CN103286830B - 吉他琴颈接合部镂铣系统 - Google Patents

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Abstract

一种吉他琴颈镂铣系统。该系统包括：探测器-镂铣机组件，该探测器-镂铣机组件包括台架、探测器以及多个镂铣机；吉他琴颈-琴身套件，该吉他琴颈-琴身套件包括夹具和真空吸附装置，该夹具和真空吸附装置用于将吉他琴颈和吉他琴身保持到位，以对楔形接合部进行测量以及镂铣。

Description

吉他琴颈接合部镂铣系统
技术领域
本发明总体上涉及乐器制造的领域。更具体地，本发明涉及如下自动化的吉他琴颈接合部镂铣系统和方法：该自动化的吉他琴颈接合部镂铣系统和方法用于镂铣用于将吉他琴身和吉他琴颈连接在一起的楔形接合部。
背景技术
在该说明书全文中，引用了各种出版物，包括专利、公布的申请、技术文章和学术文章。为了所有目的，这些引用的出版物中的每一个的全部内容通过参引的方式合并在该文献中。
在某些类型的吉他——包括原声吉他——的组装中，吉他的琴颈通过吉他琴颈的底部——通常被称为尾端部——与吉他的琴身的肩部之间的木制连接部固定至吉他的琴身。为了中空的原声吉他琴身与实心的尾端部之间的接合部的结构上的完整性，吉他琴身通常在顶表面下方以及在肩部处包括前部块(由木材形成)。琴颈尾端部可以紧固到该前部块中。
作为将尾端部固定到前部块中的一个方法，专门的接合部可以例如通过在尾端部或者前部块中切削形成榫眼，以及通过在相反的部分上制作匹配的凸榫来形成。例如，尾端部通常包括插入到在吉他琴身的前部块中切削而成的榫眼中的凸榫。在榫眼和凸榫在一起的情况下，该接合部可以借助胶合剂以及借助诸如螺钉和/或螺栓之类的紧固件来紧固。
虽然这种连接是坚固的，但接合部上由于张紧的吉他弦产生的张力随着时间的推移会削弱接合部，并且会导致胶合剂胶合失效，或者最糟糕的情况，会导致接合部自身失效。即使接合部在结构上保持完好，但诸如螺杆和螺栓之类的金属元件的在琴身内的存在会给乐器的音质造成消极的影响，并且如果这些金属元件一度变得松动，那么当移动乐器时，包括在表演期间，这些金属元件会发出卡搭声并且使不期望的噪声从乐器中传出。因此，需要改善琴颈与琴身之间的连接，以移除紧固件，特别是金属紧固件。另外，需要能够以高生产量的方式，特别地相对于原声吉他的大量生产来准备琴颈与琴身之间的优质、紧固的连接。
发明内容
本发明提供吉他琴颈接合部镂铣系统。在一些方面，吉他琴颈接合部镂铣系统包括：探测器-镂铣机组件，该探测器-镂铣机组件包括台架、探测器以及多个镂铣机；吉他琴颈-琴身套件，该吉他琴颈-琴身套件包括吉他琴身夹具、上吉他琴颈夹具、下吉他琴颈夹具、表面探测器与套件致动器；以及可编程的逻辑控制器，该可编程的逻辑控制器包括人机界面、可编程处理器以及存储器。
台架可以包括：上轨道和下轨道；升降机轨道；台架致动器，该台架致动器用于使探测器-镂铣机组件沿着上轨道和下轨道横向运动；升降机；升降机致动器，该升降机致动器用于使探测器-镂铣机组件沿着升降机轨道竖向运动。在一些方面，探测器可以安装在可以安装于探测器轨道上的探测器穿梭件上。探测器可以包括：传感器端头，该传感器端头用于对吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征进行测量；探测器处理器，该探测器处理器与传感器端头和可编程的逻辑控制器通信；以及探测器平面致动器，该探测器平面致动器用于使探测器靠近吉他琴颈上的表面和/或吉他琴身上的表面运动。在一些方面，每个镂铣机可以安装在安装于镂铣机轨道上的镂铣机穿梭件上，并且每个镂铣机优选地包括切削工具和与可编程的逻辑控制器通信的镂铣机处理器。
琴身夹具可以包括：琴身台板；上吉他琴颈台板；上吉他琴颈导向销；下吉他琴颈台板；下吉他琴颈导向销；多个真空吸附装置，多个真空吸附装置各自包括真空源；以及吉他琴颈接合部定位器，该吉他琴颈接合部定位器包括多个琴颈接合部定位销。上吉他琴颈夹具可以为精密的气动气缸，并且可以包括上琴颈夹具滑动装置，该上琴颈夹具滑动装置以可滑动的方式连接至上琴颈支架。下吉他琴颈夹具可以为精密的气动气缸，并且可以包括下琴颈夹具滑动装置，该下琴颈夹具滑动装置以可滑动的方式连接至下琴颈支架。
表面探测器可以包括：表面探测器传感器端头，该表面探测器传感器端头用于对吉他琴身的前面部的几何特性和表面特征进行测量；以及表面探测器处理器，该表面探测器处理器与表面探测器传感器端头和可编程的逻辑控制器通信。套件致动器优选地能够使吉他琴颈-琴身套件运动或者枢转由可编程的逻辑控制器计算的角度，以在吉他琴身的前面部上切削指板容置部、在吉他琴身的肩部中切削尾端部容置部、以及在吉他琴身的肩部中切削楔形部。
可编程的逻辑控制器可以包括：用于使得可编程处理器使探测器对吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征进行测量的可执行代码；用于使得可编程处理器使表面探测器对吉他琴身的前面部的几何特性和表面特征进行测量的可执行代码；以及用于使得可编程的处理器使多个镂铣机根据吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征对吉他琴身的部分进行切削以形成楔形接合部的可执行代码。可编程处理器可以包括计算机。人机界面可以包括图形用户界面。
本发明还提供用于在吉他肩部上镂铣出楔形接合部的方法。该方法包括如下步骤中的一个或多个(并且以任意顺序)：确定吉他琴身的前面部上的桥接处是平的、凹状的还是凸状的；确定吉他琴颈的尾端部与指板之间的琴颈角是否偏离阈值角度；确定吉他琴颈的指板的下部部分的厚度；确定尾端部上的楔形接合部相对于吉他琴颈的指板的角度是成直角的还是不成直角的；确定指板和尾端部的几何特性；确定吉他琴身上的顶部倾斜角度；以及确定吉他琴身的肩部的水平位置。所述确定步骤中的任何一个步骤、多个步骤或者所有步骤可以使用编程为执行确定步骤的处理器来执行。所述方法可以包括：在考虑指板的几何特性的情况下，在吉他琴身的前面部上的切削指板容置部；在考虑桥接部的形状、琴颈角、顶部倾斜角、肩部上的凹部的存在、指板厚度以及尾端部的几何特性的情况下，在吉他琴身的肩部上切削尾端部容置部；以及在考虑尾端部上的楔形接合部的角度的情况下，在吉他琴身的肩部中切削楔形接合部。
该方法可以包括：如果桥接处是凹状的，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果桥接处是凸状的，则以向后的角度切削尾端部容置部。该方法可以包括：如果琴颈角大于阈值角度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果琴颈角小于阈值角度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部。该方法可以包括：如果指板厚度大于标称厚度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果指板厚度小于标称厚度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部。该方法可以包括：如果尾端部上的楔形接合部相对于吉他琴颈的指板的角度不成直角，则以不成直角的1/2间距对楔形角的相对两侧进行切削。
在一些方面，该方法包括：如果顶部倾斜角度小于标称角度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果顶部倾斜角度大于标称角度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部。该方法还可以包括将吉他琴身的肩部切削至等于在肩部上所确定的最低凹部的深度。
本发明还提供楔形接合部，所述楔形接合部包括根据所述方法制造的楔形接合部。在一些方面，楔形接合部包括凹入部，该凹入部包括大约8度的角度以及每侧大约0.0265英寸(0.673mm)至大约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量。在一些方面，楔形接合部包括凸出部，该凸出部包括大约10度的角度以及每侧大约0.0265英寸(0.673mm)至大约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量。
吉他琴身可以包括楔形接合部，或者楔形接合部的凹入部。吉他琴身中的楔形接合部的凹入部可以包括大约8度的角度以及每侧大约0.0265英寸(0.673mm)至大约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量。吉他可以包括楔形接合部，或者楔形接合部的凹入部。吉他中的楔形接合部的凹入部可以包括大约8度的角度以及每侧大约0.0265英寸(0.673mm)至大约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量。吉他琴身可以为原声吉他琴身。吉他可以为原声吉他。楔形接合部优选地为木制的，并且优选地不包括将凸出部和凹入部进行紧固在一起的任何金属紧固件。
