CN110948241B - 一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺及系统，用于LNG船用绝缘箱泡沫板，该工艺包括依次进行的泡沫板粗加工阶段、泡沫板精加工阶段、清理阶段和检测阶段，所述的泡沫板精加工阶段包括依次进行的厚度精加工工序、侧边加工工序、端面加工工序和成型加工工序。与现有技术相比，本发明拥有创新性的自动化流程，所有搬运、翻身过程都通过机器人完成，所有设备都具备通讯功能，达到无人化要求，大大降低人工参与，增加了生产过程的安全性，同时也增加了生产效率以及成品尺寸的稳定性。

Description

一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺及系统

技术领域

本发明属于液化天然气船技术领域，涉及LNG船用绝缘箱泡沫板的生产工艺及系统，尤其是涉及一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺及系统。

背景技术

LNG船是在零下163℃低温下运输液化气的专用船舶，其中，液货维护系统是整个LNG船最特殊的区域，其主体是由若干个精密装配的绝缘箱构成，用于实现隔温与支撑的作用。绝缘箱中主要构成部分为泡沫板、胶合板以及胶水，根据型号的不同胶合板、泡沫板的尺寸以及数量各不相同。特别对于L03+系列的聚氨酯泡沫板，其外形复杂需要加工的尺寸非常多，相对来说加工特别复杂，而且单一品种数量较大。而目前国内外对该泡沫板的加工均为非自动化操作，对于大批量生产存在以下几个问题：

1、现有加工工艺主要为手工操作，人为因素影响较多，不利于生产产品的质量稳定，不适合用于规模化生产；

2、现有加工工艺，工人劳动强度大，生产效率有限，对人工依赖性比较大，不利于生产成本的节约。

3、现有加工工艺，由于玻纤增强型聚氨酯在加工过程中粉尘量非常大，对于工人的健康容易造成影响，不利于职业病的防范；

4、现有加工工艺，对于尺寸精度无法进行实时的控制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，用于LNG船用绝缘箱泡沫板，该工艺包括依次进行的泡沫板粗加工阶段、泡沫板精加工阶段、清理阶段和检测阶段，所述的泡沫板精加工阶段包括依次进行的厚度精加工工序、侧边加工工序、端面加工工序和成型加工工序；其中：

泡沫板粗加工阶段用于对工件的上表皮和下表皮切割，并进行表面清理；

厚度精加工工序用于对工件的上下表面进一步加工，使工件厚度达到最终要求的尺寸范围；

侧边加工工序用于对工件的两侧表皮切割，并使工件宽度达到最终要求的尺寸范围；

端面加工工序用于对工件的两端面切割，并使工件长度达到最终要求的尺寸范围；

成型加工工序用于加工工件四周的凹角，满足工件形状要求；

清理阶段用于将加工完成的工件的六个面清理干净；

检测阶段用于对工件内部的缺陷和最终尺寸进行测量，并根据测量结果对不同检测结果的工件进行分类摆放。

作为本发明优选的技术方案，泡沫板粗加工阶段包括依次进行的以下工序：

(1-1)进料工序，用于检测和筛选上料工件的尺寸，在工件尺寸超出允许范围时报警，并在工件尺寸符合允许范围时，将工件送至下一工位；

(1-2)上表皮切割工序，用于对工件进行水平横切，将工件(表层凹凸不平且质地不均)的上表皮分离并覆于工件上，一同转移至下一工位；

(1-3)上表皮清理工序，将上表皮抓取并移除，剩余工件作为第一半成品，转移到下一工位；

(1-4)表面清理工序，用于将移除上表皮后留下的灰尘去除；

(1-5)翻转移位工序，用于将第一半成品翻转180°，并放置到下一工位，使上一工序中已加工的上表面作为底面；

(1-6)下表皮切割工序，对第一半成品进行水平横切，将工件(表层凹凸不平且质地不均)的下表皮分离并覆于工件上；

(1-7)下表皮清理工序，将下表皮抓取并移除，剩余工件作为第二半成品，转移到下一工位；

(1-8)表面清理工序，用于将第二半成品表面灰尘去除，然后转移到下一工位(这一工序可以避免工件表层的灰尘在后续翻身移位过程中洒落，同时也可以避免灰尘对后续工序加工精度产生的不利影响)；

