CN115635322B - 一种楔形垫块自动加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压器配件加工技术领域，涉及一种楔形垫块自动加工系统及加工方法，自动加工系统包括由纸板原料摆放架、桁架式机械手搬运装置、锯铣装置、自动送料装置、压刨机及滚筒线装置、三轴桁架式搬运机械手、斜切齐头装置和打磨倒棱装置依次顺序组成的流水加工线，还包括锯铣机绘图及控制系统和总控系统，斜切齐头装置包括斜切齐头工作台与定位机构和斜切齐头机构，斜切齐头机构包括移动滑台、升降滑台、高速圆盘锯一和高速圆盘锯二。自动加工方法控制自动加工系统，完成纸板原料的自动上料，以及楔形垫块的自动锯切、自动推送、自动压刨机、自动斜切齐头、自动码垛。本发明可实现多道工序自动完成，形成了楔形垫块全自动生产线。

Description

一种楔形垫块自动加工系统及加工方法

技术领域

本发明属于变压器配件加工技术领域，具体涉及一种楔形垫块自动加工系统及加工方法。

背景技术

楔形垫块是变压器中常用的配件，需求量大，形状复杂各异不易加工，目前，主要是通过人工手动加工楔形垫块。加工楔形垫块时，纸板原料厚度至少留3mm裕度来固定，然后采用多台雕刻机雕刻毛坯料，加工工序包括了扁铲撬下、夹持刨平、固定锯切、刮刀倒棱、砂带打磨、手工码垛，需要多人多道工序进行加工，不仅耗时而且费力，且人机协作易出安全事故。楔形垫块需要先放在绕组上进行试装，若不合适则需要根据试装的尺寸重新进行修整。

楔形垫块通常是一端大头、另一端小头的楔形形状，并且需要在楔形垫块的大头端加工斜坡，斜坡的大小和角度也不一致，利用自动化设备对楔形垫块加工斜坡是一大技术难题，目前没有成熟的自动化设备和控制方法。现有的人工加工楔形垫块的方式，加工效率低下、加工出来的产品合格率低、工人生产的安全性差，无法满足现代化生产的需要。如果要实现楔形垫块自动加工，就需要设计专用的生产线装置，以及专门的自动控制程序模块，这些均是现有技术中有待填补的技术空白。

发明内容

在针对上述技术问题，本发明设计一种楔形垫块自动加工系统及加工方法，实现上述目的本发明的技术方案是：

一种楔形垫块自动加工系统，包括由纸板原料摆放架、桁架式机械手搬运装置、锯铣装置、自动送料装置、压刨机及滚筒线装置、三轴桁架式搬运机械手、斜切齐头装置和打磨倒棱装置依次顺序组合而成的流水加工线，锯铣机绘图及控制系统控制锯铣装置自动将纸板原料加工成仿形楔形垫块，总控系统整体上自动控制楔形垫块自动加工系统中各组成装置的运行；所述的斜切齐头装置包括：斜切齐头工作台与定位机构和斜切齐头机构，所述的斜切齐头机构包括：伺服电机直线模组三、移动滑台、伺服电机直线模组四、升降滑台、高速圆盘锯一、高速圆盘锯二和第三坦克链及支架，移动滑台固定安装在伺服电机直线模组三上，伺服电机直线模组四固定安装在移动滑台上，升降滑台固定安装在伺服电机直线模组四上，高速圆盘锯一固定安装在升降滑台的下端，高速圆盘锯二固定安装在升降滑台的侧方，第三坦克链及支架固定安装在斜切齐头机构底座上。

优选的，所述的高速圆盘锯一包括高速圆盘锯一电机和高速圆盘锯一锯片，所述的高速圆盘锯二包括高速圆盘锯二电机和高速圆盘锯二锯片，所述的升降滑台是由高速圆盘锯二底座、第一侧板、连接侧板、第二侧板、筋板和防护罩通过螺栓连接组成的上下开口的立体板状结构，所述的移动滑台是由移动滑台上面板、移动滑台底座、移动滑台侧板和移动滑台背板焊接组成的侧面开口的立体板状结构，移动滑台背板的中间位置开矩形孔。

优选的，所述的高速圆盘锯一固定安装在旋转支架上，旋转支架底板和旋转支架立筋垂直相交组成旋转支架，旋转支架底板的外侧面和旋转支架立筋的外侧面与齿轮连接板固定连接成一体，旋转电机通过旋转电机安装底座固定安装到第一侧板的外侧，在旋转电机安装底座的下方固定安装第二光电开关，在旋转电机安装底座与第二光电开关之间开设轨道槽，导向轴的一端穿过轨道槽与齿轮连接板螺纹紧固连接，导向轴的中间段在轨道槽内滑动，导向轴的另一端与第二光电开关配合定位齿轮连接板的旋转角度，齿轮连接板下端开设圆孔，第一侧板和第二侧板中内嵌安装轴承，安装轴承的位置与圆孔配合，转轴为螺栓结构，转轴的螺纹端穿过圆孔和安装轴承后在外侧端部用螺母固定。

优选的，所述的斜切齐头工作台与定位机构包括：斜切齐头工作台、定位推板、过渡板、伺服电机直线模组一、行程开关、第一升降气缸、第二升降气缸、第三升降气缸、前定位导柱、中定位导柱、后定位导柱、端部定位柱、升降端部底座、伺服电机直线模组二和运动气缸，斜切齐头工作台的长度方向的两边沿位置分别固定设置过渡板，斜切齐头工作台的长度方向开设两条贯通的长滑槽，斜切齐头工作台的下侧面的两个长滑槽之间的位置固定安装伺服电机直线模组一，伺服电机直线模组一的两根直线导轨上的轴承座及滚珠丝杠上的滑台上固定安装U型连接板，U型连接板的两块竖直板穿过两个长滑槽后通过螺栓与定位推板固定连接，在斜切齐头工作台的下侧面一条长滑槽一端的外侧固定安装行程开关，在斜切齐头工作台的下侧面的边沿位置固定安装升降端部底座，两套第一升降气缸分别安装在升降端部底座的下侧面和斜切齐头工作台的下侧面，两套第一升降气缸相邻设置，两套第一升降气缸的伸缩杆分别固定连接前定位导柱和端部定位柱，斜切齐头工作台与前定位导柱相对应的位置开设贯通的通孔，端部定位柱固定安装在升降端部底座的外侧，斜切齐头工作台与中定位导柱和后定位导柱相对应的位置开设贯通的短滑槽，中定位导柱和后定位导柱穿过短滑槽，在斜切齐头工作台的下侧面固定安装伺服电机直线模组二和运动气缸，运动气缸的移动杆固定安装第二升降气缸，第二升降气缸的伸缩杆与中定位导柱通过螺栓固定连接，伺服电机直线模组二的滑动座固定安装第三升降气缸，第三升降气缸的伸缩杆与后定位导柱通过螺栓固定连接。

优选的，所述的升降压紧机构包括：绝缘压板、伸缩气缸、气缸底板、连接螺杆和安装底板，安装底板固定安装到升降压板支架的下方，连接螺杆的上下端部分别固定连接安装底板和气缸底板，伸缩气缸固定安装在气缸底板的下方，伸缩气缸的伸缩端部固定连接绝缘压板。

优选的，所述的三轴桁架式搬运机械手和斜切齐头装置安装在固定支架上，所述的固定支架包括：可调地脚、工作台底座、斜切齐头机构底座、整体支架、升降压板支架和三轴桁架式搬运机械手支架，整体支架是由竖直框架与横梁组装而成的可拆卸式框架结构，竖直框架为焊接成型的矩形框架，竖直框架的底部固定安装有可调地脚，竖直框架的中下部与上部分别固定安装两根中下部横梁和上部横梁，工作台底座焊接到整体支架的中下部横梁的上表面，工作台底座为矩形立体框架结构，升降压板支架焊接到整体支架的上部横梁的相对内侧面，斜切齐头机构底座固定安装到整体支架的中下部横梁的上表面，斜切齐头机构底座为矩形立体框架结构，斜切齐头机构底座的长度方向与整体支架的宽度方向一致，三轴桁架式搬运机械手支架固定安装到整体支架的上部横梁的下侧面，三轴桁架式搬运机械手支架为矩形框结构，三轴桁架式搬运机械手支架的长度方向与整体支架的宽度方向一致。

