专利名称：一种能自动清理成窗四角焊缝的加工设备及方法
技术领域：
本发明涉及型材加工领域，尤其涉及一种能自动清理成窗四角焊缝的加工设备及方法，属于塑料门窗加工设备的技术领域。
背景技术：
随着塑料门窗的普及与发展，根据各个地方气候的特点和各种需求，出现了各式各样的窗型，可以说门窗生产正在向着多样式、规模化的方向发展。随着门窗企业的不断壮大，如何实现塑料门窗焊接、角缝清理一条生产线的高效率、大批量生产成为门窗生产发展的一个方向，也成为门窗生产企业追求的一个方向。在门窗的生产中，型材自动焊接后进行焊熘的自动清理成为很多大中型门窗厂渴望实现的目标，目前在门窗的生产领域内，已经实现了门窗自动焊接后，四个90°焊接角缝的自动清理，但是一般需要把成窗进行旋转才能够清理成窗的四个角部。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种能自动完成对成窗四个角的所有焊接缝的清理工作的加工设备及方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，包括固定机头、活动机头、机架、传输机构及导轨；
所述固定机头和活动机头左右对称布置，固定机头固定在机架上，活动机头通过滑块沿固定在机架上的导轨移动；
所述的传输机构包括固定传输机构和活动传输机构，固定传输机构固定在固定机头的侧面；活动输机构固定在活动机头的侧面、可以伴随着活动机头的移动而移动，所述传输机构固定在机头底座上；
所述固定机头包括护罩、机头底座、铣削机构和定位机构，所述铣削机构和定位机构设置在机头底座上，所述护罩覆罩在机头的外部；
所述铣削机构包括竖直伺服丝杠系统和两条在水平方向呈90°布置的左45°伺服丝杠系统及右45°伺服丝杠系统，在竖直伺服丝杠系统上设置有C型支架，该C型支架上对称布置有上铣削装置和下铣削装置以及锯铣装置，所述上铣削装置上按照45°焊口方向对称并垂直布置有左上铣削单元包括左上锪刀、左上插刀、左上拉刀和右上铣削单元包括右上锪刀、右上插刀、右上拉刀；所述下铣削装置上按照45°焊口方向对称并垂直布置有左下铣削单元包括左下锪刀、左下插刀、左下拉刀和右下铣削单元包括右下锪刀、右下插刀、右下拉刀；所述锯铣装置设置有锯片，所述十三把刀具在上述三条伺服丝杠系统呈三维组合运动；
所述的定位机构包括定位板和气缸，所述定位板与气缸连接实现定位； 所述活动机头与固定机头的结构相同且呈左右对称。所述活动机头的移动是通过伺服电机带动固定在活动机头上的同步带实现，活动机头移动到位后，气缸对其进行位置锁紧固定，工进气缸对其的工进作用。所述铣削机构还包括伺服电机、竖直导轨、竖直支架，所述伺服电机安装在竖直伺服丝杠系统上面、并固定在竖直支架上；所述C型支架通过竖直导轨和竖直伺服丝杠系统连接在竖直支架上面。所述的定位机构包括后定位板、水平气缸、下定位板、升降气缸、工作台，后定位板通过水平气缸对放置在工作台上面的成窗进行左右定位；下定位板通过升降气缸进行升起和落下的动作，对放置在工作台上面的成窗进行左右定位。所述固定传输机构和活动传输机构的结构左右对称，启动传输电机，传输电机带动右同步带旋转，右同步带通过右连接轴带动长同步带旋转，长同步带通过左连接轴带动左同步带旋转，实现传输机构的传动功能。所述的机头底座和护罩是由矩管焊接而成，所述护罩包括防护板和压紧气缸。本发明提供的能自动清理成窗四角焊缝的加工方法，其具体步骤为
a、根据要加工矩形成窗的尺寸，启动控制活动机头2左右移动的伺服电机，使活动机头2到位；
b、刹紧缸对活动机头2进行刹紧；
c、放上矩形成窗，并启动传输装置8，使矩形成窗前两个焊缝传送到固定机头1与活动机头2之间；
d、对成窗进行完全定位；
e、通过铣削机构7对成窗的前面两个相邻焊接角缝的清理；
f、控制活动机头2移动，同时启动传输装置8，传动矩形成窗后两个焊缝到达固定机头 1与活动机头2之间；
g、对成窗进行完全定位；
h、通过铣削机构7对成窗的后面两个相邻焊接角缝的清理；
i、控制活动机头2移动，并启动传输装置8，传送出加工完的矩形成窗。有益效果本发明只需要一次进料定位后就可以自动完成对四角焊缝的加工，不需要对成窗进行旋转定位，大大节省了加工时间，提高了加工效率，具有定位准确、调整方便，而且本机型可以配合其它设备连线使用，使成窗的加工可以进行高自动化、高效率以及大批量生产，目前对于这种连线布置成套设备专用的机器设备在国内尚属首例。