作为本发明优选的技术方案，当生产No.96或MARKIII顶层65mm板时，所述的泡沫板粗加工阶段还包括分层切割工序，用于将第二半成品水平横切形成至少两个第二半成品。

作为本发明优选的技术方案，所述的厚度精加工工序采用依次进行的以下步骤：

移位步骤，用于将经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件放置于第一基准面加工工位上，

铣床精加工步骤，由数控铣床大型面铣刀对工件的上表面进行铣削加工，优选地加工余量选取为0.5～11毫米(进一步优选实际实施方案中，由四个直径400mm面铣刀同时加工，一次成型，提高加工效率)，

翻身移位步骤，将完成基准面加工的半成品翻转180°后放置于第二基准面加工工位上，重复执行铣床精加工步骤；

或，所述的厚度精加工工序通过数控单面定厚砂光机实现：使经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件经过数控定单面厚砂光机，对其上表面进行加工，工件表面砂光完成后，翻转180°，对下表面进行加工(当单面加工切削量不能满足精度要求时多次重复数控单面定厚砂光机加工的步骤，以及包括在多次重复数控单面定厚砂光机加工时对工件翻转180°的步骤)；

或，所述的厚度精加工工序通过数控双面定厚砂光机实现：使经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件经过数控双面定厚砂光机，对工件的上下表面同时加工。

作为本发明优选的技术方案，所述的侧边加工工序通过数控圆盘锯完成，该数控圆盘锯用两个纵向圆盘锯(优选实际实施方案中为直径为800的纵向圆盘锯)同时切割第二半成品的两个侧面，除去第二半成品两侧(表面凹凸不平且质地不均的)表皮。

作为本发明优选的技术方案：

所述的端面加工工序通过数控圆盘锯加工完成，该数控圆盘锯采用横向圆盘锯(优选实际实施方式中为直径800mm的横向圆盘锯)进行端面加工及切断，所述的成型加工工序通过数控铣削加工机床的可摆铣削主轴头从工件角落的不同侧面铣削两条相交的槽，从而形成凹角；

或，所述的端面加工工序和成型加工工序在数控铣削加工机床上通过圆柱立铣刀沿工件端面及凹角的形状进行铣削，使工件周边一次成型。

作为本发明优选的技术方案，所述的清理阶段通过设置吹扫机构的密闭辊道，使工件在通过密闭辊道时，将加工完成的六个面清理干净(清理步骤一方面避免工件将灰尘带出加工区域，另一方面能够保证工件测量时的精准度，避免对检测设备造成污损)。

作为本发明优选的技术方案，所述的检测阶段包括依次进行的以下工序：

无损检测工序，通过无损检测设备对工件内部的缺陷进行检测，

移位工序，用于将成品移至下一工序；

尺寸测量工序，通过尺寸检测设备完成，采用全检或抽检的方式对成品的尺寸进行校核，用于防止尺寸不合格产品流入下道生产工序；

打标及成品码垛工序，将工件加工和检测后的尺寸信息和/或工件的编码信息(优选通过喷墨打标机将)打印在工件的表面，用于后续工序中对工件质量进行追溯，并对(所加工的不同规格和/或不同质量的)工件进行分类码垛堆放。

