CN108127747B - 圆形木柄全自动仿形加工机及其仿形工艺 - Google Patents

圆形木柄全自动仿形加工机及其仿形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自动化设备领域，特别涉及圆形木柄全自动仿形加工机，包括加工台，加工台上设有仿形工位、抛光工位以及输送装置，加工台上沿输送装置的输送方向依次设置有尾部切断工位、尾部修型工位和钻孔工位，加工台上在仿形工位的上部架设有自动下料装置，加工台上位于仿形工位、抛光工位以及输送装置的上方架设有取料移位机械手，通过所述取料移位机械手使仿形工位、抛光工位以及输送装置三者相连。本发明能够实现仿形加工、抛光打磨、切尾加工、收尾成型加工和尾部钻孔加工的自动化、连续化作业，有效的增加了生产效率，降低了成本，并且减少了工人的劳动强度，该工艺每个小时可以加工400‑600支圆形木柄，成品合格率达到99.9％，效率提高了8‑10倍。

Description

圆形木柄全自动仿形加工机及其仿形工艺
技术领域
本发明涉及自动化仿形设备及仿形工艺领域，特别涉及圆形木柄全自动仿形加工机及其仿形工艺。
背景技术
仿型加工是木工制作中重要的加工型式，利用此种方式可批量生产具有圆滑或复杂型状的外型的产品，现有的仿形加工大多是将胚料定位后，由电机驱动胚料旋转，由刀具沿胚料行走，成型，在成型后还需要对产品进行抛光打磨，切尾加工，收尾成型加工和尾部钻孔加工，现有操作都是将上述工序分开操作，导致效率低下、成本高、工人劳动强度大的问题，每道工序之间通过人工上下料，人为送料的误差累计，导致加工的圆形木柄的精度不合格，形状不准，圆形木柄壁薄易破裂，都增加了加工的难度，而且每个工序都需要设置一套对应设备，比如抛光打磨需要设置一台抛光打磨机，切尾需要一台切割机，钻孔需要设置一台钻孔机，完成一整套工序需要多台设备，设备投资成本高，而且占地空间大，因此，需要对现有的仿形设备和仿形工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种圆形木柄全自动仿形加工机。
本发明的另一目的在于提供上述圆形木柄全自动仿形加工机的仿形工艺。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
圆形木柄全自动仿形加工机，包括加工台，加工台上设有仿形工位、抛光工位以及输送装置，加工台上沿输送装置的输送方向依次设置有尾部切断工位、尾部修型工位和钻孔工位，加工台上在仿形工位的上部架设有自动下料装置，加工台上位于仿形工位、抛光工位以及输送装置的上方架设有取料移位机械手，通过所述取料移位机械手使仿形工位、抛光工位以及输送装置三者相连。
进一步的，仿形工位包括第一夹持定位装置、铣刀盘以及进给装置，所述第一夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第一夹持轴，以及用于驱动单个第一夹持轴转动的第一电机，进给装置固定在加工台上，铣刀盘固定在进给装置上，铣刀盘上可拆卸的固定有铣刀。
进一步的，自动下料装置包括料斗架、料斗、下料气缸、安装滑块、滑块导轨以及第一气动夹臂，料斗架固定在所述加工台上，料斗固定在所述料斗架上，所述料斗设有倾斜面，滑块导轨呈竖立状态固定在料斗架上，安装滑块滑动配合在所述滑块导轨上，下料气缸倒立固定在滑块导轨的上方，下料气缸的输出杆端部与安装滑块固定连接，第一气动夹臂固定在所述安装滑块上，第一气动夹臂与料斗的倾斜面底端相连。
进一步的，抛光工位包括第二夹持定位装置、抛光装置、升降装置以及驱动装置，所述第二夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第二夹持轴，以及用于驱动单个第二夹持轴转动的第二电机，驱动装置固定在加工台上并且位于第二夹持定位装置的下方，升降装置连接在驱动装置上，抛光装置连接在升降装置上。
进一步的，输送装置包括输送链以及用于驱动输送链移动的第三电机，输送链上均匀分布有若干与工件配合的定位治具。
进一步的，尾部切断工位、尾部修型工位以及钻孔工位均设有一个用于将移动至该工位处的工件顶固在定位治具上的顶紧气缸。
