一种用于定制家具的板材自动加工方法转让专利

申请号 : CN201410822244.8

文献号 : CN104626324B

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发明人 : 彭劲雄彭湃

申请人 : 广州市圆方计算机软件工程有限公司

摘要 :

本方法提供一种用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:在板材加工工序中,通过对机械手的控制以使机械手对板材进行翻面、移动和转动,实现板材M面加工,M为自然数且1≤M≤5,板材面为板材正面、反面和/或侧面。本发明的定制家具用板材自动加工方法操作方便、实用性强、可有效提高加工精度的同时,达到高效、稳定加工,以实现根据生产需求进行标准化、全自动化对各种规格的板材加工,并适用于大规模生产进行家具智能制造。该加工方法代替传统的人工加工工艺,提高生产效率,并解决目前家居制造行业自动化程度不高和生产效率低的问题,为家具等行业开创新的工艺模式。

权利要求 :

1.一种用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:在板材加工工序中,通过对机 械手的控制以使机械手对板材进行翻面、移动和转动,实现板材M面加工,M为自然数且1 < M < 5,板材面为板材正面、反面和/或侧面;在板材加工工序前,还包括板材送料工序;在板材加工工序后,还包括板材出料工序;其中,板材送料工序包括次序可以互换或同时进行的扫描工序和板材进料工序;所述 扫描工序是指读取板材标签信息,标签信息包括板材尺寸信息和板材加工信息;所述板材 进料工序是指对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量;所述板材加工工序包括板材正面和/或反面加工工序以及侧面加工工序;其中板材正 面和/或反面加工工序是指根据板材加工信息确定加工模式,然后控制机械手在进料口抓 取板材,并根据加工模式以机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式,与可更换刀 具的主加工装置配合控制,实现板材的正面和/或反面加工;所述加工模式是指机械手运动 的线路、机械手的抓/放控制和所用的刀具类型;所述板材侧面加工工序是指根据加工模 式,控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工。

2.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:所述板材送 料工序还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后的翻转工序,对已送至进料口的板材进 行90°翻转以便于机械手抓取。

3.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:还包括设置 在扫描工序和板材进料工序之后、板材加工工序之前的板材筛选工序,所述板材筛选工序 是指根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进行筛选 并去除;所述不合格的板材是指测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配的板材,或/ 且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配的板材。

4.根据权利要求2所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:对板材逐 块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量是指:在传输方向尾端逐块阻挡板材, 并对逐块板材的宽度进行测量;进料口设置在传输方向尾端的一侧,在进料口相对一侧推 动板材至进料口处实现板材的长度整理,同时在进料口 一侧推动板材至尾端实现板材的宽 度整理;在进料口处将板材90°翻转,并测量板材的长度。

5.根据权利要求4所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:在板材送料 工序中,还包括对板材进行分隔,实现板材逐块依次输送。

6.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:板材正面 和/或反面加工工序中,所述机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式是指:在加工 平台设置可滑动的无动力工作装置,机械手将板材放置在无动力工作装置上并推动板材, 实现板材通过可滑动的无动力工作装置进行定位,以及通过机械手的转动实现板材的翻 面;板材正面和/或反面加工完毕后,无动力工作装置以滑动方式复位为下一次工作做准 备;采用限位件限定无动力工作装置的滑动范围。

7.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:主加工装置 设置在加工平台上方,在主加工装置机头下方设置可转动的刀库装置;所述刀库装置以主 加工装置为中心移动设置以实现刀具类型的选用和更换。

8.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:板材侧面加 工工序中,所述控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工是指:机械手抓取板材移动到侧加工装置进行1个侧面加工后,通过移动和转动的方式进行第2个 和/或第3个侧面的加工,实现板材的1、2或3个侧面加工。

9.根据权利要求3所述的用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:板材筛选工 序中,所述根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进 行筛选包括以下步骤:l.获取板材扫描工序的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸;n.将板材进料工序测量的板材尺寸与标签信息中的板材尺寸做匹配比较,将标签信 息中的板材加工信息与预设该批次加工模型的信息做匹配比较;并判断板材是否合格: 当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配,或/且标签信息的板材加工信息与 该批次加工模型不匹配,则判定为不合格的板材;当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸匹配,且标签信息的板材加工信息与该批次 加工模型匹配,则判定为合格的板材;m.合格的板材进入板材加工工序进行加工,不合格的板材进入板材出料工序进行去除。

说明书 :