对工件加工的过程中还包括通过集中除尘装置对切削过程中的切削和粉尘进行收集的步骤，并且在完成切削加工之后，对设备表面进行自动清理除尘的步骤。

本发明还提供一种非刚性材料六面体精准自动加工系统，用于所述的加工工艺，包括泡沫板加工工段和质量检测工段；

所述的泡沫板加工工段包括：

用于进料的进料辊道，

分别用于工件上表皮切割、工件下表皮切割和工件分层切割的第一数控锯床、第二数控锯床和第三数控锯床，

用于工件翻转的翻转架，

用于工件表面清理的粉尘清理装置，

用于对工件进行厚度精加工、侧边加工和端面加工的数控加工中心，

以及，分别用于废料搬运、数控锯床区工件搬运的和用于数控加工中心区工件搬运的第一机器人、第二机器人和第三机器人；

所述的质量检测工段包括：

用于将工件加工完成的六个面清理干净的清理房，

用于工件内部缺陷检测的无损检测设备，

用于保证成品厚度及平行度的砂光机，

用于检测成品尺寸是否合格的尺寸检测设备，

以及，用于质量检测工段工件搬运的第四机器人。

作为本发明优选的技术方案，各个设备之间通过智能传输系统连接。

作为本发明优选的技术方案，工件在各工序的工位之间是通过至少一台机器人进行抓取和搬运的，优选地，粗加工阶段的设备设置于第一机器人的运行范围内，并使第一机器人与泡沫板精加工阶段的第一台设备相衔接，泡沫板精加工阶段的设备设置于第二机器人的运行范围内，并使第二机器人与清理工位相衔接，清理、检测与码垛输出工位设置于第三机器人的运行范围内。

作为本发明优选的技术方案，原材料切割产生的废料通过废料抓取机器人收集并集中码放，上述上表皮切割、下表皮切割和侧边切割所用到的设备集中设置在废料抓取机器人运行范围内。

作为本发明优选的技术方案：

所述的泡沫板加工工段和质量检测工段以清理房为界，通过隔墙隔开；

当第一数控锯床、第二数控锯床和第三数控锯床中的任一个出现故障时，通过第二机器人调配工件上表皮切割、工件下表皮切割和工件分层切割工序的工位(例如当上表皮切割工序和下表皮切割工序的数控锯床出现故障无法及时解除，可以通过第二机器人将半成品工件移至分层切割工序的数控锯床进行加工，避免由于单一设备故障导致产线无法正常运行)；

泡沫板精加工阶段采用在线监测半成品尺寸传感器，用于及时发现前序工序出现的加工精度问题。

作为本发明优选的技术方案，本发明通过主控系统对各工序进行控制，各加工工序中所有加工设备为加工尺寸可编程的数控设备，并且各数控设备与主控系统可通讯连接，主控系统根据工件进料时所选择的工件型号，在工件流转到不同工序时，将该工件的加工尺寸发送给相关数控设备，主控系统还与检测设备可通讯连接，检测设备将检测结果反馈给主控系统，并通过主控系统对加工尺寸进行校正后发送给数控设备，主控系统还根据实际加工合格的产品数量对加工数量进行控制，当工件成品数量达到要求后停止上料工位对后续原材料加工。

作为本发明优选的技术方案，泡沫板粗加工、精加工与成型加工设备数量配置的比例为1:1:2。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1.本发明工艺流程为：(1)通过传输辊道“进料”；(2)通过锯床“去上表皮”；(3)通过取废料的第一机器人R1“上表皮清理”；(4)通过除尘设备“表面清理”；(5)通过第二机器人R2“翻身并移位”；(6)通过锯床“去下表皮”；(7)通过第一机器人R1“下表皮清理”；(8)通过流程(6)中的锯床“表面清理”；(9)通过锯床完成“分层切割”；(10)通过第二机器人R2进行“移位”；(11)通过CNC完成“基准面加工”；(12)通过第三机器人R3进行“翻身并移位”；(13)通过CNC完成“三面体加工”；(14)通过第三机器人R3进行“移位”；(15)通过CNC完成“端面加工”，(16)由清理房完成“清理”；(17)通过超声检测设备完成“无损检测”；(18)通过第四机器人R4完成““移位”；(19)通过砂光机完成“砂光”；(20)通过第四机器人R4完成““移位”；(21)通过尺寸检测设备(CDM)完成“尺寸测量”；(22)通过喷墨打标机以及机器人完成“打标及成品码垛”。

