300对工件表面的条码进行识别，再将条码信息单独或者与电子标签读码信息一同上传至信息系统；信息系统对该工件的电子标签信息与条码信息进行关联、存储与管理；读码打标作业完成后，将已信息化处理工件搬运至其他系统，进行后续工序作业。
通过采用电子标签，对工件进行读码，将条码标贴于工件产品上，并利用条码识别，将每个工件的电子标签与生成的条码产品信息一一对应进行赋码，再将每个工件产品的电子信息自动上传服务器，后续可通过指定的条码查询系统或手机软件进行解码追踪，即可获知该工件产品的生产、物流、出库等安全信息，实现了基于物联网的读码、赋码和解码的自动化生产管理，能够在生产、仓储和流通各个环节进行自动识别，可极大的提高生产效率，减少人工及管理成本。
读码机构5100、打标机构5200、条码识别机构5300沿载具移动机构5400的载具移动方向依次设置，能够固定的按照先读码打标再识别条码执行作业，有效防止了漏读码或者打标后漏识别，有效增大了读码打标的容错率，提高了系统作业的可靠性；通过料纸滚筒5220、张紧滚筒5230、剥纸板5240、张紧调节件5290的顺序设置，剥纸板5240远离收纸滚筒5250方向设置于第二立板5210中部边缘，剥纸板5240具有一上表面与下表面相交的斜面边缘，剥纸板5240斜面边缘部分延伸出第二立板5210，压板驱动件固接于第二立板5210剥纸板5240上部，整体布局紧凑合理，能够实现条码纸平稳的送进，张紧调节操作简便；压板驱动件的压板5281与剥纸板5240外伸边缘可贴合设置，剥纸板5240外伸边缘与压板5281的板体面接触，大大提高了剥离条码在待打标表面的贴合度，条码粘合紧，不易掉落。
载具设置载具滑轨5451、载具气缸5452、载具台5453，通过高压气体驱动气缸轴上的载具台5453沿载具滑轨5451上表面滑轨滑动，仅通过将载具上的工件反向移动即可实现待打标工件、压板5281与剥纸板5240的贴合配合，不需要驱动整体载具移动机构5400，有效简化了系统作业工序；待打标工件、压板5281与剥纸板5240的贴合配合时，还可以根据条码剥离速度，直接移动配合部件之一即载具，单独调整载具反向移动的速度，可更快的匹配剥离条码在待打标表面的贴合度，降低了控制的复杂度。
所述第二存取系统6000还包括取件机构1100、储件架1300、控制柜，第二存取系统6000的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置取件机构1100、储件架1300，下层内设置控制柜，取件机构1100具有x轴、y轴、z轴三个方向的移动，x轴与y轴所在平面平行于储件竖直面，z轴分别与x轴、y轴、储件架1300竖直面空间垂直，取件机构1100移动方向垂直两全开放侧壁。
所述上下料系统8000包括执行机构8100、机械臂8200、控制柜、机架，上下料系统8000的机架为封闭的方形框架，内部设置控制柜，顶面设有固接机械臂8200的接口，机械臂8200末端安装执行机构8100，机械臂8200设置于机架顶面。
所述执行机构8100包括往复式双轴气缸8110、一对夹臂81208120、夹片8130、连接块8140，夹臂8120分别设置于双轴气缸8110两端，夹臂8120内侧面相对设置，夹臂8120内侧面一端与气缸两端伸出的气缸轴垂直固接，夹臂8120内侧面另一端设置夹片8130，夹臂8120外侧面设置可调节夹片8130伸缩的反馈气缸8150，通过连接块8140固接双轴气缸8110与机械臂8200，往复式双轴气缸8110驱动两端夹臂8120相向或相背运动，从而抓放工件。
所述夹片8130为三个，夹片8130呈三角形分布，每个夹片8130均可独立和/或非同步伸缩。
所述夹臂8120外侧面设置至少一个反馈气缸8150，当需要调整夹持力时，反馈气缸8150伸出或者缩回，从而增大或者减少夹片8130的夹合距离以调整夹持力。
所述连接块8140为l形，一直角面与气缸壁侧面固接，另一直角面与机械臂8200末端固接。
所述机械臂包括固定座、活动座、机械后臂、机械前臂、旋转座、安装座，机械臂8200通过固定座固定在控制柜顶面上，固定座上端转动连接有活动座，活动座用于使机械臂8200整体绕竖直方向轴线转动，机械后臂通过后臂关节与所述活动座转动连接，所述机械前臂的一端通过前臂关节与所述机械后臂转动连接，所述后臂关节的转轴和所述前臂关节的转轴分别固定在所述机械后臂的底端和顶端，且二者轴线相互平行，机械前臂的另一端设有执行关节，旋转座一端转动套设于所述执行关节的转轴上，旋转座的另一端固定连接有安装座，所述安装座用于连接执行机构8100。
