本申请涉及一种平板材料加工设备，尤其是涉及用一台设备去完成多种平板材料特别是玻璃的数控加工设备。
背景技术：
现有的平板材料设备分为打孔机、磨边机、水切割机等等。但是这些设备多有一个通病就是功能单一，一台设备只能完成一种工艺。如果用户需要对平板材料进行以上工艺加工势必需要购买这么多设备去进行生产，这样就付出大量的设备成本，招聘更多的设备操作人员，更多的能耗以及占用大量生产用地。
技术实现要素：
本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，成本低，效果好的平板材料加工设备及其加工方法，用一台设备去完成平板材料的打孔、磨边、水切割等等加工。这种综合性的加工方法可以大大降低设备采购成本，在实际生产过程中节约能耗，减少操作人员，节约生产场地。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种平板材料加工设备，包括工业电脑、机架，其特征是还设置有传送装置、定位抓取手臂装置、刀具库装置、原点检测装置、压盘装置、废料托盘装置，定位抓取手臂装置安装在机架上，定位抓取手臂装置包括定位抓取手臂和手臂驱动装置，手臂驱动装置驱动定位抓取手臂纵向和上下移动抓住平板材料，刀具库装置安装在机架上，压盘装置安装在机架上并用来压紧固定平板材料，废料托盘装置安装在机架上并用来承接或排泄加工产生的废料，传送装置用来传送平板材料并定位，原点检测装置用于平板材料纵向定位，工业电脑与传送装置、定位抓取手臂装置、刀具库装置、原点检测装置均连接，工业电脑中设置有控制程序和控制参数，控制它们按照控制程序（工艺、参数）工作。
所述传送装置包括入片段传送装置、加工段传送装置、入片段靠轮装置、加工段靠轮装置、入片段检测传感器、加工段检测传感器，入片段传送装置安装在机架入片段并用来在入片段传送平板材料，加工段传送装置安装在机架加工段并用来在加工段传送平板材料，入片段靠轮装置、加工段靠轮装置分别安装在机架的入片段、加工段并分别用于平板材料横向定位，入片段检测传感器、加工段检测传感器分别用来检测平板材料是否分别进入入片段和加工段，工业电脑与入片段传送装置、加工段传送装置、入片段靠轮装置、加工段靠轮装置、入片段检测传感器、加工段检测传感器均连接。
本申请所述压盘装置由上压盘装置、下压盘装置组成，上压盘装置由上压盘和上压盘驱动装置组成，上压盘驱动装置驱动上压盘上下移动，下压盘装置由下压盘和下压盘驱动装置组成，下压盘驱动装置驱动下压盘上下移动，上压盘与下压盘对应配置，上压盘装置驱动装置、下压盘装置驱动装置均安装在机架上。
本申请所述废料托盘装置包括废料托盘、托盘架和托盘驱动装置，托盘驱动装置安装在机架上并与废料托盘转动连接，托盘架安装在机架上，托盘置于托盘架上并在托盘架上滑动收进或伸出。
所述刀具库装置设置有上刀具库装置、下刀具库装置、水刀装置，上刀具库装置、下刀具库装置均转动安装在机架上并上下对称配置，上刀具库装置、下刀具库装置均通过转动方式来选择当前的加工工具，水刀装置安装在机架上并位于平板材料的上方。
所述定位抓取手臂下面设置有吸盘，通过吸盘来吸取或放下平板材料。
该平板材料加工设备的加工方法包括以下步骤：
A输入加工方式和加工参数；B启动平板材料加工设备并初始化；C工业电脑根据加工方式和加工参数从刀具库装置中选择相应的加工工具，待加工的平板材料通过传送装置输送；D在输送过程中的平板材料被定位抓取手臂装置抓取并输送至加工位置；E对加工位置的平板材料进行设定的加工，同时下一片待加工的平板材料通过传送装置输送；F加工好的平板材料传送出平板材料加工设备，若加工没有结束且加工方式和加工参数未变则转D步骤，若加工没有结束且加工方式或加工参数改变则转C步骤，若加工结束则停机。