一种用于定制家具的板材自动加工方法

技术领域

[0001] 本方法涉及家具加工制造技术领域,更具体地说,涉及一种用于定制家具的板材自动加工方法。背景技术
[0002] 定制家具已经成为了当今社会非常流行的置办家具的方式,定制家具打破了空间的局限性并有很好的发挥空间,因此定制家具特别受大众消费者的青睐。在人们越来越关注定制家具的时候,定制家具的板材也备受大众的关注。其中,低密度板、中密度板、高密度板和颗粒板等木质板材由于具有重量轻、强度比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观和加工容易等优点,已经成为家具制造中的一种常用材料。
[0003] 现有的木质板材加工业以木质板材为原料,主要采用人工利用机械进行加工作业,对板材进行开槽、钻孔、压刻细纹路和开榫等加工。虽然该作业方式在一定程度上能满足生产要求,但是该方式并没有实现完全的自动化操作,在板材加工过程中,板材的上料、 将板材固定在工作台实现机械加工、板材的翻面加工以及板材的下料等工序依然需要人工操作,而且由于定制家具的千差万别,板材的规格和尺寸都有不同,即使是相同尺寸的板件由于在家具中的位置不同,加工的内容也不同,这也是实现自动化操作难以解决的问题。这样一方面导致生产效率低且工人的劳动强度大,另一方面由于人工控制木板容易导致板材加工相对位置误差较大,从而造成板材加工精度低和加工质量差,增加板材的报废率。
[0004] 目前也有一些生产厂商尝试利用自动化的加工机械来进行板材加工以提高效率和精度,但是仍然无法实现一次流程自动加工板材的5个面,仍然避免不了人工进行补充的问题。同时,现有的加工装置通用性低,难以实现根据板材的形状、尺寸和需要进行的加工位置等参数进行自动化的标准加工,无法适用于定制家具制造板材的大规模批量加工。发明内容
[0005] 本方法的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供一种实用性强和便于操作的用于定制家具的板材自动加工方法,该板材自动加工方法不仅可有效提高板材的加工精度,而且可达到高效和稳定的加工效果,以实现根据生产需求进行标准化、全自动化对各种规格的板材加工,并适用于大规模生产进行家具智能制造,从而代替传统的人工加工,提高生产效率,并解决目前家居制造行业自动化程度不高和生产效率低的问题,为家具等行业开创新的生产模式。
[0006] 为了达到上述目的,本方法通过下述技术方案予以实现:一种用于定制家具的板材自动加工方法,其特征在于:在板材加工工序中,通过对机械手的控制以使机械手对板材进行翻面、移动和转动,实现板材M面加工,M为自然数且1 < M < 5,板材面为板材正面、反面和/或侧面。
[0007] 在上述方案中,本发明的加工方法通过机械手对板材进行翻面、移动和转动,从而实现板材的自动化加工。该加工方法可一次流程实现1、2、3、4或5面加工,不仅可提高加工效率,而且可有效避免板材多次加工时重复装夹导致加工相对位置误差大的问题,从而提高加工的精度和质量。
[0008] 在板材加工工序前,还包括板材送料工序;在板材加工工序后,还包括板材出料工序;
[0009] 其中,板材送料工序包括次序可以互换或同时进行的扫描工序和板材进料工序; 所述扫描工序是指读取板材标签信息,标签信息包括板材尺寸信息和板材加工信息;所述板材进料工序是指对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量;
[0010] 所述板材加工工序包括板材正面和/或反面加工工序以及侧面加工工序;其中板材正面和/或反面加工工序是指根据板材加工信息确定加工模式,然后控制机械手在进料口抓取板材,并根据加工模式以机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式,与可更换刀具的主加工装置配合控制,实现板材的正面和/或反面加工;所述加工模式是指机械手运动的线路、机械手的抓/放控制和所用的刀具类型;所述板材侧面加工工序是指根据加工模式,控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工。
[0011] 所述板材送料工序还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后的翻转工序,对已送至进料口的板材进行90°翻转以便于机械手抓取。
[0012] 本发明还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后、板材加工工序之前的板材筛选工序,所述板材筛选工序是指根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进行筛选并去除;所述不合格的板材是指测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配的板材,或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配的板材。本发明的板材筛选工序中,不合格的板材通过机械手的抓取进入板材出料工序进行筛选。
