CN112356158A - 一种木质板材智能加工机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板材加工设备领域，具体是涉及一种木质板材智能加工机器人，包括有直线位移机构、木板固定机构、第一夹紧机构、抬升机构、第二夹紧机构、机械臂、电钻和碎屑收集机构；木板固定机构安装在直线位移机构的工作端上；第一夹紧机构对称设置在直线位移机构出料端的两侧；抬升机构可沿竖直方向运动地安装在第一夹紧机构的工作端上；第二夹紧机构对称地设置在抬升机构工作端的两侧且运动方向相向设置；机械臂设置在直线位移机构的出料端方向；电钻安装在机械臂的端部；碎屑收集机构可沿竖直方向运动地与机械臂端部弹性连接，与电钻间隙配合；该方案对碎屑收集效果好，结构安全可靠，节约了能源，经济效益好。

Description

一种木质板材智能加工机器人

技术领域

本发明涉及板材加工设备领域，具体是涉及一种木质板材智能加工机器人。

背景技术

木板就是采用完整的木材制成的木质板材。这些板材坚固耐用、纹路自然，是建筑装修中优中之选。在木板的加工过程中，常常需要将木板根据实际需求进行打孔，传统的木板打孔装置一般是利用工人手持打孔钻头对木板进行打孔，工人的劳动强度较大，工作效率较低，且由于人工操作时具有不确定性，在打孔时，不能保证打孔位置的精确性，实际打孔位置与计划打孔位置存在偏差，影响了打孔质量，除此之外，现有打孔过程中，木屑容易四处飞溅，影响工作环境的清洁，而且一旦木屑飞入工作人员眼内，会对眼睛造成伤害，工作人员的人身安全受到威胁。为了解决上述问题，本发明提供了一种木质板材自动加工机器人。

中国专利CN201810521475.3公开了一种木质板材自动加工机器人，包括底板、支撑装置、打孔装置与废料箱，所述底板上安装有打孔装置，打孔装置下端布置有支撑装置，支撑装置下端布置有废料箱，且支撑装置与废料箱均安装在底板上，支撑装置包括直线导轨、支撑架、位置调节气缸、安装座、固定机构与导引机构，打孔装置包括直线滑轨、电动滑块、伸缩安装架、钻孔机构与清理机构。

但该结构收集木屑碎屑的结构并不能始终保持与木板上端面的贴合，碎屑容易从间隙处飞溅出去，收集效果有限。且当需要对同一木板打多个孔时，需要多次移动木板，能源消耗较大，经济效益低。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种木质板材智能加工机器人，本技术方案解决了上述问题，电钻工作状态下碎屑收集机构底部始终与木板上端面贴合，有效保证了对碎屑的收集效果，通过设置木板固定机构，有效避免了移料过程中木板滑落，提高了结构的稳定性和安全性，通过机械臂对电钻进行移动以实现钻孔，避免工作工程中多次移动木板，节省了能源。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，包括有直线位移机构、木板固定机构、第一夹紧机构、抬升机构、第二夹紧机构、机械臂、电钻和碎屑收集机构；

