金属板材修边机的制作方法

本发明涉及金属板材修边机。

背景技术：

金属板加工完毕后，尤其是铣削、插削完毕后会存在棱边，如果存在棱边，容易划伤手，产生应力集中，严重产品质量。因此修棱边是金属板加工的必须的辅助工序，现有的修棱边的方法一般是人工用修边机、电磨头、抛光机、手砂轮等设备打磨修棱，由于棱边不规则，传统的机床无法实现彻底修边，一般都是钳工带着防护镜手工操作，存在安全隐患，加工时间长，不适合大批量生产，人工成本高昂，但是修边修棱质量加入了人为因素，质量无法标准化统一制定，钳工的水平与责任心，检查员的水平与责任心成为控制质量的关键因素。

因此，如何设计自作多角度自动智能的修边机取代人工加工，提高加工质量，提高工作效率，降低成本，实现标准化作业的成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述内容，本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便的金属板材修边机；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种金属板材修边机，包括机架总成、设置在机架总成上的加工装置以及外罩在加工装置上的透明防护罩体；加工装置包括修边中心、上料装置、下料装置以及机械手装置；透明防护罩体的开合门设置在修边中心的正面，在所述开合门下方与机架总成上端之间设置有通过待加工金属板的通道，所述通道分别与上料装置的始端以及下料装置的末端对应，机械手装置设置在修边中心的背面，上料装置与下料装置分别设置在修边中心的左右两侧，上料装置将待加工金属板推送到修边中心上，修边中心为四坐标系或五坐标系或六坐标系加工中心，机械手装置将位于修边中心上的待加工金属板送到下料装置上。

使用时候，上一道工序（表面拉丝或磨削平面）完成的待加工金属板通过通道进入上料装置上，上料装置通过传送带将其传送至末端，通过机械手、电动/气动推杆将其送至修边中心，修边中心按编程顺序对其修边磨削或抛光，然后通过机械手装置负压吸附/电磁吸附修边完毕后的待加工金属板，并将其送到下料装置始端上，下料装置将其送出通道，然后将其送给下一道工序（压膜、贴标等）。通过上述装置，实现自动化智能化修边磨边或抛光，通过六坐标或五坐标系，实现多角度加工。透明防护罩体起到保护作用，同时易于直观观察内部情况。

作为上述技术方案的进一步改进：

上料装置包括上料机架、设置在上料机架上的上料电机、沿水平纵向设置在上料机架上且与上料电机传动连接的上料传送带、横向垂直设置在上料传送带末端一侧的上料气缸、上料光电开关以及设置在上料气缸活塞杆端部的上料推板；上料推板将位于上料传送带末端的待加工金属板推送到修边中心上，上料光电开关用于检测上料传送带末端是否有待加工金属板并控制上料气缸伸缩。

其工作原理，上料电机-齿轮组/链条/齿带/平带-上料传送带，从而将待加工金属板从始端送到末端，当上料光电开关检测到待加工金属板到达末端的时候，控制上料气缸快速将待加工金属板推送到修边中心上。结构简单，传动平稳，智能高效。

下料装置包括下料机架、设置在下料机架上的下料电机以及水平纵向设置在下料机架上的下料传送带；下料电机与下料传送带传动连接，下料传送带的始端位于机械手装置一侧下方且用于接收机械手装置送来的待加工金属板。

其工作原理，下料电机-齿轮组/链条/齿带/平带-下料传送带，从而将机械手装置送来的待加工金属板送出。结构简单，传动平稳，智能高效。

机械手装置包括机械手立柱、设置在机械手立柱上端的机械手横梁、设置在机械手横梁上的机械手传送电机、横向传送设置在机械手横梁上且由机械手传送电机带动传动的机械手传送带、横向设置在机械手横梁上的机械手横向导轨、在机械手横向导轨上横向移动的机械手臂架、设置在机械手臂架上的机械手控制阀、竖直设置在机械手臂架上的机械手升降气缸、竖直设置在机械手臂架上的机械手滑轨、竖直滑动设置在机械手滑轨上的机械手滑块、背面与机械手滑块连接且顶部与机械手升降气缸下端连接的机械手臂弯板、设置在机械手臂弯板下方的机械手横向架、上端与机械手横向架的横向长槽连接的机械手纵向架以及上端与机械手纵向架的纵向长槽连接的机械手吸盘；机械手控制阀分别通过气管与机械手吸盘以及机械手升降气缸连接；机械手吸盘用于吸附待加工金属板的上表面。在机械手横梁上设置有机械手蛇皮护条，在机械手横梁上设置有用于控制机械手臂架的极限控制开关和/或减速控制开关。

