一种双丝杆砧板传送系统的制作方法

本发明属于砧板加工技术领域，涉及适用于对砧板两端进行锯切处理的自动加工设备，尤其涉及用于砧板双端锯切设备的砧板传送技术。

背景技术：

砧板是一种日常生活必需品，从材质上分，常见的主要有木砧板和竹砧板两大类，塑料砧板相对较为少用。其中竹砧板经专业处理后,具有不开裂、不变形、耐磨、坚硬、韧性好等优点，现已广泛普及使用。砧板的形状以方形和圆形为主，其中方形砧板加工时废料最少，且加工过程简单，相对最为多见。

竹材自然厚度小于砧板一般厚度，竹砧板多为三层复合结构，传统拼接竹砧板，采用长竹条拼接成长板，然后裁切形成单块砧板。展开板砧板，由于目前工艺限制，需先加工成差不多目标砧板大小的展开板面板和中间板，然后将面板与中间板三层粘合。由于展开板本身并不平整，在压平粘合的过程中，不可避免会发生延展或伴有偏移，因此目前工艺中，在三层砧板粘合时，对三层砧板在延展率较低的宽度方向上加以限位，在延展率较大的长度方向（顺着纤维方向）不做限位，如此复合形成的砧板原坯，由于在宽度方向上做了限位，所以两边相对整齐，后续可适于双端刨铣加工，但在长度方向上，由于自由延展和滑移等可能性的存在，两端会不可避免的出现上下两层砧板与中间层砧板参差不齐的情况。因此需要将砧板两端进行锯切处理，使三层砧板平整对齐，同时还要让锯切处理后的砧板具有目标长度。

现有技术中，没有专门针对上述情况的双端锯切设备，目前对这种砧板原坯的两端的处理，仍依赖于人工的介入处理。不仅效率低，操作工人工作强度大，具有一定的危险性且锯切之后的砧板会存在不规则的问题，更重要的是无法实现砧板后续处理的全自动流水作业，影响其他自动化砧板设备的发挥。在设计针对上述这种砧板原坯的两端自动锯切设备时，如何让锯切面与两侧边具有良好的直角度，是影响砧板加工质量的一个主要问题。

为了让锯切后的砧板具有精确的目标长度和两端切面的平行度，为了避免锯片移动带来的误差，适合将锯片固定（锯片只做旋转运动）。这就需要通过移动砧板来完成锯切。砧板的传送过程中的累积误差会严重影响切面与两侧边的直角度。如何保证砧板的两端在传送过程中的同步性，是决定于砧板端面与两侧边垂直度的重要因素。

技术实现要素：

本发明为了填补现有技术的空白，专门针对两层或三层砧板端面处理问题，提出了一种固定锯片、移动砧板完成锯切的解决方案。该解决方案在机架的锯切工位设置用于对经过的砧板的端部进行锯切处理的锯切装置，对应地，设计一套用于夹持砧板并传送其经过锯切工位的双丝杆砧板传送系统。

针对双丝杆砧板传送系统，本发明提出第一种方案：一种双丝杆砧板传送系统，包括分别用于夹持传送砧板两端的第一丝杆传送机构和第二丝杆传送机构、第一同步校准传感器和第二同步校准传感器、同步校准控制器；所述丝杆传送机构包括用于夹持砧板的夹持装置、用于用于驱动夹持装置纵向运动的丝杆机构、用于驱动丝杆机构的伺服电机；所述伺服电机的控制器包括两个启动信号输入端，所述同步校准控制器包括在输入信号驱动下断开的常闭开关k11、常闭开关k21，以及在输入信号驱动下闭合的常开开关k12、常开开关k22，常开开关k12和常开开关k22串连后同时连接两个司服电机的控制器的第一启动信号输入端，常闭开关k11连接第一丝杆传送机构的司服电机的控制器的第二启动信号输入端，常闭开关k21连接第二丝杆传送机构的司服电机的控制器的第二启动信号输入端；第一同步校准传感器和第二同步校准传感器分设在砧板传送路径的两侧，且两者横向对正；第一同步校准传感器的信号输出端分别连接常闭开关k11的驱动信号输入端和常开开关k12的驱动信号输入端，第二同步校准传感器的信号输出端分别连接常闭开关k12的驱动信号输入端和常开开关k22的驱动信号输入端。