直线位移机构，用以在水平方向上移动木板；

木板固定机构，安装在直线位移机构的工作端上，用以使木板在直线位移机构的作用下移动时可以更加稳固；

第一夹紧机构，对称设置在直线位移机构出料端的两侧，用以对木板进行夹紧对中；

抬升机构，可沿竖直方向运动地安装在第一夹紧机构的工作端上，用以对木板进行抬升，使其与木板固定机构分离；

第二夹紧机构，对称地设置在抬升机构工作端的两侧且运动方向相向设置，运动方向垂直于第一夹紧机构的运动方向，用以对木板被第一夹紧机构夹紧的另外两侧进行夹紧；

机械臂，设置在直线位移机构的出料端方向，工作状态下工作端位于木板上方，用以移动电钻和碎屑收集机构；

电钻，安装在机械臂的端部，用以对木板进行钻孔；

碎屑收集机构，可沿竖直方向运动地与机械臂端部弹性连接，与电钻间隙配合，用以对钻孔产生的碎屑进行收集。

优选的，木板固定机构包括有支撑架、托料板、第一导向杆、第一弹簧、底板、真空吸盘、第一真空泵和接触开关；

支撑架，具有一对，对称地安装在直线位移机构的工作端上；

托料板，可沿竖直方向运动地设置在支撑架上，用以承托木板；

第一导向杆，垂直安装在托料板下端并与支撑架间隙配合，用以对托料板的运动方向进行引导；

第一弹簧，套接在第一导向杆上并介于支撑架顶端与托料板底端之间，用以将支撑架向上托起；

底板，安装在第一导向杆底端并位于支撑架的下方，用以安装接触开关；

真空吸盘，具有多个，均匀地分布在托料板顶端，用以对木板进行吸附；

第一真空泵，与真空吸盘的底端连接，用以驱动真空吸盘工作；

接触开关，安装在底板顶端，非工作状态下与支撑架底端抵接，常开。

优选的，第一夹紧机构包括有双向丝杆滑台和爬升架；

双向丝杆滑台，安装在直线位移机构出料端下方位置，运动方向与直线位移机构运动方向相互垂直，用以驱动一对爬升架同步地相互靠近或远离；

爬升架，具有一对，对称地安装在双向丝杆滑台工作端上且运动方向相向设置，用以安装抬升机构并夹紧木板。

优选的，抬升机构包括有单向丝杠、第二导向杆、第一旋转驱动器和升降托板；

单向丝杠，轴线竖直设置，两端分别与第一夹紧机构工作端的上下两端转动连接，用以驱动升降托板在竖直方向上运动；

第二导向杆，具有一对，轴线与单向丝杠轴线平行，对称地设置在单向丝杠两侧，两端分别与第一夹紧机构工作端的上下两端固定连接，用以引导升降托板在竖直方向上运动；

第一旋转驱动器，安装在第一夹紧机构工作端顶部，输出轴与单向丝杠顶端固定连接，用以驱动单向丝杠旋转；

升降托板，与单向丝杠螺纹链接，与第二导向杆间隙配合，与第二夹紧机构连接的一侧设置在朝向第一夹紧机构工作端朝向直线位移机构的一侧，用以安装第二夹紧机构。

优选的，第二夹紧机构包括有双向丝杠、第二旋转驱动器和夹紧块；

双向丝杠，轴线水平设置并平行于直线位移机构的运动方向，两端与抬升机构工作端下端两侧位置转动连接，用以驱动一对夹紧块在水平方向上同步靠近或远离；

第二旋转驱动器，安装在抬升机构工作端上且输出轴与双向丝杠端部固定连接，用以驱动双向丝杠旋转；

夹紧块，具有一对，与双向丝杠螺纹链接，与抬升机构工作端上沿双向丝杠轴线平行的方向滑动连接，用以对木板进行夹紧。

优选的，机械臂包括有单向丝杆滑台、升降组件和水平伸缩组件；

单向丝杆滑台，安装在直线位移机构的出料端方向，运动方向与直线位移机构运动方向垂直，用以移动升降组件；

升降组件，安装在单向丝杆滑台工作端上，运动方向沿竖直方向设置，用以驱动水平伸缩组件升降；

水平伸缩组件，安装在升降组件顶端，运动方向水平设置，端部与电钻固定连接，与碎屑收集机构沿竖直方向弹性连接，用以带动电钻和碎屑收集机构运动。

优选的，升降组件包括有升降支架、升降板和第一直线驱动器；

升降支架，安装在单向丝杆滑台的滑块上；

升降板，沿竖直方向与升降支架间隙配合，用以安装水平伸缩组件；

第一直线驱动器，安装在升降支架上且输出轴与升降板底端固定连接，驱动方向竖直向上设置，用以控制升降板进行升降。

优选的，水平伸缩组件包括有水平伸缩杆、第三导向杆和第二直线驱动器；

水平伸缩杆，可沿水平方向运动地设置在升降组件上朝向直线位移机构方向的一侧，用以安装电钻和碎屑收集机构；

第三导向杆，具有多个，均匀地围绕水平伸缩杆轴线垂直安装在水平伸缩杆远离电钻和碎屑收集机构的一端，与升降组件工作端间隙配合，用以对水平伸缩杆运动方向进行引导；

第二直线驱动器，安装升降组件工作端上，输出轴与水平伸缩杆远离电钻和碎屑收集机构的一端固定连接，工作方向水平地朝向直线位移机构且轴线与直线位移机构轴线平行，用以驱动水平伸缩杆运动。

