一种门窗加工生产线及加工工艺的制作方法

1.本发明属于门窗加工技术领域，具体涉及一种门窗加工生产线及加工工艺。


背景技术：

2.随着人工成本的不断增加，企业用工成本不断上涨，目前门窗行业自动化需求也越来越强烈，开始出现了自动化加工，但现有的门窗加工工艺都是先通过锯切中心进行切割下料，再与其他设备连线进行孔槽加工、端面加工。但该种将加工工艺对应的生产线一般需要具备三台四轴门窗加工中心、两台双头端面铣、五台上料机器人才能满足对待加工型材表面加工的需求，而这样会使得整个生产线占地面积大大增加，连线长度大大增长，甚至连线会长达到50米以上，从而使整个生产线的成本大大提高。此外，现有的门窗加工生产线上一次进给动作只能加工一个元素，从而使得整个门窗加工生产线的效率很低。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是提供一种能够在减少占地面积、降低生产成本的同时提高生产效率的门窗加工生产线及门窗加工工艺。
4.为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种门窗加工生产线，所述门窗加工生产线上按照进料方向依次设置有上料区、加工区、缓存区、切割中心区和出料区；所述加工区设置有门窗加工中心，所述门窗加工中心包括加工底座，所述加工底座的前端和后端均设置有水平导轨，所述水平导轨与门窗加工生产线的进料方向平行；所述加工底座上沿进料方向设置有至少两套加工机头，每套加工机头包括两个加工机头，每套加工机头的两个加工机头分别滑动连接在所述加工底座前端的水平导轨上和所述加工底座后端的水平导轨上，且每套加工机头中的两个加工机头相对放置；所述切割中心区设置有锯切中心和铣削中心。这样在对加工区放置的待加工型材进行孔槽加工时，可采用两个加工机头同时对待加工型材的两个表面进行加工，从而大幅提高加工效率。
5.更进一步地，每套加工机头中有一个加工机头为四轴机头，一个加工机头为三轴机头。这样可以在不旋转待加工型材的状态下，通过旋转四轴机头上的主轴电机来改变四轴机头上刀具的位置，使其能够对待加工型材的四个表面进行加工。
6.进一步地，所述四轴机头包括滑座，所述滑座滑动连接在所述水平导轨上，所述滑座上设置有竖直进给导轨，所述竖直进给导轨上滑动连接有竖直滑板，所述竖直滑板上连接有竖直驱动组件，所述竖直驱动组件用来驱动所述竖直滑板沿竖直进给导轨上下移动；所述竖直滑板上还设置有水平进给导轨，所述水平进给导轨与所述加工底座上的水平导轨垂直，所述水平进给导轨上滑动连接有水平滑板，所述水平滑板上连接有水平驱动组件，所述水平驱动组件用来驱动所述水平滑板沿水平进给导轨前后移动；所述水平滑板的一端转动安装有主轴安装座，所述主轴安装座的一端传动连接有旋转驱动组件，所述旋转驱动组件用来驱动所述主轴安装座在与所述水平导轨垂直的竖直平面内旋转；所述主轴安装座的另一端固定安装有主轴电机，所述主轴电机的输出端安装有刀具。这样可以通过改变滑座
在水平导轨上的位置和竖直滑板在竖直进给导轨上的位置使刀具位置与待加工型材上孔槽加工位置相对应，通过改变水平滑板在水平进给导轨上的位置实现刀具的进给动作，以及通过旋转主轴安装座来带动主轴电机旋转，以改变刀具的轴线，使其能够对待加工型材的上表面、下表面进行加工。
7.进一步地，所述加工底座上滑动连接有至少五套夹具，并通过夹具对加工区加工的型材进行定位、压紧。
8.更进一步地，所述夹具包括安装架，所述安装架滑动连接在所述水平导轨上，所述安装架上设置有下定位件和侧定位件，所述安装架上还设置有竖直压紧气缸和水平压紧气缸，所述竖直压紧气缸的缸体固定安装在所述安装架上，所述竖直压紧气缸的活塞杆端部连接有上压紧件，所述上压紧件与所述下定位件相对；所述水平压紧气缸的缸体固定安装在所述安装架上，所述水平压紧气缸的活塞杆端部连接有侧压紧件，所述侧压紧件与所述侧定位件相对。这样在待加工型材被运输到加工区后，可通过夹具上的下定位件、上压紧件对其进行竖直方向的定位、压紧，通过侧定位件和侧压紧件对其进行水平方向的定位、压紧。
