CN109227771A - 通过式排钻联机生产系统及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过式排钻联机生产系统及其生产方法，与控制系统电连接，包括板件排钻部，分别设置在板件排钻部进、出料端的无动力辊筒、接板台，以及设置在板件排钻部一侧的板件回转部；板件排钻部包括多台平行设置的排钻设备，每台排钻设备的进料端均设有缓存区、出料端均与出料顶升移栽机相连接，缓存区还外接有进料顶升移栽机，平行且相邻的两进、出料顶升移栽机之间均设置有窄带平移机；固定扫描器设置在无动力辊筒上方，激光传感器设置在板件排钻部进料端下方；板件回转部包括顺次相接的板件翻转装置、板件输送装置、顶升移栽机和回转接板台，以及分别设置在接板台两侧的指示灯和条码打印机。本发明可降低人力成本，提高生产效率。

Description

通过式排钻联机生产系统及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种联机生产系统及其生产方法，具体涉及一种通过式排钻联机生产系统及其生产方法，属于木材加工及木工机械技术领域。

背景技术

近年来，随着全屋定制市场的快速发展，定制家具因其设计个性化、尺寸量身化及款式多样化而越来越受到消费者的青睐。定制家具多为板式家具，排孔作为板式家具生产过程的重要工序之一，主要是为板式家具制作连接接口以备后期组合装配。

排孔即在板材上钻各种连接件结合孔和圆榫孔，孔的尺寸及孔间中心距的尺寸必须准确，否则会影响整件板式家具的装配质量。根据设计、装配要求，板件通常需要加工单面孔和双面孔。单面孔板件通常采用通过式排钻进行加工，双面孔板件常采用六面钻进行加工。目前加工单面孔板件的通过式排钻均采用单机操作方式，生产效率较低，且单机作业的每台通过式排钻均需配备两名操作手，一人负责上料、另一人负责下料。对于大批量或多批次板件进行排孔加工时，为提高生产效率，常采用多台通过式排钻同时加工的生产方式。上述生产方式的设备利用率虽有所提高，但人工成本也相应提高，利润率降低。

此外，在加工不同批次板件时，既需要加工单面孔板件又需要加工多面孔板件，如何在不引入六面钻设备、仅有通过式排钻设备的情况下，对板件进行双面孔加工，既能提高生产效率，又能降低人力成本，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种通过式排钻联机生产系统及其生产方法，自动化程度高、人力成本低，可在不引入六面钻设备的情况下解决板件双面孔加工的技术问题，提高了生产效率，提高了利润率。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种通过式排钻联机生产系统，与控制系统电连接，包括板件排钻部，分别设置在板件排钻部进料端、出料端的无动力辊筒、接板台，以及设置在板件排钻部一侧的板件回转部；所述板件排钻部包括多台平行设置的排钻设备，每台排钻设备的进料端均设置有暂存板件的缓存区，每台排钻设备的出料端均与出料顶升移栽机相连接，所述缓存区还外接有进料顶升移栽机，平行且相邻的两出料顶升移栽机、两进料顶升移栽机之间均设置有运输板件的窄带平移机；扫描并上传板件信息的固定扫描器设置在所述无动力辊筒的上方，感应并控制板件进料的激光传感器设置在板件排钻部进料端的下方；所述板件回转部包括顺次相接的板件翻转装置、板件输送装置、顶升移栽机和回转接板台，回转接板台设置在顶升移栽机与所述无动力辊筒之间；所述板件回转部还包括接受控制系统指令并指示反面孔加工的指示灯，以及打印反面孔标签的条码打印机，指示灯和条码打印机分别设置在接板台的两侧。

进一步地，紧邻所述板件排钻部进料端的排钻设备为第一通过式排钻机，第一通过式排钻机的缓存区外接有第一进料顶升移栽机，第一通过式排钻机的出料端连接有第一出料顶升移栽机。

进一步地，所述激光传感器设置在第一进料顶升移栽机与无动力辊筒相连接位置处，并位于第一进料顶升移栽机的下方。

进一步地，所述第一出料顶升移栽机上方还设置有采集并上传板件反面加工信息的扫描器。

进一步地，所述板件输送装置为平移动力辊筒线或驱动机构驱动的平移皮带。

进一步地，所述进料顶升移栽机、出料顶升移栽机和顶升移栽机均包括位于主输送线上的平移输送机和运行方向垂直于主输送线的顶升移栽机构，所述顶升移栽机构为凸轮或气缸。

进一步地，所述板件翻转装置包括板件支撑部和固定设置在该板件支撑部上的翻转机构。

进一步地，所述翻转机构为翻转机械手。

进一步地，所述控制系统为MES系统、PLC软件系统或工控电脑。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过式排钻联机生产系统的生产方法，包括如下步骤：

