CN104526828B - 一种用于定制家具的板材自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于定制家具的板材自动加工设备，其包括：用于对板材进行分离、调整和测量尺寸后传送到进料口的进料输送机构；扫描机构；主加工机构；侧加工机构；出料输送机构；用于从进料输送机构抓取板材，将板材放置在主加工机构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进行侧面加工，然后将板材放置到出料输送机构的机械手；机械手控制器，机械手控制器与机械手信号连接；控制机构；以及上位机模块。本发明的加工设备实用性强、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，适用于大规模生产进行家具智能制造。

Description

一种用于定制家具的板材自动加工设备

技术领域

本发明涉及家具加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种板材自动加工设备。

背景技术

在目前的家具制造领域中，定制家具由于具有和空间主体高度的匹配度广受欢迎，已经成为大多数人购买家具的首选。在家具的制造过程中，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。

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。

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

本发明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、可有效提高加工精度的同时，达到高效、稳定加工的定制家具用板材的自动加工设备，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。

本发明的板材自动加工设备进一步可达到一次流程实现对不同规格板材的5面加工的效果，从而进一步提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明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设备，用于对板材自动实现M面加工，其中M为1≤M≤5；其特征在于：包括：

用于对板材进行分离、调整和测量尺寸后传送到进料口的进料输送机构；

扫描机构，用于读取进料输送机构上的板材标签的信息；

用于对板材进行正面和/或反面加工的主加工机构；

用于对板材进行侧面加工的侧加工机构；

用于将板材进行传送的出料输送机构；

用于从进料输送机构抓取板材，将板材放置在主加工机构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进行侧面加工，然后将板材放置到出料输送机构的机械手；

用于控制机械手操作的机械手控制器，所述机械手控制器与机械手信号连接；

分别与进料输送机构、主加工机构、侧加工机构和出料输送机构信号连接的控制机构；所述机械手控制器与控制机构信号连接；

以及分别与机械手控制器、控制机构和扫描机构信号连接的上位机模块。

在上述方案中，通过上位机模块对机械手控制器和控制机构的信号连接，使得机械手控制器对机械手控制以及控制机构对进料输送机构、主加工机构、侧加工机构和出料输送机构进行控制，可实现板材标签的读取——板材尺寸的测量——板材的筛选——板材的传输——机械手对板材的夹取——板材的正面和/或反面、侧面的加工——加工后板材的传输的全自动化过程。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。

而且，本发明的加工设备通过机械手将板材放置在主加工机构以推动和翻转板材的方式进行正面和/或反面加工后，再抓取板材移动到侧加工机构进行1、2或3个侧面的加工，则可达到通过主加工机构、侧加工机构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。本发明的加工设备一次流程可实现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，本发明的加工设备可在上位机模块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。当上位机模块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)进行分类筛选，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、主加工机构和侧加工机构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。

更具体地说，所述进料输送机构包括架体；设置在架体上的传输线；分别设置在架体上的测量装置、整形装置；用于分隔板材之间的传送以便于后续对单块板材测量与整理的分离装置；以及用于阻挡板材沿传输方向传送的阻挡装置；

所述分离装置横跨在架体上；所述阻挡装置设置在架体的尾端；所述进料口设置在架体尾端的一侧；所述整形装置包括长度方向整形装置和宽度方向整形装置，所述长度方向整形装置位于架体尾端的一侧与进料口相对设置，所述宽度方向整形装置与阻挡装置相对设置且位于进料口同侧。本发明的进料输送机构可实现对扫描标签后在传输线上传输的板材进行整理和测量。该长度方向整形装置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；宽度方向整形装置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。分离装置的设置也便于后续对单块板材测量与整理。