2.本发明采用“柔性”智能生产线，解决了单一流水线的不足，解决了设备使用效率问题，单一设备出现问题，可以通过机器人调配半成品加工位置，防止由于单一设备损坏，影响整个生产线的正常运行，当上表皮锯切设备出现故障时，该工序可以转移到下表皮锯切设备上实现，反之亦然；当分层锯切设备出现故障时，该工序可以转移到上表皮锯切设备或下表皮锯切设备上实现。

3.本发明在流水线布局上采用了对称布局法，大大节约了生产空间，且产生废料的设备都布置在一侧，方便机器人的抓取。

4.本流水线采用分区控制法，以清理房为界，前面粗精加工区域为易产生粉尘区域，后面检测区域为干净区域，实现分区控制易于污染防治。

5.本发明在精加工阶段采用在线监测半成品尺寸传感器，及时发现前序工序出现的加工精度问题，及时做调整，增加时效性。

6.本发明采用了在线监测专机，可以满足全检要求，及时发现成品尺寸精度问题，可以根据“大数据”分析出尺寸变化趋势，及时调整精加工设备的补偿，大大降低不合格品率。

7.本发明拥有创新性的自动化流程，所有搬运、翻身过程都通过机器人完成，所有设备都具备通讯功能，达到无人化要求，大大降低人工参与，增加了生产过程的安全性，同时也增加了生产效率以及成品尺寸的稳定性。

本发明已经成功运用于实际生产，通过了船舶行业的相关认证，所生产的产品已经用于了LNG船舶的建造。

附图说明

图1为本发明的加工系统的一种配置示意图；

图2为本发明正常工作流程示意图；

图3为本发明部分设备损坏备用流程示意图；

图4为本发明用于No.96或MARKIII顶层板时的流程示意图。

图中，1为进料辊道，2为第一数控锯床，3为粉尘清理装置，4为第一翻转架，5为第二数控锯床，6为第三数控锯床，7为第一数控加工中心，8为第二数控加工中心，9为第三数控加工中心，10为第二翻转架，11为清理房，12为无损检测设备，13为砂光机，14为尺寸检测设备，15为打标机，16为码垛托盘，R1为第一机器人，R2为第二机器人，R3为第三机器人，R4为第四机器人。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

具体各个工序的详细描述如下，流程示意图可以参见图2：

泡沫板粗加工阶段包括如下工序：

1.“进料”工序，原材料(工件)通过传输系统传输至此，在进料过程中进行原材料长度以及厚度的初步检测，及时剔除不合格原材料，以免造成成品不合格。

2.“上表皮切割”工序，由第一数控锯床(数控龙门带锯床)完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，数控锯床需要按照自动化远程控制系统设计，具备远程控制功能。

3.“上表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的上表皮送到废料小车上。

4.“表面清理”工序，由粉尘清理装置完成，泡沫板(工件)在切割过程中产生大量灰尘，需要由粉尘清理装置(可以根据需要进行选型)将半成品泡沫板表面清理干净，以免对后续加工工序的精度造成影响。

5.“翻身移位”工序，由第二机器人R2完成，将已去除完上表皮半成品经过翻转架翻身后放置到下道工序。

6.“下表皮切割”工序，由第二数控锯床(数控龙门带锯床)完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，具备远程控制功能，同时具备回程清扫功能(在下表皮清理后，将切割面清扫)。

7.“下表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的上表皮送到废料小车上。

8.“分层切割”工序，由第三数控锯床(数控龙门带锯床)完成，在生产No.96或者MARKIII顶层65mm板的时候需要到此工序。

泡沫板精加工阶段包括如下工序：

9.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已去除完上下表皮的半成品放置于基准面加工设备上。

10.“基准面加工”工序，由第一数控加工中心(CNC)加工完成，四个直径400mm锯片同时加工，一次成型，提高加工效率。

11.“翻身移位”工序，由第三机器人R3完成，将已完成基准面加工的半成品经过翻转架翻身后放置于三面体加工设备上。

12.“三面体加工”工序，通过第二数控加工中心(CNC)加工完成，该设备同时用两个直径为800的圆盘锯切割两个侧面以及用四个直径400mm圆盘锯同时加工顶面。

13.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已加工完成四个面的半成品放置于端面加工设备上。

14.“端面加工与成型加工”工序，通过第三数控加工中心(CNC)完成，该设备具有一个直径800mm的大锯片做端面加工以及切断用，两个直径400mm的锯片作角落加工用。

