CN107030897B - 智能桥切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能桥切机，包括机架、横梁、四方箱、升降箱、机头部件、移板装置、贴标签装置和控制箱，控制箱装有智能排版系统，按照最大出材率对每块大板进行模拟排版，确定每块大板的切割方案，并给出每块规格板的代码，贴标签装置根据智能排版系统给出的代码，在大板切割前，将打印有代码的标签纸贴在对应的规格板上，移板装置可在切割过程中，自动移动可能被误伤的规格板。本发明的智能桥切机，通配备智能排版系统、移板装置和贴标签装置，不仅可以实现全自动智能切割，还可以自动贴标签，减少了对人工的依赖，使得整个加工过程实现全自动智能化，极大地缩短了加工时间。

Description

智能桥切机

技术领域

本发明涉及石材加工技术领域，特别是涉及一种智能桥切机。

背景技术

随着社会的发展，人们对于石材装修的接受程度越来越高，目前，天然石材加工流程如下：荒料-大板-规格板-成型-打磨-抛光-入库。由于天然石材其天然属性客观上决定了其本身具有花纹、色调差异及材质缺陷，而大的工程需要的规格板很多，这些规格板需要多张大板切割而成，为了保证整体的装饰效果，在规格板的切割前后，均需要对其进行排版。目前，石材行业都是采用人工进行排版，先根据工程整体的装饰效果人工列出所需规格板的相应规格，然后再根据石材大板的规格手动做大板切割方案，再把切割方案图交给工人到普通的桥切机上手动切割，等所有的大板切割完成后，再把每一块规格板平铺到地面上看整个的装饰效果(即花纹、颜色过渡是否自然，色差是否明显，其余缺陷是否超出质量标准等)。

首先，人工排板效率低，人工成本高，需要花费大量的时间以及人力进行现场排版，而且还不能保证高的出材率(由于石材的价格相对较高，出材率十分重要)。采用人工排版，整个安装排版效果需要等到所有大板切割完成后才能看到效果，而且往往因为色差不可调和而造成产品批量报废，如将有色差，风格各异的大板切割成规格板后再来进行整体拼接排板，往往由于风格、色差不可调和而造成大批量产品报废，还需要重新找大板切割，极大地造成了石板的浪费。人工排板占用场地多、劳动强度大，越是大的工程，占用的场地及搬运的次数越多，增加了工厂的成本。

其次，对于切好的规格板，为了方便统计和使用，需要给予编码标签。现有的做法是用笔在石板上写编码或者把打印好编码标签的纸粘在石板上，这种人手操作的办法需要比较多时间，而且达到的效果不太好。

最后，在切割大板的过程中，往往需要在两块石板之间下刀切割，为了避免切坏旁边的石板，需要人工把两块石板移开，留出间隙，然后再切割石板。采用人工移板，需要耗费比较大的体力，操作也不方便，由于移动的精度不准确也会造成切割出来的石板尺寸不对，造成浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能桥切机，具有自动排版、自动贴标签和自动移板功能，以减少对人工的依赖，实现加工过程的自动化和智能化，提高加工效率。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种智能桥切机，包括机架、架设在机架左右支架上且沿Y轴前后移动的横梁、设置在横梁上且沿X轴左右移动的四方箱、设置在四方箱上且沿Z轴上下移动的升降箱、设置在升降箱底部且绕Z轴旋转的机头部件，还包括设置在机头部件侧部的移板装置、设置在四方箱上的贴标签装置、及带有智能排版系统的控制箱，所述智能排版系统包括：

