窗框自动化生产线的制作方法

本发明涉及铝型材窗框生产技术领域，尤其涉及一种窗框自动化生产线。

背景技术：

铝型材窗框是由四根铝型材边条制作而成，一般的生产工艺为框条尺寸裁切、组框、焊接、焊屑铣削、外角倒圆角和平面打磨。传统生产窗框的行业，采用人工作业，自动化程度不高，生产效率不高，而且在焊屑铣削和框架平面打磨工序上，会对操作者造成一定的身体伤害。

现有技术中，还没有用于批量生产窗框的自动化生产线，其能够将各个工艺联结起来，自动完成窗框所有工艺或者一部分的制造过程，代替人工劳动并提高生产效率的生产系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种窗框自动化生产线。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种窗框自动化生产线，包括送料机构，其特征在于：所述送料机构一侧依次设有切割机、组框机、铣床、倒角机和打磨机，形成送型材、切框条、组窗框、铣焊屑、倒圆角和磨平面功能的生产线，所述打磨机包括打磨工作台和位于打磨工作台上至少一组的打磨机构，所述打磨机构包括安装板、打磨电机、驱动轮和砂带，打磨电机位于安装板的一侧，并通过法兰盘与驱动轮连接，驱动轮的下方设有用于向下压住砂带进而打磨框架的压紧轮，压紧轮上设有带动压紧轮上下移动以调节砂带与框架距离的升降组件，压紧轮的上方两侧设有第一传动轮和第二传动轮，第一传动轮上设有用于调节砂带张紧度的张紧组件，第二传动轮的一侧设有用于调整砂带相对第二传动轮位置的调位组件。

所述驱动轮、压紧轮、第一传动轮和第二传动轮均位于砂带的内侧并定位在安装板上，第一传动轮位于靠近驱动轮下方的一侧。

所述升降组件包括升降气缸、升降滑动板和升降导轨，升降导轨设于安装板上，升降滑动板与升降气缸连接并带动升降滑动板在升降导轨上进行升降动作。

所述张紧组件包括张紧气缸、摆动杆和旋转杆，旋转杆可绕其中心在安装板上转动，第一传动轮与旋转杆一端连接，张紧气缸通过单肘节接头与摆动杆连接，摆动杆的末端端面两端分别为若干用于抵接旋转杆的斜面。

所述调位组件包括螺杆和连接杆，螺杆的一端与安装板螺纹连接，且另一端与连接杆固定连接，第二传动轮固定设置在连接杆上。

所述打磨工作台上设有用于将框架定位在打磨机构下方的基准机构。

所述送料机构包括横向送料机构、纵向送料机构以及将型材从横向送料机构转移到纵向送料机构的递料装置，所述切割机为全自动铝材双向切割机。

所述组框机包括四组用于将相邻框条组成直角的组角装置，组角装置包括用于校正窗框直角的组角组件、用于顶紧窗框内角的顶角组件以及位于组角组件上方并用于按压框条的按压组件。

所述铣床包括铣削工作台以及位于铣削工作台上方和下方分别用于对框架同一接口处的两面焊屑进行铣削的上铣削机构和下铣削机构，所述上铣削机构和下铣削机构均包括焊屑铣刀以及将焊屑铣刀安装在通过伺服电机连接丝杆驱动的滑台从而带动焊屑铣刀对焊屑进行铣削处理。

所述倒角机包括倒角工作台和用于将框架四个外角进行倒角加工处理的倒角铣刀以及用于驱动倒角铣刀进行x轴、y轴和z轴移动的倒角驱动组件。

本发明的有益效果在于：通过在送料机构的一侧依次设置切割机、组框机、铣床、倒角机和打磨机，形成送型材、切框条、组窗框、铣焊屑、倒圆角和磨平面功能的生产线，将窗框生产的各个工艺联结起来，代替人工劳动并且能够提高窗框的生产效率。