S1板件扫描：无动力辊筒运输的板件通过固定扫描器进行板件标签扫描，并将扫描信息上传至控制系统；

S2板件上料：激光传感器感应到板件上料后，板件排钻部进料端的进料顶升移栽机启动，控制系统根据各排钻设备缓存区的空闲状态分配板件流向，进行板件上料；

S3板件钻孔：板件上料至各排钻设备的缓存区后，控制系统将相应板件信息传输至各排钻设备，排钻设备启动对板件进行自动钻孔；

S4板件下料：板件钻孔后，依序经过各出料顶升移栽机、窄带平移机及板件排钻部出料端的出料顶升移栽机传输至接板台，控制系统根据板件信息进行反面孔加工提示，指示灯显绿，板件手动下料并码放；指示灯显红，需重新扫描板件；指示灯显黄，条码打印机打印板件反面孔标签，贴于板件背面，同时待加工板件被手动推至板件回转部；

S5板件回转：待加工板件被板件翻转装置翻转后，经过板件输送装置运输至顶升移栽机上，再移栽至回转接板台，上料操作手继续步骤S1，循环往复。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的通过式排钻联机生产系统及其生产方法，可实现全工序自动化操作，主要采用多台平行设置的排钻设备对板件进行单面孔加工，再通过联机作业的板件回转部对需要进行双面加工的板件进行回转运输，解决了在仅有通过式排钻设备的情况下对板件进行双面孔加工的技术问题，设备自动化利用率高，避免了多台排钻设备两端重复的人工上、下料操作，大力节约了人力成本，提高了生产效率；此外，本发明加工的板件产品质量稳定、排孔尺寸精确，实现了高效、稳定生产，提高了利润率。

附图说明

图1为本发明生产系统的俯视结构图；

其中：10、板件排钻部；11、通过式排钻机；12、缓存区；13、进料顶升移栽机；14、出料顶升移栽机；15、窄带平移机；16、第一通过式排钻机；17、第一进料顶升移栽机；18、第一出料顶升移栽机；19、扫描器； 20、板件回转部；21、板件翻转装置；22、板件输送装置；23、顶升移栽机；24、回转接板台；25、指示灯；26、条码打印机；30、无动力辊筒；31、固定扫描器；32、激光传感器；40、接板台。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。所述实施例的示例在附图中示出，在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，旨在用于解释本发明，而不构成为对本发明的限制。

本发明提供的通过式排钻联机生产系统，如图1所示，与控制系统（图中未示出）电连接并受控制系统控制，包括板件排钻部以及设置在该板件排钻部一侧的板件回转部，用于上料待加工板件的无动力辊筒30设置在板件排钻部的进料端，用于承接已加工板件的接板台40设置在板件排钻部的出料端。

进一步地，上述控制系统可以是MES系统，也可以是PLC软件系统或工控电脑。

对于大批量或多批次板件加工，为适应产能需求及提高生产效率，板件排钻部可以并联多台平行设置的排钻设备，所述排钻设备为通过式排钻机。

图1中示出，板件排钻部包括两台平行设置的通过式排钻机11，每台通过式排钻机的进料端均设置有暂存板件的缓存区12，缓存区12的另一侧还外接有进料顶升移栽机13，平行且相邻的两进料顶升移栽机13之间设置有运输板件上料的窄带平移机15；每台通过式排钻机的出料端均连接有出料顶升移栽机14，平行且相邻的两出料顶升移栽机14之间也设置有运输板件下料的窄带平移机15。

进一步地，进料顶升移栽机、出料顶升移栽机和顶升移栽机均包括位于主输送线上的平移输送机和运行方向垂直于主输送线的顶升移栽机构，所述顶升移栽机构为凸轮或气缸。

固定扫描器31固定设置在无动力辊筒30的上方，当待加工板件经无动力辊筒30传输上料时，固定扫描器31扫描板件上的已贴标签并将该板件加工信息上传至控制系统。

激光传感器32设置在板件排钻部进料端的下方，具体地，如图1中所示，激光传感器32设置在第一进料顶升移栽机17与无动力辊筒30相连接位置处，并位于第一进料顶升移栽机17的下方。激光传感器32用于感应板件并控制板件进料，即操作手将板件上料至无动力辊筒30上并辅助板件一推动力，当板件遮挡住激光传感器32时，激光传感器32感应到板件上料并控制第一进料顶升移栽机17启动，同时控制系统控制第一进料顶升移栽机17进行板件流向分配。

