一种自动多工位铣砂机的制作方法

1.本发明涉及木工机械设备领域，特别是涉及一种自动多工位铣砂机。


背景技术：

2.人造板材在加工切割制作完成后，需要对侧边位置铣板、砂光两道工序，通过铣板对侧边多余尺寸以及边角位置倒角处理，通过砂光将表面毛刺、粗糙表面砂平，保证产品质量。现有的铣砂工艺处理分别采用铣板机和砂光机来完成。铣板机是将板材水平铺设在定位夹具上，在定位夹具上设置具有预加工的尺寸的模板，通过定位夹具的自动旋转或者铣刀的周向旋转，将板材铣削到设定的尺寸；砂光机是通过定位夹具将板材固定后，定位夹具带动板材旋转，通过砂带将板材表面砂平即可。但是，由于分别采用铣板机和砂光机加工，就必须分别购置铣板机和砂光机，这就大大提高了企业的设备和固定资产投资，增加了电能消耗，同时也增加了板材加工的成本。同时，这种两套设备铣砂处理的方式也增加了设备的占地面积，同时也一定程度上影响了加工效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种自动多工位铣砂机，以解决现有技术中针对板材的铣砂处理需要两套设备导致的成本增加、影响加工效率的问题。
4.为了解决上述问题，本发明所涉及的自动多工位铣砂机采用以下技术方案：自动多工位铣砂机，包括底座，底座上绕其周向顺次布置有上下料工位、铣削工位和砂平工位，底座的中心位置处转动装配有支撑盘，支撑盘上转动装配有上下延伸的定位轴，定位轴有至少三个，各个定位轴沿支撑盘的周向间隔均布、并跟随支撑盘的转动而在各个工位上顺次移动，支撑盘上固定有夹持架，夹持架上设有多个夹紧缸，各个夹紧缸与各个定位轴之间形成用于夹持水平放置的板材的夹持空间；所述底座上还转动装配有铣削架和砂平架，铣削架上对应铣削工位处具有上下延伸的铣刀；砂平架上对应砂平工位处具有竖向布置的带轮，带轮上绕设有砂带；底座上还设有用于驱动铣削架和砂平架往复摆动的摆动驱动机构，摆动驱动机构带动铣削架和砂平架往复移动以使铣刀和砂带分别贴合板材工作和远离板材避让；所述底座上还设有用于驱动支撑盘间歇转动以将各个定位轴分别在各个工位停歇的多工位分割器；底座上对应铣削工位和砂平工位的位置处还设有到位周向驱动机构，所述到位周向机构包括转动设置在底座上的驱动轴，所述驱动轴的轴线与到位的定位轴的轴线一致，驱动轴上设有与到位后的所述定位轴周向止转配合的止转结构，所述驱动轴上传动连接有到位驱动电机，到位周向机构还包括设置在驱动轴的侧壁上和底座之间的周向传感器；所述底座上还设有控制器，所述控制器与所述周向传感器采样连接，所述控制器与所述摆动驱动机构、到位驱动电机和所述多工位分割器分别控制连接，以在控制器控制多工位分割器间歇驱动支撑盘转动到位后，控制铣刀和砂带贴合板材、并控制驱动电机带
动定位轴周向旋转一周。
5.本发明的有益效果如下：相比于现有技术，本发明所涉及的板材自动化多工位铣砂机，在实际的使用过程中，通过夹紧缸和定位轴将板材夹紧固定，支撑盘受多工位分割器驱动间歇转动，将板材移动至铣削工位后，定位轴与驱动轴止转配合，之后控制器控制铣削架摆动至贴合板材边沿的位置，根据待加工的尺寸将板材铣削，驱动轴受驱动转动一周，带动定位轴转动，进而带动板材转动，板材转动一周，完成铣削，然后支撑盘转动将板材输送至砂平工位处，同样的操作流程实现砂带对板材侧边的砂平处理，然后移动至上下料工位完成下料并替换上料操作，循环往复；实现了铣削工序和砂平工序在一个设备上的集成，设备集成性较高，且实现整体工序的自动化进给，不需要人工干预，自动化程度高；另外，仅仅需要定时对设备进行上下料即可，整体操作简单，单个设备即可完成铣砂操作，设备占地面积降低，同时，通过在支撑盘的转动实现在各个工位之间的切换，加工效率大幅度提升。
