一种全自动木材钻孔铣型插榫设备的制作方法

本实用新型涉及木材机械设备领域，特别涉及一种全自动木材钻孔铣型插榫设备。

背景技术：

现有的木材的定长、钻孔、铣型、插榫设备均由分立的机器来操作，每个操作机器均需要配备相应的操作人员进行上料、下料以及机器之间的移料作业，举例来说，目前对木材的上述加工，需要用双头剪设备对木材定长(两端剪断)，这种设备至少需要配备两个操作人员；需要钻孔机对木材进行钻孔，也需要至少配备两个操作人员；需要铣型机对木材进行铣型，同样至少需要配备两个操作人员；需要入榫机对木材插榫，一般需要配备至少四个操作人员，因此合计算来，完成连续的操作，至少需要十名操作人员，对于木材的加工厂来说，这种操作需要大量的人工，大大增加了木材加工厂的负担，因此急需开发一款能够节省人工的全自动化的操作设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种全自动木材钻孔铣型插榫设备。

一种全自动木材钻孔铣型插榫设备，包括平行于Y轴设置的Y 轴滑轨，所述Y轴滑轨上设置有平行于X轴的一对底座，所述一对底座之间的间距能够调节，所述一对底座上设置有沿X轴方向从前到后输送待加工木材的木材输送机构，沿木材输送机构的输送方向从前到后依次设置有自动上料机构、双端定长机构、钻孔机构、铣型机构和喷胶插榫机构，所述木材输送机构上还设置有多个用于将木材定位在上述各机构加工工位的定位机构，还包括一控制机构，所述控制机构与上述各机构电连接且按预设程序控制上述各机构的自动运动。

更具体的，所述Y轴滑轨的数量为两条，两条Y轴滑轨互相平行的并列设置，所述木材输送机构包括安装至一对底座的一对输送带安装架，所述输送带安装架的两端设置有可转动的同步轮，所述同步轮之间连接有皮带，其中一个同步轮与输送电机传动连接，两个皮带并列设置且其上安装有多个间隔设置的与皮带相对固定的固定块，多个固定块连接有多个相对应的弹性推块，所述弹性推块与固定块之间设置有缓冲弹簧，所述木材输送机构的下方还设置有用于返送已加工好木材的成品返回机构，所述成品返回机构的输送方向与木材输送机构的输送方向相反，所述木材输送机构和成品返回机构的后端外侧设置有用于将木材从木材输送机构上移送到成品返回机构的移料机构，所述移料机构包括可绕一中心转轴转动的移料架，所述中心转轴通过轴承座安装至底座，所述中心转轴固连一偏心块，所述偏心块由一移料气缸的活塞杆连接。

更具体的，所述定位机构包括多个间隔设置的挡块，每个挡块由挡块气缸驱动能够运动到皮带上对木材的运动进行阻挡定位，所述挡块气缸相对于输送带安装架固定。

更具体的，所述一对底座中左侧的底座固定连接至Y轴滑轨，右侧的底座由间距调节电机驱动能够沿Y轴滑轨移动以调节一对底座之间的间距，间距调节电机的输出轴通过第一传动箱驱动连接第一 Y轴丝杆和一连接轴，所述连接轴通过第二传动箱驱动连接第二Y 轴丝杆，右侧的底座固定连接至与第一Y轴丝杆和第二Y轴丝杆相配的滑套上。

更具体的，所述自动上料机构包括设置在一对底座上的一对储料卡位，一对储料卡位之间的间距能够通过长度调节器进行调节以放置不同长度的木材，所述储料卡位上端开口，储料卡位包括平行于Z 轴设置的前卡板和后卡板，前卡板和后卡板之间的间距能够通过宽度调节器进行调节以放置不同宽度的木材，前卡板和后卡板之间为木材储放位，所述前卡板一侧设置有夹板气缸，所述夹板气缸驱动一夹板向后卡板运动以夹紧木材，木材储放位的下方设置有一接料板，所述接料板由一接料气缸驱动向上顶升以接住下落的木材，其中一个储料卡位设置有推料杆，另一个储料卡位设置有靠板，所述推料杆由一推料气缸驱动沿Y轴方向运动将木材推到抵接在靠板上。

更具体的，双端定长机构包括相对的设置在一对底座上的一对定长压料装置和一对锯断装置，定长压料装置包括与与底座相对固定的压板支架和滑动设置于压板支架的定长压板，所述定长压板由一压板气缸驱动向下压紧木材的端头，所述锯断装置包括可沿Z轴方向和Y 轴方向运动的锯片，锯片由一锯片电机驱动发生旋转，所述锯片电机固定安装在一Y轴滑座，所述Y轴滑座滑动设置于一锯片Y轴调节板上，锯片Y轴调节板设置于一Z轴滑座上，锯片Y轴调节板可沿 Y轴移动以调节锯片在Y轴方向的位置，所述锯片电机及Y轴滑座由一Y轴气缸驱动能够沿Y轴方向运动到木材的上方，所述Z轴滑座滑动连接在一定长立柱上，Z轴滑座由一Z轴气缸驱动能够沿Z轴方向向下运动以锯断木材的端头。

