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雙工位砧板送料系統的制作方法

文檔序號:12026428閱讀:504來源:國知局
雙工位砧板送料系統的制作方法與工藝

本發明屬于板材加工技術領域,涉及用于加工砧板的機械設備,尤其涉及對砧板表面進行加工處理的設備。



背景技術:

砧板是一種日常生活必需品,從材質上分,常見的主要有木砧板和竹砧板兩大類,塑料砧板相對較為少用。砧板的形狀以方形和圓形為主,其中方形砧板加工時廢料最少,且加工過程簡單,相對最為多見。

木砧板和竹砧板表面的加工主要以銑削加工為主,砧板表面的銑削加工主要有表面圖案雕刻、引水槽的加工、用于嵌入拼圖嵌槽的加工、垂直孔的加工等,目前針對砧板表面加工的設備主要由工作臺和設置于工作臺上刀具構成,從動作方式上分,移動工作臺式和固定工作臺式兩種,移動工作臺的設備其加工動作由工作臺移動完成,刀具僅在z軸上可移動,固定工作臺的設備其加工動作由刀具移動完成,刀具需配置三軸移動系統。與工作臺相比,刀具移動起來則更加靈活,因此對于相對復雜的砧板表面加工多采用固定工作臺的方式設計加工設備。固定工作臺式砧板表面加工設備還具有方便砧板上下料的優點。

目前現有的砧板表面銑削加工設備多采用手動上下料的方式,不利于砧板加工的連續作業,加工效率相對較低。少量采用自動送料方式的砧板表面加工設備,多采用傳送帶或傳送托盤等完成送料,送料傳送精度難以得到保證。而且,其送料和加工只能錯時進行,刀具系統需等待砧板被送入加工位后才啟動加工,而刀具在進行加工的過程中,送料機構只能停止等加工完成。加工效率仍然不高。



技術實現要素:

本發明的目的是針對現有技術中砧板表面加工效率不高,傳送及定位精度差等問題,提出一種雙工位砧板送料系統。該送料系統適用于針對砧板表面進行加工處理的砧板傳送,具有傳送效率高,傳送精度高等特點。

針對上述目的,本發明提出的技術方案是:一種雙工位砧板送料系統,其特征在于,包括并排設置的兩套送料系統、及控制兩套送料系統交錯運行的砧板傳送控制系統,每套送料傳送系統包括一放置待加工砧板的上料工位、一供刀具完成加工動作的加工工位、一用于將待加工砧板從上料工位傳送至加工工位的夾持傳送機構,所述上料工位設置有用于加工前對砧板進行位置校正的定位機構,所述加工工位設置有用于壓平被加工砧板的壓平機構。

所述雙工位砧板送料系統配合一套加工系統使用。

所述砧板傳送控制系統和加工系統相互通信,砧板傳送控制系統發送砧板傳送到位信號給加工系統,加工系統發送單工位加工完成信號給砧板傳送控制系統。

當某套送料系統將一塊待加工砧板傳送到加工工位后,砧板傳送控制系統采集該套送料系統的砧板傳送到位信號并發送給加工系統,加工系統執行加工,加工系統完成某套送料系統加工工位上一塊砧板的加工后,發送加工完成信號給砧板傳送控制系統;加工系統對某工位執行加工前,驗證對應該工位的砧板傳送到位信號;砧板傳送控制系統控制送料系統執行傳送前,驗證對應該送料系統加工工位的加工完成信號。

進一步地,所述砧板傳送控制系統和加工系統相互傳送故障信號給對方,收到對方故障信號的系統執行相應措施。

進一步地,所述上料工位處設有用于放置砧板的托料結構,上料工位前方設前擋板,前擋板底邊與托料平面之間具有僅容一塊平放砧板通過的間距。

所述定位機構包括對應砧板靠近另一套送料系統的一側設置的第一定位件、第二定位件,以及對應砧板遠離另一套送料系統的一側設置的第三定位件。所述第一定位件和第二定位件分別設置在第一定位氣缸和第二定位氣缸上,第三定位件設置在第三定位氣缸上。