开始传送砧板时，因为常闭开关k11、常闭开关k21处于导通状态，启动司服电机的电信号分别通过常闭开关k11、常闭开关k21传送到两套丝杆传送机构的司服电机，司服电机启动带动丝杆机构驱动夹持装置传送砧板；当砧板某一端到达同步校准传感器位置，例如砧板第一端先到达第一同步校准传感器，第一同步校准传感器被触发分别输出信号到常闭开关k11、常开开关k12，常闭开关k11断开，第一丝杆传送机构停止，常开开关k12闭合；当第二端到达第二同步校准传感器，第二同步校准传感器被触发分别输出信号到常闭开关k21、常开开关k22，常闭开关k21断开，常开开关k22闭合，此时启动司服电机的电信号经过常开开关k12和常开开关k22分别传送到两套丝杆传送机构的司服电机，两套丝杆传送机构同步继续向前传送砧板。

所述夹持装置包括一对可上下伸缩的夹爪机构、驱动一对夹爪机构纵向相向运动的夹持驱动机构。所述夹爪机构为活塞杆在竖直方向上伸缩的夹持气缸，两个夹持气缸的活塞杆作为夹爪，前后夹持砧板。所述夹持气缸一个固定于夹持气缸安装板上，另一个通过纵向滑轨机构可纵向滑动地安装于夹持气缸安装板上，夹持气缸安装板通过滑轨机构可纵向滑动设置。砧板传送台面上，对应夹持气缸的活塞杆的纵向滑动路径设置有夹持活塞杆滑槽，所述夹持驱动机构为纵向设置的夹持驱动气缸，夹持驱动气缸的缸体与夹持气缸安装板固定，活塞杆与可滑动的夹持气缸相连接。

针对双丝杆砧板传送系统，本发明提出第二种方案：一种双丝杆砧板传送系统，包括分别用于夹持传送砧板两端的两套丝杆传送机构和用于调整两套丝杆传送机构同步性的传送同步校准系统。

每套丝杆传送机构包括一用于夹持砧板的夹持装置、用于驱动夹持装置纵向运动的丝杆机构、驱动丝杆机构动作的伺服电机。

所述传送同步校准系统包括一对起点同步校准传感器、至少一对中间同步校准传感器、同步校准控制器，所述起点同步校准传感器和中间同步校准传感器传感器分别通过不同输入接口连接同步校准控制器，所述同步校准控制器包括两个分别连接两套丝杆传送机构的伺服电机控制器的同步校准控制信号输出接口。所述同步校准控制器优选采可编程控制器，通过编程实现。

一对起点同步校准传感器分设在砧板传送路径的两侧，且两者横向对正。一对中间同步校准传感器设置分设在砧板传送路径的两侧，且两者横向对正。

开始传送砧板时，双丝杆砧板传送系统启动，两套丝杆传送机构分别夹持并推动砧板的两端向前运动，当砧板前侧边分别经过起点同步校准传感器，两个起点同步校准传感器被触发分别向同步校准控制器输出信号，同步校准控制器在接收到相应传感器的信号后，暂停该传感器所在侧的丝杆传送机构，当两套丝杆传送机构都暂停后，同步启动两套丝杆传送机构继续向前传送砧板。

当砧板前侧边分别经过中间同步校准传感器，两个中间同步校准传感器被触发分别向同步校准控制器输出信号，同步校准控制器在接收到相应传感器的信号后，暂停该传感器所在侧的丝杆传送机构，当两套丝杆传送机构都暂停后，同步校准控制器通过砧板两端的从起点到中间检测点的传送时间和起点到中间检测点的距离，分别计算两套丝杆传送机构的实际传送速度，并计算两者速度差，根据差值提高或降低其中一套丝杆传送机构的传送速度，然后再同步启动两套丝杆传送机构继续传送砧板。

作为改进，所述传送同步校准系统可以包括多对中间同步校准传感器，每对中间同步校准传感器分设在砧板传送路径的两侧，一对中的两者横向对正。通过这种设置可以实现速度差多次校准，使两端更加趋于同步。经过传送同步校准之后，锯切加工出来的砧板两端与侧边垂直度更高，更规整，更美观，同时后续的处理也更为方便。

