用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構的制作方法

本發明涉及設備的定位控制技術領域，尤其涉及一種用于對板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構。

背景技術：

板狀工件的加工設備比較廣泛，領域涉及機械零部件加工、木工機械等，包括用于加工家具板材的封邊機、用于模具制造、五金機械、機床制造、液壓零件、閥類制造、紡織機械的倒角及去銑、刨等加工方式的倒角機以及用作對光滑表面物體的機械式研磨、拋光及打蠟的拋光機等等，上述設備的工作方式基本相同，通過輸送履帶將工件輸送到待加工區域通過加工裝置對工件的邊、角及面進行處理，生產效率高，且工人勞動強度大大降低。

但同時又存在另一個問題，不難看出，上述類似的加工設備為了獲得一個穩定的輸送效果，其輸送工件的方式均是采用履帶形成，配合輸送壓輥的壓緊對工件進行穩定的輸送，并且在到達加工區后，通過履帶的輸送帶動工件移動進行持續的加工。家具的封邊以及機械零部件的倒角均是對直線邊進行加工，由于工件需要人工放到履帶上進行輸送，因為是輸送履帶運轉的狀態下進料，最關鍵的問題是人工在放置工件到輸送履帶的一瞬間，很難保證工件放在持續運轉的輸送履帶上位置的準確度，也就是說，操作人員通過手持工件放置時，難以保證工件待加工部位能夠與輸送履帶的輸送方向保持垂直或平行，尤其用來加工尺寸較大的長條形工件，例如門板的封邊，待加工的門板邊緣尺寸較大，人工放置時的一個很細微的誤差，在放入履帶輸送到加工區時門板的待加工邊會出現尺寸偏差，使得門板發生輸送方向的軸線偏移，并且人工放置時沒有參照物以及定位結構，如圖1所示，將會給加工的尺寸及位置帶來較大的誤差影響，難以保證工件的產品質量。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、操作方便，在有效保證生產效率的同時，能夠確保加工尺寸準確無偏差的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，包括設于具有設備架體、加工裝置、輸送履帶的加工設備上的輸送履帶的輸送工件的方向上的在工件加工前，用于調整及控制工件的橫向或縱向軸線與輸送履帶的輸送方向，相對垂直或平行地進入加工區并完成加工工序的工件進給相對位置預調系統，所述工件進給相對位置預調系統包括:

一用于將置于輸送履帶上的工件與輸送履帶的相對位置進行調整的定位調節裝置；

一用于將置于輸送履帶上完成定位調節的工件與輸送履帶的相對位置進行限位鎖定，在隨輸送履帶進入加工區加工時確保工件與輸送履帶的相對位置不變的壓緊裝置；

一工件限位完成后用于關閉定位調節裝置并同時驅動工件隨輸送履帶移動進入加工區的伺服信號開關；

所述工件手動置于輸送履帶上后，定位調節裝置在輸送履帶上調整工件至加工所需位置，手動發送啟動信號至控制器，控制器接收啟動信號后發送用于對工件相對位置進行限位鎖定的信號給壓緊裝置，發送用于驅動定位調節裝置啟動動作的信號給定位調節裝置，發送用于控制輸送履帶運行狀態的信號至輸送履帶，以及發送用于驅動加工裝置在工件上進行加工的驅動信號至加工裝置，加工完成后所述控制器發送用于取消限位鎖定的信號給壓緊裝置，發送關閉用于調整工件至加工位置的信號給定位調節裝置，以及發送停止輸送履帶運動的信號給輸送履帶。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述定位調節裝置包括一沿輸送履帶的運動方向分別設于輸送履帶兩側的相互垂直設置的橫向定位板及可上下伸縮的縱向伸縮板，橫向定位板與向上伸出的縱向伸縮板之間形成一用于定位調節工件兩直角邊的定位區，所述縱向伸縮板連接有一用于驅動其上下伸縮的定位氣缸，定位氣缸接收控制器發送用于驅動縱向伸縮板縮回的信號后帶動縱向伸縮板縮回至輸送履帶表面以下。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述壓緊裝置包括一用于接收伺服信號開關的啟動信號后壓緊位置調節完成的工件的進料壓板，在進料壓板的底部設置有多個用于壓緊并導向工件沿輸送履帶移動的履帶壓輪，所述進料壓板上設置有用于驅動進料壓板帶動履帶壓輪壓緊工件的壓料氣缸，壓料氣缸接收控制器發送用于驅動進料壓板壓緊工件的信號后帶動履帶壓輪將工件壓于輸送履帶上。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述定位氣缸設于輸送履帶側面的下方，縱向伸縮板通過氣缸導桿與定位氣缸連接，在輸送履帶側面的下方設置有用于導向氣缸導桿穩定伸縮的定位直線軸承。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述進料壓板由沿輸送履帶移動方向連續設置的固定壓板及設于輸送履帶進料端的活動壓板組成，履帶壓輪順序均布于固定壓板及活動壓板的底部，所述壓料氣缸設于固定壓板上，并通過壓料導桿與活動壓板連接。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述固定壓板上設置有與壓料導桿連接的用于導向壓料導桿穩定伸縮的壓料直線軸承。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述橫向定位板自活動壓板向級進模的方向延伸設置，縱向伸縮板設于活動壓板與固定壓板的連接處。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述壓料氣缸沿活動壓板的長度方向順序設置兩個，均固定于壓料氣缸固定板上，所述壓料導桿頂部連接壓料氣缸固定板，底部連接活動壓板，在壓料氣缸固定板與固定壓板之間設置有與兩壓料氣缸活塞桿連接的，用于驅動壓料導桿沿固定壓板上下伸縮帶動活動壓板動作的反向伸縮桿

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述壓料導桿分別沿活動壓板的長度方向均布于固定壓板的兩側，分別通過設于固定壓板上的壓料直線軸承與活動壓板連接。

上述的用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，所述輸送履帶、定位氣缸、壓料氣缸及加工裝置上均設置有用于接收控制器發送的指令信號并轉換為電信號驅動輸送履帶、定位氣缸、壓料氣缸及加工裝置動作的信號轉換器。

本發明用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構的優點是：本發明開創了板狀工件加工設備領域的新紀元，解決了傳統封邊機、倒角機、拋光機等板狀工件加工設備無法精準加工的難題。通過定位調節裝置、壓緊裝置、伺服信號開關以及控制器的相互配合，通過控制輸送履帶的啟停，做到了間歇式的加工效果，操作人員放置工件時，輸送履帶停止，待工件位置調整好后控制器再發送信號驅動輸送履帶運轉，由于工件是放置在停止的輸送履帶上，因此在輸送履帶運動的時候，能夠確保放置在輸送履帶上的工件按照與輸送履帶垂直及平行的狀態進入加工區，加工部位在工件的上的位置及尺寸不變，加工形狀精準，加工部位的形狀不會發生偏斜，達到了加工部位尺寸及形狀準確無偏差的目的。

附圖說明

圖1為現有技術工件輸送過程中存在偏差的結構示意圖；

圖2為本發明的整體結構示意圖；

圖3為圖2中A部分的局部結構放大圖；

圖4為本發明工件進給相對位置預調系統的局部放大使用狀態圖；

圖5為工件置于輸送履帶上實現定位的位置結構示意圖；

圖6為工件的橫向、縱向軸線與輸送履帶輸送方向的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明；

如圖2、3、4、5、6所示，一種用于板狀工件加工設備的尺寸定位控制機構，包括設于具有設備架體1、加工裝置29、輸送履帶3的加工設備30上的輸送履帶3的輸送工件2的方向上的在工件2加工前，用于調整及控制工件2的橫向軸線5或縱向軸線6與輸送履帶3的輸送方向，相對垂直或平行地進入加工區并完成加工工序的工件進給相對位置預調系統4。

