CN108177201B - 一种全自动木板加工装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动木板加工装置及加工方法，包括机座、控制器和若干木工机械，所述机座上设置有托盘，所述木工机械设置于机座上，且设置于托盘的周边，所述托盘转动设置于机座上，所述机座上设置有第二旋转装置，所述第二旋转装置驱动托盘转动，所述木工机械上设置有木板角度检测装置和调整装置，所述第一动力机构、第二旋转装置、木板角度检测装置和调整装置分别与控制器电连接。本发明实现了对木板进行全自动加工，节约了人力，提高了加工速度，且保证了木板加工的质量。

Description

一种全自动木板加工装置及加工方法

技术领域

本发明涉及一种木板加工设备，具体涉及一种全自动木板加工装置及加工方法。

背景技术

木制家具的制作需要对木材进行切割，切割后的木板的边缘需要进行封边、修边等其他加工工序，而现有技术中，均为人工控制木板的方向与角度实现对木板边缘的加工，占用人力资源高，且人工控制木板进行加工，工人的技术水平对木板加工的效果影响较大。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种全自动木板加工装置及加工方法，实现了对木板进行全自动加工，节约了人力，提高了加工速度，且保证了木板加工的质量。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种全自动木板加工装置，包括机座、控制器和若干木工机械，所述机座上设置有托盘，所述木工机械设置于机座上，且设置于托盘的周边，所述托盘转动设置于机座上，所述机座上设置有第二旋转装置，所述第二旋转装置驱动托盘转动，所述木工机械上设置有木板角度检测装置和调整装置，所述第一动力机构、第二旋转装置、木板角度检测装置和调整装置分别与控制器电连接。

进一步地，所述调整装置包括滑台和第一旋转装置，所述滑台滑动设置于机座上，且所述滑台通过动力机构驱动其滑动，所述木工机械转动设置于滑台上，所述第一旋转装置包括第一电机，所述第一电机的主动轴通过传动系统带动木工机械在滑台上旋转。

进一步地，所述木板角度检测装置包括若干传感器，所述传感器设置于木板加工工位的上方或下方，且所述传感器绕木板加工工位圆周分布，所述传感器与控制器电连接。

进一步地，所述的木板角度检测装置包括固定块，所述的木工机械上设置有贴合轴和支撑板，所述固定块固定设置于支撑板上，所述固定块的侧边滑动设置有第一滑动块，所述第一滑动块与固定块之间设有第一传感器，所述第一滑动块上滑动连接有第二滑动块，所述第二滑动块与第一滑动块之间设有第二传感器，所述贴合轴转动设置于第二滑动块上，所述第一滑动块的滑动方向与第二滑动块的滑动方向垂直，所述第一滑动块为环状，所述第一滑动块套于固定块的外端，所述第二滑动块套于第一滑动块内，所述固定块内通过直线轴承滑动连接有第一光轴，所述第一滑动块与第一光轴固定，所述第二滑动块内通过直线轴承滑动连接有第二光轴，所述第二光轴与第一滑动块固定。

进一步地，所述的木板角度检测装置包括图像采集装置和图像处理模块，所述图像采集装置的摄像方向与木板待加工的侧边平行设置，且设置于木板加工位置的上方，所述图像处理模块的输入端与图像采集装置连接，所述图像处理模块识别图像采集装置采集的图像中木板边缘的方向并计算其与预设的参考方向之间的角度，所述图像处理模块设置于控制器内。

进一步地，所述的木工机械上设置有贴合轴和支撑板，所述贴合轴转动设置于支撑板上，所述的木板角度检测装置还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括一压力传感器，所述压力传感器设置于贴合轴于支撑板之间，所述压力传感器检测贴合轴受到木板的推力后贴合轴与支撑板之间的压力。

进一步地，所述第二旋转装置包括第二电机，所述第二电机固定设置机座上，所述第二电机的主动轴通过传动装置与托盘连接。

进一步地，所述动力机构包括齿条和第三电机，所述齿条固定设置于机座上，所述第三电机固定设置于滑台上，所述第三电机的主动轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮与齿条啮合。

