CN110340997B - 一种板式木材多功能加工机床及其使用方法 - Google Patents

一种板式木材多功能加工机床及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种板式木材多功能加工机床及其使用方法，机床包括机座、工作台、出料传送带、刀具装置、木板纵向定位装置、木板角度定位装置、木板压紧装置、木板推进装置、激光传感器和PLC控制器。该机床可用于木板的直料刨削、直断锯削和角度锯削。其有益效果是，木板在加工过程中被气缸的活塞压板压紧在工作台上，不会在工作台上滑动时因受切削力的反作用或因受振动而改变方向，影响加工精度；采用滚珠丝杠控制推送板自动进料，进给速度可根据不同工况进行调整，适应性广；采用自锁性蜗轮蜗杆传动机构定位木板角度，可保证木板的定位角度在锯削过程中不会因切削力的反作用而改变，保证角度锯削的精度；自动化程度高，劳动强度小，加工精度高，同时可避免人手工进给双手误触高速旋转的刀具造成的安全事故。

Description

一种板式木材多功能加工机床及其使用方法
技术领域
本发明涉及木材加工设备，特别是一种板式木材多功能加工机床及其使用方法。
背景技术
目前，将由原木开料半成品的板材进行刨削或者锯削加工成实木家具(如实木门、衣柜等)拼接使用的木料，一般使用刨削和锯削两个工艺。刨削是对板材基准面或待上漆表面进行加工，锯削是对板材按要求的尺寸或角度进行切割。现有对板式木材进行刨削和锯削，大都使用平刨床和锯床，采用人工进给方式操作，其自动化程度低，劳动强度大，工作效率低，加工精度低，加工时由人手推送木材经过高速旋转的刀具，极易造成手指误触高速旋转的刀具被伤害的安全事故。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种板式木材多功能加工机床。
本发明还提供这种板式木材多功能加工机床的使用方法。
本发明的提供的板式木材多功能加工机床，包括机座，安装在机座上的工作台，出料传送带、刀具装置，木板纵向(木板加工过程中的前进方向)定位装置，木板角度定位装置，木板压紧装置，木板推进装置，激光传感器和PLC控制器；
所述工作台包括前工作台和后工作台，在前工作台上有横向导轨和纵向滑孔，后工作台的前部有前门式横梁；
所述出料传送带与所述后工作台的后侧(出料侧)相接，由电机C驱动，电机C安装在电机支撑架的一端，电机支撑架上部有后门式横梁；
所述刀具装置包括刀轴，刀轴上有轴向开设的刨刀安装槽，刀轴的一端通过带轮和皮带构成的传动机构与驱动刀轴转动的电机A连接，另一端安装有锯片，锯片所在平面位于所述前工作台上的纵向滑孔延长线的右部(具体距离可根据待加工木板的尺寸和锯削角度确定)；
所述木板纵向定位装置包括由液压缸驱动、通过导轨滑块可沿所述前工作台上的横向导轨滑动的定位板，定位板的上部有突出定位板定位面的气缸座导轨，气缸座导轨上有气缸座纵向滑槽，气缸座导轨的轴向中心有气缸座纵向移动孔道；
所述木板角度定位装置包括可沿所述前工作台上的纵向滑孔滑动的支撑杆，支撑杆的下端固定在前工作台下面的移动座上，支撑杆位于前工作台以上部分的下部有通过圆弧形瓦套与支撑杆滑动套接、底面可在前工作台上滑动的右推送板，右推送板的根部(右推送板的前面与瓦套的交接处)有与右推送板的前面垂直的限位凸，右推送板的下端(位于工作台下面)与蜗轮蜗杆传动机构中的涡轮固定连接，蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆由安装在移动座上的减速电机驱动，移动座由电机B驱动的滚珠丝杠控制可沿安装在机架上的纵向导轨纵向移动；
所述木板压紧装置包括气缸A、气缸B和气缸C；气缸A安装在可沿所述定位板上部的气缸座导轨滑动的气缸座上；气缸B安装在所述支撑杆位于前工作台以上部分的上部；气缸C可沿位于所述出料传送带上部的架空导轨纵向滑动，架空导轨通过所述前门式横梁和后門式横梁安装在所述出料传送带的上部；气缸A的活塞压板和气缸B的活塞压板为角部斜向对应的L形，气缸C的活塞压板为T形；
所述木板推进装置包括左推送板和所述右推送板；其中左推送板为可伸缩式结构，其右端与所述支撑杆垂直固定连接，左端与所述气缸座固定连接；
所述激光传感器包括激光传感器A、激光传感器B和激光传感器C；激光传感器A安装在所述支撑杆上，用于发送木板横向定位信号；激光传感器B安装在所述前门式横梁的一侧内壁上，用于发送木板出料信号；激光传感器C安装在所述移动座的前壁上，用于发送木板推进装置限位和复位信号；
所述PLC控制器按程序设计对木板的纵向定位、角度定位、压紧、推进、刨、锯和出料进行自动控制。
本发明板式木材多功能加工机床可用于木板直料刨削、木板直断锯削和木板角度锯削，其使用方法是：