优选的，在三轴桁架式搬运机械手支架的下方固定安装三轴桁架式搬运机械手，所述的三轴桁架式搬运机械手包括：搬运抓手、三轴气缸、气缸支架、Y向运动气缸、X向运动气缸、第一直线导轨及轴承座、Y向滑动底板和X向滑动底板，在三轴桁架式搬运机械手支架的下侧面长度方向固定安装两根第一直线导轨及轴承座，Y向滑动底板固定安装在轴承座上，Y向运动气缸固定安装在三轴桁架式搬运机械手支架的长度方向上，Y向运动气缸的移动杆固定连接Y向滑动底板，在Y向滑动底板的下侧面宽度方向固定安装第二直线导轨及轴承座，在第二直线导轨及轴承座上固定安装X向滑动底板，X向运动气缸固定安装在Y向滑动底板的下侧面宽度方向上，X向运动气缸的移动杆通过螺栓固定连接X向滑动底板，搬运抓手通过三轴气缸和气缸支架与X向滑动底板固定连接。

优选的，第一坦克链及支架固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架上，第二坦克链及支架固定安装到Y向滑动底板上，第一限位开关固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架上，第二限位开关固定安装到Y向滑动底板上。

优选的，还包括AGV小车、自动除尘装置和声光报警设备。

一种楔形垫块自动加工方法，应用前述的楔形垫块自动加工系统，包括以下步骤：在锯铣机绘图及控制系统和总控系统中设定工艺参数，楔形垫块自动加工系统开机自检；桁架式机械手搬运装置完成自动上料，将纸板原料从纸板原料摆放架处搬运放置到锯铣装置的原料滑台上；锯铣装置按照工艺流程自动将纸板原料锯切成仿形楔形垫块，自动推送仿形楔形垫块滑落到自动送料装置的镂空输送带上；自动送料装置将仿形楔形垫块自动向压刨机及滚筒线装置输送，压刨机及滚筒线装置对仿形楔形垫块进行双面刨切加工，自动刨切仿形楔形垫块的平面至事先设定的厚度；厚度合格的仿形楔形垫块通过滚筒输送线自动运输至斜切齐头装置工位处，三轴桁架式搬运机械手将仿形楔形垫块搬运到斜切齐头装置的工作台上，定位机构将仿形楔形垫块定位并压紧，斜切齐头装置自动将仿形楔形垫块的大头端切出斜面并且将工艺接头切掉，得到半成品楔形垫块；半成品楔形垫块自动输送至打磨倒棱装置工位处，自动进行打磨倒棱得到成品楔形垫块，加工后的成品楔形垫块自动导入到成品料箱中并且自动码垛。

本发明的有益效果：

本发明研制了一种楔形垫块自动加工系统和加工方法，可实现多道工序自动完成，形成了楔形垫块智能化、标准化、规范化全自动生产线。特别是设计了专门的斜切齐头装置，对仿形楔形垫块自动定位之后，自动切出斜面同时切割工艺接头，高速圆盘锯的锯片的倾斜角度任意调节，大大提高了产品的合格率。只需一人兼职监视楔形垫块自动加工系统的自动运行，不定期巡检即可，减少了操作人员数量，减弱了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明实施例的楔形垫块自动加工系统的立体图；

图2是本发明实施例的楔形垫块自动加工系统的俯视图；

图3是本发明实施例的固定支架的立体图；

图4是本发明实施例的三轴桁架式搬运机械手的立体图；

图5是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的俯视图；

图6是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的仰视图；

图7是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的正视图；

图8是本发明实施例的升降压紧机构的结构示意图；

图9是本发明实施例的斜切齐头机构的结构立体图；

图10是本发明实施例的伺服电机直线模组三的结构示意图；

图11是本发明实施例的高速圆盘锯的装配立体图；

图12是本发明实施例的高速圆盘锯一的装配立体图；

图13是本发明实施例的高速圆盘锯一的右侧面装配立体图；

图14是本发明实施例的升降滑台的装配立体图；

图15是本发明实施例的移动滑台的装配立体图；

图16是本发明实施例的三轴桁架式搬运机械手和斜切齐头装置的装配立体图；

图17是本发明实施例的桁架式机械手搬运装置的结构立体图；

图18是本发明实施例的锯铣装置的结构立体图；

图19是本发明实施例的压刨机及滚筒线装置的结构立体图；

图20是本发明实施例的打磨倒棱装置的结构立体图；

图21是本发明实施例的常见楔形垫块的尺寸示意图；

图中，1为锯铣装置，2为自动送料装置，3为压刨机及滚筒线装置，4为三轴桁架式搬运机械手，5为斜切齐头装置，6为打磨倒棱装置，7为桁架式机械手搬运装置，8为纸板原料摆放架，9为AGV小车，10为锯铣机绘图及控制系统，11为总控系统，12为可调地脚，13为工作台底座，14为斜切齐头机构底座，15为整体支架，16为升降压板支架，17为三轴桁架式搬运机械手支架，18为连接螺栓组，19为搬运抓手，20为三轴气缸，21为气缸支架，22为第一限位开关，23为Y向运动气缸，24为X向运动气缸，25为第一直线导轨及轴承座，26为第一坦克链及支架，27为Y向滑动底板，28为X向滑动底板，29为斜切齐头工作台，30为定位推板，31为过渡板，32为伺服电机直线模组一，33为行程开关，34为第一升降气缸，35为前定位导柱，36为中定位导柱，37为后定位导柱，38为端部定位柱，39为仿形楔形垫块，40为升降端部底座，41为伺服电机直线模组二，42为运动气缸，43为绝缘压板，44为伸缩气缸，45为气缸底板，46为连接螺杆，47为安装底板，48为伺服电机直线模组三，49为移动滑台，50为伺服电机直线模组四，51为升降滑台，52为高速圆盘锯一，53为高速圆盘锯二，54为第三坦克链及支架，55为伺服电机，56为电机安装底座，57为直线导轨，58为联轴器，59为滚珠丝杠安装底座，60为轴承座，61为第一光电开关，62为滑台，63为滚珠丝杠，64为旋转电机，65为旋转电机安装底座，66为旋转齿轮，67为齿轮连接板，68为旋转支架，69为高速圆盘锯一电机，70为高速圆盘锯一锯片，71为高速圆盘锯二电机，72为高速圆盘锯二锯片，73为高速圆盘锯二底座，74为转轴，75为旋转支架底板，76为旋转支架立筋，77为第二光电开关，78为导向轴，79为轨道槽，80为旋转轴，81为第一侧板，82为连接侧板，83为第二侧板，84为筋板，85为防护罩，86为移动滑台上面板，87为移动滑台底座，88为移动滑台侧板，89为移动滑台背板，90为成品料箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。具体实施方法如下：