附图说明
当结合附图阅读以下详细描述时，根据以下详细描述更好地理解本发明。应当强调的是，根据惯例，附图的各种特征不按比例绘制。相反，为了清楚，各种特征的尺寸被任意放大或减小。附图中所包括的为以下附图：
图1示出被包围在框架内的吉他琴颈接合部镂铣系统；
图2示出探测器-镂铣机组件的前视立体图；
图3示出探测器-镂铣机组件的侧视立体图；
图4示出探测器-镂铣机组件的后视立体图；
图5示出吉他琴颈-琴身套件的后视立体图；
图6示出吉他琴身夹具的仰视立体图；
图7示出吉他琴颈-琴身套件的后视立体图，其中，表面探测器盖被移除；
图8示出吉他琴颈-琴身套件的仰视立体图；
图9示出吉他琴颈-琴身套件的前视立体图；
图10示出吉他琴颈-琴身套件的后视立体图；
图11示出吉他琴颈-琴身套件的俯视立体图；
图12示出吉他琴颈接合部镂铣系统的侧视立体图；
图13示出吉他琴颈接合部镂铣系统的俯视立体图；
图14示出吉他琴颈接合部镂铣系统的前视立体图；
图15a示出由吉他和琴颈镂铣系统进行的测量的图形图示；
图15b示出由吉他和琴颈镂铣系统进行的额外的测量的图形图示；
图15c示出成直角的或者不成直角的凸状楔形角度的测量的图示，并且图15c是沿着图15b的线15c-15c截取的截面；
图15d示出由吉他和琴颈镂铣系统进行的额外的测量的图示；
图15e示出由吉他和琴颈镂铣系统进行的额外的测量的图示；
图16示出用于对吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征进行确定的逻辑流程图；
图17是图16的延续，并且示出用于吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征的逻辑流程图；
图18示出用于对吉他琴身的将安装有桥接部的区域中的前面部的特征进行确定的逻辑流程图；
图19示出用于对吉他琴颈上的琴颈角度进行确定的逻辑流程图；
图20示出用于对指板的厚度进行确定的逻辑流程图；
图21示出用于确定楔形角度是成直角的还是不成直角的逻辑流程图；
图22示出用于对与顶部下降标准的偏差进行确定的逻辑流程图；
图23示出用于对肩部琴身接合部表面上的凹部进行确定的逻辑流程图；
图24示出用于对吉他琴颈和吉他琴身进行切削的逻辑流程图；
图25a示出楔形接合部角度的立体图；
图25b示出楔形接合部的凸出部和楔形接合部的凹入部；以及
图25c示出渐缩的楔形接合部，在该渐缩的楔形接合部中，凸出部和凹入部利用紧配合而连接在一起。
具体实施方式
在该说明书和权利要求通篇中使用了涉及本发明的方面的各种用语。除非另外指出，否则这种用语被赋予其在技术中的普通含义。其他特别限定的用语应当以与该文献中提供的定义一致的方式解释。
除非另外以其他方式清楚地指出，否则如通篇中使用的那样，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代物。
本发明的特征在于如下装置、系统和方法：该装置、系统和方法用于镂铣用于将吉他琴身和吉他琴颈连接在一起的楔形琴颈接合部。该装置、系统和方法可以应用于例如吉他制造。基本特征在于渐缩的楔形接合部，以及用于制造该接合部的自动化流程。
该系统的部件能够由任何适合的材料或者材料的组合来制造。材料包括金属、塑料、聚合物、玻璃、橡胶和合成物。
现在参照附图——在附图中，相同的附图标记在构成附图的各幅图通篇中表示相同的元件，图1示出吉他琴颈接合部镂铣系统10的一个非限制性实施方式，其包括框架20、具有图形用户界面32的可编程的逻辑控制器(PLC)30、探测器-镂铣机组件100以及吉他琴颈-琴身套件400。PLC30被包围在机箱内，并且可以包括用于对系统、系统的各种部件的运动、涉及数学方程式的计算以及图形用户界面32的操作进行控制的软件。
探测器-镂铣机组件100包括如下部件：所述部件对吉他琴颈502和吉他琴身510的部分进行测量，以及在吉他琴颈502与吉他琴身510之间切削楔形接合部508、518，以确保琴颈502和琴身510在吉他的组装期间的正确装配。在一些优选实施方式中，探测器-镂铣机组件100部件切削形成楔形接合部508、518的凹入部。图2从前视的视角示出探测器-镂铣机组件100的一个实施方式。如图2所示，组件100包括基本的结构特征，基本的结构特征包括台架200、上台架轨道208、下台架轨道212、镂铣机台板104和探测器台板106。
镂铣机台板104支承多个镂铣机。如图2所示，组件100可以包括三个镂铣机，这三个镂铣机包括第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140。每个镂铣机120、130和140对吉他琴身510的一个部分或多个部分进行切削以产生用于在组装吉他时将吉他琴颈502和吉他琴身510连接在一起的楔形接合部508、518中的凹入部518。
第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140中的每一个基本上包括相同的部件。例如，第一镂铣机120包括：第一马达外壳122，第一马达外壳122包围第一马达(未示出)；第一卡盘124，第一卡盘124保持第一切削工具126；第一处理器128；以及第一输入装置(未示出)，该第一输入装置(未示出)操作地连接至第一处理器128。第二镂铣机130包括：第二马达外壳132，第二马达外壳132包围第二马达(未示出)；第二卡盘134，第二卡盘134保持第二切削工具136；第二处理器138；以及第二输入装置(未示出)，该第二输入装置(未示出)操作地连接至第二处理器138。第三镂铣机140包括：第三马达外壳142，第三马达外壳142包围第三马达(未示出)；第三卡盘144，第三卡盘144保持第三切削工具146；第三处理器148；以及第三输入装置(未示出)，该第三输入装置(未示出)操作地连接至第三处理器148。第一马达、第二马达和第三马达可以各自独立地包括气动马达。
第一切削工具126、第二切削工具136和第三切削工具146可以包括任何适合的形状或尺寸的镂铣机钻头126、136和146。例如，镂铣机钻头126、136和146可以包括槽口钻头、楔形钻头、表面钻头、一字形钻头、榫眼钻头、倒角钻头、磨砂钻头或者其他适合的镂铣机钻头，这些钻头的形状在技术中是众所周知的。第一切削工具126、第二切削工具136和第三切削工具146可以包括刀片，或者可以包括激光切割刀。
第一处理器128、第二处理器138和第三处理器148可以分别通过第一输入装置、第二输入装置和第三输入装置来接收信号。该信号可以来自例如PLC30。该信号使第一处理器128、第二处理器138和第三处理器148分别导致第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140的致动，并导致第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140中的每一个根据由系统10的PLC30确定的规格对吉他琴颈502和吉他琴身501进行切削。吉他琴身510的切削优选地为自动的。如果系统10在吉他琴颈502上进行任何切削，则这种切削也优选地为自动的。
第一镂铣机120优选地安装在第一穿梭件152上，第一穿梭件152优选地安装在第一镂铣机轨道150上。在替代性实施方式中，第一镂铣机120直接安装在第一镂铣机轨道150上。不管是安装在第一穿梭件152还是第一轨道150上，第一镂铣机120都可以沿着z平面横向运动。例如，第一穿梭件152或者第一镂铣机120自身可以沿着相对于由台架200的几何特性建立的x平面和y平面定位在z平面中的第一镂铣机轨道150运动。第一穿梭件152或者第一镂铣机120的沿着第一轨道150的运动由第一镂铣机致动器(未示出)控制。第一镂铣机致动器使第一穿梭件152或者第一镂铣机120沿着第一镂铣机轨道150来回运动。第一镂铣机致动器可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
第一镂铣机120到第一穿梭件152或者到第一镂铣机轨道150的安装可以包括第一铰链(未示出)。因而，第一镂铣机120也可以从其水平平面中的位置翻转到竖直平面中的位置使得第一切削工具126可以向下指向，以及反转回到水平平面。例如，图2示出定位在水平平面中、与第一镂铣机轨道150的z平面大致平行的第一镂铣机120。图2示出定位在竖直平面中、与第一镂铣机轨道150和第三镂铣机轨道170的z平面大致垂直的第三镂铣机140。图2因而示出每个镂铣机120、130和140可以呈现的两个可能的位置——水平平面中的位置、或者竖直平面中的位置。后一个位置优选地为镂铣机120、130或者140在其对吉他琴颈502和/或吉他琴身501进行切削时所呈现的位置。第一铰链允许第一镂铣机120如示出的那样在水平位置与竖直位置之间运动。第一铰链致动器(未示出)通过第一铰链使第一镂铣机120在水平位置与竖直位置之间运动。第一铰链致动器可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