优选的，碎屑收集机构包括有收集箱、防尘网、出风管、导柱和第二弹簧；

收集箱，可沿竖直方向运动地设置在机械臂端部，上下两端均设有用以供电钻通过的过孔，用以对钻孔产生的碎屑进行收集；

防尘网，安装在收集箱的一侧，用以保持收集箱内部气流畅通；

出风管，安装防尘网的一侧；

第二真空泵，与出风管通过软管连接，用以抽出收集箱内的碎屑；

导柱，具有多个，围绕收集箱轴线垂直安装在收集箱顶端并与机械臂端部间隙配合，用以对收集箱的运动方向进行引导；

第二弹簧，套接在导柱上并介于收集箱上端与机械臂端部之间，用以使收集箱下端工作状态下始终抵紧木板上端面。

优选的，还包括有接引轨道；接引轨道设置在直线位移机构下方，工作端倾斜向下地自直线位移机构的出料端向入料端延伸，用以将少部分下落的碎屑引导至直线位移机构入料端，以便工作人员进行收集。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、电钻工作状态下碎屑收集机构底部始终与木板上端面贴合，有效保证了对碎屑的收集效果，具体的，电钻工作时向上飞溅的碎屑被收集箱罩住，全部留在收集箱内。控制器发送信号给第二真空泵，第二真空泵收到信号后通过收集箱上的出风管将收集箱内的碎屑抽出，始终保证收集箱内的碎屑可以被抽出送入收集装置，因此避免了后期对收集箱内部进行打扫清理的麻烦。通过导柱和第二弹簧使收集箱与机械臂端部弹性连接，从而保证其对碎屑的汇集效果。外部气流可以通过防尘网进入收集箱，从而保证第二真空泵可以稳定工作。相比现有技术，该方案对碎屑收集效果更好，工作稳定性更高；

2、通过设置木板固定机构，有效避免了移料过程中木板滑落，提高了结构的稳定性和安全性，具体的，受到第一弹簧的弹力作用，托料板、第一导向杆、底板整体于非工作状态下在支撑架上处于高位，底板顶端抵接在支撑架底端，从而使接触开关始终保持与支撑架底端的抵接，处于常开状态。当有木板放置到托料板上端时，托料板通过第一导向杆带动底板下行，接触对支撑架底端的抵接。接触开关由此关闭并发送信号给控制器，控制器收到信号后通过第一真空泵驱动真空吸盘对木板底部进行吸附，使其固定在托料板上端，不会轻易掉落。而当抬升机构抬起木板使托料板受力消失，第一弹簧重新使托料板、第一导向杆、底板向上复位，重新使接触开关开启并发送信号给控制器，控制器收到信号后关闭第一真空泵，从而解除真空吸盘对木板的固定作用。相比现有技术，该方案安全性更高；

3、通过机械臂对电钻进行移动以实现钻孔，避免工作工程中多次移动木板，节省了能源。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的立体图二；

图5为本发明的木板固定机构立体图；

图6为图5的立体分解图；

图7为本发明的局部立体图一；

图8为本发明的第二夹紧机构立体图；

图9为本发明的机械臂立体图；

图10为本发明的碎屑收集机构立体图。

图中标号为：

1-直线位移机构；

2-木板固定机构；2a-支撑架；2b-托料板；2c-第一导向杆；2d-第一弹簧；2e-底板；2f-真空吸盘；2g-接触开关；

3-第一夹紧机构；3a-双向丝杆滑台；3b-爬升架；

4-抬升机构；4a-单向丝杠；4b-第二导向杆；4c-第一旋转驱动器；4d-升降托板；

5-第二夹紧机构；5a-双向丝杠；5b-第二旋转驱动器；5c-夹紧块；

6-机械臂；6a-单向丝杆滑台；6b-升降组件；6b1-升降支架；6b2-升降板；6b3-第一直线驱动器；6c-水平伸缩组件；6c1-水平伸缩杆；6c2-第三导向杆；6c3-第二直线驱动器；

7-电钻；

8-碎屑收集机构；8a-收集箱；8b-防尘网；8c-出风管；8d-导柱；8e-第二弹簧；

9-接引轨道。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图3所示，一种木质板材智能加工机器人，包括有直线位移机构1、木板固定机构2、第一夹紧机构3、抬升机构4、第二夹紧机构5、机械臂6、电钻7和碎屑收集机构8；