[0013] 对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量是指:在传输方向尾端逐块阻挡板材,并对逐块板材的宽度进行测量;进料口设置在传输方向尾端的一侧,在进料口相对一侧推动板材至进料口处实现板材的长度整理,同时在进料口一侧推动板材至尾端实现板材的宽度整理;在进料口处将板材90°翻转,并测量板材的长度。本发明的板材进料工序可实现对扫描标签后传输的板材进行整理和测量。该方法对板材进行长度方向调整的同时可实现将板材推送到与其相对设置的进料口处,便于机械手的抓取;同时也可对板材进行宽度方向调整。板材的调整也便于测量装置对其尺寸的测量。
[0014] 在板材送料工序中,还包括对板材进行分隔,实现板材逐块依次输送。本发明在板材之间的传送采用分隔的功能便于后续对单块板材的测量与整理。
[0015] 板材正面和/或反面加工工序中,所述机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式是指:在加工平台设置可滑动的无动力工作装置,机械手将板材放置在无动力工作装置上并推动板材,实现板材通过可滑动的无动力工作装置进行定位,以及通过机械手的转动实现板材的翻面;板材正面和/或反面加工完毕后,无动力工作装置以滑动方式复位为下一次工作做准备;采用限位件限定无动力工作装置的滑动范围。本发明的板材可通过机械手的推动可实现在加工平台的长度方向和宽度方向滑动并定位,机械手还可通过转动对板材翻转实现板材反面加工。当板材正面和/或反面加工完毕后,无动力工作装置可实现全自动复位,从而提高板材加工的效率,而限位件的设置可提高板材在加工平台上加工定位的准确性。
[0016] 主加工装置设置在加工平台上方,在主加工装置机头下方设置可转动的刀库装置;所述刀库装置以主加工装置为中心移动设置以实现刀具类型的选用和更换。更具体地说,加工前,刀库装置移动到主加工装置下方且打开装刀口后,并通过旋转的方式将所用类型的刀具旋转置于主加工装置的机头下方进行刀具的安装/更换;加工时,刀库装置移动远离主加工装置且盖合装刀口,主加工装置与机械手配合控制对无动力工作装置上的板材进行加工。
[0017] 板材侧面加工工序中,所述控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工是指:机械手抓取板材移动到侧加工装置进行1个侧面加工后,通过移动和转动的方式进行第2个和/或第3个侧面的加工,实现板材的1、2或3个侧面加工。
[0018] 板材筛选工序中,所述根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进行筛选包括以下步骤:
[0019] 1.获取板材扫描工序的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸;
[0020] n.将板材进料工序测量的板材尺寸与标签信息中的板材尺寸做匹配比较,将标签信息中的板材加工信息与预设该批次加工模型的信息做匹配比较;并判断板材是否合格:
[0021] 当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配,或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配,则判定为不合格的板材;
[0022] 当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸匹配,且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型匹配,则判定为合格的板材;
[0023] m.合格的板材进入板材加工工序进行加工,不合格的板材进入板材出料工序进行去除。