由于控制器一般設置于鎖扣裝訂機下方的機柜用，以保護控制器，防止被觸碰以及被腐蝕性氣體或者液體的腐蝕，在圖2-圖5中未顯示出來，所述的控制器優選采用環境適應能力高的PLC控制器，延長裝訂機的使用壽命。

在工件輸送裝置輸送工件的方向上，也就是向加工區輸送的方向，均設置有在工件2裝訂前用于調整及控制工件2的橫向或縱向軸線與兩輸送履帶3的輸送方向相對垂直或平行地進入級進模并完成裝訂工序的工件進給相對位置預調系統4。一般來說，對工件2的兩對稱邊進行裝訂的工件2大都單方向尺寸較大，為細長的長方形板體，操作人員手持板體的長邊中心將板體兩端同時放在兩輸送履帶3上，所以如圖6所示，工件2的橫向軸線5垂直于兩條平行的輸送履帶3，縱向軸線6平行于兩條輸送履帶3。

工件進給相對位置預調系統4包括:一用于將置于輸送履帶3上的工件2與輸送履帶3的相對位置進行調整的定位調節裝置7；一用于將置于輸送履帶3上完成定位調節的工件2與輸送履帶3的相對位置進行限位鎖定，在隨輸送履帶3進入級進模裝訂時確保工件2與輸送履帶3的相對位置不變的壓緊裝置8；一工件2限位完成后用于關閉定位調節裝置7并同時驅動工件2隨輸送履帶3移動進入級進模的伺服信號開關。

工件2手動置于輸送履帶3上后，定位調節裝置7在輸送履帶3上調整工件2至裝訂所需位置，手動發送啟動信號至控制器，控制器接收啟動信號后發送用于對工件2的相對位置進行限位鎖定的信號給壓緊裝置8，發送用于驅動定位調節裝置7啟動動作的信號給定位調節裝置7，發送用于控制工件輸送裝置運行狀態的信號至工件輸送裝置，以及發送用于驅動加工裝置29在工件2上進行加工的驅動信號至加工裝置29，加工完成后所述控制器發送用于取消限位鎖定的信號給壓緊裝置8，發送關閉用于調整工件2至加工位置的信號給定位調節裝置7，以及發送停止輸送履帶3運動的信號給工件輸送裝置。

定位調節裝置7包括一沿輸送履帶3的運動方向分別設于輸送履帶3兩側的相互垂直設置的橫向定位板9及可上下伸縮的縱向伸縮板10，橫向定位板9與向上伸出的縱向伸縮板之間形成一用于定位調節工件兩直角邊的定位區11，所述縱向伸縮板10連接有一用于驅動縱向伸縮板10上下伸縮的定位氣缸12，定位氣缸12接收控制器發送用于驅動縱向伸縮板10縮回的信號后帶動縱向伸縮板10縮回至輸送履帶3的表面以下。本發明實施例中，定位氣缸12設于輸送履帶3側面的下方，由于輸送履帶3的寬度比較小，并且橫向定位板9設置在輸送履帶3的一側，靠近輸送履帶3，因此縱向伸縮板10伸出后，縱向伸縮板10的側面與橫向定位板9的內側面組成一個直角空間，也就是定位區11，操作人員手持工件2將工件放在輸送履帶3上時，工件2的兩個直角面能夠恰好與縱向伸縮板10的側面13與橫向定位板9的內側面14接觸，實現定位。縱向伸縮板10通過氣缸導桿15與定位氣缸12連接，為確保縱向伸縮板10能夠在重復裝訂生產過程中實現穩定的伸縮，確保其與橫向定位板9絕對垂直，在輸送履帶3的側面的下方設置有用于導向氣缸導桿15穩定伸縮的定位直線軸承16，該定位直線軸承16與安裝在機架1上的工作臺17固定。

