CN209755534U - 定制家具板材的自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及定制家具板材的自动化生产线，包括按加工顺序依次布置的立体仓储系统、开料工段、封边工段、钻孔工段、分拣工段和包装工段。

Description

定制家具板材的自动化生产线

技术领域

本实用新型属于家具领域，具体涉及定制家具板材的自动化生产线。

背景技术

板材加工主要包括：开料、封边、打孔、包装等工序，目前板材加工生产线的加工设备能根据设定程序实现部分工序的自动化加工，但仍需要靠人工来操作机器或人工来完成工序之间的衔接等工作。由于人工存在效率低、质量不可控、成本高、易犯错、不安全等一系列问题，而且随着工业4.0时代的到来，自动化、无人化的生产车间已经成了未来生产发展的一个重大趋势。因此，需要设计一种板材智能自动化生产线，以实现板材加工车间的全自动化、无人化。

实用新型内容

本实用新型提供一种定制家具板材的自动化生产线，包括按加工顺序依次布置的立体仓储系统、开料工段、封边工段、钻孔工段、分拣工段和包装工段。

立体仓储系统连接开料工段将待开料板材传输到开料工段；

开料工段包括开料控制系统、开料传输线和自动开料设备；所述开料传输线包括：将待开料板材传输到自动开料设备的上料输送线；传输自动开料设备切割后的板材的出料输送线，所述切割后的板材包括余料板和半成品板，出料输送线上设有给余料板和半成品板贴识别码的贴码装置；和将贴有识别码的余料板输送到余料收集架、半成品板输送到下游封边工段的下料输送线，下料输送线上设有扫码装置A，余料收集架位于扫码装置下游；

封边工段包括封边控制系统、封边传输线、扫码装置B₁、封边机、进料缓存仓和出料缓存仓；所述封边传输线包括传输开料工段的下料输送线输送来的板材的进料输送线，和将封完边的板材传输到钻孔工段的出料输送线；其中，所述进料输送线、进料缓存仓、扫码装置B₁、封边机、出料缓存仓和出料输送线按照板材传输方向依次设置；

钻孔工段包括钻孔控制系统、钻孔传输线和钻孔设备，所述钻孔传输线包括：将封边工段的出料输送线传输来的板材输送到钻孔设备所在线路进行打孔的进料输送线，和将打完孔的板材以及无孔板材传输到分拣工段的出料输送线；进料输送线上按板材传输方向依次设有扫码装置C₁和第一板材旋转装置，出料输送线上按板材传输方向依次设有扫码装置C₂和第二板材旋转装置；

包装工段包括包装控制系统、包装传输线、堆垛机械手、抓垛机械手、自动裁纸设备；包装传输线包括连接到分拣工段的进料输送线，板垛输送线，和包装线；堆垛机械手位于进料输送线和板垛输送线之间的位置，进料输送线上设有扫描板材上识别码的扫码装置D，板垛输送线上设有测量规整设备，自动裁纸设备位于包装线的上游，抓垛机械手位于自动裁纸设备下游并靠近测量规整设备下游的板垛输送线。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对实用新型作进一步详细的说明。

图1示出了定制家具板材的自动化生产线车间平面布局图。

图2示出了立体仓储平面布局图。

图3示出了开料工段结构图。

图4示出了封边工段结构图。

图5示出了钻孔工段结构图。

图6示出了分拣工段结构图。

图7示出了包装工段结构图。

图8示出了本实用新型网络连接示意图。

具体实施方式

图1示出了定制家具板材的自动化生产线车间平面布局，包括按加工顺序依次布置的立体仓储系统1.1、开料工段1.2、封边工段1.3、钻孔工段1.4、分拣工段1.5和包装工段1.6，上述各个工段都有各自的控制系统，所述控制系统可包括DCS、PLC、NC/CNC、SCADA或这几种类型的组合。所述控制系统连接MES系统，实时地接收生产指令，使工段中的各个设备正常运转，并将设备的状态信息实时反馈给MES系统。

例如，在生产备料阶段，由MES系统准备所有工段生产数据，并下发给车间每个工段的控制系统。立体仓储接收到MES系统备料数据后，开始按照生产顺序依次进行备料，拣选板材。生产过程中，通过各个工段的感应器、扫码装置触发开始生产，感应器可以是板材位置检测传感器，例如安装在传输线上的光电传感器。结束生产后PLC请求线控系统获取加工数据。线控系统通过WinCC/OPC实时监控PLC请求，当检测到PLC请求后，线控系统自动从设备数据库中获取生产数据进行计算分析，计算分析完成后通过WinCC/OPC反馈给PLC，PLC再根据线控反馈结果，控制产品的加工。标准设备生产实时数据、设备实时状态通过网络、数据库方式实施采集。

各工工段均设有人工电脑操作台，可进行加工数据监视、异常停止、人工取板抽检等操作。

图2示出了立体仓储系统1.1，立体仓储系统1.1包括：入库输送线1.11、扫码装置1.12、板垛存储仓1.13、出库输送线1.14、RGV小车1.15以及板材位置检测传感器。扫码装置1.12设置于入库输送线1.11上方，用于读取板垛花色、板件数量及批次等来料信息，并由计算机记录。入库滚筒输送线1.11两侧装有多个板材位置检测传感器，例如光电传感器，感应板垛实际到达位置。RGV小车1.15设在固定轨道上，轨道位于入库输送线1.11旁并与之平行。板垛存储仓1.13设置在RGV小车1.15两侧，RGV小车1.15将板垛叉起后，能够沿轨道方向、与轨道垂直方向以及竖直方向来回运动，将板垛放进板垛存储仓1.13内，或将板垛存储仓1.13内的板垛叉起放到出库输送线1.14上。出库输送线1.14位于板垛存储仓1.13底层，可与RGV小车1.15的轨道垂直，将板垛传输到开料工段1.2。为防止板垛底部板材在输送和存储过程中损伤，在板垛底部放置一块保护板。根据生产计划，云计算原材料需求量，智能接收生产信息指令，RGV小车1.15根据信息指令自动将入库输送线1.11上的板垛放入板垛存储仓1.13，和将板垛存储仓1.13板垛放到出库输送线1.14。立体仓储系统1.1提高了管理的效率，优化了设备与劳动力的利用率，减少了作业错误，降低了作业成本，提高了整体作业能力，实现物流、信息流、资金流三流合一，推动企业管理的信息化，数字化。