[0024] 本发明通过板材送料工序、板材加工工序以及板材出料工序,则可实现板材全自动化和标准化M面加工。相对于通过人工操作对板材进行上料、固定在工作台实现机械加工、翻面加工以及下料等方式导致加工效率低、加工精度低和生产成本高等问题,本发明的加工方法采用机械手的方式对板材加工的全过程实现自动化智能控制,从而大大提高板材加工的速度、效率和板材加工的精度、质量,并降低生产成本,适用于大规模生产进行家具智能制造。[〇〇25]而且,本发明在板材正面和/或反面加工工序中,通过机械手对板材以推动和翻转的方式进行正面或/和反面加工,在侧面加工工序中抓取板材的机械手以移动和转动方式进行1、2或3个侧面的加工,则可达到通过主加工装置、侧加工装置和机械手的配合实现板材的1、2、3、4或5面加工,还可实现板材的自动输送。本发明的加工方法一次流程可实现1、 2、3、4或5面加工,不仅可进一步提高加工效率,而且可有效避免板材多次加工时重复装夹导致加工相对位置误差大的问题,从而提高加工的精度和质量。同时,本发明的加工方法可根据板材标签上的信息(板材尺寸和板材加工信息)和实现尺寸参数的测量对板材进行筛选。当获取到扫描机构的标签信息和进料输送机构测量到板材的尺寸信息后,可在加工前对不合格板材(与标签信息的尺寸不匹配的板材和与该批次加工模型不匹配的板材)进行筛选并去除,再根据合格板材的板材加工信息确定加工模式,通过机械手、主加工装置和侧加工装置的配合合作对板材进行加工,实现对多种加工模型的板材进行标准化加工,从而增强板材加工的实用性和通用性,适用家具制造板材的大规模批量生产。
[0026] 与现有技术相比,本方法具有如下优点与有益效果:
[0027] 1、本发明的定制家具用板材自动加工方法操作方便、实用性强、可有效提高加工精度的同时,达到高效、稳定加工,以实现根据生产需求进行标准化、全自动化对各种规格的板材加工,并适用于大规模生产进行家具智能制造。
[0028] 2、本发明的板材自动加工方法代替传统的人工加工工艺,提高生产效率,并解决目前家居制造行业自动化程度不高和生产效率低的问题,为家具等行业开创新的工艺模式。
[0029] 3、本发明的板材自动加工方法可达到一次流程对板材进行1、2、3、4或5面加工的效果,从而进一步提高生产效率;而且可有效避免板材多次加工时重复装夹导致加工相对位置误差大的问题,从而提高加工的精度和质量。
[0030] 4、本发明的板材自动加工方法可根据板材的形状、材质、标签和尺寸等参数确定多种不同种类板块的加工模式,并可在加工前对尺寸不匹配的板材和与该批次加工模型不匹配的板材进行分类筛选,从而实现对多种加工模型的板材进行标准化加工,进而增强板材加工的实用性和通用性。附图说明
[0031] 图1是本发明用于定制家具的板材自动加工方法采用的设备结构示意图;
[0032] 图2是本发明板材自动加工设备中进料输送机构的结构示意图;
[0033] 图3是本发明板材自动加工设备中进料输送机构的俯面示意图;
[0034] 图4是本发明板材自动加工设备中主加工机构的结构示意图一;[〇〇35]图5是图4中A处放大图;
[0036]图6是本发明板材自动加工设备中主加工机构的结构示意图二;[〇〇37]图7是本发明板材自动加工设备中无动力架的结构示意图;
[0038] 图8是本发明板材自动加工设备中主加工机构的俯面示意图;
[0039] 图9是本发明板材自动加工设备中刀库装置的结构示意图;
[0040] 图10是本发明板材自动加工设备中侧加工机构的结构示意图;
[0041] 图11是本发明用于定制家具的板材自动加工方法的工序过程图;
[0042] 图12是本发明用于定制家具的板材自动加工方法的流程图;
[0043] 其中,1为扫描机构、2为进料输送机构、2.1为进料口、2.2为架体、2.3为传输线、 2.4为长度方向整形装置、2.4.1为推动部一、2.4.2为驱动装置二、2.5为宽度方向整形装置、2.5.1为推动部二、2.6为翻转装置、2.6.1为铰接件、2.6.2为驱动装置一、2.6.3夹持部、 2.7为分离装置、2.7.1为基架、2.7.2为驱动气缸、2.7.3为隔板、2.8为阻挡装置、2.9为长度测量器、2.10为宽度测量器、3为主加工机构、3.1为平台一、3.2为滑轨、3.3为机架一、3.4为加工装置、3.5为驱动装置四、3.6为刀库装置、3.6.1为刀具、3.6.2为刀板、3.6.3为刀夹、 3.6.4为装刀口、3.6.5为刀库罩、3.6.6为转动部件、3.7为移动装置、3.7.1为推动部件、 3.7.2为固定杆、3.7.3为铰接杆、3.7.4为开合罩、3.8为滑动支撑部件一、3.9为无动力架、 3.10为支架、3.11为下模板、3.12为上模板、3.13为真空吸盘、3.14为通孔、3.15为滑块、 3.16为自动复位气缸、3.17为吸尘器一、3.18为吹尘装置、3.19为限位件、4为侧加工机构、 4.1为机架二、4.2为平台二、4.3为侧面加工装置、4.4为吸尘器二、5为出料输送机构、6为机械手、7为板材。具体实施方式
[0044] 下面结合附图与具体实施方式对本方法作进一步详细的描述。
[0045] 实施例一
[0046] 本实施例以板材自动加工方法对板材自动5面加工为例对下面进行说明。
[0047] 如图11和12所示,本发明用于定制家具的板材自动加工方法,是在板材加工工序中,通过对机械手的控制以使机械手对板材进行翻面、移动和转动,实现板材M面加工,M为自然数且1 < MS 5,板材面为板材正面、反面和/或侧面。