木板直料刨削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的左端面与定位板的定位面贴合，后端面与左推送板贴合；然后通过PLC控制器对驱动定位板运动的液压缸进行控制，使定位板沿前工作台上的横向导轨滑动，推动木板向前工作台的右边滑动，木板滑动到激光传感器A时，激光传感器A发出信号，PLC控制器使液压缸停下，定位板和木板停止滑动，完成木板纵向直线定位；然后启动气缸A和气缸B，利用气缸A的活塞压板和气缸B的活塞压板将木板后部的两端角压紧在前工作台上；然后启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动左推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的刨刀对木板的底面进行刨削；当刨削的木板前端开始进入传送带时，激光传感器B给出信号，通过PLC控制器启动电机C，使气缸C启动，气缸C的活塞压板将木板的前部压紧在传送带上，木板全部完成刨削、其后端离开刀轴时，气缸C释放，完成刨削的木板经传送带输出；与此同时，带动左推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座连同左推送板停止前进，气缸A和气缸B的活塞压板抬起，随后，木板纵向定位装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态。
木板直断锯削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的左端面与定位板的定位面贴合，后端面与左推送板贴合；然后通过PLC控制器对驱动定位板运动的液压缸进行控制，使定位板沿前工作台上的横向导轨滑动，推动木板向前工作台的右边滑动，通过PLC控制器控制定位板的定位面与锯片之间的垂直距离达到木板的锯削宽度时液压缸停止，定位板和木板亦停止滑动；然后启动气缸A和气缸B，利用气缸A的活塞压板和气缸B的活塞压板将木板的后部压紧在前工作台上；再启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动左推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的锯片对木板进行直断锯削；当锯削的木板前端开始进入传送带时，激光传感器B给出信号，通过PLC控制器启动电机C，使气缸C启动，气缸C的活塞压板将木板的前部压紧在传送带上，木板全部完成锯削、其后端离开刀轴时，气缸C释放，完成锯削后的木板经传送带输出；与此同时，带动左推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座连同左推送板停止前进，气缸A和气缸B的活塞压板抬起，随后，木板纵向定位装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态。
木板角度锯削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的后端面与右推送板贴合，木板左端面的后端角与右推送板的限位凸贴合；此时通过由减速电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构使右推送板绕支撑杆转动，推动木板在前工作台上以右推送板的限位凸为中心转动至要求锯削的角度；然后启动气缸B，由气缸B的活塞压板将木板压紧在前工作台上，完成木板的角度定位；然后启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动右推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的锯片对木板进行角度锯削；木板锯削至后端时气缸B的活塞压板抬起，完成角度锯削的木板经传送带输出；与此同时，带动右推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座停止前进，通过PLC控制器使移动座停止前进，随后，木板纵向定位装置、木板角度定位装置、木板压紧装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态。
本发明的有益效果：
1、木板在加工过程中被气缸的活塞压板压紧在工作台上，不会在工作台上滑动时因受切削力的反作用或因受振动而改变方向，影响加工精度。
2、采用滚珠丝杠控制推送板自动进料，进给速度可根据不同工况进行调整，适应性广。