图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的立体结构示意图； 图3为本发明的机头结构示意图4为本发明的机头护罩结构示意图； 图5为本发明的机头内部运动结构示意图； 图6为本发明的机头定位机构结构示意图； 图7为本发明的传输机构结构示意图； 图8为本发明的机头铣削机构结构示意图。图中图中1固定机头、2活动机头、3机架、4导轨、5护罩、6机头底座、7铣削机构、8传输机构、9定位机构、10防护板、11压紧气缸、12安装底座、13左45°伺服丝杠系统、 14铣削机构安装板、15右45°伺服丝杠系统、16安装板、17铣削安装板直线导轨、18安装板直线导轨、19竖直伺服丝杠系统、20后定位板、21水平气缸、22下定位板、23升降气缸、 M工作台、25右同步带J6传输电机、27长同步带、观左同步带、四伺服电机、30竖直导轴、 31C型支架、32竖直支架、33下铣削单元、34锯铣单元、35上铣削单元。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。图1所示为本发明的结构示意图； 图2所示为本发明的立体结构示意图。本发明包括固定机头1、活动机头2、机架3和导轨4。所述固定机头1和活动机头2采用左右对称布置，所述固定机头1固定在机架3 上，活动机头2可通过滑块沿固定在机架3上的导轨4移动，活动机头2移动是通过伺服电机带动固定在机头上的同步带实现的，活动机头2到位后，会有刹紧缸对机头进行刹紧，工进缸对机头工进。通过驱动机构来实现移动后的活动机头2的位置定位，定位精确、操作简单、方便，工作效率更高。图3所示为本发明的机头结构示意图。所述固定机头1与活动机头2的结构左右对称，包括护罩5、机头底座6、铣削机构7、传输机构8和定位机构9。所述的护罩5是由矩管焊接而成，对机头起到防护作用。所述机头底座6是由矩管焊接而成，主要对机头的其他装置起到支撑作用。所述铣削机构7设置在机头底座6上。图4所示为本发明的机头护罩结构示意图。所述护罩5是由矩管焊接而成，包括防护板10和压紧气缸11。所述防护板10可对机器内部部件的进行保护和对框架的支撑。所述压紧气缸11主要用于铣削工作时对成窗进行压紧固定。图5所示为本发明的机头内部运动结构示意图。所述铣削机构7包括固定在安装底座12上的右45°伺服丝杠系统15、固定在安装底座12上的安装板直线导轨18、通过安装板直线导轨18连接的安装板16、以及设置在安装板16上面的铣削安装板直线导轨17、左45°伺服丝杠系统13、通过铣削安装板直线导轨17连接的铣削机构安装板14、以及竖直方向上的竖直伺服丝杠系统19，所述安装在铣削安装板14上的左45°伺服丝杠系统13通过铣削安装板直线导轨17可以实现在左45°方向的移动和铣削工作；安装在安装底座12上的右45°伺服丝杠系统15通过安装板直线导轨18可以实现在右45°方向的移动和铣削工作；固定在竖直支架32上的竖直伺服丝杠系统19和竖直导轴30，可完成竖直方向上面的铣削工作，三个数控伺服丝杠系统相互组合使用实现机器的三维运动，可以完成对不同型材、不同位置的任意铣削工作，便于加工各种复杂窗型。图6所示为本发明的机头定位机构结构示意图。
所述定位机构9包括后定位板20、水平气缸21、下定位板22、升降气缸23和工作台24。所述后定位板20通过水平气缸21可以对放置在工作台M上面的成窗进行左右定位；所述下定位板22通过升降气缸23可以进行升起和落下的动作，对放置在工作台M 上面的成窗进行左右定位。工作时，先利用升降气缸23将位于工作台M下边的下定位板 22升起，成窗被传输到下定位板22后定位，然后在水平气缸21的作用下后定位板20移动到位，定位成窗位置；加工完毕后，后定位板20在水平气缸21作用下后退，同时下定位板 22落下，成窗被传输到下一个加工工序，从而实现一台机器设备能够自动加工型材成窗的全部四个端角。图7所示为本发明的传输机构结构示意图。所述的传输机构8由固定传输机构和活动传输机构构成，所述固定传输机构固定在固定机头1的侧面，活动传输机构固定在活动机头2的侧面、可以伴随着活动机头2的移动而移动。