CN108501132A - 一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，包括机架、锯切单元、水平铣单元、立铣单元和立钻单元，本发明还提供了一种竹木梁柱结构材加工方法，使用上述多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，可一次完成竹木建筑结构材的锯切、钻孔和铣削工序，简化了竹木建筑结构材的加工工序，避免了重复定位造成累计误差，提高了竹木建筑结构材加工精度。

Description

一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心及加工方法

技术领域

本发明涉及竹木建筑结构材加工机械技术领域，特别是涉及一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心及加工方法。

背景技术

竹木结构是用竹材、木材制成的结构，竹材、木材相比钢铁、水泥和塑料是取材容易，加工简便、清洁，环境友好的结构材料。竹木结构自重较轻，构件便于运输、装拆，能多次使用，故广泛地用于房屋建筑以及桥梁和塔架中。为了解决木材和竹材单根尺寸有限无法满足结构设计尺寸与强度要求的问题，通常采用拼合、接长和节点连接等方法，将竹木单元材料组合成大截面、大跨度的结构构件，进而通过对构件材料的加工，将构件用于中国古建筑抬梁式结构、穿斗式结构和现代利用五金件连接的梁柱或框架剪力墙结构中。尤其随着胶合技术和设备的发展，现代胶合竹木结构的出现，更扩大了竹木材料的应用范围。

目前，竹木建筑结构构件的预制加工普遍采用单台专用设备进行刨光、榫卯、钻孔、端头或侧面铣型等工序的加工。在生产加工过程中，由于各工序需要多次端面定位、测量、划线等工艺，容易形成累计误差，经常出现梁柱构件加工精度不高等情况，对现场安装施工造成不良后果，影响建筑品质，而且工厂生产效率低，劳动强度大，木材浪费较严重，无法满足竹木结构建筑多样化和定制化的发展需求。

因此，如何改变现有技术中竹木结构构件加工繁琐工序，同时多次定位导致梁柱加工误差大的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心及加工方法，以解决上述现有技术存在的问题，使竹木梁柱结构构件的加工工序得到简化，同时避免多次定位导致的累计误差，提高构件加工精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，包括：

锯切单元，包括锯座和固定于所述锯座上的第一摆动机构、第二摆动机构和锯片电机，所述锯片电机上连接有锯片，所述第一摆动机构和所述第二摆动机构分别能够带动所述锯片电机在平面内转动，所述第一摆动机构带动所述锯片电机摆动的平面与所述第二摆动机构带动所述锯片电机摆动的平面相垂直；

水平铣单元，包括水平铣座、水平铣电机和与所述水平铣电机传动相连的水平铣双动力头，所述水平铣电机和所述水平铣双动力头均安装于所述水平铣座上，所述水平铣双动力头上能够安装铣刀；

立铣单元，包括立铣电机和与所述立铣电机传动相连的立铣主轴，所述立铣主轴上能够安装铣刀；

立钻单元，包括立钻电机和与所述立钻电机传动相连的立钻主轴，所述立钻主轴上能够安装钻头；

机架，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元均安装于所述机架上，所述机架上还设置能够将竹木建筑结构材定位并夹紧的的定位夹紧单元，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元均与所述机架滑动连接，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元分别能够在与所述定位夹紧单元平行、垂直的面内滑动。

优选地，多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括前进料单元和后进料单元，所述前进料单元和所述后进料单元均与所述机架相连，所述前进料单元和所述后进料单元分别设置于所述机架的前后两侧，所述前进料单元包括能够驱动竹木建筑结构材运动的前输送机构，所述后进料单元包括能够输送竹木建筑结构材的后输送机构。

优选地，所述前输送机构包括所述摩擦进给轮，所述摩擦进给轮能够在压紧气缸的驱动下压紧竹木建筑结构材，所述摩擦进给轮能够驱动竹木建筑结构材前进。

优选地，所述后输送机构包括滑板、滑座和能够夹取竹木建筑结构材的上夹、下夹，所述滑板和所述滑座滑动连接，所述上夹和所述下夹均安装于所述滑座上，所述上夹和所述下夹均由夹取气缸驱动。