9.进一步地，所述缓存区包括平行设置的出料横梁和送料横梁，所述出料横梁上水平滑动连接有出料抓手，所述出料抓手用来夹持加工区加工后的半成品型材，并将半成品型材拉至缓存区的出料横梁处；所述出料横梁和送料横梁之间设置有横向给料组件，所述横向给料组件用来将加工区加工后的半成品型材从出料横梁处输送至送料横梁处；所述送料横梁上滑动连接有送料抓手，所述送料抓手用来夹持半成品型材，并将半成品型材推至切割中心区，从而实现型材的转移。
10.进一步地，所述切割中心区的输出端还设置有抓料组件，所述抓料组件用来将切割中心区加工完后得到的成品放置到出料区。
11.另一方面，本发明还提供一种门窗加工工艺，其包括以下步骤：
12.步骤一：将待加工型材放置在上料区的托料组件上，然后上料抓手夹持待加工型材，并将待加工型材推至加工区；
13.步骤二：在待加工型材完全推至加工区后，加工区的夹具对待加工型材进行压紧、定位；然后加工区的多套加工机头同时对待加工型材进行孔槽加工，完成待加工型材上的上表面、下表面、前面和后面四个表面的加工要求，并得到半成品型材；
14.步骤三：夹具松开加工后得到的半成品型材，缓存区的出料抓手对加工区加工完成后的半成品型材进行夹持，并将半成品型材拉至缓存区；
15.步骤四：缓存区的横向给料组件驱动半成品型材沿与出料横梁垂直的方向进行横向移动，并至半成品型材输送至送料横梁处；
16.步骤五：送料横梁上的送料抓手夹持半成品型材，并将半成品型材推进切割中心区；
17.步骤六：切割中心区对推进的半成品型材进行切断加工和端面加工，并得到成品型材；
18.步骤七：切割中心区的输出端的抓料组件抓取成品，并将成品放置在出料区。
19.其中，在步骤二中，当待加工型材位于加工区时，所述待加工型材的前后两侧均设置有加工机头，且所述待加工型材的前后两侧的加工机头同时工作；其中，位于待加工型材
前侧的加工机头能够对待加工型材的前侧面进行加工，位于待加工型材后侧的加工机头能够对待加工型材的后侧面、上表面、下表面进行加工。这样在对加工区放置的待加工型材进行孔槽加工时，可通过两侧的加工机头同时对待加工型材的两个表面进行加工，大幅提高加工效率，而且在加工过程中不需要旋转待加工型材。
20.此外，其还可以为：在步骤二中，当待加工型材位于加工区时，所述待加工型材的前后两侧均设置有加工机头，且所述待加工型材的前后两侧的加工机头同时工作；其中，位于待加工型材前侧的加工机头能够对待加工型材的前侧面、上表面、下表面进行加工，位于待加工型材后侧的加工机头能够对待加工型材的后侧面、上表面、下表面进行加工。
21.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
22.(1)相较于现有门窗加工生产线上一次装夹后只能加工三个面的特点，本发明提供的门窗加工生产线能够在一次装夹后完成型材上前后上下四个面的加工，且无需考虑型材的装夹方向；而且本发明更具有自动上料的优势，且加工范围广，工序排布方便；
23.(2)相较于现有门窗加工中存在的需要型材和梁进行旋转的缺陷，本发明中的加工机头采用了能够进行主轴电机旋转的四轴机头，从而不需要对型材进行旋转，且其由于转动惯量变轻，会使整体旋转速度变快，同时在趋近型材的过程中，由于本发明中的主轴电机可以叠加转位，其速度更快，效率更高；
24.(3)现有的门窗加工中心由于工件旋转梁的刚性局限，只能加工3米长的型材，若型材超过3米长，则旋转梁就没法进行加工，而本发明中采用加工机头主轴旋转方式，使其对工件长度的加工范围原则上没有限制，其可加工的型材长度可达6米；
25.(4)本发明中在加工底座的前后两侧均设置有加工机头，即采用两个刀具同时对型材的前后两面进行加工，大大提高了加工效率，其接近现有门窗加工中心加工效率的2.5
‑
3倍。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明中门窗加工生产线的结构示意图。
28.图2为本发明中门窗加工生产线的俯视图。
29.图3为本发明的门窗加工生产线中上料区的结构示意图。
30.图4为本发明的门窗加工生产线中加工区的结构示意图。
