本發(fā)明涉及一種全自動沖浪板成型機(jī)。

背景技術(shù)：

目前對于沖浪板的成型加工設(shè)計(jì)工序，更多的是采用人工加工的方式，從毛呸開始利用刨磨工具不斷比對關(guān)鍵參數(shù)，直到符合模型要求。采用人工成型，人員的勞動強(qiáng)度大，產(chǎn)品一致性差，加工效率低，產(chǎn)品成本高。隨著沖浪板定制化，多品種小批量的需求越來越強(qiáng)烈，對沖浪板板成型人員的要求也越來越高，且泡沫在成型的過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，對加工人員的健康帶來嚴(yán)重的威脅。

現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)的沖浪板成型機(jī)都是通過CNC三軸數(shù)控中心來實(shí)現(xiàn)，通過吸盤來固定和支撐沖浪板，當(dāng)系統(tǒng)加工完成一面后，人工將沖浪板翻轉(zhuǎn)，再來加工另外一面，完成后人工下料。由于沖浪板材質(zhì)為聚苯乙烯，材質(zhì)比較松軟，采用吸盤固定漏氣比較嚴(yán)重，需要人工對固定部位粘貼膠帶，帶來材料和時間浪費(fèi)；正反兩面加工采用人工翻轉(zhuǎn)，在反面固定時需要人工重定位，可能會帶來偏差，導(dǎo)致沖浪板一致性差；由于沖浪板加工尺寸范圍非常大，要覆蓋所有沖浪板尺寸加工，導(dǎo)致CNC加工中心設(shè)備體積非常大，價格非常昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是提供一種有效提高產(chǎn)品的一致性和加工效率的全自動沖浪板成型機(jī)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：全自動沖浪板成型機(jī)，包括機(jī)器人和主體機(jī)架，所述主體機(jī)架包括水平導(dǎo)軌，所述水平導(dǎo)軌上設(shè)有支撐機(jī)構(gòu)，所述水平導(dǎo)軌的兩端分別設(shè)有夾持支架，所述夾持支架上通過豎直導(dǎo)軌設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有夾爪機(jī)構(gòu)。

所述支撐機(jī)構(gòu)包括至少兩個支撐單元，所述支撐單元包括滑塊、支撐機(jī)架、支撐電機(jī)和支撐橫桿，所述滑塊設(shè)于所述水平導(dǎo)軌上，所述支撐電機(jī)固定于所述滑塊上，所述支撐電機(jī)通過設(shè)于所述支撐機(jī)架上的絲桿和導(dǎo)向桿連接所述支撐橫桿。

所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)于兩夾持支架上的主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括180度翻轉(zhuǎn)氣缸，所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸連接所述夾爪機(jī)構(gòu)，所述從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括自由旋轉(zhuǎn)軸，所述自由旋轉(zhuǎn)軸連接所述夾爪機(jī)構(gòu)。

所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上設(shè)有限位塊，所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸的殼體上固定有一塊固定板，所述固定板上設(shè)有限位螺栓，所述限位螺栓可阻擋所述限位塊。

所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在所述豎直導(dǎo)軌上的位置通過升降電機(jī)控制。

所述夾爪機(jī)構(gòu)包括拇指氣缸和上下抓片，所述拇指氣缸的兩指桿分別固定有導(dǎo)向塊，所述導(dǎo)向塊上設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，所述上下抓片分別通過連接塊與兩調(diào)節(jié)導(dǎo)軌固定連接，所述導(dǎo)向塊上對應(yīng)所述導(dǎo)槽的位置和方向設(shè)有若干螺孔，所述調(diào)節(jié)導(dǎo)軌通過與該螺孔連接的鎖緊螺栓來鎖緊，所述上下抓片的開合由與所述調(diào)節(jié)導(dǎo)軌連接的所述拇指氣缸驅(qū)動。

所述上下抓片的夾持面上設(shè)有定位塊。

所述水平導(dǎo)軌的正上方設(shè)有紅外定位器，所述紅外定位器通過支桿與所述夾持支架固定。

所述水平導(dǎo)軌一端的夾持支架可沿所述水平導(dǎo)軌移動。

本發(fā)明采用紅外上料定位，氣爪固定，橫桿支撐沖浪板，帶系統(tǒng)自動翻轉(zhuǎn)功能，具有人工勞動強(qiáng)度小，系統(tǒng)成本低，生產(chǎn)效率高，加工產(chǎn)品質(zhì)量好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明全自動沖浪板成型機(jī)主體機(jī)架部分的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是圖1實(shí)施例中支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是圖1實(shí)施例中帶主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的夾持支架的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是圖3中A處的局部放大圖

