CN220051097U - 带刀库的吸盘自动定位的加工中心及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心及控制系统，包括有左右并排间距布置的一号加工中心和二号加工中心，一号加工中心和二号加工中心之间设置有机器人；一号加工中心的右侧和二号加工中心的左侧均设置有输送线；一号加工中心和二号加工中心均包括有底座、龙门架装置、机头、工作台装置；左立柱上连接有刀库装置；机头包括左机头和右机头；左机头设置有换刀电主轴，换刀电主轴可用于配合刀库装置进行换刀；工作台装置包括复数组移动工作台机构，移动工作台机构为自动定位移动工作台机构；借此，其实现了两个加工中心的串联，实现了一个总控同时控制两个加工中心的设计，更具智能化，具备刀库，实现了自动换刀设计。

Description

带刀库的吸盘自动定位的加工中心及控制系统

技术领域

本实用新型涉及木工机械加工领域技术，尤其是指一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心及控制系统。

背景技术

随着微处理器的出现，世界进入了一个全新的数控时代，用计算机才可以实现的多轴控制的机床迅速兴起，使木材加工进入了一个自动化、智能化时代，数控木材加工中心在木材加工领域的应用越来越普遍。

现有技术中，数控木材加工中心可以完成镂铣、垂直钻孔、开槽工序，借助于木材加工中心，可以方便对木材进行加工，能够提高生产效率。而由于木材需要进行各种加工处理才能出成品，使得除却木材加工中心外，还需要其他制作工序对木材进行加工，为此，对于一件木材从开始制作到出成品形成了一条生产线。而由于木材的制作中，通常会多条生产线同时进行加工，现有技术中的用于木材的各个加工中心是独立工作的，彼此之间无法进行工作上的联动，导致对于每个加工中心均需要单独的上下料机构以进行上下料，这样会增加设备的成本，同时，需要更多的人工分别对不同的加工中心进行监控，无法使各个加工中心之间联系起来，导致不能做到一个总控同时控制两个以上加工中心，无法达到更具智能化生产的目的；以及，现有技术中的加工中心通常不具备刀库，导致在需要更换不同的刀具时，需要停机并自外界另取刀具再进行人工换刀，这样会导致其无法实现自动换刀，且人工换刀难以掌控对刀具的精确定位。

因此，需要研究出一种新的技术以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心及控制系统，其实现了两个加工中心的串联，实现了一个总控同时控制两个加工中心的设计，更具智能化，具备刀库，实现了自动换刀设计。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心，包括有左右并排间距布置的一号加工中心和二号加工中心，所述一号加工中心和二号加工中心之间设置有机器人；

所述一号加工中心的右侧和二号加工中心的左侧均设置有输送线；两条输送线左右并排间距设置；

每条输送线依制程顺序依次包括有进料滚筒、升降进料台、取料位、下料位，所述机器人往复运动于取料位、一号加工中心、二号加工中心、下料位之间，两条输送线的下料位之间设置有垫板暂停位；

所述一号加工中心和二号加工中心具有相同的结构，所述一号加工中心和二号加工中心均包括有底座、龙门架装置、机头、工作台装置；

所述工作台装置安装在底座上，所述龙门架装置可来回X向滑动地与底座安装在一起；所述机头可来回Y向滑动地安装在龙门架装置的横梁上；

所述横梁的左右两端分别通过左立柱、右立柱可滑动地连接于底座的左右两侧，所述左立柱上连接有刀库装置；所述横梁的左右两端分别延伸至左立柱、右立柱外；

所述机头包括左机头和右机头；所述左机头、右机头左右并列设置于龙门架装置的横梁上，且置于工作台装置正上方；所述左机头设置有换刀电主轴，所述换刀电主轴可用于配合刀库装置进行换刀；

所述取料位设置有机器人取料滚筒，所述机器人取料滚筒的输入侧衔接于升降进料台的输出侧，所述机器人取料滚筒的输入侧的一侧设置有固定式扫码枪；

所述下料位与垫板暂停位均设置有码垛升降机。

作为一种优选方案，所述工作台装置包括安装在底座上、沿X向排列的复数组移动工作台机构，所述移动工作台机构为自动定位移动工作台机构；每组所述自动定位移动工作台机构包括安装在底座上、可相对底座来回X向滑动的工作台和可独自Y向滑动地安装在每条工作台上的复数个吸盘机构。

作为一种优选方案，还包括有中控台，所述一号加工中心、二号加工中心、进料滚筒、升降进料台、机器人电性连接于中控台，所述一号加工中心、二号加工中心均连接有电柜，所述电柜电性连接于中控台。