一种全自动木板加工装置的加工方法，包括以下步骤：

a、将待加工木板放置在托盘上，启动负压装置将木板牢牢地吸附固定在托盘上；

b、控制器控制第三电机驱动滑台在机座上滑动，使木工机械滑动至木板的边缘处，设置于木工机械上的木板角度检测装置检测到木板到达加工工位，木工机械开始工作；

c、第二旋转装置驱动托盘旋转，木板随托盘一同转动，木板角度检测装置检测到木板正在进行加工的侧边角度发生变化，并将变化的角度传输至控制器，控制器控制调整装置使木工机械调整相同的角度，从而使木板正在加工的侧边与木工机械之间始终保持最佳的角度；并且控制器控制动力机构调整木板与木工机械之间的距离，使木板对木工机械的压力始终为适合的数值，从而保证了木板的侧边始终位于木工机械的加工位置，且保证木工机械不会阻挡木板的旋转；

d、当进行完第一工序的加工后，控制器控制该木工机械上的第三电机驱动滑台在机座上滑动，使该木工机械远离木板，并控制下工序的木工机械上的第三电机工作，使下一工序中的木工机械滑动至木板的边缘处，重复上述动作，从而依次完成各个加工工序。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过木板角度检测装置使木工机械可以实时地检测到木板相对于木工机械的角度，并通过调整装置对木工机械的角度进行实时调整，从而使木工机械与木板之间始终保持适合的加工角度，即使遇到拐角或区别加工依然可以保证正确的加工角度；通过调整装置调整木板与木工机械之间的距离，使木板与木工机械之间的距离始终保持为最佳加工距离；通过保证木板与木工机械之间的角度与距离始终保持为最佳数值，从而实现了木板在旋转的过程中，自动对木板进行加工的加工工序。

附图说明

图1为本发明整体的立体图；

图2为本发明整体的俯视图；

图3为调整装饰的右视图；

图4为本发明的第一种实施例的立体图；

图5为第一种实施例的主视图；

图6为第二种实施例的主视图；

图7为第二种实施例的仰视图；

图8为图7中A-A方向的剖视图；

图9为第三种实施例的主视图；

图10为压力检测装置的剖面示意图；

图中，机座1，木工机械2，托盘3，通气孔31，第二电机32，

木板角度检测装置4，支撑板41，贴合轴42，传感器411，固定块421，第一滑动块422，第一传感器423，第二滑动块424，第二传感器425，第一光轴426，第二光轴427，图像采集装置431，压力传感器441，滑动块442，

调整装置5，第一电机511，滑台521，齿条531，第三电机532，第二齿轮533，

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1和图2所示，一种全自动木板加工装置及加工方法，其特征在于，包括机座1、控制器和若干木工机械2，所述机座1上设置有托盘3，所述木工机械2设置于机座1上，且设置于托盘3的周边，即托盘设置于机座1中心的位置，共有四个木工机械2设置于以托盘3为中心的外周，所述托盘3转动设置于机座1上，所述机座1上设置有第二旋转装置，所述第二旋转装置驱动托盘转动，所述木工机械2上设置有木板角度检测装置4和调整装置5，所述第一动力机构、第二旋转装置、木板角度检测装置4和调整装置5分别与控制器电连接。所述第二旋转装置包括第二电机32，所述第二电机32固定设置机座上，所述第二电机32的主动轴通过传动装置与托盘3连接。所述托盘上设有向上的通气孔311，所述通气孔311与负压装置连接。

如图3所示，所述调整装置5包括滑台521和第一旋转装置，所述滑台521滑动设置于机座1上，且所述滑台521通过动力机构驱动其滑动，所述木工机械2转动设置于滑台521上，所述第一旋转装置包括第一电机511，所述第一电机511的主动轴通过传动系统带动木工机械2在滑台521上旋转。传动系统包括设置于主动轴和木工机械的旋转轴上的齿轮以及齿轮之间的皮带。

如图4、图5所示，为本发明的第一种实施例，所述木板角度检测装置4包括若干传感器411，所述传感器411设置于木板加工工位的上方或下方，且所述传感器411绕木板加工工位圆周分布，所述传感器411与控制器电连接，所述传感器为接触传感器、红外传感器或压力传感器其中的一种。所述木工机械设置有贴合轴，所述木板贴合于贴合轴进行加工，所述传感器绕贴合轴的圆周分布。所述传感器的数量为十六个。所述传感器分布圆周的直径在3cm～20cm之间。