更具体的，钻孔机构有两组，相对的设置在一对底座上，包括相对于底座固定的钻孔立柱，所述钻孔立柱上设置有可沿Z轴方向滑动的钻孔高度调节板，所述钻孔高度调节板上设置有可沿Y轴方向滑动的钻孔深度调节架，所述钻孔深度调节架上设置可沿X轴方向滑动的钻孔X轴调节板，钻孔X轴调节板上设置有可沿Y轴方向推进的钻孔电机，所述钻孔电机与一钻孔推进气缸的活塞杆连接，所述钻孔电机的输出轴通过多轴器驱动连接多个钻头，所述多个钻头的前端设置有一个弹性抵接至木材钻孔面的吸尘器，所述吸尘器上设置有多个钻头通过的通孔，所述吸尘器一侧设置有压紧木材的钻孔压料装置，所述钻孔压料装置包括与底座固定连接的压料支架，所述压料支架上设置有一Z轴压料气缸，所述Z轴压料气缸驱动一钻孔压料板向下运动压紧木材。

更具体的，铣型机构有两组，相对的设置在一对底座上，包括滑动设置于底座上的铣型底座，所述铣型底座上设置有X轴伺服电机，所述X轴伺服电机的输出轴竖直向下连接一齿轮,所述齿轮与设置于底座的直线齿条啮合，X轴伺服电机驱动铣型底座沿X轴方向运动，铣型底座上设置有一对进刀深度调节板，一对进刀深度调节板上设置有可沿Y轴方向运动的一对铣型Y轴滑座，一对铣型Y轴滑座由一对铣型Y轴气缸驱动，所述一对铣型Y轴滑座前端设置一对铣型高度调节板，所述一对铣型高度调节板上安装一对铣型电机，所述一对铣型电机的输出轴上安装有一对铣刀，所述铣刀的一侧设置有铣型压料装置，所述铣型压料装置包括相对于底座可上下运动的压料架，所述压料架由铣型压料气缸驱动向下运动以压紧木材。

更具体的，所述喷胶插榫机构有两组，相对的设置在一对底座上，包括相对于底座固定的插榫立柱，所述插榫立柱上设置有可沿Z轴方向移动的插榫高度调节板，所述插榫高度调节板上设置有可沿Y轴方向移动的插榫Y轴位置调节板，所述插榫Y轴位置调节板上设置有可沿X轴方向移动的插榫X轴位置调节板，插榫X轴位置调节板上设置有可沿Y轴方向滑动的插榫架，所述插榫架上设置有多个能够沿X轴方向移动以调节位置的榫筒座，多个榫筒座上固定安装有多根容纳榫棒运动的推入榫筒，所述榫筒座由一插榫推进气缸驱动能够沿Y轴方向运动使多根推入榫筒前端抵接木材上的钻孔，所述多根推入榫筒的上方安装有多根倾斜设置的送料榫筒，所述多根送料榫筒上设置有对榫棒进行阻挡的阻挡气缸，所述多根推入榫筒的下方对应的设置有多个喷胶头，所述多个喷胶头正对木材上的多个钻孔进行喷胶，所述多根推入榫筒内设置有用于将榫棒推入到钻孔的多根插榫推杆，所述多根插榫推杆一端固定连接有推杆卡头，所述推杆卡头卡接在一推板的卡槽内，所述推板由一推杆气缸驱动，所述榫筒座的一侧还设置有沿Z轴方向压紧木材的插榫压料装置。

一种全自动木材钻孔铣型插榫设备的加工方法，包括如下步骤：

A)放料：将待加工的木材从一对储料卡位的上端开口处放入，多个木材呈上下堆叠状态放置且最下端的木材被夹板和后卡板夹紧；

B)自动入料：夹板气缸驱动夹板松开木材，木材下落，最下端的木材落到下方顶起的接料板上，随后夹板气缸再次驱动夹板压紧木材，随后接料气缸驱动接料板下沉将接料板上的木材放到皮带上，同时推料气缸驱动推料杆沿Y轴方向运动使木材抵接至靠板上；

C)定长：皮带上的弹性推块推着待加工的木材运动到双端定长机构的加工工位后受该工位的挡块阻挡定位，定长压料装置的定长压板向下压紧木材的两端，一对锯断装置开始按预定长度对木材的两端进行锯断定长，定长完毕后，挡块下沉；

D)钻孔：皮带及弹性推块推着木材运动到钻孔加工工位后受该工位的挡块阻挡定位，钻孔压料装置的钻孔压料板向下压紧木材的两端，钻孔机构开始对木材的两个端面进行钻孔，钻孔完毕后，挡块下沉；

E)铣型：皮带及弹性推块推着木材运动到铣型加工工位后受该工位的挡块阻挡定位，铣型压料装置的压料架向下压紧木材的两端，铣型机构开始对木材的两个端面进行铣型，铣型完毕后，挡块下沉；