如图1所示，是本发明实施例的楔形垫块自动加工系统的立体图；如图2所示，是本发明实施例的楔形垫块自动加工系统的俯视图。一种楔形垫块自动加工系统，包括锯铣装置1、自动送料装置2、压刨机及滚筒线装置3、三轴桁架式搬运机械手4、斜切齐头装置5、打磨倒棱装置6、桁架式机械手搬运装置7、纸板原料摆放架8、AGV小车9、锯铣机绘图及控制系统10和总控系统11，AGV小车9将纸板原料运至加工车间中，并且自动将纸板原料平整摆放在纸板原料摆放架8上，桁架式机械手搬运装置7自动抓取纸板原料并且将纸板原料放置到锯铣装置1处，锯铣装置1按照锯铣机绘图及控制系统10设定的楔形垫块自动加工流程（主要包括楔形垫块的参数，新规格的楔形垫块的参数可通过CAD图纸导入），自动将纸板原料加工成仿形楔形垫块39，加工过程中锯铣装置1上的锯铣固定不动，锯铣装置1压紧纸板原料并且控制纸板原料自动水平移动，按照设置的参数加工出仿形楔形垫块39。加工出的仿形楔形垫块39自动掉落在自动送料装置2上，自动送料装置2将仿形楔形垫块39传送至压刨机及滚筒线装置3，经过压刨机及滚筒线装置3将仿形楔形垫块39加工至设计厚度。符合设计厚度的仿形楔形垫块39继续沿滚筒输送线送到下一个加工工位，通过三轴桁架式搬运机械手4将仿形楔形垫块39搬运到斜切齐头装置5处并且精准定位和压紧，斜切齐头装置5上固定安装有高速电锯，高速电锯自动调整角度将仿形楔形垫块39的大头端加工斜坡，并将仿形楔形垫块39大头端多余的工艺接头进行锯切，得到半成品楔形垫块。经过斜切齐头后的半成品楔形垫块继续通过滚筒输送线传输至打磨倒棱装置6，打磨倒棱装置6包括曲直线砂光机，经过曲直线砂光机对半成品楔形垫块周边棱角和尖角打磨圆滑，得到成品楔形垫块，最后将打磨倒棱过的成品楔形垫块自动放入成品料箱90内。总控系统11整体上自动控制楔形垫块自动加工系统中各组成装置的运行，按首件质检修正工艺及批量制造工艺自动运行，加工到设定数量时自动停机，总控系统11自动调度AGV小车9更换空料箱及运送纸板原料，成品料箱90通过AGV小车9运至相应的仓库进行储存、或者运至相应的工位使用。

楔形垫块自动加工系统各组成装置和部件的具体安装位置，可以有多种不同的安装布置方式，以满足楔形垫块自动加工的整体顺序流程为原则，仿形楔形垫块39可以在各组成装置之间自动无障碍地传送，并且保证各组成装置和部件之间互不干涉为总体原则，在此不再详细描述。

本发明的自动加工系统中，三轴桁架式搬运机械手4和斜切齐头装置5是主要的技术创新内容。因为仿形楔形垫块39需要从滚筒传输线搬运到斜切齐头工作台29上，并且仿形楔形垫块39形状不规则，需要对其进行精准定位、压紧后斜切加工出斜坡，同时将工艺接头锯切掉，需要两把以上的锯切工具的协调配合。因此，三轴桁架式搬运机械手4和斜切齐头装置5在装配时首先需要专门设计的固定支架。如图3所示，是本发明实施例的固定支架的立体图。固定支架包括：可调地脚12、工作台底座13、斜切齐头机构底座14、整体支架15、升降压板支架16、三轴桁架式搬运机械手支架17和连接螺栓组18。整体支架15是由竖直框架与横梁通过连接螺栓组18组装而成的可拆卸式框架结构，竖直框架为焊接成型的矩形框架，竖直框架的底部固定安装有可调地脚12，可调地脚12与地面接触用于调平斜切齐头工作台29；竖直框架的中下部与上部分别通过连接螺栓组18固定安装两根中下部横梁和上部横梁，工作台底座13焊接到整体支架15的中下部横梁的上表面，工作台底座13为矩形立体框架结构，工作台底座13的长度方向与整体支架15的长度方向（横梁方向）一致，升降压板支架16焊接到整体支架15的上部横梁的相对内侧面，升降压板支架16为与上部横梁垂直相交的支撑梁，升降压板支架16与整体支架15的上部横梁焊接后组成一个平面框架结构。斜切齐头机构底座14通过连接螺栓组18固定安装到整体支架15的中下部横梁的上表面，斜切齐头机构底座14与工作台底座13分别靠紧整体支架15的两侧的竖直框架的内侧面，斜切齐头机构底座14为矩形立体框架结构，斜切齐头机构底座14的长度方向与整体支架15的宽度方向一致，三轴桁架式搬运机械手支架17通过连接螺栓组18组装到整体支架15的上部横梁的下侧面，三轴桁架式搬运机械手支架17为矩形框结构，三轴桁架式搬运机械手支架17的长度方向与整体支架15的宽度方向一致（与整体支架15的上部横梁方向垂直相交）。固定支架是三轴桁架式搬运机械手4和斜切齐头装置5的支撑框架。

在三轴桁架式搬运机械手支架17的下方固定安装三轴桁架式搬运机械手4，如图4所示，是本发明实施例的三轴桁架式搬运机械手的立体图。为了方便描述，设定滚筒线输送方向（即三轴桁架式搬运机械手支架17的宽度方向）为三轴桁架式搬运机械手4的X轴方向，搬运方向（即三轴桁架式搬运机械手支架17的长度方向）为Y轴方向，升降方向为Z轴方向。三轴桁架式搬运机械手4包括：搬运抓手19、三轴气缸20、气缸支架21、第一限位开关22、Y向运动气缸23、X向运动气缸24、第一直线导轨及轴承座25、第一坦克链及支架26、Y向滑动底板27和X向滑动底板28。在三轴桁架式搬运机械手支架17的下侧面长度方向即Y轴方向使用螺栓固定安装两根第一直线导轨及轴承座25，第一直线导轨及轴承座25由直线导轨和轴承座组成，直线导轨固定安装在三轴桁架式搬运机械手支架17上，轴承座活动安装在直线导轨上，可以在直线导轨上面做直线滑动，Y向滑动底板27通过螺栓固定安装在轴承座上，这样通过第一直线导轨及轴承座25实现Y向滑动底板27沿Y向做直线运动。Y向运动气缸23通过底座和螺栓固定安装在三轴桁架式搬运机械手支架17的长度方向上，Y向运动气缸23的移动杆通过螺栓固定连接Y向滑动底板27，给Y向滑动底板27进行Y向直线往复移动提供动力。在Y向滑动底板27的下侧面宽度方向固定安装第二直线导轨及轴承座，通过螺栓在第二直线导轨及轴承座上固定安装X向滑动底板28，这样通过第二直线导轨及轴承座实现X向滑动底板28独立沿X向做直线运动，同时，X向滑动底板28可以随着Y向滑动底板27做Y向直线运动。X向运动气缸24通过底座和螺栓固定安装在Y向滑动底板27的下侧面宽度方向上，X向运动气缸24的移动杆通过螺栓固定连接X向滑动底板28，给X向滑动底板28在Y向滑动底板27上进行X向直线往复移动提供动力。在X向滑动底板28的下侧面固定安装两组定距的搬运抓手19，搬运抓手19通过三轴气缸20和气缸支架21与X向滑动底板28固定连接。气缸支架21的上侧面通过四根安装螺栓固定安装到X向滑动底板28的下侧面上，气缸支架21的下侧面通过螺栓固定安装三轴气缸20，三轴气缸20下端的移动轴上的移动板通过螺栓固定安装搬运抓手19，搬运抓手19随着三轴气缸20的移动轴伸缩升降沿Z向做直线运动，同时可以随着X向滑动底板28沿X向和Y向做直线运动，通过三轴桁架式搬运机械手4将仿形楔形垫块39从滚筒输送线搬运到斜切齐头作业的工作位。因为气管路及控制电缆需要随动，因此配套设置了第一坦克链及支架26用于放置Y向运动气缸23的气管路及控制电缆以实现随动，第一坦克链及支架26通过螺栓固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架17上。因为气管路及控制电缆需要随动，因此配套了第二坦克链及支架用于放置X向运动气缸24的气管路及控制电缆以实现随动，第二坦克链及支架通过螺栓固定安装到Y向滑动底板27上。为了实现移动的安全性，因此配套了两组限位开关，第一限位开关22用于Y向滑动底板27的限位，第一限位开关22通过底座螺栓固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架17上，用于Y向滑动底板27的起末运行电气及机械限位；第二限位开关用于X向滑动底板28的限位，第二限位开关通过底座螺栓固定安装到Y向滑动底板27上，用于X向滑动底板28的起末运行电气及机械限位。