所述物流系统7000设置有一个总输送线7100与多个分输送线7200，各个分输送线7200平行且与总输送线7100一侧相交设置，由皮带3150或者柔性链实现成品工件的输送，总输送线7100另一侧与各个分输送线7200相对位置设置有推送气缸7300，以将相应成品工件推入相应分输送线7200，推送气缸7300由行程开关触发，总输送线7100与分输送线7200均设置有传感器，用以获取成品工件的位置与数量信息，物流系统7000将传感器信息传送至综控系统，从而实现产品的全物流周期管理。
所述机架上设置有调压过滤器，保障气动压力，机架外部开放的侧壁部分对应设置防护罩4200用于防护胶液的喷溅，防护罩4200可门窗式开合以便于作业，设备系统还可在机架外部上部设置报警呼叫系统，报警呼叫系统采用三色灯并配报警器，机架整体使用铝材、亚克力与冷轧钢板，门窗使用铝材与亚克力材料。
所述控制柜可采用无线通讯模式实现远程控制，控制柜中还包括伺服驱动器，伺服驱动器驱动控制电机，控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制三种，可进行选择位置/速度切换控制，速度/转矩切换控制和转矩/位置切换控制。
所述综控系统包括综控台、服务器、显示设备、网络交换机、综控系统软件、相关子系统模块软件，服务器、显示设备、网络交换机内置于综控台，综控台采用舰舵式布局，监控视野开阔，综控系统软件、相关子系统模块软运行于服务器内。
所述综控系统软件能够实现生产单管理，3d打印、检测、打胶装配、读码贴标、上下料等生产环节控制信息运行的在线监控，负责统筹各子系统的信息，协调各子系统有序运行，并实现对各子系统进行远程管理。子系统模块软件可单独控制各个子系统，完成各个子系统特定作业，显示设备显示各子系统运行状态与操作界面，通过网络交换机实现数据交互传输。
各工作子系统由综控系统统一控制、协调工作，根据生产加工需求，各工作子系统也可独立工作，包括各自的单元控制器，可独立控制各子系统的工作，并通过综控系统的管理系统统筹管理。此外，还可根据需求，增删各个子系统，子系统的增减同时又不影响系统中其他子系统的运行。
综控系统的管理系统对全过程进行有效实时的监控，主要包括生产线的数据处理、控制计算、分析决策和信息交换，并对数据进行统计分析，以便能及时发现生产线问题，综控系统还可包括训练系统，以对智能化生产过程进行展示，提高系统的应用范围。
自动化装配生产系统应用大量的智能制造设备，利用高性能控制系统将其集成起来，实现流水线加工作业，生产者可以通过远程方式自主选择产品生产的类型和数量，完成生产单提交后，可以直接根据生产单该工件所设定的多项加工工序，并最终将合格产品放置于成品区，生产线工作站在制造过程中无需人为干预，体现了智能制造的服务感知、接入与封装，具有全生命周期管理以及产品定制化的优势。
自动化装配生产系统通过实时监控系统，可以得到整个智能制造生产线的生产情况，包括原材料，合格品，次品的分布情况，整个工厂生产效率，生产单数量，加工进度等信息，各个子系统部分的运作情况等，采取相应的操作，最大限度地降低加工设备的闲置率，提高系统设备的利用率，并保持系统运行的稳定性、安全性和可靠性。
进行自动化装配生产作业时，以不同工件的加工组合为生产对象，完成从在线生产单生成-工件3d打印-检测-打胶装配-读码贴标-工件存储-物流出库的一个工作循环过程，实现加工、装配无人可视化操作，具体包括以下步骤：
步骤一，在线生产单生成，生产者通过网络发布生产单任务，服务器接收生产任务后，在线生产单生成，自动化装配生产线能够为生产者提供定制化服务，生产者可以根据需求，在系统内选择所需工件的尺寸大小、数量等信息，生产线接到任务后开始自行组织生产。
步骤二，工件3d打印，自动化装配生产线接到生产单判断成品库是否有库存，若有库存，则成品出库，上下料系统8000搬运产品至输送线，进入物流系统7000，输送货至出货点；若无库存，先判定半成品区是否能够满足生产单元的生产需求，若满足，上下料系统8000将相应的半成品搬运至生产单元进行生产，若不满足，则3d打印生产系统2000将根据生产单要求打印相应的工件，并将打印好的工件输送至生产单元进行生产。