优选地，多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括进料辅助台，所述前进料单元连接所述进料辅助台和所述机架，所述后进料单元和所述机架之间还设置出料辅助台，所述进料辅助台和所述出料辅助台均包括能够输送竹木建筑结构材的滚轮。

优选地，多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括废料清理输送带，所述废料清理输送带设置于所述定位夹紧单元的下部，所述废料清理输送带能够将加工产生的木屑运出加工中心。

优选地，多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括小料出料带，所述小料出料带设置于所述定位夹紧单元的下部，且所述小料出料带位于所述定位夹紧单元与所述出料辅助台之间。

优选地，多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，还包括控制中心，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元、所述立钻单元和所述定位夹紧单元均与所述控制中心相连。

本发明还提供一种竹木建筑结构材的加工方法，包含如下步骤：

步骤一、结构材经定位夹紧单元定位夹紧后，锯切单元通过第一摆动机构和第二摆动机构调整锯片的角度，对结构材进行切割和槽口加工，完成初步切割后，锯切单元退回原位，结构材沿进料方向进给；

步骤二、结构材到达下一加工位置，立钻单元根据设定数值对结构材进行设置数值深度的钻孔加工，钻孔加工完成后，立钻单元退回原位；

步骤三、水平铣单元根据设定数值铣削出设定数值深度的沉孔或槽口，加工完成后，水平铣单元退回原位；

步骤四、立铣单元根据设定数值对结构材进行设定数值深度的铣削切割，完成后，立铣单元退回原位。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，包括锯切单元、水平铣单元、立铣单元和立钻单元，本发明还提供了一种竹木结构梁柱加工方法，使用上述多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，可一次完成竹木建筑结构材的锯切、钻孔和铣削工序，简化了竹木建筑结构材的加工工序，避免了重复定位造成累计误差，提高了竹木建筑结构材加工精度，实现了构件类型多样化和可定制化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的主视方向结构示意图；

图2为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的俯视方向结构示意图；

图3为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的锯切单元的结构示意图；

图4为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的水平铣单元的结构示意图；

其中，1为锯切单元，101为第一摆动机构，102为第二摆动机构，103为锯片电机，104为锯片，2为水平铣单元，201为水平铣座，202为水平铣电机，203为水平铣双动力头，3为立铣单元，4为立钻单元，5为机架，6为前进料单元，7为后进料单元，8为进料辅助台，9为出料辅助台，10为废料清理输送带，11为小料出料带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心及加工方法，以解决上述现有技术存在的问题，使木结构梁柱加工工序得到简化，同时避免多次定位导致的累计误差，提高木结构梁柱加工精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-4，其中，图1为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的主视方向结构示意图，图2为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的俯视方向结构示意图，图3为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的锯切单元的结构示意图，图4为本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心的水平铣单元的结构示意图。

本发明提供一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，包括：

锯切单元1，包括锯座和固定于锯座上的第一摆动机构101、第二摆动机构102和锯片电机103，锯片电机103上连接有锯片104，第一摆动机构101和第二摆动机构102分别能够带动锯片电机103在平面内转动，第一摆动机构101带动锯片电机103摆动的平面与第二摆动机构102带动锯片电机103摆动的平面相垂直；第一摆动机构101和第二摆动机构102能够带动锯片104在0°-180°范围内转动，通过第一摆动机构101和第二摆动机构102的联动，实现对工件多角度加工和倒角加工；其中，锯片104与锯片电机103采用直联锯盘压紧方式联接，具有高精度、低跳动的特点。

水平铣单元2，包括水平铣座201、水平铣电机202和与水平铣电机202传动相连的水平铣双动力头203，水平铣电机202和水平铣双动力头203均安装于水平铣座201上，水平铣双动力头203上能够安装铣刀；水平铣电机202通过皮带传动将动力传动给水平铣双动力头203，水平铣双动力头203通过一端安装盘铣刀，另一端安装水平指状铣刀，按工艺要求，对工件进行水平铣削加工。

立铣单元3，包括立铣电机和与立铣电机传动相连的立铣主轴，立铣主轴上能够安装铣刀；在本具体实施方式中，立铣主轴上安装柱状铣刀，立铣主轴通过与其他单元相配合完成对工件两端面及长侧边的异型加工和铣孔加工。

