CN117106989A - 一种全自动智能修边机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动智能修边机，包括组合机架、顶升上料机构、移载放料机构、负压过渡放置台、3D激光轮廓传感器、运动控制器、四轴移载送料机构、修边模组和下料台，顶升上料机构设于组合机架一侧，移载放料机构设于顶升上料机构外侧上方处，负压过渡放置台设于组合机架中部处，3D激光轮廓传感器设于负压过渡放置台正上方，下料台设于组合机架另一侧，修边模组设于下料台外侧，四轴移载送料机构设于修边模组上方且与运动控制器信号连通；上料、放料、送料全部自动完成，高度集成，传感器检测后控制器发送指令精准走位修边，智能化自动化程度高，修边效率高，劳动强度小，人工成本低，无需手持安全隐患小，产品一致性好，良品率高。
Description
技术领域
本发明属于自动化设备领域，特别涉及一种操作简单、智能化自动化程度高、产品一致性好、良品率高的全自动智能修边机。
背景技术
皮料由于尺寸与所需要的有差别，需要通过修边来修正尺寸及轮廓，就目前来说皮料修边都是通过人工手持对着修边机完成，这种人工手持的方式可以满足一定的生产使用要求，但是也存在较大缺陷，人工手持修边操作效率低，劳动强度大，人工成本高，易碰伤手，安全隐患大，修边精度仅凭工人经验，产品一致性差，良品率不高，无法有效满足大批量生产需求。
本发明要解决的技术问题是提供一种高度集成、智能化自动化程度高、修边效率高、劳动强度小、人工成本低、无需手持安全隐患小、传感器检测并精准走位、产品一致性好、良品率高的全自动智能修边机。
发明内容
为解决上述现有技术人工手持修边操作效率低、劳动强度大、人工成本高、易碰伤手、安全隐患大、修边精度仅凭工人经验、产品一致性差、良品率不高、无法有效满足大批量生产需求等问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种全自动智能修边机，包括组合机架、顶升上料机构、移载放料机构、负压过渡放置台、3D激光轮廓传感器、运动控制器、四轴移载送料机构、修边模组和下料台，所述顶升上料机构设于组合机架一侧，所述移载放料机构设于顶升上料机构外侧上方处，所述负压过渡放置台设于组合机架中部处，所述3D激光轮廓传感器设于负压过渡放置台正上方且与运动控制器信号连通，所述运动控制器设于组合机架上，所述下料台设于组合机架另一侧，所述修边模组设于下料台外侧，所述四轴移载送料机构设于修边模组上方且与运动控制器信号连通。
优选的，所述顶升上料机构包括顶升电机、顶升丝杆、丝杆座、连接板、放料板、限位板、若干个限位杆和顶升架，所述顶升电机设于顶升架底部，所述顶升丝杆底端传动连接在顶升电机上，所述丝杆座传动套设在顶升丝杆上，所述连接板挂设在丝杆座上，所述放料板通过两根放料托杆设于连接板正上方，所述限位板设于顶升架顶部且中部设有顶升让位槽，所述顶升让位槽与放料板完全匹配，所述若干个限位杆插设在限位板上且位于顶升让位槽外圈处。
优选的，所述移载放料机构包括放料安装架、放料水平气缸、放料水平导轨、放料垂直气缸、放料垂直导轨、L型连接架、第一真空吸料盘，所述放料垂直导轨通过水平滑块滑动设置在放料水平导轨上，所述放料水平气缸设于放料安装架一侧且气杆与水平滑块相连，所述第一真空吸料盘设于L型连接架的水平端底部，所述L型连接架的竖直端外侧通过垂直滑块滑动设置在放料垂直导轨上、内侧与放料垂直气缸气杆相连，所述放料垂直气缸设于放料垂直导轨顶部。
优选的，所述负压过渡放置台底部设有水平移动滑台。
优选的，所述四轴移载送料机构包括一对X轴直线模组、Y轴直线模组、Z轴直线模组、旋转电机、旋转连接轴和第二真空吸料盘，所述一对X轴直线模组通过两组支撑柱水平对称设置在组合机架上，所述Y轴直线模组两端通过X轴滑块滑动设置在一对X轴直线模组上，所述Z轴直线模组通过Y轴滑块滑动设置在Y轴直线模组上，所述旋转电机放置在电机座上且电机座通过Z轴滑块滑动设置在Z轴直线模组上，所述旋转连接轴顶部与旋转电机传动连接、底部与第二真空吸料盘连接。
本发明的有益效果在于：上料、放料、送料全部自动完成，高度集成，传感器检测后控制器发送指令精准走位修边，智能化自动化程度高，修边效率高，劳动强度小，人工成本低，无需手持安全隐患小，产品一致性好，良品率高。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图。