圖5是圖1實(shí)施例中夾爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

如圖1所示，全自動沖浪板成型機(jī)，包括機(jī)器人和主體機(jī)架，所述主體機(jī)架包括水平導(dǎo)軌1，所述水平導(dǎo)軌上設(shè)有支撐機(jī)構(gòu)2，所述水平導(dǎo)軌的兩端分別設(shè)有夾持支架3，其中一夾持支架固定，一夾持支架移動，為了適應(yīng)不同長度沖浪板成型需求，該夾持支架可以在水平導(dǎo)軌上來回移動進(jìn)行調(diào)整。所述夾持支架上通過豎直導(dǎo)軌31設(shè)有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有夾爪機(jī)構(gòu)5。

所述支撐機(jī)構(gòu)包括三個支撐單元，如圖2所示，所述支撐單元包括滑塊21、支撐機(jī)架26、支撐電機(jī)22和支撐橫桿23，所述滑塊設(shè)于所述水平導(dǎo)軌上，所述支撐電機(jī)固定于所述滑塊上，所述支撐電機(jī)通過設(shè)于所述支撐機(jī)架上的絲桿24和導(dǎo)向桿25連接所述支撐橫桿。

支撐機(jī)構(gòu)用于支撐待加工的沖浪板，通過支撐橫桿接觸支撐，在沖浪板加工之前通過人工調(diào)節(jié)三個支撐單元橫向在導(dǎo)軌的位置。因?yàn)榧庸ふ疵娴臅r候，支撐高度是不一樣的。要實(shí)現(xiàn)自動翻轉(zhuǎn)，支撐電機(jī)的高度也要實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)在加工翻轉(zhuǎn)后能自動適應(yīng)沖浪板不同高度的要求，每個支撐單元均帶有伺服升降電機(jī)，由電機(jī)轉(zhuǎn)動絲桿從而帶動支撐橫桿上下運(yùn)動，伺服電機(jī)的高度參數(shù)根據(jù)實(shí)際沖浪板的加工需求，存儲在系統(tǒng)的控制器里，每次加工過程中由系統(tǒng)調(diào)用，直接控制伺服電機(jī)升降，無需人工干預(yù)。

現(xiàn)有的沖浪板成型機(jī)采用吸盤的方式來固定沖浪板，這會帶來很多的不確定因素，比如氣壓不穩(wěn)定，每個吸盤的吸力不均勻，這都會導(dǎo)致沖浪板產(chǎn)生傾斜，加工出來的只能是次品。本發(fā)明技術(shù)方案采用長條的鋁型材來做支撐橫桿，并且加工的時候抓手是夾緊的，這樣只要保證上下抓片是抓著的，又有小螺釘來固定，翻轉(zhuǎn)后的加工精度能達(dá)到0.5mm之內(nèi)。

所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)于兩夾持支架上的主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括180度翻轉(zhuǎn)氣缸41，所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸連接所述夾爪機(jī)構(gòu)，所述從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括自由旋轉(zhuǎn)軸42，所述自由旋轉(zhuǎn)軸連接所述夾爪機(jī)構(gòu)。

如圖3和圖4所示，所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上設(shè)有限位塊43，所述180度翻轉(zhuǎn)氣缸的殼體上固定有一塊固定板，所述固定板上設(shè)有限位螺栓44，所述限位螺栓可阻擋所述限位塊。限位螺栓44使用旋擰的方式，調(diào)節(jié)方便，確保180度翻轉(zhuǎn)氣缸實(shí)現(xiàn)180度翻轉(zhuǎn)，使精度進(jìn)一步得到提升。

所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在所述豎直導(dǎo)軌31上的位置通過升降電機(jī)32控制。

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)控制，帶動沖浪板沿線性導(dǎo)軌移動，兩者升降電機(jī)必須嚴(yán)格同步，在翻轉(zhuǎn)之前電機(jī)先運(yùn)行到頂端，在頂端實(shí)現(xiàn)沖浪板的翻轉(zhuǎn)。為了防止沖浪板在翻轉(zhuǎn)過程中扭曲變形，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)為主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用180度翻轉(zhuǎn)氣缸控制，為了防止氣缸翻轉(zhuǎn)大于180度，保證翻轉(zhuǎn)后被加工沖浪板能完全水平，主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶有限位塊。從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為自由旋轉(zhuǎn)軸，完全跟隨主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動作執(zhí)行。