直线位移机构1，用以在水平方向上移动木板；

木板固定机构2，安装在直线位移机构1的工作端上，用以使木板在直线位移机构1的作用下移动时可以更加稳固；

第一夹紧机构3，对称设置在直线位移机构1出料端的两侧，用以对木板进行夹紧对中；

抬升机构4，可沿竖直方向运动地安装在第一夹紧机构3的工作端上，用以对木板进行抬升，使其与木板固定机构2分离；

第二夹紧机构5，对称地设置在抬升机构4工作端的两侧且运动方向相向设置，运动方向垂直于第一夹紧机构3的运动方向，用以对木板被第一夹紧机构3夹紧的另外两侧进行夹紧；

机械臂6，设置在直线位移机构1的出料端方向，工作状态下工作端位于木板上方，用以移动电钻7和碎屑收集机构8；

电钻7，安装在机械臂6的端部，用以对木板进行钻孔；

碎屑收集机构8，可沿竖直方向运动地与机械臂6端部弹性连接，与电钻7间隙配合，用以对钻孔产生的碎屑进行收集。

直线位移机构1、木板固定机构2、第一夹紧机构3、抬升机构4、第二夹紧机构5、机械臂6、电钻7和碎屑收集机构8均与控制器电连接。直线位移机构1为同步带滑台。工作人员先通过控制器驱动木板固定机构2随直线位移机构1的滑台移动至直线位移机构1的入料端，然后将木板放置到木板固定机构2上端然后通过控制器发送信号给木板固定机构2,木板固定机构2对对木板进行固定的同时端部向下压缩。工作人员通过控制器发送信号给直线位移机构1,直线位移机构1收到信号后驱动木板固定机构2带着木板向机械臂6所在方向运动。当木板移动至工作区域时，控制器发送信号给直线位移机构1,直线位移机构1收到信号后停止工作。控制器发送信号给第一夹紧机构3,第一夹紧机构3收到信号后从木板两侧向中央位置集中。当抬升机构4工作端移动至木板两侧下方位置时，控制器发送信号给抬升机构4,抬升机构4收到信号后向上运动，从而将木板向上抬升直到其对木板固定机构2工作端产生的下压力消失，则说明抬升机构4已经完全托起木板。控制器发送信号给木板固定机构2,木板固定机构2收到信号后解除对木板的固定效果并向直线位移机构1入料端方向移动，避免被钻孔作业产生的少量下落的碎屑污染。控制器发送信号给第一夹紧机构3,第一夹紧机构3再次相互靠近，直到工作端抵接在木板两侧使其被对中夹紧。然后控制器发送信号给第二夹紧机构5,第二夹紧机构5收到信号后从木板另外两侧相互靠近，最终对木板另外两侧进行夹紧。此时木板被完全固定。控制器发送信号给机械臂6,机械臂6收到信号后带动电钻7和碎屑收集机构8移动至钻孔位置并向下运动。控制器发送信号给电钻7和碎屑收集机构8,电钻7收到信号后伴随机械臂6端部下移对木板进行钻孔。碎屑收集机构8因与机械臂6端部弹性连接，当其底端与木板发生接触时，相对于机械臂6的端部和电钻7向上收缩，电钻7从碎屑收集机构8工作端穿过继续钻孔。碎屑收集机构8底端始终贴紧木板上端面，从而保证碎屑都可以被很好的收集在电钻7工作端内然后再被移送至收集装置。当钻孔完成后，控制器通过直线位移机构1移动木板固定机构2至木板下方，然后通过抬升机构4将木板从新放回木板固定机构2上并固定。直线位移机构1再将木板移送回入料端由工作人员进行下料。

如图5和图6所示，木板固定机构2包括有支撑架2a、托料板2b、第一导向杆2c、第一弹簧2d、底板2e、真空吸盘2f、第一真空泵和接触开关2g；

支撑架2a，具有一对，对称地安装在直线位移机构1的工作端上；

托料板2b，可沿竖直方向运动地设置在支撑架2a上，用以承托木板；

第一导向杆2c，垂直安装在托料板2b下端并与支撑架2a间隙配合，用以对托料板2b的运动方向进行引导；

第一弹簧2d，套接在第一导向杆2c上并介于支撑架2a顶端与托料板2b底端之间，用以将支撑架2a向上托起；

底板2e，安装在第一导向杆2c底端并位于支撑架2a的下方，用以安装接触开关2g；

真空吸盘2f，具有多个，均匀地分布在托料板2b顶端，用以对木板进行吸附；

第一真空泵，与真空吸盘2f的底端连接，用以驱动真空吸盘2f工作；

接触开关2g，安装在底板2e顶端，非工作状态下与支撑架2a底端抵接，常开。

真空吸盘2f、接触开关2g均与控制器电连接。受到第一弹簧2d的弹力作用，托料板2b、第一导向杆2c、底板2e整体于非工作状态下在支撑架2a上处于高位，底板2e顶端抵接在支撑架2a底端，从而使接触开关2g始终保持与支撑架2a底端的抵接，处于常开状态。当有木板放置到托料板2b上端时，托料板2b通过第一导向杆2c带动底板2e下行，接触对支撑架2a底端的抵接。接触开关2g由此关闭并发送信号给控制器，控制器收到信号后通过第一真空泵驱动真空吸盘2f对木板底部进行吸附，使其固定在托料板2b上端，不会轻易掉落。而当抬升机构4抬起木板使托料板2b受力消失，第一弹簧2d重新使托料板2b、第一导向杆2c、底板2e向上复位，重新使接触开关2g开启并发送信号给控制器，控制器收到信号后关闭第一真空泵，从而解除真空吸盘2f对木板的固定作用。托料板2b为木板固定机构2的工作端。