图2为本发明中顶升上料机构和移载放料机构组合结构示意图。
图3为本发明中四轴移载送料机构局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
请参阅图1，一种全自动智能修边机，包括组合机架1、顶升上料机构2、移载放料机构3、负压过渡放置台4、3D激光轮廓传感器5、运动控制器6、四轴移载送料机构7、修边模组8和下料台9，所述顶升上料机构2设于组合机架1一侧，所述移载放料机构3设于顶升上料机构2外侧上方处，所述负压过渡放置台4设于组合机架1中部处，所述3D激光轮廓传感器5设于负压过渡放置台4正上方且与运动控制器6信号连通，所述运动控制器6设于组合机架1上，所述下料台9设于组合机架1另一侧，所述修边模组8设于下料台9外侧，所述四轴移载送料机构7设于修边模组8上方且与运动控制器6信号连通，操作时，皮料通过顶升上料机构一个一个的向上顶升，再通过移载放料机构把皮料移动放置到负压过渡放置台上，移载放料机构取一个产品，顶升上料机构顶升向上一个皮料厚度距离，负压放置台吸住产品后触发底部水平移动滑台的伺服电机使其移动到采集区域，负压平台把当前坐标信息实时传送给3D激光轮廓传感器，3D激光轮廓传感器把数据传送给带有坐标位置算法的运动控制器，扫描整个产品后，运动控制器内的算法软件会根据3D激光轮廓传感器传回的数据进行分析处理，形成产品边沿轮廓坐标，轮廓坐标会下发给运动控制器，运动控制器发送指令给四轴移载送料机构进行抓取产品并进行轮廓边缘修边加工，保证产品的加工尺寸满足使用要求，这解决了因为材料本身不可控的变形导致加工误差过大难题，下面针对其中重要的机构进行详细说明。
其中，坐标位置算法的具体过程为：
1，对3D激光轮廓传感器进行标定，标定出扫描平台的平面与负压平台的坐标系对应关系；
2，控制扫描平台运动，并通过伺服编码器信号按照固定位置间隔触发3D激光轮廓传感器进行点云数据数据采集；
3，将采集到的离散点云数据合成一个整体的点云数据；
4，根据产品与平台的高度差去除点云数据中平台相关的数据，仅保留产品的点云数据；
5，对产品点云进行滤波处理，去除造成干扰的点云数据；
6，通过算法提取产品的外形轮廓与旋转中心位置；
7，计算旋转中心到产品边缘的距离，产品边沿的切向；
8，根据距离与切向，计算出机台旋转的角度与位置控制机台运行。
如图2所示，所述顶升上料机构2包括顶升电机21、顶升丝杆22、丝杆座23、连接板24、放料板25、限位板26、若干个限位杆27和顶升架28，所述顶升电机设于顶升架底部，所述顶升丝杆底端传动连接在顶升电机上，所述丝杆座传动套设在顶升丝杆上，所述连接板挂设在丝杆座上，所述放料板通过两根放料托杆设于连接板正上方，所述限位板设于顶升架顶部且中部设有顶升让位槽，所述顶升让位槽与放料板完全匹配，所述若干个限位杆插设在限位板上且位于顶升让位槽外圈处，顶升电机驱动丝杆转动带动丝杆座及放料板整体向上运动完成顶升上料，限位杆对皮料进行有效限位，保证产品的稳定，便于后续移载转移。
图2中还涉及到移载放料机构，所述移载放料机构3包括放料安装架31、放料水平气缸32、放料水平导轨33、放料垂直气缸34、放料垂直导轨35、L型连接架36、第一真空吸料盘37，所述放料垂直导轨通过水平滑块滑动设置在放料水平导轨上，所述放料水平气缸设于放料安装架一侧且气杆与水平滑块相连，所述第一真空吸料盘设于L型连接架的水平端底部，所述L型连接架的竖直端外侧通过垂直滑块滑动设置在放料垂直导轨上、内侧与放料垂直气缸气杆相连，所述放料垂直气缸设于放料垂直导轨顶部，通过水平气缸及垂直气缸分别带动真空吸料盘水平移动和竖直升降，确保皮料平稳转移。
其中，所述负压过渡放置台4底部设有水平移动滑台，水平移动滑动自动伺服电机，负压过渡放置台吸住产品后触发伺服电机使其移动到可采集区域，负压平台把当前坐标信息实时传送给3D激光轮廓传感器。