第二镂铣机130优选地安装在第二穿梭件162上，第二穿梭件162优选地安装在第二镂铣机轨道160上。在替代性实施方式中，第二镂铣机130直接安装在第二镂铣机轨道160上。不管是安装在第二穿梭件162还是第二轨道160上，第二镂铣机130都可以沿着z平面横向运动。例如，第二穿梭件162或者第二镂铣机130自身可以沿着相对于由台架200的几何特性建立的x平面和y平面定位在z平面中的第二镂铣机轨道160运动。第二穿梭件162或者第二镂铣机130的沿着第二轨道160的运动由第二镂铣机致动器(未示出)控制。第二镂铣机致动器使第二穿梭件162或者第二镂铣机130沿着第二镂铣机轨道160来回运动。第二镂铣机致动器可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
第二镂铣机130到第二穿梭件162或者到第二镂铣机轨道160的安装可以包括第二铰链(未示出)。因而，第二镂铣机130也可以从其水平平面中的位置翻转到竖直平面中的位置使得第二切削工具136可以向下指向，反之亦然。例如，图2示出定位在水平平面中、与第二镂铣机轨道160的z平面大致平行的第二镂铣机130。图2示出定位在竖直平面中、与第二镂铣机轨道160和第三镂铣机轨道170的z平面大致垂直的第三镂铣机140。第二铰链允许第二镂铣机130如图2中示出的那样在水平位置与竖直位置之间运动。第二铰链致动器(未示出)通过第二铰链使第二镂铣机130在水平位置与竖直位置之间运动。第二铰链致动器可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
第三镂铣机140优选地安装在第三穿梭件172上，第三穿梭件172优选地安装在第三镂铣机轨道170上。在替代性实施方式中，第三镂铣机140直接安装在第三镂铣机轨道170上。不管是安装在第三穿梭件172还是第三轨道170上，第三镂铣机140都可以沿着z平面横向运动。例如，第三穿梭件172或者第三镂铣机140自身可以沿着相对于由台架200的几何特性建立的x平面和y平面定位在z平面中的第三镂铣机轨道170运动。第三穿梭件172或者第三镂铣机140的沿着第三轨道170的运动由第三镂铣机致动器174控制。第三镂铣机致动器174使第三穿梭件172或者第三镂铣机140沿着第三镂铣机轨道170来回运动。第三镂铣机致动器174可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
第三镂铣机140到第三穿梭件172或者第三镂铣机轨道170的安装可以包括第三铰链176。因而，第三镂铣机140也可以从其水平平面中的位置翻转到竖直平面中的位置使得第三切削工具146可以向下指向，反之亦然。例如，图2示出定位在竖直平面中、与第三镂铣机轨道170的z平面大致垂直的第三镂铣机140。第三铰链176允许第三镂铣机140如图2中示出的那样在水平位置与竖直位置之间运动。第三铰链致动器178通过第三铰链176使第三镂铣机140在水平位置与竖直位置之间运动。第三铰链致动器178可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。图3示出位于竖直位置中的第三镂铣机140，并且示出在第三镂铣机140上的第三铰链176和第三铰链致动器178。
探测器台板106支承至少一个探测器180。如图2和图3所示，组件100可以包括单个探测器180。探测器180对吉他琴颈502和吉他琴身501的部分进行测量，并将其测量值传递到PLC30以使PLC30能够确定尺寸，以切削形成在组装吉他时用于将琴颈502和琴身510连接在一起的楔形接合部508、518中的至少凹入部518。
探测器180包括探测器处理器外壳182，探测器处理器外壳182容纳探测器处理器184，探测器处理器184操作地连接有探测器处理器输入装置(未示出)和探测器处理器输出装置(未示出)，并且探测器180包括传感器端头186。传感器端头186进行测量，该测量包括吉他琴颈502、琴颈502的吉他尾端部部分504、琴颈502的吉他指板部分506、琴颈502的凸状楔形接合部部分508、吉他琴身510、吉他琴身510的前面部512、和/或吉他琴身510的肩部514以及吉他琴身510的凹入的楔形接合部部分518的长度、宽度、高度、角度、变形以及其他几何特性和表面特征。传感器端头186操作地连接至探测器处理器输入装置，并通过该输入装置向探测器处理器184发送关于有关测量值的信息的信号，并且探测器处理器184通过探测器处理器输出装置将该信号传递至PLC30。传感器端头186可以包括一个或多个激光传感器、轮式传感器、球式传感器或者其他适合的传感器——包括基于机器视觉进行测量的传感器。
探测器180优选地安装在探测器穿梭件192上，探测器穿梭件192优选地安装在探测器轨道190上。在替代性实施方式中，探测器180直接安装在探测器轨道190上。不管是安装在探测器穿梭件192还是探测器轨道190上，探测器180都可以沿着z平面横向运动。例如，探测器穿梭件192或者探测器180自身可以沿着相对于由台架200的几何特性建立的x平面和y平面定位在z平面中的探测器轨道190运动。探测器穿梭件192或者探测器180的沿着探测器轨道190的运动由探测器致动器194控制。探测器致动器194使探测器穿梭件192或者探测器180沿着探测器轨道190来回运动。探测器致动器194可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
探测器180到探测器穿梭件192的安装可以包括探测器铰链196和/或枢轴197。因而，探测器180可以在竖直平面中向上以及向下运动，并且也可以在水平平面中横向运动。探测器180的、与沿着z平面向前以及向后运动关联的这种运动使传感器端头186沿着吉他琴颈502和吉他琴身510的木材表面运动以便进行必要的测量。探测器铰链196和/或枢轴197允许探测器180竖向运动以及横向运动，以及在所有其他可能的方向上运动。探测器平面致动器198通过探测器铰链196和/或枢轴197使探测器180竖向运动以及横向运动。探测器平面致动器198可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。
台架200提供一种基本结构框架，镂铣机台板104和探测器台板106可以安装以及运动至该基本结构框架。如图2至图4所示，台架200包括：上抵座210，上抵座210与上台架轨道208接合；以及下抵座214，下抵座214与下台架轨道212接合。上抵座210和下抵座214允许台架200在x平面中沿着上台架轨道208和下台架轨道212横向运动(图4)。沿着上轨道208和下轨道212的这种运动可以例如通过台架致动器216来实现。台架致动器216可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。关于x平面的横向运动可以使探测器-镂铣机组件100能够对位于套件的一半400a上的一组吉他琴颈502和吉他琴身510进行测量以及切削，同时，操作人员将新的一组吉他琴颈502和吉他琴身510装载到套件的另一半400b中(见图13和图14)。
台架200包括台架框架201，并且包括升降机202，升降机202操作地连接至探测器-镂铣机组件100。升降机202通过升降机轨道204使探测器-镂铣机组件100在y平面中(沿着竖直轴线)竖向运动。升降机202的沿着升降机轨道204的运动可以例如通过升降机致动器206来实现。升降机致动器206可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条、或者螺杆。不同类型的吉他琴颈502和吉他琴身510——包括其不同形状、构型和高度——可以要求探测器-镂铣机组件100的高度应当相对于待测量和切削的木制部件来调节，并且探测器-镂铣机组件100的这种调节可以通过沿着升降机轨道204的竖向运动来实现。
为了将吉他琴身510和吉他琴颈502保持就位以对楔形接合部508、518进行镂铣，系统10包括吉他琴颈-琴身套件400。图5至图11中示出了套件400的各种立体图。如图5所示，吉他琴颈-琴身套件400包括琴身夹具480，在琴身夹具480上还有额外的部件。这些部件包括上琴颈台板430和下琴颈台板431，待测量以及镂铣的吉他琴颈502可以放置在上琴颈台板430和下琴颈台板431上。为了助于吉他琴颈502在上琴颈台板430和下琴颈台板431上的正确定位，琴身夹具480包括上琴颈导向销432和下琴颈导向销434，可以对上琴颈导向销432和下琴颈导向销434进行移动或者调节，以确保在琴颈502的吉他尾端部部分504、琴颈502的吉他指板部分506和凸状楔形接合部508的测量之前吉他琴颈502位于正确的取向。上琴颈导向销432和下琴颈导向销434可以包括气动夹持器——包括精密的气动平行夹持器组件。