图像获取模块：用于获取工程图样和待切割的大板图片；

自动排版模块：按照最大出材率对每块大板进行模拟排版，并进行模拟切割，然后对所有模拟生成的规格板进行综合排版，预览整个排版效果，确定每块大板的切割方案；

代码生成模块：根据大板切割方案，给出每块大板对应的各块规格板的代码，所述代码包括编号、尺寸、材料信息；

所述贴标签装置用于将智能排版系统给出的代码打印到标签上，并在大板切割前，将带有代码的标签分别贴在对应的各块规格板上；

所述移板装置用于在机头部件可能误伤已经切割好的规格板时，搬离已切割好的规格板。

进一步地，所述贴标签装置包括标签打印部件和标签贴合部件，其中：

标签打印部件包括用于打印标签纸的标签机和用于回收卷纸的电动卷纸器，标签纸贴合在卷纸上；

所述标签贴合部件包括第一气缸、第二气缸和第一真空吸盘，第二气缸安装在第一气缸的线性活动端，第一真空吸盘安装在第二气缸的线性活动端，第一真空吸盘在第二气缸的带动下将标签纸从标签打印部件中吸出、且在第一气缸的带动下将标签纸贴合在规格板上。

优选地，所述标签打印部件还包括可调喷气阀，设置在标签机的出口，用于将标签纸从卷纸上脱离、并使标签纸平行悬空。

进一步地，所述标签贴合部件还包括吸盘固定板、多个T型导向杆和弹簧，吸盘固定板和第二气缸的线性活动端固定连接，T型导向杆的竖端穿过吸盘固定板上的导向孔和弹簧后，与第一真空吸盘固定连接。

进一步地，所述标签贴合部件还包括气缸固定座、气缸连接板、两组相互配合的导向杆和直线轴承，所述第一气缸固定在气缸固定座中部，所述第二气缸固定在气缸连接板底部，第一气缸的线性活动端和气缸连接板中部固定连接，导向杆的底端分别固定连接在气缸连接板的左右两侧，直线轴承分别固定在气缸固定座的左右两侧。

进一步地，所述吸板机构包括减速机电机、电机座、滚珠丝杠、底座、滚珠螺母、直线导轨副、升降座和第二真空吸盘，底座固定在刀头部件的侧面，直线导轨副竖直安装在底座上，升降座安装在直线导轨副上，滚珠螺母固定在升降座顶部，第二真空吸盘固定在升降座底部，减速机电机通过电机座固定在底座顶部，滚珠丝杠的一端和滚珠螺母螺接、另一端和减速机电机的输出轴连接，减速机电机通过滚珠丝杠带动升降座沿直线导轨副相对于底座上下运动。

进一步地，所述吸板机构还包括安装在升降座上的真空发生装置，并通过气管与第二真空吸盘连通。

本发明的智能桥切机，具有如下优点：

1.本发明的智能桥切机具有自动排版功能，可根据导入的工程订单和大板图片自动优化出大板切割方案，完全替代了人工设计切割方案的做法，极大地提高了工作效率和减少了设计人员，降低了工厂的成本。

2.本发明的智能桥切机配备贴标签装置，标签打印部件和标签贴合部件跟随机头部件一起运动，可以快速、稳定、准确地把标签纸贴到各个将要生成的规格板上，解决手工贴标签效率低、且容易出错的问题，使得整个加工过程实现全自动智能化，极大地缩小了加工时间。

3.本发明的智能桥切机通过在机头部件设置移板装置，可有效避免切割过程中误伤切割好的规格板，移板快速、稳定和精准，可避免人工操作造成的加工质量问题，极大地提高了加工效率。

4.本发明的智能桥切机，通过生产线配合，可实现大板自动上板、切割、下板等工序，使得整个加工过程实现全自动智能化，极大地缩小了加工时间，实现智能工厂生产。

附图说明

图1是本发明的智能桥切机的整体结构示意图；

图2是本发明的贴标签装置的结构示意图

图3是标签贴合部件的结构分解示意图；

图4是移板装置的结构示意图；

图5是移板装置的结构分解示意图；

附图标记说明：1-机架、2-升降箱、3-工作台、4-机头部件、5-伺服旋转机构、6-贴标签装置、7-移板装置、8-横梁、9-第一伺服传动机构、10-伺服升降机构、11-四方箱、12-第二伺服传动机构、13是控制箱；

601-标签机、602-电动卷纸器、603-标签纸、604-卷纸、605-可调喷气阀、606-转向轴、607-箱体、608-箱体固定座、611-第一气缸、612-导向杆、613-气缸固定座、614-直线轴承、615-气缸连接板、616-第二气缸、617-吸盘固定板、618-T型导向杆、619-弹簧、620-第一真空吸盘；