3、采用自锁性蜗轮蜗杆传动机构定位木板角度，可保证木板的定位角度在锯削过程中不会因切削力的反作用而改变，确保角度锯削的加工精度。
4、本发明可实现木板直断锯削、木板直断锯削和木板直断锯削自动化，劳动强度小，加工精度高，同时可避免人手工进给双手误触高速旋转的刀具造成的安全事故。
附图说明
图1为本发明的三维立体示意图；
图2为图1所示机床去掉前工作台后的局部三维立体示意图；
图3为图1所示机床的前端正视图；
图4为图2中移动座的三维立体示意图；
图5为图1中定位板的三维立体示意图；
图6为图1中前工作台的三维立体示意图；
图7为图1中刀轴的三维立体示意图；
图8为图2中气缸A的气缸座三维立体示意图；
图9为图1中支撑杆的三维立体示意图；
图10为图2中右推送板的三维立体示意图(俯视)；
图11为图1中机座的三维立体示意图；
图12为后工作台的三维立体示意图；
图13为传送带的电机支撑架示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
结合图1，本发明板式木材多功能加工机床，包括机座1，安装在机座上的工作台，出料传送带13、刀具装置，木板纵向(木板加工过程中的前进方向)定位装置，木板角度定位装置，木板压紧装置，木板推进装置，激光传感器和PLC控制器。
结合图1、图6和图12，所述工作台包括前工作台24和后工作台10，在前工作台上有横向导轨3和纵向滑孔20，后工作台的前部有前门式横梁63。
结合图1和图13，所述出料传送带(13)与所述后工作台的后侧(出料侧)相接，由电机C17通过减速器16驱动，电机C安装在电机支撑架15的一端，电机支撑架上部有后门式横梁66。
结合图1、图2、图7和图11，所述刀具装置包括刀轴11，刀轴位于前工作台和后工作台中间，刀轴的两端置于刀轴支撑轴承(未图示)中，刀轴支撑轴承安装在轴承座(未图示)中，轴承座通过开设在机座上的轴承座固定螺纹孔65和螺栓(未图示)固定安装在机座上；刀轴上有轴向开设的刨刀安装槽55，刀轴的一端通过带轮6和皮带5构成的皮带传动机构由电机A7传动，电机A7通过电机A固定座62(图11所示)安装在机座1上，刀轴的另一端安装有锯片19，锯片所在平面位于所述前工作台上的纵向滑孔延长线的右部，具体距离可根据待加工木板的尺寸和锯削角度确定。
结合图1、图2和图5，所述木板纵向定位装置包括定位板4，定位板4下部有与所述前工作台上的横向导轨3配合的导轨滑块39，定位板的上部有突出定位板定位面40的气缸座导轨42，气缸座导轨上有气缸座纵向滑槽53，气缸座导轨的纵向中心有气缸座纵向移动孔道9；将固定安装在机座上的液压缸8的液压推杆前端穿过定位板4的中心开设的液压推杆夹紧螺纹孔54，并用夹紧螺栓(未图示)固定，使定位板由液压缸8驱动、通过导轨滑块39可沿前工作台上的横向导轨3滑动。
结合图1至图4和图9至11，所述木板角度定位装置包括可沿所述前工作台上的纵向滑孔20滑动的支撑杆27；支撑杆的下端固定在前工作台下面的移动座44上，支撑杆位于前工作台以上部分的下部有通过圆弧形瓦套34与支撑杆滑动套接、底面可在前工作台上滑动的右推送板23，右推送板的根部(右推送板的前面与瓦套的交接处)有与右推送板的前面垂直的限位凸32，右推送板的下端(位于工作台下面)通过右推送版固定螺栓孔59与蜗轮蜗杆传动机构中的涡轮31固定连接，涡轮31与支撑杆之间安装有滚动轴承48，蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆30坐在蜗杆安装槽52上，并由通过减速电机固定座51安装在移动座上的减速电机45驱动；移动座的底面有滚珠丝杠滑块49，与滚珠丝杠滑块配合的滚珠丝杠29通过联轴器33与电机B26相接，电机B通过电机B固定座61安装在机座上，移动座由电机B驱动的滚珠丝杠29控制可沿安装在机架上的纵向导轨28纵向移动。
所述木板压紧装置如图1所示，包括气缸A21、气缸B22和气缸C18。
如图2所示，气缸A的活塞压板38为朝向前工作台中心的L形，活塞杆位于L形的角部。如图8所示，气缸A的气缸座37正面有气缸活塞杆穿梭通孔56和气缸固定螺纹孔57，侧面有气缸座与左推送板连接用螺纹孔58，气缸座底部有与所述定位板上部的气缸座导轨上的气缸座纵向滑槽53配合的滑块。结合图1、图2、图3、图5、图8、图12和图13，组装气缸A、气缸座37、定位板4和左推送板2时，将气缸A用螺栓通过气缸固定螺纹孔57与气缸座37固定连接；将气缸座37坐在定位板上部的气缸座导轨上，使气缸A的活塞杆穿过气缸座上的气缸活塞杆穿梭通孔56、并置于定位板上部气缸座导轨上的气缸座纵向移动孔道9中，活塞压板38的两个直角边分别与左推送板和定位板的定位面平行并靠近；气缸座底部的滑块置于定位板上部气缸座导轨上的气缸座纵向滑槽53中，使气缸座连同气缸A可沿定位板上部的气缸座导轨滑动；用连接螺钉50通过气缸座侧面上的螺纹孔58将气缸座与左推送板固定连接成一体，使气缸座连同气缸A在左推送板带动下同步移动，实现气缸A的压紧功能。