为了进一步助于吉他琴颈502的正确定位，琴身夹具408包括上琴颈夹具438和下琴颈夹具440。可以沿着y平面对上琴颈夹具438和下琴颈夹具440中的每一个进行调节，以助于在测量和切削期间将吉他琴颈502稳固地保持就位。
上琴颈夹具438可以安装在上琴颈夹具滑动装置439上，这可以例如通过用户关于y平面推动或者拉动上琴颈滑动装置439，以及在到达所需位置时将上琴颈夹具438选择地锁定就位来手动地调节。在一些替代性方面，上琴颈夹具438的关于滑动装置439的运动可以通过上气动阀445的致动来实现。上气动阀445的运动可以通过上气动阀致动器444来实现，气动阀致动器444可以与关于上琴颈滑动装置439行进的上琴颈夹具438接合以及脱离。上琴颈夹具438的运动可以在夹具438接触到吉他琴颈502的表面时停止。上琴颈夹具滑动装置439以可滑动的方式连接至上琴颈支架437，上琴颈支架437固定至琴身夹具480。上琴颈夹具438可以为精密的气动气缸，并且空气压力可以对夹具夹持力进行控制。
下琴颈夹具440可以安装在下琴颈夹具滑动装置441上，这可以例如通过用户关于y平面推动或者拉动下琴颈滑动装置441，以及在到达所需位置时将下琴颈夹具440选择地锁定就位来手动地调节。在一些替代性方面，下琴颈夹具440的关于滑动装置441的运动可以通过下气动阀447的致动来实现。下气动阀447的运动可以通过下气动阀致动器446来实现，下气动阀致动器446可以与关于下琴颈滑动装置441行进的下琴颈夹具440接合以及脱离。下琴颈夹具440的运动可以在夹具440接触到吉他琴颈502的表面时停止。下琴颈滑动装置441以可滑动的方式连接至下琴颈支架443，下琴颈支架443固定至琴身夹具480。下琴颈夹具440可以为精密的气动气缸，并且空气压力可以对夹具夹持力进行控制。
吉他琴身510可以在琴身夹具480与琴身台板470之间在琴颈-琴身套件400内保持就位。在琴身夹具480的下表面481上有多个真空吸附装置482a-f。图6示出下表面481的非限制性实施方式，并且示出六个真空吸附装置482a-f。真空通过图7中示出的真空源484来提供，图7示出了六个真空源484a-f。真空流动穿过真空吸附装置482a-f，并且在琴身510的测量和切削期间将吉他琴身510紧固就位。
真空源484a-f位于琴身夹具480上，并且容纳在表面探测器外壳450内，如图5中示出的那样。真空可以由用户例如通过在系统10的运行期间对T形手柄452进行调节来控制。替代性地，真空可以由PLC30控制。
如图7所示，表面探测器外壳450容纳表面探测器454。表面探测器454对吉他琴身510的将安装有桥接部的区域中的前面部512进行测量，以确定在吉他的组装的随后阶段期间将桥接部安装到琴身510的前面部512所需的桥接部高度。优选地，要考虑桥接部高度以及吉他琴颈502的到琴身510上的安装的正确的角度，以确保吉他弦的正确定位。
表面探测器454包括表面探测器传感器端头455和表面探测器处理器458，表面探测器处理器458操作地连接有表面探测器输入装置457和表面探测器输出装置459。表面探测器传感器端头455进行测量，该测量包括吉他琴身510的前面部512的长度、宽度、高度、角度、变形以及其他几何特性和表面特征。传感器端头455操作地连接至表面探测器输入装置457，并通过输入装置457向表面探测器处理器458发送关于有关测量值的信息的信号，并且表面探测器处理器458通过表面探测器输出装置459将该信号传递至PLC30。
表面探测器454可以通过穿过琴身夹具480的表面探测器孔486进入前表面512(图6)。表面探测器454可以延伸穿过孔486，穿过底表面481并到前面部512上。表面探测器454的运动可以例如借助表面探测器致动器(未示出)来实现。该运动可以关于y平面。
为了有助于吉他琴身510在套件400内的正确定位，琴身夹具480包括琴颈接合部定位器460(图5和图7)。琴颈接合部定位器460包括多个琴颈接合部定位销462。图5示出具有一个琴颈接合部定位销462的非限制性实施方式。琴颈接合部定位销462与靠近吉他琴身510的前面部512的顶部定位的琴颈接合部定位销孔516匹配，并能够插入到吉他琴身510的前面部512的顶部定位的琴颈接合部定位销孔516中(图5)。琴颈接合部定位器460可以安装在接合部定位器铰链464上，这允许琴颈接合部定位器460例如在打开位置与闭合位置之间升高就位以及降低就位。当降低就位而位于闭合位置时，琴颈接合部定位销462插入到琴颈接合部定位销孔516中。在一些方面，琴身夹具480包括用于与吉他琴身510的底部上的底部销孔522接合的底部定位销466。
在吉他琴身510的初始制造期间，顶部朝向琴身510的底部表面520略微地向内成角度。被称为顶部倾斜角的该角度被考虑并且通过探测器180来进行测量。在对吉他琴身510进行镂铣以制作凹入的楔形接合部518期间，吉他琴身510可能需要定位在套件400内，以在吉他琴颈502以及琴身510被组装到吉他中时补偿顶部倾斜角并确保正确的几何特性。为了对被保持在介于琴身台板470与琴身夹具480之间的适当位置的吉他琴身510的角度进行调整，套件400包括底部夹具472(图7)。
底部夹具472与吉他琴身510的底部表面520接触，并可以沿琴身夹具480的底部表面481的方向向上推琴身510，以例如帮助将吉他琴身510稳固地固定到位。底部夹具472的运动可以例如通过底部夹具致动器474而实现。底部夹具致动器474可以包括线性致动器，并且可以包括缸-活塞组件、液压致动器、凸轮式致动器、气动致动器、轮轴、曲柄、齿轮齿条或螺杆。图8示出了套件400的底部立体图，并且示出了以可操作的方式连接到底部夹具致动器474上的底部夹具472的实施方式。底部夹具致动器474可以例如通过使用者按压脚踏开关476而被手动地控制。可替代地，底部夹具致动器474可以通过PLC30来进行控制。
套件400优选地还包括套件致动器487，套件致动器487使套件400绕x轴线以不同的角度运动和/或枢转。因此，例如，套件致动器478可以使套件400运动并且可以使固定在套件400中的吉他琴身510与套件400一起运动。套件400以此方式的运动允许吉他琴身510例如在吉他琴身510的制造或切削期间以所需的角度倾斜。套件致动器478优选地由PLC30控制。在一些方面，可以通过套件铰链479(图7)对运动进行辅助。
图9、图10和图11示出了琴颈-琴身套件400的另外的立体图。图9示出套件400的前面部立体图并示出了固定于琴身台板470与琴身夹具480之间的吉他琴身510。示出了楔形接合部508、518中的在吉他琴身510的肩部514上的凹入部518。示出了楔形接合部508、518中的在吉他琴颈502以及琴颈尾端部504的底部上的凸出部508。图10示出了套件400的后部立体图，并示出了固定于琴身台板470与琴身夹具480之间的吉他琴身510。
图11示出了琴颈-琴身套件400的顶部立体图并示出了吉他琴身510和吉他琴颈502在琴身夹具480以及上琴颈夹具438和下琴颈夹具440内的定位。示出了吉他指板506的下部部分，并且示出了楔形接合部508、518中的在琴颈502的琴颈尾端部504上的凸出部508并示出了楔形接合部508、518中的在吉他琴身510上的凹入部518。
图12、图13和图14示出了琴颈-琴身套件400接近于探测器-镂铣机组件100的定位。例如，图12示出了包括吉他琴身510和吉他琴颈502的套件400以及包括处于切削位置的第三镂铣机140和探测器180的组件100的侧视图。
琴颈-琴身套件400可以包括两个镜像部分。图13和图14示出一个这种实施方式，在该实施方式中，吉他琴身510a和510b被保持在介于琴身夹具480a和480b与琴身台板470a和170b之间的适当位置，并且吉他琴颈502a和502b以每个部分保持在介于上琴颈台板(未标示)与下琴颈台板(未标示)之间以及保持在介于上琴颈夹具(未标示)与下琴颈夹具(未标示)之间的适当位置。具有琴颈-琴身套件400a和400b的两个镜像部分允许使用者以给定的时间处理多达两个吉他琴身510a和510b以及两个吉他琴颈502a和502b。例如，使用者可以定位一组吉他琴身510b和吉他琴颈502b，同时探测器-镂铣机组件100对另一组吉他琴身510a和吉他琴颈502a进行测量以及镂铣。
系统10的操作优选地通过使用PLC30进行控制。在一些方面，PLC30被编程为对吉他琴颈502和吉他琴身510的一部分的测量和切削进行控制，以在琴颈502上形成楔形接合部508、518的凸出部508并在琴身510上形成楔形接合部508、518的凹入部518。PLC30优选地包括能够使人对系统10进行操作的人机界面32以及可编程的逻辑控制处理器(未示出)。PLC处理器包括至少一个可编程的逻辑控制器输入端(未示出)以及至少一个可编程的逻辑控制器输出端(未示出)，以分别地向系统10的其他部件发送信号以及接受来自系统10的其他部件的信号。PLC处理器优选地包括存储器。