附图说明

图1为窗框生产线的俯视图。

图2为送料机构和切割机的结构示意图。

图3为图2中a处的放大图。

图4为图2中b处的放大图。

图5为组角机的结构示意图。

图6为组角装置的结构示意图。

图7为铣床的结构示意图一。

图8为铣床的结构示意图二。

图9为倒角机的结构示意图。

图10为倒角工作台的俯视图。

图11为倒角工作台的立体图。

图12为定位气缸、下压板和压头的结构示意图。

图13为推位气缸与推位组件的结构示意图。

图14为打磨机的立体示意图。

图15为打磨机构的主视图。

图16为打磨机构的立体示意图。

图17为图16中c处的放大图。

图18为打磨工作台的俯视图。

图19为打磨工作台的立体示意图。

图20为图19中d处的放大图。

图21为去掉封板时，打磨工作台的俯视图。

图22为图21中e处的放大图。

图23为去掉封板时，打磨工作台的立体图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明公开一种窗框自动化生产线，包括送料机构1，送料机构1一侧依次设有切割机2、组框机3、铣床4、倒角机5和打磨机6，形成送型材、切框条、组窗框、铣焊屑、倒圆角和磨平面功能的生产线。

本发明各机构以及设备结构说明：

送料机构1：如图2-4所示，送料机构1包括横向送料机构1、纵向送料机构1以及将型材从横向送料机构1转移到纵向送料机构1的递料装置。

横向送料机构1的送料方向垂直于纵向送料机构1的送料方向，横向送料机构1的传送末端放置在递料装置边缘处。横向送料机构1设有第一减速电机7和若干组横向传送轨，横向传送轨设有横向传送履带8和连动轮9，第一减速电机7的驱动轴接有连通连动轮9的横向传动杆10。

纵向送料机构1包括纵向传送轨道11、纵向传送履带12以及带动纵向传送履带12在纵向传送轨道11运动的第二减速电机13，纵向传送轨道11的末端设有尾料处理组件14，所述尾料处理组件14包括第一尾料气缸141、第二尾料气缸142和气缸安装构件，气缸安装构件包括横杆143和设置在横杆143两端的竖向板144，竖向板144的一端固定连接第一尾料气缸141，竖向板144的另一端接有可供竖向板144活动的安装座，第二尾料气缸142的活动端与横杆143固定连接。纵向传送履带12远离递料装置的一侧设有若干竖直定杆15，竖直定杆15上设有用于防止条形物料被倾斜传送的限位轮16，限位轮16通过相适配的轴承安装在竖直定杆15上。

递料装置包括伺服电机17和递料传动杆18，递料传动杆18与伺服电机17的驱动轴活动连接；递料传动杆18上固定有若干组间隔设置的托料板19，托料板19的一侧设有真空气缸20，真空气缸20安装有用于吸附待转移条形物料的吸盘21。

递料装置还包括用于推正待转移条形物料的推板气缸22，推板气缸22的活动端指向横向送料装置的来料方向，用于调整条形物料在托料板19上的位置。为了优化调整效果，在推板气缸22的活动端上设置加长调位结构23，加长调位结构23包括固定在推板气缸22活动端上的联接块231，还包括设置在联接块231两侧的顶板232。进一步的，托料板19、吸盘21、顶板232和横向传送轨均要求位于同一水平线上，提高转移的成功率。

伺服电机17设有用于检测纵向传送履带12上条形物料传输情况的激光传感器。递料传动杆18上固定有扇形的传感器触发板24，传感器触发板24位于激光传感器的可照射范围内，传感器触发板24通过遮挡激光来检测递料传动杆18的翻转角度。

对型材进行送料时，横向送料机构1受第一减速电机7驱动，纵向送料机构1受第二减速电机13驱动，两者通过受伺服电机17驱动的递料装置转移物料。伺服电机17上的激光传感器检测纵向传送履带12上是否还有待切割的条形物料，确认没有待切割条形物料，控制递料传动杆18转动，递料装置将横向传送履带8上的条形物料递送到纵向传送履带12上。当检测到尾料滞留时，第二尾料气缸142推动第一尾料气缸141至纵向传送履带12上，并通过第一尾料气缸141将尾料推出传送履带。

切割机2：切割机2采用市面上销售的全自动铝材双向切割机2，采用45度角放置的锯片对型材的进行切角处理，切割方式为长长短短进行切割，并由设有切割机2一旁的第一框条抓取机械手66将已经切角好的框条放入组框机3内进行下一工序的组框加工。