对木板的边缘进行加工时，木板的侧边贴合于贴合轴上，木板通过遮挡或接触触发若干传感器，而剩余的传感器未被触发，选定木板的侧边与木工机械之间的角度为最佳角度时被触发传感器的对称线作为基准线，随着木板的旋转或移动，被触发的传感器的数量发生变化，传感器将信号传递给控制器，控制器控制调整装置5带动木工机械旋转，设置于木工机械上的传感器随其旋转，旋转至木板触发的传感器沿基准线对称，从而保证了木工机械与木板侧边之间的角度始终为适合角度。

如图6、图7、图8所示，为本发明的第二种实施例，所述的木板角度检测装置4包括固定块421，所述的木工机械2上设置有贴合轴42和支撑板41，所述固定块421固定设置于支撑板41上，且设置于支撑板41的下端，所述固定块421为一矩形块体，所述固定块421的侧边滑动设置有第一滑动块422，所述第一滑动块422为环状，所述第一滑动块422环绕在固定块421的外周，所述固定块421内通过直线轴承滑动连接有第一光轴426，所述第一滑动块422与第一光轴426固定，所述第一滑动块422与固定块421之间设有第一传感器423，且第一传感器423设置于第一滑动块与第一光轴426固定的侧面上，所述第一滑动块422上滑动连接有第二滑动块424，所述第一滑动块422环绕在第二滑动块424的外周，第二滑动块424位移矩形块体，且设置于固定块421的下端，所述第二滑动块424内通过直线轴承滑动连接有第二光轴427，所述第二光轴427与第一滑动块422固定，所述第二滑动块424与第一滑动块422之间设有第二传感器425，所述第二传感器425设置于第一滑动块与第二光轴427固定的侧面上，所述贴合轴42转动设置于第二滑动块424上，固定块和支撑板上设有供贴合轴穿过的通孔，所述贴合轴的上端穿过固定块和支撑板后设置于支撑板的上端，所述第一滑动块422的滑动方向与第二滑动块424的滑动方向垂直，即第一光轴426与第二光轴427的长度方向垂直，所述第一滑动块422套于固定块421的外端，所述第二滑动块424套于第一滑动块422内。所述第一传感器为压力传感器，所述第二传感器为压力传感器。或者，第一传感器与第二传感器为位移传感器，需要在第一滑动块与固定块之间以及第一滑动块与第二滑动块之间设置弹簧，通过弹簧配合位移传感器使用。

木板贴合于木工机械的贴合轴上进行加工，当木板与木工机械保持固定角度与距离时，木板给予木工机械的贴合轴一个固定的压力，从而使第一传感器与第二传感器的检测数值保持固定，当木板旋转后，木板给予贴合轴的压力发生变化，在压力作用下贴合轴带动第二滑动块相对于第一滑动块滑动或相对滑动的趋势，第二传感器的检测数值发生变化，由于第一滑动块与第二滑动块在第一光轴的长度方向为固定，贴合轴带动第二滑块和第一滑动块相对于固定块滑动，第一传感器的检测数值发生变化，第一传感器与第二传感器将检测数值传输至控制器，根据第一传感器与第二传感器检测的压力的合力方向与木板边缘垂直的原理，控制器根据检测数值计算出木板边缘与木工机械的角度，控制器控制调整装置5带动木工机械旋转，使合力的方向旋转至适合的方向，并通过动力机构带动木工机械移动，使第一传感器与第二传感器检测的压力数值到达适合的数据，从而保证了木板与木工机械之间的角度与距离。

如图9所示，本发明的第三种实施例，所述的木板角度检测装置4包括图像采集装置431和图像处理模块，所述图像采集装置431的摄像方向与木板待加工的侧边平行设置，且设置于木板加工位置的上方，所述图像处理模块的输入端与图像采集装置431连接，所述图像处理模块识别图像采集装置431采集的图像中木板边缘的方向并计算其与预设的参考方向之间的角度，所述图像处理模块设置于控制器内，所述图像采集装置固定设置于木工机械上。

所述图像处理模块包括，

图像识别模块，通过图像滤波获取二值化图像，并采集木板的边缘图像；

图像对比模块，对比图像中木板的边缘方向与预设的参考方向，并计算出夹角。

所述的预设的参考方向为木板边缘与图像采集装置之间夹角为最佳夹角时木板边缘的方向，所述木板的边缘方向为图像识别模块采集的木板边缘图像中边缘线的方向，所述的边缘线为直线或曲线。