15.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

16.“清理”工序，通过清理房完成，将加工完成的泡沫板成品的六个面清理干净。

检测工序包括：

17.“NDT无损检测”工序，通过(超声波)无损检测设备完成，检测成品中是否有缺陷的存在。

18.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

19.“砂光”工序，通过砂光机完成，通过砂光设备保证成品的厚度尺寸以及平行度。

20.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

21.“尺寸检测”工序，通过尺寸检测设备完成，可以通过全检或者抽检的方式对成品的尺寸进行校核，防止不合格品流入下道生产工序。

22.“打标及成品码垛”工序，通过的喷墨打标机以及机器人完成，根据尺寸检测的结果，对成品进行打标，将合格品和不合格品分开放置，布置两个合格工位一个不合格工位，具备托盘满自动报警功能。

如图1所示，用于本实施例的加工工艺的加工系统包括泡沫板加工工段和质量检测工段；

其中，泡沫板加工工段包括：

用于进料的进料辊道1，分别用于工件上表皮切割、工件下表皮切割和工件分层切割的第一数控锯床2、第二数控锯床5和第三数控锯床6，分别用于泡沫板粗加工阶段和泡沫板精加工阶段工件翻转的第一翻转架4和第二翻转架10，用于工件表面清理的粉尘清理装置3，用于对工件进行厚度精加工、侧边加工和端面加工的第一数控加工中心7、第二数控加工中心8和第三数控加工中心9，以及分别用于废料搬运、数控锯床区工件搬运的和用于数控加工中心区工件搬运的第一机器人R1、第二机器人R2和第三机器人R3；

所述的质量检测工段包括：

用于将工件加工完成的六个面清理干净的清理房11，用于工件内部缺陷检测的(超声波)无损检测设备12，用于保证成品厚度及平行度的砂光机13，用于检测成品尺寸是否合格的尺寸检测设备14，以及用于质量检测工段工件搬运的第四机器人R4；还包括用于在泡沫板上打印条形码的打标机15和用作成品摆放位置的码垛托盘16。

本实施例的各个设备之间通过智能传输系统连接。

工件在各工序的工位之间是通过至少一台机器人进行抓取和搬运的，优选地，粗加工阶段的设备设置于第一机器人的运行范围内，并使第一机器人与泡沫板精加工阶段的第一台设备相衔接，泡沫板精加工阶段的设备设置于第二机器人的运行范围内，并使第二机器人与清理工位相衔接，清理、检测与码垛输出工位设置于第三机器人的运行范围内。原材料切割产生的废料通过用于废料抓取的第一机器人收集并集中码放，上述上表皮切割、下表皮切割和侧边切割所用到的设备集中设置在第一机器人运行范围内。

