CN110860435A - 家具上漆流平生产控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及木质板材家具生产技术领域，具体为一种家具上漆流平生产控制系统，解决生产线对家具的转运效率不高的技术问题。工控主机分别连接输送、搬运控制模块和分别控制各工序加工速度的控制模块；第一搬运装置安装有第一末端执行器，第二搬运装置安装有第二末端执行器，都包括框架和设置在框架下方的多个吸附装置，所述吸附装置安装有测量吸附压力的拉力传感器、用于调节吸附高度的高度调节机构和用于调节吸附压力的气压调节装置。本发明用工控主机统筹调整生产线上各生产装置的生产速度，协调生产线的生产节拍和家具的流转；自动搬运家具过程中对家具的吸附成功率更高，吸附更牢固，提升生产线上家具的上线和下线效率。

Description

家具上漆流平生产控制系统

技术领域

本发明涉及木质板材家具生产技术领域，具体为一种家具上漆流平生产控制系统。

背景技术

木质板材包括天然木质板材和大量的木质人造板(胶合板、刨花板、纤维板等)，被广泛用于家具、建材等领域。木质板材的表面覆上液体涂料经流平和固化后，形成装饰性涂层和保护性涂层。流平是指液体涂料在涂覆后，尚未干燥成膜之前，由于表面张力的作用，逐渐收缩成最小面积的过程。紫外光固化工艺是一种热固化的替代工艺，通过紫外光照射使液体涂层快速成膜而固化。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的控制规律运行。

龙门式桁架机械手是一种基于空间XYZ直角坐标系的龙门式搬运装置，能够实现自动控制的，在运动坐标系内带动末端执行机构抓取和搬运工件，成本比多关节工业机器人低。

公开号为CN104588247B的中国专利公开了一种塑胶件全自动无尘涂装线，包括有预热炉、第一除尘柜、第二除尘柜、喷涂房、流平装置、IR炉、UV光固机、PU固化炉、冷却装置以及上下件区；该预热炉、第一除尘柜、第二除尘柜、喷涂房、流平装置、IR炉和UV光固机依次横向并排连接并位于PU固化炉的正前侧；藉此，通过配合利用各个装置，依次完成了连续的除尘、喷漆、烘烤干燥以及冷却等作业工序。

现有上漆流平生产家具技术中的各生产装置虽然实现了机械自动化生产，但是各生产装置之间相互独立，只能按固定节拍的规律进行生产，不能在生产过程中互相协调，家具的流转只能在每个工序前后被动等待；对于待加工表面较多的家具，需要在人工翻转和搬运后再次进行加工，浪费人力物力，还容易对加工好的表面造成破坏；工厂物流对家具的运转时刻不固定，会导致生产线上家具的供应和下线受限，容易使生产陷入停顿。所以，现有的家具上漆流平生产技术还存在生产线对家具的转运效率不高的问题。

发明内容

本发明提供了家具上漆流平生产控制系统，解决生产线对家具的转运效率不高的技术问题。

本发明提供的基础方案为：家具上漆流平生产控制系统，包括第一输送装置和第二输送装置，所述第一输送装置沿线依次设置有前置存放装置、第一搬运装置、清理装置、第一上漆装置、第一烘干装置、第二上漆装置、流平装置、第二烘干装置、第二搬运装置、后置存放装置，第二输送装置设置在清理装置和第二烘干装置之间，第二输送装置中设置有翻转装置；

还包括工控主机和分别连接工控主机的输送控制模块、第一搬运控制模块、第二搬运控制模块、清理控制模块、第一上漆控制模块、第一烘干控制模块、第二上漆控制模块、流平控制模块、第二烘干控制模块、翻转控制模块；第一搬运装置安装有第一末端执行器，第二搬运装置安装有第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器构造相同，都包括框架和设置在框架下方的多个吸附装置，所述吸附装置安装有测量吸附压力的拉力传感器、用于调节吸附高度的高度调节机构和用于调节吸附压力的气压调节装置；

其中，第一搬运控制模块控制第一搬运装置夹取和转移家具到第一输送装置上；输送控制模块控制第一输送装置依次流转家具，另外，输送控制模块还控制第二输送装置把需要继续加工的家具从第二烘干装置运输到清理装置；清理控制模块控制清理装置清理家具的速度；第一上漆控制模块控制第一上漆装置对家具上漆的速度；第一烘干控制模块控制第一烘干装置烘干家具的速度；第二上漆控制模块控制第二上漆装置对家具上漆的速度；流平控制模块控制流平装置整平家具表面未固化的涂料的速度；第二烘干控制模块控制第二烘干装置烘干家具的速度；翻转控制模块控制翻转装置转动家具；第二搬运控制模块控制第二搬运装置从第一输送装置上夹取和转移家具。