壓緊裝置8包括一用于接收伺服信號開關的啟動信號后壓緊位置調節完成的工件2的進料壓板18，所述進料壓板18由沿輸送履帶3的移動方向連續設置的固定壓板19及設于輸送履帶3的進料端20的活動壓板21組成，在進料壓板18的底部設置有多個用于壓緊并導向工件2沿輸送履帶3移動的履帶壓輪22，履帶壓輪22順序均布于固定壓板19及活動壓板21的底部，所述進料壓板18上設置有用于驅動進料壓板18帶動履帶壓輪22壓緊工件2的壓料氣缸23，壓料氣缸23設于固定壓板19上，并通過壓料導桿24與活動壓板21連接。固定壓板19上設置有與壓料導桿24連接的用于導向壓料導桿24穩定伸縮的壓料直線軸承25。壓料氣缸23接收控制器發送用于驅動進料壓板18壓緊工件2的信號后帶動履帶壓輪22將工件2壓于輸送履帶3上。本發明實施例的優選方案是，如圖4、5所示，壓料氣缸23沿活動壓板21的長度方向順序設置兩個，均固定于壓料氣缸固定板26上，所述壓料導桿24的頂部連接壓料氣缸固定板26，底部連接活動壓板21，在壓料氣缸固定板26與固定壓板19之間設置有與兩壓料氣缸活塞桿27連接的，用于驅動壓料導桿24沿固定壓板19上下伸縮帶動活動壓板21動作的反向伸縮桿28。為達到精確控制及穩定的驅動活動壓板21壓緊工件2，壓料導桿24分別沿活動壓板21的長度方向均布于固定壓板19的兩側，壓料導桿24分別在固定壓板19的兩側交叉設置兩個，四個壓料導桿24分別通過設于固定壓板19上的壓料直線軸承25與活動壓板21連接。

本發明的壓緊裝置8為了達到能夠穩定的驅動活動壓板21進行整體壓緊工件的目的，采用壓料氣缸23反向伸縮工作的方式，即不是通過壓料氣缸23自身的壓料氣缸活塞桿27直接對活動壓板21進行驅動，而是通過壓料氣缸活塞桿27與固定在活動壓板21上的反向伸縮桿28直接剛性連接，根據圖4、圖5可知，活動壓板21、壓料導桿24、壓料氣缸固定板26以及壓料氣缸23是作為一個固定的不可拆分的整體，由于在壓料氣缸固定板26與活動壓板21之間固定有多個壓料導桿24，那么當壓料氣缸23的壓料氣缸活塞桿27向外伸出時，向外的推壓力通過固定在固定壓板19上的反向伸縮桿28作用在固定壓板19上，由于固定壓板19是直接固定在機架1上的剛性結構，那么壓料氣缸23產生的向下的推壓力則會通過反向伸縮桿28轉變成一個背離固定壓板19的反向推力，該反向推力以反向伸縮桿28作為支撐直接作用在壓料氣缸固定板26上，并驅動壓料氣缸固定板26相對于固定壓板19向上移動，壓料氣缸固定板26向上移動時帶動四個壓料導桿24以及活動壓板21同時向上移動，實現了活動壓板21的升降。

為了使得工件2在人工放置于輸送履帶3上時能夠準確定位，同時滿足不同尺寸工件的要求，橫向定位板9自活動壓板21向級進模的方向延伸設置，縱向伸縮板10設置在活動壓板21與固定壓板19的連接處。活動壓板21可以單獨設置在輸送履帶3的上方，并且其長度可以任意設置，在本發明中，為了達到設備整體的穩定性及滿足機械設計結構緊湊的要求，將活動壓板21設置在輸送履帶3的進料端20處，并且活動壓板21與固定壓板19能夠組成一個整體的規則形狀的進料壓板，該結構能夠大大降低對活動壓板21驅動力的要求，只需要兩個壓料氣缸23即可實現驅動，降低了生產成本，并且原則上本發明的活動壓板21本身就是臨時用來將工件2壓緊固定到輸送履帶3上，保證在隨輸送履帶3運動時不發生位置偏移，因此將進料壓板18設計成固定壓板19與活動壓板21兩部分，提高了設備本身的靈活程度與操作的穩定性。輸送履帶3、定位氣缸12、壓料氣缸23及加工裝置29上均設置有用于接收控制器發送的指令信號并轉換為電信號驅動輸送履帶3、定位氣缸12、壓料氣缸23及加工裝置29動作的信號轉換器。