如图1和图2所示，气缸B22上下两端通过气缸固定座36固定安装在所述支撑杆位于前工作台以上部分的上部(气缸B不需安装气缸座)，气缸B的活塞压板25为与气缸A的活塞压板38两角斜向对应、两边与气缸A的活塞压板两边平行的L形，气缸B活塞杆位于L形的一端。
结合图1、图2和图12，在后工作台的前门式横梁63和电机支撑架上部的后门式横梁66的中心部位用螺栓通过(固定架空导轨的)螺纹孔64安装结构与定位板上部的气缸座导轨结构相同的架空导轨14，将结构与气缸A的气缸座基本相同(只是侧部无连接部件)的气缸C18的气缸座67置于架空导轨上，使气缸C可架空导轨前后滑动；气缸C的活塞压板12为T形，T形的垂直边向前，活塞杆位于T形两个边的交接部位。
结合图1、图2、图3、图9和图11，所述木板推进装置包括左推送板2和上述右推送板23。其中左推送板为可伸缩式结构，左推送板的右端与所述支撑杆垂直固定连接，左端与气缸A的气缸座37固定连接；左推送板通过夹紧螺母47与液压缸8的活塞推杆46连接，液压缸8通过液压缸固定座60固定在机座上。机床用于木板直料刨削或木板直断锯削时，用左推送板推料，机床用于木板角度锯削时，用右推送板对木板角度定位后进行推料。
结合图2和图12，所述激光传感器包括激光传感器A35、激光传感器B41和激光传感器C43。激光传感器A安装在所述支撑杆27上，用于发送木板横向定位信号；激光传感器B安装在所述前门式横梁63的一侧内壁上，用于发送木板出料信号；激光传感器C安装在所述移动座44的前壁上，用于发送木板推进装置限位和复位信号。
所述PLC控制器(未图示)按程序设计对木板的纵向定位、角度定位、压紧、推进、刨、锯和出料进行自动控制。

Claims (2)

1.一种板式木材多功能加工机床，其特征在于：包括机座(1)，安装在机座上的工作台，出料传送带(13)、刀具装置，木板纵向定位装置，木板角度定位装置，木板压紧装置，木板推进装置，激光传感器和PLC控制器；
所述工作台包括前工作台(24)和后工作台(10)，在前工作台上有横向导轨(3)和纵向滑孔(20)，后工作台的前部有前门式横梁(63)；
所述出料传送带(13)与所述后工作台的后侧相接，由电机C(17)驱动，电机C安装在电机支撑架(15)的一端，电机支撑架上部有后门式横梁(66)；
所述刀具装置包括刀轴(11)，刀轴上有轴向开设的刨刀安装槽(55)，刀轴的一端通过带轮(6)和皮带(5)构成的传动机构与驱动刀轴转动的电机A(7)连接，另一端安装有锯片(19)，锯片所在平面位于所述前工作台上的纵向滑孔延长线的右部；
所述木板纵向定位装置包括由液压缸(8)驱动、通过导轨滑块(39)可沿所述前工作台上的横向导轨(3)滑动的定位板(4)，定位板的上部有突出定位板定位面(40)的气缸座导轨(42)，气缸座导轨上有气缸座纵向滑槽(53)，气缸座导轨的轴向中心有气缸座纵向移动孔道(9)；
所述木板角度定位装置包括可沿所述前工作台上的纵向滑孔(20)滑动的支撑杆(27)，支撑杆的下端固定在前工作台下面的移动座(44)上，支撑杆位于前工作台以上部分的下部有通过圆弧形瓦套(34)与支撑杆滑动套接、底面可在前工作台上滑动的右推送板(23)，右推送板的根部有与右推送板的前面垂直的限位凸(32)，右推送板的下端与蜗轮蜗杆传动机构中的涡轮(31)固定连接，蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆(30)由安装在移动座上的减速电机(45)驱动，移动座由电机B(26)驱动的滚珠丝杠(29)控制可沿安装在机架上的纵向导轨(28)纵向移动；
所述木板压紧装置包括气缸A(21)、气缸B(22)和气缸C(18)；气缸A安装在可沿所述定位板上部的气缸座导轨(42)滑动的气缸座(37)上；气缸B安装在所述支撑杆位于前工作台以上部分的上部；气缸C可沿位于所述出料传送带上部的架空导轨(14)纵向滑动，架空导轨通过所述前门式横梁(63)和后门式横梁(66)安装在所述出料传送带(13)的上部；气缸A的活塞压板(38)和气缸B的活塞压板(25)为角部斜向对应的L形，气缸C的活塞压板(12)为T形；
所述木板推进装置包括左推送板(2)和所述右推送板(23)；其中左推送板为可伸缩式结构，其右端与所述支撑杆垂直固定连接，左端与所述气缸座(37)固定连接；