所述待加工的平板材料通过传送装置输送步骤包括：平板材料通过入片段传送装置输送并初步横向定位；当加工工具空闲（初始化时所有加工工具均空闲，平板材料开始加工后加工工具状态设为忙，禁止平板材料进入加工段，即停止加工段传送装置，直到加工完成后加工工具状态设为空闲）时平板材料通过加工段传送装置输送。平板材料初步横向定位可通过多种方式实现，例如通过入片段靠轮装置推动或者通过入片段传送装置的入片段胶辊上设置向加工侧（Y反方向）倾斜的螺旋纹实现。
所述在输送过程中的平板材料被定位抓取手臂装置抓取并输送至加工位置步骤包括：加工段检测传感器检测到平板材料后工业电脑控制定位抓取手臂向平板材料运动，定位抓取手臂对准平板材料后保持与平板材料同步运行，加工段靠轮装置沿Y反方向推动平板材料实现Y方向最终定位，定位抓取手臂的吸盘向下运动吸在平板材料上且手臂纵向驱动电机关闭，定位抓取手臂与平板材料通过吸盘固定在一起向前运动。
所述加工方式包括平板材料的磨边、水切割、打孔。
所述C步骤还包括工业电脑将选好的加工工具调整至加工工位的初始位置（即C步骤为：工业电脑根据加工方式和加工参数从刀具库装置中选择相应的加工工具并调整至加工工位的初始位置，待加工的平板材料通过传送装置输送）。
所述平板材料的磨边步骤包括：工业电脑将磨轮调整至加工工位；启动磨轮并通过磨轮上下运动、磨轮横向移动、加工段传送装置纵向微幅调整实现平板材料磨边；完成磨边后的磨轮回到加工工位的初始位置。
所述平板材料的水切割步骤包括：工业电脑将水刀装置刀头调整至加工工位；启动水切割并通过水刀装置刀头横向运动、加工段传送装置纵向微幅调整实现平板材料的水切割；完成切割工艺后水刀装置刀头上升回到加工工位的初始位置。
所述平板材料的打孔步骤包括：工业电脑将上刀具库装置的上钻头、下刀具库装置的下钻头、下压盘、废料托盘、上压盘均调整到该部件在加工工位的初始位置（当C步骤还包括工业电脑将选好的加工工具调整至加工工位的初始位置时不需要），下压盘伸出从下面撑住平板材料，然后上压盘向下运动直到完全压住平板材料；工业电脑根据平板材料厚度控制上钻头和下钻头分别向下和向上运动对平板材料进行打孔作业，直到打孔深度到达控制程序（加工参数）设定深度；下钻头下降回到加工工位的初始位置，废料托盘缩进；上钻头继续下降直到打穿平板材料；打穿平板材料后上钻头回到加工工位的初始位置，上压盘上升回到加工工位的初始位置，下压盘下降回到加工工位的初始位置，废料托盘伸出至加工工位的初始位置，平板材料打孔完成。如果需要在同一块平板材料上多次打孔，则工业电脑根据实际需要将刀具库装置横向移动到位或者前移定位抓取手臂到位，然后再进行平板材料完成加工工位定位后的步骤。
本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，使用方便，成本低，效果好，在一台设备上完成各种加工，一机多能。
附图说明
图1是本发明实施例平板材料位于入片段的状态示意图。
图2是本发明实施例加工段的第一状态示意图。
图3是本发明实施例加工段的第二状态示意图。
图4是本发明实施例加工段的第三状态示意图。
图5是本发明实施例加工段的第四状态示意图。
图6是本发明实施例磨边工艺的初始状态示意图。
图7是本发明实施例磨边工艺的加工状态示意图。
图8-图9是本发明实施例水切割工艺流程示意图。
图10-图14是本发明实施例打孔工艺流程示意图。
图中11为工业电脑：用户可以将需要加工的图形以及加工方式输入工业电脑中，工业电脑会控制本实施例各个动作来完成用户需要的加工工艺；3为平板材料定位抓取手臂：上面安装有吸盘以及靠轮；2为平板材料入片段的平板材料入片段传送装置：其利用伺服电机+同步带作为动力源来源往X方向传输平板材料；5为数控设备加工段的平板材料加工段传送装置：其利用伺服电机作为动力源来源实现X方向双向（纵向的前后，图1~图5中左为后，右为前）传输平板材料；6为入片段靠轮装置：其利用气缸实现平板材料Y反方向定位；8为加工段靠轮装置：其利用气缸实现平板材料Y反方向定位。
具体实施方式
下面通过实施例并对照附图对本发明作进一步的叙述，其中横向是指Y正反向，纵向是指X正反向。