更具体地，本实施例中，涉及到的设备为：

(1).进料辊道1，用于将半成品工件送入第一数控锯床2。

(2).第一数控锯床2，完成上表皮切割。

(3).粉尘清理装置3，去除上表皮切割过程中留下的灰尘。

(4).第一翻转架4，完成工件的翻身工作。

(5).第二锯床5，完成下表皮切割。

(6).第三锯床6，完成分层切割工作。

(7).第一数控加工中心(CNC)7，完成基准面加工。

(8).数控加工中心(CNC)8，完成三面体加工。

(9).数控加工中心(CNC)9，完成端面加工工作。

(10).第二翻转架10，完成工件的翻身工作。

(11).清理房11，完成物料传送及粉尘清理。

(12).无损检测设备12，完成泡沫板内缺陷的检测。

(13).砂光机13，对成品进行精密加工，保证泡沫厚度的一致性。

(14).尺寸检测设备14，对成品泡沫板进行检测，并记录数据用于可追溯系统，并且通过数据分析，掌握尺寸变化的趋势及时调整加工量。

(15).打标机15。在泡沫板上打印条形码。

(16).码垛托盘16，成品摆放位置。

(17).第一机器人R1，完成废料抓取及摆放。

(18).第二机器人R2，粗加工过程中半成品移位以及翻身。

(19).第三机器人R3，精加工过程中半成品移位以及翻身。

(20).第四机器人R4，成品的移位、打标以及码垛工作。

实施例2

具体各个工序的详细描述如下，流程示意图可以参见图3：

泡沫板粗加工阶段包括如下工序：

1.“进料”工序，原材料通过传输系统传输至此，在进料过程中进行原材料长度以及厚度的检测，及时剔除不合格原材料，以免造成成品不合格。

2.“上表皮切割”工序，由第一数控锯床完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，其锯床需要按照自动化远程控制系统设计，具备远程控制功能。

3.“上表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的上表皮送到废料小车上。

4.“表面清理”工序，由粉尘清理装置完成，泡沫板在切割过程中产生大量灰尘，需要由粉尘清理装置将半成品泡沫板表面清理干净，以免对后续加工工序的精度造成影响。

5.“翻身移位”工序，由机器人R2完成，将已去完上表皮半成品经过翻转架翻身后放置到下道工序。

6.“下表皮切割”工序，由锯床完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，具备远程控制功能，同时具备回程清扫功能(在下表皮清理后，将切割面清扫)。本实施例中，用第一数控锯床代替假设故障的第二数控锯床。

7.“下表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的下表皮送到废料小车上。

泡沫板精加工阶段包括如下工序：

8.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已去完上下表皮的半成品放置于基准面加工设备上。

9.“基准面加工”工序，通过数控定厚砂光机实现的，将第二半成品放置于砂光机进料辊道上，启动数控定厚砂光机，使半成品工件经过砂光机并对上表面进行加工，。

10.“翻身移位”工序，由第三机器人R3完成，将已完成基准面加工的半成品经过翻转架翻身后放置于数控定厚砂光机上，通过数控定厚砂光机对半成品工件的下表面进行加工，当单面加工切削量不能满足精度要求时多次重复砂光机加工的步骤，砂光完成后将工件转移到下一工位。

11.“三面体加工”工序，通过CNC加工完成，该设备同时用两个直径为800的圆盘锯切割两个侧面。

12.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已加工完成四个面的半成品放置于端面加工设备上。

13.“端面加工与成型加工”工序，通过CNC完成，该设备具有一个直径800mm的大锯片做端面加工以及切断用，两个直径400mm的锯片作角落加工用。

14.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

15.“清理”工序，通过清理房完成，将加工完成的泡沫板成品的六个面清理干净。

检测工序包括：

16.“NDT无损检测”工序，通过设备完成，检测成品中是否有缺陷的存在。

17.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

18.“砂光”工序，通过砂光机完成，通过砂光设备保证成品的厚度尺寸以及平行度。

19.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

20.“尺寸检测”工序，通过尺寸检测设备完成，可以通过全检或者抽检的方式对成品的尺寸进行校核，防止不合格品流入下道生产工序。

21.“打标及成品码垛”工序，通过喷墨打标机以及机器人完成，根据尺寸检测的结果，对成品进行打标，将合格品和不合格品分开放置，具备托盘满自动报警功能。

实施例3

具体各个工序的详细描述如下，流程示意图可以参见图4：

泡沫板粗加工阶段包括如下工序：

1.“进料”工序，原材料通过传输系统传输至此，在进料过程中进行原材料长度以及厚度的检测，及时剔除不合格原材料，以免造成成品不合格。

2.“上表皮切割”工序，由第一数控锯床完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，其锯床需要按照自动化远程控制系统设计，具备远程控制功能。