所述固定传输机构和活动传输机构的结构左右对称，启动传输电机沈，传输电机 26带动右同步带25旋转，右同步带25通过右连接轴带动长同步带27旋转，长同步带27通过左连接轴带动左同步带观旋转，从而实现传输功能。工作时，把要清理的成窗传送到固定机头1与活动机头2之间，通过活动机头2对成窗进行定位，然后通过每个机头上的铣削机构7完成成窗焊接角缝的清理工作，清理完毕后，解除对成窗的定位后，通过传输机构8将成窗输送出去。图8所示为本发明的机头铣削机构结构示意图。所述铣削机构7包括伺服丝杠系统19、伺服电机四、竖直导轨30、C型支架31、竖直支架32、下铣削装置33、锯铣装置34、上铣削装置35。所述伺服电机四安装在伺服丝杠系统19上面，并固定在竖直支架32上面；C型支架31通过竖直导轨30和伺服丝杠系统19连接在竖直支架32上面；下铣削单元33、锯铣单元34、上铣削单元35分别固定在C型支架31上面，铣削工作时伺服电机四带动伺服丝杠系统19通过竖直导轨30使C型支架31在竖直支架32里面上下移动，从而可以使下铣削装置33、锯铣装置34、上铣削装置35完成对成窗的加工。所述上铣削装置；35上按照45°焊口方向对称布置的左上锪刀、右上锪刀、、左上插刀、右上插刀、左上拉刀、右上拉刀；下铣削装置33上按照45°焊口方向对称布置的左下锪刀、右下锪刀；左下插刀、右下插刀、、左下拉刀、右下拉刀；锯铣装置34设置有锯片，所述十三把清角刀具按照45°焊口方向对称布置，并且上铣削装置与下铣削装置也呈对称布置，这样就可以对成型窗框的内下毛条槽、上毛条槽、内立面、外立面、上表面焊熘、下表面焊熘的加工；此外铣削机构7装有竖直伺服丝杠系统19，和两条呈90°布置的左45°伺服丝杠系统13及右45°伺服丝杠系统15三条伺服系统，所述十三把刀具在上述三条伺服丝杠系统的三维组合运动下控制各种刀具实现对不同规格型材和成窗的到位与加工，大大提高了加工效率。为了实现活动机头2移动的安全性与准确性，在活动机头2的移动方向装有最大、 最小与参考点检测开关。为了实现矩形成窗的传输到位，在传输装置8上面还装有行程开关，以检测矩形成窗的到位。为了实现铣削机构7水平移动与竖直移动的安全性与准确性，在铣削机构7的水平移动方向与竖直移动方向装有最大、最小与参考点检测开关。如图3、4、5、6、7及图1、2所示，结合上述分析，本发明的实施例的工作动作可简述如下
a、根据要加工矩形成窗的尺寸，启动控制活动机头2左右移动的伺服电机，使活动机头2到位；
b、刹紧缸对活动机头2进行刹紧；
C、放上矩形成窗，并启动传输装置8，使矩形成窗前两个焊缝传送到固定机头1与活动机头2之间；
d、对成窗进行完全定位；
e、通过铣削机构7对成窗的前面两个相邻焊接角缝的清理；
f、控制活动机头2移动，同时启动传输装置8，传动矩形成窗后两个焊缝到达固定机头 1与活动机头2之间；
g、对成窗进行完全定位；
h、通过铣削机构7对成窗的后面两个相邻焊接角缝的清理；
i、控制活动机头2移动，并启动传输装置8，传送出加工完的矩形成窗。以上为本发明的基本原理，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明范围的前提下，本领域人员可以根据需要做许多变化和改进，如所述机头可以通过并排分布增加同样布置的机头、伺服丝杠系统可以更换样式、铣削部分刀具的排列方式可以变化、刀具结构可以变化等，这些变化及改进应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于包括固定机头(1)、活动机头(2)、机架(3)、传输机构(8)及导轨(4)；所述固定机头(1)和活动机头(2)左右对称布置，固定机头(1)固定在机架(3)上，活动机头(2)通过滑块沿固定在机架(3)上的导轨(4)移动；所述的传输机构(8)包括固定传输机构和活动传输机构，固定传输机构固定在固定机头(1)的侧面；活动输机构固定在活动机头(2)的侧面、可以伴随着活动机头(2)的移动而移动，所述传输机构(8 )固定在机头底座(6 )上；所述固定机头(1)包括护罩(5)、机头底座(6)、铣削机构(7)和定位机构(9)，所述铣削机构(7)设置在机头底座(6)上，定位机构设置在，所述护罩(5)覆罩在机头的外部；所述铣削机构(7)包括竖直伺服丝杠系统(19)和两条在水平方向呈90°布置的左 45°伺服丝杠系统(13)及右45°伺服丝杠系统(15)，在竖直伺服丝杠系统(19)上设置有C 