所述第一定位氣缸和第二定位氣缸豎向傾斜設置,第一定位件和第二定位件下行至最低位時(行程終點),其側面定位作用面位于本側的定位基準面,反向上行則離開本側的定位基準面。第三定位氣缸垂直于本側定位基準面設置,第三定位件固定裝配在第三定位氣缸的活塞桿前端,第三定位件前端定位作用點和后端與活塞桿固定連接點之間包括一柔性段,所述柔性段在前端定位作用點受到徑向力時可彎曲。

所述夾持傳送機構設置在砧板傳送平面下方,包括一對夾持組件、用于設置夾持組件的夾持組件安裝板、驅動夾持組件安裝板及其上夾持組件在上料工位和加工工位之間來回移動的傳送驅動機構(氣缸裝置/絲桿螺母機構),所述夾持組件安裝板通過縱向直線導軌機構移動設置,所述夾持組件包括相對于夾持組件安裝板縱向移動設置的夾爪組件和驅動夾爪組件相對于夾持組件安裝板縱向移動的夾持驅動機構(氣缸裝置/絲桿螺母機構)。夾爪組件包括可升降設置的夾爪。夾爪下降到低位時,其上端低于砧板傳送平面,夾爪升到高位時,其上端高出砧反傳送平面的高度小于一塊砧板的厚度。

所述壓平機構設置在加工工位處,用于從被加工砧板的兩側邊緣處壓平被加工砧板,其包括壓板和頂壓組件,所述壓板水平固定設置,所述壓板設置在被傳送到加工工位的砧板橫向兩側非加工區域上方;所述頂壓組件設置在被傳送到加工工位的砧板橫向兩側非加工區域下方,所述頂壓組件包括可升降設置的頂腳和驅動頂腳上下移動的頂壓驅動機構(頂壓氣缸/其它)。

本發明有益效果是:1、采用并排設置兩套送料系統的方式,將砧板的傳送和加工交錯在兩套送料系統上完成,加工系統無需等待送料系統傳送過程,可連續執行加工作業,傳送效率基本可提高一倍。2、組合設置定位機構和夾持傳送機構,實現將定位機構設置在加工工位之外,定位過程可在加工過程之中完成,加工作業無需等往定位完成。3、夾持傳送機構組合對砧板的夾持和傳送兩種功能,有效保證了砧板在傳送過程的高精度直線運動;4、專門設置壓平機構,解決因砧板不平整而影響加工精度的問題,同時對砧板起到一定的校正作用。

附圖說明

圖1、2是采用本發明所述雙工位砧板送料系統的全自動砧板銑槽加工中心整體結構示意圖。

圖3、4是圖1所示全自動砧板銑槽加工中心的部分結構示意圖。

圖5、6是本發明雙工位砧板送料系統設置于工作臺面上的結構示意圖。

圖7、8是本發明雙工位砧板送料系統中定位機構部分定位件設置方式示意圖。

圖9、10、11是本發明雙工位砧板送料系統中定位機構的原理示意圖。

圖12、13、14是本發明雙工位砧板送料系統中壓平機構的設置結構示意圖。

標記說明:

11、機架;12、工作臺面;13、龍門架;

21、左側板;211、第一前擋板;212、側擋條;22、中間豎板;221、第二前擋板;222、側擋板;23、右側板;

31、夾持組件安裝板;311、行程觸腳;32、夾持氣缸;33、夾爪氣缸;34、連接板;35、行程開關;36、傳送氣缸;

41、定位氣缸安裝板;42、柔性定位氣缸;421、柔性元件;43、斜置定位氣缸;431、定位擋片;432、安裝支架;

51、壓平夾持氣缸;52、左右板;53、中間壓板;54、右壓板;

61、排塵接口;62、軟體筒部;63、主軸電機;64、第三絲桿電機;