3.“上表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的上表皮送到废料小车上。

4.“表面清理”工序，由粉尘清理装置完成，泡沫板在切割过程中产生大量灰尘，需要由粉尘清理装置将半成品泡沫板表面清理干净，以免对后续加工工序的精度造成影响。

5.“翻身移位”工序，由第二机器人R2完成，将已去完上表皮半成品经过翻转架翻身后放置到下道工序。

6.“下表皮切割”工序，由第二数控锯床完成，根据成品泡沫板要求的厚度进行加工，具备远程控制功能，同时具备回程清扫功能(在下表皮清理后，将切割面清扫)。

7.“下表皮清理”工序，由第一机器人R1完成，通过抓手将切割后的上表皮送到废料小车上。

8.“分层切割”工序，由第二数控锯床(本实施例中采用第二数控锯床代替模拟故障的第三数控锯床)完成，在生产No.96或者MARKIII顶层65mm板的时候需要到此工序。

泡沫板精加工阶段包括如下工序：

9.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已去完上下表皮的半成品放置于基准面加工设备上。

10.“厚度精加工”工序，数控双面定厚砂光机实现的，将第二半成品放置于砂光机进料辊道上，启动数控双面定厚砂光机，使半成品工件经过砂光机并对上下表面同时加工，砂光完成后将工件转移到下一工位。

11.“移位”工序，由第三机器人R3完成，将已加工完成四个面的半成品放置于端面加工设备上。

12.“端面加工与成型加工”工序，有CNC完成，该设备具有一个直径800mm的大锯片做端面加工以及切断用，两个直径400mm的锯片作角落加工用。

13.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

14.“清理”工序，通过清理房完成，将加工完成的泡沫板成品的六个面清理干净。

检测工序包括：

15.“NDT无损检测”工序，通过无损检测设备完成，检测成品中是否有缺陷的存在。

16.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

17.“砂光”工序，通过砂光机完成，通过砂光设备保证成品的厚度尺寸以及平行度。

18.“移位”工序，通过第四机器人R4将成品移到下一工序。

19.“尺寸检测”工序，通过尺寸检测设备完成，可以通过全检或者抽检的方式对成品的尺寸进行校核，防止不合格品流入下道生产工序。

20.“打标及成品码垛”工序，通过的喷墨打标机以及机器人完成，根据尺寸检测的结果，对成品进行打标，将合格品和不合格品分开放置，具备托盘满自动报警功能。

实施例1～3的工艺流程对比参见表1。

表1

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，用于LNG船用绝缘箱泡沫板，该工艺包括依次进行的泡沫板粗加工阶段、泡沫板精加工阶段、清理阶段和检测阶段，所述的泡沫板精加工阶段包括依次进行的厚度精加工工序、侧边加工工序、端面加工工序和成型加工工序；其中：

泡沫板粗加工阶段用于对工件的上表皮和下表皮切割，并进行表面清理；

厚度精加工工序用于对工件的上下表面进一步加工，使工件厚度达到最终要求的尺寸范围；

侧边加工工序用于对工件的两侧表皮切割，并使工件宽度达到最终要求的尺寸范围；

端面加工工序用于对工件的两端面切割，并使工件长度达到最终要求的尺寸范围；

成型加工工序用于加工工件四周的凹角，满足工件形状要求；

清理阶段用于将加工完成的工件的六个面清理干净；

检测阶段用于对工件内部的缺陷和最终尺寸进行测量，并根据测量结果对不同检测结果的工件进行分类摆放；

泡沫板粗加工阶段包括依次进行的以下工序：

(1-1)进料工序，用于检测和筛选上料工件的尺寸，在工件尺寸超出允许范围时报警，并在工件尺寸符合允许范围时，将工件送至下一工位；

(1-2)上表皮切割工序，用于对工件进行水平横切，将工件的上表皮分离并覆于工件上；

(1-3)上表皮清理工序，将上表皮抓取并移除，剩余工件作为第一半成品；

(1-4)表面清理工序，用于将移除上表皮后留下的灰尘去除；

(1-5)翻转移位工序，用于将第一半成品翻转180°，使上一工序中已加工的上表面作为底面；

(1-6)下表皮切割工序，对第一半成品进行水平横切，将工件的下表皮分离并覆于工件上；

(1-7)下表皮清理工序，将下表皮抓取并移除，剩余工件作为第二半成品；

(1-8)表面清理工序，用于将第二半成品表面灰尘去除。

2.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，当生产No.96或MARKIII顶层65mm板时，所述的泡沫板粗加工阶段还包括分层切割工序，用于将第二半成品水平横切形成至少两个第二半成品。