型支架(31)，该C型支架(31)上对称布置有上铣削装置(35 )和下铣削装置(33 )以及锯铣装置(34)，所述上铣削装置(35)上按照45°焊口方向对称并垂直布置有左上铣削单元包括左上锪刀、左上插刀、左上拉刀和右上铣削单元包括右上锪刀、右上插刀、右上拉刀；所述下铣削装置(33)上按照45°焊口方向对称并垂直布置有左下铣削单元包括左下锪刀、左下插刀、左下拉刀和右下铣削单元包括右下锪刀、右下插刀、右下拉刀；所述锯铣装置(34) 设置有锯片，所述十三把刀具在上述三条伺服丝杠系统呈三维组合运动；所述的定位机构(9)包括定位板和气缸，所述定位板与气缸连接实现定位；所述活动机头(2)与固定机头(1)的结构相同且呈左右对称。
2.根据权利要求1所述的能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于所述活动机头(2)的移动是通过伺服电机带动固定在活动机头(6)上的同步带实现，活动机头(2) 移动到位后，气缸对其进行位置锁紧固定，工进气缸对其的工进作用。
3.根据权利要求1所述的能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于所述铣削机构(7)还包括伺服电机(29)、竖直导轨(30)、竖直支架(32)，所述伺服电机09)安装在竖直伺服丝杠系统(19)上面、并固定在竖直支架(3 上；所述C型支架(31)通过竖直导轨(30)和竖直伺服丝杠系统(19)连接在竖直支架(32)上面。
4.根据权利要求1所述的能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于所述的定位机构(9)包括后定位板(20)、水平气缸(21)、下定位板(22)、升降气缸(23)、工作台 (24)，后定位板(20)通过水平气缸(21)对放置在工作台(24)上面的成窗进行左右定位；下定位板(22)通过升降气缸(23)进行升起和落下的动作，对放置在工作台(24)上面的成窗进行左右定位。
5.根据权利要求1所述的能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于所述固定传输机构和活动传输机构的结构左右对称，启动传输电机(26)，传输电机(26)带动右同步带(25)旋转，右同步带(25)通过右连接轴带动长同步带(27)旋转，长同步带(27)通过左连接轴带动左同步带(28)旋转，实现传输机构的传动功能。
6.根据权利要求广5任一项所述的能自动清理成窗四角焊缝的加工设备，其特征在于所述的机头底座(6)和护罩(5)是由矩管焊接而成，所述护罩(5)包括防护板(10)和压紧气缸(11)。
7.一种能自动清理成窗四角焊缝的加工方法，其特征在于具体步骤如下，a、根据要加工矩形成窗的尺寸，启动控制活动机头2左右移动的伺服电机，使活动机头2到位；b、刹紧缸对活动机头2进行刹紧；c、放上矩形成窗，并启动传输装置8，使矩形成窗前两个焊缝传送到固定机头1与活动机头2之间；d、对成窗进行完全定位；e、通过铣削机构7对成窗的前面两个相邻焊接角缝的清理；f、控制活动机头2移动，同时启动传输装置8，传动矩形成窗后两个焊缝到达固定机头 1与活动机头2之间；g、对成窗进行完全定位；h、通过铣削机构7对成窗的后面两个相邻焊接角缝的清理；i、控制活动机头2移动，并启动传输装置8，传送出加工完的矩形成窗。
全文摘要
本发明提供了一种能自动清理成窗四角焊缝的加工设备及方法，包括固定机头、活动机头、机架、传输机构及导轨，活动机头通过伺服电机带动沿导轨的移动，到位后气缸对其进行锁紧和工进；固定机头固定在机架上，包括铣削机构和定位机构，定位机构由定位板与气缸连接实现定位，铣削机构包括在水平方向呈90°布置的左、右45°伺服丝杠系统、竖直伺服丝杠系统、C型支架及对称布置的刀具；传输机构由传输电机带动同步带实现传输功能。本发明不需要旋转定位一次进料定位后就可以自动完成对四角焊缝的加工，具有定位准确、调整方便的优点，可以配合其它设备连线使用，在国内尚属首例。
文档编号B29C37/04GK102335988SQ20111033576
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者路朝阳 申请人:济南德佳机器有限公司