PLC30可以包括可执行代码，该可执行代码用于使得可编程的处理器使探测器180对吉他琴颈520的部分进行测量以及对吉他琴身510的部分进行测量，其中，所述吉他琴颈520的部分包括：琴颈尾端部504、指板506以及楔形接合部508、518的粗切削凸出部508，所述吉他琴身510的部分包括前面部512、肩部514以及楔形接合部508、518的粗切削凹入部518。PLC30可以包括用于使得可编程的处理器使表面探测器454对吉他琴身510的前面部512进行测量的可执行的代码。PLC30可以包括下述可执行代码：该可执行代码用于使得可编程的处理器促使套件致动器478使套件400绕x轴线在不同的角度间运动和/或枢转，以在切削期间对吉他琴身510的角度进行调整。PLC30可以包括用于使得可编程的处理器对琴颈502和琴身510的几何特性和表面特征的方面进行计算的可执行代码，所述方面尤其还包括：前面部512是平的、凹状的还是凸状的；琴颈角是否偏离阈值角度(例如，约90度，包括约89.37度)；指板506厚度；楔形接合部508、518的凸出部508相对于指板506的成直角的角度或不成直角的角度；指板506和尾端部504的尺寸；顶部倾斜角以及肩部的水平位置。PLC30可以包括下述可执行代码：该可执行代码用于使得可编程的处理器使第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140根据从琴颈502和琴身510组测得的独特几何特性、形状、尺寸、角度、缺陷以及其他表面特征对前面部512的部分以及吉他琴身510的肩部514进行切削/镂铣，从而形成楔形接合部508、518的精切削的凹入部518。PLC30可以包括下述可执行代码：该可执行代码用于使得可编程的处理器使第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140根据从琴颈502和琴身510组测得的独特几何特性、形状、尺寸、角度、缺陷以及其他表面特征对吉他琴颈502的部分进行切削/镂铣，从而形成楔形接合部508、518的精切削的凸出部508。精切削允许琴颈502和琴身510通过在吉他组装期间使楔形接合部508、518的精切削的凸出部508与凹入部518相配而被连接起来。
可执行代码可以使可编程的处理器实现在系统10的操作中使用的下述运行逻辑(operationallogic)：所述操作逻辑电路能够实现对琴颈502、琴身510以及前表面512的测量，对楔形接合部508、518的凸出部508和/或凹入部518所需的尺寸的计算，以及套件400的定位和运动及第一镂铣机120、第二镂铣机230和第三镂铣机140的定位和运动以对木材进行切削。图15-图24示出了可以用来产生可执行代码和/或在系统10的操作中使用的逻辑电路的一个非限制性实施方式。图15a到图15e示出了根据运行逻辑对琴颈502以及琴身510中的每个所进行的测量。
在系统10的操作期间，使用者可以将吉他琴颈502定位在套件400的上琴颈台板430以及下琴颈台板431上，其中，指板506的前面部向下朝向琴身夹具480并且琴颈尾端部504紧邻于下琴颈台板431。一旦吉他琴颈502处于正确的位置，使用者可以通过向下滑动上琴颈夹具438以及下琴颈夹具440以接触琴颈502的表面来将琴颈502固定到位。在一些方面，通过手动调整上琴颈夹具调整旋钮436和下琴颈夹具调整旋钮435中任一个或全部，使用者分别调节了上琴颈夹具438或下琴颈夹具440的运动或压力。选择性地，在一些方面，使用者可以将夹具438和440锁定到位。
使用者可以将吉他琴身510定位在套件400的琴身台板470上。使用者可以使琴颈接合部定位器460向下运动，并将接合部定位销462插入位于前面部512上并在琴身510的肩部514附近的琴颈接合部定位销孔516中。选择性地，使用者可以将底部销定位器466插入吉他琴身510的底部销孔522中。一旦吉他琴身510在适当的位置，使用者可以通过将T-形把手452旋转到“接通”位置来致动真空源484a-484f，以通过真空吸附装置482a-482g中的每个来产生真空，所述真空将在吉他琴身510的前面部512与琴身夹具480的底部表面481之间产生吸力，从而将琴身510固定到位。随着吉他琴身510通过真空而被固定到位，使用者可以通过向上提起琴颈接合部定位器460将琴颈定位销462从琴颈结合定位销孔516移除并离开琴身510的肩部514，特别地，使得琴颈接合部定位器460不与将与琴颈502以及琴身510接触的测量和切削工具干涉。
随着吉他琴身510和吉他琴颈502被固定到位，使用者可以致动系统10。由于通过PLC30的运行逻辑局部地控制的特定方面，探测器180可以对吉他琴颈502和吉他琴身510的尺寸、平面、角度、轮廓、几何特性、表面特征以及其他特征进行测量，并且表面探测器454可以对琴身510的前面部512的尺寸、平面、角度、轮廓、几何特性、表面特征以及其他特征进行测量。因此，例如，PLC30可以引起探测器致动器194使探测器180或探测器穿梭件192沿着在探测器轨道190方向上的z-平面前后运动，并且可以引起探测器平面致动器198使探测器180沿任何可能的方向运动，以允许传感器端头186测量琴颈502和琴身510的各个方面。PLC30还可以引起表面探测器致动器使表面探测器454运动，以允许表面探测器传感器端头455测量琴身510的前面部512特别是桥接处区域的各个方面。
在一些方面，系统10例如使用表面探测器454对琴身510的前面部512的、将要安装桥接件的部分进行测量。如图15a所示，参考图16和图18的逻辑框图，表面探测器尖端455与吉他琴身510的前面部512接触(图15a，部分(A))，并确定前面部512上的桥接区域是平的、凹状的还是凸状的，并且将该信息发送至PLC30，在PLC30，信息被存储并被处理直到对木材开始进行镂铣。如在图18中以框图所示出的，如果前面部512的桥接区域是平的，则PLC30可以不对吉他琴身510上的肩部角的任何调整量进行计算。如果前面部512的桥接区域是凹状的，则PLC30对要切入琴身510的肩部514上的肩部部分515的适当的向前的角度(forwardangle)进行计算。如果前面部512的桥接区域是凸状的，则PLC30对要切入琴身510的肩部514上的肩部部分515的适当的向后的角度进行计算。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来在对肩部514的切削期间对琴身510、第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
为了确保琴颈502与吉他510的适当的相互配合，系统10例如使用探测器180，对尾端部504与指板506之间的角度进行测量。参见图15d，部分(B)。如图15d所示，并参考图16和图19的逻辑框图，探测器180的传感器端头186与尾端部504的底部平面以及指板506的后部面中的每一个接触，并对在介于每个件之间的连接处的、被称为琴颈角的角度进行确定，并将该信息发送至探测器处理器184，探测器处理器184将信息发送至PLC30，在PLC30，信息被临时地存储并被处理，直到对木材开始进行镂铣。如果琴颈角大于阈值角度，则PLC30对要切入琴身510上的肩部的适当的向前的切削角进行计算。如以框图在图19中所示出的，如果琴颈角等于阈值角度，则PLC30可以不对要切入琴身510的肩部514的肩部部分515中的角度的任何调整量进行计算。如果琴颈角小于阈值角度，PLC30对要切入琴身510上的肩部514的肩部部分515中的适当的向后切削角进行计算。阈值角度可以为约88度、约89度、约90度、约91度或约92度。优选地，阈值角度为约89度，并且更优选地为89.37度。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并被用来在对肩部514切削期间，对琴身510、第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
为了确保适当的桥接高度，指板506应当适当地座置在吉他琴身510中。在这方面，系统10例如使用探测器180对指板506的厚度进行测量。如图15b(部分(C))所示，并参考图16和图20的逻辑框图，探测器180的传感器端头186与指板506的底部部分的每个平面接触并确定指板506的厚度，并且将厚度发送至探测器处理器184，探测器处理器184将厚度发送至PLC30，在PLC30，信息被临时地存储并被处理，直到对木材开始进行镂铣。