组框机3：如图5-6所示，组框机3包括四组用于将相邻框条组成直角的组角装置25，组角装置25包括用于校正窗框直角的组角组件26、用于顶紧窗框内角的顶角组件27以及位于组角组件26上方并用于按压框条的按压组件28。组角组件26、顶角组件27和按压机构均位于底板421上，组角组件26包括固定在底板421上的组角气缸261和由组角气缸261驱动用于校正窗框直角的直角块262，顶角组件27设于组角组件26相对的一侧，顶角组件27包括固定于底板421上的顶角气缸271和由顶角气缸271驱动用于顶住窗框内角的顶角块272，按压机构设于组角组件26的上方，按压组件28包括按压底板281和设于按压底板281上的按压气缸282和压块283，按压气缸282伸出端与压块283连接。组框机3的详细结构，在本申请人的中国实用新型专利文献cn208483482u中已有记载。

组框机3将第一框条抓取机械手66送达的4根框条组成一个框架64后，由设置在组框机3一侧的焊接机器人68对相邻两框条的拼接口进行焊接，形成一个稳定结构的窗框。

铣床4：如图7-8所示，铣床4包括铣削工作台29以及位于铣削工作台29上方和下方分别用于对框架64同一接口处的两面焊屑进行铣削的上铣削机构30和下铣削机构31，上铣削机构30和下铣削机构31均包括焊屑铣刀以及将焊屑铣刀安装在通过伺服电机17连接丝杆驱动的滑台从而带动焊屑铣刀对焊屑进行铣削处理。铣床4的详细结构，在本申请人的中国发明专利文献cn109352046a中已有记载。

另外，由于需要对框架64四个接口的焊屑进行铣削，本申请生产线的铣床4工序，需要配合旋转机械手69使用，当加工好框架64的其中一个接口时，通过旋转机械手69夹紧框架64、退出铣削工作台29、顺时针旋转到下一个接口，然后把下一个接口放入上铣削机构30和下铣削机构31之间，进而对框架64下一个接口的两面焊屑进行铣削加工。

倒角机5：如图9-13所示，倒角机包括倒角工作台和用于将框架64四个外角进行倒角加工处理的倒角铣刀以及用于驱动倒角铣刀进行x轴、y轴和z轴移动的倒角驱动组件32。本实施例采取的倒角驱动组件32为在市面上可以买到的数控雕刻机驱动机构，在中国发明专利文献cn101879727b中已有记载，当然也可以采用现有的其他类似装置。

倒角工作台包括工作台本体33以及位于工作台本体33上的条形固定板件34和活动安装座，条形固定板件34的尺寸与工作台本体33表面适配并依次紧密排列在工作台本体33上。活动安装座包括四组定位安装座35、两组推位安装座36和三组限位安装座37，其中，每组定位安装座35上设有用于固定窗框的定位气缸38，每组推位安装座36上设有用于调节窗框位置的推位气缸39，每组限位安装座37上设有用于限制窗框位置的限位凸块40。每组活动安装座上均开设有用于安装连接件从而将活动安装座定位在条形固定板上的安装槽41，安装槽41的数量为至少两组，连接件为螺丝和螺母组合。

为了形成一个精准的定位组合，固定安装限位安装座37时，至少有一对限位安装座37的夹角呈90度，用于定位一个垂直的窗角，推位安装座36固定于夹角的内侧，推位气缸39的活动轴分别垂直指向形成90度夹角的限位安装座37。

推位气缸39为双轴气缸，推位气缸39水平设置在推位安装座36上，用于将待加工窗框推至形成90°夹角的限位安装座37上，确保倒圆角加工的准确性。推位气缸39的活动轴上还装有适配于窗框内侧形状的推位组件42。推位组件42包括底板421、连接板422和斜面板423，连接板422固定在推位气缸39的活动轴上，底板421垂直连接在连接板422底部，斜面板423衔接在底板421和连接板422之间，斜面板423的斜面方向与推位气缸39活动轴的推进方向相同，推位组件42的组合形状适配于窗框的内侧形状，在推位气缸39工作时，推位组件42能更有效地贴合窗框内侧，并精准地将窗框推至限位安装座37上。

定位气缸38设有下压板43和压头44，定位气缸38活动轴的推进方向为竖直向上，压头44用于固定窗框，水平设置的下压板43一端垂直连接定位气缸38的活动轴，另一端同侧垂直连接压头44。