所述激光传感器包括激光传感器A(35)、激光传感器B(41)和激光传感器C(43)；激光传感器A安装在所述支撑杆(27)上，用于发送木板横向定位信号；激光传感器B安装在所述前门式横梁(63)的一侧内壁上，用于发送木板出料信号；激光传感器C安装在所述移动座(44)的前壁上，用于发送木板推进装置限位和复位信号；
所述PLC控制器按程序设计对木板的纵向定位、角度定位、压紧、推进、刨、锯和出料进行自动控制。
2.权利要求1所述板式木材多功能加工机床的使用方法，其特征在于，可用于木板直料刨削，或木板直断锯削，或木板角度锯削，其使用方法是：
木板直料刨削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的左端面与定位板的定位面贴合，后端面与左推送板贴合；然后通过PLC控制器对驱动定位板运动的液压缸进行控制，使定位板沿前工作台上的横向导轨滑动，推动木板向前工作台的右边滑动，木板滑动到激光传感器A时，激光传感器A发出信号，PLC控制器使液压缸停下，定位板和木板停止滑动，完成木板纵向直线定位；然后启动气缸A和气缸B，利用气缸A的活塞压板和气缸B的活塞压板将木板后部的两端角压紧在前工作台上；然后启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动左推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的刨刀对木板的底面进行刨削；当刨削的木板前端开始进入传送带时，激光传感器B给出信号，通过PLC控制器启动电机C，使气缸C启动，气缸C的活塞压板将木板的前部压紧在传送带上，木板全部完成刨削、其后端离开刀轴时，气缸C释放，完成刨削的木板经传送带输出；与此同时，带动左推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座连同左推送板停止前进，气缸A和气缸B的活塞压板抬起，随后，木板纵向定位装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态；
木板直断锯削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的左端面与定位板的定位面贴合，后端面与左推送板贴合；然后通过PLC控制器对驱动定位板运动的液压缸进行控制，使定位板沿前工作台上的横向导轨滑动，推动木板向前工作台的右边滑动，通过PLC控制器控制定位板的定位面与锯片之间的垂直距离达到木板的锯削宽度时液压缸停止，定位板和木板亦停止滑动；然后启动气缸A和气缸B，利用气缸A的活塞压板和气缸B的活塞压板将木板的后部压紧在前工作台上；再启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动左推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的锯片对木板进行直断锯削；当锯削的木板前端开始进入传送带时，激光传感器B给出信号，通过PLC控制器启动电机C，使气缸C启动，气缸C的活塞压板将木板的前部压紧在传送带上，木板全部完成锯削、其后端离开刀轴时，气缸C释放，完成锯削后的木板经传送带输出；与此同时，带动左推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座连同左推送板停止前进，气缸A和气缸B的活塞压板抬起，随后，木板纵向定位装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态；
木板角度锯削
通过机械手夹持待加工的木板竖向置于工作台上的初始位置，使木板的后端面与右推送板贴合，木板左端面的后端角与右推送板的限位凸贴合；此时通过由减速电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构使右推送板绕支撑杆转动，推动木板在前工作台上以右推送板的限位凸为中心转动至要求锯削的角度；然后启动气缸B，由气缸B的活塞压板将木板压紧在前工作台上，完成木板的角度定位；然后启动电机B，通过滚珠丝杠驱动移动座沿纵向导轨向前移动，移动座带动右推送板将木板推送至旋转的刀轴处，由安装在刀轴上的锯片对木板进行角度锯削；木板锯削至后端时气缸B的活塞压板抬起，完成角度锯削的木板经传送带输出；与此同时，带动右推送板前进的移动座行进到限位处，安装在移动座前壁上的激光传感器C给出信号，通过PLC控制器使移动座停止前进，随后，木板纵向定位装置、木板角度定位装置、木板压紧装置和木板推进装置恢复初始位置和初始状态。
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