[0048] 本发明的板材加工工序包括板材正面和/或反面加工工序以及侧面加工工序;其中板材正面和/或反面加工工序是指根据板材加工信息确定加工模式,然后控制机械手在进料口抓取板材,并根据加工模式以机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式,与可更换刀具的主加工装置配合控制,实现板材的正面和/或反面加工;所述加工模式是指机械手运动的线路、机械手的抓/放控制和所用的刀具类型;所述板材侧面加工工序是指根据加工模式,控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工。
[0049] 板材正面和/或反面加工工序中,上述机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式是指:在加工平台设置可滑动的无动力工作装置,机械手将板材放置在无动力工作装置上并推动板材,实现板材通过可滑动的无动力工作装置进行定位,以及通过机械手的转动实现板材的翻面;板材正面和/或反面加工完毕后,无动力工作装置采用气缸驱动(或其他动力)以滑动方式复位为下一次工作做准备;采用限位件限定无动力工作装置的滑动范围。而主加工装置设置在加工平台上方,在主加工装置机头下方设置可转动的刀库装置; 所述刀库装置以主加工装置为中心移动设置以实现刀具类型的选用和更换。
[0050] 板材侧面加工工序中,所述控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工是指:机械手抓取板材移动到侧加工装置进行1个侧面加工后,通过移动和转动的方式进行第2个和第3个侧面的加工,实现板材的3个侧面加工。[0051 ]在板材加工工序前,还包括板材送料工序;在板材加工工序后,还包括板材出料工序。其中,板材送料工序包括次序可以互换或同时进行的扫描工序和板材进料工序;扫描工序是指读取板材标签信息,标签信息包括板材尺寸信息和板材加工信息;板材进料工序是指对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量。该板材送料工序还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后的翻转工序,对已送至进料口的板材进行90°翻转以便于机械手抓取。[〇〇52]上述对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量是指:在传输方向尾端逐块阻挡板材,并对逐块板材的宽度进行测量;进料口设置在传输方向尾端的一侧, 在进料口相对一侧推动板材至进料口处实现板材的长度整理,同时在进料口一侧推动板材至尾端实现板材的宽度整理;在进料口处将板材90°翻转,并测量板材的长度。在板材送料工序中,还包括对板材进行分隔,实现板材逐块依次输送。
[0053]本发明的加工方法还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后、板材加工工序之前的板材筛选工序,所述板材筛选工序是指根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进行筛选并去除;所述不合格的板材是指测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配的板材,或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配的板材。
[0054] 板材筛选工序中,上述根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸,对不合格的板材进行筛选包括以下步骤:
[0055] 1.获取板材扫描工序的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸;
[0056] n.将板材进料工序测量的板材尺寸与标签信息中的板材尺寸做匹配比较,将标签信息中的板材加工信息与预设该批次加工模型的信息做匹配比较;并判断板材是否合格:[〇〇57]当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配,或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配,则判定为不合格的板材;
[0058]当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸匹配,且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型匹配,则判定为合格的板材;[〇〇59] m.合格的板材进入板材加工工序进行加工,不合格的板材进入板材出料工序进行去除。
