一种设有缓存工位的自动化锯床及其控制方法与流程

本发明涉及锯床领域，尤其是涉及一种设有缓存工位的自动化锯床及其控制方法。

背景技术：

随着科技的发展，锯床在机床加工中也是起到越来越重要的作用，目前市面上有许多公司在使用锯床生产加工，为提高工作效率，满足自动化生产的需要，也出现了一些自动化锯床。

公开号为cn210334581u的实用新型公开了一种自动化锯床，其包括装置底座、控制箱、锯刀转速表、控制开关、控制箱门、箱门把手、电线管路、废料箱、加工过机构、电机盒，散热口控制箱的一端与装置底座相连，锯刀转速表的一端与控制箱相连，控制开关的一端与控制箱相连且位于锯刀转速表的一侧，控制箱门的一端与控制箱相连，箱门把手的一端与控制箱门相连，电线管路的一端与控制箱相连，废料箱的一端与装置底座相连，加工过机构的一端与装置底座相连且位于废料箱的一侧，电机盒的一端与装置底座相连且位于加工过机构的一侧等。

该自动化锯床虽然实现了利用锯刀自动化加工机构，但在利用该锯床进行自动化加工过程中还存在以下缺陷：没有提供送料和出料的处理方案。

公开号为cn210335267u的实用新型公开了一种具有自动走料平台的锯床，包括送料支架、定位支架和锯床主体，所述锯床主体位于送料支架和定位支架之间，所述送料支架上并排设置有纵向的进料辊，所述送料支架的左右两侧均固定安装有安装板，所述安装板的外侧上表面固定安装有立板，所述立板的中间处开设有通孔，所述通孔内插接有第一螺纹柱，所述立板的外侧壁中间处转动安装有第一转块。

该方案通过设置有进料辊的送料支架实现自动进料，但还存在以下缺陷：

1、送料支架每次只能放置一根待锯产品，在前一根待锯产品处理完成后，需要等待输送下一根待锯产品，耗费不少等待时间，影响工作效率。

2、对于待锯产品加工后的余料没有具体处理措施，常规方案是全部作为废料处理，存在产品浪费现象。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在在前一根待锯产品处理完成后，需要等待输送下一根待锯产品，耗费不少等待时间，影响工作效率的缺陷而提供一种设有缓存工位的自动化锯床及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种设有缓存工位的自动化锯床，包括锯床主体，所述自动化锯床还包括送料料架和缓存料架，所述送料料架正对所述锯床本体的输入端，所述缓存料架位于所述送料料架的一侧，所述缓存料架的物料支撑高度大于所述送料料架的物料支撑高度；

所述缓存料架包括缓存管架和第一翻转管架，所述缓存管架包括拉杆和多个支撑腿，所述支撑腿的上端设有用于承载物料的凹槽，所述多个支撑腿通过所述拉杆依次连接，构成整体，相邻两个所述支撑腿之间具有间隙；

所述第一翻转管架包括翻转连接管和多个翻转腿，所述多个翻转腿通过所述翻转连接管依次连接，构成整体，相邻两个所述翻转腿之间具有间隙，所述多个翻转腿和多个支撑腿互为交叉设置；通过抬起所述翻转腿一侧的底端，实现第一翻转管架的翻转；

使用时，将物料放置在缓存料架中，物料受多个支撑腿的凹槽支撑，当需要上料时，通过抬起多个翻转腿的同一侧的底端，从而带动物料向送料料架的方向翻转，并滑向送料料架中。

进一步地，所述翻转腿包括第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱连接在第二连接柱的一端，并与第二连接柱倾斜，所述第二连接柱用于顶出钢管，所述第一连接柱位于所述第二连接柱远离送料料架的一端；

通过抬起多个翻转腿的第一连接柱，使得各个翻转腿的第二连接柱翻转，实现所述第一翻转管架的翻转。

进一步地，所述翻转腿还包括第三连接柱，该第三连接柱设置在所述第二连接柱远离所述第一连接柱的一端，所述第一连接柱和第三连接柱均与所述第二连接柱倾斜，所述第一连接柱的长度大于所述第三连接柱的长度，所述第三连接柱位于所述缓存料架中靠近所述送料料架的一侧。

