CN114434562B - 一种乐器自动开槽工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种乐器自动开槽工艺包括以下步骤：①开槽刀具的转动轴线沿着竖直方向设置，根据所加工琴体的开槽深度参数，调整开槽刀具与基准板的高度差和在刀具主轴上安装合适直径的定深环；②机械手抓取琴体，并将琴体开槽部位抵向开槽装置上的开槽刀具；③机械手驱动琴体，使得开槽刀具沿着琴体的边缘移动；琴体移动的同时，开槽刀具在受琴体的抵顶力作用下向下和向后方向发生位移，开槽装置上设置有使得开槽刀具向前和向上回位的补偿机构，开槽装置上的定深环在前后方向上抵顶在琴体外侧壁，开槽装置上基准板在高度方向上抵顶在琴体下表面；通过设置补偿机构，配合机械手实现乐器琴体的自动化开槽加工，结构简单，成本较低，不易发生故障。

Description

一种乐器自动开槽工艺

技术领域

本发明涉及乐器自动化加工领域，具体涉及的是一种乐器自动开槽工艺。

背景技术

在吉他、尤克里里等乐器生产过程中需要对琴体边缘开边镶槽，传统的做法是工人人工拿取琴身，将琴身在开槽机的刀片上进行移动，从而实现在琴身边缘开槽。但是这样不仅工作效率低，而且由于噪声和碎屑粉尘等因素造成工作环境恶劣，严重影响操作者的身体健康，产生职业病的风险大大增加。随着工业机器人的普及，采用机械手代替传统人工操作的工序成为趋势，但是由于每个琴身的形状之间存在着加工误差，琴身形状存在一定的差异，而机械手缺少工人操作的手感，只能按照设定的路径进行移动，如何保证开出的槽的深度保持一致，保证开槽的质量成为亟待解决的问题。

传统的解决方法为对每一个琴体进行形状扫描，再将扫描后的数据传输给机械手，机械手根据每个琴体进行补偿修整运动参数，但是这样不仅成本高，而且设备复杂，容易出现故障。

有鉴于此，本申请人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种乐器自动开槽工艺，其具有实现自动化对乐器开槽特点，成本低且故障率低。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种乐器自动开槽工艺，其中，包括以下步骤：

①开槽刀具的转动轴线沿着竖直方向设置，根据所加工琴体的开槽深度参数，调整开槽刀具与基准板的高度差和在刀具主轴上安装合适直径的定深环；

②机械手抓取琴体，并将琴体开槽部位抵向开槽装置上的开槽刀具；

③机械手驱动琴体，使得开槽刀具沿着琴体的边缘移动；琴体移动的同时，开槽刀具在受琴体的抵顶力作用下向下和向后方向发生位移，开槽装置上设置有使得开槽刀具向前和向上回位的补偿机构，开槽装置上的定深环在前后方向上抵顶在琴体外侧壁，开槽装置上基准板在高度方向上抵顶在琴体下表面；

④机械手将开槽后的琴体转移放置在工作台上并抓取待加工的琴体，重复步骤②-④。

进一步，补偿机构包括前后位置补偿机构和升降位置补偿机构，前后位置补偿机构通过配重块的重力势能改变实现向前自动回位；升降位置补偿机构通过拉簧的弹力势能改变实现向上自动回位。

进一步，所述前后位置补偿机构设置在机架上，所述升降位置补偿机构设置在前后位置补偿机构上，所述开槽刀具安装在所述升降位置补偿机构上

进一步，开槽装置上还有转动阻尼机构，所述转动阻尼机构包括阻尼器、阻尼轴和传动绳，所述阻尼轴安装在所述阻尼器上，所述阻尼轴与所述开槽刀具的轴线同轴设置，所述传动绳绕设在所述定深环和阻尼轴上。