进一步的，尾部切断工位设有切割刀以及驱动切割刀竖直升降的切割刀驱动气缸。
进一步的，尾部修型工位设有打磨机以及驱动打磨机水平位移的打磨机驱动气缸。
进一步的，钻孔工位包括上钻孔机以及下倒角机，上钻孔机和下倒角机均通过气缸驱动可沿竖直方向进行升降运动，钻孔工位还包括用于驱动工件翻转的翻转装置。
上述圆形木柄全自动仿形加工机的仿形工艺，包括以下步骤：
S1、胚料通过自动下料装置逐个的送入仿形工位内，通过仿形工位上的装置对胚料进行仿形加工；
S2、通过抛光工位上的装置对半成品进行抛光处理，取料移位机械手能够同时夹取仿形工位上和抛光工位上的工件，并整体挪移一个工位，使仿形加工后的半成品移动至抛光工位上，使抛光后的半成品移动至输送装置上；
S3、输送装置带动抛光后的半成品依次经过尾部切断工位、尾部修型工位和钻孔工位，对成品的尾部余料进行切除、修型，并对半成品的圆周面上进行钻孔，最终形成成品
有益效果：本发明的圆形木柄全自动仿形加工机，取料移位机械手的应用，能够实现仿形加工、抛光打磨、切尾加工、收尾成型加工和尾部钻孔加工的自动化、连续化作业，有效的增加了生产效率，降低了成本，并且减少了工人的劳动强度；更重要的是，减少了人为送料的误差累积，加工圆形木柄的精度高，形状准，圆形木柄不易破裂，而且将仿形加工、抛光打磨、切尾加工、收尾成型加工和尾部钻孔加工在一台机器上完成，结构紧凑，体积小，减少了设备投入，节约了空间；该仿形工艺过程全自动，每个小时可以加工400-600支圆形木柄，成品合格率达到99.9％，现有技术的圆形木柄仿形机每小时加工50-60支圆形木柄，成品合格率低于80％，本发明的工艺效率是现有仿形工艺的8-10倍，且一个人可以操作多台机器，每条生产线可以节约2-3人，可以大幅节约成本。
附图说明
图1为全自动仿形加工机的立体结构示意图；
图2为自动下料装置立体结构示意图；
图3为仿形工位结构示意图；
图4为抛光工位结构示意图；
图5为取料移位机械手立体结构示意图；
图6为输送装置立体结构示意图；
图7为尾部切断工位结构示意图；
图8为尾部修型工位结构示意图；
图9为钻孔工位结构示意图；
附图标记说明：加工台1，仿形工位2，第一夹持轴2a，铣刀盘2b，铣刀2b1，进给装置2c，第一电机2d，抛光工位3，第二夹持轴3a1，第二电机3a2，抛光装置3b，升降装置3c，输送装置4，输送链4a，定位治具4b，尾部切断工位5，切割刀5a，切割刀驱动气缸5b,尾部修型工位6，打磨机6a，打磨机驱动气缸6b，钻孔工位7，上钻孔机7a，下倒角机7b，自动下料装置8，料斗架8a，料斗8b，下料气缸8c，安装滑块8d，第一气动夹臂8e，取料移位机械手9，安装支架9a，顶板9a1，铰接耳9a2，侧板9a3，第一摆臂9b，第二摆臂9c，连杆9d，摆臂驱动气缸9e，框架9f1，气夹9f2，加长臂爪9f3，升降气缸9f4，顶紧气缸10。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
实施例1
参照图1至图9所示的圆形木柄全自动仿形加工机，包括加工台1，加工台1上设有仿形工位2、抛光工位3以及输送装置4，加工台1上沿输送装置4的输送方向依次设置有尾部切断工位5、尾部修型工位6和钻孔工位7，加工台1上在仿形工位2的上部架设有自动下料装置8，加工台1上位于仿形工位2、抛光工位3以及输送装置4的上方架设有取料移位机械手9，通过所述取料移位机械手9使仿形工位2、抛光工位3以及输送装置4三者相连，胚料通过自动下料装置8逐个的送入仿形工位2内，通过仿形工位2上的装置对胚料进行仿形加工，通过抛光工位3上的装置对半成品进行抛光处理，取料移位机械手9能够同时夹取仿形工位2上和抛光工位3上的工件，并整体挪移一个工位，使仿形加工后的半成品移动至抛光工位3上，使抛光后的半成品移动至输送装置4上，输送装置4带动抛光后的半成品依次经过尾部切断工位5、尾部修型工位6和钻孔工位7，对成品的尾部余料进行切除、修型，并对半成品的圆周面上进行钻孔，最终形成成品。