本发明还包括设置在进料口处的翻转装置，其包括用于夹持板材的夹持部、铰接件和用于驱动铰接件转动的驱动装置一；所述夹持部朝向传输线的侧面开设有卡槽，铰接件设置在相对于卡槽的夹持部侧面上；所述驱动装置一与控制机构信号连接，实现驱动铰接件带动夹持部90°翻转。当传感器检测到卡槽有板材时，通过控制机构控制驱动装置一驱动铰接件向下运动，则铰接件带动夹持有板材的夹持部90°翻转，便于机械手的抓取；当驱动装置一驱动铰接件向上运动时，铰接件带动夹持部复位。

所述长度方向整形装置包括推动部一和驱动装置二；所述推动部一与卡槽相对设置，所述驱动装置二与控制机构信号连接，实现驱动推动部一将传输线上的板材推入卡槽内进行板材的整理和夹持；

所述宽度方向整形装置包括推动部二和驱动装置三；所述推动部二与阻挡装置相对设置，所述驱动装置三与控制机构信号连接，实现驱动推动部二将传输线上的板材推到阻挡装置进行板材的整理；

所述测量装置包括长度测量器和宽度测量器；所述长度测量器设置在夹持部下方，用于测量夹持在卡槽中的板材长度；所述宽度测量器设置在长度方向整形装置一侧，用于测量板材传输时的宽度。

所述主加工机构包括上端设有平台一的机架一，沿平台一长度方向设置有滑轨；用于固定板材的无动力工作装置；设置在平台一上方的主加工装置；用于驱动主加工装置升降的驱动装置四；可转动的刀库装置和用于移动刀库装置的移动装置；所述无动力工作装置沿平台一长度方向与滑轨滑动连接；所述驱动装置四与控制机构信号连接，实现驱动主加工装置在平台一上方升/降；所述移动装置与控制机构信号连接，实现加工前移动刀库装置到主加工装置下方进行刀具更换/安装以及加工时移动刀库装置远离主加工装置。本发明的板材加工设备在确定加工模式后可确定机械手推动的线路、机械手的控制和所用的刀具类型。在加工前，刀库装置通过移动装置移动到主加工装置下方后，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更换或安装；在刀具安装后主加工装置进行加工时，刀库装置通过移动装置移动远离主加工装置。

所述无动力工作装置包括沿平台一宽度方向设置的滑动支撑部件一和用于固定板材的无动力架；所述无动力架沿平台一宽度方向与滑动支撑部件一滑动连接；所述无动力架包括与滑动支撑部件一滑动连接的支架、设置在支架上的下模板和设置在下模板上可升降的上模板；所述下模板上设置有与控制机构信号连接的真空吸盘。本发明固定在无动力架上的板材可通过机械手的推动使得无动力架在滑动支撑部件一沿平台一的宽度方向滑动并定位；而本发明在滑轨上设置有与其滑动配合以实现滑动的滑块，无动力工作装置通过滑动支撑部件一与滑块连接，实现板材在机械手的推动下滑块带动无动力工作装置在滑轨上沿平台一长度方向进行滑动并定位，从而实现机械手根据设定的板材加工模式在主加工机构上以推动放置在上模板与下模板之间板材的方式进行板材的定位。而下模板真空吸盘的设置可提高板材放置的稳定性，再通过上模板对板材的紧压，有效避免板材加工时的移位。同时，机械手可通过转动对板材翻转实现板材反面加工。为了降低上模板的重量，本发明的上模板上设置有通孔，用于减重。

所述无动力工作装置还包括自动复位部件，所述自动复位部件与支架连接，并与控制机构信号连接，实现无动力架的自动复位；所述滑轨两侧的平台一上设置有限位件，用于限制无动力工作装置在滑轨上沿平台一长度方向的滑动范围；所述滑动支撑部件一两侧的平台一上设置有限位件，用于限制无动力架在滑动支撑部件一上沿平台一宽度方向的滑动范围。当板材正面和/或反面加工完毕后，控制机构可控制自动复位部件驱动无动力架通过滑动支撑部件一沿滑轨复位和无动力架沿滑动支撑部件一复位。限位件的设置可提高板材加工定位的准确性。