作为一种优选方案，所述刀库装置包括基座及安装于基座上的刀盘、若干刀头、旋转机构、气缸驱动机构，所述基座的一端通过一连接板固定连接于左立柱的外侧，所述旋转机构安装于基座一侧的上方，所述旋转机构包括安装于基座一侧的旋转座和安装于旋转座上的旋转轴、驱动旋转轴的驱动单元，所述基座上于旋转机构的一侧连接有支撑柱，所述刀盘位于旋转座的上方并连接于旋转轴的上端，所述旋转轴的上端穿过刀盘连接于支撑柱的横向延伸部，若干刀头沿环形依次间距安装于刀盘的下端面；所述气缸驱动机构安装于刀盘的上表面，并用于气动驱动刀头。

一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其基于前述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心；包括有中控和分别连接于中控的一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统、线体控制系统、机器人控制系统；

所述一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统均包括有CNC控制器，所述CNC控制器包括有CPU模块、IO模块、运动模块和通信模块；

所述一号加工中心控制系统的通信模块连接于一号加工中心的机头的主轴变频器，并通过一号加工中心的机头的主轴变频器连接于一号加工中心的机头的主轴电机；所述一号加工中心控制系统的运动模块连接于一号加工中心的机头的轴进给伺服驱动器，并通过一号加工中心的机头的进给伺服驱动器连接于一号加工中心的机头的轴伺服电机；所述一号加工中心控制系统的IO模块连接于一号加工中心的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号；

所述二号加工中心控制系统的通信模块连接于二号加工中心的机头的主轴变频器，并通过二号加工中心的机头的主轴变频器连接于二号加工中心的机头的主轴电机；所述二号加工中心控制系统的运动模块连接于二号加工中心的机头的轴进给伺服驱动器，并通过二号加工中心的机头的进给伺服驱动器连接于二号加工中心的机头的轴伺服电机；所述二号加工中心控制系统的IO模块连接于二号加工中心的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号。

作为一种优选方案，所述线体控制系统通过线体IO端连接于进料滚筒、升降进料台、机器人取料滚筒及码垛升降机各自的辊筒线体执行装置；所述固定式扫码枪连接于线体控制系统。

作为一种优选方案，所述辊筒线体执行装置连接于进料滚筒、升降进料台、机器人取料滚筒及码垛升降机的相应的线体辊筒电机。

作为一种优选方案，所述机器人控制系统包括机器人IO端，所述线体控制系统连接有线体IO端，所述一号加工中心控制系统的IO模块、二号加工中心控制系统的IO模块、线体控制系统的线体IO端、机器人控制系统的机器人IO端之间交互信号。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过于一号加工中心和二号加工中心之间设置有机器人，并使机器人往复运动于取料位、一号加工中心、二号加工中心、下料位之间，如此，可使其实现了两个加工中心的串联，实现了一个总控同时控制两个加工中心的设计，更具智能化，且降低了设备成本，减少了人工，提高了生产效率；其次，通过于左立柱上连接有刀库装置，并使左机头设置有换刀电主轴，以使换刀电主轴可用于配合刀库装置进行换刀，如此，使其具备刀库，实现了自动换刀设计；以及，其控制系统包括有中控和分别连接于中控的一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统、线体控制系统、机器人控制系统，配合特定的加工控制方法步骤，可确保两个加工中心的加工控制可靠、智能、高效、运行稳定，避免出现漏板、错板、等待耽误工时等现象，实现了整机的全自动无人化操作。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的整体结构布局示意图；

图2是本实用新型之实施例的加工中心的整体组装立体示意图；

图3是本实用新型之实施例的刀库装置的立体结构示意图；

图4是本实用新型之实施例的控制系统框图；

图5是本实用新型之实施例的加工控制方法流程示意图；

图6是图5所示结构A处放大示意图；

图7是图5所示结构B处放大示意图；

图8是图5所示结构C处放大示意图。

附图标识说明：

10、一号加工中心 11、底座

12、龙门架装置 121、左立柱

122、右立柱 123、横梁

13、工作台装置 131、工作台

132、吸盘机构 14、左机头

15、右机头 20、二号加工中心

30、机器人 40、进料滚筒

50、升降进料台 60、取料位

61、机器人取料滚筒 62、扫码枪

70、下料位 80、垫板暂停位

90、刀库装置 91、基座

92、刀盘 93、刀头

94、旋转机构 941、旋转座

942、旋转轴 943、驱动单元

95、气缸驱动机构 96、连接板

97、支撑柱 101、码垛升降机

102、中控台 103、电柜

104、安全光带。

具体实施方式

请参照图1至图8所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构。

一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心，包括有左右并排间距布置的一号加工中心10和二号加工中心20，所述一号加工中心10和二号加工中心20之间设置有机器人30；其中：

