CN109500972B - 一种板材全自动化封边、打孔设备及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材全自动化封边、打孔连线及生产方法，包括自动上料系统、封边系统、自动打孔排钻系统、动力输送系统和判断控制系统；自动上料系统、封边系统通过动力输送系统连接；所述判断控制系统至少包括封边状态判断控制子系统和是否缓存判断控制子系统；所述封边状态判断控制子系统用来判断封边是否完成；若未完成，将板材输送至自动上料系统的上料区；若完成，进行是否缓存判断；所述是否缓存判断控制子系统用来判断板材是否缓存，当不需要缓存时，将板材输送至自动打孔排钻系统的通过式自动打孔排钻设备进行打孔加工。本发明实现了板材自动封边、打孔不落地的工艺，产能为10件/分钟，大大节省了人力成本投入。

Description

一种板材全自动化封边、打孔设备及生产方法

技术领域

本发明属于家具板材生产加工技术领域，尤其涉及一种板材全自动化封边、打孔连线及生产方法。

背景技术

在激烈的市场竞争中，企业必须降低生产成本、提高生产效率、增强对市场的反映和应变能力，否则，将面临淘汰的风险。在当前的家具板材生产中，矩形板件的封边、打孔工序多由独立的加工设备完成，需要人工搬运来进行上下料，从而导致生产效率低，员工劳动强度大，场地面积需求大。如果能实现板件封边、打孔工序的全自动化，即可有效提升生产效率，降低员工劳动强度，缓解人力成本上升、招工难的难题；通过释放人力，可节约公司成本，提高公司产品在家居市场上的竞争优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种板材全自动化封边、打孔设备及生产方法。

本发明提供的板材生产线，包括自动上料系统、封边系统、自动打孔排钻系统、动力输送系统和判断控制系统；

所述动力输送系统包括第一动力输送线、第二动力输送线、第三动力输送线、第四动力输送线和回流输送线；

所述自动上料系统通过第一动力输送线将板材输送至封边系统；

所述封边系统包括左手封边机和右手封边机，左手封边机和右手封边机通过第二动力输送线相连；右手封边机封边后的板材输送至第三动力输送线；

所述自动打孔排钻系统包括牙叉式缓存架和通过式自动打孔排钻设备；

所述判断控制系统至少包括封边状态判断控制子系统和是否缓存判断控制子系统；

所述封边状态判断控制子系统，其利用设于第三动力输送线侧方的尺寸传感器获取板材尺寸，根据板材尺寸判断封边是否完成；若未完成，控制第三动力输送线上板材输送至回流输送线，回流输送线将板材输送至自动上料系统的上料区；若完成，进行是否缓存判断；

所述是否缓存判断控制子系统，其与通过式自动打孔排钻设备通信，用来接收通过式自动打孔排钻设备的工作状态；当通过式自动打孔排钻设备处于工作状态时，则控制第四动力输送线将板材输送至牙叉式缓存架；当不处于工作状态时，则控制第四动力输送线将板材输送至通过式自动打孔排钻设备处进行打孔排钻；

当通过式自动打孔排钻设备既不处于工作状态，同时也没有板材输送过来，是否缓存判断控制子系统则控制牙叉式缓存架，将所缓存的板材通过第四动力输送线输送至通过式自动打孔排钻设备处。

进一步的，自动打孔排钻系统还包括自动堆垛系统，打孔加工完毕的板材输送至自动打孔排钻设备对应连接的自动堆垛系统。

作为优选，通过式自动打孔排钻设备为多个，对应的，判断控制系统还包括打孔任务分发子系统，当是否缓存判断控制子系统判断为不缓冲时，打孔任务分发子系统用来根据各通过式自动打孔排钻设备的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备处。

进一步的，封边状态判断控制子系统的一种具体实施方式为：

尺寸传感器检测板材与输送方向平行的两边长度值，若长度值等于a，则将板材输送至回流输送线；若长度值不等于a，进行是否缓存判断；a为未封边板材与输送方向平行的两边的长度。