所述夹持装置包括一对可上下伸缩的夹爪机构、驱动一对夹爪机构纵向相向运动的夹持驱动机构。

所述夹爪机构为活塞杆在竖直方向上伸缩的夹持气缸，两个夹持气缸的活塞杆作为夹爪，前后夹持砧板。所述夹持气缸一个固定于夹持气缸安装板上，另一个通过纵向滑轨机构可纵向滑动地安装于夹持气缸安装板上，夹持气缸安装板通过滑轨机构可纵向滑动设置。砧板传送台面上，对应夹持气缸的活塞杆的纵向滑动路径设置有夹持活塞杆滑槽，所述夹持驱动机构为纵向设置的夹持驱动气缸，夹持驱动气缸的缸体与夹持气缸安装板固定，活塞杆与可滑动的夹持气缸相连接。

不工作时夹持气缸的活塞杆在台面以下，工作时活塞杆伸出台面，在纵向设置的夹持驱动气缸作用下前后夹紧砧板，经由伺服电机与丝杆机构带动夹持气缸安装板携夹持装置整体向前运动，将夹持的砧板传送至锯切工位。伺服电机与丝杆机构的传动为两侧同步传动，通过传送同步校准系统避免两侧的倾斜，以保证生产出的砧板垂直度更高、更规整，解决了人工操作可能会出现的加工误差。

本发明双丝杆砧板传送系统，通过同步校准手段的加入，有效地解决了两端在传送过程中因为机构等误差导致的不同步问题，进而避免砧板在通过锯切工位时存在倾斜，以保证两端切面与两侧边具有更高的直角度。

附图说明

图1是所述的自动双端锯切设备的机架示意图。

图2是所述的自动双端锯切设备的正视图。

图3是所述的自动双端锯切设备的左侧工作台侧视图。

图4是所述的自动双端锯切设备的右侧工作台侧视图。

图5是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

图6是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

图7是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

图8是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

图9是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

图10是本发明所述的传送同步校准系统工作示意图。

具体实施方式

下面参照附图，以一套采用本发明所述双丝杆砧板传送系统作为夹持传送机构的自动双端锯切设备为例，对本发明的双丝杆砧板传送系统的结构特点和工作原理做进一步的解释说明。

如图1所示，本例自动双端锯切设备包括机架，机架包括底座100、左支撑架101、右支撑架102和左工作台103、右工作台104，左右工作台各设置有用于放置电气线路和气动管线的布线仓、用于安装滑轨的机架壁以及支撑砧板的工作台面，分别为左布线仓109、右布线仓110、左机架壁111、右机架壁112、左侧工作台面113以及右侧工作台面114。

以砧板的传送方向为前，机架从后到前，依次设有砧板放置工位、砧板横向位置调整工位、锯切工位。砧板输送机构设置于砧板放置工位和砧板横向位置调整工位之间，砧板横向位置调整系统的传感器组和砧板横向位置调整执行机构设置在砧板横向位置调整工位，砧板的夹持传送系统设置于砧板横向位置调整工位和锯切工位之间。

左右工作台面上各设有两条相互平行的槽，分别为第一滑槽105、第二滑槽106、第三滑槽107和第四滑槽108，第三滑槽107和第四滑槽108为夹持活塞杆滑槽，作为夹持传送系统的夹持气缸活塞杆向上伸出台面后的运动的轨道，第一滑槽105、第二滑槽106为推送活塞杆滑槽，作为砧板输送机构的推送气缸的活塞杆向上伸出台面后的运动轨道，同侧的两条滑槽前后错位设置，在砧板横向位置调整工位有重叠部分。

如图2所示，机架的后端为砧板放置工位，砧板放置工位前部为砧板入口处，砧板放置工位的两侧台面设置有限位板，分别为左限位板200、右限位板201，砧板紧贴左侧限位板进入砧板横向位置调整工位的感应区域，限位板上焊接有压紧砧板的压条，分别为左压条202，右压条203；传感器组和一套砧板横向推动机构设置于限位板后方的砧板横向位置调整工位，传感器组包括安装于支架上第一传感器300、第二传感器301、第三传感器302、第四传感器303，砧板横向推动机构为由推杆和气缸组合而成的气缸推杆304，第一传感器300和第三传感器302安装于左侧支架305上，第二传感器和第四传感器安装于右侧支架306上。第一传感器300、第二传感器301位于同一水平高度，用于感应砧板的上层板；同一水平高度的第三传感器302、第四传感器303的高低位置位于下层板上表面之下，设置于砧板的两侧用于感应下层板的端面，第一传感器300与第二传感器301之间的距离小于砧板的长度；气缸推杆304位于左侧台面且设置于第三传感器302与限位板200之间，当砧板送达砧板横向位置调整工位的感应区域，第一传感器300和第三传感器301有输出信号后，位置调整控制器推动砧板向右侧移动；砧板横向位置调整工位前方为锯切装置，设置于左右工作台上，包括左侧锯片401，以左侧电机403为动力源，右侧锯片402，以右侧电机404为动力源。