所述一号加工中心10和二号加工中心20具有相同的结构，所述一号加工中心10和二号加工中心20均包括有底座11、龙门架装置12、机头、工作台装置13；所述工作台装置13安装在底座11上，所述龙门架装置12可来回X向滑动地与底座11安装在一起；所述机头可来回Y向滑动地安装在龙门架装置12的横梁123上；所述横梁123的左右两端分别通过左立柱121、右立柱122可滑动地连接于底座11的左右两侧，所述左立柱121上连接有刀库装置90；所述横梁123的左右两端分别延伸至左立柱121、右立柱122外；所述机头包括左机头14和右机头15；所述左机头14、右机头15左右并列设置于龙门架装置12的横梁123上，且置于工作台装置13正上方；所述左机头14设置有换刀电主轴，所述换刀电主轴可用于配合刀库装置90进行换刀，在需要换刀时，可由控制系统控制换刀电主轴配合刀库装置90进行气动自动换刀，其可采用现有的气动自动换刀结构和换刀电主轴；所述工作台装置13包括安装在底座11上、沿X向排列的复数组移动工作台131机构，所述移动工作台131机构为自动定位移动工作台131机构；每组所述自动定位移动工作台131机构包括安装在底座11上、可相对底座11来回X向滑动的工作台131和可独自Y向滑动地安装在每条工作台131上的复数个吸盘机构132。此处，所述一号加工中心10和二号加工中心20可采用现有的龙门数控加工中心，例如：中国专利号201920405723.8、授权公告号CN210705191U、授权公告日2020年06月09日的实用新型专利，公开的一种龙门数控加工中心，为了简洁减少篇幅，在此，不做赘述。

如图3所示，所述刀库装置90包括基座91及安装于基座91上的刀盘92、若干刀头93、旋转机构94、气缸驱动机构95，所述基座91的一端通过一连接板96固定连接于左立柱121的外侧，所述旋转机构94安装于基座91一侧的上方，所述旋转机构94包括安装于基座91一侧的旋转座941和安装于旋转座941上的旋转轴942、驱动旋转轴942的驱动单元943，所述基座91上于旋转机构94的一侧连接有支撑柱97，所述刀盘92位于旋转座941的上方并连接于旋转轴942的上端，所述旋转轴942的上端穿过刀盘92连接于支撑柱97的横向延伸部，若干刀头93沿环形依次间距安装于刀盘92的下端面；所述气缸驱动机构95安装于刀盘92的上表面，并用于气动驱动刀头93。

所述一号加工中心10的右侧和二号加工中心20的左侧均设置有输送线；两条输送线左右并排间距设置；每条输送线依制程顺序依次包括有进料滚筒40、升降进料台50、取料位60、下料位70，所述机器人30往复运动于取料位60、一号加工中心10、二号加工中心20、下料位70之间，两条输送线的下料位70之间设置有垫板暂停位80。

所述取料位60设置有机器人取料滚筒61，所述机器人取料滚筒61的输入侧衔接于升降进料台50的输出侧，所述机器人取料滚筒61的输入侧的一侧设置有固定式扫码枪62。所述下料位70与垫板暂停位80均设置有码垛升降机101。另外，其还包括有中控台102，所述一号加工中心10、二号加工中心20、进料滚筒40、升降进料台50、机器人30电性连接于中控台102，所述一号加工中心10、二号加工中心20均连接有电柜103，所述电柜103电性连接于中控台102。所述中控台102与加工中心之间设置有安全光带104。

接下来，请参照图4所示，介绍一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其基于前述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心；包括有中控和分别连接于中控的一号加工中心10控制系统、二号加工中心20控制系统、线体控制系统、机器人30控制系统；

所述一号加工中心10控制系统、二号加工中心20控制系统均包括有CNC控制器，所述CNC控制器包括有CPU模块、IO模块、运动模块和通信模块；

所述一号加工中心10控制系统的通信模块连接于一号加工中心10的机头的主轴变频器，并通过一号加工中心10的机头的主轴变频器连接于一号加工中心10的机头的主轴电机；所述一号加工中心10控制系统的运动模块连接于一号加工中心10的机头的轴进给伺服驱动器，并通过一号加工中心10的机头的进给伺服驱动器连接于一号加工中心10的机头的轴伺服电机；所述一号加工中心10控制系统的IO模块连接于一号加工中心10的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号；