[0060]如图1至10所示,本发明的用于定制家具的板材自动加工方法采用的加工设备包括:[0061 ]用于对板材进行分离、调整和测量后传送到进料口 2.1,并在进料口 2.1进行板材翻转的进料输送机构2;
[0062]扫描机构1,用于读取进料输送机构2上的板材标签的信息;该扫描机构1可与进料输送机构2远离进料口 2.1的一端对接;或者扫描机构可安装在进料输送机构2上;[〇〇63]用于对板材进行正面和反面加工的主加工机构3;
[0064] 用于对板材进行侧面加工的侧加工机构4;
[0065] 用于将板材进行传送的出料输送机构5;
[0066] 用于从进料输送机构2抓取板材、将板材放置在主加工机构3并推动和翻转板材以进行正面、反面加工,以及抓取板材移动到侧加工机构4进行侧面加工,然后将板材放置到出料输送机构5的机械手6;
[0067] 用于控制机械手6操作的机械手控制器,该机械手控制器与机械手6信号连接;
[0068] 分别与进料输送机构2、主加工机构3、侧加工机构4和出料输送机构5信号连接的控制机构,该控制机构采用可编辑控制器PLC,并与机械手控制器信号连接。[〇〇69]以及分别与机械手控制器、控制机构和扫描机构1信号连接的上位机模块。
[0070]本发明加工设备的进料输送机构包括架体2.2,设置在架体2.2上的传输线2.3,分别设置在架体2.2上的测量装置、整形装置和翻转装置2.6,用于分隔板材之间的传送以便于后续对单块板材测量、整理与翻转的分离装置2.7,以及用于阻挡板材沿传输方向传送的阻挡装置2.8。其中,分离装置2.7横跨在架体2.2上,阻挡装置2.8设置在架体2.2的尾端;进料口 2.1设置在架体2.2尾端的一侧,翻转装置2.6设置在进料口 2.1处。[0071 ]分离装置2.7包括横跨在架体2.2上的基架2.7.1,设置在基架2.7.1上的驱动气缸 2.7.2、用于检测板材的传感器和与驱动气缸2.7.2连接的隔板2.7.3。传感器和驱动气缸 2.7.2均与控制机构信号连接,当传感器检测到板材传输至基架2.7.1时,通过控制机构控制驱动气缸2.7.2驱动隔板2.7.3的升降实现对板材之间进行分隔,以便于后续对单块板材的测量、整理与翻转。
[0072] 翻转装置2.6包括用于夹持板材的夹持部2.6.3、铰接件2.6.1和用于驱动铰接件 2.6.1转动的驱动装置一2.6.2,其中,夹持部2.6.3朝向传输线2.3的侧面开设有卡槽,铰接件2.6.1设置在相对于卡槽的夹持部2.6.3侧面上,驱动装置一2.6.2与控制机构信号连接, 实现驱动铰接件2.6.1带动夹持部2.6.390°翻转。
[0073] 整形装置包括长度方向整形装置2.4和宽度方向整形装置2.5,其中,长度方向整形装置2.4与翻转装置2.6相对设置且位于架体2.2尾端的另一侧,宽度方向整形装置2.5与阻挡装置2.8相对设置且位于进料口 2.1同侧。长度方向整形装置2.4包括推动部一2.4.1和驱动装置二2.4.2,推动部一2.4.1与卡槽相对设置,驱动装置二2.4.2与控制机构信号连接,实现驱动推动部一2.4.1将传输线2.3上的板材推入卡槽内进行板材的整理和夹持。宽度方向整形装置2.5包括推动部二2.5.1和驱动装置三,推动部二2.5.1与阻挡装置2.8相对设置,驱动装置三与控制机构信号连接,实现驱动推动部二2.5.1将传输线2.3上的板材推到阻挡装置2.8进行板材的整理。
[0074] 测量装置包括长度测量器2.9和宽度测量器2.10,其中,长度测量器2.9设置在夹持部2.6.3下方,用于测量夹持在卡槽中的板材长度;宽度测量器2.10设置在长度方向整形装置2.4—侧,用于测量板材传输时的宽度。长度测量器2.9和宽度测量器2.10均采用光栅尺。[〇〇75]本发明的主加工机构3包括上端设有平台一3.1的机架一3.3,沿平台一3.1长度方向设置有滑轨3.2;用于固定板材的无动力工作装置;设置在平台一3.1上方的主加工装置 3.4;用于驱动主加工装置3.4升降的驱动装置四3.5;可转动的刀库装置3.6和用于移动刀库装置的移动装置3.7;其中,无动力工作装置沿平台一3.1长度方向与滑轨3.2滑动连接, 驱动装置四3.5与控制机构信号连接,实现驱动主加工装置3.4在平台一3.1上方升/降;移动装置3.7与控制机构信号连接,实现加工前移动刀库装置3.6到主加工装置3.4下方进行刀具更换/安装以及加工时移动刀库装置3.6远离主加工装置3.4。