进一步地，所述送料料架包括多个中凹动力滚筒和支撑所述多个中凹动力滚筒的送料管架，所述多个中凹动力滚筒均连接有滚筒驱动单元，带动多个中凹动力滚筒共同转动。

进一步地，所述滚筒驱动单元包括链条、链条驱动电机、以及依次连接在每个所述中凹动力滚筒两侧的轴承座和链轮，所述多个中凹动力滚筒同一侧的链轮均连接有所述链条，所述链条受所述链条驱动电机驱动。

进一步地，相邻两个所述中凹动力滚筒之间具有间隙，所述送料料架还设有第二翻转管架，该第二翻转管架与所述第一翻转管架的结构相同，所述第二翻转管架的多个翻转腿和送料料架的多个中凹动力滚筒互为交叉设置；

所述自动化锯床还包括余料料架，该余料料架的物料支撑高度低于所述送料料架的物料支撑高度；所述第二翻转管架的第一连接柱位于所述第二连接柱远离余料料架的一端；

所述自动化锯床存储有物料的总长度以及所需的产品料长度，并根据所述产品料长度，计算出余料长度，所述自动化锯床在完成锯料任务后，还会判断余料长度是否大于预设的废料阈值，若是，则控制滚筒驱动单元带动中凹动力滚筒反转，然后通过驱动第二翻转管架翻转，使得余料滑入余料料架中，供后续再利用；若否，则自动化锯床继续运行，将余料传输到输出工位。

进一步地，所述自动化锯床的输出端连接有出料料架，该出料料架的两侧分别设有出料存储架和废料料架，所述出料料架包括多个出料滚筒和支撑所述多个出料滚筒的出料管架，所述多个中凹动力滚筒均连接有滚筒驱动单元，带动多个出料滚筒共同转动；

所述出料料架还设有第三翻转管架和第四翻转管架，所述第三翻转管架和第四翻转管架均与所述第一翻转管架结构相同，第三翻转管架和第四翻转管架的多个翻转腿均和出料料架的多个出料滚筒互为交叉设置，所述第三翻转管架的第一连接柱位于所述第二连接柱远离废料料架的一端，所述第四翻转管架的第一连接柱位于所述第二连接柱远离出料存储架的一端；

使用时，若自动化锯床输出为锯料，则通过第四翻转管架翻转，使得锯料滑入出料存储架中；若自动化锯床输出为余料，则通过第三翻转管架翻转，使得余料滑入出料存储架中。

进一步地，所述出料料架设有用于探测物料的光电开关。

进一步地，所述出料料架远离所述自动化锯床的一端设有到位检测挡板，该到位检测挡板与所述出料滚筒平行。

进一步地，所述缓存料架和余料料架远离所述送料料架的一侧均设有用于抵挡物料的挡块，所述废料料架远离所述出料料架的一侧也设有用于抵挡物料的挡块。

进一步地，所述中凹动力滚筒的直径由两侧到中部呈逐渐减小的变化。

本发明还提供一种如上所述的一种设有缓存工位的自动化锯床的控制方法，包括以下步骤：

s1：将物料放置在缓存料架中，物料受多个支撑腿的凹槽支撑；

s2：通过抬起多个翻转腿的同一侧的底端，从而带动物料向送料料架的方向翻转，并滑向送料料架中；

s3：控制滚筒驱动单元带动中凹动力滚筒旋转，物料逐渐进入锯床主体，进行锯料；

s4：锯床主体存储有物料的总长度以及所需的产品料长度，当判断物料剩余长度只能进行最后一次锯料时，根据所述产品料长度，计算出余料长度，根据该余料长度锯出余料，得到余料和产品料；

s5：锯床主体依次输出余料和产品料，通过翻转第三翻转管架，使得余料滑入废料料架中，然后通过翻转第四翻转管架，使得产品料滑入出料存储架中。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明在锯床主体输入端的送料料架的一侧还设置缓存料架，该缓存料架通过拉杆连接多个支撑腿，相邻两个支撑腿间具有间隙，构成缓存管架；在缓存料架中还设置了第一翻转管架，该第一翻转管架与缓存管架类似，也是通过翻转连接杆连接多个翻转腿的结构，能多个翻转腿能和多个支撑腿互为交叉设置，不影响缓存管架的正常使用，当需要将缓存料架中的物料转移到送料料架中时，通过抬起多个翻转腿的同一侧的底端即可，方便快捷；并且当送料料架上的物料锯料完成，需要上料时，本发明能实现迅速的物料补充，省去了从料仓中搬运物料的时间，大大提升了锯料效率。