指板506的适当厚度被预编程在PLC30中并且可以例如取决于吉他的特定型号。所要求的厚度被称为标称厚度，并且如在图20中所呈现的，所要求的厚度被称为标称A。因此，探测器180根据被处理的琴颈502的指板506是否大于或小于用于标称厚度即标称A的已确定的值来确定关于标称厚度的偏差。PLC30对要切入吉他琴身510的肩部514中以允许指板506适当地座置在琴身510中的适当角进行计算。如果指板厚度被确定为大于标称A，则PLC30例如通过在肩部514中建立向前切削的尾端部容置部角，来对要切入肩部514的厚度的差进行计算。如果指板厚度被确定为小于标称A，则PLC30例如通过建立向后切削的尾端部容置部角，来对要切入肩部514的厚度的差进行计算。如果指板厚度等于标称A，则PLC30可以不对厚度的任何差异进行计算，因此，肩部容置部的深度不需要被调整。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来对用于切削肩部514的第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
探测器180的传感器端头186还对指板506的将座置在指板容置部中的下部部分的尺寸(例如，长度和宽度)进行确定，使得指板容置部的长度尺寸和宽度尺寸(还有深度)可以被切入吉他琴身510的前面部512(图15a，部分(E))。这些尺寸被发送至探测器处理器184，探测器处理器184将尺寸发送至PLC30，PLC30对要切入吉他琴身510的前面部512的适当长度和宽度进行计算，以允许指板506适当地座置在指板容置部中。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来对用于在前面部512中切削指板容置部的第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。在一些方面，PLC30将用于指板506边缘以及尾端部504边缘的数字轮廓建立成多个点，并使用这些点来对第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140中的一个或多个的所需路径进行计算。
楔形接合部508、518的凸出部508优选地与楔形接合部508、518的凹入部518适当地对准。为了确保每个部分508与518适当地对准并配合在一起，系统10例如通过使用探测器180对楔形接合部的凸出部508相对于吉他琴颈502的前面部的平面的角度进行测量。参见图15b和图15c，参考图16和图21的逻辑框图，探测器180的传感器端头186与楔形接合部508、518的凸出部508接触，并确定凸出部508定位在尾端部504的、与吉他琴颈502的前平面(和后平面)垂直还是不垂直的底部面上。如果凸出部508不是垂直的，则传感器端头196确定不成直角的角度，并将信息发送至探测器处理器184，探测器处理器184将信息发送至PLC30，在PLC30，信息被临时地存储并被处理，直到对木材开始进行镂铣。
如果角度是成直角的，PLC30可以不对要切入尾端部容置部的楔形角度的调整量进行计算。如果角度是不成直角的(不成直角的的角)并且偏位于左侧方向，则PLC30对要切入尾端部容置部的左侧中的适当角度进行计算。如果角度是不成直角的(不成直角的角)并且偏位于右侧方向，则PLC30对要切入尾端部容置部的右侧中的适当角度进行计算。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来对用于切削尾端部容置部的第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
系统10例如通过使用探测器180的传感器端头186，还对琴颈502的、将座置在尾端部容置部中的尾端部部分504的尺寸(例如，长度和宽度)进行确定(图15e，部分(F)和图17)，使得尾端部容置部的长度和宽度尺寸(还有深度)可以被切入吉他琴身510的肩部514中。这些尺寸被发送至探测器处理器184，探测器处理器184将信息发送至PLC30，PLC30对要切入吉他琴身510的前面部512的适当长度和宽度进行计算，以允许指板506适当地座置在指板容置部中。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来在肩部514中镂铣尾端部容置部期间对琴身510、第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
也可以通过探测器180对顶部倾斜角进行测量，以助于确保吉他琴颈502与吉他琴身510适当地会合在一起。例如，如图15a，部分(G)所示，并根据图17和图22的逻辑框图，探测器180的传感器端头186与前面部512的顶部部分接触并确定顶部倾斜角，并且将该信息发送至探测器处理器184，探测器处理器184将顶部倾斜角发送至PLC30，在PLC30，信息被临时地存储并被处理，直到对木材开始进行镂铣。
适当的顶部倾斜角被预编程在PLC30中并且可以例如取决于吉他的特定型号。所要求顶部倾斜角被称为标称顶部倾斜角，并且如在图22中所呈现的，所要求的厚度被称为标称B。在一些方面，标称B为约0.4度。在一些方面，标称B为约0.47度。因此，探测器180根据被处理的吉他琴身150的顶部倾斜角是否大于或小于为标称顶部倾斜角、即标称B所建立的值来确定关于标称顶部倾斜角的偏差。如果吉他琴身510上的顶部倾斜角等于标称B，则可以不对肩部角进行调整。如果吉他琴身510上的顶部倾斜角小于标称B，则PLC30对要切入吉他琴身510的肩部514中的适当向后的角度进行计算。如果顶部倾斜角大于标称B，则PLC30对要切入吉他琴身510的肩部514中的适当向后的角度进行计算。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来对在切削肩部514期间琴身510、第一镂铣机120、第二镂铣机130以及第三镂铣机140的定位进行确定。
不平的肩部表面515会在吉他琴颈502与吉他琴身510之间的配合中引入不期望的缺陷。因此，系统10例如使用探测器180对在吉他琴身的肩部514处的肩部表面515进行测量。如在图17和图22的逻辑框图中叙述的，探测器180的传感器端头186与肩部表面515接触，确定是否存在任何凹部，并对该凹部的深度进行测量。凹部的深度被发送至探测器处理器184，探测器处理器184将顶部倾斜角发送至PLC30，PLC30对要切入吉他琴身510的前面部512的适当长度和宽度进行计算，以允许在组装吉他时尾端部504与肩部表面贴合地紧密配合。
在肩部表面515的平面中的任何调整量与所识别到的任意凹部中的最低深度有关联。如果没有检测到凹部，则PLC30可以不计算对肩部表面515的任何调整量。如果检测到凹部，则PLC30对从肩部表面515切削的深度进行计算。计算结果被临时地存储在PLC30的存储器中，并用来对琴身510以及用于切割肩部514的第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140的定位进行确定。
由于已经对吉他琴颈502和吉他琴身510的适当方面进行了测量，系统10自动地开始对吉他琴颈502和吉他琴身510的部分进行切削。PLC30使升降机致动器206移动升降机202，以将探测器-镂铣机组件100升高或降低到定位在套件400上的吉他琴颈502和吉他琴身510的适当高度。PLC30可以引起底部夹具致动器474的致动以使底部夹具472运动，使得定位在底部夹具472的顶部之上的套件400中的吉他琴身510以适当的角度例如标称B来定位。之后，PLC30可以引起第一、第二和第三镂铣机致动器174以及第一、第二和第三铰链致动器178的致动，以分别使第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140运动，从而对吉他琴颈502和吉他琴身510的部分进行切削。在一个非限制性的实施方式中，吉他琴颈502和吉他琴身510的切削可以根据图24中所示的逻辑流程图来进行。切削步骤的顺序可以改变。
第一镂铣机致动器的致动使第一穿梭件152运动并且使第一穿梭件152与第一镂铣机120一起朝向具有固定到位的吉他琴颈502和吉他琴身510的套件400沿着第一轨道150向外运动。第一铰链致动器的致动使第一镂铣机运动到其在竖直平面中的位置，使得第一切削工具126指向下，并且第一切削工具126在吉他琴身510的前面部512上切出指板容置部轮廓，并且如果需要，对指板506的下部部分的拐角的边缘进行精切削，使得指板506的边缘与制造中的指板容置部的边缘对齐。指板容置部轮廓考虑到了指板506的下部部分的已确定的几何特性和尺寸。
PLC30可以引起套件致动器478的致动以使套件400运动，以便套件400中的吉他琴身510定位成所计算的尾端部容置部角度。一旦琴身510以适当的角度定位，第一镂铣机120在吉他琴身510的肩部514上切出尾端部容置部轮廓，并且如果需要，对尾端部504的拐角的边缘进行精切削，使得尾端部504的边缘和制造中的尾端部容置部的边缘对齐。尾端部容置部轮廓考虑到了尾端部504的已确定的几何特性和尺寸。在尾端部容置部轮廓的切削之后，第一镂铣机120通过第一铰链致动器而被运动回到其在水平面中的位置，并且第一镂铣致动器使第一穿梭件152运动，并且使第一镂铣机120与第一穿梭件152一起朝向台架200沿着第一轨道150向内运动。另外，在尾端部容置部轮廓的切削之后，吉他琴身510以标称B被重新定位。