参见图1～图14，本实施例将控制程序和需要加工的工艺以及图形、参数输入工业电脑11后工业电脑11控制本实施例平板材料加工设备运转。平板材料加工设备包括工业电脑11、机架1、入片段传送装置（含入片段胶辊和入片段胶辊驱动装置）2、定位抓取手臂装置（含定位抓取手臂3和手臂驱动装置）、刀具库装置、加工段传送装置（含加工段胶辊和加工段胶辊驱动装置）5、入片段靠轮装置（含入片段靠轮和入片段靠轮驱动装置）6、加工段靠轮装置（含加工段靠轮和加工段靠轮驱动装置）8、原点检测装置9、压盘装置、废料托盘装置13（含废料托盘131、托盘架132和托盘驱动装置）、入片段检测传感器、加工段检测传感器，入片段传送装置2安装在机架1入片段（即平板材料入片区域，图1中的平板材料7所对应的左右方向的区域）内侧并用来传送平板材料，定位抓取手臂装置安装在机架1上，定位抓取手臂装置的定位抓取手臂3具有纵向和上下方向移动能力（即手臂驱动装置为双向移动机构），刀具库装置设置有各种加工工艺所需的工具，并且在工业电脑11的控制下根据工艺要求自动选择当前工作工具，刀具库装置包括上刀具库装置41、下刀具库装置42、水刀装置43，上刀具库装置41、下刀具库装置42均转动安装在机架1上并上下对称配置，上刀具库装置41、下刀具库装置42相同且均通过转动方式来选择加工工具（转动至加工工位的那个刀具就是当前的加工工具，上、下刀具库装置周向均匀设置若干个备用的刀具，选用上、下刀具库装置或水刀装置43中的那个刀具由工业电脑11根据需要选择），压盘装置由上压盘装置10、下压盘装置14组成，安装在机架1上并用来压紧固定被加工平板材料，上压盘装置由上压盘101和上压盘驱动装置组成，下压盘装置由下压盘141和下压盘驱动装置组成，上压盘装置驱动装置、下压盘装置驱动装置均安装在机架1上，废料托盘装置13安装在机架1上并用来承接或排泄加工产生的废料，加工段传送装置5安装在机架1加工段12内侧，入片段靠轮装置6、加工段靠轮装置8分别安装在机架1的入片段和加工段12并分别用于平板材料横向定位，原点检测装置9用于平板材料纵向定位，入片段检测传感器、加工段检测传感器分别用来检测平板材料是否分别进入入片段和加工段12，工业电脑11与入片段传送装置2、定位抓取手臂装置、刀具库装置、加工段传送装置5、入片段靠轮装置6、加工段靠轮装置8、原点检测装置9、入片段检测传感器、加工段检测传感器均连接并控制它们按照加工方法（工艺）工作。
如图1：首先根据工艺从刀具库装置中选择相应的工具，同时入片段传送装置2和加工段传送装置5开始工作，使得平板材料向纵向前移。第一步：平板材料7通过入片段传送装置2传送进入本设备后，入片段检测传感器检测到平板材料7后入片段靠轮装置6的入片段靠轮在气缸的推动下沿Y反方向推动平板材料7，实现平板材料7的横向初步定位。定位完成后入片段靠轮返回原始状态等待下一片平板材料。平板材料7继续传输进入加工段12。
如图2：加工段检测传感器检测到平板材料7后工业电脑11控制定位抓取手臂3向平板材料7方向加速运动。
如图3：定位抓取手臂3追赶上平板材料7后保持与平板材料7同步运行。与此同时加工段靠轮沿Y反方向推动平板材料7实现Y方向最终定位，然后定位抓取手臂3下的吸盘向下运动吸在平板材料7上，手臂纵向驱动电机关闭，此时定位抓取手臂3与平板材料7通过吸盘固定在一起向前运动。当平板材料7触碰到原点检测装置9后工业电脑11识别到平板材料7准确位置。
如图4：工业电脑11控制本实施例按照预先设定好的工艺以及图形对平板材料7进行加工。与此同时下一片平板材料15通过入片段传送装置2传输进入入片段，入片段检测传感器检测到平板材料15后入片段靠轮在气缸的推动下沿Y反方向推动平板材料15，实现平板材料15的横向初步定位。定位完成后入片段靠轮返回原始状态等待下一片平板材料。平板材料15继续传输到入片段末端暂停。