7、出料機構;71出料電機。

具體實施方式

下面參照附圖,以一采用本發明所述雙工位砧板送料系統的全自動砧板銑槽加工中心為例對本發明的雙工位砧板送料系統結構及工作原理做進一步的解釋說明。

參照圖1-4,本例的全自動砧板銑槽加工中心整體上縱向略長、橫向略短,各機構系統統一設置在機架11上,機架上部設工作臺面12,工作臺面上部并排設置左、右兩套送料系統,加工系統設于機架前部,采用銑削加工方式,機架前端設出料系統7,出料系統的主要傳送部分為橫向平行設置的一排等長出料托輥,全部出料托輥由出料電機71驅動同步轉動。出料托輥長度大于兩套送料系統的并排寬度。

參照圖5-6,兩套送料系統左右對稱,兩套送料系統共用中間豎板22,中間豎板直接固于工作臺面上,中間豎板左、右兩側各設置一側板21、23。兩側板分別通過橫向滑軌機構設置在工作臺面上,兩側板通過螺栓或銷與工作臺面固定。所述中間豎板靠近上沿兩側分別設有l形臺階結構,兩側的側板靠近上沿分別設置與中間豎板兩側臺階結構成對的l形臺階結構。所述l形臺階結構構成托料結構,所述l形臺階結構的臺階面為托料平面,也是砧板傳送的基準面。砧板在送料系統中放置和傳送過程中,其橫向兩側邊分別搭在臺階面上。

上料工位位于送料系統的后半部,側板21、23上面對應上料工位的中部立設有側擋條212,側擋條上端向上料工位外側傾斜,中間豎板22上面對應上料工位設有兩塊側擋板222,所述側擋板同樣是上端向上料工位外側傾斜設置,側擋條與側擋板上端橫向距離較下端距離更大,可方便在上料工位放置砧板。側板和中間豎板上對應上料工位的前端的位置分別設置一塊前擋板211、221,所述前擋板豎直設置,所述前擋板下沿與l形臺階結構的臺階面之間僅容一塊平置的砧板通過。兩套送料系統的四個側擋板兩兩一對,每對其上端通過一連接短板連接,可有效增加側擋板的強度。

夾持傳送機構設置在側板和中間豎板之間,包括一對夾持組件,所述一對夾持組件設置在夾持組件安裝板31上,夾持組件安裝板通過縱向直線導軌機構設置在工作臺面上。傳送氣缸36縱向設置,傳送氣缸36缸體與工作臺面固定,傳送氣缸36的活塞桿前端與夾持組件安裝板31緊固連接。夾持組件包括由夾爪組件和夾持氣缸32,夾爪組件包括一夾爪氣缸、所述夾爪氣缸33固定設置在一連接板34下面,所述連接板34上表面與砧板傳送基準面一平。夾爪氣缸的活塞桿作為夾爪豎直朝上,連接板34上對應夾爪氣缸的活塞桿設置一通孔,夾爪氣缸的活塞桿上行從連接板下方從通孔向上穿過連接板。夾爪氣缸的活塞桿下行至最低位時,其上端低于連接板上表面,或與連接板上表面一平,夾爪氣缸的活塞桿上行至最高位時,其上端高出連接板上表面的高度小于一塊砧板的厚度。所述連接板34通過縱向直線導軌機構滑動設置在夾持組件安裝板31上。夾持氣缸32縱向設置,夾持氣缸32的缸體與夾持組件安裝板固定,夾持氣缸32的活塞桿前端與連接板固定連接。

為控制夾持傳送機構的行程,夾持組件安裝板31側面固定設置一行程觸腳311,工作臺面上在行程觸腳前后方各設置一個行程開關35。

所述加工系統包括銑削刀具總成、驅動銑削刀具總成x軸、y軸、z軸三向運動的三軸驅動系統,以及用于控制三軸驅動系統及銑削刀具的銑削控制系統。

所述銑削刀具總成包括銑削刀具、主軸電機63,主軸電機的輸出軸豎起朝下,所述銑削刀具通過裝夾頭緊固裝配在主軸電機的輸出軸下端。所述主軸電機固定安裝在主軸電機安裝豎板上。

所述三軸驅動系統包括通過縱向直線導軌機構相對于機架可縱向移動設置的作為第一向運動機構的運動部的龍門架13,所述龍門架橫跨在機架前部上方,工作臺下方設有龍門架底梁,第一絲桿螺母機構縱向設置于機架上,絲桿螺母與龍門架的底梁固定,第一絲桿連接第一絲桿電機,第一絲桿螺母機構驅動龍門架相對于機架縱向移動。