采用上述工艺后，本发明涉及的一种乐器自动开槽工艺，其至少具有以下有益效果：

一、步骤③中，机械手抓取琴体从前向后抵向开槽刀具时，开槽刀具受抵顶发生向下和向上的位移，通过补偿机构实现向前和向上的位置补偿，使得定深环和基准板能够抵顶在琴体的外侧壁和下表面，从而实现开槽深度的调节。在琴体在机械手驱动下进行缓慢自转时，由于定深环的外径与开槽刀具的外径差是固定的，以及开槽刀具与基准板的高度是调整后固定的，使得切割刀具能够保持固定深度进行开槽，能够自适应的对具有形状偏差的琴体进行开槽。

二、采用重力势能和弹性势能实现前后位置补偿机构和升降位置补偿机构的回位，无需额外设置电机动力，机械结构简单稳定，不易发生故障。

与现有技术相比，本发明通过设置补偿机构，配合机械手实现乐器琴体的自动化开槽加工，结构简单，成本较低，不易发生故障。

附图说明

图1为本发明涉及一种乐器自动开槽工艺的使用状态图。

图2为开槽装置的立体结构示意图。

图3为开槽装置的侧视结构示意图(隐去部分机架)。

图4为开槽装置的分解结构示意图。

图5为第一安装板、第二滑轨和拉簧的立体结构示意图。

图6为第二滑块、第二安装板和开槽机构的立体结构示意图。

图中：

机械手1；琴身100；机架2；挡板21；开槽机构3；基准板31；开槽刀具32；定深环33；转动阻尼机构34；阻尼器341；阻尼轴342；传动绳343；

前后位置补偿机构4；第一滑轨41；第一滑块42；第一安装板43；立板431；定滑轮44；配重块45；驱动绳46；升降位置补偿机构5；第二滑轨51；第二滑块52；第二安装板53；拉簧54。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图6所示，其为本发明涉及的一种乐器自动开槽工艺，其包括以下步骤：①开槽刀具32的转动轴线沿着竖直方向设置，根据所加工琴体的开槽深度参数，调整开槽刀具32与基准板31的高度差和在刀具主轴上安装合适直径的定深环33；②机械手1抓取琴体，并将琴体开槽部位抵向开槽装置上的开槽刀具32；③机械手1驱动琴体，使得开槽刀具32沿着琴体的边缘移动；琴体移动的同时，开槽刀具32在受琴体的抵顶力作用下向下和向后方向发生位移，开槽装置上设置有使得开槽刀具32向前和向上回位的补偿机构，开槽装置上的定深环33在前后方向上抵顶在琴体外侧壁，开槽装置上基准板31在高度方向上抵顶在琴体下表面；④机械手1将开槽后的琴体转移放置在工作台上并抓取待加工的琴体，重复步骤②-④。

步骤③中，机械手1抓取琴体从前向后抵向开槽刀具32时，开槽刀具32受抵顶发生向下和向上的位移，通过补偿机构实现向前和向上的位置补偿，使得定深环33和基准板31能够抵顶在琴体的外侧壁和下表面，从而实现开槽深度的调节。在琴体在机械手1驱动下进行缓慢自转时，由于定深环33的外径与开槽刀具32的外径差是固定的，以及开槽刀具32与基准板31的高度是调整后固定的，使得切割刀具能够保持固定深度进行开槽，能够自适应的对具有形状偏差的琴体进行开槽。

优选地，补偿机构包括前后位置补偿机构4和升降位置补偿机构5，前后位置补偿机构4通过配重块45的重力势能改变实现向前自动回位；升降位置补偿机构5通过拉簧54的弹力势能改变实现向上自动回位。采用重力势能和弹性势能实现前后位置补偿机构4和升降位置补偿机构5的回位，无需额外设置电机动力，机械结构简单稳定，不易发生故障。更进一步的，所述前后位置补偿机构4设置在机架2上，所述升降位置补偿机构5设置在前后位置补偿机构4上，所述开槽刀具32安装在所述升降位置补偿机构5上。

优选地，上述工艺基于开槽装置进行实现，开槽装置包括机架2、开槽机构3、前后位置补偿机构4和升降位置补偿机构5，所述开槽机构3包括基准板31和垂直转动在所述基准板31中部的开槽刀具32，所述开槽刀具32下方设置有用于驱动开槽刀具32的驱动电机，所述刀具上方同轴转动连接有定深环33，所述开槽刀具32的转动轴线沿着竖直方向设置；所述开槽机构3通过所述前后位置补偿机构4和升降位置补偿机构5安装在所述机架2上。