进一步的，封边状态判断控制子系统的一种具体实施方式为：

所述封边状态判断控制子系统还包括一位于尺寸传感器后方、第三动力输送线上方的扫描装置，用来扫描板材上二维码，从而实时获取板材的封边设计尺寸；

扫描装置实时获得封边设计尺寸，尺寸传感器实时测量实际尺寸；

判断实际尺寸l与设计尺寸l’是否相符，若不相符，则将板材输送至回流输送线；若相符，进行是否缓存判断；l指检测到的板材与输送方向平行的边的尺寸；l’指板材与输送方向平行的边封边后的尺寸。

进一步的，回流输送线一侧设置一旋转机构；该旋转机构包括安装架、支架、弹性臂、电机、锥形滚轮；安装架上设有上下两个支架，两个支架分别对称地位于回流输送线的上下两面，支架前部安装弹性臂，弹性臂上安装电机，电机前部安装锥形滚轮；

当板材输送到电机和锥形滚轮的位置时，上下两个支架的两个锥形滚轮反向旋转，将板材转向90度。

进一步的，在回流输送线的3处转角处设置移栽装置；

所述移栽装置包括用来输送板材的滚筒、设于滚筒侧的升降横梁、以及升降横梁上设置的板材转移输送带，升降横梁顶起时带起板材转移输送带高于滚筒，升降横梁降下时带落板材转移输送带进入滚筒间隙内，从而与滚筒等高；

将移栽装置设于转角时，使其滚筒轴向与转角前一段输送线的输送方向平行、使其滚筒轴向与转角后一段输送线的输送方向垂直；并且板材转移输送带被顶起时，板材转移输送带与前一段输送线等高，板材转移输送带降下时，板材转移输送带与后一段输送线等高；

当前一段输送线上板材输送过来，板材转移输送带被顶起，板材被输送至板材转移输送带上；之后，板材转移输送带被降下，板材转移输送带下方的滚筒滚动将板材带动到后一段输送线，即实现了板材的90度旋转。

进一步的，在第三动力输送线和回流输送线的衔接处转角设置一移栽装置；

使第四动力输送线与被顶起时的板材转移输送带等高，当板材转移输送带不降下时，即可将板材输送至第四动力输送线。

上述板材全自动化封边、打孔连线的生产方法，包括：

人工加料，将板材加料至自动上料系统的加料区，并通过第一动力输送线将板材传输至左手封边机；

左手封边机对矩形板材的第一边进行封边，之后板材由第二动力输送线输送至右手封边机，右手封边机对矩形板材与第一边相对的第二边进行封边；

通过封边状态判断控制子系统判断矩形板材是否完成封边；若未完成，则通过回流输送线将板材重新输送至自动上料系统的上料区，对未封边的边进行封边；若已完成封边，则由是否缓存判断控制子系统判断是否需要缓存至牙叉式缓存架；当需要缓存时，将板材输送至板材缓存架；否则，将板材通过第四动力输送线输送至自动打孔排钻设备处进行打孔排钻；

打孔排钻完毕的板材自动输送至自动堆垛系统。

当有多个通过式自动打孔排钻设备时，当完成缓存判断控制子系统判断且判断为不需要缓存，打孔任务分发子系统则根据各通过式自动打孔排钻设备的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备处进行打孔加工。