作為第二向運動機構的運動部的橫行豎板通過橫向直線導軌機構可橫向移動設置在所述龍門架的橫梁側面,第二絲桿螺母機構橫向設置于龍門架橫梁上,絲桿螺母固定在橫行豎板背面,第二絲桿連接第二絲桿電機,第二絲桿螺母機構驅動橫行豎板相對于龍門架橫向移動。主軸電機安裝豎板作為第三向運動機構的運動部通過豎直直線導軌機構可升降地設置在所述橫行豎板正面,第三絲桿螺母機構豎直設置于橫行豎板上,絲桿螺母固定在主軸電機安裝豎板背面,第三絲桿連接第三絲桿電機64,第三絲桿螺母機構驅動主軸電機安裝豎板相對于橫行豎板垂直移動。

所述銑削刀頭處設有一吸塵罩,所述吸塵罩包括圍擋在刀頭側面的筒狀部,所述筒狀部側面設有排塵接口61,所述排塵接口連接排塵管道。所述筒狀部上端與主軸電機的殼體下端外側面密封,所述筒狀部下端包括一段軟體筒部,所述軟體筒部與筒狀部主體部分密封連接。

參照圖7-11,定位機構設置在上料工位處,每套送料系統配置一套定位機構,包括設置在側板上的柔性定位組件,和設置在中間豎板上的兩套定位片組件。

所述定位片組件設置在側擋板外側,包括作為第一/第二定位件的定位擋片431、作為第一/第二定位氣缸的斜置定位氣缸43,斜置定位氣缸傾斜朝下設置,所述定位擋片431固聯在斜置定位氣缸43的活塞桿下端,斜置定位氣缸的缸體固定安裝在安裝支架432上,安裝支架432與中間豎板22固定。所述定位擋片431從外向內穿過側擋板222。

所述柔性定位組件設置在側板21外側,包括作為第三定位氣缸的柔性定位氣缸42和作為第三定位件的柔性元件421,所述柔性定位氣缸42活塞桿橫向朝內設置,缸體固定在一定位氣缸安裝板41上,柔性元件421后端與柔性定位氣缸42活塞桿前端固聯,前端向內穿過側板。

參照圖11-14,加工工位位于送料系統的前半部,分別對應兩套送料系統的加工工位設置的兩套壓平機構,共包括三塊壓板和八個頂壓氣缸51,三塊壓板分別為左壓板52、中間壓板53、右壓板54,左壓板水平固定安裝在左側板對應加工工位處的上沿,左壓板右側邊向加工工位內側延伸懸于左側板l形臺階結構的臺階面上方,中間壓板水平固定安裝在中間豎板對應加工工位處的上沿,中間壓板左右兩側邊分別向兩套送料系統的加工工位內側延伸懸于中間豎板的兩側l形臺階結構的臺階面上方,右壓板水平固定安裝在右側板對應加工工位處的上沿,右壓板左側邊向加工工位內側延伸懸于右側板l形臺階結構的臺階面上方。

八個頂壓氣缸均豎起朝上設置,每個活塞桿上端固定裝配一頂腳,頂腳上表面平整。其中第一、第二頂壓氣缸固定安裝在左側板對應加工工位處的內側左壓板下方,第三、第四頂壓氣缸和第五、第六頂壓氣缸分別固定安裝在中間豎板對應加工工位處的兩側中間壓板下方,第七、第八頂壓氣缸固定安裝在右側板對應加工工位處的內側右壓板下方。

砧板傳送控制系統分別控制兩套送料系統和出料系統運作,具體包括:采集設置于送料系統的各傳感器信號,根據程序設定做出對應的響應;控制斜置定位氣缸43、柔性定位氣缸42的正反向動作,完成砧板的橫向定位;控制夾持氣缸32、夾爪氣缸33的正反向動作,完成對砧板的夾持和解除夾持;控制傳送氣缸36的正反向動作,完成砧板從上料工位到加工工位的傳送,及夾持傳送機構復位;控制頂壓氣缸51的正反向動作,執行對砧板的頂緊壓平及解除頂壓;控制出料電機71的啟停。