待加工板件依序进入板件排钻部进行钻孔加工，由图1可知，紧邻板件排钻部进料端的排钻设备为第一通过式排钻机16，第一通过式排钻机的缓存区外接有第一进料顶升移栽机17，第一通过式排钻机的出料端连接有第一出料顶升移栽机18；进一步地，第一出料顶升移栽机18的上方还设置有采集并上传板件反面加工信息的扫描器19。

当第一通过式排钻机16的缓存区空闲时，板件输送至第一通过式排钻机，并且控制系统将板件信息传输至第一通过式排钻机，对板件进行自动打孔；若第一通过式排钻机的缓存区已存有待加工板件，则第一进料顶升移载机17的顶升移栽机构向上运动，将板件移载至窄带平移机15，由窄带平移机15将板件输送至缓存区空闲的通过式排钻机11。同时，受控制系统控制，板件排孔部中的所有通过式排钻机的缓存区都存满板件时，即使第一进料顶升移载机前端的激光传感器32被遮挡住也不启动，以避免板件之间的碰撞损坏。

经板件排孔部完成单面孔加工的板件暂时下料至接板台40上，需进行双面孔加工的板件被上料至板件回转部，并依次经过板件回转部中顺次相接的板件翻转装置21、板件输送装置22、顶升移栽机23和回转接板台24，其中，回转接板台24设置在顶升移栽机23与无动力辊筒30之间，最后被重新上料至无动力辊筒30上，随后进入板件排孔部进行反面孔加工，循环往复，实现了在仅有通过式排钻设备的情况下对板件进行双面孔加工的功能。

进一步地，上述板件输送装置可以是平移动力辊筒线，也可以是由驱动机构驱动的平移皮带。

进一步地，上述板件翻转装置包括板件支撑部和固定设置在该板件支撑部上的翻转机构，翻转机构可以是翻转机械手，也可以是其它板件翻转机构。因现场生产条件所限，板件翻转装置也可省略，采用人工贴反面标签并手动翻板操作，则板件翻转装置相应地由升降滚筒代替。需进行反面孔加工的板件，经操作手手动翻板并上料至升降滚筒上，待存储到一定量后，通过板件输送装置22回转输送至板件排孔部再上料。

接板台40的两侧分别设置有指示灯25和打印反面孔标签的条码打印机26，扫描器19将扫描的板件反面孔加工信息上传控制系统后，指示灯25接受控制系统指令并显示是否进行反面孔加工：如果板件正面加工完毕且无需进行反面孔加工，扫描器19将完工信息上传至控制系统，指示灯显示绿灯，此时操作手从接板台40上接过板件并下料，对板件进行码放；若指示灯显示红灯，则表明扫描失败，需要操作手重新扫描或使用手动扫描器扫描；若指示灯显示黄灯，则表明该板件需进行反面孔加工，此时，条码打印机26自动打印板件反面孔标签，操作手将该反面标签贴在板件背面，并将板件上料至板件回转部进行板件翻转及回转运输，重新上料至板件排孔部进行反面孔加工。

本发明还提供了上述通过式排钻联机生产系统的生产方法，包括如下步骤：

S1板件扫描：无动力辊筒运输的板件通过固定扫描器进行板件标签扫描，并将扫描信息上传至控制系统；

S2板件上料：激光传感器感应到板件上料后，板件排钻部进料端的进料顶升移栽机启动，控制系统根据各排钻设备缓存区的空闲状态分配板件流向，进行板件上料；

S3板件钻孔：板件上料至各排钻设备的缓存区后，控制系统将相应板件信息传输至各排钻设备，排钻设备启动对板件进行自动钻孔；

S4板件下料：板件钻孔后，依序经过各出料顶升移栽机、窄带平移机及板件排钻部出料端的出料顶升移栽机传输至接板台，控制系统根据板件信息进行反面孔加工提示，指示灯显绿，板件手动下料并码放；指示灯显红，需重新扫描板件；指示灯显黄，条码打印机打印板件反面孔标签，贴于板件背面，同时待加工板件被手动推至板件回转部；