如图5：当平板材料7加工结束后定位抓取手臂3释放平板材料7。入片段传送装置2和加工段传送装置5开始向X方向输送， 平板材料7运送出本设备并将平板材料15传送进入加工段12，定位抓取手臂3返回去抓取平板材料15。当定位抓取手臂3抓取平板材料15后重复图3中最后第二步（即定位抓取手臂3与平板材料7通过吸盘固定在一起向前运动，直到平板材料7触碰到原点检测装置9后停止），实现流水方式平板材料加工。
当平板材料到达设定好的加工位置（平板材料触碰到原点检测装置9）后，工业电脑11根据设定选择好的工具开始对平板材料进行加工。加工方式有磨边、水切割、打孔；分别采用刀具库装置的磨轮、水刀装置43和刀具库装置的（打孔）钻头。
1、磨边工艺流程：图6为磨边初始状态（位置），第一步：工业电脑1驱动选好的上刀具库装置41或下刀具库装置42，下面以下刀具库装置42为例说明，下刀具库装置42的磨轮421转动至加工工位的最低（初始）位置（该步骤可以在选择好加工工具后马上做）。第二步：如图7，平板材料7在定位抓取手臂3的抓取下完成加工工位定位后，磨轮421上升，通过磨轮421上下运动、磨轮421横向移动、加工段传送装置5纵向微幅调整实现现有的3轴运动系统，按照数控方式沿着设定图形对平板材料进行磨边。第三步：完成磨边工艺后磨轮421回到加工工位的初始位置，加工段传送装置5朝X轴方向传送把平板材料7运送出设备。
2、水切割工艺流程：图8为水切割初始状态：第一步，工业电脑1将水刀装置43刀头处于加工工位的最高（初始）位置。第二步：参见图9，平板材料7在定位抓取手臂3的抓取下完成加工工位定位后，水刀装置43刀头下降，水刀装置43刀头左右（横向）运动、加工段传送装置5纵向微幅调整实现现有的2轴运动系统。按照数控方式沿着设定图形对平板材料7进行切割。第三步：完成切割工艺后水刀装置43刀头上升回到初始位置，加工段传送装置5朝X轴方向输送把平板材料7运送出设备。
3、打孔工艺流程：第一步，设备初始状态如图10，上刀具库装置41的上钻头412处于最高（初始）位置，下刀具库装置42的下钻头422处于最低（初始）位置，下压盘141（可以上下移动压紧被加工平板材料）处于最低（初始）状态并且位于下钻头422上方，废料托盘131（可纵向移动伸出或缩进托盘架132，废料托盘131位于平板材料下，当其伸出时将加工位置让给下刀具库装置42的下钻头422，下钻头422打孔完成回到初始位置后，废料托盘131缩进接住上刀具库装置41的上钻头412打穿该孔时落下的废料）处于伸出状态，上压盘101（可以上下移动压紧被加工平板材料，与下压盘141配合）处于最高位置。第二步：如图11，平板材料7在定位抓取手臂3的抓取下完成加工工位定位后，下压盘141伸出从下面撑住平板材料7，然后上压盘101向下运动直到完全压住平板材料7。第三步：如图12，工业电脑11根据平板材料7厚度控制上钻头412和下钻头422分别向下和向上运动对平板材料7进行打孔作业，直到打孔深度到达程序设定深度，此时平板材料7并没有被打穿。第四步：如图13，下钻头422下降回到初始状态，然后废料托盘131缩进。上钻头412继续下降直到打穿平板材料7。第五步：如图14，打穿平板材料7后上钻头412上升回到原始位置，上压盘101上升回到原始位置，下压盘141下降回到原始位置，废料托盘131伸出回到初始位置，平板材料7打孔完成。如果需要在同一块平板材料7上多次打孔则工业电脑11根据实际需要（设计要求）将刀具库装置横向移动到位（当需要横向移动打孔时）或者前移定位抓取手臂3（通常都是平板材料前面的孔先打，后面的孔后打）到位，然后重复第二步到第五步过程。
当数控设备再对某一片平板材料进行加工时，流水线上的下一片平板材料开始进入本实施例入片段。入片段靠轮装置6对下一片平板材料进行初步对中（靠边对位）处理后等待前一片平板材料加工完成。当前一片平板材料完成加工后立即输送进入数控设备加工段，从而实现以流水方式对平板材料进行各种加工作业。
本发明通过数控方式实现平板材料的定位以及各种工艺的加工，具有操作简单，控制准确精细，制造成本低廉等优点。
凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。