立钻单元4，包括立钻电机和与立钻电机传动相连的立钻主轴，立钻主轴上能够安装钻头；立钻单元4垂直于工件的长边设置，通过垂直运动，完成对工件底面的钻孔加工。

机架5，锯切单元1、水平铣单元2、立铣单元3和立钻单元4均安装于机架5上，机架5上还设置能够将结构材定位并夹紧的的定位夹紧单元，锯切单元1、水平铣单元2、立铣单元3和立钻单元4均与机架5滑动连接，锯切单元1、水平铣单元2、立铣单元3和立钻单元4分别能够在与定位夹紧单元平行、垂直的面内滑动。使用本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心加工梁柱结构材时，可一次完成结构材的锯切、钻孔和铣削工序，简化了结构材的加工工序，避免了重复定位造成累计误差，提高了结构材加工精度。

多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括前进料单元6和后进料单元7，前进料单元6和后进料单元7均与机架5相连，前进料单元6和后进料单元7分别设置于机架5的前后两侧，前进料单元6包括能够驱动竹木建筑结构材运动的前输送机构，后进料单元7包括能够输送竹木建筑结构材的后输送机构。前进料单元6和后进料单元7相互配合输送加工工件，将加工工件输送至各个加工单元处，并将加工完成的工件输出。

具体地，前输送机构包括摩擦进给轮，摩擦进给轮能够在压紧气缸的驱动下压紧竹木建筑结构材，在压紧气缸的驱动下，摩擦进给轮压紧工件，摩擦进给轮通过电机带动，通过摩擦进给轮旋转，进而驱动木结构梁柱定位进给。

更具体地，后输送机构包括滑板、滑座和能够夹取竹木建筑结构材的上夹、下夹，滑板和滑座滑动连接，上夹和下夹均安装于滑座上，上夹和下夹均由夹取气缸驱动。上夹和下夹在气缸的驱动下夹紧工件的前端，滑座和滑板滑动连接，上夹和下夹均安装于滑座上，进而带动工件进给。

进一步地，前进料单元6还连接有进料辅助台8，前进料单元6连接进料辅助台8和机架5，后进料单元7和机架5之间还设置出料辅助台9，进料辅助台8和出料辅助台9均包括能够输送竹木建筑结构材的滚轮。进料辅助台8和出料辅助台9用于完成工件的上料定位及加工后的工件出料。

多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括废料清理输送带10，废料清理输送带10设置于定位夹紧单元的下部，废料清理输送带10能够将加工产生的木屑运出加工中心。

多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心还包括小料出料带11，小料出料带11设置于定位夹紧单元的下部，且小料出料带11位于定位夹紧单元与出料辅助台9之间，小料出料带11能够用于长度较短的加工完成后的成品料的输出。

多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，还包括控制中心，锯切单元1、水平铣单元2、立铣单元3、立钻单元4和定位夹紧单元均与控制中心相连，工件的加工、进给等都由控制中心控制。

本发明还提供一种竹木建筑结构材加工方法，包含如下步骤：

步骤一、结构材经定位夹紧单元定位夹紧后，锯切单元1通过第一摆动机构101和第二摆动机构102调整锯片104的角度，对结构材进行切割和槽口加工，完成初步切割后，锯切单元1退回原位，结构材沿进料方向进给；

步骤二、结构材到达下一加工位置，立钻单元4根据设定数值对结构材进行设置数值深度的钻孔加工，钻孔加工完成后，立钻单元4退回原位；

步骤三、水平铣单元2根据设定数值铣削出设定数值深度的沉孔，加工完成后，水平铣单元2退回原位；

步骤四、立铣单元3根据设定数值对结构材进行设定数值深度的铣削切割，完成后，立铣单元3退回原位。

使用本发明的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心加工结构构件时，结构材从进料辅助台8方向沿进料方向进入前进料机构，依次经过锯切单元1、立钻单元4、立铣单元3和水平铣单元2；在锯材经过立钻单元4时，当锯材到达工位后，立钻主轴通过垂直运动，完成对工件顶面的钻孔加工，同时立铣单元3的立铣主轴完成锯材的两端面的各种异型及长侧边的异型加工及垂直方向的铣孔加工；锯材沿前进方向继续输送到水平铣单元2，水平铣单元2可按照工艺要求，对工件进行水平铣削加工；之后加工后锯材由出料辅助台9输送到后进料单元7，将加工成品竹木结构构件输送出。根据系统设置完成各步骤加工后，成品短料由成品小料输送带输出，在加工过程中产生的断废料及木屑、刨花由废料清理输送带10运出到加工中心外面。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于，包括：