31.图5为本发明的门窗加工生产线中四轴机头的结构示意图。
32.图6是本发明的门窗加工生产线中四轴机头的旋转驱动组件的结构示意图。
33.图7是本发明的门窗加工生产线中夹具的结构示意图。
34.图8是本发明的门窗加工生产线中缓存区和切割中心区的结构示意图。
35.图中：1、上料区，2、加工区，3、缓存区，4、切割中心区，5、抓料组件，6、出料区，7、上料抓手，8、上料横梁，9、三轴机头，10、四轴机头，11、送料横梁，12、送料抓手，13、出料横梁，14、出料抓手，15、横向给料组件，16、水平托料辊，17、托料组件一，18、竖直托料辊，19、托料组件二，20、托料组件三，21、夹具，22、水平导轨，23、加工底座，24、滑座，25、主轴电机，26、
刀具，27、主轴安装座，28、竖直进给导轨，29、竖直驱动组件，30、竖直滑板，31、水平驱动组件，32、水平滑板，33、旋转驱动电机，34、主动轮，35、传动链，36、从动轮，37、安装架，38、竖直压紧气缸，39、侧定位件，40、上压紧件，41、水平压紧气缸，42、侧压紧件，43、下定位件。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.如图1至图8所示，本发明提供一种门窗加工生产线，所述门窗加工生产线上按照进料方向依次设置有上料区1、加工区2、缓存区、切割中心区和出料区6。其中，所述上料区1设置有上料横梁8，所述上料横梁8上水平滑动连接有上料抓手7，且所述上料抓手7能够夹持待加工型材。在所述上料横梁8的一侧还设置有托料组件一17，所述托料组件一17用来承托待加工型材，且所述托料组件一17与所述上料抓手7的夹持端相对。具体地，所述托料组件一17包括托料架，所述托料架上转动安装有竖直托料辊18和水平托料辊16，且所述竖直托料辊18和水平托料辊16能在所述托料架上沿水平方向滑动。
38.所述加工区2设置有门窗加工中心，所述门窗加工中心包括加工底座23，所述加工底座23的前端和后端均设置有水平导轨22，所述水平导轨22与门窗加工生产线的进料方向平行；所述加工底座23上沿进料方向设置有至少两套加工机头，每套加工机头包括两个加工机头，每套加工机头的两个加工机头分别滑动连接在所述加工底座23前端的水平导轨22上和所述加工底座23后端的水平导轨22上，且每套加工机头中的两个加工机头相对放置。进一步地，作为优选，每套加工机头中的两个加工机头分别为四轴机头10和三轴机头9。且所述加工机头既可以为传统的切削电主轴机头，也可以为激光切割机头。
39.具体地，所述四轴机头10包括滑动连接在所述水平导轨22上的滑座24，所述滑座24上设置有竖直进给导轨28，所述竖直进给导轨28上滑动连接有竖直滑板30，且所述竖直滑板30上连接有竖直驱动组件29，所述竖直驱动组件29用来驱动所述竖直滑板30沿竖直进给导轨28上下移动。所述竖直滑板30上还设置有水平进给导轨，且所述水平进给导轨与所述加工底座23上的水平导轨22垂直。在所述水平进给导轨上滑动连接有水平滑板32，所述水平滑板32上连接有水平驱动组件31，所述水平驱动组件31用来驱动所述水平滑板32沿水平进给导轨前后移动。在所述水平滑板32的一端转动安装有主轴安装座27，所述主轴安装座27的一端传动连接有旋转驱动组件，所述旋转驱动组件用来驱动所述主轴安装座27在与所述水平导轨22垂直的竖直平面内旋转；所述主轴安装座27的另一端固定安装有主轴电机25，所述主轴电机25的输出端安装有刀具26，且所述主轴电机25能够随所述主轴安装座27在与所述水平导轨22垂直的竖直平面内一起旋转。
40.其中，作为优选，所述旋转驱动组件包括旋转驱动电机33、主动轮34、从动轮36，所述旋转驱动电机33安装在所述水平滑板32的另一端上，所述主动轮34与所述旋转驱动电机33的输出端传动连接，所述从动轮36与所述主轴安装座27固定连接，且所述主动轮34和从动轮36之间通过传动链35传动连接。另外，所述旋转驱动组件还可以采用四连杆机构。