本发明具有如下优点和有益效果：

(1)实现了板材自动封边、打孔不落地的工艺，可节省人力成本投入，并避免板材磕碰风险。

(2)实现了板材自动上料、自动封边、自动回转、自动打孔、自动堆垛等全套工艺的自动化，可代替人工作业，提高了板材的加工效率和加工过程中的安全性。

(3)板材经由本发明生产线的自动上料系统、自动封边机、自动化连线、自动打孔、自动堆垛系统连线化生产，产能为10件/分钟。

附图说明

图1为实施例中封边、打孔连线的结构示意图；

图2为实施例中旋转机构的结构示意图；

图3为实施例中移栽装置的应用示意图；

图4为实施例中封边、打孔连线的控制流程示意图。

图中：

100-自动上料系统；

201-第一动力输送线，202-第二动力输送线，203-第三动力输送线，204-第四动力输送线，205-回流输送线；

301-左手封边机，302-右手封边机，

401-牙叉式缓存架，402-通过式自动打孔排钻设备，403-自动堆垛系统；

501-安装架，502-支架，503-弹性臂，504-电机，505-锥形滚轮；

600-移栽装置，601-滚筒，602-板材转移输送带。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本实施例为一优选实施例，主要包括自动上料系统100、封边系统、自动打孔排钻系统、动力输送系统和判断控制系统。所述动力输送系统包括第一动力输送线201、第二动力输送线202、第三动力输送线203、第四动力输送线204和回流输送线205。所述自动上料系统100用来给封边系统上料，其通过第一动力输送线201将板材输送至封边系统，本实施例中，自动上料系统100采用龙门机械手。所述封边系统包括左手封边机301和右手封边机302，左手封边机301和右手封边机302通过第二动力输送线202相连；右手封边机302封边后的板材输送至第三动力输送线203。所述自动打孔排钻系统包括牙叉式缓存架401、通过式自动打孔排钻设备402和自动堆垛系统403，为提高工作效率，本实施例设置了若干通过式自动打孔排钻设备402。

所述判断控制系统包括一主控制器和若干现场监测设备，从功能上看，所述判断控制系统至少包括封边状态判断控制子系统和是否缓存判断控制子系统。所述封边状态判断控制子系统，其利用设于第三动力输送线203侧方的激光位移传感器获取板材尺寸，根据板材尺寸判断封边是否完成；若未完成，控制第三动力输送线203上板材输送至回流输送线205，回流输送线205将板材输送至自动上料系统100的上料区；若完成，进行是否缓存判断。

所述是否缓存判断控制子系统，其与通过式自动打孔排钻设备402通信，用来接收通过式自动打孔排钻设备402的工作状态；当通过式自动打孔排钻设备402处于工作状态时，则控制第四动力输送线204将板材输送至牙叉式缓存架401；当不处于工作状态时，则控制第四动力输送线204将板材输送至通过式自动打孔排钻设备402处进行打孔排钻；当通过式自动打孔排钻设备402既不处于工作状态，同时也没有板材输送过来，是否缓存判断控制子系统则控制牙叉式缓存架401，将所缓存的板材通过第四动力输送线204输送至通过式自动打孔排钻设备402处。打孔加工完毕的板材输送至自动打孔排钻设备402对应连接的自动堆垛系统403。

为实现是否缓存判断，本实施例在与通过式自动打孔排钻设备402连接的动力输送线侧方设置光电传感器，与通过式自动打孔排钻设备402连接的动力输送线属于第四动力输送线204；光电传感器用来感应动力输送线上是否有板材输送过来；当感应到有板材输送过来时，光电传感器给是否缓存判断控制子系统发送“有板材到来”的信号；此时，若通过式自动打孔排钻设备402不处于工作状态，则反馈给是否缓存判断控制子系统“准备就绪”信号，是否缓存判断控制子系统则控制动力输送线将板材送给通过式自动打孔排钻设备402处进行打孔排钻；若处于工作状态，是否缓存判断控制子系统则控制板材所在的动力输送线停止，此时板材亦停留在动力输送线上等待通过式自动打孔排钻设备402反馈“准备就绪”信号。同时，是否缓存判断控制子系统控制该停留板材后方的板材转移到牙叉式缓存架401。

本实施例的优选方案设置了若干通过式自动打孔排钻设备402，对应的，判断控制系统还应包括打孔任务分发子系统，当进行完是否缓存判断，且判断为不缓存时，打孔任务分发子系统用来根据各通过式自动打孔排钻设备402的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备402处。

下面将提供封边状态判断控制子系统判断封边是否完成的两种具体实施方式，但并不限于此。为便于描述，将板材与输送方向平行的两边记为边1和边2，未封边板材的边1和边2长度记为a，将a作为开料尺寸；与输送方向垂直的两边记为边3和边4，未封边板材的边3和边4记为b。