本发明的工作原理及优点在于：

包括工控主机和分别连接工控主机的输送控制模块、第一搬运控制模块、第二搬运控制模块、清理控制模块、第一上漆控制模块、第一烘干控制模块、第二上漆控制模块、流平控制模块、第二烘干控制模块、翻转控制模块。其中，第一搬运控制模块控制第一搬运装置夹取和转移家具到第一输送装置上；输送控制模块控制第一输送装置依次流转家具，另外，输送控制模块还控制第二输送装置把需要继续加工的家具从第二烘干装置运输到清理装置；清理控制模块控制清理装置清理家具的速度；第一上漆控制模块控制第一上漆装置对家具上漆的速度；第一烘干控制模块控制第一烘干装置烘干家具的速度；第二上漆控制模块控制第二上漆装置对家具上漆的速度；流平控制模块控制流平装置整平家具表面未固化的涂料的速度；第二烘干控制模块控制第二烘干装置烘干家具的速度；翻转控制模块控制翻转装置转动家具；第二搬运控制模块控制第二搬运装置从第一输送装置上夹取和转移家具。

现有上漆流平生产家具技术中按固定节拍的规律进行生产，各生产装置之间相互独立，家具在流转中经常在各工序前等待，一个工序的生产节拍波动将影响整个生产线的生产节奏，作生产调整时只能单独调整各生产装置。本发明的工控主机统筹调整生产线上各生产装置的生产速度，协调生产线的生产节拍，替代人工现场控制和协调各生产装置，提高家具上漆流平生产过程的自动化程度和家具在加工过程中的流转效率；前置存放装置大量存放待加工的家具，后置存放装置大量存放加工完成的家具，实现连续和快速地补充待加工的家具，家具在加工完成后及时转移和存放，避免受物流问题的影响造成生产等待，利于家具上漆流平生产过程的连续性。

第一搬运装置安装有第一末端执行器，第二搬运装置安装有第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器构造相同，都包括框架和设置在框架下方的多个吸附装置，所述吸附装置安装有测量吸附压力的拉力传感器、用于调节吸附高度的高度调节机构和用于调节吸附压力的气压调节装置。

现有的搬运装置中，采用夹取方式搬运木质家具会造成变形和表面破坏，夹取过程的定位要求较高，夹取和放置板状家具不方便；采用吸附方式搬运家具时，由于负压吸附对间隙的要求较高，难以吸附型面具有高低落差表面的家具，吸附家具时各吸附点的吸附重力不均衡，在搬运中抖动时各吸附点的吸附重力差异更明显，吸附点的吸附力没有及时做调整，存在吸附力不足导致吸附脱落的危险情况。本发明中，采用多个吸附装置吸附家具，高度调节机构在吸附装置前分别调整好吸附家具表面的高度位置，吸附家具过程中还根据测量的各吸附装置的吸附重力大小分别调整吸附力，防止由于偏重导致吸附力不足而脱落。对家具的吸附成功率更高，吸附更牢固，更能应对搬运过程中的抖动，利于提升搬运速度，提升生产线上家具的上线和下线效率。

本发明统筹调整生产线上各生产装置的生产速度，协调生产线的生产节拍，替代人工现场控制和协调各生产装置，提高家具上漆流平生产过程的自动化程度和家具在加工过程中的流转效率；实现连续和快速地补充待加工的家具，家具在加工完成后及时转移和存放，避免受物流问题的影响造成生产等待，利于家具上漆流平生产过程的连续性；搬运家具过程中对家具的吸附成功率更高，吸附更牢固，更能应对搬运过程中的抖动，利于提升搬运速度，提升生产线上家具的上线和下线效率。

进一步，第一搬运控制模块控制第一搬运装置从前置存放装置或第二输送装置上搬运待加工家具，第二搬运控制模块控制第二搬运装置将加工后的家具转移到后置存放装置或第二输送装置上。实现家具在加工前、加工中和加工完成后的自动化搬运，协调新上线的家具和需要再次加工的家具共用生产线，节省设备投入成本。

进一步，第一输送装置和第二输送装置首尾相连成环形，第一搬运控制模块控制第一搬运装置从前置存放装置上搬运家具放置到第一输送装置的首端，第二搬运控制模块把加工完毕的家具从第一输送装置的末端转移到后置存放装置上。实现家具在加工前、加工中和加工完成后的自动化搬运，协调新上线的家具和需要再次加工的家具共用生产线，节省设备投入成本；减少第一搬运装置和第二搬运装置的搬运工作量。