其工作过程，机械手传送电机-机械手传送带-机械手滑块（机械手臂弯板）横向移动，机械手控制阀优选两个，一个机械手控制阀-机械手升降气缸控制机械手吸盘升降，另一个机械手控制阀-机械手吸盘抽风产生负压从而将工作台上的待加工金属板吸取。具体步骤，机械手吸盘吸附待加工金属板，机械手升降气缸控制上升，机械手传送带将其送到下料装置处，机械手升降气缸控制下降，送风产生正压，将待加工金属板放到下料传送带。其通过风控吸附，实现无损运输，提高工件质量，防止磕碰，各个运动分明清楚，互不干涉又相互联动。

横向导轨承受作用力，减少机械手传送带的负荷；机械手横向架与机械手纵向架上的长槽设计，从而增加其扩展性，通用性强。机械手控制阀电磁控制，反应迅速。机械手蛇皮护条保护电线防止折损电线，极限控制开关防止超出，提高安全性，减速控制开关实现快点终点时候减速运行，降低电机制动负荷，设计合理，提高使用寿命。

修边中心包括修边总机架、设置在修边总机架上的纵向移动装置、纵向移动设置在纵向移动装置上的修边单元、设置在修边单元背面一侧的横向移动装置以及横向移动设置在横向移动装置上的工作台装置；修边单元与工作台装置上的待加工金属板对应，工作台装置与机械手装置的机械手吸盘对应。

其原理，纵向移动装置为X向坐标，横向移动装置为Y向坐标，工作台装置为Z向转动坐标，修边单元为极坐标转动坐标，从而实现五坐标系结构。从而扩了加工范围与角度，从而具有更好的柔性加工。在X-Y平面的直角坐标系上设立有在Y-Z平面的极坐标系和Z向转动坐标，设计先进巧妙，理念先进，。满足了不同工件的加工要求，高效智能。

纵向移动装置包括纵向座、设置在纵向座的纵向气缸、设置在纵向气缸活塞杆上的纵向移动轴、设置在纵向气缸与纵向移动轴之间的纵向离合器、设置在纵向座上且用于支撑纵向移动轴的纵向支撑座、设置在纵向座上的纵向导轨、设置在纵向移动轴上的纵向连接块以及纵向设置在纵向导轨上的纵向滑座；修边单元的修边机架分别与纵向连接块和纵向滑座连接。

其纵向气缸-纵向离合器-纵向移动轴-修边单元。通过纵向离合器实现离合过载保护。通过纵向支撑座通过纵向移动轴刚性，设计合理，反应迅速。

修边单元包括纵向移动设置在纵向移动装置上的修边机架、横向设置在修边机架上的修边摆动制动电机、横向且自转设置在修边机架上的修边转轴、设置在修边摆动制动电机与修边转轴之间的修边传送带、与修边转轴固定连接的修边摆动架、设置在修边机架上且用于控制修边转轴自转角度的修边角度光电开关、设置在修边摆动架上的修边微动电机、设置在修边微动电机输出轴上的修边驱动齿轮、纵向设置在修边摆动架上的修边纵向导向轨、纵向移动设置在修边纵向导向轨上的修边从动座以及设置在修边从动座下方且用于对待加工金属板加工的抛光/打磨机头；在修边从动座上设置有与修边驱动齿轮啮合的纵向齿条；在修边机架与修边转轴之间设置有电磁摩擦离合制动器。

其修边摆动制动电机-修边传送带-修边转轴-修边摆动架实现转动,角度控制；通过修边微动电机-修边驱动齿轮-修边从动座齿轮齿条实现径向精准微调，通过光电开关控制和反馈转动角度信息，通过制动电机+电磁摩擦离合制动器实现双制动，定位精准，制动牢固，安全可靠，控制准确。

工作台装置包括设置在横向移动装置的横向滑座上的工作台架、设置在工作台架下方的工作台旋转电机、与工作台旋转电机传动连接的工作台方向减速机、设置在工作台旋转电机与工作台方向减速机之间的工作台离合器、设置在工作台方向减速机上方的工作台吸附台、设置在工作台架与工作台吸附台之间的工作台轴承座以及对工作台吸附台抽负压的工作台抽负压管路；工作台吸附台与工作台方向减速机的输出轴传动连接；修边单元的抛光/打磨机头对放置工作台吸附台上的待加工金属板加工。