步骤三，工件检测，3d打印生产系统2000生产的半成品工件由上下料系统8000搬运至检测系统3000进行检测，检测系统3000根据标准件模版进行对比检测，并记录结果，将不合格工件筛选出放入不合格工件箱，合格产品进入装配环节。
步骤四，工件打胶装配，在装配工作区，上下料系统8000将待打胶工件放置于打胶机构4100的载物台4150上，在待打胶工件内放置电子标签后，打胶机构4100进行点胶、涂胶、滴胶、灌胶等打胶操作以实现初装，再将待组合工件与已打胶工件进行粘接，完成组合装配。
步骤五，工件读码贴标，产品打胶装配后，上下料系统8000首先将待注册打标工件放置于载具移动机构5400，并通过载具移动机构5400将工件移动至读码机构5100进行读码，然后载具移动机构5400将工件移动至打标机构5200进行条码打标，之后载具移动机构5400将工件移动至条码识别机构5300进行条码识别，将条码信息、电子标签读码信息上传至信息系统以完成电子标签信息与条码信息的关联存储，完成读码贴标。
步骤六，工件存储与物流出库，工件信息化处理后，上下料系统8000将其搬运至存取系统，或者进行物流出库，出库完毕后向生产者提供产品信息，完成自动化生产。
需要说明的是，在本文中，关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何在未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
1.一种自动化装配生产系统，包括第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统、上下料系统以及综控系统，其特征在于：所述第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统按照工件生产移动方向依次相连通设置，上下料系统可操作的设置在工件生产移动方向外，综控系统可交互控制的设置在第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统、物流系统、上下料系统外。
2.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统、读码贴标系统、第二存取系统具有一侧壁或两侧壁或三侧壁开放的机架，并通过机架侧壁开放部分相连通，其中第一存取系统通过一侧壁上工件窗口局部开放，3d打印生产系统一侧壁与3d打印机对应局部开放，检测系统、打胶装配系统一个侧壁全开放、两个相邻的侧壁竖直半开放设置以形成局部开放空间，读码贴标系统、第二存取系统两个相对的侧壁全开放以形成机架的贯通，上下料系统可操作的连通第一存取系统、3d打印生产系统、检测系统、打胶装配系统，物流系统连通第二存取系统，至少两个上下料系统对应设置在3d打印生产系统局部开放侧壁、检测系统全开放侧壁以及打胶装配系统全开放侧壁前。
3.根据权利要求2所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述第一存取系统局部开放侧壁垂直3d打印生产系统局部开放侧壁，检测系统、打胶装配系统全开放侧壁重合且垂直3d打印生产系统开放侧壁，打胶装配系统半开放一侧壁与检测系统半开放一侧壁重合，打胶装配系统半开放另一侧壁与读码贴标系统全开放一侧壁重合，读码贴标系统全开放另一侧壁与第二存取系统全开放一侧壁重合，第二存取系统全开放另一侧壁与物流系统连通。
4.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述第一存取系统还包括取件机构、送件机构、储件架、控制柜，第一存取系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置取件机构、送件机构、储件架，下层内设置控制柜，取件机构具有x轴、y轴、z轴三个方向的移动，x轴与y轴所在平面平行于储件竖直面，z轴分别与x轴、y轴、储件架竖直面空间垂直。