斜切齐头装置5包括：斜切齐头工作台与定位机构和斜切齐头机构，固定支架与滚筒输送线在同一水平面上并且相邻靠近布置，搬运抓手19的原始位置位于输送仿形楔形垫块39的滚筒输送线的上方，可随X向滑动底板28在X轴方向平移，进行避让及适配不同长度的仿形楔形垫块39；两组搬运抓手19移动到滚筒输送线末端的仿形楔形垫块39的上方，两组三轴气缸20的移动轴向下伸出，搬运抓手19从外侧推仿形楔形垫块39的侧面，在Y向运动气缸23带动下，Y向滑动底板27向斜切齐头装置5方向平移，将仿形楔形垫块39推到斜切齐头工作台与定位机构的台面上，三轴气缸20的移动轴缩回，两组搬运抓手29随X向滑动底板28后移到初始位置后停止。

上述的三轴桁架式搬运机械手4，通过三维方向的移动，利用搬运抓手19将仿形楔形垫块39从滚筒输送线上顺着过渡板31搬运到斜切齐头工作台与定位机构的台面上，如图5所示，是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的俯视图；如图6所示，是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的仰视图；如图7所示，是本发明实施例的斜切齐头工作台与定位机构的正视图。斜切齐头工作台与定位机构包括：斜切齐头工作台29、定位推板30、过渡板31、伺服电机直线模组一32、行程开关33、第一升降气缸34、第二升降气缸、第三升降气缸、前定位导柱35、中定位导柱36、后定位导柱37、端部定位柱38、升降端部底座40、伺服电机直线模组二41和运动气缸42。斜切齐头工作台29是仿形楔形垫块39定位的平台，是机加工过的不锈钢平板结构的平台，通过螺栓固定安装到工作台底座13上。斜切齐头工作台29的长度方向的两边沿位置分别固定设置过渡板31，通过过渡板31将斜切齐头工作台29与滚筒输送线无缝衔接，过渡板31是在滚筒传输线和斜切齐头工作台29之间架起的桥梁，方便仿形楔形垫块39可以平稳的从滚筒传输线滑动到斜切齐头工作台29上。斜切齐头工作台29的长度方向开设两条贯通的长滑槽，长滑槽是定位推板30的运行轨道槽，定位推板30活动安装在斜切齐头工作台29的上侧面，定位推板30上开设若干个贯通的圆孔以便减轻自身重量，斜切齐头工作台29的下侧面的两个长滑槽之间的位置固定安装伺服电机直线模组一32，伺服电机直线模组一32包括两根直线导轨和滚珠丝杠，两根直线导轨上滑动安装轴承座，滚珠丝杠上滑动安装滑台，伺服电机直线模组一32的两根直线导轨和滚珠丝杠的长度与长滑槽相配合，伺服电机直线模组一32的两根直线导轨上的轴承座及滚珠丝杠上的滑台上固定安装U型连接板，U型连接板是由三块板（两块竖直板和一块平板）螺栓固定连接而成形成U型结构，U型连接板的开口朝上，U型连接板的两块竖直板穿过两个长滑槽后通过螺栓与定位推板30固定连接，伺服电机直线模组一32的伺服电机通过驱动滚珠丝杠转动提供定位推板30往复运动所需要的动力，当伺服电机直线模组一32驱动滑台往复运动时，则定位推板30也同步运动。在斜切齐头工作台29的下侧面一条长滑槽一端的外侧固定安装行程开关33，行程开关33用于控制定位推板30的行程，伺服电机直线模组一32的伺服电机编码器从根据图纸输入的参数中读取定位推板30移动的长度信息计算出行程，与行程开关33的力矩控制器共同控制定位推板30的行程及推送力的数值。在斜切齐头工作台29的下侧面远离伺服电机直线模组一32的伺服电机的一端（靠近斜切齐头机构底座14）的边沿位置固定安装升降端部底座40，两套第一升降气缸34分别安装在升降端部底座40的下侧面和斜切齐头工作台29的下侧面，两套第一升降气缸34相邻设置，第一升降气缸34都是通过本身的安装底板及螺栓固定安装的，两套第一升降气缸34的伸缩杆分别通过螺栓固定连接前定位导柱35和端部定位柱38，两套第一升降气缸34分别控制前定位导柱35和端部定位柱38的垂直升降，使定位柱上端部高于（伸缩杆升高时）或者低于（伸缩杆下降时）斜切齐头工作台29的上表面，升高时顶紧仿形楔形垫块39精准定位、或者下降时避让仿形楔形垫块39使其移动到位。斜切齐头工作台29与前定位导柱35相对应的位置开设贯通的通孔，端部定位柱38固定安装在升降端部底座40的外侧，与斜切齐头工作台29的端面间有裕度，可以在斜切齐头工作台29端面外侧升降，精准控制仿形楔形垫块39的前端（大头一端）位置，使齐头作业时可精准切除仿形楔形垫块39的前端工艺接头的多余部分。前定位导柱35和端部定位柱38是定位基准点，前定位导柱35和端部定位柱38只垂直升降不平移。斜切齐头工作台29与中定位导柱36和后定位导柱37相对应的位置开设贯通的短滑槽，中定位导柱36和后定位导柱37穿过短滑槽，并且同时进行垂直升降和平移。为了实现中定位导柱36和后定位导柱37的垂直升降和平移，在斜切齐头工作台29的下侧面固定安装伺服电机直线模组二41和运动气缸42，运动气缸42的移动杆固定安装第二升降气缸，第二升降气缸的伸缩杆与中定位导柱36通过螺栓固定连接，通过运动气缸42和第二升降气缸实现中定位导柱36的Y向平移和垂直升降，伺服电机直线模组二41的滑动座固定安装第三升降气缸，第三升降气缸的伸缩杆与后定位导柱37通过螺栓固定连接，通过伺服电机直线模组二41和第三升降气缸实现后定位导柱37的Y向平移和垂直升降。从图5中可以看出，通过前定位导柱35、中定位导柱36、后定位导柱37和端部定位柱38共四个着力点的协调配合，再加上定位推板30，就可以从两侧及两端部实现对仿形楔形垫块39的精准定位。

对仿形楔形垫块39进行精准定位时，前定位导柱35与端部定位柱38自动起升，后定位导柱37自动起升并且在伺服电机直线模组二41的推动下移动到位，上述部件实现对仿形楔形垫块39的端部和一侧面的定位；中定位导柱36在运动气缸42的推动下移动到仿形楔形垫块39的另一侧面，自动起升并向仿形楔形垫块39靠紧，粗定位后中定位导柱36反向移动略松开仿形楔形垫块39；定位推板30在伺服电机直线模组一32的带动下向仿形楔形垫块39尾端（小头端）运动，在行程和力矩双重作用下将仿形楔形垫块39推到位（大头端靠紧端部定位柱38），此时中定位导柱36再次靠紧仿形楔形垫块39，实现对仿形楔形垫块39的精准定位。