41.此外，所述加工底座23的水平导轨22上还滑动连接有至少五套用来固定待加工型
材的夹具21，且相邻的两套加工机头之间至少设置有两套夹具21，位于加工区2边缘的加工机头的外侧设置有至少一套夹具21。具体地，所述夹具21包括安装架37，所述安装架37滑动连接在所述水平导轨22上，且所述安装架37上设置有分别用来对待加工型材下表面和侧面进行定位的下定位件43和侧定位件39，所述安装架37上还设置有上压紧组件和侧压紧组件。具体地，所述上压紧组件包括竖直压紧气缸38，所述竖直压紧气缸38的缸体固定安装在所述安装架37上，所述竖直压紧气缸38的活塞杆端部连接有上压紧件40，且所述上压紧件40与所述下定位件43相对；所述侧压紧组件包括水平压紧气缸41，所述水平压紧气缸41的缸体固定安装在所述安装架37上，所述水平压紧气缸41的活塞杆端部连接有侧压紧件42，所述侧压紧件42与所述侧定位件39相对。这样在待加工型材被运输到加工区2后，可通过夹具21上的下定位件43、上压紧件40对其进行竖直方向的定位、压紧，通过侧定位件39和侧压紧件42对其进行水平方向的定位、压紧。且所述下定位件43和侧定位件39、上压紧件40、侧压紧件42均可采用滚辊或压板。
42.所述缓存区3平行设置有出料横梁13和送料横梁11。其中，所述出料横梁13上靠近送料横梁11的一侧设置有托料组件二19，所述出料横梁13上还水平滑动连接有出料抓手14，所述出料抓手14用来夹持所述加工区2中加工后得到的半成品型材，并将其从加工区2拉动至出料横梁13处的托料组件二19上。所述送料横梁11上靠近出料横梁13的一侧设置有托料组件三20，所述托料组件二19与托料组件三20之间设置有横向给料组件15，所述横向给料组件15用来将托料组件二19上的半成品型材输送到托料组件三20上。此外，所述送料横梁11上还水平滑动连接有送料抓手12，所述送料抓手12用来夹持托料组件三20上的半成品型材，并将其从托料组件三20上推至切割中心区4。
43.所述切割中心区4设置有锯切中心和铣削中心，且所述锯切中心和铣削中心分别对送料抓手12送入的半成品型材进行切断加工和端面加工，并在切割中心区4加工结束后得到成品。此外，在所述切割中心区4的输出端还设置有抓料组件5，所述抓料组件5用来将切割中心区4加工完后得到的成品放置到出料区6。
44.此外，本发明还提供一种门窗加工工艺，其包括以下步骤：
45.步骤一：将待加工型材放置在上料区的托料组件上，然后上料抓手夹持待加工型材，并将待加工型材推至加工区；
46.步骤二：在待加工型材完全推至加工区后，加工区的夹具对待加工型材进行压紧、定位；然后加工区的多套加工机头同时对待加工型材进行孔槽加工，完成待加工型材上的上表面、下表面、前面和后面四个表面的加工要求，并得到半成品型材；
47.步骤三：夹具松开加工后得到的半成品型材，缓存区的出料抓手对加工区加工完成后的半成品型材进行夹持，并将半成品型材拉至缓存区；
48.步骤四：缓存区的横向给料组件驱动半成品型材沿与出料横梁垂直的方向进行横向移动，并至半成品型材输送至送料横梁处；
49.步骤五：送料横梁上的送料抓手夹持半成品型材，并将半成品型材推进切割中心区；
50.步骤六：切割中心区对推进的半成品型材进行切断加工和端面加工，并得到成品型材；
51.步骤七：切割中心区的输出端的抓料组件抓取成品，并将成品放置在出料区。
52.其中，在步骤二中，当待加工型材位于加工区时，所述待加工型材的前后两侧均设置有加工机头，其中，位于待加工型材前侧的加工机头能够对待加工型材的前侧面进行加工，位于待加工型材后侧的加工机头能够对待加工型材的后侧面、上表面、下表面进行加工。
53.此外，在步骤二中还可以为：位于待加工型材前侧的加工机头能够对待加工型材的前侧面、上表面、下表面进行加工，位于待加工型材后侧的加工机头能够对待加工型材的后侧面进行加工。或者位于待加工型材前侧的加工机头和位于待加工型材后侧的加工机头均能够对待加工型材上对应的侧面和上表面、下表面进行加工。
54.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。