所述二号加工中心20控制系统的通信模块连接于二号加工中心20的机头的主轴变频器，并通过二号加工中心20的机头的主轴变频器连接于二号加工中心20的机头的主轴电机；所述二号加工中心20控制系统的运动模块连接于二号加工中心20的机头的轴进给伺服驱动器，并通过二号加工中心20的机头的进给伺服驱动器连接于二号加工中心20的机头的轴伺服电机；所述二号加工中心20控制系统的IO模块连接于二号加工中心20的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号；

所述线体控制系统通过线体IO端连接于进料滚筒40、升降进料台50、机器人取料滚筒61及码垛升降机101各自的辊筒线体执行装置；所述固定式扫码枪62连接于线体控制系统；

所述机器人30控制系统包括机器人30IO端，所述一号加工中心10控制系统的IO模块、二号加工中心20控制系统的IO模块、线体控制系统的线体IO端、机器人30控制系统的机器人30IO端之间交互信号。

以及，所述辊筒线体执行装置连接于进料滚筒40、升降进料台50、机器人取料滚筒61及码垛升降机101的相应的线体辊筒电机。

请参照图5至图8所示，一种采用前述带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统的加工控制方法，包括有以下步骤：

步骤1：游移车进板，触发进料行程开关；

步骤2：进料滚筒40运行到停止位停止；

步骤3：进入升降进料台50；同时，检测升降进料台50是否空闲，若是，则进入升降进料台50，若否，则在进料滚筒40是等待进料；

步骤4：升降进料台50滚筒启动，到达停止位停止；

步骤5：检测机器人取料滚筒61是否空闲，若是，则升降进料台50推料进入机器人取料滚筒61直至机器人30取料位60，若否，则升降进料台50等待进料；

步骤6：固定式扫码枪62进行扫码；同时，检测固定式扫码枪62是否扫到码，若是，则更新板件ID；若否，则报警并进行人工扫码；

步骤7：检测是否垫板；若是，则发送垫板信号、发送最后一块板信号；若否，则板件到位；

步骤8：发送进料到位信号给机器人30，发送板件更新信号给总控，发送板件ID给总控；

步骤9：机器人30接到总控上下料指令及板件大小信号；

步骤10：机器人30执行；同时，机器人30收到垫板信号，将垫板码垛至垫板暂停位80的码垛升降机101；

步骤11：检测加工中心是否有工位空闲；若是，则机器人30上料到加工中心，加工中心开始加工，同时，机器人30返回取板位置与上料位置的信号发送给总控；若否，则检测加工中心是否有工位加工完成；

步骤12：若检测加工中心有工位加工完成，则检测下料位70是否有码垛位可码垛，若是，则机器人30取板下料至下料位70的码垛升降机101，若否，则检测是否有垫板；此处，检测是否有垫板，若是，则回到步骤11，若否，则机器人30从垫板暂停位80的码垛升降机101抓取垫板到下料位70的码垛位。

优选地，在步骤12中，机器人30取板下料至下料位70的码垛升降机101后，检测下料位70的码垛升降机101的码垛位是否达到出料条件，若是，则plc执行出料，若否，则发送信号给plc码垛位下移一层，此处，plc驱动下料位70的码垛升降机101的码垛位下移一层。

综上所述，本实用新型的设计重点在于，其主要是通过于一号加工中心和二号加工中心之间设置有机器人，并使机器人往复运动于取料位、一号加工中心、二号加工中心、下料位之间，如此，可使其实现了两个加工中心的串联，实现了一个总控同时控制两个加工中心的设计，更具智能化，且降低了设备成本，减少了人工，提高了生产效率；其次，通过于左立柱上连接有刀库装置，并使左机头设置有换刀电主轴，以使换刀电主轴可用于配合刀库装置进行换刀，如此，使其具备刀库，实现了自动换刀设计；以及，其控制系统包括有中控和分别连接于中控的一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统、线体控制系统、机器人控制系统，配合特定的加工控制方法步骤，可确保两个加工中心的加工控制可靠、智能、高效、运行稳定，避免出现漏板、错板、等待耽误工时等现象，实现了整机的全自动无人化操作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心，其特征在于：包括有左右并排间距布置的一号加工中心和二号加工中心，所述一号加工中心和二号加工中心之间设置有机器人；

所述一号加工中心的右侧和二号加工中心的左侧均设置有输送线；两条输送线左右并排间距设置；

每条输送线依制程顺序依次包括有进料滚筒、升降进料台、取料位、下料位，所述机器人往复运动于取料位、一号加工中心、二号加工中心、下料位之间，两条输送线的下料位之间设置有垫板暂停位；