[0076]主加工机构3中的无动力工作装置包括沿平台一 3.1宽度方向设置的滑动支撑部件一3.8和用于固定板材的无动力架3.9,无动力架3.9沿平台一 3.1宽度方向与滑动支撑部件一3.8滑动连接。其中,无动力架3.9包括与滑动支撑部件一3.8滑动连接的支架3.10、设置在支架3.10上的下模板3.11和设置在下模板3.11上可升降的上模板3.12,下模板3.11上设置有与控制机构信号连接的真空吸盘3.13,为了降低上模板3.12的重量,上模板3.12上设置有通孔3.14。本发明固定在无动力架3.9上的板材可通过机械手6的推动使得无动力架 3.9在滑动支撑部件一3.8沿平台一3.1的宽度方向滑动并定位;而本发明在滑轨3.2上设置有与其滑动配合以实现滑动的滑块3.15,无动力工作装置通过滑动支撑部件一 3.8与滑块 3.15连接,实现板材在机械手6的推动下滑块3.15带动无动力工作装置在滑轨3.2上沿平台一3.1长度方向进行滑动并定位,从而实现机械手6根据设定的板材加工模式在主加工机构 3上以推动放置在上模板3.12与下模板3.11之间板材的方式进行板材的定位。而下模板 3.11真空吸盘3.13的设置可提高板材放置的稳定性,再通过上模板3.12对板材的紧压,有效避免板材加工时的移位。同时,机械手6可通过转动对板材进行翻转实现板材反面加工。 为了可实现无动力工作装置的自动复位功能,无动力工作装置还包括采用自动复位气缸 3.16作为自动复位部件,该自动复位气缸3.16与支架3.10连接,并与控制机构信号连接,实现无动力架3.9的自动复位。当板材正面和反面加工完毕后,控制机构可控制自动复位气缸 3.16驱动无动力架3.9通过滑动支撑部件一3.8沿滑轨3.2复位和无动力架3.9沿滑动支撑部件一 3.8复位。本发明在平台一3.1上的滑轨3.2两侧还设置有限位件3.19,用于限制无动力工作装置在滑轨3.2上沿平台一3.1长度方向的滑动范围;在平台一3.1上的滑动支撑部件一3.8两侧也设置有限位件3.19,用于限制无动力架3.9在滑动支撑部件一3.8上沿平台一3.1宽度方向的滑动范围,上述的限位件3.19均采用缓冲器。[〇〇77]主加工机构3中的刀库装置3.6包括通过刀夹3.6.3夹持有刀具3.6.1的刀板 3.6.2、设置有装刀口 3.6.4的刀库罩3.6.5以及用于控制刀板3.6.2转动的转动部件3.6.6, 其中,转动部件3.6.6的转轴从刀库罩3.6.5顶部伸入与刀板3.6.2连接,若干个用于夹持刀具3.6.1的刀夹3.6.3沿刀板3.6.2圆周间隔设置在刀板3.6.2上。移动装置3.7包括用于带动刀库装置3.6沿平台一3.1长度方向运动的推动部件3.7.1和自动开合部件,其中,自动开合部件包括一端与推动部件3.7.1固定连接的固定杆3.7.2、铰接杆3.7.3和开合罩3.7.4。 开合罩3.7.4以转动部件的转轴为轴心相对于刀库罩3.6.5水平转动,而铰接杆3.7.3—端与固定杆3.7.2铰接,另一端与开合罩3.7.4顶部连接,实现推动部件3.7.1推送刀库装置 3.6运动时,铰接杆3.7.3与固定杆3.7.2铰接带动开合罩3.7.4打开/盖合装刀口 3.6.4。 [〇〇78] 主加工机构3还包括用于清理加工废肩的吸尘器一3.17和吹尘装置3.18,其中,吸尘器一3.17设置在滑轨3.2之间的平台一3.1上;吹尘装置3.18设置在主加工装置3.4—侧, 用于将板材加工后的废肩吹去吸尘器一3.17处。本发明的无动力工作装置在滑轨3.2上滑动过程中,在无动力工作装置上加工的板材产生的废肩可通过滑轨3.2之间设置的吸尘器一3.17进行清理;同时,吹尘装置3.18也可将板材加工后的废肩吹去吸尘器一3.17处,达到双重的清理效果。
[0079] 本发明的侧加工机构4包括机架二4.1、设置在机架二4.1的平台二4.2上的侧面加工装置4.3以及用于清理加工废肩的吸尘器二4.4,其中,吸尘器二4.4设置在机架二4.1上, 位于侧面加工装置4.3的前下方。本发明的侧面加工装置4.3是固定安装在机架二4.1的平台二4.2上,而抓取有板材的机械手6通过移动的方式将需加工的侧面对准侧面加工装置 4.3进行侧面加工,加工产生的废肩也可通过位于侧面加工装置4.3前下方设置的吸尘器二 4.4进行清理。本发明通过机械手6的转动移位,可实现板材的第2个和第3个侧面加工,从而提高板材加工的效率。
[0080] 本发明的板材自动加工设备实用性强和通用性强,该加工设备的工作原理是这样的:
[0081] 1、板材的进料:板材通过扫描机构1进行标签读取后进入进料输送机构2的传输线 2.3进行输送。分离装置2.7对一排输送的板材进行分隔,便于后续对单块板材的处理。单块板材由于阻挡装置2.8的阻挡停留在传输线2.3尾端,此时,宽度测量器2.10测量单块板材的宽度,长度方向整形装置2.4将单块板材推送到与其相对设置的翻转装置2.6的卡槽中并进行调整,同时宽度方向整形装置2.5推送卡槽中的板材到阻挡装置2.8进行调整,然后通过翻转装置2.6实现将单块板材进行90°翻转,便于机械手6的抓取。同时,长度测量器2.9对夹持部2.6.3中的单块板材进行长度测量。