3.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，所述的厚度精加工工序采用依次进行的以下步骤：

移位步骤，用于将经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件放置于第一基准面加工工位上，

铣床精加工步骤，由数控铣床大型面铣刀对工件的上表面进行铣削加工，

翻身移位步骤，将完成基准面加工的半成品翻转180°后放置于第二基准面加工工位上，重复执行铣床精加工步骤；

或，所述的厚度精加工工序通过数控单面定厚砂光机实现：使经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件经过数控定单面定厚砂光机，对其上表面进行加工，工件表面砂光完成后，翻转180°，对下表面进行加工；

或，所述的厚度精加工工序通过数控双面定厚砂光机实现：使经过泡沫板粗加工阶段处理后的工件经过数控双面定厚砂光机，对工件的上下表面同时加工。

4.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，所述的侧边加工工序通过数控圆盘锯完成，该数控圆盘锯用两个纵向圆盘锯同时切割第二半成品的两个侧面，除去第二半成品两侧表皮。

5.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于：

所述的端面加工工序通过数控圆盘锯加工完成，该数控圆盘锯采用横向圆盘锯进行端面加工及切断，所述的成型加工工序通过数控铣削加工机床的可摆铣削主轴头从工件角落的不同侧面铣削两条相交的槽，从而形成凹角；

或，所述的端面加工工序和成型加工工序在数控铣削加工机床上通过圆柱立铣刀沿工件端面及凹角的形状进行铣削，使工件周边一次成型。

6.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，所述的清理阶段通过设置吹扫机构的密闭辊道，使工件在通过密闭辊道时，将加工完成的六个面清理干净。

7.根据权利要求1所述的一种非刚性材料六面体精准自动加工工艺，其特征在于，所述的检测阶段包括依次进行的以下工序：

无损检测工序，通过无损检测设备对工件内部的缺陷进行检测，

移位工序，用于将成品移至下一工序；

尺寸测量工序，通过尺寸检测设备完成，采用全检或抽检的方式对成品的尺寸进行校核，用于防止尺寸不合格产品流入下道生产工序；

打标及成品码垛工序，将工件加工和检测后的尺寸信息和/或工件的编码信息打印在工件的表面，用于后续工序中对工件质量进行追溯，并对工件进行分类码垛堆放。

8.一种非刚性材料六面体精准自动加工系统，其特征在于，用于权利要求1～7任一所述的加工工艺，包括泡沫板加工工段和质量检测工段；

所述的泡沫板加工工段包括：

用于进料的进料辊道，

分别用于工件上表皮切割、工件下表皮切割和工件分层切割的第一数控锯床、第二数控锯床和第三数控锯床，

用于工件翻转的翻转架，

用于工件表面清理的粉尘清理装置，

用于对工件进行厚度精加工、侧边加工和端面加工的数控加工中心，

以及，分别用于废料搬运、数控锯床区工件搬运的和用于数控加工中心区工件搬运的第一机器人、第二机器人和第三机器人；

所述的质量检测工段包括：

用于将工件加工完成的六个面清理干净的清理房，

用于工件内部缺陷检测的无损检测设备，

用于保证成品厚度及平行度的砂光机，

用于检测成品尺寸是否合格的尺寸检测设备，

以及，用于质量检测工段工件搬运的第四机器人。

9.根据权利要求8所述的非刚性材料六面体精准自动加工系统，其特征在于：

所述的泡沫板加工工段和质量检测工段以清理房为界，通过隔墙隔开；

当第一数控锯床、第二数控锯床和第三数控锯床中的任一个出现故障时，通过第二机器人调配工件上表皮切割、工件下表皮切割和工件分层切割工序的工位；

泡沫板精加工阶段采用在线监测半成品尺寸传感器，用于及时发现前序工序出现的加工精度问题。

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