进一步，高度调节机构包括吊索、减速电机和安装在减速电机的输出轴上的卷轮，吊索的一端缠绕在卷轮上，另一端悬垂。承吊能力强，控制精度较高。

进一步，吸附装置还包括配重块和负压吸盘，负压吸盘固定在配重块上，配重块内部设置有连通负压吸盘的空气通道，配重块和吊索悬垂的一端固定。使负压吸盘在未吸附时悬垂姿态固定，方便在吸附前以正确的姿态贴近被吸附表面。

进一步，第一输送装置和第二输送装置分别由多个辊道运输机构成。辊道运输机技术成熟，组合方便，成本较低，能承受家具的重量，辊道摩擦力小，能耗较低，每个辊道运输机可以单独控制，利于家具在生产过程中灵活流转。

进一步，还包括次品识别装置，所述次品识别装置设置在第二烘干装置和第二搬运装置之间，次品识别装置和工控主机之间电连接。次品识别装置自动识别加工完成的家具表面的缺陷，家具上漆流平生产控制系统主动监控生产过程中的产品质量，方便及时处理缺陷，提高成品率。

进一步，还包括次品按钮，所述次品按钮设置在第二烘干装置和第三夹取装置之间，次品按钮和次品识别装置之间电连接。供人工检查后按压触发缺陷信号，及时发现更细致的家具表面缺陷，方便及时处理，提高质量。

进一步，前置存放装置和后置存放装置都采用链板运输机。承载能力强，接触面大。

进一步，家具在前置存放装置和后置存放装置上的存放方式为多个家具为一组堆叠成多组、多组家具依次排列在链板运输机上。存放量大，吸附装置存取家具方便。

附图说明

图1为本发明家具上漆流平生产控制系统实施例1的结构示意图。

图2为本发明家具上漆流平生产控制系统的系统示意框图。

图3为本发明家具上漆流平生产控制系统实施例2的结构示意图。

图4为本发明家具上漆流平生产控制系统中高度调节机构的结构示意图。

图5为本发明家具上漆流平生产控制系统的高度调节机构中配重块和吸盘部分的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一搬运装置1、家具2、清理装置3、前置存放装置4、第一上漆装置5、第一输送装置6、第一烘干装置7、第二上漆装置8、流平装置9、第二烘干装置10、后置存放装置11、第二搬运装置12、第二输送装置13、翻转装置14、次品识别装置15、拉力传感器16、电机支架17、减速电机18、卷轮19、吊索20、配重块21、负压吸盘22、垫圈23、负压气管24。

实施例1基本如附图1所示：

家具2上漆流平生产控制系统，包括第一输送装置6和第二输送装置13，第一输送装置6沿线依次设置有前置存放装置4、第一搬运装置1、清理装置3、第一上漆装置5、第一烘干装置7、第二上漆装置8、流平装置9、第二烘干装置10、第二搬运装置12、后置存放装置11，第二输送装置13设置在清理装置3和第二烘干装置10之间，第二输送装置13中设置有翻转装置14。第一搬运装置1和第二搬运装置12都采用RS010N龙门式桁架机械手。清理装置3采用除静电板面清洁机；流平装置9采用红外流平机；翻转装置14采用板材翻面机。第一上漆装置5和第二上漆装置8采用UV喷涂机，喷涂的涂料是UV漆，第一烘干装置7和第二烘干装置10都采用UV光固机，用紫外光固化UV漆。第一输送装置6由十三个辊道运输机构成，第二输送装置13由三个辊道运输机构成。前置存放装置4和后置存放装置11都采用链板运输机。

如附图4所示，第一搬运装置1安装有第一末端执行器，第二搬运装置12安装有第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器构造相同，都包括框架和设置在框架下方的4个吸附装置，4个吸附装置呈矩形布置，各吸附装置安装有测量吸附压力的拉力传感器16、用于调节吸附高度的高度调节机构和用于调节吸附压力的气压调节装置。高度调节机构包括吊索20、减速电机18和安装在减速电机18的输出轴上的卷轮19，吊索20的一端缠绕在卷轮19上，另一端悬垂。拉力传感器16用螺栓固定在框架下方。拉力传感器16下方用螺栓和电机支架17固定减速电机18，减速电机18受控旋转后带动卷轮19收放吊索20。如附图5所示，吸附装置还包括配重块21和负压吸盘22，配重块21的材料为钢铁，负压吸盘22用带外螺纹和中间通孔的通气接头以及垫圈23固定在配重块21下方，通气接头和配重块21之间通过螺纹固定，固定的同时使垫圈23压紧负压吸盘22，实现密封和减少应力集中，通气接头的中间通孔和负压吸盘22内部联通。配重块21内部设置有空气通道，联通接头的中间通孔，空气通道通向设置在配重块21侧面的通气孔，通气孔用负压气管24连接气压调节装置，气压调节装置采用气压调节阀。配重块21的上端和吊索20悬垂的一端用钢丝绳卡头固定。