仿形工位2包括第一夹持定位装置、铣刀盘2b以及进给装置2c，所述第一夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第一夹持轴2a，以及用于驱动单个第一夹持轴2a转动的第一电机2d，进给装置2c固定在加工台1上，铣刀盘2b固定在进给装置2c上，铣刀盘2b上可拆卸的固定有铣刀2b1，胚料通过所述自动下料装置8送入两个第一夹持轴2a之间，两个所述第一夹持轴2a相向移动将胚料夹持固定，第一电机2d驱动单个第一夹持轴2a转动，第一夹持轴2a带动胚料转动，进给装置2c驱动铣刀盘2b上的铣刀2b1相对于胚料及进行移动，实现仿形加工。
自动下料装置8包括料斗架8a、料斗8b、下料气缸8c、安装滑块8d、滑块导轨以及第一气动夹臂8e，料斗架8a固定在所述加工台1上，料斗8b固定在所述料斗架8a上，所述料斗8b设有倾斜面，滑块导轨呈竖立状态固定在料斗架8a上，安装滑块8d滑动配合在所述滑块导轨上，下料气缸8c倒立固定在滑块导轨的上方，下料气缸8c的输出杆端部与安装滑块8d固定连接，第一气动夹臂8e固定在所述安装滑块8d上，第一气动夹臂8e与料斗8b的倾斜面底端相连。料斗8b内可一次性放入多个胚料，胚料沿倾斜面整齐排列，第一气动夹臂8e能将倾斜面最下方的胚料夹取，下料气缸8c驱动安装滑块8d沿滑块导轨下移，安装滑块8d带动第一气动夹臂8e同步下移，使胚料移动至两个第一夹持轴2a之间，实现下料。
抛光工位3包括第二夹持定位装置、抛光装置3b、升降装置3c以及驱动装置，所述第二夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第二夹持轴3a1，以及用于驱动单个第二夹持轴3a1转动的第二电机3a2，驱动装置固定在加工台1上并且位于第二夹持定位装置的下方，升降装置3c连接在驱动装置上，抛光装置3b连接在升降装置3c上，升降装置3c用于驱动抛光装置3b竖直升降，驱动装置用于驱动升降装置3c沿第二夹持轴3a1轴向往复运动，抛光装置3b随升降装置3c同步移动。
仿形加工后的半成品，进入两个第二夹持轴3a1之间，两个第二夹持轴3a1相向移动将半成品夹持固定，第二电机3a2驱动单个第二夹持轴3a1转动，带动半成品转动，升降装置3c在半成品转动后，驱动抛光装置3b抬升与半成品接触进行抛光，并由驱动装置驱动升降装置3c沿第二夹持轴3a1轴向往复运动，抛光装置3b随升降装置3c同步移动，即驱动装置驱动抛光装置3b沿圆形木柄的轴向往复运动，对圆形木柄的外表面进行抛光。
输送装置4包括输送链4a以及用于驱动输送链4a移动的第三电机，输送链4a上均匀分布有若干与工件配合的定位治具4b。
所述取料移位机械手9包括安装支架9a、第一摆臂9b、第二摆臂9c、连杆9d以及摆臂驱动气缸9e，安装支架9a固定在加工台1，第一摆臂9b和第二摆臂9c的顶部均铰接在安装支架9a上，并且所述第一摆臂9b和第二摆臂9c间隔设置，连杆9d两端分别铰接在第一摆臂9b和第二摆臂9c上，摆臂驱动气缸9e固定在安装支架9a上，摆臂驱动气缸9e的输出杆连接在第一摆臂9b上，摆臂驱动气缸9e驱动第一摆臂9b绕其与安装支架9a的铰接点在仿形工位2上方和抛光工位3上方之间来回摆动，第一摆臂9b摆动时通过连杆9d带动第二摆臂9c在抛光工位3上方和输送装置4的输入端上方之间来回摆动，第一摆臂9b和第二摆臂9c的底端均设有一个升降式夹臂。通过升降式夹臂将木柄柄身夹起后，带动其进行移位。
所述第一摆臂9b和第二摆臂9c均设有一长方形板体，所述升降式夹臂包括安装在板体背部的直线导轨，板体上套装有一矩形的框架9f1，框架9f1与所述直线导轨滑动导向配合，在该框架9f1前端面上安装有气夹9f2，气夹9f2的两个活动块上均安装有一个加长臂爪9f3，加长臂爪的内侧面粘接有橡胶材质的防滑垫片，以用于增加摩擦力，防止加长臂爪9f3将工件夹取后滑动，框架9f1的背部安装有升降气缸9f4，该升降气缸9f4与框架9f1传动连接，通过所述升降气缸9f4驱动框架9f1沿直线导轨上下滑动，带动气夹9f2移动，将工件从工位上夹起后放下，以及放下后复位。具体的升降气缸9f4的与框架9f1的连接方式可采用，升降气缸的输出杆端部采用螺接方式与框架9f1相连的方式，并在升降气缸9f4的输出杆上螺接防脱螺母，防脱螺母与框架抵触连接，以防止升降气缸9f4的输出杆与框架9f1脱接。