5.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述3d打印生产系统还包括至少两台3d打印机、控制柜，3d打印生产系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置3d打印机，下层内设置控制柜，所述机架顶面、底面与侧壁设置覆盖框架的板体，其中机架下层侧壁的板体门窗式开合，3d打印机的开放侧壁与机架上层开放的宽侧壁对应设置。
6.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述打胶装配系统还包括打胶机构、控制柜、防护罩，打胶装配系统的机架为上下两层，上层侧壁开放，机架上层内设打胶机构，下层内设置控制柜，打胶机构部分位于机架的开放空间内，机架外部开放的侧壁部分对应设置防护罩。
7.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述读码打标系统还包括读码机构、打标机构、条码识别机构、载具移动机构、控制柜，读码打标系统的机架为上下两层的方形框架，上层侧壁开放，上层内设置读码机构、打标机构、条码识别机构、载具移动机构，下层内设置控制柜，读码机构、打标机构、条码识别机构沿载具移动机构的载具移动方向依次设置，读码机构的读码位置、打标机构的打标位置、条码识别机构的识别位置均位于载具移动机构载具上方，载具移动方向垂直两全开放侧壁。
8.根据权利要求1所述的自动化装配生产系统，其特征在于：所述上下料系统包括执行机构、机械臂、控制柜、机架，上下料系统的机架为封闭的方形框架，内部设置控制柜，顶面设有固接机械臂的接口，机械臂末端安装执行机构，机械臂设置于机架顶面；或者，
所述物流系统包括一个总输送线与多个分输送线，各个分输送线平行且与总输送线一侧相交设置，由皮带或者柔性链实现成品工件的输送，总输送线另一侧与各个分输送线相对位置设置有推送气缸，以将相应成品工件推入相应分输送线，推送气缸由行程开关触发，总输送线与分输送线均设置有获取成品工件的位置与数量信息传感器；或者，
所述综控系统包括综控台、服务器、显示设备、网络交换机、综控系统软件、相关子系统模块软件，服务器、显示设备、网络交换机内置于综控台，综控台采用舰舵式布局，监控视野开阔，综控系统软件、相关子系统模块软运行于服务器内。
9.一种自动化装配生产方法，采用如权利要求1-8任一项所述的自动化装配生产系统进行自动化装配生产，包括如下步骤：
步骤一，在线生产单生成，生产者通过网络发布生产单任务，服务器接收生产任务后，在线生产单生成，自动化装配生产线能够为生产者提供定制化服务，生产者根据需求，在系统内选择所需工件的尺寸大小、数量信息，生产线接到任务后开始自行组织生产；
步骤二，工件3d打印，自动化装配生产线接到生产单判断成品库是否有库存，若有库存，则成品出库，上下料系统搬运产品至输送线，进入物流系统，输送货至出货点；若无库存，3d打印生产系统根据生产单要求打印相应的工件，并将打印好的工件输送至生产单元进行生产；
步骤三，工件检测，3d打印生产系统生产的半成品工件由上下料系统搬运至检测系统进行检测，检测系统根据标准件模版进行对比检测，并记录结果，将不合格工件筛选出放入不合格工件箱，合格产品进入装配环节；
步骤四，工件打胶装配，在装配工作区，上下料系统将待打胶工件放置于打胶机构的载物台上，在待打胶工件内放置电子标签后，打胶机构进行点胶、涂胶、滴胶、灌胶的打胶操作以实现初装，再将待组合工件与已打胶工件进行粘接，完成组合装配；
步骤五，工件读码贴标，产品打胶装配后，上下料系统首先将待注册打标工件放置于载具移动机构，并通过载具移动机构将工件移动至读码机构进行读码，然后载具移动机构将工件移动至打标机构进行条码打标，之后载具移动机构将工件移动至条码识别机构进行条码识别，将条码信息、电子标签读码信息上传至信息系统以完成电子标签信息与条码信息的关联存储，完成读码贴标；
步骤六，工件存储与物流出库，工件信息化处理后，上下料系统将其搬运至存取系统，或者进行物流出库，出库完毕后向生产者提供产品信息，完成自动化生产。
10.根据权利要求9所述的自动化装配生产方法，其特征在于：所述步骤二中，若无库存，先判定半成品区是否能够满足生产单元的生产需求，若满足，上下料系统将相应的半成品搬运至生产单元进行生产，若不满足，3d打印生产系统再根据生产单要求打印相应的工件。
技术总结