所述刀库装置包括夹持有刀具的刀板、设置有装刀口的刀库罩以及用于控制刀板转动的转动部件；所述转动部件的转轴从刀库罩顶部伸入与刀板连接；所述移动装置包括用于带动刀库装置沿平台一长度方向运动的推动部件和自动开合部件；所述自动开合部件包括一端与推动部件固定连接的固定杆、铰接杆和开合罩；所述开合罩以转动部件的转轴为轴心相对于刀库罩水平转动；所述铰接杆一端与固定杆铰接，另一端与开合罩顶部连接，实现推动部件推送刀库装置运动时，铰接杆与固定杆铰接带动开合罩打开/盖合装刀口。本发明的移动装置可达到加工前将刀库装置移动至主加工装置下方并打开装刀口进行刀具更换或安装，加工时移动刀库装置远离主加工装置并盖合装刀口的效果。

本发明还包括用于清理加工废屑的吸尘器一和吹尘装置；所述吸尘器一设置在滑轨之间的平台一上；所述吹尘装置设置在主加工装置一侧，用于将板材加工后的废屑吹去吸尘器一处。本发明的无动力工作装置在滑轨上滑动过程中，在无动力工作装置上加工的板材产生的废屑可通过滑轨之间设置的吸尘器一进行清理；同时，吹尘装置也可将板材加工后的废屑吹去吸尘器一处，达到双重的清理效果。

所述侧加工机构包括机架二、设置在机架二的平台二上的侧面加工装置以及用于清理加工废屑的吸尘器二；所述吸尘器二设置在机架二上，位于侧面加工装置的前下方。本发明的侧面加工装置是固定安装在机架二的平台二上，而抓取有板材的机械手通过移动的方式将需加工的侧面对准侧面加工装置进行侧面加工，加工产生的废屑也可通过位于侧面加工装置前下方设置的吸尘器二进行清理。本发明通过机械手的转动移位，可实现板材的1、2或3个侧面加工，从而提高板材加工的效率。

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：

1、板材的进料：板材通过扫描机构进行标签读取后进入进料输送机构的传输线进行输送。分离装置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的阻挡停留在传输线尾端，此时，宽度测量器测量单块板材的宽度，长度方向整形装置将单块板材推送到与其相对设置的翻转装置的卡槽中并进行调整，同时宽度方向整形装置推送卡槽中的板材到阻挡装置进行调整，然后通过翻转装置实现将单块板材进行90°翻转，便于机械手的抓取。同时，长度测量器对夹持部中的单块板材进行长度测量。

2、板材的筛选：当上位机模块获取到扫描机构的标签信息(板材尺寸和板材加工信息)和进料输送机构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进行分类筛选。上位机模块根据合格板材的板材加工信息确定加工模式，通过控制机械手抓取合格板材放置在主加工机构进行板材正面和/或反面的加工。

3、板材正面和/或反面的加工：在板材正面和/或反面加工前，根据加工模式确定机械手推动的线路、机械手的控制和所用的刀具类型。刀库装置通过移动装置移动到主加工装置下方且打开装刀口与主加工装置的机头对接，并通过旋转的方式将所用类型的刀具旋转到与机头对接的装刀口进行刀具的安装；而机械手抓取板材放置在无动力架的下模板上，并通过上模板对板材进行压紧固定。在加工过程中，刀库装置通过移动装置移动远离主加工装置并盖合装刀口，而机械手根据推动的线路推动固定在无动力架上的板材，使得固定有板材的无动力架在滑动支撑部件一上沿平台一的宽度方向滑动，以及通过滑轨沿平台一长度方向进行滑动，实现板材加工位置的定位。当需要更换刀具时，刀库装置通过移动装置移动到主加工装置下方且打开装刀口与主加工装置的机头对接，并通过旋转的方式将所用类型的刀具旋转到与机头对接的装刀口进行刀具的更换。当板材正面加工完毕后，抓取有板材的机械手对板材进行翻转并放置在无动力架上，根据加工模式对板材的反面进行加工。板材正面和/或反面加工完毕后，控制机构可控制自动复位部件驱动无动力架通过滑动支撑部件一沿滑轨复位和无动力架沿滑动支撑部件一复位。在板材正面和/或反面的加工中，本发明采用限位件限定无动力工作装置的滑动范围。