6.进一步的，所述定位轴的下端为四边形棱柱，所述止转结构包括设置在驱动轴的上端的u型通槽，所述四边形棱柱的厚度与所述u型通槽的槽宽一致以在定位轴到位后其下端插入至u型通槽内实现止转配合。
7.进一步的，所述底座上对应支撑盘的下方固定有与支撑盘同轴布置的定位环，所述定位环的外周面与所述定位轴的外侧壁贴合定位。
8.进一步的，所述定位轴的四边形棱柱的一侧侧面为与所述定位环的外轮廓贴合的弧形面，所述定位环的外侧壁上对应铣削工位和砂平工位的位置处设有内凹的避让槽，所述驱动轴的上端的径向一部分位于避让槽内，所述驱动轴在转动过程中，所述u型通槽的一侧槽壁可位于避让槽以内以使定位轴滑入至u型通槽内。
9.进一步的，所述周向传感器包括固定在底座上的距离传感器，还包括设置在驱动轴的侧壁上并与距离传感器的接收端等高布置的触发杆。
10.进一步的，所述定位轴的上端面上具有用于固定铣砂模板的固定结构，所述铣刀的下端活动连接有用于与所述铣砂模板平齐贴合布置的铣削定位轮，所述定位轮的外径与铣刀的外径一致；所述带轮的下端连接有用于与所述铣砂模板平齐贴合的砂平定位轮，砂平定位轮的外径与砂带的外轮廓直径一致。
11.进一步的，所述夹紧缸的下端固定有夹紧板，所述夹紧板的一侧偏心布置有导向孔，所述夹紧架上对应导向孔的轴线上固定有导杆，所述导杆与所述导向孔导向装配。
12.进一步的，进一步的，所述底座上位于各个工位的后侧设有立架，所述铣削架和砂平架的一端分别转动装配在立架的左右两侧，转动轴线上下延伸，所述摆动驱动机构包括活动连接在立架与铣削架之间的铣削气缸、还包括活动连接在立架与砂平架之间的砂平气缸。
13.进一步的，所述立架的顶部向前悬伸有横梁，所述横梁上的左右两侧分别布置有上下延伸的铰接轴，铣削架和砂平架上均转动装配有上下延伸的支撑轴，所述铣削气缸和砂平气缸分别连接在对应的铰接轴与支撑轴上。
14.进一步的，所述支撑盘上设有若干个定位孔，所述定位孔中固定有支撑轴承，各个定位轴穿装在所述支撑轴承内。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：图1为本发明的自动多工位铣砂机的具体实施例结构示意图；图2为图1的后视立体状态图；图3为图1中的支撑盘上的定位夹紧组件的结构示意图；图4为图1的a处局部放大图；图5为图1中铣刀与板材配合的状态示意图；图6为图1中定位环的结构示意图；图7为图1中驱动轴的结构示意图；；图8为图1中定位轴的结构示意图；图9为本发明的一种适配铣砂模板的结构示意图；图10为待加工板材的结构示意图。
16.附图标记说明：1-底座；2-立架；3-横梁；4-支撑脚；5-上下料工位；6-铣削工位；7-砂平工位；8-多工位分割器；9-支撑盘；10-支撑轴承；11-定位轴；12-铣砂模板；13-板材；14-夹紧缸；15-立柱；16-十字支架；17-夹紧板；18-导向套；19-导杆；20-铣削架；21-第一铰接轴；22-铣刀；23-铣削电机；24-砂平架；25-第二铰接轴；26-带轮；27-砂带；28-砂平电机；29-调节架；30-铣削气缸；31-砂平气缸；32-支撑套；33-支撑板；34-支撑杆；35-箍套；36-u型支架；37-第三铰接轴；38-铣削定位轮；39-砂平定位轮；40-驱动箱；41-驱动轴；42-距离传感器；43-触发杆；44-四边形棱柱；45-u型通槽；46-定位环；47-避让槽；48-控制屏。
具体实施方式
17.为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