銑削控制系統控制銑削系統總成動作,具體包括:采集設置于銑削系統總成的各傳感器信號,并根據程序設定做出對應的響應;控制主軸電機的啟停;控制第一絲桿電機、第二絲桿電機、第三絲桿電機的正反轉及輸出角度,以控制刀具的走刀路徑。

以開機先從左側砧板開始加工為例,本例所述砧板銑槽加工中心的工作過程如下:

初始化準備:砧板傳送控制系統分別復位兩套送料系統的夾持傳送機構,銑削控制系統通過三軸驅動系統控制銑削刀具進入左側加工工位待命。操作工作在上料工位疊放多塊砧板;

首先,砧板傳送控制系統控制左側定位機構對最下面一塊砧板進行定位,再控制左側夾持傳送系統將定位后的最下面一塊砧板傳送到前方加工工位,然后控制壓平機構將砧板壓緊,然后發送左側砧板傳送到位信號給銑削控制系統,然后控制左側夾持傳送機構向后復位;

銑削控制系統檢測左側砧板傳送到位信號,確認砧板到位后,控制主軸電機啟動,再控制三軸驅動系統工作執行對左側加工工位上砧板的加工;

同時,砧板傳送控制系統控制右側定位機構對最下面一塊砧板進行定位,再控制右側夾持傳送機構將定位后的最下面一塊砧板傳送到前方加工工位,然后控制壓平機構將砧板壓緊,然后發送右側砧板傳送到位信號給銑削控制系統,然后控制右側夾持傳送機構向后復位;

完成左側加工工位上砧板的加工后,發送左側工位加工完成信號給砧板傳送控制系統,然后檢測右側砧板傳送到位信號,確認砧板到位后,銑削控制系統通過控制三軸驅動系統中的第二絲桿電機控制銑削刀具向右進入右側加工工位,執行加工;

砧板傳送控制系統收到左側工位加工完成信號后,控制左側定位機構對最下面一塊砧板進行定位,再控制左側夾持傳送系統將定位后的最下面一塊砧板傳送到前方加工工位。然后控制壓平機構將砧板壓緊,然后發送左側砧板傳送到位信號給銑削控制系統,然后控制左側夾持傳送機構向后復位;此時,前一塊已加工砧板被后一塊砧板推出加工工位滑到出料系統的出料托輥上,轉動的出料托輥然后將經加工砧板送出;

完成右側加工工位上砧板的加工后,發送右側工位加工完成信號給砧板傳送控制系統,然后檢測左側砧板傳送到位信號,確認砧板到位后,銑削控制系統通過控制三軸驅動系統中的第二絲桿電機控制銑削刀具再向左進入左側加工工位,執行加工;

砧板傳送控制系統收到右側工位加工完成信號后,控制右側定位機構對最下面一塊砧板進行定位,再控制右側夾持傳送系統將定位后的最下面一塊砧板傳送到前方加工工位,然后控制壓平機構將砧板壓緊,然后發送右側砧板傳送到位信號給銑削控制系統,然后控制右側夾持傳送機構向后復位;此時,前一塊已加工砧板被后一塊砧板推出加工工位滑到出料系統的出料托輥上,轉動的出料托輥然后將經加工砧板送出;

如此反復自動連續作業,實現了砧板表面銑槽加工的高效率自動化;自動加工基間,操作工人適時將新的砧板放入上料工作。

當砧板傳送控制系統采集到傳感器發來的故障信號后,停止砧板傳送系統總成動作,并傳送停機信號給銑削控制系統,銑削控制系統接收到信號后停止銑削系統總成動作。同樣地,當銑削控制系統采集到傳感器發來的故障信號后,停止銑削系統總成動作,并傳送停機信號給砧板傳送控制系統,砧板傳送控制系統收到信號后停止砧板傳送系統總成動作。

本例砧板銑槽加工中心送料系統后端采用開放結構,可連接前序加工設備的出料系統,則可形成多工序砧板加工流水線。

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