机械手1带动琴身100进行开槽时，所述升降位置补偿机构5驱使所述基准板31抵向琴身100下表面，所述前后位置补偿机构4驱使定深环33的外周面抵顶在琴身100的侧面。

优选地，所述前后位置补偿机构4包括第一滑轨41、第一滑块42、第一安装板43、定滑轮44、配重块45和驱动绳46，所述第一滑轨41固定设置在所述机架2上，所述第一滑块42连接在所述第一滑轨41上并可在所述第一滑轨41上滑动，所述第一安装板43固定安装在所述第一滑块42上。

所述机架2上表面设置有定滑轮44，所述驱动绳46一端固定连接在所述第一安装板43上，所述驱动绳46绕过定滑轮44并在驱动绳46下端与配重块45连接，所述配重块45通过驱动绳46悬挂在空中；所述第一安装板43上固定设置有竖直设置的立板431；所述升降位置补偿机构5包括第二滑轨51、第二滑块52、第二安装板53和拉簧54，所述第二滑轨51沿着竖直方向固定安装在所述立板431上，所述第二滑块52连接在所述第二滑轨51上并可在所述第二滑轨51上滑动，所述第二安装板53固定安装在所述第二滑块52上；所述基准板31水平固定安装在所述第二安装板53上端，所述第二安装板包括与第二滑块连接的竖直部分和设置竖直部分上端的水平部分，用于驱动开槽刀具32的电机固定安装在所述第二安装板53上；所述拉簧54的上端连接在所述立板431上部，所述拉簧54的下端连接在所述第二安装板53下部，所述第二安装板53向下移动时，所述拉簧54被拉长。

所述前后位置补偿机构4采用配重块45作为动力，当琴身100抵顶所述开槽刀具32后，第一安装板43、升降位置补偿机构5以及开槽机构3共同向后移动，配重块45上升。所述配重块45始终给予第一安装板43向前的回复力，保证定深环33的外周面与琴身100进行抵顶。所述升降位置补偿机构5采用拉簧54作为动力来源，使其立板431随着第一安装板43在第一滑轨41移动的过程中仍能保证通过拉簧54给予第二安装板53向上的回复力，使得在进行开槽操作过程中，所述基准板31能够时刻抵顶在琴身100的下表面，保证高度方向的切削深度的一致。

优选地，所述第二安装板53上还设置有转动阻尼机构34，所述转动阻尼机构34包括阻尼器341、阻尼轴342和传动绳343，阻尼轴342安装在所述阻尼器341上，所述阻尼轴342与所述开槽刀具32的轴线平行设置，所述传动绳343绕设在所述定深环33和所述阻尼轴342上。

由于所述定深环33与所述开槽刀具32同轴转动设置，在开槽刀具32高速旋转时，由于定深环33与开槽刀具32的主轴之间存在一定的摩擦力，使得所述定深环33也会高速旋转，在琴身100接触定深环33的瞬间，容易划伤琴身100表面。

通过设置转动阻尼机构34，所述传动绳343将所述阻尼轴342与所述定深环33进行连接，使得所述定深环33不随着开槽刀具32高速进行旋转。由于阻尼器341的阻尼特性，在琴身100接触到定深环33的外周面后，随着琴身100在机械手1的驱动下进行自转，定深环33与阻尼轴342能够低速进行转动，以避免定深环33划伤琴身100。

优选地，所述第一滑轨41和第二滑轨51均包括平行设置的两条。进一步，每一条第一滑轨41上设置有两个第一滑块42；每一条第二滑轨51上设置有两个第二滑块52。进一步，所述拉簧54的数量为两条，所述拉簧54对称安装在立板431和第二安装板53的两侧。如此使得机构运动更加稳定平衡。

优选地，所述机架2上还固定安装有位于基准板31左右两侧和后侧的挡板21，避免开槽时碎屑飞溅。优选地，所述机械手1设置在机架2前侧，所述机械手1自由端上固定设置有琴身100；所述机械手1上设置有抓取琴身100的吸盘，采用吸盘的方式能够方便的吸取或者放下琴身100。