图3示出了开料工段1.2，开料工段1.2连接位于上游的立体仓储系统1.1和位于下游的封边工段1.3，根据订单信息、设计参数、加工信息等将从立体仓储系统1.1输送来的板材切割成特定形状尺寸。本实用新型中的订单信息、设计参数、加工信息等包括板材的数量，每块板材的形状尺寸，和板材上孔的位置、数量、大小、形状等。

开料工段1.2包括开料控制系统、开料传输线和多个自动开料设备2.19。开料传输线包括上料输送线2.17，多条分流输送线2.18，多条出料输送线2.21，汇流输送线2.27，和下料输送线2.28。开料传输线上每隔一段距离都设有板材位置检测传感器，在分流与汇流位置处也设有板材位置检测传感器，可做到对订单中的每块板材的位置进行追踪。板材位置检测传感器可采用光电传感器，安装在输送线侧面或者滚筒、皮带的间隙内。

本实施例中上料输送线2.17的两侧各设置两台自动开料设备2.19，当然自动开料设备2.19的数量不限定于此。每个开料设备2.19通过一条分流输送线2.18与上料输送线2.17连接，以接收需要切割的板材，分流输送线2.18采用多条并列窄皮带，与滚筒式的上料输送线2.17垂直，在交汇处及转角处，分流窄皮带分布在滚筒间隙中，分流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。

每个开料设备2.19的旁边设有一条出料输送线2.21和将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线2.21上的取料机械手2.20。出料输送线2.21上设有给余料板和半成品板贴识别码的贴码装置2.22，识别码可以是条形码或二维码，扫码装置扫描识别码可查询到该板材对应的订单信息、设计参数、加工信息等，例如该板材的尺寸大小，板材是否需要打孔，以及孔的位置、数量、大小、形状等。本实施例中，贴码装置2.22上游的输送线采用靠边滚筒，筒与输送方向夹角大于90度，使得板材靠向一边，从而保证板材上二维码粘贴位置相对固定，方便后续工序的扫码。

汇流输送线2.27位于出料输送线2.21末端和下料输送线2.28的首端以将出料输送线2.21输出的余料板和半成品板转移到下料输送线2.28。汇流输送线2.27采用多条并列窄皮带，在交汇处及转角处，汇流窄皮带分布在出料输送线2.21末端的滚筒和下料输送线2.28首端的滚筒间隙内，汇流皮带工作时首先上升到滚筒水平面之上，将出料输送线2.21末端的板材转移到下料输送线2.28首端，然后在降到滚筒水平面之下，下料输送线2.28将板材转移走。

下料输送线2.28上设有扫码装置A 2.29，扫码装置A 2.29下游设有余料收集架1.30，余料收集架1.30通过一条分流输送线1.18与下料输送线2.28连接。扫码装置A 2.29扫描板材上的识别码，开料控制系统根据扫码装置A 2.29读取的识别码信息判断板材的种类，若是余料板则将其传输到余料收集架2.30上，若是半成品板则继续向前输送，例如输送到封边工段1.3。

下料输送线2.28上设有板材清洁机2.31，对后续加工所需要的半成品进行清洁，清洁方式为边传输边清洗的方式。清洁机2.31可采用毛刷清洁机，木板通过清洁机上下毛刷之间的间隙，毛刷旋转清扫木板上下面，清洁机2.31可自动增加清洁剂到毛刷表面增强去污效果，抽尘口不停抽尘防止灰尘累积，清除板材上下表面杂物。

开料系统包括输送小车2.13、小车轨道2.14、进料输送线2.15和龙门式机械手2.16，进料输送线2.15可采用滚筒输送线，而且当进料输送线2.15有多条时可分居在上料输送线2.17两侧。输送小车2.13安装在小车轨道2.14上，小车轨道2.14位于进料滚送线2.15和立体仓储系统1.1的出库输送线1.14之间，且保证输送小车2.13一侧靠近出库输送线1.14，相对的另一侧靠近进料输送线2.15。仓储系统1.1根据订单所需要的板材数，将对应数量的板垛通过出库输送线1.14传送到输送小车2.13上，输送小车2.13在小车轨道2.14上来回运动将板垛分配到不同的进料输送线2.15上。当生产规模较小时，可只有一条进料输送线2.15，相应地，进料输送线2.15可直接连接出库输送线1.14，不需要输送小车2.13进行转运。龙门式机械手2.16横向设置在进料输送线2.15和上料输送线2.17的上方，以便从进料输送线2.15上的板垛中抓取单块板材，并平放到上料输送线上2.17。