[〇〇82] 2、板材的筛选:当上位机模块获取到扫描机构1的标签信息(板材尺寸和板材加工信息)和进料输送机构2测量到板材的尺寸信息后,首先将实际测量板材的尺寸与标签信息中的板材尺寸做匹配比较,将标签信息中的板材加工信息与预设该批次加工模型的信息做匹配比较;然后通过机械手6在加工前对不合格的板材(与标签信息的尺寸不匹配的板材和与该批次加工模型不匹配的板材)放置在出料输送机构5进行分类筛选。上位机模块根据合格的板材(与标签信息的尺寸匹配的板材和与该批次加工模型匹配的板材)加工信息确定加工模式,通过控制机械手6抓取合格板材放置在主加工机构3进行板材正面和反面的加工。[〇〇83] 3、板材正面和反面的加工:在板材正面和反面加工前,根据加工模式确定机械手6推动的线路、机械手6的控制和所用的刀具类型。刀库装置3.6通过移动装置3.7移动到主加工装置3.4下方且打开装刀口 3.6.4与主加工装置3.4的机头对接,并通过旋转的方式将所用类型的刀具3.6.1旋转到与机头对接的装刀口 3.6.4进行刀具3.6.1的安装;而机械手6抓取板材放置在无动力架3.9的下模板3.11上,并通过上模板3.12对板材进行压紧固定。在加工过程中,刀库装置3.6通过移动装置3.7移动远离主加工装置3.4并盖合装刀口 3.6.4,而机械手6根据推动的线路推动固定在无动力架3.9上的板材,使得固定有板材的无动力架 3.9在滑动支撑部件一3.8上沿平台一3.1的宽度方向滑动,以及通过滑轨3.2沿平台一3.1 长度方向进行滑动,实现板材加工位置的定位。当需要更换刀具时,刀库装置3.6通过移动装置3.7移动到主加工装置3.4下方且打开装刀口 3.6.4与主加工装置3.4的机头对接,并通过旋转的方式将所用类型的刀具3.6.1旋转到与机头对接的装刀口 3.6.4进行刀具3.6.1的更换。当板材正面加工完毕后,抓取有板材的机械手6对板材进行翻转并放置在无动力架 3.9上,根据加工模式对板材的反面进行加工。板材正面和反面加工完毕后,控制机构可控制自动复位气缸3.16驱动无动力架3.9通过滑动支撑部件一 3.8沿滑轨3.2复位和无动力架 3.9沿滑动支撑部件一3.8复位。在板材正面和反面的加工中,本发明采用限位件3.19限定无动力工作装置的滑动范围。
[0084] 4、板材3个侧面的加工:抓取有正面和反面均加工完毕的板材的机械手6移动到侧加工机构4,根据加工模式通过侧面加工装置4进行一个侧面加工。以相同的加工方式,抓取板材的机械手6通过移动和转动的方式可实现另外两个侧面进行加工,从而实现板材的3个侧面加工。
[0085] 5、板材的出料:5面加工完毕的板材可通过机械手6放置在出料输送机构5实现板材的出料。
[0086] 通过上述加工设备中上位机模块对控制机构和机械手控制器的信号连接,控制机构对进料输送机构2、主加工机构3、侧加工机构4和出料输送机构5的控制,机械手控制器对机械手6的控制,以及进料输送机构2、机械手6、主加工机构3、侧加工机构4和出料输送机构 5之间的配合使用,可实现对同一种加工模型的板材进行标准化、自动化5面加工,大大提高板材加工的速度、效率和板材加工的精度、质量,并降低生产成本,适用于大规模生产进行家具智能制造。[〇〇87] 实施例二
[0088]本实施例与实施例一不同之处仅在于:根据生产需求,本实施例用于定制家具的板材自动加工方法可实现一次加工流程对板材自动1、2、3或4面加工。本实施加工方法和采用的加工设备与实施例一一致。[〇〇89] 实施例三
[0090] 本实施例与实施例一不同之处仅在于:扫描工序与板材进料工序同时进行,只需在判断板材是否为合格的板材之前进行板材的扫描即可。本实施其余加工方法和采用的加工设备与实施例一一致。
[0091] 实施例四
[0092] 本实施例与实施例一不同之处仅在于:板材正面和/或反面加工工序和侧面加工工序的顺序可互换,机械手从送料工序抓取板材后可先进行侧面加工工序,然后再进行板材正面和/或反面加工工序,最后进入板材出料工序。本实施其余加工方法和采用的加工设备与实施例--致。[〇〇93] 实施例五
[0094] 本实施例与实施例一不同之处仅在于:板材筛选工序可在板材翻转工序之前进行,对不合格的板材进行筛选去除后,再对合格的板材进行翻转便于机械手抓取。
[0095] 或者板材筛选工序与板材翻转工序同时进行,该方法可设置分流机构,判断板材是否合格后将合格的板材和不合格的板材进行分流传输,同时实现对不合格的板材进行筛选去除,对合格的板材进行翻转便于机械手抓取。
[0096] 本实施其余加工方法和采用的加工设备与实施例一一致。
[0097] 上述实施例为本方法较佳的实施方式,但本方法的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本方法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,都包含在本方法的保护范围之内。