通过倒角工作台上设置的定位安装座35、推位安装座36和限位安装座37实现窗框的定位，并把窗框牢牢地锁紧在倒角工作台上。在对窗框倒圆角加工时，前一铣削工序的旋转机械手69，在框架64铣削完成后，夹取框架64放入倒角工作台上，通过活动安装座对框架64的定位和夹紧后，倒角驱动组件32驱动倒角铣刀对框架64的四个外角进行倒圆角处理。

打磨机6：如图14-17所示，打磨机6包括打磨工作台45和位于打磨工作台45上至少一组的打磨机构46，打磨机构46包括安装板461、打磨电机462、驱动轮463和砂带464，打磨电机462位于安装板461的一侧，并通过法兰盘与驱动轮463连接，驱动轮463的下方设有用于向下压住砂带464进而打磨框架64的压紧轮47，压紧轮47上设有带动压紧轮47上下移动以调节砂带464与框架64距离的升降组件48，压紧轮47的上方两侧设有第一传动轮49和第二传动轮50，第一传动轮49上设有用于调节砂带464张紧度的张紧组件51，第二传动轮50的一侧设有用于调整砂带464相对第二传动轮50位置的调位组件52。

驱动轮463、压紧轮47、第一传动轮49和第二传动轮50均位于砂带464的内侧并定位在安装板461上，第一传动轮49位于靠近驱动轮463下方的一侧，第二传动轮50位于远离驱动轮463的一侧。由于第二传动轮50与驱动轮463之间的距离较大，砂带464在传动过程中容易跑偏从而从第二传动轮50上脱落下来，因此在第二传动轮50的一侧设置了调位组件52。调位组件52包括螺杆521和连接杆522，螺杆521的一端与安装板461螺纹连接，且另一端与连接杆522固定连接，第二传动轮50固定设置在连接杆522上。在调整砂带464相对第二传动轮50位置时，螺杆521的一端与安装板461螺纹连接，另一端与连接杆522固定连接，而连接杆522的一端与第二传动轮50连接，因此，通过连接杆522的位置变化带动第二传动轮50的位置变化，也就是说当螺杆521在安装板461上旋进或者旋出时，连接杆522会绕着其与第二传动轮50的固定点发生一定角度的偏移。当螺杆521顺时针在安装板461上旋进时，连接杆522绕着其与第二传动轮50的固定点顺时针旋转一定的角度，此时砂带464沿着第二传动轮50的表面向安装板461方向滑移；同理，当螺杆521逆时针从安装板461上旋出时，砂带464沿着第二传动轮50的表面向远离安装板461方向滑移，从而实现调整砂带464相对第二传动轮50位置。

压紧轮47用于压住砂带464打磨框架64，压紧轮47的位置需低于第一传动轮49和第二传动轮50，压紧轮47上设有的升降组件48包括升降气缸481、升降滑动板482和升降导轨483，升降导轨483设于安装板461上，升降滑动板482与升降气缸481连接并带动升降滑动板482在升降导轨483上进行升降动作。

张紧组件51作用于第一传动轮49上，包括张紧气缸511、摆动杆512和旋转杆513，旋转杆513可绕其中心在安装板461上转动，并标记旋转杆513的旋转中心点为g点，第一传动轮49与旋转杆513一端连接，张紧气缸511通过单肘节接头514与摆动杆512连接，摆动杆512的一端旋转设置在安装板461上，摆动杆512的旋转中心为h点，摆动杆512的末端端面515两端分别为若干用于抵接旋转杆513的斜面。本实施例采用的摆动杆512的末端端面515两端分别设有一个用于抵接旋转杆513的斜面，分别是上斜面516和下斜面517，当用上斜面516抵接旋转杆513时，旋转杆513绕着g点顺时针旋转，此时通过旋转杆513带动第一传动轮49向靠近压紧轮47的方向移动，能够缩小砂带464的撑开程度；同理，当用下斜面517抵接旋转杆513时，能够增大砂带464的撑开程度，加大了砂带464的张紧度。

如图18-20所示，打磨工作台45上设有用于将框架64定位在打磨机构46下方的基准机构，基准机构包括用于支撑框架64的横向垫板53和纵向垫板54，横向垫板53的外侧两端设有对角垫板55，对角垫板55上开有用于容纳焊屑的槽口56。框架64经过焊接后，焊屑堆积在接口处，通过在对角垫板55上设置容纳框架64接口处焊屑的槽口56，减小因焊屑堆积导致框架64放置不平，进而导致框架64打磨不平。