自动开料设备2.19的出料口连接废料处理线，本实施例中将废料处理线布置在板材输送线下方，例如上料输送线2.17和出料输送线2.21下方，节省开料工段占用的空间。废料处理线包括废料输送线2.23(可以是输送带)、切碎装置2.24、粉碎装置2.25。废料输送线2.23将自动开料设备2.19的出料口输出的废料板传输到切碎装置2.24切碎，然后再将碎板输送到粉碎装置2.25粉化，粉化后的废料通过粉尘管道抽送到粉尘收集箱内。粉碎装置2.25安装在封闭的隔音房，粉碎过程中产生的粉末不会扩散到车间内污染环境，还可以降低粉碎过程的噪音。

所述开料控制系统可分别与所述开料传输线、板材位置检测传感器、龙门式机械手2.16、开料设备2.19、取料机械手2.20、贴码装置2.22和扫码装置A 2.29电连接，控制各个部件的动作。例如根据订单信息将每块板材的加工尺寸下发到开料设备，控制贴码装置2.22给切割后的余料板和半成品板贴识别码，根据板材位置检测传感器反馈的信息控制开料传输线对板材的精确传输，根据扫码装置2.29扫描的信息将余料板回收到余料收集架2.30上，控制龙门式机械手2.16抓取板材的数量，以及将整个开料工段的状态信息通过车间交换机反馈到MES系统。

板材开料系统的控制方法，包括以下步骤：

1、将仓储系统1.1内的板垛输送到位于上料输送线上2.17侧方向的进料输送线2.15上；龙门式机械手2.16根据所需板材数量将板垛上的板材一块块抓取到上料输送线2.17上。

2、上料输送线2.17将待切割的板材传输到与分流输送线2.18交汇的位置。

3、分流输送线2.18将上料输送线2.17传输过来的板材输送到开料设备2.19。

4、开料设备2.19根据订单信息切割板材。

5、取料机械手2.20将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线2.21，并使板材的长边与出料输送线2.21的传输方向平行。

6、出料输送线2.21首先将余料板和半成品板输送到贴码装置2.22处贴识别码，然后将贴有识别码的余料板和半成品板传输到与汇流输送线2.27交汇的位置。

7、汇流输送线2.27将出料输送线2.21传输过来的余料板和半成品板传输到其与下料输送线2.28交汇的位置。

8、下料输送线2.28将汇流输送线2.27传输过来的余料板和半成品板向前传输到扫码装置A2.29处，扫码装置A 2.29扫描板材上的识别码，开料控制系统根据扫码装置A2.29读取的识别码信息判断板材的种类，若是余料板则将其传输到余料收集架2.30上，若是半成品板则继续向前输送。

图4示出了封边工段1.3，封边工段1.3连接上游的开料工段1.2，对开料工段1.2切割的板材进行封边。封边工段包括封边控制系统、封边传输线、扫码装置B₁ 3.20、封边机、进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22，所述封边传输线包括进料输送线3.11和出料输送线3.36，所述封边传输线上设有多个板材位置检测传感器；其中，进料输送线3.11、进料缓存仓3.17、扫码装置B₁ 3.20、封边机、出料缓存仓3.22和出料输送线3.36按照板材传输方向依次设置；所述封边控制系统与所述板材位置检测传感器、封边传输线、扫码装置B₁ 3.20、封边机、进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22电连接，接收各个设备反馈的信息，并对各个设备的动作进行控制。

首先进料输送线3.11将待封边的板材输送到扫码装置B₁ 3.20处，扫描板材上的识别码；然后，将经过扫码装置B₁ 3.20识别后的所述板材传输到封边机进行封边；最后，出料输送线3.36将封完边后的板材传输到钻孔工段1.4。在封边之前通过扫码装置B₁ 3.20对板材进行识别，可实时了解到订单中哪些板材还没封边，哪些封边已经完成，对生产过程进行监控。

进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22用于缓存板材和调节封边工序节拍，例如在封边机上游的传输线发生堵塞时，进料输送线3.11先将板材输送到进料缓存仓3.17内；封边机下游的传输线发生堵塞时，先将封完边后的板材输送到出料缓存仓3.22内。对封边传输线上板材位置的检测通过所述板材位置检测传感器来实现，所述封边控制装置根据所述板材位置检测传感器反馈的信息判断板材的位置，传输速度，相邻板材之间的距离等，并根据这些信息作出是否将板材缓存的决定。所述板材位置检测传感器可采用光电传感器，安装在输送线侧面或者滚筒、皮带的间隙内。进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22结构和工作原理相同，可采用公开号CN207566270U、CN207774057U、CN207551341U、CN207566281U等专利文献公开的方案。所述封边传输线在经过进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22的位置可采用双层滚筒线3.16。封边前板材的缓存过程如下：板材从进料输送线3.11入双层滚筒线3.16的上层滚筒，当上层滚筒线满料时进料缓存仓3.17的梭型叉3.18会把上层滚筒线上的板材全部叉起，然后根据所述封边控制系统发出指令放在进料缓存仓3.17的板材架的相应位置；当双层滚筒线3.16的下层滚筒处于没有料的状态时，所述封边控制系统发出指令让梭型叉3.18将板材架上的相应位置的板材叉起放在下层滚筒线上，所述下层滚筒线将板材传输到扫码装置B₁ 3.20和封边机处。封边后板材的缓存过程与封边前板材的缓存过程类似，这里不再赘述。替代地，经过进料缓存仓3.17和出料缓存仓3.22的封边传输线也可采用单层滚筒。