18.本发明所涉及的自动多工位铣砂机的具体实施例，如图1至图10所示，该铣砂机包括底座1、支撑盘9、多工位分割器8、铣削架20、砂平架24以及各个驱动机构等。
19.其中底座1用于支撑在地面上，其为其他所有零部件的基础载体，本实施例中为矩形箱式结构，上端面构成整体的安装平面，底座1的底部设置支撑脚4，底座1的一侧设有开关门，当然，在其他实施例中，底座1的结构不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要任意设计。底座1的上端面的后侧设有上下延伸的立架2，立架2为箱式结构，立架2的顶部向前悬伸有横梁3。本实施例中的底座1上对应其各个侧边的位置处布置有三个工位，分别是前侧的上下料工位5、左侧的铣削工位6和右侧的砂平工位7。
20.多工位分割器8的结构和工作原理与现有技术一致，不做详细描述，其主要功能是向其输出轴提供间歇式单向转动的输出动力，本实施例中，多工位分割器8固定在底座1的上端面的中心位置，且其输出轴的轴线位于底座1的中心位置处，在底座1的下方内部布置有用于驱动多工位分割器8工作的主驱电机（图中未示出）。
21.支撑盘9整体为圆形盘状结构，其水平转动布置在底座1的正上方，支撑盘9的底部中心位置处与上述的多工位分割器8的输出轴固定连接，从而能够实现对支撑盘9的周向间歇式驱动。本实施例中，支撑盘9上布置有用于夹紧定位板材13的定位夹紧组件，具体的是
在支撑盘9上偏心布置有四个定位孔，定位孔上下贯穿支撑盘9布置，各个定位孔绕支撑盘9的周向间隔均布，在定位孔中嵌装有支撑轴承10，支撑轴承10内转动转配有定位轴11，定位轴11的下端向下伸出支撑盘9的下方，定位轴11的上端上下突出支撑盘9的上方，定位轴11的上端设有用于固定铣砂模板12的固定结构，本实施例中，固定结构为多个连接孔，用于与铣砂模板12上的各个连接孔通过沉头螺钉连接固定，铣砂模板12的结构如图所示，其与待加工的板材13的最终尺寸一致。另外，为了实现对板材13的上下夹紧固定，在支撑盘9的中心位置处连接有上下延伸的立柱15，立柱15的上端连接有水平布置的十字支架16，十字支架16的各个支梁的尾端固定连接有夹紧缸14，夹紧缸14的输出杆向下伸缩运动，同时各个夹紧缸14的伸缩杆与上述的各个定位轴11同轴布置，从而使定位轴11与夹紧缸14的输出杆之间形成用于夹紧板17材13的夹持空间。十字支架16与支撑盘9周向相对固定，因此可以实现各个夹持空间上下稳定夹持。夹紧缸14的输出杆向下伸出压紧在板材13上实现对板材13的夹持，向上移动脱离板材13后可方便板材13的上下料替换。
22.另外，为了保证夹紧缸14的输出杆上下方向的导向移动，在夹紧缸14的输出杆的下端固定有夹紧板17，夹紧板17的一侧偏心布置有导向套18，导向套18内孔构成导向孔，同时在上述的十字支架16的支梁上还固定有上下延伸的导杆19，导杆19的轴线与导向套18的轴线一致，在输出杆上下移动的过程中，导向孔与导向套18上下导向装配，从而保证输出杆的伸缩稳定性，进而保证对板材13的稳定夹持。
23.铣削架20转动装配在立架2的左侧，具体的是铣削架20整体为箱式结构，立架2的左侧设有上下延伸的第一铰接轴21，铣削架20的后端与第一铰接轴21铰接装配，同时在铣削架20的前端底部转动装配有铣刀22，在铣削架20的后端固定有与铣刀22传动配合的铣削电机23，该铣削架20在摆动的过程中，具有靠近底座1的铣削工位6以对板材13表面铣削加工的铣削位，还具有铣削完成后反向摆动以远离铣削工位6的避让让位。