如图7所示，第一夹紧机构3包括有双向丝杆滑台3a和爬升架3b；

双向丝杆滑台3a，安装在直线位移机构1出料端下方位置，运动方向与直线位移机构1运动方向相互垂直，用以驱动一对爬升架3b同步地相互靠近或远离；

爬升架3b，具有一对，对称地安装在双向丝杆滑台3a工作端上且运动方向相向设置，用以安装抬升机构4并夹紧木板。

双向丝杆滑台3a与控制器电连接。控制器发送信号给双向丝杆滑台3a,双向丝杆滑台3a收到信号后驱动一对爬升架3b同步地相互靠近或远离。当爬升架3b相互靠近时，其相互靠近的一端用以抵紧木板两侧从而对木板进行夹紧对中。另一方面对抬升机构4起到支撑作用。爬升架3b为第一夹紧机构3的工作端。

如图7所示，抬升机构4包括有单向丝杠4a、第二导向杆4b、第一旋转驱动器4c和升降托板4d；

单向丝杠4a，轴线竖直设置，两端分别与第一夹紧机构3工作端的上下两端转动连接，用以驱动升降托板4d在竖直方向上运动；

第二导向杆4b，具有一对，轴线与单向丝杠4a轴线平行，对称地设置在单向丝杠4a两侧，两端分别与第一夹紧机构3工作端的上下两端固定连接，用以引导升降托板4d在竖直方向上运动；

第一旋转驱动器4c，安装在第一夹紧机构3工作端顶部，输出轴与单向丝杠4a顶端固定连接，用以驱动单向丝杠4a旋转；

升降托板4d，与单向丝杠4a螺纹链接，与第二导向杆4b间隙配合，与第二夹紧机构5连接的一侧设置在朝向第一夹紧机构3工作端朝向直线位移机构1的一侧，用以安装第二夹紧机构5。

第一旋转驱动器4c为与控制器电连接的伺服电机。控制器发送信号给第一旋转驱动器4c,第一旋转驱动器4c收到信号后驱动单向丝杠4a旋转，在单向丝杠4a的驱动作用和第二导向杆4b的导向作用下，升降托板4d沿着竖直方向在第一夹紧机构3工作端上上下升降运动。升降托板4d为抬升机构4的工作端。

如图8所示，第二夹紧机构5包括有双向丝杠5a、第二旋转驱动器5b和夹紧块5c；

双向丝杠5a，轴线水平设置并平行于直线位移机构1的运动方向，两端与抬升机构4工作端下端两侧位置转动连接，用以驱动一对夹紧块5c在水平方向上同步靠近或远离；

第二旋转驱动器5b，安装在抬升机构4工作端上且输出轴与双向丝杠5a端部固定连接，用以驱动双向丝杠5a旋转；

夹紧块5c，具有一对，与双向丝杠5a螺纹链接，与抬升机构4工作端上沿双向丝杠5a轴线平行的方向滑动连接，用以对木板进行夹紧。

第二旋转驱动器5b为与控制器电连接的伺服电机。控制器发送信号给第二旋转驱动器5b,第二旋转驱动器5b收到信号后驱动双向丝杠5a旋转，双向丝杠5a同步地驱动一对夹紧块5c相互靠近或远离。当夹紧块5c相互靠近时对木板被第一夹紧机构3夹持的另外两侧进行对中夹紧，从而使木板被完全固定并定位。

如图4所示，机械臂6包括有单向丝杆滑台6a、升降组件6b和水平伸缩组件6c；

单向丝杆滑台6a，安装在直线位移机构1的出料端方向，运动方向与直线位移机构1运动方向垂直，用以移动升降组件6b；

升降组件6b，安装在单向丝杆滑台6a工作端上，运动方向沿竖直方向设置，用以驱动水平伸缩组件6c升降；

水平伸缩组件6c，安装在升降组件6b顶端，运动方向水平设置，端部与电钻7固定连接，与碎屑收集机构8沿竖直方向弹性连接，用以带动电钻7和碎屑收集机构8运动。

单向丝杆滑台6a、升降组件6b、水平伸缩组件6c均与控制器电连接。控制器通过控制单向丝杆滑台6a、升降组件6b和水平伸缩组件6c使电钻7和碎屑收集机构8可以在空间上进行XYZ轴方向的运动。

如图9所示，升降组件6b包括有升降支架6b1、升降板6b2和第一直线驱动器6b3；

升降支架6b1，安装在单向丝杆滑台6a的滑块上；

升降板6b2，沿竖直方向与升降支架6b1间隙配合，用以安装水平伸缩组件6c；

第一直线驱动器6b3，安装在升降支架6b1上且输出轴与升降板6b2底端固定连接，驱动方向竖直向上设置，用以控制升降板6b2进行升降。

第一直线驱动器6b3为与控制器电连接的电动推杆。控制器发送信号给升降板6b2,升降板6b2收到信号后驱动升降板6b2在升降支架6b1上沿竖直方向运动，继而控制水平伸缩组件6c在竖直方向上运动。