701-减速机电机、702-电机座、703-滚珠丝杠、704-底座、705-滚珠螺母、706-直线导轨副、707-升降座、708-第二真空吸盘、709-真空发生装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参照图1所示，一种智能桥切机，包括机架1、升降箱2、工作台3、机头部件4、伺服旋转机构5、贴标签装置6、移板装置7、横梁8、第一伺服传动机构9、伺服升降机构10、四方箱11、第二伺服传动机构12和控制箱13。其中，横梁8架设在机架1左、右支架上，并在第二伺服传动机构12的驱动下沿Y轴方向前后移动。四方箱11安装在横梁8上，并在第一伺服传动机构9的驱动下沿X轴方向左右移动。升降箱2安装在四方箱11上，并在伺服升降机构10的驱动下沿Z轴方向上下移动。机头部件4安装在升降箱2的底部，并在伺服旋转机构5的驱动下绕Z轴旋转，同时随升降箱2沿Z轴上下移动、随四方箱11沿X轴左右移动、随横梁8沿Y轴前后移动，从而使机头部件4达到四个方向的工作自由度，保证了加工精度和效率。工作台3安装在机架1的中间位置，贴标签装置6安装在四方箱11左前面，移板装置7安装在机头部件4的左侧面，控制箱13通过悬臂吊挂在机架1的右支架的前端，内装有PLC控制系统，能够对桥切机各部件进行控制。

其中，伺服旋转机构5、第一伺服传动机构9、伺服升降机构10、第二伺服传动机构12均包括伺服电机及伺服电机的控制系统，通过闭回路控制方式对相应的机械位置、速度、或加速度进行精确而快速控制的装置，现有的伺服电系统有很多，在此不作限制。

请参照图2所示，贴标签装置6包括左边的标签打印部件和右边的标签贴合部件。其中标签打印部件包括标签机601、电动卷纸器602、标签纸603、卷纸604、可调喷气阀605、转向轴606、箱体607和箱体固定座608。本实施例的标签由上层的标签纸603和下层的卷纸604组成，标签纸603和卷纸604能够轻易分离，标签纸603底面涂有不干胶，用于和石材表面粘接。标签机601、可调喷气阀605、转向轴606和电动卷纸器602均安装在箱体607上，箱体607通过箱体固定座608固定在四方箱11的底部。卷纸604经过多个转向轴606绑到标签机601后面的电动卷纸器602上，每打一个标签，电动卷纸器602就会自动启动，在回收卷纸604的同时，将打印好的标签从标签机601中拉出。可调喷气阀605位于标签机601的前侧，且出风口向上正对标签机601的出口，转向轴606用于改变卷纸604的走向，打印好的标签从标签机601的出口出来时，卷纸604向下移动，标签纸603则在可调喷气阀605喷出的气体作用下保持水平运动，实现与卷纸604的分离，并水平悬空在的标签机601的出口处。

请参照图2和图3所示，标签贴合部件包括第一气缸611、导向杆612、气缸固定座613、直线轴承614、气缸连接板615、第二气缸616、吸盘固定板617、T型导向杆618、弹簧619、第一真空吸盘620。气缸固定座613固定在四方箱11左前侧面，第一气缸611固定安装在气缸固定座613中间的孔中，两个直线轴承614固定安装在气缸固定座613左右两边的孔中，两条导向杆612穿过直线轴承614固定安装在气缸连接板615左右两边的孔中，第一气缸611的线性活动端固定安装在气缸连接板615中间的孔中。第二气缸616固定安装在气缸连接板615底面，吸盘固定板617固定安装在第二气缸616的线性活动端上，T型导向杆618的竖端穿过吸盘固定板617上的四个导向孔，再穿过四个弹簧619固定在第一真空吸盘620上。其中，第一气缸611的运动方向垂直于石板，第二气缸616的运动方向平行于石板，且正对标签打印部件的取纸口，第一真空吸盘620的吸附面平行标签纸603。