如圖3和圖5所示，所述夾爪機(jī)構(gòu)包括拇指氣缸51和上下抓片52，所述拇指氣缸的兩指桿分別固定有導(dǎo)向塊53，所述導(dǎo)向塊上設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)導(dǎo)軌54，所述上下抓片分別通過連接塊與兩調(diào)節(jié)導(dǎo)軌固定連接，所述導(dǎo)向塊上對應(yīng)所述導(dǎo)槽的位置和方向設(shè)有若干螺孔55，所述調(diào)節(jié)導(dǎo)軌通過與該螺孔連接的鎖緊螺栓來鎖緊，所述上下抓片的開合由與所述調(diào)節(jié)導(dǎo)軌連接的所述拇指氣缸驅(qū)動。

所述上下抓片的夾持面上設(shè)有定位塊，保證上料時工件位置的一致性。

夾爪機(jī)構(gòu)，用于固定被加工的沖浪板在加工過程中不被移動。采用拇指氣缸夾持，夾爪機(jī)構(gòu)包括上抓片和下抓片，考慮沖浪板在加工過程中長度方向材料的浪費(fèi)，上下抓片采用中心鏤空方式設(shè)計(jì)，用于成型過程中走刀空間。同時為了適應(yīng)不同沖浪板的厚度要求，上下抓片設(shè)計(jì)有厚度快調(diào)機(jī)構(gòu)，厚度調(diào)節(jié)可以通過人工調(diào)節(jié)鎖緊螺栓實(shí)現(xiàn)，上下抓片和快調(diào)機(jī)構(gòu)通過連接塊連接。

所述水平導(dǎo)軌的正上方設(shè)有紅外定位器6，所述紅外定位器通過支桿與所述夾持支架3固定。紅外定位器為了便于人工上料初步定位被加工的沖浪板，紅外定位器垂直投射到待加工沖浪板，待加工沖浪板預(yù)設(shè)有定位點(diǎn)，只要紅外點(diǎn)和預(yù)設(shè)的點(diǎn)基本重合即可，大大節(jié)約了上料定位時間。

所述水平導(dǎo)軌一端的夾持支架可沿所述水平導(dǎo)軌移動，即主翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定，從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以沿著導(dǎo)軌移動，適應(yīng)不同工件長度加工。

本發(fā)明采用6自由度的機(jī)器人，可以完全模擬人工操作的所有動作，主要完成沖浪板三維成型所有路徑軌跡的生成。為了覆蓋沖浪板5英尺到14英尺主流加工的需求，機(jī)器人的臂展采用3.2米的運(yùn)動范圍。機(jī)器人法蘭上安裝主軸電機(jī)，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制范圍為6000到18000轉(zhuǎn)每分鐘，主軸電機(jī)上安裝13加工刀具，刀具的選擇可以由客戶根據(jù)實(shí)際將的需求快速更換。

本發(fā)明全自動沖浪板成型機(jī)的加工流程：

1、選定一款沖浪板的模型，通過3D建模軟件并轉(zhuǎn)化生成機(jī)器人軌跡路徑，并導(dǎo)入機(jī)器人控制系統(tǒng)；

2、根據(jù)選定的沖浪板模型，確定支撐機(jī)構(gòu)的橫向位置，并將加工過程中A面及B面的支撐高度導(dǎo)入到系統(tǒng)控制器；

3、實(shí)際調(diào)整設(shè)備支撐機(jī)構(gòu)及夾持支架的橫向位置并固定，同時根據(jù)沖浪板毛呸的厚度，調(diào)整夾爪機(jī)構(gòu)的高度；

4、人工將待加工沖浪板放置到支撐平臺上，待加工沖浪板的兩頭放入夾爪機(jī)構(gòu)中夾持鎖緊；

5、人工按下系統(tǒng)啟動按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入加工狀態(tài)，加工完成A面以后，自動翻轉(zhuǎn)到B面繼續(xù)加工，直至整個沖浪板加工完成；

6、系統(tǒng)提示將完成，人工下料，進(jìn)入下一輪加工。

本發(fā)明全自動沖浪板成型機(jī)帶有自動翻轉(zhuǎn)功能，人工只需要在上料過程中做初步的定位，大大節(jié)省了人工的勞動強(qiáng)度，同時通過自動翻轉(zhuǎn)，對沖浪板A/B兩面的加工偏差幾乎可以忽略不計(jì)，提高了產(chǎn)品的一致性及加工的效率。采用氣爪定位，橫桿支撐，解決了原有系統(tǒng)采用吸盤定位需要人工在吸盤處粘貼膠帶的麻煩，減少了工人的強(qiáng)度。