如图9所示，水平伸缩组件6c包括有水平伸缩杆6c1、第三导向杆6c2和第二直线驱动器6c3；

水平伸缩杆6c1，可沿水平方向运动地设置在升降组件6b上朝向直线位移机构1方向的一侧，用以安装电钻7和碎屑收集机构8；

第三导向杆6c2，具有多个，均匀地围绕水平伸缩杆6c1轴线垂直安装在水平伸缩杆6c1远离电钻7和碎屑收集机构8的一端，与升降组件6b工作端间隙配合，用以对水平伸缩杆6c1运动方向进行引导；

第二直线驱动器6c3，安装升降组件6b工作端上，输出轴与水平伸缩杆6c1远离电钻7和碎屑收集机构8的一端固定连接，工作方向水平地朝向直线位移机构1且轴线与直线位移机构1轴线平行，用以驱动水平伸缩杆6c1运动。

第二直线驱动器6c3为与控制器电连接的电动推杆。控制器发送信号给第二直线驱动器6c3,第二直线驱动器6c3收到信号后驱动水平伸缩杆6c1在水平方向上运动，从而带动电钻7和碎屑收集机构8一同运动。第三导向杆6c2有效避免第三导向杆6c2受径向力下弯，同时可以避免水平伸缩杆6c1进行周向偏转。

如图10所示，碎屑收集机构8包括有收集箱8a、防尘网8b、出风管8c、导柱8d和第二弹簧8e；

收集箱8a，可沿竖直方向运动地设置在机械臂6端部，上下两端均设有用以供电钻7通过的过孔，用以对钻孔产生的碎屑进行收集；

防尘网8b，安装在收集箱8a的一侧，用以保持收集箱8a内部气流畅通；

出风管8c，安装防尘网8b的一侧；

第二真空泵，与出风管8c通过软管连接，用以抽出收集箱8a内的碎屑；

导柱8d，具有多个，围绕收集箱8a轴线垂直安装在收集箱8a顶端并与机械臂6端部间隙配合，用以对收集箱8a的运动方向进行引导；

第二弹簧8e，套接在导柱8d上并介于收集箱8a上端与机械臂6端部之间，用以使收集箱8a下端工作状态下始终抵紧木板上端面。

第二真空泵与控制器电连接。电钻7工作时向上飞溅的碎屑被收集箱8a罩住，全部留在收集箱8a内。控制器发送信号给第二真空泵，第二真空泵收到信号后通过收集箱8a上的出风管8c将收集箱8a内的碎屑抽出，始终保证收集箱8a内的碎屑可以被抽出送入收集装置，因此避免了后期对收集箱8a内部进行打扫清理的麻烦。通过导柱8d和第二弹簧8e使收集箱8a与机械臂6端部弹性连接，从而保证其对碎屑的汇集效果。外部气流可以通过防尘网8b进入收集箱8a，从而保证第二真空泵可以稳定工作。

如图1和图3所示，还包括有接引轨道9；接引轨道9设置在直线位移机构1下方，工作端倾斜向下地自直线位移机构1的出料端向入料端延伸，用以将少部分下落的碎屑引导至直线位移机构1入料端，以便工作人员进行收集。

通过增设接引轨道9，避免少量下落的碎屑对各个机构产生污染。进一步提高了清洁度。

本发明的工作原理：

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、工作人员先通过控制器驱动木板固定机构2随直线位移机构1的滑台移动至直线位移机构1的入料端，然后将木板放置到木板固定机构2上端然后通过控制器发送信号给木板固定机构2,木板固定机构2对对木板进行固定的同时端部向下压缩。

步骤二、工作人员通过控制器发送信号给直线位移机构1,直线位移机构1收到信号后驱动木板固定机构2带着木板向机械臂6所在方向运动。当木板移动至工作区域时，控制器发送信号给直线位移机构1,直线位移机构1收到信号后停止工作。

步骤三、控制器发送信号给第一夹紧机构3,第一夹紧机构3收到信号后从木板两侧向中央位置集中。

步骤四、当抬升机构4工作端移动至木板两侧下方位置时，控制器发送信号给抬升机构4,抬升机构4收到信号后向上运动，从而将木板向上抬升直到其对木板固定机构2工作端产生的下压力消失，则说明抬升机构4已经完全托起木板。

步骤五、控制器发送信号给木板固定机构2,木板固定机构2收到信号后解除对木板的固定效果并向直线位移机构1入料端方向移动，避免被钻孔作业产生的少量下落的碎屑污染。

步骤六、控制器发送信号给第一夹紧机构3,第一夹紧机构3再次相互靠近，直到工作端抵接在木板两侧使其被对中夹紧。

步骤七、控制器发送信号给第二夹紧机构5,第二夹紧机构5收到信号后从木板另外两侧相互靠近，最终对木板另外两侧进行夹紧。此时木板被完全固定。

步骤八、控制器发送信号给机械臂6,机械臂6收到信号后带动电钻7和碎屑收集机构8移动至钻孔位置并向下运动。

步骤九、控制器发送信号给电钻7和碎屑收集机构8,电钻7收到信号后伴随机械臂6端部下移对木板进行钻孔。碎屑收集机构8因与机械臂6端部弹性连接，当其底端与木板发生接触时，相对于机械臂6的端部和电钻7向上收缩，电钻7从碎屑收集机构8工作端穿过继续钻孔。碎屑收集机构8底端始终贴紧木板上端面，从而保证碎屑都可以被很好的收集在电钻7工作端内然后再被移送至收集装置。