贴标签装置6的具体工作过程如下：

智能排版系统根据大板切割方案给出将要生成的规格板的代码，代码包括编号、尺寸、材料等信息，在大板正式切割前，贴标签装置6开始运作。标签机601将代码打印到标签上，电动卷纸器602启动，标签从标签机601中被拉出，在标签机601出口处，卷纸604向下移动，标签纸603则在可调喷气阀8喷出的气体作用下保持水平运动，实现与卷纸604的分离，并水平悬空在的标签机601的出口正前方。第二气缸616运动，第一真空吸盘620通过箱体607的取纸口伸入，真空系统启动，把标签纸603吸到第一真空吸盘620底部。第二气缸616缩回，使第一真空吸盘620退回，然后第一气缸611向下运动，带动第二气缸616和第一真空吸盘620一起向下运动，把标签纸603压到规格板的表面，然后第一真空吸盘620放气，释放标签纸603，最后第一气缸611向上运动回到原始位置。导向杆612和直线轴承614能够保证气缸连接板615在运动过程中不产品倾斜，间接保证标签纸603与石板的完全贴合，T型导向杆618和弹簧619用于缓冲第一真空吸盘620和规格板的刚性接触。

在本实施例中，采用了可调喷气阀605使标签纸603和卷纸604分离，但是，没有可调喷气阀605，也照样可以实现二者的分离，只需将紧靠在标签机601出口的转向轴606向前设置到箱体607的取纸口处，仅仅依靠第一真空吸盘620将标签纸603从卷纸604上吸离即可。

请参照图4和图5所示，移板装置7包括减速机电机701、电机座702、滚珠丝杠703、底座704、滚珠螺母705、直线导轨副706、升降座707、第二真空吸盘708和真空发生装置709。

其中，底座704固定在刀头部件4的右侧面，直线导轨副706竖直安装在底座704上，升降座707安装在直线导轨副706上，滚珠螺母705固定在升降座707顶部，第二真空吸盘708固定在升降座12底部，减速机电机701通过电机座702固定在底座704顶部，滚珠丝杠703的一端和滚珠螺母705螺接、另一端和减速机电机701的输出轴连接，真空发生装置709安装在升降座707上，并通过气管与第二真空吸盘708连通。

移板装置7的具体工作过程如下：

在机头部件4可能误伤已经切割好的规格板时，机头部件4回缩到一定位置，移板装置开始运作。减速机电机701运转，通过滚珠丝杠703和滚珠螺母705的运动转换，控制升降座707下降，使真空吸盘708和规格板相接触。控制箱13根据规格板厚度，控制真空发生装置709开始抽真空工作，使得真空吸盘708把规格板吸住。然后减速机电机701反向运转，使得规格板升高离开工作台面，再通过升降箱2、四方箱11和横梁8的运动，将规格板移到指定的位置。确定到位后，减速机电机701再次控制升降座707下降，平稳地把规格板放到工作台面上，然后真空发生装置709解除真空状态，使得真空吸盘708与规格板分开并且由减速机电机701控制升高复位，完成一次移板动作。在切割过程中，规格板可能只是移动一定距离，避免被机头部件4碰到，切割完成后，还可通过移板装置7将每块切割好的规格板移动到堆放台上然后输送走。

其中，控制箱13作为整机的控制系统，集成了伺服系统的和智能排版系统，通过二者的配合，不仅可以实现全自动智能切割，还可以自动贴标签，现有的桥切机还没有类似的功能。其具体控制过程如下：

①根据订单或工程样图，确定所需的大板规格和数量；

②通过石材扫描仪或工业相机获取所需的大板图片，图片需清楚涵盖包括尺寸、颜色、纹理等图像信息；

③按照最大出材率对每块大板进行模拟排版，并进行模拟切割，然后对所有模拟生成的规格板进行综合排版，预览整个排版效果，将排版效果和工程图样进行对比，实时修正每块大板的切割方案，并将排版效果图发送给客户，以确定每块大板的切割方案，同时给出每块大板对应的规格板的代码，所述代码包括编号、尺寸、材料信息；