锯切单元，包括锯座和固定于所述锯座上的第一摆动机构、第二摆动机构和锯片电机，所述锯片电机上连接有锯片，所述第一摆动机构和所述第二摆动机构分别能够带动所述锯片电机在平面内转动，所述第一摆动机构带动所述锯片电机摆动的平面与所述第二摆动机构带动所述锯片电机摆动的平面相垂直；

水平铣单元，包括水平铣座、水平铣电机和与所述水平铣电机传动相连的水平铣双动力头，所述水平铣电机和所述水平铣双动力头均安装于所述水平铣座上，所述水平铣双动力头上能够安装铣刀；

立铣单元，包括立铣电机和与所述立铣电机传动相连的立铣主轴，所述立铣主轴上能够安装铣刀；

立钻单元，包括立钻电机和与所述立钻电机传动相连的立钻主轴，所述立钻主轴上能够安装钻头；

机架，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元均安装于所述机架上，所述机架上还设置能够将结构材定位并夹紧的的定位夹紧单元，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元均与所述机架滑动连接，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元和所述立钻单元分别能够在与所述定位夹紧单元平行、垂直的面内滑动。

2.根据权利要求1所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：还包括前进料单元和后进料单元，所述前进料单元和所述后进料单元均与所述机架相连，所述前进料单元和所述后进料单元分别设置于所述机架的前后两侧，所述前进料单元包括能够驱动结构材运动的前输送机构，所述后进料单元包括能够输送结构材的后输送机构。

3.根据权利要求2所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：所述前输送机构包括所述摩擦进给轮，所述摩擦进给轮能够在压紧气缸的驱动下压紧结构材，所述摩擦进给轮能够驱动结构材前进。

4.根据权利要求2所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：所述后输送机构包括滑板、滑座和能够夹取结构材的上夹、下夹，所述滑板和所述滑座滑动连接，所述上夹和所述下夹均安装于所述滑座上，所述上夹和所述下夹均由夹取气缸驱动。

5.根据权利要求2所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：还包括进料辅助台，所述前进料单元连接所述进料辅助台和所述机架，所述后进料单元和所述机架之间还设置出料辅助台，所述进料辅助台和所述出料辅助台均包括能够输送结构材的滚轮。

6.根据权利要求1所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：还包括废料清理输送带，所述废料清理输送带设置于所述定位夹紧单元的下部，所述废料清理输送带能够将加工产生的木屑运出加工中心。

7.根据权利要求5所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：还包括小料出料带，所述小料出料带设置于所述定位夹紧单元的下部，且所述小料出料带位于所述定位夹紧单元与所述出料辅助台之间。

8.根据权利要求1所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于：还包括控制中心，所述锯切单元、所述水平铣单元、所述立铣单元、所述立钻单元和所述定位夹紧单元均与所述控制中心相连。

9.一种竹木建筑结构材加工方法，利用权利要求1-8任一项所述的多功能锯铣钻竹木建筑结构材加工中心，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、结构材经定位夹紧单元定位夹紧后，锯切单元通过第一摆动机构和第二摆动机构调整锯片的角度，对结构材进行切割和槽口加工，完成初步切割后，锯切单元退回原位，结构材沿进料方向进给；

步骤二、结构材到达下一加工位置，立钻单元根据设定数值对结构材进行设置数值深度的钻孔加工，钻孔加工完成后，立钻单元退回原位；

步骤三、水平铣单元根据设定数值铣削出设定数值深度的沉孔，加工完成后，水平铣单元退回原位；

步骤四、立铣单元根据设定数值对结构材进行设定数值深度的铣削切割，完成后，立铣单元退回原位。