(2)翻转腿可由三个连接柱连接构成，第一连接柱的长度大于第三连接柱的长度，第一连接柱和第三连接柱的底端可均由第一翻转管架固定，该设置使得在抬起第一连接柱时，第三连接柱的下降距离较小，物料翻转时的稳定性更高。

(3)本发明还设置了余料料架，在送料料架的间隙区域设置第二翻转管架，自动化锯床在完成锯料任务后，还会判断余料长度是否大于预设的废料阈值，若是，则控制滚筒驱动单元带动中凹动力滚筒反转，然后通过驱动第二翻转管架翻转，使得余料滑入余料料架中，供后续再利用；若否，则自动化锯床继续运行，将余料传输到输出工位；该设置最大限度地提高了物料的利用率。

(4)本发明在出料料架的两侧分别设置出料存储架和废料料架，在出料料架设布置第三翻转管架和第四翻转管架，可通过第三翻转管架和第四翻转管架的翻转将物料自动转入出料存储架和废料料架中，实现自动化分类处理功能，提升生产效率。

(5)通过测量原料长度，实时计算钢管剩余长度，对应锯切最后一根产品料时采用锯掉废料，留下产品料的方式，提高钢管利用率。目前可锯切的钢管大于产品料2公分即可，传统方式由于钢管夹钳和锯条之间的距离限制，至少需要30公分。

附图说明

图1为本发明实施例中设有缓存工位的自动化锯床的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中锯床主体的输入端的结构示意图；

图3为本发明实施例中锯床主体的输入端的工作状态示意图；

图4为本发明实施例中送料料架和缓存料架的结构示意图；

图5为本发明实施例中送料料架和缓存料架的主视图；

图6为本发明实施例中锯床主体的输出端的结构示意图；

图7为本发明实施例中出料料架的结构示意图；

图8为本发明实施例中出料料架的局部结构示意图；

图中，1、锯床主体，2、送料料架，21、中凹动力滚筒，22、送料管架，23、轴承座，24、链轮，25、第二翻转管架，3、缓存料架，31、缓存管架，311、拉杆，312、支撑腿，32、第一翻转管架，321、翻转连接管，322、翻转腿，3221、第一连接柱，3222、第二连接柱，3223、第三连接柱，4、余料料架，5、出料料架，51、出料滚筒，52、出料管架，53、第三翻转管架，54、第四翻转管架，55、光电开关，56、到位检测挡板，6、出料存储架，7、废料料架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种设有缓存工位的自动化锯床，包括锯床主体1，自动化锯床还包括送料料架2和缓存料架3，送料料架2正对锯床本体的输入端，缓存料架3位于送料料架2的一侧，缓存料架3的物料支撑高度大于送料料架2的物料支撑高度；

如图4和图5所示，缓存料架3包括缓存管架31和第一翻转管架32，缓存管架31包括拉杆311和多个支撑腿312，支撑腿312的上端设有用于承载物料的凹槽，多个支撑腿312通过拉杆311依次连接，构成整体，相邻两个支撑腿312之间具有间隙；

第一翻转管架32包括翻转连接管321和多个翻转腿322，多个翻转腿322通过翻转连接管321依次连接，构成整体，相邻两个翻转腿322之间具有间隙，多个翻转腿322和多个支撑腿312互为交叉设置；通过抬起翻转腿322一侧的底端，实现第一翻转管架32的翻转；

多个翻转腿322和多个支撑腿312互为交叉设置具体为，多个翻转腿322均分布在多个支撑腿312间的间隙内，本实施例中翻转连接管321也位于支撑腿312的下方。

使用时，可在送料料架2和缓存料架3中均放置物料，缓存料架3中的物料受多个支撑腿312的凹槽支撑，送料料架2受锯床主体1控制，带动物料前进并进行锯料，当送料料架2上的物料锯料完成，需要上料时，通过抬起多个翻转腿322的同一侧的底端，从而带动物料向送料料架2的方向翻转，并滑向送料料架2中，实现迅速的物料补充，省去了从料仓中搬运物料的时间，大大提升了锯料效率。

优选地，多个翻转腿322同一侧的底端均连接有翻转连接管321，翻转连接管321受垂直位移驱动结构驱动，实现上下运动，通过带动翻转连接管321上升即可实现第一翻转管架32的翻转动作。垂直位移驱动结构可以是伸缩气缸及其支撑支架、或丝杆驱动结构等。