PLC30接着可以引起第二镂铣机致动器的致动，第二镂铣机致动器又使第二穿梭件162运动，并且使第二镂铣机130与第二穿梭件162一起朝向套件400沿着第二轨道160向外运动。第二铰链致动器的致动使第二镂铣机130运动到其在竖直平面中的位置，使得第二切削工具136指向下，并且第二切削工具136在考虑指板506的几何特性和厚度的情况下在吉他琴身510的前面部512上切削指板容置部。在切削出指板容置部之后，琴身510以计算出的尾端部容置部角而定位，并且第二镂铣机130被重新定位并对在吉他琴身210的肩部514上的尾端部容置部轮廓当中的尾端部容置部进行切削。尾端部容置部的切削考虑了前面部512的桥接部的形状、琴颈角、顶部倾斜偏差、肩部514上的任意凹部的深度以及尾端部504的形状。
PLC30可以引起套件致动器478的致动以使套件400运动，从而套件400中的吉他琴身510以标称B重新定位。一旦琴身510以标称B重新定位，则第二镂铣机130(通过第二切削工具136)可以对在吉他琴身510的前面部512上的指板容置部轮廓当中的指板容置部进行切削。指板容置部考虑了指板506的深度的计算结果。在切削了指板容置部之后，第二镂铣机130通过第二铰链致动器运动回到其在水平面中的位置，并且第二镂铣致动器使第二穿梭件162运动，并且使第二镂铣机130与第二穿梭件162一起朝向台架200沿着第二轨道160向内运动。
PLC30可以引起套件致动器478的致动以使套件400运动，从而套件400中的吉他琴身510重新定位成计算出的尾端部容置部角。PLC30可以接着引起第三镂铣机致动器174的致动，第三镂铣机致动器174又使第三穿梭件172运动，并且使第三镂铣机140与第三穿梭件172一起朝向套件400沿着第三轨道170向外运动。第三铰链致动器178的致动使第三镂铣机140运动到其在竖直平面的位置，使得第三切削工具146指向下，并且第三切削工具146在吉他琴身510的肩部514中切出楔形接合部508、518的凹入部518。在凹入的楔形接合部518的切削之后，第三镂铣机140通过第三铰链致动器178移回到其在水平面中的位置，并且第三镂铣机致动器174使第三穿梭件172运动，并且使第三镂铣机140与第三穿梭件172一起朝向台架200沿着第三轨道170向内运动。
楔形接合部508的凸出部(图25a和图25c)优选地以约10度的角来进行切削，并且楔形接合部的凹入部518(图25b)优选地以约8度的角来进行切削。还优选的是，楔形接合部508、518的凸出部508(图25b)和凹入部518是渐缩的，使得可以实现与凸出部508的紧配合，并且最终，可以实现吉他琴颈502与吉他琴身510之间的紧配合(图25c)。在楔形接合部508、518的凸出部508和凹入部518上的渐缩量(taper)517在楔形的每侧上优选地为约0.028英寸，总计约0.056英寸(1.422mm)的渐缩(tapering)。渐缩量517优选地为每侧约0.0265英寸(0.673mm)到约0.0295英寸(0.749mm)，总渐缩为总计约0.053英寸(1.346mm)到0.059英寸(1.499mm)。渐缩量517在吉他琴身的肩部514的镂铣期间通过第三镂铣机140的第三切削工具146而切削到凹入部518中。因此，楔形接合部508、518的凹入部518包括在各侧上为约8度的角，并包括每侧约0.0265英寸(0.673mm)到约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量517。
在一些优选的方面，凸出部508为约10度，其中，在楔形508的最宽端部处具有约为0.922英寸(25.197mm)的宽度。凹入部518为约8度，其中，在最宽开口处具有约为0.935英寸(23.749mm)的宽度。凹入部518的深度为约0.696英寸(17.678mm)，而凸出部508深度为约0.559英寸(14.199mm)。该几何特性提供了最佳紧配合，这是因为由于凸出部508与凹入部518的不同尺寸，楔形接合部508、518中的木材被紧压。
因此，提供了下述楔形接合部508、518：该楔形接合部508、518包括在每侧上具有约8度的角以及每侧约0.0265英寸到约0.0295英寸的渐缩量的凹入部518，并包括在每侧上具有约10度的角以及每侧约0.0265英寸(0.673mm)到约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量的凸出部508。楔形接合部508、518将吉他琴颈502与吉他琴身510结合起来。提供了具有下述肩部514的吉他琴身510：该肩部514具有楔形接合部508、518的、在每侧上具有约8度的角以及每侧约0.0265英寸(0.673mm)到约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量517的凸出部518。提供了具有下述楔形接合部508、518的吉他：该楔形接合部508、518包括在每侧上具有约8度的角的凹入部518、在每侧上具有约10度的角的凸出部508、以及每侧为约0.0265英寸(0.673)到约0.0295英寸(0.749mm)的渐缩量517。
一旦吉他琴颈502以及吉他琴身510及其子部件已经被正确地镂铣/切削，则该过程完成。包括精确的楔形接合部508、518的琴颈502和琴身510可以从套件400移除，并且新的琴颈502和未镂铣的琴身510可以定位并固定在套件400中，之后可以重复测量和切削过程。尽管琴颈502和琴身510的放置和定位很大程度上是通过系统10的使用者手动实现的，但后续的测量和切削优选地以自动的方式进行。
系统10优选地适于吉他琴颈502和吉他琴身510的高生产量镂铣。测量和切削步骤从开始到结束经历了约5分钟或更少的过程，更优选地经历了少于4分钟的过程，甚至更优选地经历了少于3分钟的过程。
在一些方面，系统10可以同时容置至少两个吉他琴颈502a和502b，以及至少两个吉他琴身510a和510b。例如，如图13和图14所示，通过以镜像的方式设置两组套件部件400a和400b，使用者可以将第二琴颈502b和第二琴身510b定位在套件400b这一半中。当第二琴颈502和第二琴身510b被使用者定位时，探测器-镂铣机组件100可以自动地对已经放置并固定在套件400a中的第一琴颈502a和第一琴身510a进行测量和切削。当第一琴颈502a的测量以及第一琴身510a的切削完成时，探测器镂铣机组件100可以沿着上台架轨道208和下台架轨道212横向地运动，并自动地对第二琴颈502b进行测量并对已经被使用者适当地定位和固定的第二琴身510b进行切削。当在第二琴颈502b和第二琴身510b上进行测量和切削时，使用者可以将第一琴颈502a和第一琴身510a从套件400a移开并将新的琴颈502a和琴身510a装入套件400a。每个套件400a和400b的组成部分是相同的，仅构造套件400a和400b的方向。
本发明还具有计算机可读取媒介的特征。计算机可读取媒介可以包括用于使得可编程处理器使探测器180对吉他琴颈502的部分进行测量并对吉他琴身510的部分进行测量的可执行代码，其中，所述吉他琴颈502的部分包括：琴颈尾端部504、指板506以及楔形结合508、518的粗切削凸出部508，所述吉他琴身510的部分包括前面部512、肩部514以及楔形接合部的凹入部518。计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器使表面探测器454对吉他琴身510的前面部512的部分进行测量的可执行代码。计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器使套件致动器478在切削期间对吉他琴身510以及套件400的角度进行调整的可执行代码。计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器对琴颈502和琴身510的下述几何特性和表面特征的方面进行计算的可执行代码：所述几何特性和表面特征尤其还包括：前面部512是平的、凹状的还是凸状的；琴颈角是否偏离于阈值角度；指板506厚度；楔形接合部508、518的凸出部的、相对于指板506成直角的或者不成直角的角；指板506和尾端部504的尺寸；顶部倾斜角；以及肩部的水平位置。计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器使第一镂铣机120、第二镂铣机130和第三镂铣机140根据以下方面对吉他琴身510的前面部512和肩部514的部分进行切削/镂铣以形成楔形接合部508、518的精切削凹入部的可执行代码：所述方面包括从琴颈502和琴身510组测得的独特几何特性、形状、尺寸、角度、缺陷以及其他面部特征。