24.砂平架24在转动装配在立架2的右侧，具体的是砂平架24整体为箱式结构，立架2的右侧设有上下延伸的第二铰接轴25，砂平架24的后端与第二铰接轴25铰接装配，同时在砂平架24的前端底部转动装配有带轮26，在砂平架24的右侧固定有调节架29，带轮26上绕设有砂带27，砂带27受调节架29的驱动而张紧，在砂平架24的后端固定有与带轮26传动配合的砂平电机28，带轮26转动带动砂带27循环移动，从而实现对板材13侧边的砂平处理。该砂平架24在摆动的过程中，具有靠近底座1的砂平工位7以对板材13表面砂平处理的砂平位，还具有砂平完成后反向摆动以远离砂平工位7的避让位。
25.为了方便对上述的铣削架20和砂平架24的摆动驱动，立架2上设有驱动铣削架20和砂平架24往复摆动的摆动驱动机构，具体的是摆动驱动机构活动连接在立架2与铣削架20之间的铣削气缸30、活动连接在立架2与砂平架24之间的砂平气缸31。为了实现对摆动驱动，以铣削架20为例，在铣削架20的一侧固定有支撑套32，支撑套32内转动装配有上下延伸的支撑杆34，支撑杆34的顶部固定有支撑板33，支撑板33上通过箍套35固定有铣削气缸30，上述横梁3的左右两侧均设有横向延伸的u型支架36，u型支架36内穿装有上下延伸的第三铰接轴37，而铣削气缸30的输出轴与右侧的第三铰接轴37相互套设即可完成摆动驱动，铣削气缸30收缩，支撑板33与铣削气缸30绕支撑杆34同步摆动，在摆动的过程中，由于吸血气缸的输出杆收缩，从而拉动铣削架20向铣削位靠近，反之亦然。
26.为了保证对板材13的铣削和砂平的进给尺寸的控制，本实施例中，在铣刀22的下
端活动连接有用于与铣砂模板12平齐贴合布置的铣削定位轮38，定位轮的外径与铣刀22的外径一致；带轮26的下端连接有用于与铣砂模板12平齐并贴合布置的砂平定位轮39，砂平定位轮39的外径与砂带27的外轮廓直径一致。这样设置主要是根据板材13和铣砂模板12上下布置的形式，以铣削为例，在铣削架20摆动将铣刀22摆动至铣削工位6时，铣削定位轮38贴合在铣砂模板12的侧边上，铣刀22工作时根据铣削定位轮38与铣砂模板12的侧边贴合来实现进给量的控制。
27.另外，为了实现对板材13的侧边的周向铣削，底座1上对应铣削工位6和砂平工位7的位置出还设有到位周向驱动机构，到位周向驱动机构包括固定在底座1上的驱动箱40，驱动向内设有到位驱动电机，驱动箱40的上端向上伸出有驱动轴41，驱动轴41的轴线与到达该工位处的定位轴11的轴线一致，其驱动轴41上设有与定位轴11周向止转配合的止转结构，同时该到位周向驱动机构还把包括分别设置在驱动轴41的侧壁和底座1上的周向传感器，周向传感器包括固定在底座1上的距离传感器42，还包括设置在驱动轴41的侧壁上并与距离传感器42的接收端等高布置的触发杆43。同时在底座1上还设有控制器（图中未示出），控制器与周向传感器采样连接，同时控制器与到位驱动电机控制连接，在定位轴11移动为与驱动轴41止转配合的位置处后，控制器采集到周向传感器的信号，控制到位驱动电机工作，带动驱动轴41转动，驱动轴41转动时带动定位轴11周向转动，进而带动板材13周向转动，在驱动轴41转动一周后，触发杆43回到原位，完成铣削加工。
28.为了方便定位轴11移动时与驱动轴41之间周向止转、以及保证在铣削和砂平完成后，保证定位轴11绕支撑盘9的周向脱离与驱动轴41的止转配合，本实施例中，定位轴11的下端为四边形棱柱44，止转结构包括设置在驱动轴41的上端的u型通槽45，四边形棱柱44的厚度与u型通槽45的槽宽一致以在定位轴11到位后其下端移动至u型通槽45内实现止转配合。在初始状态下，u型通槽45的槽避与四边形棱柱44的内外侧边相切或内外平齐布置，当转动一周后，再次处于平齐布置的状态，方便定位轴11的移入移出。