④大板移动到工作台3后，根据切割方案对好切割原点后，贴标签装置6将智能排版系统给出的代码打印到标签上，并在大板切割前，将带有代码的标签分别贴在对应的各块规格板上；

⑤标签贴好后，开始实际切割，如需在两块规格板之间下刀切割，通过移板装置先把切割好的规格板移开，再进行切割，避免误伤已经切割好的规格板；切割完成后，还会把每块规格板移动到堆放台上然后输送走。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能桥切机，包括机架、架设在机架左右支架上且沿Y轴前后移动的横梁、设置在横梁上且沿X轴左右移动的四方箱、设置在四方箱上且沿Z轴上下移动的升降箱、设置在升降箱底部且绕Z轴旋转的机头部件，其特征在于，还包括设置在机头部件侧部的移板装置、设置在四方箱上的贴标签装置、及带有智能排版系统的控制箱，所述智能排版系统包括：

图像获取模块：用于获取工程图样和待切割的大板图片；

自动排版模块：按照最大出材率对每块大板进行模拟排版，并进行模拟切割，然后对所有模拟生成的规格板进行综合排版，预览整个排版效果，确定每块大板的切割方案；

代码生成模块：根据大板切割方案，给出每块大板对应的各块规格板的代码，所述代码包括编号、尺寸、材料信息；

所述贴标签装置用于将智能排版系统给出的代码打印到标签上，并在大板切割前，将带有代码的标签分别贴在对应的各块规格板上；

所述移板装置用于在机头部件可能误伤已经切割好的规格板时，搬离已切割好的规格板；

所述贴标签装置包括标签打印部件和标签贴合部件，其中：

标签打印部件包括用于打印标签纸的标签机和用于回收卷纸的电动卷纸器，标签纸贴合在卷纸上；

所述标签贴合部件包括第一气缸、第二气缸和第一真空吸盘，第二气缸安装在第一气缸的线性活动端，第一真空吸盘安装在第二气缸的线性活动端，第一真空吸盘在第二气缸的带动下将标签纸从标签打印部件中吸出、且在第一气缸的带动下将标签纸贴合在规格板上。

2.根据权利要求1所述的智能桥切机，其特征在于，所述标签打印部件还包括可调喷气阀，设置在标签机的出口，用于将标签纸从卷纸上脱离、并使标签纸平行悬空。

3.根据权利要求1或2所述的智能桥切机，其特征在于，所述标签贴合部件还包括吸盘固定板、多个T型导向杆和弹簧，吸盘固定板和第二气缸的线性活动端固定连接，T型导向杆的竖端穿过吸盘固定板上的导向孔和弹簧后，与第一真空吸盘固定连接。

4.根据权利要求3所述的智能桥切机，其特征在于，所述标签贴合部件还包括气缸固定座、气缸连接板、两组相互配合的导向杆和直线轴承，所述第一气缸固定在气缸固定座中部，所述第二气缸固定在气缸连接板底部，第一气缸的线性活动端和气缸连接板中部固定连接，导向杆的底端分别固定连接在气缸连接板的左右两侧，直线轴承分别固定在气缸固定座的左右两侧。

5.根据权利要求1或2所述的智能桥切机，其特征在于，所述移板装置包括减速机电机、电机座、滚珠丝杠、底座、滚珠螺母、直线导轨副、升降座和第二真空吸盘，底座固定在刀头部件的侧面，直线导轨副竖直安装在底座上，升降座安装在直线导轨副上，滚珠螺母固定在升降座顶部，第二真空吸盘固定在升降座底部，减速机电机通过电机座固定在底座顶部，滚珠丝杠的一端和滚珠螺母螺接、另一端和减速机电机的输出轴连接，减速机电机通过滚珠丝杠带动升降座沿直线导轨副相对于底座上下运动。

6.根据权利要求5所述的智能桥切机，其特征在于，所述移板装置还包括安装在升降座上的真空发生装置，并通过气管与第二真空吸盘连通。