4、板材侧面的加工：抓取有正面和/或反面均加工完毕的板材的机械手移动到侧加工机构，根据加工模式通过侧面加工装置进行一个侧面加工。以相同的加工方式，抓取板材的机械手通过移动和转动的方式可实现另外侧面进行加工，从而实现板材的1、2或3个侧面加工。

5、板材的出料：加工完毕的板材可通过机械手放置在出料输送机构实现板材的出料。

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、主加工机构、侧加工机构和出料输送机构的控制，机械手控制器对机械手的控制，以及进料输送机构、机械手、主加工机构、侧加工机构和出料输送机构之间的配合使用，可实现对多种加工模型的板材进行标准化、自动化1、2、3、4或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。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明的定制家具用板材自动加工设备实用性强、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。

2、本发明的板材自动加工设备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。

3、本发明的板材自动加工设备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。

4、本发明的板材自动加工设备可根据板材的形状、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

图1是本发明用于定制家具的板材自动加工设备的结构示意图；

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；

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；

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；

图5是图4中A处放大图；

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；

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；

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；

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；

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；

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为主加工装置、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

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例以板材自动加工设备对板材自动5面加工为例对下面进行说明。

如图1至10所示，本发明的用于定制家具的板材自动加工设备，是用于对板材自动实现5面加工，该加工设备包括：

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；

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；

用于对板材进行正面和反面加工的主加工机构3；

用于对板材进行侧面加工的侧加工机构4；

用于将板材进行传送的出料输送机构5；

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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2.6.3的90°翻转。

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。

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2.4一侧，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。

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。

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。

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3.7.3一端与固定杆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。

主加工机构3还包括用于清理加工废屑的吸尘器一3.17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3.4一侧，用于将板材加工后的废屑吹去吸尘器一3.17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屑可通过滑轨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屑吹去吸尘器一3.17处，达到双重的清理效果。

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屑的吸尘器二4.4，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，加工产生的废屑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3个侧面加工，从而提高板材加工的效率。

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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，可实现对多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。

实施例二

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设备可实现一次加工流程对板材自动1、2、3或4面加工。其它结构与实施例一一致。

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。

Claims (9)

1.一种用于定制家具的板材自动加工设备，用于对板材自动实现M面加工，其中M为1≤M≤5；其特征在于：包括：

用于对板材进行分离、调整和测量尺寸后传送到进料口的进料输送机构；

扫描机构，用于读取进料输送机构上的板材标签的信息；

用于对板材进行正面和/或反面加工的主加工机构；

用于对板材进行侧面加工的侧加工机构；

用于将板材进行传送的出料输送机构；

用于从进料输送机构抓取板材，将板材放置在主加工机构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进行侧面加工，然后将板材放置到出料输送机构的机械手；

用于控制机械手操作的机械手控制器，所述机械手控制器与机械手信号连接；

分别与进料输送机构、主加工机构、侧加工机构和出料输送机构信号连接的控制机构；所述机械手控制器与控制机构信号连接；

以及分别与机械手控制器、控制机构和扫描机构信号连接的上位机模块；

所述主加工机构包括上端设有平台一的机架一，沿平台一长度方向设置有滑轨；用于固定板材的无动力工作装置；设置在平台一上方的主加工装置；用于驱动主加工装置升降的驱动装置四；可转动的刀库装置和用于移动刀库装置的移动装置；所述无动力工作装置沿平台一长度方向与滑轨滑动连接；所述驱动装置四与控制机构信号连接，实现驱动主加工装置在平台一上方升/降；所述移动装置与控制机构信号连接，实现加工前移动刀库装置到主加工装置下方进行刀具更换/安装以及加工时移动刀库装置远离主加工装置。