所述安装支架9a设有顶板9a1，顶板9a1呈水平设置，顶板9a1的下端面上通过螺栓固定有两个铰接耳9a2，两个铰接耳9a2分别对应一个板体设置，板体的顶部与铰接耳9a2相铰接。
安装支架9a还设有侧板9a3，侧板9a3机位于顶板9a1前方，摆臂驱动气缸9e的尾部铰接在侧板9a3上。
顶板9a1和侧板9a3均为不锈钢材质制成。
尾部切断工位5、尾部修型工位6以及钻孔工位7均设有一个用于将移动至该工位处的工件顶固在定位治具4b上的顶紧气缸10。
尾部切断工位5设有切割刀5a以及驱动切割刀5a竖直升降的切割刀驱动气缸5b，通过切割刀驱动气缸5b驱动切割刀5a竖直升降可将工件的尾部余料切除。
尾部修型工位6设有打磨机6a以及驱动打磨机6a水平位移的打磨机驱动气缸6b，通过打磨机驱动气缸6b驱动打磨机6a水平位移抵紧在工件尾部，对工件尾部进行打磨修型。
钻孔工位7包括上钻孔机7a以及下倒角机7b，上钻孔机7a和下倒角机7b均通过气缸驱动可沿竖直方向进行升降运动，上钻孔机7a可竖直下降在工件的外圆周壁上钻出一个通孔，下倒角机7b可竖直上升对工件的通孔进行倒角，钻孔工位7还包括用于驱动工件翻转的翻转装置，该翻转装置用于在下倒角机7b对工件下方的孔倒角后，使工件翻转180°，下倒角机7b在工件翻转180°后再次上升对工件的通孔进行倒角。
实施例2
参照图1至图9，实施例1所述的圆形木柄全自动仿形加工机的仿形工艺，包括以下步骤：
S1、胚料通过自动下料装置8逐个的送入仿形工位2内，通过仿形工位2上的装置对胚料进行仿形加工；
S2、通过抛光工位3上的装置对半成品进行抛光处理，取料移位机械手9能够同时夹取仿形工位2上和抛光工位3上的工件，并整体挪移一个工位，使仿形加工后的半成品移动至抛光工位3上，使抛光后的半成品移动至输送装置4上；
S3、输送装置4带动抛光后的半成品依次经过尾部切断工位5、尾部修型工位6和钻孔工位7，对成品的尾部余料进行切除、修型，并对半成品的圆周面上进行钻孔，最终形成成品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：包括加工台(1)，加工台(1)上设有仿形工位(2)、抛光工位(3)以及输送装置(4)，加工台(1)上沿输送装置(4)的输送方向依次设置有尾部切断工位(5)、尾部修型工位(6)和钻孔工位(7)，加工台(1)上在仿形工位(2)的上部架设有自动下料装置(8)，加工台(1)上位于仿形工位(2)、抛光工位(3)以及输送装置(4)的上方架设有取料移位机械手(9)，通过所述取料移位机械手(9)使仿形工位(2)、抛光工位(3)以及输送装置(4)三者相连，所述取料移位机械手(9)包括安装支架(9a)、第一摆臂(9b)、第二摆臂(9c)、连杆(9d)以及摆臂驱动气缸(9e)，第一摆臂(9b)和第二摆臂(9c)的顶部均铰接在安装支架(9a)上，并且所述第一摆臂(9b)和第二摆臂(9c)间隔设置，连杆(9d)两端分别铰接在第一摆臂(9b)和第二摆臂(9c)上，摆臂驱动气缸(9e)固定在安装支架(9a)上，摆臂驱动气缸(9e)的输出杆连接在第一摆臂(9b)上，摆臂驱动气缸(9e)驱动第一摆臂(9b)绕其与安装支架(9a)的铰接点来回摆动，第一摆臂(9b)摆动时通过连杆(9d)带动第二摆臂(9c)来回摆动，第一摆臂(9b)和第二摆臂(9c)的底端均设有一个升降式夹臂，所述第一摆臂(9b)和第二摆臂(9c)均设有一长方形板体，所述升降式夹臂包括安装在板体背部的直线导轨，板体上套装有一矩形的框架(9f1)，框架(9f1)与所述直线导轨滑动导向配合，在该框架(9f1)前端面上安装有气夹(9f2)，框架(9f1)的背部安装有升降气缸(9f4)，该升降气缸(9f4)与框架(9f1)传动连接,气夹(9f2)的两个活动块上均安装有一个加长臂爪(9f3),所述加长臂爪(9f3)的内侧面粘接有防滑垫片，所述防滑垫片为橡胶材质制成,取料移位机械手能够同时夹取仿形工位(2)上和抛光工位(3)上的工件，并整体挪移一个工位，使仿形加工后的半成品移动至抛光工位(3)上，使抛光后的半成品移动至输送装置(4)上。