在对板材封边之前可采用板材质量检测装置3.13对板材质量进行检测，主要是尺寸和表面缺陷的检测，板材质量检测装置3.13采用标准化的CCD在线检测设备。板材质量检测装置3.13安装在进料输送线3.11上。相应地，进料输送线3.11上安装有扫码装置B₂3.12。扫码装置B₂ 3.12扫描经过其下方的板材上的识别码，确认是订单中的哪一块板材在接受质量检测。进料缓存仓3.17和板材质量检测装置3.13之间的线路上设有不合格件输出口(NG口)3.15，NG口3.15通过分流输送线3.14与进料输送线3.11连接。当板材质量检测装置3.13检测到不合格板材后，进料输送线3.11将不合格板材传输到与分流输送线3.14的交汇处停止，分流输送线3.14启动将不合格板材传输到NG口3.15。由于在质量检测之前，读取了板材上的识别码，即确定了订单中哪些板材是合格的，哪些是不合格的。

分流输送线3.14的具体细节对本实用新型来说是不相关的，例如，可采用皮带输送线，与进料输送线3.11的滚筒部分垂直，交汇处及转角处，分流窄皮带分布在滚筒间隙中，分流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。

本实施例中可以采用对矩形板材(包括正方形板材)封边的封边机，也可以采用对异形板材封边的封边机。下面以对矩形板材封边的封边机为例，详细说明封边机在工段中的布置方式。封边机包括分别对矩形板材四个边进行封边的第一封边机3.21、第二封边机3.24、第三封边机3.30和第四封边机3.32。第一封边机3.21通过所述封边传输线的第一输送线3.19连接进料缓存仓3.17，例如与经过进料缓存仓3.17的双层输送线3.16下层的输送线连接，扫码装置B₁ 3.20设置在第一输送线3.19上，第二封边机3.24通过所述封边传输线的第二输送线3.23连接上游的第一封边机3.21，第一封边机3.21和第二封边机3.24对板材的一组对边进行封边，例如矩形板材的一组长边，因此第一封边机3.21和第二封边机3.24应当位于传输线的两侧。第三封边机3.30通过所述封边传输线的第三输送线连接上游的第二封边机3.24，所述第三输送线在传输板材的同时可将板材旋转90度，使板材的另一组对边(例如矩形板材的一组短边)与第三封边机3.30和第四封边机3.32平行，第四封边机3.32通过封边传输线的第四输送线3.31连接上游的第三封边机3.30；出料缓存仓3.22通过封边传输线的第五输送线3.33连接上游的第四封边机3.32。

其中，所述第一输送线3.19、第二输送线3.23、第三输送线、第四输送线3.31均包括使板材靠向下游封边机所在侧的靠边装置，例如靠边滚筒。

所述第三输送线采用U形回转输送线将第二封边机3.24封完边后的板材输送到下游的第三封边机3.30，U形回转输送线的具体细节对本实用新型来说是不相关的，例如可包括依次设置的直皮带输送线3.25、90度弧形皮带输送线3.26、直线滚筒输送线A 3.27、转角皮带输送线3.28和直线滚筒输送线B 3.29。90度弧形皮带输送线3.26使板材旋转90度后继续向前传输到直线滚筒输送线A 3.27。直线滚筒输送线A 3.27和直线滚筒输送线B 3.29方向垂直，转角皮带输送线3.28用于将直线滚筒输送线A 3.27上的板材平移到直线滚筒输送线B 3.29，转角皮带输送线3.28结构和功能与分流输送线3.13相同。其中，直线滚筒输送线B 3.29为使板材靠向第三封边机的靠边滚筒。

因为在封边之前，板材的长边与封边传输线的传输方向平行，可以较少的占用传输线的宽度；在封边完成后为了使板材恢复到其长边与封边传输线的传输方向平行的状态，在出料缓存仓3.22与第四封边机3.32之间的第五输送线3.33上设有将板材旋转90度的旋转装置3.34。在第五输送线3.33的侧方向还设有人工抽检口3.35，以抽检封边质量。

对上述实施例中的封边工段进行控制的方法，包括以下步骤：

1、进料输送线3.11将开完料并贴有识别码的板材传输到扫码装置B₁ 3.20处进行扫码；

2、将经过扫码装置B₁ 3.20识别后的所述板材传输到封边机进行封边；

3、出料输送线3.36将封边后的板材输出；

封边之前，若所述板材位置检测传感器检测到封边机上游的传输线满料时，即进料输送线3.11输送来的待封边板材太多，在封边机上游的线路上排布不下时，进料输送3.11线先将板材输送到进料缓存仓3.17内；若所述板材位置检测传感器检测到封边机下游的传输线满料时，即封边机封完边的板材太多，而封边机下游的工序(如钻孔)又处理不过来，板材在封边机下游的线路上排布不下时，先将封完边后的板材输送到出料缓存仓3.22内。

在将所述板材传输到封边机之前执行以下步骤：

扫码装置B₂ 3.12扫描板材上的识别码；

将经过扫码装置B₂ 3.12识别后的所述板材传输到板材质量检测装置3.13进行尺寸和表面缺陷的检测，若板材质量检测装置3.13检测到所述板材不合格，所述封边传输线将不合格板材传输到位于进料缓存仓3.17和板材质量检测装置3.13之间的线路上的不合格件输出口3.15，若合格则将所述板材传输到下游的进料缓存仓3.17进行缓存或封边机进行封边。

图5示出了钻孔工段1.4，钻孔工段1.4连接位于上游的封边工段1.3，可根据订单信息、设计参数、加工信息等对封了边的板材进行打孔，然后将打完孔的板材传输到下游的分拣工段1.5。

钻孔工段1.4包括钻孔控制系统和钻孔传输线。所述钻孔传输线包括进料输送线4.11、无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16、单面孔板材输送线4.17和出料输送线4.22。进料输送线4.11位于上游，通过分流输送线4.14将贴有识别码的板材输送到无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16和单面孔板材输送线4.17上。无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16和单面孔板材输送线4.17通过汇流输送线4.21将板材汇集到下游的出料输送线4.22上。在本实用新型中，同时对双面孔板材、单面孔板材进行打孔，并将不需要打孔的板材通过单独的输送线进行传输，提高整个打孔作业的效率。