升降压紧机构通过螺栓固定安装在升降压板支架16的下方，升降压紧机构包括：绝缘压板43、伸缩气缸44、气缸底板45、连接螺杆46和安装底板47。如图8所示，是本发明实施例的升降压紧机构的结构示意图。安装底板47通过螺栓固定安装到升降压板支架16的下方，连接螺杆46的上下端部分别通过螺栓固定连接安装底板47和气缸底板45，伸缩气缸44固定安装在气缸底板45的下方，伸缩气缸44的伸缩端部固定连接绝缘压板43。当仿形楔形垫块39在斜切齐头工作台29上精准定位之后，绝缘压板43在伸缩气缸44的带动下压到仿形楔形垫块39的上表面，此时前定位导柱35和端部定位柱38自动下沉让出高速锯的锯切空间，绝缘压板43与中定位导柱36 和后定位导柱37协作压紧固定仿形楔形垫块39，在锯切斜面及前端工艺接头时保证仿形楔形垫块39不会发生移位。

仿形楔形垫块39精准定位并且压紧之后，斜切齐头机构移动到位并且对仿形楔形垫块39的大头端锯切出斜面、并且将端部的凸起工艺接头锯切掉。如图9所示，是本发明实施例的斜切齐头机构的结构立体图。斜切齐头机构包括：伺服电机直线模组三48、移动滑台49、伺服电机直线模组四50、升降滑台51、高速圆盘锯一52、高速圆盘锯二53和第三坦克链及支架54。伺服电机直线模组三48通过螺栓固定安装在斜切齐头机构底座14的长度方向支撑框上，移动滑台49通过螺栓固定安装在伺服电机直线模组三48上，伺服电机直线模组四50通过螺栓固定安装在移动滑台49上，升降滑台51通过螺栓固定安装在伺服电机直线模组四50上，升降滑台51通过伺服电机直线模组四50实现上下升降，高速圆盘锯一52通过螺栓固定安装在升降滑台51的下端，高速圆盘锯二53通过螺栓固定安装在升降滑台51的侧方，第三坦克链及支架54通过螺栓固定安装在斜切齐头机构底座14上。高速圆盘锯一52包括高速圆盘锯一电机69和高速圆盘锯一锯片70，高速圆盘锯二53包括高速圆盘锯二电机71和高速圆盘锯二锯片72（参见图11）。高速圆盘锯一锯片70通过螺栓与斜切齐头工作台29呈一定倾斜角度固定安装，高速圆盘锯二锯片72通过螺栓呈竖直方向固定安装，高速圆盘锯二锯片72的平面方向与Y轴方向一致。

伺服电机直线模组三48和伺服电机直线模组四50均为现有产品，如图10所示，是本发明实施例的伺服电机直线模组三的结构示意图。图10示出了一种可以应用于本发明的伺服电机直线模组的结构，包括：伺服电机55、电机安装底座56、直线导轨57、联轴器58、滚珠丝杠安装底座59、轴承座60、第一光电开关61、滑台62和滚珠丝杠63。电机安装底座56、直线导轨57和滚珠丝杠安装底座59通过螺栓固定安装在斜切齐头机构底座14上，轴承座60滑动安装在直线导轨57上、可以沿直线导轨57做直线运动，伺服电机55固定安装在电机安装底座56上，伺服电机55通过联轴器58驱动滚珠丝杠63使滚珠丝杠63上面的滑台62做往复直线运动，滑台62做往复直线运动的行程由伺服电机55及第一光电开关61控制。移动滑台49通过螺栓固定安装在滑台62和轴承座60上，由伺服电机55驱动移动滑台49做往复直线运动（Y轴方向）。

如图11所示，是本发明实施例的高速圆盘锯的装配立体图。旋转电机64通过旋转电机安装底座65利用螺栓固定安装到升降滑台51的侧面板的外侧，旋转电机64的输出转轴固定连接旋转齿轮66，旋转齿轮66与齿轮连接板67上端的啮条结构啮合连接，齿轮连接板67的下部通过转轴74与升降滑台51的侧板内嵌的轴承利用螺栓和螺母转动连接，旋转齿轮66旋转时带动齿轮连接板67改变倾斜角度。齿轮连接板67与旋转支架68固定连接，旋转支架68由旋转支架底板75和旋转支架立筋76组成（参见图12），高速圆盘锯一电机69通过螺栓固定安装在升降滑台51的连接侧板82上，高速圆盘锯一电机69位于旋转支架底板75的上侧面，高速圆盘锯一电机69的输出轴穿过旋转支架底板75固定连接高速圆盘锯一锯片70，高速圆盘锯一锯片70跟随升降滑台51在高度上调节，并随移动滑台49进行水平方向（Y轴方向）的移动，高速圆盘锯一锯片70在高速圆盘锯一电机69的驱动下高速旋转，齿轮连接板67转动时旋转支架68也跟随转动，从而调节高速圆盘锯一锯片70的倾斜角度，实现仿形楔形垫块39的大头部不同角度的斜面锯切，齿轮连接板67和旋转支架68是组合而成的钢结构框架体。高速圆盘锯二底座73呈水平方向通过螺栓固定安装在升降滑台51的远离旋转电机64的侧面板的外侧，高速圆盘锯二电机71通过螺栓固定安装在高速圆盘锯二底座73的上侧面，高速圆盘锯二锯片72固定安装在高速圆盘锯二电机71的输出轴上，高速圆盘锯二锯片72的角度固定垂直于地面，高速圆盘锯二底座73跟随升降滑台51在高度上调节，并随移动滑台49进行水平方向（Y轴方向）的移动，对仿形楔形垫块39的大头部工艺接头进行锯切。

如图12所示，是本发明实施例的高速圆盘锯一的装配立体图；如图13所示，是本发明实施例的高速圆盘锯一的右侧面装配立体图。旋转支架底板75和旋转支架立筋76垂直相交组成旋转支架68，旋转支架底板75的外侧面和旋转支架立筋76的外侧面与齿轮连接板67固定连接成一体。旋转电机64通过旋转电机安装底座65固定安装到升降滑台51的侧面板的外侧，在旋转电机安装底座65的下方固定安装第二光电开关77，在旋转电机安装底座65与第二光电开关77之间开设轨道槽79，导向轴78的一端穿过轨道槽79与齿轮连接板67螺纹紧固连接，导向轴78的中间段在轨道槽79内滑动，导向轴78的另一端与第二光电开关77配合定位齿轮连接板67的旋转角度。齿轮连接板67下端开设圆孔，升降滑台51的两侧面板中内嵌安装轴承，安装轴承的位置与圆孔配合，转轴74为螺栓结构，转轴74的螺纹端穿过圆孔和安装轴承后，在外侧端部用螺母固定，在旋转支架68转动时起转轴的作用。

移动滑台49是升降滑台51的安装支架，如图14所示，是本发明实施例的升降滑台的装配立体图；如图15所示，是本发明实施例的移动滑台的装配立体图。升降滑台51由高速圆盘锯二底座73、第一侧板81、连接侧板82、第二侧板83、筋板84和防护罩85组成，第一侧板81、连接侧板82和第二侧板83通过螺栓固定连接成一体，在其连接处通过螺栓固定安装筋板84，筋板84可以提高升降滑台51的机械强度。高速圆盘锯二底座73通过螺栓固定安装到第二侧板83的外侧面下部，防护罩85的一端通过螺栓固定安装到第一侧板81上，防护罩85的另一端通过螺栓固定安装到高速圆盘锯二底座73上，防护罩85将高速圆盘锯一锯片70和高速圆盘锯二锯片72罩在里面，避免人机协作时伤人。移动滑台49由移动滑台上面板86、移动滑台底座87、移动滑台侧板88和移动滑台背板89焊接组成，移动滑台背板89的边沿位置分别与移动滑台上面板86、移动滑台底座87和移动滑台侧板88焊接在一起，移动滑台底座87通过螺栓与轴承座60和滑台62固定连接，移动滑台背板89用于固定安装伺服电机直线模组四50的直线导轨安装底座及滚珠丝杠安装底座，移动滑台背板89的中间位置开矩形孔避让伺服电机直线模组四50的滑台移动，伺服电机直线模组四50的伺服电机通过螺栓固定安装在移动滑台上面板86的上侧面。