步骤十、当钻孔完成后，控制器通过直线位移机构1移动木板固定机构2至木板下方，然后通过抬升机构4将木板从新放回木板固定机构2上并固定。直线位移机构1再将木板移送回入料端由工作人员进行下料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，包括有直线位移机构(1)、木板固定机构(2)、第一夹紧机构(3)、抬升机构(4)、第二夹紧机构(5)、机械臂(6)、电钻(7)和碎屑收集机构(8)；

直线位移机构(1)，用以在水平方向上移动木板；

木板固定机构(2)，安装在直线位移机构(1)的工作端上，用以使木板在直线位移机构(1)的作用下移动时可以更加稳固；

第一夹紧机构(3)，对称设置在直线位移机构(1)出料端的两侧，用以对木板进行夹紧对中；

抬升机构(4)，可沿竖直方向运动地安装在第一夹紧机构(3)的工作端上，用以对木板进行抬升，使其与木板固定机构(2)分离；

第二夹紧机构(5)，对称地设置在抬升机构(4)工作端的两侧且运动方向相向设置，运动方向垂直于第一夹紧机构(3)的运动方向，用以对木板被第一夹紧机构(3)夹紧的另外两侧进行夹紧；

机械臂(6)，设置在直线位移机构(1)的出料端方向，工作状态下工作端位于木板上方，用以移动电钻(7)和碎屑收集机构(8)；

电钻(7)，安装在机械臂(6)的端部，用以对木板进行钻孔；

碎屑收集机构(8)，可沿竖直方向运动地与机械臂(6)端部弹性连接，与电钻(7)间隙配合，用以对钻孔产生的碎屑进行收集。

2.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，木板固定机构(2)包括有支撑架(2a)、托料板(2b)、第一导向杆(2c)、第一弹簧(2d)、底板(2e)、真空吸盘(2f)、第一真空泵和接触开关(2g)；

支撑架(2a)，具有一对，对称地安装在直线位移机构(1)的工作端上；

托料板(2b)，可沿竖直方向运动地设置在支撑架(2a)上，用以承托木板；

第一导向杆(2c)，垂直安装在托料板(2b)下端并与支撑架(2a)间隙配合，用以对托料板(2b)的运动方向进行引导；

第一弹簧(2d)，套接在第一导向杆(2c)上并介于支撑架(2a)顶端与托料板(2b)底端之间，用以将支撑架(2a)向上托起；

底板(2e)，安装在第一导向杆(2c)底端并位于支撑架(2a)的下方，用以安装接触开关(2g)；

真空吸盘(2f)，具有多个，均匀地分布在托料板(2b)顶端，用以对木板进行吸附；

第一真空泵，与真空吸盘(2f)的底端连接，用以驱动真空吸盘(2f)工作；

接触开关(2g)，安装在底板(2e)顶端，非工作状态下与支撑架(2a)底端抵接，常开。

3.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，第一夹紧机构(3)包括有双向丝杆滑台(3a)和爬升架(3b)；

双向丝杆滑台(3a)，安装在直线位移机构(1)出料端下方位置，运动方向与直线位移机构(1)运动方向相互垂直，用以驱动一对爬升架(3b)同步地相互靠近或远离；

爬升架(3b)，具有一对，对称地安装在双向丝杆滑台(3a)工作端上且运动方向相向设置，用以安装抬升机构(4)并夹紧木板。

4.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，抬升机构(4)包括有单向丝杠(4a)、第二导向杆(4b)、第一旋转驱动器(4c)和升降托板(4d)；

单向丝杠(4a)，轴线竖直设置，两端分别与第一夹紧机构(3)工作端的上下两端转动连接，用以驱动升降托板(4d)在竖直方向上运动；

第二导向杆(4b)，具有一对，轴线与单向丝杠(4a)轴线平行，对称地设置在单向丝杠(4a)两侧，两端分别与第一夹紧机构(3)工作端的上下两端固定连接，用以引导升降托板(4d)在竖直方向上运动；