第一搬运装置1中的框架上安装有第一负压泵站，第二搬运装置12中的框架上安装有第二负压泵站。第一气压泵站用五通接头连接第一搬运装置1中的各气压调节阀，第二气压泵站用另一个五通接头连接第二搬运装置12中的各气压调节阀。

如附图2所示，本发明还包括工控主机和分别连接工控主机的输送控制模块、第一搬运控制模块、第二搬运控制模块、清理控制模块、第一上漆控制模块、第一烘干控制模块、第二上漆控制模块、流平控制模块、第二烘干控制模块、翻转控制模块。工控主机采用研华IPC610H AIMB781QG2 I72600 6工控机，输送控制模块、第一搬运控制模块、第二搬运控制模块、清理控制模块、第一上漆控制模块、第一烘干控制模块、第二上漆控制模块、流平控制模块、第二烘干控制模块、翻转控制模块都采用西门子s7-200smart SR20 6ES7288 ST40PLC控制器，各PLC控制器和工控主机之间用大连德嘉S7-200以太网模块和网线连接。

如附图1所示，待加工的家具2为门时，具有正面和反面两个待加工表面,加工过程为：第一搬运控制模块控制第一搬运装置1从前置存放装置4上夹取家具2到第一输送装置6上；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到清理装置3；清理装置3清理家具2的待加工表面；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到第一上漆装置5；第一上漆装置5对家具2进行上漆作业；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到第一烘干装置7；第一烘干装置7烘干家具2的待烘干表面；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到第二上漆装置8；第二上漆装置8对家具2进行上漆作业；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到流平装置9；流平装置9整平家具2表面未固化的涂料；输送控制模块控制第一输送装置6输送家具2到第二烘干装置10；第二烘干装置10烘干家具2的待加工表面；第二搬运控制模块控制第二搬运装置12从第一输送装置6上夹取家具2放置到第二输送装置13上；输送控制模块控制第二输送装置13输送家具2到翻转装置14；翻转控制模块控制翻转装置14转动家具2，直到家具2的下一待加工表面朝上；输送控制模块控制第二输送装置13输送家具2到清理装置3，重复清理装置3到第二烘干装置10的加工过程；第二搬运控制模块控制第二搬运装置12从第一输送装置6上夹取家具2放置到后置存放装置11上11。

其中，第一搬运控制模块连接第一搬运装置1的各拉力传感器16，第二搬运控制模块连接第二搬运装置12的各拉力传感器16，根据各拉力传感器16的信号调节各相应的减速电机18收放吊索20和调节各相应的气压调节阀调节负压；清理控制模块控制清理装置3清理家具2的速度，调整清理过程的快慢；第一上漆控制模块控制第一上漆装置5对家具2上漆的速度，第二上漆控制模块控制第二上漆装置8对家具2上漆的速度，控制上漆速度的方式都是调整喷涂量和喷涂进给速度；第一烘干控制模块控制第一烘干装置7烘干家具2的速度，第二烘干控制模块控制第二烘干装置10烘干家具2的速度，控制烘干速度的方式是调整紫外光强度和烘干进给速度；流平控制模块控制流平装置9整平家具2表面未固化的涂料的速度，控制方式是调整红外光强度和流平进给速度。

次品识别装置15设置在第二烘干装置10外壳上，朝向第二烘干装置10后的辊道运输机。次品识别装置15采用上海迈迅威视觉科技有限公司的CCD机器视觉外观缺陷检测设备，和工控主机之间用RS232连接。便于快速识别家具2的外观缺陷，如污渍、沙粒、气泡、颜色不均匀等，主动监控生产过程中的产品质量。次品按钮设置在第二烘干装置10和第三夹取装置之间，次品按钮和次品识别装置15之间电连接。作为优选的实施方式，次品按钮设置有两个，分别安装在第二输送装置13两侧，次品按钮都连接到次品识别装置15。