本实施例中支撑腿312包括两个竖直连接杆和连接在这两个竖直连接杆顶部的v字形连接杆，两个竖直连接杆的底部均设置有脚撑。

如图5所示，作为一种优选的实施方式，翻转腿322包括第一连接柱3221和第二连接柱3222，第一连接柱3221连接在第二连接柱3222的一端，并与第二连接柱3222倾斜，第二连接柱3222用于顶出钢管，第一连接柱3221位于第二连接柱3222远离送料料架2的一端；

通过抬起多个翻转腿322的第一连接柱3221，使得各个翻转腿322的第二连接柱3222翻转，实现第一翻转管架32的翻转。

作为一种优选的实施方式，翻转腿322还包括第三连接柱3223，该第三连接柱3223设置在第二连接柱3222远离第一连接柱3221的一端，第一连接柱3221和第三连接柱3223均与第二连接柱3222倾斜，第一连接柱3221的长度大于第三连接柱3223的长度，第三连接柱3223位于缓存料架3中靠近送料料架2的一侧。优选地，第一连接柱3221和第三连接柱3223的底端均连接有翻转连接管321。

如图2和图3所示，作为一种优选的实施方式，送料料架2包括多个中凹动力滚筒21和支撑多个中凹动力滚筒21的送料管架22，多个中凹动力滚筒21均连接有滚筒驱动单元，带动多个中凹动力滚筒21共同转动。优选地，滚筒驱动单元包括链条、链条驱动电机、以及依次连接在每个中凹动力滚筒21两侧的轴承座23和链轮24，多个中凹动力滚筒21同一侧的链轮24均连接有链条，链条受链条驱动电机驱动。本实施例中，中凹动力滚筒21的直径由两侧到中部呈逐渐减小的变化，形成平滑的凹陷，并且该凹陷的最低位置位于中凹动力滚筒21的中央，使得物料均落在送料管架22的中间位置，便于进行锯料。

作为一种优选的实施方式，相邻两个中凹动力滚筒21之间具有间隙，送料料架2还设有第二翻转管架25，该第二翻转管架25与第一翻转管架32的结构相同，第二翻转管架25的多个翻转腿322和送料料架2的多个中凹动力滚筒21互为交叉设置；第二翻转管架25也受垂直位移驱动结构驱动，实现翻转动作。

自动化锯床还包括余料料架4，该余料料架4的物料支撑高度低于送料料架2的物料支撑高度；第二翻转管架25的第一连接柱3221位于第二连接柱3222远离余料料架4的一端；

自动化锯床存储有物料的总长度以及所需的产品料长度，并根据所述产品料长度，计算出余料长度，自动化锯床在完成锯料任务后，还会判断余料长度是否大于预设的废料阈值，若是，则控制滚筒驱动单元带动中凹动力滚筒21反转，然后通过驱动第二翻转管架25翻转，使得余料滑入余料料架4中，供后续再利用；若否，则自动化锯床继续运行，将余料传输到输出工位。

如图6和图7所示，作为一种优选的实施方式，自动化锯床的输出端连接有出料料架5，该出料料架5的两侧分别设有出料存储架6和废料料架7，出料料架5包括多个出料滚筒51和支撑多个出料滚筒51的出料管架52，多个中凹动力滚筒21均连接有滚筒驱动单元，带动多个出料滚筒51共同转动；

出料料架5还设有第三翻转管架53和第四翻转管架54，第三翻转管架53和第四翻转管架54均与第一翻转管架32结构相同，第三翻转管架53和第四翻转管架54的多个翻转腿322均和出料料架5的多个出料滚筒51互为交叉设置，第三翻转管架53的第一连接柱3221位于第二连接柱3222远离废料料架7的一端，第四翻转管架54的第一连接柱3221位于第二连接柱3222远离出料存储架6的一端；第三翻转管架53和第四翻转管架54也受垂直位移驱动结构驱动，实现翻转动作。

使用时，若自动化锯床输出为锯料，则通过第四翻转管架54翻转，使得锯料滑入出料存储架6中；若自动化锯床输出为余料，则通过第三翻转管架53翻转，使得余料滑入废料料架7中。

本实施例中，出料存储架6包括存储面板及其支撑架体，废料料架7包括两个竖直连接杆和连接在这两个竖直连接杆顶部的连接杆，远离出料料架5的竖直连接杆的顶端较长，用于挡住物料，优选的，可通过机械臂10从废料料架7中清理废料。