分流输送线4.14具体技术细节对本实用新型来说是不相关的，例如，可为多条并列的窄皮带，与滚筒式的进料输送线4.11、无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16、单面孔板材输送线4.17垂直，在交汇处，分流窄皮带分布在滚筒间隙中，分流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。其中，无孔板材输送线4.15，或双面孔板材输送线4.16，或单面孔板材输送线4.17可以是与进料输送线4.11一体的。汇流输送线4.21的结构和工作原理与分流输送线4.14类似，这里不再赘述。

所述钻孔传输线每隔一段距离都设有板材位置检测传感器，例如在分流与汇流位置处，可做到对订单中的每块板材的位置进行追踪。板材位置检测传感器可采用光电传感器，安装在输送线侧面或者滚筒、皮带的间隙内。

板材进入进料输送线4.11时一般是长边与传输方向一致，这样传输线可以不用做的很宽，

不同的板件有不同的打孔工艺，部分特殊板件需要旋转方向进入打孔设备，同时也需要在进料输送线4.11上判断板材该分配到哪台打孔设备。因此，进料输送线4.11上按板材传输方向依次设有扫码装置C₁ 4.12和第一板材旋转装置4.13。扫码装置C₁ 4.12读取板材上的识别码，所述钻孔工段控制装置根据扫码装置C₁4.12读取的信息可查询该板材对应的订单信息、设计参数、加工信息，进而判断所述板材是否为单面孔板材、或双面孔板材、或无孔板材，以及所述板材是否需要旋转后进入下游的打孔设备。第一板材旋转装置4.13可将需要旋转的板材旋转90度。相应地，在出料输送线4.22上按板材传输方向依次设有扫码装置C₂ 4.26和第二板材旋转装置4.27，扫码装置C₂ 4.26读取汇流输送线4.21汇流过来的板材上的识别码，所述钻孔控制系统根据扫码装置C₂ 4.26读取的信息可查询该板材对应的订单信息、设计参数、加工信息，进而判断所述板材是否被第一板材旋转装置4.13旋转过，若旋转过，则第二板材旋转装置4.27再次将所述板材旋转相同角度，例如90度，确保板材长边与传输方向一致，也使板材上二维码位置相对固定，方便后续加工过程中的扫码。

双面孔板材输送线4.16上按板材传输方向依次设有板材缓存装置4.18、扫码装置C₃ 4.24和双面打孔设备4.19。分流输送线4.14将需要双面打孔的板材分配到双面孔板材输送线4.16上，双面打孔设备4.19打孔之前需要扫码装置C₃ 4.24读取板材上的识别码，确定孔的位置、规格尺寸等信息。双面打孔设备4.19能对板材上下表面及侧面进行打孔或开槽。通过双面孔板材输送线4.16上的板材位置检测传感器反馈的信息，判断该传输线是否拥堵，若是，则将进料输送线4.11传输来的板材先缓存在板材缓存装置4.18内，调节双面打孔设备4.19打孔的节拍。

单面孔板材输送线4.17上按板材传输方向依次设有扫码装置C₄ 4.25和单面打孔设备4.20。

分流输送线4.14将需要单面打孔的板材分配到单面孔板材输送线4.17，单面打孔设备4.20打孔之前需要扫码装置C₄ 4.25读取板材上的识别码，确定孔的位置、规格尺寸等信息。单面打孔设备4.20能对板材的上表面及相邻的侧面进行打孔或开槽。

无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16、单面孔板材输送线4.17的数量可根据加工需求设置，例如，本实施例中无孔板材输送线4.15和双面孔板材输送线4.16具有一条，而单面孔板材输送线4.17具有两条。

出料输送线4.22还设有板材清洁机4.23和另一板材缓存装置4.28。板材清洁机4.23清除板材打孔或开槽后上下表面残留的杂物，板材通过清洁机构间隙，毛刷通过不停旋转清扫板材上下面，板材清洁机4.23自动增加清洁剂到毛刷表面增强去污效果，抽尘口不停抽尘防止灰尘累积。板材清洁方式为通过式，即边向前传送板材边对其进行清洁，本实施例的板材清洁机4.23能够满足不同厚度板材的清洁需求。由于多条输送线汇集到出料输送线4.22，可能出现板材拥堵的情况，可通过出料输送线4.22上的板材位置检测传感器反馈的信息，判断该传输线是否拥堵，若是，则将无孔板材输送线4.15、双面孔板材输送线4.16、单面孔板材输送线4.17传输来的板材先缓存在板材缓存装置4.28内。

板材缓存装置4.18，4.28可采用公开号CN207774242U专利文献中的链式缓存装置，工作原理为，板材进入滚筒线，滚筒线得到信号，当板材完全进入滚筒线时滚筒线停止动作；当板材停在滚筒线上时，缓存升降机会把滚筒线上的板材提起到相应位置，如此类推可一直缓存30块板；当需取料时，缓存升降机按间隔下降至辊筒线上，板材平稳放置于辊筒线上，再由辊筒线输送走。

所述钻孔控制系统可与所述钻孔传输线、扫码装置C₁ 4.12、扫码装置C₂4.26、扫码装置C₃ 4.24、扫码装置C₄ 4.25、第一板材旋转装置4.13、第二板材旋转装置4.27、双面打孔设备4.19、单面打孔设备4.20、板材缓存装置4.18，4.28和板材位置检测传感器电连接，接收各个设备反馈的信息，并对各个设备的动作进行控制。