第一种具体实施方式适用加工同一型号板材。位于第三动力输送线203侧方的激光位移传感器检测板材与输送方向平行的两边长度值，若长度值为a，则判断边3和边4未封边，则输送至回流输送线205；若长度值不为a，表示封边完成，进行是否缓存判断。

第二种具体实施方式可用于相同或不同型号板材的加工，适用范围更广。相对第一种具体实施方式，封边状态判断控制子系统需要增设一位于激光位移传感器后方、第三动力输送线203上方的扫描装置，用来扫描板材上二维码，从而实时获取板材的封边设计尺寸。板材先经过扫描装置，实时获得封边设计尺寸；在经过激光位移传感器，又实时测量实际尺寸；封边状态判断控制子系统判断实际尺寸l与设计尺寸l’是否相符，若不相符，则判断边3和边4未封边，则输送至回流输送线205；若相符，表示封边完成，进行是否缓存判断。实际尺寸l指检测到的板材与输送方向平行的边的尺寸；设计尺寸l’指板材与输送方向平行的边封边后的标准尺寸。

当板材封边未完成时，需要将板材输送至回流输送线205，通过回流输送线205又将板材输送至封边系统，以对板材另外两边进行封边。因此，在回流输送线205输送过程中，应对板材进行旋转。下面提供两种可实现板材旋转的具体方法。

第一种方法是在回流输送线205一侧设置一旋转机构，该旋转机构的结构和原理已在公告号为CN 207774214 U的实用新型专利中公开。该旋转机构包括安装架501、支架502、弹性臂503、电机504、锥形滚轮505；安装架501上设有上下两个支架502，两个支架502分别位于输送线的上下两面，支架502前部安装弹性臂503，弹性臂503上安装电机504，电机504前部安装锥形滚轮505。弹性臂503是由弹性钢板制成的支撑臂，可以进行一定程度上的弹性形变。锥形滚轮505是由金属制成的空心金属滚轮，表面贴有人造革。其工作原理为：当板材输送到电机504和锥形滚轮505的位置时，上下两个支架502的两个锥形滚轮505反向旋转，将板材转向90度。

第二种方法是在回流输送线205的转角处设置移栽装置，具体来说，经过封边状态判断后的板材，其通过回流输送线205回到封边系统，将经历4次转角，在其中3处转角处设置该移栽装置。移栽装置的结构和原理已在公告号为CN 206255488 U、名称为《移栽装置》的实用新型专利所公开。即该移栽装置主要包括用来输送板材的滚筒、设于滚筒侧的升降横梁、以及升降横梁上设置的板材转移输送带，升降横梁顶起时带起板材转移输送带高于滚筒，升降横梁降下时带落板材转移输送带进入滚筒间隙内，从而与滚筒等高。将移栽装置设于转角时，应使其滚筒轴向与转角前一段输送线的输送方向平行、使其滚筒轴向与转角后一段输送线的输送方向垂直，这样即可使得滚动的滚动方向与后一段输送线的输送方向一致。并且板材转移输送带被顶起时，板材转移输送带与前一段输送线等高，板材转移输送带降下时，板材转移输送带与后一段输送线等高。当前一段输送线上板材输送过来，板材转移输送带被顶起，板材被输送至板材转移输送带上；之后，板材转移输送带被降下，板材转移输送带下方的滚筒滚动将板材带动到后一段输送线，即实现了板材的90度旋转。

由于第三动力输送线203和回流输送线205的衔接处转角设置了移栽装置600，该转角处需要根据判断控制系统的判断结构选择板材的走向，一是将板材输送至回流输送线205，另一是将板材输送至第四动力输送线204上。参见图3，为实现分流，使第四动力输送线204与被顶起时的板材转移输送带602等高，当板材转移输送带602不降下时，即可将板材输送至第四动力输送线204。需要说明的是，第四动力输送线204指自动打孔排钻系统内进行板材传输的所有动力输送线的统称。除了在回流输送线205的转角处设置移栽装置600外，本发明动力输送系统中需要改变输送方向的输送线衔接处均可采用该移栽装置600。