本發明的設計核心是：在調整好工件2的位置后進行加工，之后完成加工的一系列控制工序中，對輸送履帶3的運轉控制是關鍵，與傳統的封邊機、倒角機及拋光機相比，本發明在工件2的位置未確定完成之前，輸送履帶3處于停止狀態，當活動壓板21壓緊，縱向伸縮板10縮回，此時輸送履帶3在控制器的信號控制下開啟并運轉，而裝訂完成后，輸送履帶3的運轉又會暫停，等待下一個工件2的位置確認。本發明摒棄了傳統的需要設置在加工裝置29旁邊的檢測元件實現對工件2的移動距離的檢測，之后反饋信號進行加工的設計思路，而是直接人工進行工件2的距離檢測及信號啟動，因為設置的縱向伸縮板10是設于活動壓板21與固定壓板19的連接處，縱向伸縮板10的位置決定了工件2自該位置到加工裝置29的距離是不變的，只需要根據設定的時間程序啟動進行加工即可，簡化了多個信號反饋及發出的步驟，降低了設備的成本及維護量。

本發明的伺服信號開關選擇一種腳踏板開關，并與控制器信號連接，目的為了不影響操作人員手持工件進行操作，當然，開關的方式也可以選擇手動，該信號啟動的方式不受本發明所述的方式限制，只要能夠控制驅動器的啟動，都在本發明的保護范圍之內。

本發明板狀工件加工設備工作過程如下：

第一步，開機，然后根據所要加工的工件2的尺寸輸入工作參數，啟動油泵，縱向伸縮板10處于向上伸出的狀態。

第二步，把要加工的工件2放在輸送履帶3上，工件2的兩端靠近加工裝置29的一面頂在縱向伸縮板10上，與該面垂直的工件2的兩外端面與橫向定位板9緊靠；使得工件2的兩個直角面能夠恰好與縱向伸縮板10的側面13與橫向定位板9的內側面14接觸，實現定位。

第三步，腳踩腳踏板開關，啟動信號發送給控制器，控制器發送啟動信號驅動壓料氣缸23工作并驅動壓料導桿24下壓，使活動壓板21壓住工件2，然后定位氣缸12帶動縱向伸縮板10向下運動，不再擋住工件2。

第四步，松開腳踏板開關，控制器再次接收控制輸送履帶3啟動的信號，并發送驅動輸送履帶3運動的信號給伺服電機，輸送履帶3運轉并帶動工件2運行到加工裝置29處開始加工工作，當工件2加工完成，控制器接收工件2加工完成的信號后，發送驅動輸送履帶3停止運行的信號給伺服電機，控制器發送啟動信號驅動壓料氣缸23工作并收縮，壓料導桿24上升到上限位，同時帶動活動壓板21抬起，然后定位氣缸12帶動縱向伸縮板10向上彈出，一次加工工序完成。

第五步，再次放入工件2從第二步開始循環操作。

本發明優化的方案，對于封邊機、倒角機以及拋光機的雙邊加工設備，也可以采用本發明的該控制機構，采用兩套該機構，同時確定工件2在兩條輸送履帶3上的相對位置，確保工件2的橫向軸線與兩條輸送履帶3保持垂直的進入加工區，大大提高了產品的生產質量。

當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發明的實質范圍內，作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本發明的保護范圍。