所述一号加工中心和二号加工中心具有相同的结构，所述一号加工中心和二号加工中心均包括有底座、龙门架装置、机头、工作台装置；

所述工作台装置安装在底座上，所述龙门架装置可来回X向滑动地与底座安装在一起；所述机头可来回Y向滑动地安装在龙门架装置的横梁上；

所述横梁的左右两端分别通过左立柱、右立柱可滑动地连接于底座的左右两侧，所述左立柱上连接有刀库装置；所述横梁的左右两端分别延伸至左立柱、右立柱外；

所述机头包括左机头和右机头；所述左机头、右机头左右并列设置于龙门架装置的横梁上，且置于工作台装置正上方；所述左机头设置有换刀电主轴，所述换刀电主轴可用于配合刀库装置进行换刀；

所述取料位设置有机器人取料滚筒，所述机器人取料滚筒的输入侧衔接于升降进料台的输出侧，所述机器人取料滚筒的输入侧的一侧设置有固定式扫码枪；

所述下料位与垫板暂停位均设置有码垛升降机。

2.根据权利要求1所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心，其特征在于：所述工作台装置包括安装在底座上、沿X向排列的复数组移动工作台机构，所述移动工作台机构为自动定位移动工作台机构；每组所述自动定位移动工作台机构包括安装在底座上、可相对底座来回X向滑动的工作台和可独自Y向滑动地安装在每条工作台上的复数个吸盘机构。

3.根据权利要求1所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心，其特征在于：还包括有中控台，所述一号加工中心、二号加工中心、进料滚筒、升降进料台、机器人电性连接于中控台，所述一号加工中心、二号加工中心均连接有电柜，所述电柜电性连接于中控台。

4.根据权利要求1所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心，其特征在于：所述刀库装置包括基座及安装于基座上的刀盘、若干刀头、旋转机构、气缸驱动机构，所述基座的一端通过一连接板固定连接于左立柱的外侧，所述旋转机构安装于基座一侧的上方，所述旋转机构包括安装于基座一侧的旋转座和安装于旋转座上的旋转轴、驱动旋转轴的驱动单元，所述基座上于旋转机构的一侧连接有支撑柱，所述刀盘位于旋转座的上方并连接于旋转轴的上端，所述旋转轴的上端穿过刀盘连接于支撑柱的横向延伸部，若干刀头沿环形依次间距安装于刀盘的下端面；所述气缸驱动机构安装于刀盘的上表面，并用于气动驱动刀头。

5.一种带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其特征在于：其基于权利要求1至4中任一项所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心；包括有中控和分别连接于中控的一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统、线体控制系统、机器人控制系统；

所述一号加工中心控制系统、二号加工中心控制系统均包括有CNC控制器，所述CNC控制器包括有CPU模块、IO模块、运动模块和通信模块；

所述一号加工中心控制系统的通信模块连接于一号加工中心的机头的主轴变频器，并通过一号加工中心的机头的主轴变频器连接于一号加工中心的机头的主轴电机；所述一号加工中心控制系统的运动模块连接于一号加工中心的机头的轴进给伺服驱动器，并通过一号加工中心的机头的进给伺服驱动器连接于一号加工中心的机头的轴伺服电机；所述一号加工中心控制系统的IO模块连接于一号加工中心的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号；

所述二号加工中心控制系统的通信模块连接于二号加工中心的机头的主轴变频器，并通过二号加工中心的机头的主轴变频器连接于二号加工中心的机头的主轴电机；所述二号加工中心控制系统的运动模块连接于二号加工中心的机头的轴进给伺服驱动器，并通过二号加工中心的机头的进给伺服驱动器连接于二号加工中心的机头的轴伺服电机；所述二号加工中心控制系统的IO模块连接于二号加工中心的机头对应的机床开关量输入信号及负载输出信号。

6.根据权利要求5所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其特征在于：所述线体控制系统通过线体IO端连接于进料滚筒、升降进料台、机器人取料滚筒及码垛升降机各自的辊筒线体执行装置；所述固定式扫码枪连接于线体控制系统。

7.根据权利要求6所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其特征在于：所述辊筒线体执行装置连接于进料滚筒、升降进料台、机器人取料滚筒及码垛升降机的相应的线体辊筒电机。

8.根据权利要求5所述的带刀库的吸盘自动定位的加工中心的控制系统，其特征在于：所述机器人控制系统包括机器人IO端，所述线体控制系统连接有线体IO端，所述一号加工中心控制系统的IO模块、二号加工中心控制系统的IO模块、线体控制系统的线体IO端、机器人控制系统的机器人IO端之间交互信号。