本实施例统筹调整生产线上各生产装置的生产速度，协调生产线的生产节拍，替代人工现场控制和协调各生产装置，提高家具2上漆流平生产过程的自动化程度和家具2在加工过程中的流转效率；实现连续和快速地补充待加工的家具2，家具2在加工完成后及时转移和存放，避免受物流问题的影响造成生产等待，利于家具2上漆流平生产过程的连续性；搬运家具2过程中对家具2的吸附成功率更高，吸附更牢固，更能应对搬运过程中的抖动，利于提升搬运速度，提升生产线上家具2的上线和下线效率。

实施例2基本如附图3所示：

实施例2和实施例1基本相同，不同之处在于，第一输送装置6和第二输送装置13首尾相连成环形，第一搬运控制模块控制第一搬运装置1只从前置存放装置4上搬运家具2放置到第一输送装置6的首端，第二搬运控制模块把加工完毕的家具2从第一输送装置6的末端只转移到后置存放装置11上。第二输送装置13由三个辊道运输机构成。在实施例1的效果基础上，避免被吸附和搬运次数太多对家具2造成损坏，减少第一搬运装置1和第二搬运装置12的搬运工作量和维护保养成本。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.家具上漆流平生产控制系统，包括第一输送装置和第二输送装置，所述第一输送装置沿线依次设置有前置存放装置、第一搬运装置、清理装置、第一上漆装置、第一烘干装置、第二上漆装置、流平装置、第二烘干装置、第二搬运装置、后置存放装置，第二输送装置设置在清理装置和第二烘干装置之间，第二输送装置中设置有翻转装置；

其特征在于：还包括工控主机和分别连接工控主机的输送控制模块、第一搬运控制模块、第二搬运控制模块、清理控制模块、第一上漆控制模块、第一烘干控制模块、第二上漆控制模块、流平控制模块、第二烘干控制模块、翻转控制模块；第一搬运装置安装有第一末端执行器，第二搬运装置安装有第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器构造相同，都包括框架和设置在框架下方的多个吸附装置，所述吸附装置安装有测量吸附压力的拉力传感器、用于调节吸附高度的高度调节机构和用于调节吸附压力的气压调节装置；

其中，第一搬运控制模块控制第一搬运装置夹取和转移家具到第一输送装置上；输送控制模块控制第一输送装置依次流转家具，另外，输送控制模块还控制第二输送装置把需要继续加工的家具从第二烘干装置运输到清理装置；清理控制模块控制清理装置清理家具的速度；第一上漆控制模块控制第一上漆装置对家具上漆的速度；第一烘干控制模块控制第一烘干装置烘干家具的速度；第二上漆控制模块控制第二上漆装置对家具上漆的速度；流平控制模块控制流平装置整平家具表面未固化的涂料的速度；第二烘干控制模块控制第二烘干装置烘干家具的速度；翻转控制模块控制翻转装置转动家具；第二搬运控制模块控制第二搬运装置从第一输送装置上夹取和转移家具。

2.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：第一搬运控制模块控制第一搬运装置从前置存放装置或第二输送装置上搬运待加工家具，第二搬运控制模块控制第二搬运装置将加工后的家具转移到后置存放装置或第二输送装置上。

3.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：第一输送装置和第二输送装置首尾相连成环形，第一搬运控制模块控制第一搬运装置从前置存放装置上搬运家具放置到第一输送装置的首端，第二搬运控制模块把加工完毕的家具从第一输送装置的末端转移到后置存放装置上。

4.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：高度调节机构包括吊索、减速电机和安装在减速电机的输出轴上的卷轮，吊索的一端缠绕在卷轮上，另一端悬垂。

5.根据权利要求4所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：吸附装置还包括配重块和负压吸盘，负压吸盘固定在配重块上，配重块内部设置有连通负压吸盘的空气通道，配重块和吊索悬垂的一端固定。

6.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：第一输送装置和第二输送装置分别由多个辊道运输机构成。

7.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：还包括次品识别装置，所述次品识别装置设置在第二烘干装置和第二搬运装置之间，次品识别装置和工控主机之间电连接。

8.根据权利要求7所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：还包括次品按钮，所述次品按钮设置在第二烘干装置和第三夹取装置之间，次品按钮和次品识别装置之间电连接。

9.根据权利要求1所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：前置存放装置和后置存放装置都采用链板运输机。

10.根据权利要求9所述的家具上漆流平生产控制系统，其特征在于：家具在前置存放装置和后置存放装置上的存放方式为多个家具为一组堆叠成多组、多组家具依次排列在链板运输机上。

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