第一旋转驱动器(4c)，安装在第一夹紧机构(3)工作端顶部，输出轴与单向丝杠(4a)顶端固定连接，用以驱动单向丝杠(4a)旋转；

升降托板(4d)，与单向丝杠(4a)螺纹链接，与第二导向杆(4b)间隙配合，与第二夹紧机构(5)连接的一侧设置在朝向第一夹紧机构(3)工作端朝向直线位移机构(1)的一侧，用以安装第二夹紧机构(5)。

5.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，第二夹紧机构(5)包括有双向丝杠(5a)、第二旋转驱动器(5b)和夹紧块(5c)；

双向丝杠(5a)，轴线水平设置并平行于直线位移机构(1)的运动方向，两端与抬升机构(4)工作端下端两侧位置转动连接，用以驱动一对夹紧块(5c)在水平方向上同步靠近或远离；

第二旋转驱动器(5b)，安装在抬升机构(4)工作端上且输出轴与双向丝杠(5a)端部固定连接，用以驱动双向丝杠(5a)旋转；

夹紧块(5c)，具有一对，与双向丝杠(5a)螺纹链接，与抬升机构(4)工作端上沿双向丝杠(5a)轴线平行的方向滑动连接，用以对木板进行夹紧。

6.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，机械臂(6)包括有单向丝杆滑台(6a)、升降组件(6b)和水平伸缩组件(6c)；

单向丝杆滑台(6a)，安装在直线位移机构(1)的出料端方向，运动方向与直线位移机构(1)运动方向垂直，用以移动升降组件(6b)；

升降组件(6b)，安装在单向丝杆滑台(6a)工作端上，运动方向沿竖直方向设置，用以驱动水平伸缩组件(6c)升降；

水平伸缩组件(6c)，安装在升降组件(6b)顶端，运动方向水平设置，端部与电钻(7)固定连接，与碎屑收集机构(8)沿竖直方向弹性连接，用以带动电钻(7)和碎屑收集机构(8)运动。

7.根据权利要求6所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，升降组件(6b)包括有升降支架(6b1)、升降板(6b2)和第一直线驱动器(6b3)；

升降支架(6b1)，安装在单向丝杆滑台(6a)的滑块上；

升降板(6b2)，沿竖直方向与升降支架(6b1)间隙配合，用以安装水平伸缩组件(6c)；

第一直线驱动器(6b3)，安装在升降支架(6b1)上且输出轴与升降板(6b2)底端固定连接，驱动方向竖直向上设置，用以控制升降板(6b2)进行升降。

8.根据权利要求6所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，水平伸缩组件(6c)包括有水平伸缩杆(6c1)、第三导向杆(6c2)和第二直线驱动器(6c3)；

水平伸缩杆(6c1)，可沿水平方向运动地设置在升降组件(6b)上朝向直线位移机构(1)方向的一侧，用以安装电钻(7)和碎屑收集机构(8)；

第三导向杆(6c2)，具有多个，均匀地围绕水平伸缩杆(6c1)轴线垂直安装在水平伸缩杆(6c1)远离电钻(7)和碎屑收集机构(8)的一端，与升降组件(6b)工作端间隙配合，用以对水平伸缩杆(6c1)运动方向进行引导；

第二直线驱动器(6c3)，安装升降组件(6b)工作端上，输出轴与水平伸缩杆(6c1)远离电钻(7)和碎屑收集机构(8)的一端固定连接，工作方向水平地朝向直线位移机构(1)且轴线与直线位移机构(1)轴线平行，用以驱动水平伸缩杆(6c1)运动。

9.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，碎屑收集机构(8)包括有收集箱(8a)、防尘网(8b)、出风管(8c)、导柱(8d)和第二弹簧(8e)；

收集箱(8a)，可沿竖直方向运动地设置在机械臂(6)端部，上下两端均设有用以供电钻(7)通过的过孔，用以对钻孔产生的碎屑进行收集；

防尘网(8b)，安装在收集箱(8a)的一侧，用以保持收集箱(8a)内部气流畅通；

出风管(8c)，安装防尘网(8b)的一侧；

第二真空泵，与出风管(8c)通过软管连接，用以抽出收集箱(8a)内的碎屑；

导柱(8d)，具有多个，围绕收集箱(8a)轴线垂直安装在收集箱(8a)顶端并与机械臂(6)端部间隙配合，用以对收集箱(8a)的运动方向进行引导；

第二弹簧(8e)，套接在导柱(8d)上并介于收集箱(8a)上端与机械臂(6)端部之间，用以使收集箱(8a)下端工作状态下始终抵紧木板上端面。

10.根据权利要求1所述的一种木质板材智能加工机器人，其特征在于，还包括有接引轨道(9)；接引轨道(9)设置在直线位移机构(1)下方，工作端倾斜向下地自直线位移机构(1)的出料端向入料端延伸，用以将少部分下落的碎屑引导至直线位移机构(1)入料端，以便工作人员进行收集。

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