S5板件回转：待加工板件被板件翻转装置翻转后，经过板件输送装置运输至顶升移栽机上，再移栽至回转接板台，上料操作手继续步骤S1，循环往复。

本发明提供的通过式排钻联机生产系统及其生产方法，可实现全工序自动化操作，主要采用多台平行设置的排钻设备对板件进行单面孔加工，再通过联机作业的板件回转部对需要进行双面加工的板件进行回转运输，解决了在仅有通过式排钻设备的情况下对板件进行双面孔加工的技术问题，设备自动化利用率高，避免了多台排钻设备两端重复的人工上、下料操作。

此外，采用本发明的联机生产系统（无论该生产系统中通过式排钻机数量多少），仅需两名操作手即可操作，彻底改变现有技术中每台通过式排钻机均需两名操作手的生产现状，大力节约了人力成本；且待进行双面孔加工板件可在系统中自动回流，无需额外搬运操作，提高了生产效率，同时降低了由于人工上、下料及人工搬运导致的板材破损率。

本发明加工的板件产品质量稳定、排孔尺寸精确，实现了高效、稳定生产，同时降低了排孔精度不足导致的板件返工率，提高了利润率。

应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的数据或步骤。

Claims (10)

1.一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：与控制系统电连接，包括板件排钻部，分别设置在板件排钻部进料端、出料端的无动力辊筒、接板台，以及设置在板件排钻部一侧的板件回转部；

所述板件排钻部包括多台平行设置的排钻设备，每台排钻设备的进料端均设置有暂存板件的缓存区，每台排钻设备的出料端均与出料顶升移栽机相连接，所述缓存区还外接有进料顶升移栽机，平行且相邻的两出料顶升移栽机、两进料顶升移栽机之间均设置有运输板件的窄带平移机；

扫描并上传板件信息的固定扫描器设置在所述无动力辊筒的上方，感应并控制板件进料的激光传感器设置在板件排钻部进料端的下方；

所述板件回转部包括顺次相接的板件翻转装置、板件输送装置、顶升移栽机和回转接板台，回转接板台设置在顶升移栽机与所述无动力辊筒之间；所述板件回转部还包括接受控制系统指令并指示反面孔加工的指示灯，以及打印反面孔标签的条码打印机，指示灯和条码打印机分别设置在接板台的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：紧邻所述板件排钻部进料端的排钻设备为第一通过式排钻机，第一通过式排钻机的缓存区外接有第一进料顶升移栽机，第一通过式排钻机的出料端连接有第一出料顶升移栽机。

3.根据权利要求2所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述激光传感器设置在第一进料顶升移栽机与无动力辊筒相连接位置处，并位于第一进料顶升移栽机的下方。

4.根据权利要求2所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述第一出料顶升移栽机上方还设置有采集并上传板件反面加工信息的扫描器。

5.根据权利要求1所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述板件输送装置为平移动力辊筒线或驱动机构驱动的平移皮带。

6.根据权利要求1所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述进料顶升移栽机、出料顶升移栽机和顶升移栽机均包括位于主输送线上的平移输送机和运行方向垂直于主输送线的顶升移栽机构，所述顶升移栽机构为凸轮或气缸。

7.根据权利要求1所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述板件翻转装置包括板件支撑部和固定设置在该板件支撑部上的翻转机构。

8.根据权利要求7所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述翻转机构为翻转机械手。

9.根据权利要求1所述的一种通过式排钻联机生产系统，其特征在于：所述控制系统为MES系统、PLC软件系统或工控电脑。

10.一种使用如权利要求1~9中任一项所述的通过式排钻联机生产系统的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1板件扫描：无动力辊筒运输的板件通过固定扫描器进行板件标签扫描，并将扫描信息上传至控制系统；

S2板件上料：激光传感器感应到板件上料后，板件排钻部进料端的进料顶升移栽机启动，控制系统根据各排钻设备缓存区的空闲状态分配板件流向，进行板件上料；

S3板件钻孔：板件上料至各排钻设备的缓存区后，控制系统将相应板件信息传输至各排钻设备，排钻设备启动对板件进行自动钻孔；

S4板件下料：板件钻孔后，依序经过各出料顶升移栽机、窄带平移机及板件排钻部出料端的出料顶升移栽机传输至接板台，控制系统根据板件信息进行反面孔加工提示，指示灯显绿，板件手动下料并码放；指示灯显红，需重新扫描板件；指示灯显黄，条码打印机打印板件反面孔标签，贴于板件背面，同时待加工板件被手动推至板件回转部；

S5板件回转：待加工板件被板件翻转装置翻转后，经过板件输送装置运输至顶升移栽机上，再移栽至回转接板台，上料操作手继续步骤S1，循环往复。