如图8所示，作为一种优选的实施方式，出料料架5远离自动化锯床的一端设有到位检测挡板56，该到位检测挡板56与出料滚筒51平行，出料料架5设有用于探测物料的光电开关55，该光电开关55可设置在到位检测挡板56上。

作为一种优选的实施方式，缓存料架3和余料料架4远离送料料架2的一侧均设有用于抵挡物料的挡块，废料料架7远离出料料架5的一侧也设有用于抵挡物料的挡块，防止物料脱离料架。整个自动化锯床的外侧可设置围栏8，进行施工防护。

优选地，可增设原料测长机构实现自动原料测长，原料测长机构通过液压缸+译码器组成，由液压缸将原料推至一侧挡板，再经过译码器读数，液压缸行程200mm(测长范围6000±5)。

缓存料架3与二次原料储料架(余料料架4)由钢结构一体焊接组成，采用4组重载横梁结构组成，跨距由主锯机近距为上料端头齐平侧(装置一组端头齐平挡板)，可储放钢管规格φ220长度6米/2根，采用倾斜自然落体方式，靠近单根上料机构和前进料辊道为前方，倾斜角度约3度，滚落至前方的单根取料机构位置停止，另一侧为二次原料储料架，可储放钢管规格φ220长度1～5.4米/1根。

出料存储架6由型钢板焊接经回火喷砂处理后进行机加工装配组成,可储存1根φ220的材料。

废料料架7由型钢板焊接经回火喷砂处理后进行机加工装配组成,可储存4根φ220的材料。

可设置有单根取料动力上料机构，依次对每根物料进行抓取，放置在缓存料架中，由减速电机及升降机构来完成锯前铸棒转移输送进入缓存料架上方置放，实现单根取料动力返复之功能，采取减速电机/直线滑轨组/链轮/链条联动与抓举同步动作,整体由钢构及厚板来焊接组合，经回火。喷砂及加工装配组成,取举φ220mm长度1-6米单根钢管,载重能力＞1000kg。也可人工搬运。

锯前进料从动进料辊道框架由型钢板焊接组合,经回火喷砂处理后进行机加工.装配组成，辊道总高度0.7米，(根据现场布置图要求)总长度约6.8米，辊轮材质采用碳钢调质后加工成v型适合圆棒的置中运行，并可实现截面的角度准确,运行采用日本nsk品牌的联座轴承，承载能力强与灵活，滚轮的相间跨距从近主锯机端150～500mm,为分段式的辊道。

锯床主体设有进料夹钳伺服定尺机构，用于夹取物料从而便于锯料，进料夹钳伺服定尺机构由型钢与中厚板焊接及回火喷砂处理后进行机加工装配组成,框架式双向同步置中液压夹钳,最大可夹圆棒φ300,采用液压缸来实现置中夹放动作,送料定尺由伺服减速电机/直线滑轨组/滚珠丝杆来完成,并具备缓起速及缓停功能,最大行程1500mm。

采用可编程控制器(plc)人机接口进行生产工艺参数输入，机组具备全自动和半自动控制及计数功能，半自动控制可根据操作人员的操作需要分布进行动作。

自动锯切动作流程：行车将材料吊放在缓存料架上---->进入人界设置锯切参数(触摸屏、plc可接收mes产品数据，电气配置通讯协议双方明确)---->设备原点复归---->点击一键定料---->启动锯带(自动模式)---->锯切自动进刀---->锯切完成---->成品料排出---->锯弓退刀完成后---->送料定尺---->定尺完成---->根据设置条件自动进刀锯切---->锯切完成---->料微分退刀---->成品料通过辊道输送至尾端---->翻料机构将料翻至左侧(出料存储架)同时自动送料进行下一循环---->发现尾料，①长度大于1200mm进料辊道反转将移动至第二翻转管架位置，通过第二翻转管架送至二次原料储料架(余料料架)，②长度300～1000mm直接通过辊道送至尾端翻到尾料储料架(废料料架)上---->第二根料重复上述动作。

锯床主体锯料过程中，会根据存储的物料的总长度以及每次的锯料长度，判断物料剩余长度是否只能进行最后一次锯料时，若是，则根据所述产品料长度，计算出余料长度，根据该余料长度锯出余料，得到余料和产品料，依次输出余料和产品料。该方法使得可锯切的钢管大于产品料2公分即可，传统方式至少30公分，提高了钢管利用率。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。