29.更进一步的，为了保证定位轴11的周向移动的稳定性，底座1上对应支撑盘9的下方固定有与支撑盘9同轴布置的定位环46，定位环46通过若干个立杆支撑固定在底座1上，定位环46的外周面与定位轴11的外侧壁贴合定位。而为了满足整体设备高度的紧凑，以及保证对定位轴11的导向稳定，同时保证定位轴11移动过程中，板材13不会在定位轴11上自由旋转，定位轴11的四边形棱柱44的一侧侧面为与定位环46的外轮廓贴合的弧形面，定位环46的外侧壁上对应铣削工位6和砂平工位7的位置处设有内凹的避让槽47，驱动轴41的上端的径向一部分位于避让槽47内，驱动轴41在转动过程中，u型通槽45的一侧槽壁可位于避让槽47以内以使定位轴11滑入至u型通槽45内。
30.上述的控制器还与多工位分割器8、铣削气缸30、砂平气缸31、夹紧缸14等分别控制连接，以结合相应的控制逻辑孔子各个部分的自动化动作。
31.本实施例中为了保证板材13的周向转动的顺畅型，在夹紧缸14的输出杆向下夹紧板17材13时，导向杆脱离与导向套18的配合，夹紧缸14的输出杆可跟随定位轴11周向自由转动。
32.另外，在横梁3的前端还连接有控制屏48，用于控制机器的正常运行。
33.工作原理：初始状态下，夹紧缸14的输出杆处于收缩位置，驱动轴41的上端一侧处于避让槽
47以内，并与定位轴11的下端四边形棱柱44的内侧壁同轴心布置，铣削架20和砂平架24均向外处于避让位。
34.上下料工位5处：根据板材13的最终尺寸和形状，选择合适的铣砂模板12，通过螺钉穿装固定在定位轴11的上端，实现固定铣砂模板12在各个定位轴11上的固定，将板材13平铺贴合在铣砂模板12上，并与铣砂模板12的长宽姿态一致，控制器控制夹紧缸14工作，夹紧缸14的输出杆向下伸出，压紧在板材13的上板面上，从而将板材13固定在定位轴11上。
35.铣削工位6处：板材13夹紧后，控制器控制多工位分割器8工作，支撑盘9转动而带动该定位轴11移动至铣削工位6处，此时驱动轴41的u型通槽45位于定位轴11的移动路径中，定位轴11能够横向插入至u型通槽45内，二者实现止转装配；然后控制器控制铣削气缸30工作，带动铣削架20向右摆动至铣削工位6处，使铣刀22与板材13的侧边贴合，然后控制器控制铣削电机23工作，带动铣刀22转动，对板材13的侧边进行铣削处理，此过程中，铣削气缸30一直输出力，直至铣刀22进给至铣削定位轮38与铣砂模板12的侧边贴合的装态处，在铣削过程中，控制器同步控制到位驱动电机工作，进而带动驱动轴41和定位轴11旋转一周，实现对板材13的侧边的周面铣削处理，在驱动轴41转动一周后，控制器检测到周向传感器的信号，到位驱动电机停止工作，结束板材13的铣削处理。
36.砂平工位7处：与铣削工位6基本一致，定位轴11受驱动移动至砂平工位7后，控制器控制砂平气缸31输出力，砂平架24摆动带动砂带27移动至砂平工位7，同时控制器控制带轮26转动，砂带27对板材13的侧边砂平处理，进给量通过砂平定位轮39与铣砂模板12的侧边贴合位置控制；完成一周转动的砂平处理后，结束板材13的砂平处理。
37.上下料工位5，控制器开工至夹紧缸14的输出杆回缩，解除对板材13的夹紧，将加工后的板材13取下，再次放入新的板材13即可。
38.重复上述操作，在此过程中，当各个工位均有板材13时，能够实现对多个板材13的自动化顺次铣砂处理。
39.最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。