与现有技术相比，本发明通过设置补偿机构，配合机械手1实现乐器琴体的自动化开槽加工，结构简单，成本较低，不易发生故障。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (1)

1.一种乐器自动开槽工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①开槽刀具的转动轴线沿着竖直方向设置，根据所加工琴体的开槽深度参数，调整开槽刀具与基准板的高度差和在刀具主轴上安装合适直径的定深环；

②机械手抓取琴体，并将琴体开槽部位抵向开槽装置上的开槽刀具；

③机械手驱动琴体，使得开槽刀具沿着琴体的边缘移动；琴体移动的同时，开槽刀具在受琴体的抵顶力作用下向下和向后方向发生位移，开槽装置上设置有使得开槽刀具向前和向上回位的补偿机构，开槽装置上的定深环在前后方向上抵顶在琴体外侧壁，开槽装置上基准板在高度方向上抵顶在琴体下表面；

④机械手将开槽后的琴体转移放置在工作台上并抓取待加工的琴体，重复步骤②-④；

补偿机构包括前后位置补偿机构和升降位置补偿机构，前后位置补偿机构通过配重块的重力势能改变实现向前自动回位；升降位置补偿机构通过拉簧的弹力势能改变实现向上自动回位；

所述前后位置补偿机构设置在机架上，所述升降位置补偿机构设置在前后位置补偿机构上，所述开槽刀具安装在所述升降位置补偿机构上；

所述前后位置补偿机构包括第一滑轨、第一滑块、第一安装板、定滑轮、配重块和驱动绳，所述第一滑轨固定设置在所述机架上，所述第一滑块连接在所述第一滑轨上并可在所述第一滑轨上滑动，所述第一安装板固定安装在所述第一滑块上；

所述机架上表面设置有定滑轮，所述驱动绳一端固定连接在所述第一安装板上，所述驱动绳绕过定滑轮并在驱动绳下端与配重块连接，所述配重块通过驱动绳悬挂在空中；所述第一安装板上固定设置有竖直设置的立板；

所述升降位置补偿机构包括第二滑轨、第二滑块、第二安装板和拉簧，所述第二滑轨沿着竖直方向固定安装在所述立板上，所述第二滑块连接在所述第二滑轨上并可在所述第二滑轨上滑动，所述第二安装板固定安装在所述第二滑块上；所述基准板水平固定安装在所述第二安装板上端，所述第二安装板包括与第二滑块连接的竖直部分和设置竖直部分上端的水平部分，用于驱动开槽刀具的电机固定安装在所述第二安装板上；所述拉簧的上端连接在所述立板上部，所述拉簧的下端连接在所述第二安装板下部，所述第二安装板向下移动时，所述拉簧被拉长；

所述前后位置补偿机构采用配重块作为动力，当琴身抵顶所述开槽刀具后，第一安装板、升降位置补偿机构以及开槽机构共同向后移动，配重块上升；所述配重块始终给予第一安装板向前的回复力，保证定深环的外周面与琴身进行抵顶；所述升降位置补偿机构采用拉簧作为动力来源，使其立板随着第一安装板在第一滑轨移动的过程中仍能保证通过拉簧给予第二安装板向上的回复力，使得在进行开槽操作过程中，所述基准板能够时刻抵顶在琴身的下表面，保证高度方向的切削深度的一致；

开槽装置上还有转动阻尼机构，所述转动阻尼机构包括阻尼器、阻尼轴和传动绳，所述阻尼轴安装在所述阻尼器上，所述阻尼轴与所述开槽刀具的轴线同轴设置，所述传动绳绕设在所述定深环和阻尼轴上；

通过设置转动阻尼机构，所述传动绳将所述阻尼轴与所述定深环进行连接，使得所述定深环不随着开槽刀具高速进行旋转；在琴身接触到定深环的外周面后，随着琴身在机械手的驱动下进行自转，定深环与阻尼轴能够低速进行转动。