如图3-4所示，输送机构设置于工作台面之下，第一推送气缸505通过滑块安装在设置于左机架壁111上的第一滑轨507上，以第一推送驱动气缸（图中未示出）作为第一推送驱动装置，第一推送驱动气缸缸体与左机架壁111固定，第一推送驱动气缸的活塞杆连接第一推送气缸505。第二推气缸506安装在设置于右侧机架壁112上的第二滑轨508上。以第二推送驱动气缸（图中未示出）作为第二推送驱动装置，第二推送驱动气缸缸体与右机架壁112固定，第二推送驱动气缸的活塞杆连接第二推送气缸506。

夹持传送系统设置于工作台面之下，包括设置于左侧工作台面之下的第一丝杆传送机构、设置于右侧工作台面之下的第二丝杆传送机构。

第一丝杆传送机构包括第一夹持装置、第一丝杆机构、第一伺服电机，第一伺服电机驱动第一丝杆机构的丝杆旋转。第一夹持装置包括第一夹持气缸安装板513、第一夹持气缸501、第三夹持气缸503和第一夹持驱动气缸511。第一夹持气缸安装板513通过第五滑轨515可纵向滑动地设置于左侧机架壁上，第一夹持气缸安装板513上纵向设置有第三滑轨509，第一夹持气缸501可滑动地安装在第一夹持气缸安装板513上的第三滑轨509上，第三夹持气缸503固定安装在第一夹持气缸安装板513上，第一夹持驱动气缸511的缸体与第一夹持气缸安装板513固定，第一夹持驱动气缸的活塞杆与第一夹持气缸501连接。

第二套丝杆传送机构包括第二夹持装置、第二丝杆机构、第二伺服电机，第二伺服电机驱动第二丝杆机构的丝杆旋转。第二夹持装置包括第二夹持气缸安装板514、第二夹持气缸502、第四夹持气缸504、第二夹持驱动气缸512。第一夹持气缸安装板514通过第六滑轨516可纵向滑动地设置于右侧机架壁上。

第二夹持气缸安装板514上纵向设置有第四滑轨510，第二夹持气缸502可滑动地安装在第二夹持气缸安装板514上的第四滑轨510上，第四夹持气缸504固定安装在第二夹持气缸安装板514上，第二夹持驱动气缸512的缸体与第二夹持气缸安装板514固定，第二夹持驱动气缸512的活塞杆与第二夹持气缸502连接；左右两侧夹持装置前后夹持砧板后，由伺服电机带动丝杆驱动夹持装置整体向前传送砧板并经过锯切装置。

参照图5-10，在工作台面上，对应砧板从砧板横向位置调整工位到锯切工位的传送路径的两侧，设置有一对起点同步校准传感器：左侧起点同步校准传感器601和右侧起点同步校准传感器602；一对中间同步校准传感器：左侧中间同步校准传感器603和右侧中间同步校准传感器604；以及用于传送的左侧丝杆605，左侧伺服电机607，右侧丝杆606和右侧伺服电机608。

参照图5-7，在砧板传送过程中，右侧传送速度较快，砧板的右侧前端面先到达右侧起点同步校准传感器602，右侧同步校准传感器602接收到信号后，暂停右侧的传送，直到左侧起点同步校准传感器601也接收到信号，两侧同步开始传送，此时右侧传送速度为v1，左侧传送速度为v2。

参照图8-10，同一侧起点同步校准传感器与中间同步校准传感器距离为l。砧板右侧前端面先到达中间校准传感器感应位置，右侧中间同步传感器604先接收到信号，暂停右侧的传送，砧板右侧前端面从右侧起点校准传感器602出发，到右侧中间校准传感器604接收到信号所经过的时间为t1；砧板左侧前端面到达左侧中间同步校准传感器603感应位置，砧板左侧前端面从左侧起点校准传感器601出发，到左侧中间校准传感器603接收到信号所经过的时间为t2，由以上数据调整左侧传送速度，新的传送速度为v2+（1/t1-1/t2）l,此时左侧新的传送速度等于右侧传送速度v1；速度调整完成后，在同步传送至锯切工位，此时左右两侧同步经过锯切装置，锯切加工出来的砧板两端与侧边垂直度更高，更规整，更美观。