其工作时，工作台旋转电机-工作台离合器-工作台方向减速机-工作台吸附台实现转动，工作台抽负压管路对工作台吸附台抽负压吸附夹紧定位，反向吹起实现松开，实现无损夹紧，动作快速精准，避免机械夹紧对工件的损伤，相比于电磁吸附，可以加工不锈钢或铝合金等。加工范围广，操作方便，成本低廉，不伤工件，动作响应快。通过工作台离合器过载保护，通过工作台轴承座实现传动与受力的分离，作用力直接传递到工作台架上，提高使用寿命。

横向移动装置包括横向机座、设置在横向机座上的横向驱动电机、设置在横向机座上且与横向驱动电机传动连接的横向丝杠丝母机构、与横向丝杠丝母机构平行设置在横向机座上的横向导轨以及横向移动设置在横向导轨上的横向滑座；横向丝杠丝母机构的丝母设置在横向滑座下方。

其工作时，横向驱动电机-横向丝杠丝母机构-横向滑座从而实现修边单元的快速进给。通过导轨实现传动与受力的分离，提高使用寿命。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、替代人工、实现多角度的柔性加工，结构紧凑且使用方便。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更佳详细的描述。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明加工装置的结构示意图；

图3是本发明加工装置的另一视角结构示意图；

图4是本发明机械手装置的结构示意图；

图5是本发明修边中心的第一视角结构示意图；

图6是本发明修边中心的第一视角结构示意图；

图7是本发明修边中心的第一视角结构示意图；

图8是本发明修边中心的爆炸第一视角结构示意图；

图9是本发明修边中心的爆炸第二视角结构示意图；

图10是本发明修边单元的第一视角结构示意图；

图11是本发明修边单元的第二视角结构示意图；

图12是本发明抛光/打磨机头的结构示意图；

图13是本发明工作台装置的使用爆炸结构示意图；

其中：1、透明防护罩体；2、机架总成；3、加工装置；4、修边中心；5、上料装置；6、下料装置；7、机械手装置；10、待加工金属板；50、上料机架；51、上料电机；52、上料传送带；53、上料光电开关；54、上料气缸；55、上料推板；58、下料机架；59、下料电机；60、下料传送带；70、机械手立柱；71、机械手横梁；72、机械手蛇皮护条；73、机械手传送电机；74、机械手传送带；75、机械手臂架；76、机械手控制阀；77、机械手升降气缸；78、机械手臂弯板；79、机械手滑轨；80、机械手滑块；81、机械手横向架；82、机械手纵向架；83、机械手吸盘；40、修边总机架；41、纵向移动装置；42、修边单元；43、工作台装置；44、横向移动装置；410、纵向座；411、纵向气缸；412、纵向移动轴；413、纵向离合器；414、纵向连接块；415、纵向支撑座；416、纵向导轨；417、纵向滑座；420、修边机架；421、修边摆动制动电机；422、修边传送带；423、修边转轴；424、修边摆动架；425、修边角度光电开关；426、修边微动电机；427、修边驱动齿轮；428、修边从动座；429、修边纵向导向轨；430、抛光/打磨机头；431、工作台架；432、工作台旋转电机；433、工作台方向减速机；434、工作台离合器；435、工作台轴承座；436、工作台吸附台；437、工作台抽负压管路；440、横向机座；441、横向驱动电机；442、横向丝杠丝母机构；443、横向导轨；444、横向滑座。

具体实施方式

参考图1-13，具体如图1-3所示，本发明的金属板材修边机，包括机架总成2、设置在机架总成2上的加工装置3以及外罩在加工装置3上的透明防护罩体1；加工装置3包括修边中心4、上料装置5、下料装置6以及机械手装置7；透明防护罩体1的开合门设置在修边中心4的正面，在开合门下方与机架总成2上端之间设置有通过待加工金属板10的通道，通道分别与上料装置5的始端以及下料装置6的末端对应，机械手装置7设置在修边中心4的背面，上料装置5与下料装置6分别设置在修边中心4的左右两侧，上料装置5将待加工金属板10推送到修边中心4上，修边中心4为四坐标系或五坐标系或六坐标系加工中心，机械手装置7将位于修边中心4上的待加工金属板10送到下料装置6上。