横向垫板53可以为多件，当针对不同尺寸的框架64进行打磨时，可以调整每件横向垫板53之间的距离，满足对不同尺寸的框架64进行打磨的需求。

横向垫板53和纵向垫板54上分别设有横向基准板57和纵向基准板58，横向基准板57的对侧设有用于将框架64推入以抵接横向基准板57的第一推入组件59，第一推入组件59包括第一推入气缸591和第一推板592，第一推板592与第一推入气缸591的伸出端连接。

纵向基准板58的外侧固定设有当框架64向横向基准板57推进时，用于框架64在纵向基准板58上滑移的第一微移单元60，第一微移单元60包括基准底座601、第一微移滑块602和第一微移导轨603，第一微移滑块602固定设置在基准底座601上，第一微移导轨603设于纵向基准板58上并能在第一微移滑块602内移动。

纵向基准板58的对侧设有用于将框架64推入以抵接纵向基准板58的第二推入组件61，第二推入组件61包括第二推入气缸611和第二推板612，第二推板612与第二推入气缸611的伸出端连接。

第二推入气缸611与第二推板612之间设有与第一微移单元60配合使用的第二微移单元62，第二微移单元62包括第二微移滑块621和第二微移导轨622，第二微移滑块621与第二推入气缸611连接，第二微移导轨622设于第二推板612上并能在第二微移滑块621内移动。

第一微移单元60和第二微移单元62的上方设有用于防尘的封板，见图21-图23所示，为去掉封板时打磨工作台的结构示意图。

对放入横向垫板53和纵向垫板54的框架64进行定位时，首先第二推入气缸611顶出第二推板612，将框架64抵向纵向基准板58，框架64夹在纵向基准板58和第二推板612之间，然后第一推入气缸591顶出第一推板592，此时框架64带动纵向基准板58和第二推板612、沿着第一微移导轨603和第二微移导轨622向横向基准板57发生微移，使第一推入气缸591向横向基准板57顶紧框架64。框架64定位后，通过在横向垫板53上设置真空吸盘63，将框架64牢牢地定位在打磨工作台上，以免打磨时，框架64发生移动。

生产线上使用的打磨机6采用了驱动打磨机构46在x轴、y轴和z轴移动的数控雕刻机驱动机构65，数控雕刻机驱动机构65在市面上可以买到，在中国发明专利文献cn101879727b中已有记载，当然也可以采用现有的其他类似装置。

通过在第一传动轮49上设置张紧组件51以及在第二传动轮50一侧设置了能够调整砂带464相对第二传动轮50位置的调位组件52，实现了铝型材框架64的快速打磨，并防止砂带464脱落。

由于在打磨机6的一侧设置了翻转机械手70，当框架64的其中一个平面打磨完成后，夹取框架64并将框架64翻转至另一未打磨的平面，放入打磨工作台45上再进行打磨加工。

总的来说，参见图1，窗框生产系加工的顺序为：1、送料切割：长条铝型材通过送料机构1传送到切割机2进行框条尺寸切断切角；2、组框和焊接：靠近切割机2的第一框条抓取机械手66从切割机2内取出框条并放入视图中右边的组框机3和框条暂放区k内，设于两台组框机3之间的第二框条抓取机械手67夹取框条暂放区k内的框条放入视图中左边的组框机3内，两台组框机3将四条框条组成一个框架，经焊接机器人68焊接成形；3、铣削：焊接后由设于两台组框机3之间的第二框条抓取机械手67，将焊接好的框架放入待铣削框架暂放区j，旋转机械手69从待铣削框架暂放区j内夹取框架并放入铣床4对焊接后的焊屑进行铣削；4、倒圆角：铣削完成后，再由旋转机械手69放入倒角机5对框架四个外角进行倒角处理；5、打磨：倒角完成后，由翻转机械手70夹取框架放入打磨机6内进行框架平面打磨，并进行平面翻转，直至打磨完成，并把加工好的框架放在指定的区域。

通过在送料机构的一侧依次设置切割机、组框机、铣床、倒角机和打磨机，形成送型材、切框条、组窗框、铣焊屑、倒圆角和磨平面功能的生产线，将窗框生产的各个工艺联结起来，代替人工劳动并且能够提高窗框的生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。