图像采集装置431对位于加工工位附近的木板进行拍摄采集图像；控制器的图像识别模块，通过图像滤波获取二值化图像，并采集木板的边缘图像，选定木工机械1的加工方向上的以木板加工位置为顶点的一条直线作为基准线，基准线将采集的边缘图像分割为两段边缘线，控制器分别选取两段边缘线的两端点的连线，并分别标记为L1、L2，控制器分别计算L1、L2同基准线之间的夹角；控制器控制调整装置将木工机械1向夹角较大的边缘线一侧旋转，直至L1与L2同基准线之间的夹角相同，完成角度调整；在角度调整过程中，控制器控制动力机构调整木工机械1与木板之间的距离，使木工机械1与木板之间的压力保持合适的数值，完成距离调整。

如图10所示，所述的木工机械2上设置有贴合轴42和支撑板41，所述贴合轴42转动设置于支撑板41上，所述的木板角度检测装置4还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括一压力传感器441，所述压力传感器441设置于贴合轴42于支撑板41之间，所述压力传感器441检测贴合轴42受到木板的推力后贴合轴与支撑板41之间的压力。所述贴合轴42转动设置于一滑动块442上，所述滑动块442与支撑板41滑动设置，且滑动方向与贴合轴受到木板压力的方向一致，所述压力传感器441设置于滑动块442与支撑板41之间。通过压力检测装置使木板对木工机械施加的压力始终保持最佳数值，而将压力检测装置替换为设置在木工机械或托盘上的弹簧或定压气缸同样可实现此功能，由于原理相同，视为等效替换，且本发明中的方案为最佳方案，则不对其他方案进一步赘述。

如图3所示，所述动力机构包括齿条531和第三电机532，所述齿条531固定设置于机座1上，所述第三电机532固定设置于滑台521上，所述第三电机532的主动轴上设置有第二齿轮533，所述第二齿轮533与齿条531啮合。

本发明的加工方法，包括以下步骤：

a、将待加工木板放置在托盘3上，启动负压装置将木板牢牢地吸附固定在托盘3上；

b、控制器控制第三电机驱动滑台521在机座1上滑动，使木工机械滑动至木板的边缘处，设置于木工机械2上的木板角度检测装置4检测到木板到达加工工位，木工机械2开始工作；

c、第二旋转装置驱动托盘旋转，木板随托盘一同转动，木板角度检测装置4检测到木板正在进行加工的侧边角度发生变化，并将变化的角度传输至控制器，控制器控制调整装置5使木工机械2调整相同的角度，从而使木板正在加工的侧边与木工机械2之间始终保持最佳的角度；并且控制器控制动力机构调整木板与木工机械2之间的距离，使木板对木工机械的压力始终为适合的数值，从而保证了木板的侧边始终位于木工机械2的加工位置，且保证木工机械不会阻挡木板的旋转；

d、当进行完第一工序的加工后，控制器控制该木工机械上的第三电机驱动滑台521在机座1上滑动，使该木工机械远离木板，并控制下工序的木工机械上的第三电机工作，使下一工序中的木工机械滑动至木板的边缘处，重复上述动作，从而依次完成各个加工工序。

本发明通过木板角度检测装置使木工机械可以实时地检测到木板相对于木工机械的角度，并通过调整装置对木工机械的角度进行实时调整，从而使木工机械与木板之间始终保持适合的加工角度，即使遇到拐角或区别加工依然可以保证正确的加工角度；通过调整装置调整木板与木工机械之间的距离，使木板与木工机械之间的距离始终保持为最佳加工距离；通过保证木板与木工机械之间的角度与距离始终保持为最佳数值，从而实现了木板在旋转的过程中，自动对木板进行加工的加工工序。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种全自动木板加工装置，其特征在于，包括机座（1）、控制器和若干木工机械（2），所述机座（1）上设置有托盘（3）和第一动力机构，所述木工机械（2）设置于机座（1）上，且设置于托盘（3）的周边，所述托盘（3）转动设置于机座（1）上，所述机座（1）上设置有第二旋转装置，所述第二旋转装置驱动托盘转动，所述木工机械（2）上设置有木板角度检测装置（4）和调整装置（5），所述第一动力机构、第二旋转装置、木板角度检测装置（4）和调整装置（5）分别与控制器电连接；

所述调整装置（5）包括滑台（521）和第一旋转装置，所述滑台（521）滑动设置于机座（1）上，且所述滑台（521）通过动力机构驱动其滑动，所述木工机械（2）转动设置于滑台（521）上，所述第一旋转装置包括第一电机（511），所述第一电机（511）的主动轴通过传动系统带动木工机械（2）在滑台（521）上旋转；