为调节打孔排钻的生产节奏，本发明设计了牙叉式缓存架，在待打孔排钻的板材较多的情况下，可将待打孔的板材缓存至牙叉式缓存架，这样就不会影响前一封边工序的进度。牙叉式缓存架为本发明申请人实际生产活动中使用的一种缓存架，其结构和原理已在公告号为CN 207524558U、名称为《一种余料缓存机构》的实用新型专利中所公开的余料缓存机构。

自动堆垛系统403为本发明的优选方案，其用来自动存放打孔完成的板材。当自动堆垛系统403满仓时，则向通过式自动打孔排钻设备402发送暂停打孔信号，待人工将板垛转移后，向通过式自动打孔排钻设备402发送开始打孔信号。打孔完成后的板材通过输送线输送至自动堆垛系统403的液压升降机上，液压升降机检测到板材后，通过自动上升或下降将板材转移到自动堆垛仓内。

下面将结合图4，对本发明全自动化封边、打孔连线的工作过程进行说明。

首先人工加料，将矩形板材加料至自动上料系统100的加料区，并通过第一动力输送线201将板材传输至左手封边机301。左手封边机301对矩形板材的第一边进行封边，第一边封边结束后，矩形板材由第二动力输送线202输送至右手封边机302，右手封边机302对矩形板材与第一边相对的第二边进行封边。第二边封边结束，通过封边状态判断控制子系统判断矩形板材是否完成封边；若未完成，则通过回流输送线205将板材重新输送至自动上料系统100的上料区区，对未封边的边进行封边；若已完成封边，则由是否缓存判断控制子系统判断是否需要缓存至牙叉式缓存架401。当所有通过式自动打孔排钻设备402均在工作状态，则判断为需要缓存，将板材输送至牙叉式缓存架501缓存。否则，打孔任务分发子系统根据各通过式自动打孔排钻设备402的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备402处进行打孔加工。打孔加工完毕的板材自动输送至自动堆垛系统。

上述实施例仅为多种实施例中的一种，对于本领域内的技术人员，在上述说明基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明实质精神而衍生出的其他变化或变动仍属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

包括自动上料系统、封边系统、自动打孔排钻系统、动力输送系统和判断控制系统；

所述动力输送系统包括第一动力输送线、第二动力输送线、第三动力输送线、第四动力输送线和回流输送线；

所述自动上料系统通过第一动力输送线将板材输送至封边系统；

所述封边系统包括左手封边机和右手封边机，左手封边机和右手封边机通过第二动力输送线相连；右手封边机封边后的板材输送至第三动力输送线；

所述自动打孔排钻系统包括牙叉式缓存架和通过式自动打孔排钻设备；

所述判断控制系统至少包括封边状态判断控制子系统和是否缓存判断控制子系统；

所述封边状态判断控制子系统，其利用设于第三动力输送线侧方的尺寸传感器获取板材尺寸，根据板材尺寸判断封边是否完成；若未完成，控制第三动力输送线上板材输送至回流输送线，回流输送线将板材输送至自动上料系统的上料区；若完成，进行是否缓存判断；

所述是否缓存判断控制子系统，其与通过式自动打孔排钻设备通信，用来接收通过式自动打孔排钻设备的工作状态；当通过式自动打孔排钻设备处于工作状态时，则控制第四动力输送线将板材输送至牙叉式缓存架；当不处于工作状态时，则控制第四动力输送线将板材输送至通过式自动打孔排钻设备处进行打孔排钻；

当通过式自动打孔排钻设备既不处于工作状态，同时也没有板材输送过来，是否缓存判断控制子系统则控制牙叉式缓存架，将所缓存的板材通过第四动力输送线输送至通过式自动打孔排钻设备处。