2.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述进料输送机构包括架体；设置在架体上的传输线；分别设置在架体上的测量装置、整形装置；用于分隔板材之间的传送以便于后续对单块板材测量与整理的分离装置；以及用于阻挡板材沿传输方向传送的阻挡装置；

所述分离装置横跨在架体上；所述阻挡装置设置在架体的尾端；所述进料口设置在架体尾端的一侧；所述整形装置包括长度方向整形装置和宽度方向整形装置，所述长度方向整形装置位于架体尾端的一侧与进料口相对设置，所述宽度方向整形装置与阻挡装置相对设置且位于进料口同侧。

3.根据权利要求2所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：还包括设置在进料口处的翻转装置，其包括用于夹持板材的夹持部、铰接件和用于驱动铰接件转动的驱动装置一；所述夹持部朝向传输线的侧面开设有卡槽，铰接件设置在相对于卡槽的夹持部侧面上；所述驱动装置一与控制机构信号连接，实现驱动铰接件带动夹持部90°翻转。

4.根据权利要求3所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述长度方向整形装置包括推动部一和驱动装置二；所述推动部一与卡槽相对设置，所述驱动装置二与控制机构信号连接，实现驱动推动部一将传输线上的板材推入卡槽内进行板材的整理和夹持；

所述宽度方向整形装置包括推动部二和驱动装置三；所述推动部二与阻挡装置相对设置，所述驱动装置三与控制机构信号连接，实现驱动推动部二将传输线上的板材推到阻挡装置进行板材的整理；

所述测量装置包括长度测量器和宽度测量器；所述长度测量器设置在夹持部下方，用于测量夹持在卡槽中的板材长度；所述宽度测量器设置在长度方向整形装置一侧，用于测量板材传输时的宽度。

5.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述无动力工作装置包括沿平台一宽度方向设置的滑动支撑部件一和用于固定板材的无动力架；所述无动力架沿平台一宽度方向与滑动支撑部件一滑动连接；所述无动力架包括与滑动支撑部件一滑动连接的支架、设置在支架上的下模板和设置在下模板上可升降的上模板；所述下模板上设置有与控制机构信号连接的真空吸盘。

6.根据权利要求5所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述无动力工作装置还包括自动复位部件，所述自动复位部件与支架连接，并与控制机构信号连接，实现无动力架的自动复位；所述滑轨两侧的平台一上设置有限位件，用于限制无动力工作装置在滑轨上沿平台一长度方向的滑动范围；所述滑动支撑部件一两侧的平台一上设置有限位件，用于限制无动力架在滑动支撑部件一上沿平台一宽度方向的滑动范围。

7.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述刀库装置包括夹持有刀具的刀板、设置有装刀口的刀库罩以及用于控制刀板转动的转动部件；所述转动部件的转轴从刀库罩顶部伸入与刀板连接；所述移动装置包括用于带动刀库装置沿平台一长度方向运动的推动部件和自动开合部件；所述自动开合部件包括一端与推动部件固定连接的固定杆、铰接杆和开合罩；所述开合罩以转动部件的转轴为轴心相对于刀库罩水平转动；所述铰接杆一端与固定杆铰接，另一端与开合罩顶部连接，实现推动部件推送刀库装置运动时，铰接杆与固定杆铰接带动开合罩打开/盖合装刀口。

8.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：还包括用于清理加工废屑的吸尘器一和吹尘装置；所述吸尘器一设置在滑轨之间的平台一上；所述吹尘装置设置在主加工装置一侧，用于将板材加工后的废屑吹去吸尘器一处。

9.根据权利要求1所述的用于定制家具的板材自动加工设备，其特征在于：所述侧加工机构包括机架二、设置在机架二的平台二上的侧面加工装置以及用于清理加工废屑的吸尘器二；所述吸尘器二设置在机架二上，位于侧面加工装置的前下方。