计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器执行在系统10的操作中使用的下述运行逻辑的可执行代码：所述运行逻辑能够实现对琴颈502、琴身510以及前表面512的测量，对楔形接合部508、518的凸出部508和/或凹入部518所需的尺寸的计算，以及套件400的定位和运动以及第一镂铣机120、第二镂铣机230和第三镂铣机140的定位和运动以对木材进行切削。计算机可执行媒介可以包括用于使得可编程的处理器实现图15-图24的运行逻辑的可执行代码。计算机可执行媒介可以包括可以是计算机处理器的处理器。
本发明提供了用于在吉他琴颈502和吉他琴身510上切削楔形接合部508、518的方法。该方法优选地通过如在本说明书中描述或示例的系统10来实现。该方法优选地制成了如在本说明书中描述或示例的楔形接合部508、518。因此，根据用于切削楔形接合部508、518的方法而制造的楔形接合部508、518在本发明的范围内。根据这种方法制造的楔形接合部508、518可以包括在吉他琴身510或吉他琴颈502中，并且可以包括在已组装的吉他中。提供了包括有根据该方法制造的楔形接合部508、518的吉他琴身510。提供了根据该方法制造的楔形接合部508、518的吉他琴颈502。提供了根据该方法制造的楔形接合部508、518的吉他。
总体上，该方法包括下述步骤(以任意顺序实现)：确定吉他琴身510的前面部上的桥接处是平的、凹状的还是凸状的；确定介于吉他琴颈502的尾端部504与指板506之间的琴颈角是否偏离阈值角度；确定吉他琴颈502的指板506的下部部分的厚度；确定尾端部504上的楔形接合部508、518相对于吉他琴颈502的指板506的成直角的或不成直角的角度；确定指板506以及尾端部504的几何特性；确定吉他琴身502上的顶部倾斜角；以及确定吉他琴身510的肩部514的水平位置。
在一些方面，确定步骤中的任一个或多个，包括全部，可以使用被编程为实现确定步骤的处理器来实现。因此，例如，确定吉他琴身510的前面部上的桥接处是平的、凹状的还是凸状的可以使用编程为对桥接处是平的、凹状的还是凸状的进行确定的处理器来实现。确定介于吉他琴颈502的尾端部504与指板506之间的琴颈角是否偏离阈值角度可以使用被编程为确定琴颈角偏离阈值角度的处理器来实现。确定吉他琴颈502的指板506的下部部分的厚度可以使用被编程为确定吉他琴颈502的指板506的下部部分的厚度的处理器来实现。确定尾端部504上的楔形接合部508、518相对于吉他琴颈502的指板506的成直角的或者不成直角的角度可以使用被编程为确定楔形接合部508、518的成直角或不成直角的角度的处理器来实现。确定指板506和尾端部504的几何特性可以使用被编程为确定指板506和尾端部504的几何特性的处理器来实现。确定吉他琴身502上的顶部倾斜角可以使用被编程为确定顶部倾斜角的处理器来实现。确定吉他琴身510的肩部514的水平位置可以使用被编程为确定肩部的水平位置的处理器来实现。处理器可以是计算机处理器并且可以包括在计算机中。
在确定步骤之后，该方法可以还包括：在考虑指板的几何特性以及可选地深度的情况下在所述吉他琴身的前面部上切削指板容置部；在考虑桥接部的形状、琴颈角、顶部倾斜角、肩部上的凹部的存在、指板厚度以及尾端部的几何特性的情况下在所述吉他琴身的肩部上切削尾端部容置部；以及在考虑尾端部上的楔形接合部的角度的情况下在吉他琴身的肩部中切削楔形接合部。
在一些详细的方面，该方法包括：如果桥接处是凹状的，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部；或者如果桥接处是凸状的，则以向后的角度切削尾端部容置部。在一些详细的方面，该方法包括：如果琴颈角大于阈值角度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果琴颈角小于阈值角度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部。在一些详细的方面，该方法包括：如果指板厚度大于标称厚度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果指板厚度小于标称厚度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部。在一些详细的方面，该方法包括：如果尾端部上的楔形接合部相对于吉他琴颈的指板的角度不成直角，则以不成直角的1/2间距对楔形角的相对侧进行切削。在一些详细的方面，该方法包括：如果顶部倾斜角小于标称角度，则以向后的角度在肩部上切削尾端部容置部，或者如果顶部倾斜角大于标称角度，则以向前的角度在肩部上切削尾端部容置部。在一些详细的方面，该方法包括：将所述吉他琴身的所述肩部切削至等于最低凹陷处的深度。
还提供了根据本方法制造的、在吉他琴颈502与吉他琴身510的连接处的楔形接合部508、518。还提供了具有根据本方法制造的楔形接合部的凸出部518的吉他琴身510。
尽管以上示出和描述参照了特定的实施方式和示例，然而并不意在将本发明限制到所示出的细节。更确切地，可以在权利要求的范围以及等效方案的范围内并且在不偏离本发明的精神的情况下详细地作出不同的修改。确切的意图在于本文献中广义地引用的范围包括落入较广义范围内的所有较狭隘范围。

Claims (10)

1.一种吉他琴颈接合部镂铣系统，包括：
(a)探测器-镂铣机组件，所述探测器-镂铣机组件包括台架、探测器以及多个镂铣机；
(b)吉他琴颈-琴身套件，所述吉他琴颈-琴身套件包括吉他琴身夹具、上吉他琴颈夹具、下吉他琴颈夹具、表面探测器以及套件致动器；以及
(c)可编程的逻辑控制器，所述可编程的逻辑控制器包括人机界面、可编程的处理器以及存储器。
2.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述台架包括上轨道和下轨道、升降机轨道、用于使所述探测器-镂铣机组件沿着所述上轨道和下轨道横向运动的台架致动器、升降机、以及用于使所述探测器-镂铣机组件沿着所述升降机轨道竖向运动的升降机致动器。
3.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述探测器安装在探测器穿梭件上，所述探测器穿梭件安装在探测器轨道上，其中，所述探测器包括用于对吉他琴颈以及吉他琴身的几何特性和表面特征进行测量的传感器端头、与所述传感器端头以及所述可编程的逻辑控制器通信的探测器处理器、以及用于使所述探测器关于所述吉他琴颈上的表面以及关于所述吉他琴身上的表面运动的探测器平面致动器。
4.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，每个所述镂铣机安装在镂铣机穿梭件上，所述镂铣机穿梭件安装在镂铣机轨道上，并且，每个所述镂铣机包括切削工具以及与所述可编程的逻辑控制器通信的镂铣机处理器。
5.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述吉他琴身夹具包括琴身台板、上吉他琴颈台板、上吉他琴颈导向销、下吉他琴颈台板、下吉他琴颈导向销、各自包括真空源的多个真空吸附装置、以及包括至少一个琴颈接合部定位销的吉他琴颈接合部定位器。
6.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述上吉他琴颈夹具包括上琴颈夹具滑动装置，所述上琴颈夹具滑动装置以可滑动的方式连接至上琴颈支架。
7.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述下吉他琴颈夹具包括下琴颈夹具滑动装置，所述下琴颈夹具滑动装置以可滑动的方式连接至下琴颈支架。
8.根据权利要求3所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述表面探测器包括：表面探测器传感器端头，所述表面探测器传感器端头用于对所述吉他琴身的前面部的几何特性和表面特征进行测量；以及表面探测器处理器，所述表面探测器处理器与所述表面探测器传感器端头以及所述可编程的逻辑控制器通信。
9.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述套件致动器能够使所述吉他琴颈-琴身套件运动或枢转由所述可编程的逻辑控制器计算出的角度，以在吉他琴身的前面部上切削指板容置部、在吉他琴身的肩部中切削尾端部容置部以及在吉他琴身的肩部中切削楔形部。
10.根据权利要求1所述的吉他琴颈接合部镂铣系统，其中，所述可编程的逻辑控制器包括：用于使可编程的处理器促使所述探测器对吉他琴颈和吉他琴身的几何特性以及表面特征进行测量的可执行代码、用于使可编程的处理器促使所述表面探测器对所述吉他琴身的前面部的几何特性和表面特征进行测量的可执行代码、以及用于使可编程的处理器促使多个所述镂铣机根据所述吉他琴颈和吉他琴身的几何特性和表面特征的测量值来对所述吉他琴身的部分进行切削以形成楔形接合部的可执行代码。
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