板材钻孔工段的控制方法，包括：

进料输送线4.11将贴有识别码的板材输送到扫码装置C₁ 4.12处；

扫码装置C₁ 4.12读取所述板材上的识别码；

将经过扫码装置C₁ 4.12识别后的所述板材首先传输到第一板材旋转装置4.13处，然后将需要双面打孔的板材输送到双面孔板材输送线4.16上的双面打孔设备4.19处打孔，将需要单面打孔的板材输送到单面孔板材输送线4.17上的单面打孔设备4.20处打孔，将不需要打孔的板材通过无孔板材输送线4.15输送到下游的出料输送线4.22上；

双面孔板材输送线4.16和单面孔板材输送线4.17将打完孔的板材传输到下游的出料输送线4.22上。

在将板材分配到相应打孔设备之前，根据扫码装置A 4.12读取的所述识别码，判断所述板材是否需要旋转，若需要，则第一板材旋转装置4.13将所述板材旋转90度，此目的在于针对不同的板件有不同的打孔工艺，部分特殊板件需要旋转方向进入设备加工。

出料输送线4.22上按板材传输方向依次设有扫码装置C₂ 4.26和第二板材旋转装置4.27，扫码装置C₂ 4.26读取所述板材上的识别码；根据扫码装置C₂ 4.26读取的所述识别码，判断所述板材是否需要旋转，若需要，则第二板材旋转装置C₂ 4.26将所述板材旋转90度，确保板材恢复到进入进料输送线4.11时长边与传输方向一致的状态，也使板材上二维码位置相对固定，方便后续工序的扫码。

双面打孔设备4.19打孔之前通过双面孔板材输送线4.16上的扫码装置C₃4.24读取板材上的识别码。

单面打孔设备4.20打孔之前通过单面孔板材输送线4.17上的扫码装置C₅4.25读取板材上的识别码。

双面孔板材输送线4.16满料时，即上游进料输送线4.11传输来的板材在双面孔板材输送线4.16上排布不下时，将需要双面打孔的板材缓存在板材缓存装置4.18内。出料输送线4.22出现满料时，即双面孔板材输送线4.16、单面孔板材输送线4.17、无孔板材输送线4.15传输来的板材太多，在出料输送线4.22排布不下时，将板材缓存在另一板材缓存装置4.28内。

图6示出了分拣工段1.5，分拣工段1.5可参考公开号CN207774092U、CN108080288A中的方案。分拣工段包括：与钻孔工段1.4的出料输送线4.22相连的第一滚筒输送线5.11，和设置在第一滚筒输送线5.11上方的扫码装置5.12。扫码装置5.12下游设置分流皮带线5.14，分流皮带线5.14连通着人工抽检口5.13以及与第一滚筒输送线5.11平行的第二滚筒输送线5.15。对于分流皮带线5.14，在交汇处及转角处，分流窄皮带分布在滚筒间隙中，分流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。在人工抽检口5.13处抽检板材打孔或开槽是否合格。分流皮带线5.14下游，第一滚筒输送线5.11和第二滚筒输送线5.15上方依次各设置三台分拣机械手5.16，分拣机械手5.16为夹持式，机械手的底座台跨坐在滚筒线上方。以各机械手底座台为圆心，围绕布置多组板材缓存书架5.17。分拣机械手5.16根据指令将同一订单的板材分拣到缓存书架5.17同一区域缓存。第一滚筒输送线5.11和第二滚筒输送线5.15在分拣机械手5.16下游经汇流皮带线5.18汇合为一条皮带输送线。对于汇流皮带线5.18，在交汇处及转角处，汇流窄皮带分布在滚筒间隙中，汇流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。汇流后皮带线5.18连接包装工段1.6。钻孔工段1.5流过来的板材先要扫码，然后再进行分拣，分拣机械手5.16将板材抓到板材缓存书架5.17上。下料时，分拣机械手5.16根据MES系统给的信息依次将板放到输送线上。人工抽检口5.13处可检查板材质量，另外，扫不到码的板材也从人工抽检口5.13流出。合格板材依次流到最远分拣机械手和最近分拣机械手。分拣机械手5.16依MES系统反馈信息将板材存放在板材缓存书架5.17上。板材到分拣机械手5.16夹持位之后流水线下侧顶升机构将整个板材顶起；机械手夹取板材放到缓存书架5.17上；A区书本架放满，后面流过来的木板流到B区，B区重复A区工作，同时A区下料；下料动作流程为远端分拣机械手将板材放到上层出料线，近端分拣机械手将板材放到下层流水线,下料顺序由MES系统给出指令,B区上料时A区下料，A区下料时B区上料,上下层流水线依次按顺序汇流到下层流水线流到下个工位；每个分拣机械手后面的出料线体必须保持10块板的线上缓存。

图7示出了包装工段1.6，包括包装控制系统、包装传输线、堆垛机械手6.13、抓垛机械手6.17、自动裁纸设备6.18和位于包装传输线上的多个板材位置检测传感器。

包装传输线每隔一段距离都设有板材位置检测传感器，可做到对每块板材的位置进行追踪。板材位置检测传感器可采用光电传感器，安装在输送线侧面或者滚筒、皮带的间隙内。板材位置检测传感器将信息反馈给包装控制装置，包装控制装置进而可控制对应位置的包装传输线动作，实现板材的精确传输。