由上述的固定支架、三轴桁架式搬运机械手4、斜切齐头工作台与定位机构、升降压紧机构、斜切齐头机构组装成一体，实现对仿形楔形垫块39的搬运和斜切齐头，如图16所示，是本发明实施例的三轴桁架式搬运机械手和斜切齐头装置的装配立体图。

桁架式机械手搬运装置7用于将纸板原料从纸板原料摆放架8上搬运到锯铣装置1上，搬运装置的结构以及搬运控制方法均为现有技术或者常规技术。如图17所示，是本发明实施例的桁架式机械手搬运装置的结构立体图。图17示出了一种可以用于本发明的搬运装置的典型结构，桁架式机械手搬运装置7包括：真空吸盘装置（原料板抓手）、单梁桁架、Z轴机械手、固定底座、接触开关和行走电机机构。两个固定底座悬臂支撑的单梁桁架式机械手搬运装置，下部空出纸板原料摆放架8的进出运行空间；潜伏式AGV小车9将承载多层纸板原料的原料架运输到位，AGV小车9下沉开走；Z轴机械手在行走电机机构伺服电机带动下沿单梁桁架上的直线导轨快速移动到取料位；安装在Z轴机械手末端的真空吸盘装置在行走电机机构伺服电机带动下沿Z轴方向下移，接触开关压到纸板原料发出信号，真空吸附装置自动开启，吸附纸板原料自动上移；真空吸盘装置在行走电机机构伺服电机带动下水平自动快速移动到锯铣装置1的位置，下降将纸板原料放置到锯铣装置1的数控锯铣机料台上；真空吸盘装置自动泄压后起升，桁架式机械手搬运装置7自动返回初始的纸板原料位。

锯铣装置1在锯铣机绘图及控制系统10的控制下，将纸板原料锯铣成仿形楔形垫块39，锯铣装置的结构以及锯铣控制方法均为现有技术或者常规技术。如图18所示，是本发明实施例的锯铣装置的结构立体图。图18示出了一种可以用于本发明的锯铣装置的典型结构，锯铣装置1包括：单梁固定机架、固定高速铣刀、压服气缸、导向定位装置、尾部滑架及夹持压板、伺服电机、编码器、接触开关、直线导轨、原料滑台、倾斜滑架和侧推气缸。尾部滑架及夹持压板在伺服电机驱动下沿直线导轨移动到初始位；桁架式机械手搬运装置7将原料纸板放置到单梁固定机架的料台上，将原料纸板缓慢向里推进。当触动接触开关时压服气缸自动下压夹持，伺服电机运转使尾部滑架及夹持压板夹持纸板原料尾端在原料滑台上沿直线导轨快速后移；接近纸板原料设定长度时，编码器控制伺服电机减速，单梁桁架上的光电开关探测到无料后自动停止；尾端夹持自动松开，侧面纠正定位用侧推气缸将纸板原料推正，尾端压板自动夹持；缓慢前移至加工面与纸板原料前端面重合后停止；安装在原料滑台的门型梁轨道上的倾斜式压柱自动下压，将纸板原料固定在原料滑台的台面上，压服气缸由多组可移动调节倾斜压柱和独立气缸组成，可以沿门型梁上轨道滑动，实现与不同宽度原料纸板匹配，将原料纸板可靠夹持固定在原料滑台台面上；当固定高速铣刀达到额定转速时（避免转速不达标把铣刀撞断），原料滑台由配有编码器的伺服电机驱动下，在固定底座的多组直线导轨上进行平面X轴、Y轴两个方向的复合运动进行送料，通过电脑输送电流数字信号配合固定高速铣刀的高速旋转进行造型切割，实现自动连续作业，得到仿形楔形垫块39；仿形楔形垫块39沿倾斜滑架下滑，经导向定位装置调整方向后自动下滑到镂空的输送带上，自动向下道压刨工序送料。

镂空的输送带将仿形楔形垫块39自动输送到压刨机及滚筒线装置3。如图19所示，是本发明实施例的压刨机及滚筒线装置的结构立体图。压刨机及滚筒线装置3用于将仿形楔形垫块39的厚度加工达到设计值，并且将厚度达标的仿形楔形垫块39输送到下一加工位处，压刨机、滚筒线及控制方法均为现有技术或者常规技术。图19示出了一种可以用于本发明的压刨机及滚筒线装置的典型结构，压刨机及滚筒线装置3包括：升降滚筒线、压刨机及滚筒线装置、滚筒输送线、伺服电机、导向装置、升降机构、固定底座、双导向装置、光电开关、导向气缸、不锈钢辊子和固定支架。仿形楔形垫块39从自动送料装置2移动到升降滚筒线上，伺服电机驱动不锈钢辊子滚动输送，导向装置将毛坯件理顺位置输送，光电开关检测到位后，输送辊子停止转动，升降机构自动启动，固定底座上的升降平台起升到位后，伺服电机驱动送料通过压辊平稳进入压刨机及滚筒线装置进行压刨，厚度达到设计值后自动进入滚筒输送线，输送到后面的斜切齐头装置5处进行加工。

打磨倒棱装置6用于对斜切齐头装置5加工得到的半成品楔型垫块的所有棱边及尖角打磨圆滑倒棱，打磨倒棱装置及打磨倒棱控制方法均为现有技术或者常规技术。如图20所示，是本发明实施例的打磨倒棱装置的结构立体图。图20示出了一种可以用于本发明的打磨倒棱装置的典型结构，打磨倒棱装置6包括：固定支架、自动上料装置、砂带、伺服电机、旋转机构、导向机构、浮动下料机构、接料感应开关。当半成品楔形垫块由滚筒输送线输送过来时，安装在固定支架上的自动上料装置动力压辊在伺服电机驱动下将半成品楔形垫块压送到导向机构，使其按一定角度穿过在旋转机构带动下高速旋转的砂带，打磨倒棱后得到成品楔形垫块，浮动下料机构在接料感应开关控制下自动摆动，将成品楔形垫块导入成品料箱90内。

整个自动加工过程中，在相应的工位处设置自动除尘装置，上端压缩空气吹扫，下部真空吸附及除尘器收集粉尘，保证工作环境无污染，保证成品楔形垫块表面不会粘附碎屑。

楔形垫块的规格和尺寸多种多样，如图21所示，是本发明实施例的常见楔形垫块的尺寸示意图。下面以该尺寸的楔形垫块为例，说明利用前述的楔形垫块自动加工系统，加工该楔形垫块的工艺方法。图21中包含了楔形垫块的斜面、圆弧面和尾端等尺寸信息。

楔形垫块尺寸范围：R1=楔形垫块内半径：(250～1500)mm；R2=楔形垫块末端外半径：(250～1500)mm；R3=楔形垫块首端外半径：（250～1500)mm；R4=倒角：3、4、5mm；R5=倒角：6、8、10mm；R6=倒角：200mm；R7=倒角：1、1.5mm；a=楔形垫块宽度：（10～70)mm；b=15、20、25mm；c=25、30、35mm；d=2、3mm；e、f为楔形垫块圆弧确定的两圆心的相对距离，精确到小数后两位数字，尺寸变化：（0～200.00)mm；h1=楔形垫块厚度：(10～22)mm；h2=楔形垫块厚度：3.5、4mm；L1=楔形垫块相对长度：(200～750)mm；L3=楔形垫块弦长：(200～900)mm；L4=楔形垫块去除末端弦长：(20～100)mm；L2=楔形垫块坡口长度：(10～150)mm。

θ=线圈相邻两撑条中心的圆心角=（360/等分数），等分数=12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、56、60。