使用时候，上一道工序（表面拉丝或磨削平面）完成的待加工金属板10通过通道进入上料装置5上，上料装置5通过传送带将其传送至末端，通过机械手、电动/气动推杆将其送至修边中心4，修边中心4按编程顺序对其修边磨削或抛光，然后通过机械手装置7负压吸附/电磁吸附修边完毕后的待加工金属板10，并将其送到下料装置6始端上，下料装置6将其送出通道，然后将其送给下一道工序（压膜、贴标等）。通过上述装置，实现自动化智能化修边磨边或抛光，通过六坐标或五坐标系，实现多角度加工。透明防护罩体1起到保护作用，同时易于直观观察内部情况。

如图3，上料装置5包括上料机架50、设置在上料机架50上的上料电机51、沿水平纵向设置在上料机架50上且与上料电机51传动连接的上料传送带52、横向垂直设置在上料传送带52末端一侧的上料气缸54、上料光电开关53以及设置在上料气缸54活塞杆端部的上料推板55；上料推板55将位于上料传送带52末端的待加工金属板10推送到修边中心4上，上料光电开关53用于检测上料传送带52末端是否有待加工金属板10并控制上料气缸54伸缩。

其工作原理，上料电机51-齿轮组/链条/齿带/平带-上料传送带52，从而将待加工金属板10从始端送到末端，当上料光电开关53检测到待加工金属板10到达末端的时候，控制上料气缸54快速将待加工金属板10推送到修边中心4上。结构简单，传动平稳，智能高效。

如图3，下料装置6包括下料机架58、设置在下料机架58上的下料电机59以及水平纵向设置在下料机架58上的下料传送带60；下料电机59与下料传送带60传动连接，下料传送带60的始端位于机械手装置7一侧下方且用于接收机械手装置7送来的待加工金属板10。

其工作原理，下料电机59-齿轮组/链条/齿带/平带-下料传送带60，从而将机械手装置7送来的待加工金属板10送出。结构简单，传动平稳，智能高效。

如图4，机械手装置7包括机械手立柱70、设置在机械手立柱70上端的机械手横梁71、设置在机械手横梁71上的机械手传送电机73、横向传送设置在机械手横梁71上且由机械手传送电机73带动传动的机械手传送带74、横向设置在机械手横梁71上的机械手横向导轨、在机械手横向导轨上横向移动的机械手臂架75、设置在机械手臂架75上的机械手控制阀76、竖直设置在机械手臂架75上的机械手升降气缸77、竖直设置在机械手臂架75上的机械手滑轨79、竖直滑动设置在机械手滑轨79上的机械手滑块80、背面与机械手滑块80连接且顶部与机械手升降气缸77下端连接的机械手臂弯板78、设置在机械手臂弯板78下方的机械手横向架81、上端与机械手横向架81的横向长槽连接的机械手纵向架82以及上端与机械手纵向架82的纵向长槽连接的机械手吸盘83；机械手控制阀76分别通过气管与机械手吸盘83和/或机械手升降气缸77连接；机械手吸盘83用于吸附待加工金属板10的上表面。在机械手横梁71上设置有机械手蛇皮护条72，在机械手横梁71上设置有用于控制机械手臂架75的极限控制开关和/或减速控制开关。

其工作过程，机械手传送电机73-机械手传送带74-机械手滑块80（机械手臂弯板78）横向移动，机械手控制阀76优选两个，一个机械手控制阀76-机械手升降气缸77控制机械手吸盘83升降，另一个机械手控制阀76-机械手吸盘83抽风产生负压从而将工作台上的待加工金属板10吸取。具体步骤，机械手吸盘83吸附待加工金属板10，机械手升降气缸77控制上升，机械手传送带74将其送到下料装置处，机械手升降气缸77控制下降，送风产生正压，将待加工金属板10放到下料传送带60。其通过风控吸附，实现无损运输，提高工件质量，防止磕碰，各个运动分明清楚，互不干涉又相互联动。

横向导轨承受作用力，减少机械手传送带74的负荷；机械手横向架81与机械手纵向架82上的长槽设计，从而增加其扩展性，通用性强。机械手控制阀76电磁控制，反应迅速。机械手蛇皮护条72保护电线防止折损电线，极限控制开关防止超出，提高安全性，减速控制开关实现快点终点时候减速运行，降低电机制动负荷，设计合理，提高使用寿命。

如图5-9、13， 修边中心4包括修边总机架40、设置在修边总机架40上的纵向移动装置41、纵向移动设置在纵向移动装置41上的修边单元42、设置在修边单元42背面一侧的横向移动装置44以及横向移动设置在横向移动装置44上的工作台装置43；修边单元42与工作台装置43上的待加工金属板10对应，工作台装置43与机械手装置7的机械手吸盘83对应。