所述的木板角度检测装置（4）包括固定块（421），所述的木工机械（2）上设置有贴合轴（42）和支撑板（41），所述固定块（421）固定设置于支撑板（41）上，所述固定块（421）的侧边滑动设置有第一滑动块（422），所述第一滑动块（422）与固定块（421）之间设有第一传感器（423），所述第一滑动块（422）上滑动连接有第二滑动块（424），所述第二滑动块（424）与第一滑动块（422）之间设有第二传感器（425），所述贴合轴（42）转动设置于第二滑动块（424）上，所述第一滑动块（422）的滑动方向与第二滑动块（424）的滑动方向垂直，所述第一滑动块（422）为环状，所述第一滑动块（422）套于固定块（421）的外端，所述第二滑动块（424）套于第一滑动块（422）内，所述固定块（421）内通过直线轴承滑动连接有第一光轴（426），所述第一滑动块（422）与第一光轴（426）固定，所述第二滑动块（424）内通过直线轴承滑动连接有第二光轴（427），所述第二光轴（427）与第一滑动块（422）固定。

2.如权利要求1所述的一种全自动木板加工装置，其特征在于，所述木板角度检测装置（4）包括若干传感器（411），所述传感器（411）设置于木板加工工位的上方或下方，且所述传感器（411）绕木板加工工位圆周分布，所述传感器（411）与控制器电连接。

3.如权利要求1所述的一种全自动木板加工装置，其特征在于，所述的木板角度检测装置（4）包括图像采集装置（431）和图像处理模块，所述图像采集装置（431）的摄像方向与木板待加工的侧边平行设置，且设置于木板加工位置的上方，所述图像处理模块的输入端与图像采集装置（431）连接，所述图像处理模块识别图像采集装置（431）采集的图像中木板边缘的方向并计算其与预设的参考方向之间的角度，所述图像处理模块设置于控制器内。

4.如权利要求2或3所述的一种全自动木板加工装置，其特征在于，所述的木工机械（2）上设置有贴合轴（42）和支撑板（41），所述贴合轴（42）转动设置于支撑板（41）上，所述的木板角度检测装置（4）还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括一压力传感器（441），所述压力传感器（441）设置于贴合轴（42）于支撑板（41）之间，所述压力传感器（441）检测贴合轴（42）受到木板的推力后贴合轴与支撑板（41）之间的压力。

5.如权利要求1所述的一种全自动木板加工装置，其特征在于，所述第二旋转装置包括第二电机（32），所述第二电机（32）固定设置机座上，所述第二电机（32）的主动轴通过传动装置与托盘（3）连接。

6.如权利要求2所述的一种全自动木板加工装置，其特征在于，所述第一动力机构包括齿条（531）和第三电机（532），所述齿条（531）固定设置于机座（1）上，所述第三电机（532）固定设置于滑台（521）上，所述第三电机（532）的主动轴上设置有第二齿轮（533），所述第二齿轮（533）与齿条（531）啮合。

7.一种全自动木板加工装置的加工方法，包括以下步骤：

a、将待加工木板放置在托盘3上，启动负压装置将木板牢牢地吸附固定在托盘3上；

b、控制器控制第三电机驱动滑台521在机座1上滑动，使木工机械滑动至木板的边缘处，设置于木工机械2上的木板角度检测装置4检测到木板到达加工工位，木工机械2开始工作；

c、第二旋转装置驱动托盘旋转，木板随托盘一同转动，木板角度检测装置检测到木板正在进行加工的侧边角度发生变化，并将变化的角度传输至控制器，控制器控制调整装置5使木工机械2调整相同的角度，从而使木板正在加工的侧边与木工机械2之间始终保持最佳的角度；并且控制器控制动力机构调整木板与木工机械2之间的距离，使木板对木工机械的压力始终为适合的数值，从而保证了木板的侧边始终位于木工机械2的加工位置，且保证木工机械不会阻挡木板的旋转；

d、当进行完第一工序的加工后，控制器控制该木工机械上的第三电机驱动滑台521在机座1上滑动，使该木工机械远离木板，并控制下工序的木工机械上的第三电机工作，使下一工序中的木工机械滑动至木板的边缘处，重复上述动作，从而依次完成各个加工工序。

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