包装传输线包括进料输送线6.11、板垛输送线6.14和包装线6.20。进料输送线6.11上设有扫描板材上识别码的扫码装置D 6.12，为了扫码方便，进料输送线6.11具有使板材靠向扫码装置D 6.12一侧的靠边滚筒。进料输送线6.11连接上游的分拣工段，分拣工段将分完包的板材输送到进料输送线6.11上。分包的原则是每包板件不超重、现有的纸皮尺寸能够生产相应的纸箱、每包板垛中板件间的尺寸偏差最小、泡沫填充的体积最小。分包后的板件会按特定的原则出库，例如按板垛、订单、车次、区域由高至低的优先等级顺序出库。其中，分拣工段的具体细节可采用公开号为CN207774092U、CN108080288A文献中的方案。

堆垛机械手6.13位于进料输送线6.11和板垛输送线6.14之间的位置，将进料输送线6.11上的板材搬运到板垛输送线6.14上，使同一个包的板材堆叠在一起，其中码垛按大到小的顺序依次堆叠板材，形成板垛，而且同一个包内的板材应当属于同一批订单。扫码装置D 6.12会扫描从上游传输过来的板材的识别码，若扫码装置D 6.12读取的信息与传输给堆叠机械手6.13的信息吻合，堆垛机械手6.13才会进行堆垛动作，一方面可以保证板件不会错包，另一方面保证了堆垛的正确性。包装控制装置传输给堆垛机械手6.13的信息不仅包含了板材的尺寸信息，还包含板材在板垛中的位置信息。本实施例中，可设置至少两台堆垛机械手6.13，交替将进料输送线6.11上的板材搬运到板垛输送线6.14上，提高堆垛效率。

板垛输送线6.14上设有测量规整设备6.15，每个包内的板材堆叠完后，板垛输送线6.14将所述板垛输送到测量规整设备6.15将板垛规整齐，测量出板垛的尺寸，并将尺寸信息反馈给包装控制装置。测量规整设备6.15采用具有光栅测量和机械测量功能的现有设备，首先进行光栅测量，当光栅测量的板垛尺寸与板垛理论尺寸在一定的误差范围内，以光栅测量的尺寸为准；反之，则会启用机械测量装置，以机械测量的结果为准，机械测量装置一方面可以测量板垛的实际尺寸，另一方面也可以对板垛进行规整，因为板垛在传输过程中难免会因惯性作用而出现不整齐的现象。板垛输送线6.14可包括皮带输送线和滚筒输送线，皮带输送线可位于测量规整设备6.15上游，靠近堆叠机械手6.13；滚筒输送线位于测量规整设备6.15下游，靠近抓垛机械手6.17。

自动裁纸设备6.18位于包装线6.20的上游，测量规整设备6.15测量出板垛的尺寸后，包装控制装置会将对应的包装纸的尺寸信息发送给自动裁纸设备6.18，自动裁纸设备6.18接收到信息后会进行相应的纸箱裁切工作。自动裁纸设备6.18裁切后的余料废纸通过废纸收集线6.19输送到废纸收集箱。

抓垛机械手6.17位于自动裁纸设备6.18下游并靠近测量规整设备6.15下游的板垛输送线6.14，当板垛和裁切好的纸箱都到位后，抓垛机械手6.17会进行抱垛动作，将板垛放入到纸箱内的相应位置，此时的纸箱为平面展开状态。

包装线6.20将放有所述板垛的所述包装纸传输到下游进行包装。例如，纸箱流入到人工操作位，对于中封箱，人工操作位处会进行保护角的放置和胶带封箱工作；对于侧封箱，人工操作位处会进行保护角的放置、纸箱边角的钉箱及泡沫的填充工作。后续纸箱会继续输送线到达自动封箱设备6.22，在封箱设备内，对于中封箱，封箱机不动作，中封箱直接流入到下一工序。对于侧封箱，在封箱机内会进行涂胶和侧盖压合动作。

封箱后就进行包装箱标签(二维码或条形码)的自动打印和粘贴工作，至此，自动封箱工作已完成。通过所述标签信息可查询到对应的订单信息。标签的粘贴可采用贴码装置来完成，贴完码后在利用扫码装置E 6.23扫码核对信息。

自动封箱设备6.22连接出料输送线6.24，出料输送线6.24连接到入库输送线6.25，入库输送线6.25通到库房6.26，例如库房的升降货梯口，自动入库储存。

包装工段的控制方法，包括：

进料输送线6.11将贴有识别码的板材传输到扫码装置D 6.12处；

扫码装置D 6.12读取所述板材上的识别码；

若扫码装置D 6.12读取的信息与传输给堆叠机械手6.13的信息吻合，堆垛机械手6.13将所述板材抓取到板垛输送线6.14上，并将属于同一个包的板材堆叠在一起，形成板垛；

每个包内的板材堆叠完后，板垛输送线6.14将所述板垛输送到测量规整设备6.15；

测量规整设备6.15测量板垛的尺寸；

板垛输送线6.14将确定完尺寸的所述板垛输送到下游；

自动裁纸设备6.18根据所述板垛的尺寸裁取与所述板垛匹配的包装纸，然后将所述包装纸输送到抓垛机械手6.17处；

抓垛机械手6.17将所述板垛抓取到所述包装纸上；

包装线将放有所述板垛的所述包装纸传输到下游进行包装。

Claims (10)

1.一种定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，包括按加工顺序依次布置的立体仓储系统(1.1)、开料工段(1.2)、封边工段(1.3)、钻孔工段(1.4)、分拣工段(1.5)和包装工段(1.6)；