楔形垫块的材料：层压纸板。

楔形垫块成品的质检要求：成品无尖角、毛刺及棱角，所有端面圆滑，符合图纸及工艺要求。游标卡尺测量厚度公差0 ~+1mm，辅向公差为±0.5mm，长度公差-１mm ~0。

锯铣机绘图及控制系统10包括绘图导入系统，绘图导入系统可将楔形垫块CAD排版图直接导入控制系统，楔形垫块有多种排版方式，包括：交叉排版、顺序排版和复合排版，根据纸板原料尺寸进行人工CAD排版，排版完成后人工将CAD排版图导入锯铣机绘图及控制系统10内。切换不同纸板原料上料时，需每次确认纸板原料规格并导入当前纸板原料CAD排版图。总控系统11的功能是协调各部件间全自动运行，用于实现自动化设备一键启动，从上料、锯铣、压刨、切斜、齐头、打磨倒棱和码垛及转运的全自动运行。对加工完成的成品楔形垫块自动装箱并计数，数量达到设定后自动停止，声光报警，提示兼职操作者自动装箱工作完成，形成一人兼职的智能化全自动流水线作业。还可以与已有的转运系统联动，PLC与AGV小车9通讯可靠，发出指令调度AGV小车9自动运行运送纸板原料、空箱及成品料箱90。总控系统11可以自动储存多组数据，并能导出。完成作业时，自动鸣笛通知。装设报警三色灯等声光报警设备，出现问题时可声光报警，提示操作者查找原因，报警原因显示在屏幕上。

一种楔形垫块自动加工方法，应用前述的楔形垫块自动加工系统，包括以下步骤：

步骤1、在锯铣机绘图及控制系统10和总控系统11中设定楔形垫块的参数及相关的控制参数等工艺参数，包括长、宽、厚度、弧度、斜坡长度、项目名称及数量等。

楔形垫块自动加工系统开机自检。在显示屏录入或选择楔形垫块的技术参数，本批次加工数量。支持导入CAD排版图，可以通过原有的MES系统或其它系统自动导入。设置wifi模块，实现网络传输参数文件的功能。系统应满足至少10组楔形垫块加工任务排队功能，完工一个规格，自动或手动更换纸板原料及成品料箱90后，自动进入下一个规格的自动加工，无需人工干涉。

步骤2、自动上料。桁架式机械手搬运装置7用真空吸盘装置自动从纸板原料摆放架8处抓取纸板原料，放置到锯铣装置1的原料滑台上，锯铣装置1自动夹持压紧纸板原料，桁架式机械手搬运装置7自动复位。同规格的纸板原料可以在纸板原料摆放架8上多层叠放，自动切换纸板原料来料种类，实现自动连续作业。

步骤3、自动锯切。锯铣装置1自动将纸板原料输送到锯铣加工位置并且夹持压紧，电动锯铣刀具位置固定并且高速旋转，纸板原料在原料滑台上进行平面X轴、Y轴两个方向的复合移动进行送料，按照工艺流程将纸板原料锯切成仿形楔形垫块39，自动推送仿形楔形垫块39滑落到自动送料装置2的镂空输送带上。

步骤4、自动送料。镂空输送带与升降滚筒输送线联通，进行筛残渣和送料，纵向排好的仿形楔形垫块39自动向下一工位输送，升降滚筒输送线下部倾斜滑道，底部安装吸尘装置和废料箱，形成真空吸附，纸屑在重力和吸附力作用下自动掉入废料箱内。

步骤5、自动刨切平面。通过升降滚筒输送线自动将仿形楔形垫块39送入压刨机及滚筒线装置3，对仿形楔形垫块39进行双面刨切加工，自动刨切仿形楔形垫块39的平面至事先设定的厚度，由总控系统11自动控制压刨机及滚筒线装置3。

步骤6、自动锯切斜面和工艺接头。厚度合格的仿形楔形垫块39通过滚筒输送线自动运输至斜切齐头装置5工位处，三轴桁架式搬运机械手4的搬运抓手19将仿形楔形垫块39搬运到斜切齐头工作台29处，定位机构将仿形楔形垫块39在斜切齐头工作台29上精准定位，升降压紧机构将仿形楔形垫块39压紧定位，斜切齐头机构移动到位，高速圆盘锯一锯片70自动调整角度将仿形楔形垫块39的大头端切出斜面，高速圆盘锯二锯片72将仿形楔形垫块39的大头端的工艺接头切掉，得到半成品楔形垫块。

步骤7、自动打磨倒棱。半成品楔形垫块通过滚筒输送线自动输送至打磨倒棱装置6工位处，自动进行打磨倒棱，并将半成品楔形垫块的所有棱及尖角打磨倒棱成圆弧，得到成品楔形垫块，加工后的成品楔形垫块自动导入到成品料箱90中。

步骤8、自动码垛。机械手将成品楔形垫块在成品料箱90中自动码垛入箱，系统设定满料或完成加工数量的预警及提示，提前调度AGV小车9自动运送空箱及成品料箱90。

本发明的楔形垫块自动加工系统和加工方法，实现自动化设备一键启动，全自动运行。对加工完成的成品楔形垫块自动装箱并计数，数量达到设定后自动停止，声光报警，提示操作者工作完成，形成流水线作业。

本发明实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，包括由纸板原料摆放架(8)、桁架式机械手搬运装置(7)、锯铣装置(1)、自动送料装置(2)、压刨机及滚筒线装置(3)、三轴桁架式搬运机械手(4)、斜切齐头装置(5)和打磨倒棱装置(6)依次顺序组合而成的流水加工线，锯铣机绘图及控制系统(10)控制锯铣装置(1)自动将纸板原料加工成仿形楔形垫块(39)，总控系统(11)自动控制楔形垫块自动加工系统中各组成装置的运行；所述的斜切齐头装置(5)包括：斜切齐头工作台与定位机构和升降压紧机构以及斜切齐头机构，所述的斜切齐头机构包括：伺服电机直线模组三(48)、移动滑台(49)、伺服电机直线模组四(50)、升降滑台(51)、高速圆盘锯一(52)、高速圆盘锯二(53)和第三坦克链及支架(54)，移动滑台(49)固定安装在伺服电机直线模组三(48)上，伺服电机直线模组四(50)固定安装在移动滑台(49)上，升降滑台(51)固定安装在伺服电机直线模组四(50)上，高速圆盘锯一(52)固定安装在升降滑台(51)的下端，高速圆盘锯二(53)固定安装在升降滑台(51)的侧方；

所述的三轴桁架式搬运机械手(4)和斜切齐头装置(5)安装在固定支架上，所述的固定支架包括：可调地脚(12)、工作台底座(13)、斜切齐头机构底座(14)、整体支架(15)、升降压板支架(16)和三轴桁架式搬运机械手支架(17)，整体支架(15)是由竖直框架与横梁组装而成的可拆卸式框架结构，竖直框架为焊接成型的矩形框架，竖直框架的底部固定安装有可调地脚(12)，竖直框架的中下部与上部分别固定安装两根中下部横梁和上部横梁，工作台底座(13)焊接到整体支架(15)的中下部横梁的上表面，工作台底座(13)为矩形立体框架结构，升降压板支架(16)焊接到整体支架(15)的上部横梁的相对内侧面，斜切齐头机构底座(14)固定安装到整体支架(15)的中下部横梁的上表面，斜切齐头机构底座(14)为矩形立体框架结构，斜切齐头机构底座(14)的长度方向与整体支架(15)的宽度方向一致，三轴桁架式搬运机械手支架(17)固定安装到整体支架(15)的上部横梁的下侧面，三轴桁架式搬运机械手支架(17)为矩形框结构，三轴桁架式搬运机械手支架(17)的长度方向与整体支架(15)的宽度方向一致，第三坦克链及支架(54)固定安装在斜切齐头机构底座(14)上。