2.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：仿形工位(2)包括第一夹持定位装置、铣刀盘(2b)以及进给装置(2c)，所述第一夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第一夹持轴(2a)，以及用于驱动单个第一夹持轴(2a)转动的第一电机(2d)，进给装置(2c)固定在加工台(1)上，铣刀盘(2b)固定在进给装置(2c)上，铣刀盘(2b)上可拆卸的固定有铣刀(2b1)。
3.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：自动下料装置(8)包括料斗架(8a)、料斗(8b)、下料气缸(8c)、安装滑块(8d)、滑块导轨以及第一气动夹臂(8e)，料斗架(8a)固定在所述加工台(1)上，料斗(8b)固定在所述料斗架(8a)上，所述料斗(8b)设有倾斜面，滑块导轨呈竖立状态固定在料斗架(8a)上，安装滑块(8d)滑动配合在所述滑块导轨上，下料气缸(8c)倒立固定在滑块导轨的上方，下料气缸(8c)的输出杆端部与安装滑块(8d)固定连接，第一气动夹臂(8e)固定在所述安装滑块(8d)上，第一气动夹臂(8e)与料斗(8b)的倾斜面底端相连。
4.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：抛光工位(3)包括第二夹持定位装置、抛光装置(3b)、升降装置(3c)以及驱动装置，所述第二夹持定位装置设有一对可相向移动和背向移动的第二夹持轴(3a1)，以及用于驱动单个第二夹持轴(3a1)转动的第二电机(3a2)，驱动装置固定在加工台(1)上并且位于第二夹持定位装置的下方，升降装置(3c)连接在驱动装置上，抛光装置(3b)连接在升降装置(3c)上。
5.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：输送装置(4)包括输送链(4a)以及用于驱动输送链(4a)移动的第三电机，输送链(4a)上均匀分布有若干与工件配合的定位治具(4b)。
6.根据权利要求5所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：尾部切断工位(5)、尾部修型工位(6)以及钻孔工位(7)均设有一个用于将移动至该工位处的工件顶固在定位治具(4b)上的顶紧气缸(10)，尾部切断工位(5)设有切割刀(5a)以及驱动切割刀(5a)竖直升降的切割刀驱动气缸(5b)。
7.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：尾部修型工位(6)设有打磨机(6a)以及驱动打磨机(6a)水平位移的打磨机驱动气缸(6b)。
8.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机，其特征在于：钻孔工位(7)包括上钻孔机(7a)以及下倒角机(7b)，上钻孔机(7a)和下倒角机(7b)均通过气缸驱动可沿竖直方向进行升降运动，钻孔工位(7)还包括用于驱动工件翻转的翻转装置。
9.根据权利要求1所述的圆形木柄全自动仿形加工机的仿形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、胚料通过自动下料装置(8)逐个的送入仿形工位(2)内，通过仿形工位(2)上的装置对胚料进行仿形加工；
S2、通过抛光工位(3)上的装置对半成品进行抛光处理，取料移位机械手(9)能够同时夹取仿形工位(2)上和抛光工位(3)上的工件，并整体挪移一个工位，使仿形加工后的半成品移动至抛光工位(3)上，使抛光后的半成品移动至输送装置(4)上；
S3、输送装置(4)带动抛光后的半成品依次经过尾部切断工位(5)、尾部修型工位(6)和钻孔工位(7)，对成品的尾部余料进行切除、修型，并对半成品的圆周面上进行钻孔，最终形成成品。
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