2.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

所述自动打孔排钻系统还包括自动堆垛系统，打孔加工完毕的板材输送至自动打孔排钻设备对应连接的自动堆垛系统。

3.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

所述通过式自动打孔排钻设备为多个，对应的，判断控制系统还包括打孔任务分发子系统，当是否缓存判断控制子系统判断为不缓冲时，打孔任务分发子系统用来根据各通过式自动打孔排钻设备的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备处。

4.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

所述封边状态判断控制子系统的一种具体实施方式为：

尺寸传感器检测板材与输送方向平行的两边长度值，若长度值等于a，则将板材输送至回流输送线；若长度值不等于a，进行是否缓存判断；a为未封边板材与输送方向平行的两边的长度。

5.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

所述封边状态判断控制子系统的一种具体实施方式为：

所述封边状态判断控制子系统还包括一位于尺寸传感器后方、第三动力输送线上方的扫描装置，用来扫描板材上二维码，从而实时获取板材的封边设计尺寸；

扫描装置实时获得封边设计尺寸，尺寸传感器实时测量实际尺寸；

判断实际尺寸l与设计尺寸l’是否相符，若不相符，则将板材输送至回流输送线；若相符，进行是否缓存判断；l指检测到的板材与输送方向平行的边的尺寸；l’指板材与输送方向平行的边封边后的尺寸。

6.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

所述回流输送线一侧设置一旋转机构；该旋转机构包括安装架、支架、弹性臂、电机、锥形滚轮；安装架上设有上下两个支架，两个支架分别对称地位于回流输送线的上下两面，支架前部安装弹性臂，弹性臂上安装电机，电机前部安装锥形滚轮；

当板材输送到电机和锥形滚轮的位置时，上下两个支架的两个锥形滚轮反向旋转，将板材转向90度。

7.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

在回流输送线的3处转角处设置移栽装置；

所述移栽装置包括用来输送板材的滚筒、设于滚筒侧的升降横梁、以及升降横梁上设置的板材转移输送带，升降横梁顶起时带起板材转移输送带高于滚筒，升降横梁降下时带落板材转移输送带进入滚筒间隙内，从而与滚筒等高；

将移栽装置设于转角时，使其滚筒轴向与转角前一段输送线的输送方向平行、使其滚筒轴向与转角后一段输送线的输送方向垂直；并且板材转移输送带被顶起时，板材转移输送带与前一段输送线等高，板材转移输送带降下时，板材转移输送带与后一段输送线等高；

当前一段输送线上板材输送过来，板材转移输送带被顶起，板材被输送至板材转移输送带上；之后，板材转移输送带被降下，板材转移输送带下方的滚筒滚动将板材带动到后一段输送线，即实现了板材的90度旋转。

8.如权利要求7所述的板材全自动化封边、打孔设备，其特征是：

在第三动力输送线和回流输送线的衔接处转角设置一移栽装置；

使第四动力输送线与被顶起时的板材转移输送带等高，当板材转移输送带不降下时，即可将板材输送至第四动力输送线。

9.如权利要求1所述的板材全自动化封边、打孔设备的生产方法，其特征是：

人工加料，将板材加料至自动上料系统的加料区，并通过第一动力输送线将板材传输至左手封边机；

左手封边机对矩形板材的第一边进行封边，之后板材由第二动力输送线输送至右手封边机，右手封边机对矩形板材与第一边相对的第二边进行封边；

通过封边状态判断控制子系统判断矩形板材是否完成封边；若未完成，则通过回流输送线将板材重新输送至自动上料系统的上料区，对未封边的边进行封边；若已完成封边，则由是否缓存判断控制子系统判断是否需要缓存至牙叉式缓存架；当需要缓存时，将板材输送至板材缓存架；否则，将板材通过第四动力输送线输送至自动打孔排钻设备处进行打孔排钻；

打孔排钻完毕的板材自动输送至自动堆垛系统。

10.如权利要求9所述的生产方法，其特征是：

当有多个通过式自动打孔排钻设备时，当完成缓存判断控制子系统判断且判断为不需要缓存，打孔任务分发子系统则根据各通过式自动打孔排钻设备的工作状态，将板材输送至不处于工作状态的通过式自动打孔排钻设备处进行打孔加工。

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