2.根据权利要求1所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，所述的高速圆盘锯一(52)包括高速圆盘锯一电机(69)和高速圆盘锯一锯片(70)，所述的高速圆盘锯二(53)包括高速圆盘锯二电机(71)和高速圆盘锯二锯片(72)，所述的升降滑台(51)是由高速圆盘锯二底座(73)、第一侧板(81)、连接侧板(82)、第二侧板(83)、筋板(84)和防护罩(85)通过螺栓连接组成的上下开口的立体板状结构，所述的移动滑台(49)是由移动滑台上面板(86)、移动滑台底座(87)、移动滑台侧板(88)和移动滑台背板(89)焊接组成的侧面开口的立体板状结构，移动滑台背板(89)的中间位置开矩形孔。

3.根据权利要求2所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，所述的高速圆盘锯一(52)固定安装在旋转支架(68)上，旋转支架底板(75)和旋转支架立筋(76)垂直相交组成旋转支架(68)，旋转支架底板(75)的外侧面和旋转支架立筋(76)的外侧面与齿轮连接板(67)固定连接成一体，旋转电机(64)通过旋转电机安装底座(65)固定安装到第一侧板(81)的外侧，在旋转电机安装底座(65)的下方固定安装第二光电开关(77)，在旋转电机安装底座(65)与第二光电开关(77)之间开设轨道槽(79)，导向轴(78)的一端穿过轨道槽(79)与齿轮连接板(67)螺纹紧固连接，导向轴(78)的中间段在轨道槽(79)内滑动，导向轴(78)的另一端与第二光电开关(77)配合定位齿轮连接板(67)的旋转角度，齿轮连接板(67)下端开设圆孔，第一侧板(81)和第二侧板(83)中内嵌安装轴承，安装轴承的位置与圆孔配合，转轴(74)为螺栓结构，转轴(74)的螺纹端穿过圆孔和安装轴承后在第一侧板(81)和第二侧板(83)外侧用螺母固定。

4.根据权利要求1所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，所述的斜切齐头工作台与定位机构包括：斜切齐头工作台(29)、定位推板(30)、过渡板(31)、伺服电机直线模组一(32)、行程开关(33)、第一升降气缸(34)、第二升降气缸、第三升降气缸、前定位导柱(35)、中定位导柱(36)、后定位导柱(37)、端部定位柱(38)、升降端部底座(40)、伺服电机直线模组二(41)和运动气缸(42)，斜切齐头工作台(29)的长度方向的两边沿位置分别固定设置过渡板(31)，斜切齐头工作台(29)的长度方向开设两条贯通的长滑槽，斜切齐头工作台(29)的下侧面的两个长滑槽之间的位置固定安装伺服电机直线模组一(32)，伺服电机直线模组一(32)的两根直线导轨上的轴承座及滚珠丝杠上的滑台上固定安装U型连接板，U型连接板的两块竖直板穿过两个长滑槽后通过螺栓与定位推板(30)固定连接，在斜切齐头工作台(29)的下侧面一条长滑槽一端的外侧固定安装行程开关(33)，在斜切齐头工作台(29)的下侧面的边沿位置固定安装升降端部底座(40)，两套第一升降气缸(34)分别安装在升降端部底座(40)的下侧面和斜切齐头工作台(29)的下侧面，两套第一升降气缸(34)相邻设置，两套第一升降气缸(34)的伸缩杆分别固定连接前定位导柱(35)和端部定位柱(38)，斜切齐头工作台(29)与前定位导柱(35)相对应的位置开设贯通的通孔，端部定位柱(38)固定安装在升降端部底座(40)的外侧，斜切齐头工作台(29)与中定位导柱(36)和后定位导柱(37)相对应的位置开设贯通的短滑槽，中定位导柱(36)和后定位导柱(37)穿过短滑槽，在斜切齐头工作台(29)的下侧面固定安装伺服电机直线模组二(41)和运动气缸(42)，运动气缸(42)的移动杆固定安装第二升降气缸，第二升降气缸的伸缩杆与中定位导柱(36)通过螺栓固定连接，伺服电机直线模组二(41)的滑动座固定安装第三升降气缸，第三升降气缸的伸缩杆与后定位导柱(37)通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，所述的升降压紧机构包括：绝缘压板(43)、伸缩气缸(44)、气缸底板(45)、连接螺杆(46)和安装底板(47)，安装底板(47)固定安装到升降压板支架(16)的下方，连接螺杆(46)的上下端部分别固定连接安装底板(47)和气缸底板(45)，伸缩气缸(44)固定安装在气缸底板(45)的下方，伸缩气缸(44)的伸缩端部固定连接绝缘压板(43)。

6.根据权利要求1所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，在三轴桁架式搬运机械手支架(17)的下方固定安装三轴桁架式搬运机械手(4)，所述的三轴桁架式搬运机械手(4)包括：搬运抓手(19)、三轴气缸(20)、气缸支架(21)、Y向运动气缸(23)、X向运动气缸(24)、第一直线导轨及轴承座(25)、Y向滑动底板(27)和X向滑动底板(28)，在三轴桁架式搬运机械手支架(17)的下侧面长度方向固定安装两根第一直线导轨及轴承座(25)，Y向滑动底板(27)固定安装在轴承座上，Y向运动气缸(23)固定安装在三轴桁架式搬运机械手支架(17)的长度方向上，Y向运动气缸(23)的移动杆固定连接Y向滑动底板(27)，在Y向滑动底板(27)的下侧面宽度方向固定安装第二直线导轨及轴承座，在第二直线导轨及轴承座上固定安装X向滑动底板(28)，X向运动气缸(24)固定安装在Y向滑动底板(27)的下侧面宽度方向上，X向运动气缸(24)的移动杆通过螺栓固定连接X向滑动底板(28)，搬运抓手(19)通过三轴气缸(20)和气缸支架(21)与X向滑动底板(28)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，第一坦克链及支架(26)固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架(17)上，第二坦克链及支架固定安装到Y向滑动底板(27)上，第一限位开关(22)固定安装到三轴桁架式搬运机械手支架(17)上，第二限位开关固定安装到Y向滑动底板(27)上。

8.根据权利要求1所述的一种楔形垫块自动加工系统，其特征在于，还包括AGV小车(9)、自动除尘装置和声光报警设备。

9.一种楔形垫块的自动加工方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的楔形垫块自动加工系统，包括以下步骤：在锯铣机绘图及控制系统(10)和总控系统(11)中设定工艺参数，楔形垫块自动加工系统开机自检；桁架式机械手搬运装置(7)完成自动上料，将纸板原料从纸板原料摆放架(8)处搬运放置到锯铣装置(1)的原料滑台上；锯铣装置(1)按照工艺流程自动将纸板原料锯切成仿形楔形垫块(39)，自动推送仿形楔形垫块(39)滑落到自动送料装置(2)的镂空输送带上；自动送料装置(2)将仿形楔形垫块(39)自动向压刨机及滚筒线装置(3)输送，压刨机及滚筒线装置(3)对仿形楔形垫块(39)进行双面刨切加工，自动刨切仿形楔形垫块(39)的平面至事先设定的厚度；厚度合格的仿形楔形垫块(39)通过滚筒输送线自动运输至斜切齐头装置(5)工位处，三轴桁架式搬运机械手(4)将仿形楔形垫块(39)搬运到斜切齐头装置(5)的工作台上，定位机构将仿形楔形垫块(39)定位并压紧，斜切齐头装置(5)自动将仿形楔形垫块(39)的大头端切出斜面并且将工艺接头切掉，得到半成品楔形垫块；半成品楔形垫块自动输送至打磨倒棱装置(6)工位处，自动进行打磨倒棱得到成品楔形垫块，加工后的成品楔形垫块自动导入到成品料箱(90)中并且自动码垛。

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