其原理，纵向移动装置41为X向坐标，横向移动装置44为Y向坐标，工作台装置43为Z向转动坐标，修边单元42为极坐标转动坐标，从而实现五坐标系结构。从而扩了加工范围与角度，从而具有更好的柔性加工。在X-Y平面的直角坐标系上设立有在Y-Z平面的极坐标系和Z向转动坐标，设计先进巧妙，理念先进，。满足了不同工件的加工要求，高效智能。

具体地说，如图5-9，纵向移动装置41包括纵向座410、设置在纵向座410的纵向气缸411、设置在纵向气缸411活塞杆上的纵向移动轴412、设置在纵向气缸411与纵向移动轴412之间的纵向离合器413、设置在纵向座410上且用于支撑纵向移动轴412的纵向支撑座415、设置在纵向座410上的纵向导轨416、设置在纵向移动轴412上的纵向连接块414以及纵向设置在纵向导轨416上的纵向滑座417；修边单元42的修边机架420分别与纵向连接块414和纵向滑座417连接。

其纵向气缸411-纵向离合器413-纵向移动轴412-修边单元42。通过纵向离合器413实现离合过载保护。通过纵向支撑座415通过纵向移动轴412刚性，设计合理，反应迅速。

具体的说，如图10-12，修边单元42包括纵向移动设置在纵向移动装置41上的修边机架420、横向设置在修边机架420上的修边摆动制动电机421、横向且自转设置在修边机架420上的修边转轴423、设置在修边摆动制动电机421与修边转轴423之间的修边传送带422、与修边转轴423固定连接的修边摆动架424、设置在修边机架420上且用于控制修边转轴423自转角度的修边角度光电开关425、设置在修边摆动架424上的修边微动电机426、设置在修边微动电机426输出轴上的修边驱动齿轮427、纵向设置在修边摆动架424上的修边纵向导向轨429、纵向移动设置在修边纵向导向轨429上的修边从动座428以及设置在修边从动座428下方且用于对待加工金属板10加工的抛光/打磨机头430；在修边从动座428上设置有与修边驱动齿轮427啮合的纵向齿条；在修边机架420与修边转轴423之间设置有电磁摩擦离合制动器。

其修边摆动制动电机421-修边传送带422-修边转轴423-修边摆动架424实现转动,角度控制；通过修边微动电机426-修边驱动齿轮42-修边从动座428齿轮齿条实现径向精准微调，通过光电开关控制和反馈转动角度信息，通过制动电机+电磁摩擦离合制动器实现双制动，定位精准，制动牢固，安全可靠，控制准确。

具体的说，如图13，工作台装置43包括设置在横向移动装置44的横向滑座444上的工作台架431、设置在工作台架431下方的工作台旋转电机432、与工作台旋转电机432传动连接的工作台方向减速机433、设置在工作台旋转电机432与工作台方向减速机433之间的工作台离合器434、设置在工作台方向减速机433上方的工作台吸附台436、设置在工作台架431与工作台吸附台436之间的工作台轴承座435以及对工作台吸附台436抽负压的工作台抽负压管路437；工作台吸附台436与工作台方向减速机433的输出轴传动连接；修边单元42的抛光/打磨机头430对放置工作台吸附台436上的待加工金属板10加工。

其工作时，工作台旋转电机432-工作台离合器434-工作台方向减速机433-工作台吸附台436实现转动，工作台抽负压管路437对工作台吸附台436抽负压吸附夹紧定位，反向吹起实现松开，实现无损夹紧，动作快速精准，避免机械夹紧对工件的损伤，相比于电磁吸附，可以加工不锈钢或铝合金等。加工范围广，操作方便，成本低廉，不伤工件，动作响应快。通过工作台离合器434过载保护，通过工作台轴承座435实现传动与受力的分离，作用力直接传递到工作台架431上，提高使用寿命。

具体的说，如图5-9，横向移动装置44包括横向机座440、设置在横向机座440上的横向驱动电机441、设置在横向机座440上且与横向驱动电机441传动连接的横向丝杠丝母机构442、与横向丝杠丝母机构442平行设置在横向机座440上的横向导轨443以及横向移动设置在横向导轨443上的横向滑座444；横向丝杠丝母机构442的丝母设置在横向滑座444下方。

其工作时，横向驱动电机441-横向丝杠丝母机构442-横向滑座444从而实现修边单元42的快速进给。通过导轨实现传动与受力的分离，提高使用寿命。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、替代人工、实现多角度的柔性加工，结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不在一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。