如图3所示，所述四轴移载送料机构7包括一对X轴直线模组71、Y轴直线模组72、Z轴直线模组73、旋转电机74、旋转连接轴75和第二真空吸料盘76，所述一对X轴直线模组通过两组支撑柱水平对称设置在组合机架上，所述Y轴直线模组两端通过X轴滑块滑动设置在一对X轴直线模组上，所述Z轴直线模组通过Y轴滑块滑动设置在Y轴直线模组上，所述旋转电机放置在电机座上且电机座通过Z轴滑块滑动设置在Z轴直线模组上，所述旋转连接轴顶部与旋转电机传动连接、底部与第二真空吸料盘连接，通过三个直线模组及旋转电机带动皮料进行XYZ轴、旋转运动，四轴运动保证修边正常进行，修边模组即可实现精准修边，三个直线模组及旋转电机的运动都是通过运动控制器发送的指令完成的，保证运动精准，修边出的产品一致性好，良品率高。
本发明的有益效果在于：上料、放料、送料全部自动完成，高度集成，传感器检测后控制器发送指令精准走位修边，智能化自动化程度高，修边效率高，劳动强度小，人工成本低，无需手持安全隐患小，产品一致性好，良品率高。
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 (5)
1.一种全自动智能修边机，其特征在于：包括组合机架(1)、顶升上料机构(2)、移载放料机构(3)、负压过渡放置台(4)、3D激光轮廓传感器(5)、运动控制器(6)、四轴移载送料机构(7)、修边模组(8)和下料台(9)，所述顶升上料机构(2)设于组合机架(1)一侧，所述移载放料机构(3)设于顶升上料机构(2)外侧上方处，所述负压过渡放置台(4)设于组合机架(1)中部处，所述3D激光轮廓传感器(5)设于负压过渡放置台(4)正上方且与运动控制器(6)信号连通，所述运动控制器(6)设于组合机架(1)上，所述下料台(9)设于组合机架(1)另一侧，所述修边模组(8)设于下料台(9)外侧，所述四轴移载送料机构(7)设于修边模组(8)上方且与运动控制器(6)信号连通。
2.根据权利要求1所述的一种全自动智能修边机，其特征在于：所述顶升上料机构(2)包括顶升电机(21)、顶升丝杆(22)、丝杆座(23)、连接板(24)、放料板(25)、限位板(26)、若干个限位杆(27)和顶升架(28)，所述顶升电机(21)设于顶升架(28)底部，所述顶升丝杆(22)底端传动连接在顶升电机(21)上，所述丝杆座(23)传动套设在顶升丝杆(22)上，所述连接板(24)挂设在丝杆座(23)上，所述放料板(25)通过两根放料托杆(29)设于连接板(24)正上方，所述限位板(26)设于顶升架(28)顶部且中部设有顶升让位槽(210)，所述顶升让位槽(210)与放料板(25)完全匹配，所述若干个限位杆(27)插设在限位板(26)上且位于顶升让位槽(210)外圈处。
3.根据权利要求1所述的一种全自动智能修边机，其特征在于：所述移载放料机构(3)包括放料安装架(31)、放料水平气缸(32)、放料水平导轨(33)、放料垂直气缸(34)、放料垂直导轨(35)、L型连接架(36)、第一真空吸料盘(37)，所述放料垂直导轨(35)通过水平滑块(38)滑动设置在放料水平导轨(33)上，所述放料水平气缸(32)设于放料安装架(31)一侧且气杆与水平滑块(38)相连，所述第一真空吸料盘(37)设于L型连接架(36)的水平端底部，所述L型连接架(36)的竖直端外侧通过垂直滑块(39)滑动设置在放料垂直导轨(35)上、内侧与放料垂直气缸(34)气杆相连，所述放料垂直气缸(34)设于放料垂直导轨(35)顶部。
4.根据权利要求1所述的一种全自动智能修边机，其特征在于：所述负压过渡放置台(4)底部设有水平移动滑台。
5.根据权利要求1所述的一种全自动智能修边机，其特征在于：所述四轴移载送料机构(7)包括一对X轴直线模组(71)、Y轴直线模组(72)、Z轴直线模组(73)、旋转电机(74)、旋转连接轴(75)和第二真空吸料盘(76)，所述一对X轴直线模组(71)通过两组支撑柱(77)水平对称设置在组合机架(1)上，所述Y轴直线模组(72)两端通过X轴滑块(78)滑动设置在一对X轴直线模组(71)上，所述Z轴直线模组(73)通过Y轴滑块(79)滑动设置在Y轴直线模组(72)上，所述旋转电机(74)放置在电机座上且电机座通过Z轴滑块(710)滑动设置在Z轴直线模组(73)上，所述旋转连接轴(75)顶部与旋转电机(74)传动连接、底部与第二真空吸料盘(76)连接。
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