立体仓储系统(1.1)连接开料工段(1.2)将待开料板材传输到开料工段(1.2)；

开料工段(1.2)包括开料控制系统、开料传输线和自动开料设备(2.19)；所述开料传输线包括：将待开料板材传输到自动开料设备(2.19)的上料输送线(2.17)；传输自动开料设备(2.19)切割后的板材的出料输送线(2.21)，所述切割后的板材包括余料板和半成品板，出料输送线(2.21)上设有给余料板和半成品板贴识别码的贴码装置(2.22)；和将贴有识别码的余料板输送到余料收集架(2.30)、半成品板输送到下游封边工段的下料输送线(2.28)，下料输送线(2.28)上设有扫码装置A(2.29)，余料收集架(2.30)位于扫码装置A(2.29)下游；

封边工段(1.3)包括封边控制系统、封边传输线、扫码装置B₁(3.20)、封边机、进料缓存仓(3.17)和出料缓存仓(3.22)；所述封边传输线包括传输开料工段(1.2)的下料输送线(2.28)输送来的板材的进料输送线(3.11)，和将封完边的板材传输到钻孔工段(1.4)的出料输送线(3.36)；其中，所述进料输送线(3.11)、进料缓存仓(3.17)、扫码装置B₁(3.20)、封边机、出料缓存仓(3.22)和出料输送线(3.36)按照板材传输方向依次设置；

钻孔工段(1.4)包括钻孔控制系统、钻孔传输线和钻孔设备，所述钻孔传输线包括：将封边工段(1.3)的出料输送线(3.36)传输来的板材输送到钻孔设备所在线路进行打孔的进料输送线(4.11)，和将打完孔的板材以及无孔板材传输到分拣工段的出料输送线(4.22)；进料输送线(4.11)上按板材传输方向依次设有扫码装置C₁(4.12)和第一板材旋转装置(4.13)，出料输送线(4.22)上按板材传输方向依次设有扫码装置C₂(4.26)和第二板材旋转装置(4.27)；

包装工段包括包装控制系统、包装传输线、堆垛机械手(6.13)、抓垛机械手(6.17)、自动裁纸设备(6.18)；包装传输线包括连接到分拣工段的进料输送线(6.11)，板垛输送线(6.14)，和包装线(6.20)；堆垛机械手(6.13)位于进料输送线(6.11)和板垛输送线(6.14)之间的位置，进料输送线(6.11)上设有扫描板材上识别码的扫码装置D(6.12)，板垛输送线(6.14)上设有测量规整设备(6.15)，自动裁纸设备(6.18)位于包装线(6.20)的上游，抓垛机械手(6.17) 位于自动裁纸设备(6.18)下游并靠近测量规整设备(6.15)下游的板垛输送线(6.14)。

2.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，自动开料设备(2.19)的旁边设有将切割后的板材抓取到出料输送线(2.21)上的取料机械手(2.20)。

3.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，开料工段(1.2)还包括进料输送线(2.15)，进料输送线(2.15)正上方设有将其上的板材抓取到上料输送线(2.17)上的龙门式机械手(2.16)。

4.根据权利要求3所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，开料工段(1.2)的进料输送线(2.15)与立体仓储系统(1.1)的出库输送线(1.14)之间设有轨道(2.14)，轨道(2.14)上安装有输送小车(2.13)；输送小车(2.13)一侧靠近出库输送线(1.14)，相对的另一侧靠近进料输送线(2.15)。

5.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，所述钻孔传输线还包括无孔板材输送线(4.15)、双面孔板材输送线(4.16)、单面孔板材输送线(4.17)，进料输送线(4.11)位于上游以将贴有识别码的板材输送到无孔板材输送线(4.15)、双面孔板材输送线(4.16)和单面孔板材输送线(4.17)上，出料输送线(4.22)位于下游以接收从无孔板材输送线(4.15)、双面孔板材输送线(4.16)和单面孔板材输送线(4.17)传输来的板材；双面孔板材输送线(4.16)上按板材传输方向依次设有板材缓存装置(4.18)、扫码装置C₃(4.24)和双面打孔设备(4.19)，单面孔板材输送线(4.17)上按板材传输方向依次设有扫码装置C₄(4.25)和单面打孔设备(4.20)。

6.根据权利要求5所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，钻孔工段(1.4)的出料输送线(4.22)上设有另一板材缓存装置(4.28)。

7.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，开料工段(1.2)的下料输送线(2.28)和/或钻孔工段(1.4)的出料输送线(4.22)上设有清洗板材的清洁机。

8.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，封边工段(1.3)的进料输送线(3.11)上设有扫码装置B₂(3.12)和板材质量检测装置(3.13)，进料缓存仓(3.17)和板材质量检测装置(3.13)之间的线路上设有不合格件输出口(3.15)。

9.根据权利要求1所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，所述封边机包括分别对矩形板材四个边进行封边的第一封边机(3.21)、第二封边机(3.24)、第三封边机(3.30)和第四封边机(3.32)；第一封边机(3.21)通过所述封边传输线的第一输送线(3.19)连接进料缓存仓(3.17)，扫码装置B₁(3.20)设置在第一输送线(3.19)上；第二封边机(3.24)通过所述封边传输线的第二输送线(3.23)连接上游的第一封边机(3.21)；第三封边机(3.30)通过所述封边传输线的第三输送线连接上游的第二封边机(3.24)，所述第三输送线为U形回转输送线；第四封边机(3.32)通过所述封边传输线的第四输送线(3.31)连接上游的第三封边机(3.30)；出料缓存仓(3.22)通过所述封边传输线的第五输送线(3.33)连接上游的第四封边机(3.32)。

10.根据权利要求9所述的定制家具板材的自动化生产线，其特征在于，封边工段(1.3)的第五输送线(3.33)上设有将板材旋转90度的旋转装置(3.34)。