F)喷胶、插榫：皮带及弹性推块推着木材运动到喷胶插榫加工工位后受挡块阻挡定位，插榫压料装置向下压紧木材的两端，喷胶插榫机构的喷胶头对钻孔进行喷胶，随后推杆气缸驱动推杆将多个榫棒插入到木材两端面对应的钻孔内，插榫完毕后，挡块下沉；

G)成品返回：皮带及弹性推块推着木材运动到皮带外侧的移料机构的移料架上，随后移料气缸驱动移料架转动，使木材滑到下方的成品返回机构上，并被输送到放料端进行收料作业。

重复步聚A)～步聚G)，对下一个木材进行上述的循环。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：本自动化设备较以往的分立的操作设备相比，只需一个人工进行上料和收料，即可完成整套的入料、定长、钻孔、铣型、喷胶和插榫等连续的全自动化作业，大大降低了人工成本，同时操作效率也有较大的提升。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一。

图2是本实用新型的结构示意图之二。

图3是本实用新型的结构示意图之三。

图4是本实用新型的木材输送机构的结构示意图。

图5是本实用新型的定位机构的结构示意图。

图6是本实用新型的自动上料机构的结构示意图之一。

图7是本实用新型的自动上料机构的结构示意图之二。

图8是本实用新型的双端定长机构的结构示意图之一。

图9是本实用新型的双端定长机构的结构示意图之二。

图10是本实用新型的钻孔机构的结构示意图之一。

图11是本实用新型的钻孔机构的结构示意图之二。

图12是本实用新型的铣型机构的结构示意图之一。

图13是本实用新型的铣型机构的结构示意图之二。

图14是本实用新型的喷胶插榫机构的结构示意图之一。

图15是本实用新型的喷胶插榫机构的结构示意图之二。

图16是本实用新型的喷胶插榫机构的结构示意图之三。

图17是本实用新型的移料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面就根据附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不局限于此。

如图1至图3，一种全自动木材钻孔铣型插榫设备的实施例，用于对长方体状木材100的两端进行定长(使每个木材具有一致的长度，即锯断)、钻孔(即榫棒插孔)、铣型(使木材的两端面铣成所期望的曲面)、喷胶插榫作业，所述设备包括平行于Y轴设置的两根Y 轴滑轨1，所述Y轴滑轨1上设置有平行于X轴的一对底座10，所述一对底座10之间的间距能够调节，具体的，一对底座10中左侧的底座10固定连接至Y轴滑轨1，右侧的底座10由间距调节电机101 驱动能够沿Y轴滑轨1移动以调节一对底座10之间的间距，其中间距调节电机101的输出轴通过第一传动箱102驱动连接第一Y轴丝杆103和一连接轴104，所述连接轴104通过第二传动箱105驱动连接第二Y轴丝杆106，右侧的底座10固定连接至与第一Y轴丝杆103 和第二Y轴丝杆106相配的滑套上，由间距调节电机101驱动第一Y 轴丝杆103和第二Y轴丝杆106同步转动，从而使右侧的底座沿Y 轴方向移动，进而调节两个底座10之间的间距。

所述一对底座10上设置有沿X轴方向从前到后输送木材100的木材输送机构11，沿木材输送机构11的输送方向(即X轴方向)从前到后依次设置有自动上料机构2、双端定长机构3、钻孔机构4、铣型机构5和喷胶插榫机构6，所述木材输送机构11上还设置有多个用于将木材定位在上述各机构加工工位的定位机构，还包括一控制机构(图中未示出)，所述控制机构与上述各机构电连接且按预设程序控制上述各机构的自动运动。

如图4，所述木材输送机构11包括固定安装至一对底座10的一对输送带安装架110(图4中只示出其中的一个)，所述输送带安装架110的两端设置有可转动的同步轮111，所述同步轮111之间连接有皮带112，其中一个同步轮111与输送电机1110传动连接，两个皮带112并列设置且其上安装有多个间隔设置的与皮带相对固定的固定块113，多个固定块113连接有与其可相对运动的多个弹性推块 114，所述弹性推块114与固定块113之间设置有缓冲弹簧，在对木材100进行输送过程中，由弹性推块114推动所述木材向前移动，由于弹性推块的弹性缓冲作用，在推动木材的过程中，不会对木材外表造成损伤。

所述木材输送机构11的下方还设置有成品返回机构12，所述成品返回机构12与木材输送机构11的结构相同，两者输送方向完全相反，用于将加工好的木材(即成品)从后端再次返送到前端，便于人工在设备的同一端进行放料和收料操作，其结构在此不做赘述。

如图5，所述定位机构包括多个间隔设置的挡块115，每个挡块 115由挡块气缸116驱动能够在皮带上下运动从而对木材的运动进行阻挡定位，便于相应的操作机构过来操作，所述挡块气缸116相对于输送带安装架110固定。

如图6和图7，所述自动上料机构2包括设置在一对底座10上的一对储料卡位21，木材100的两端卡在一对储料卡位21上，一对储料卡位21之间的间距能够通过长度调节器27进行调节以适配不同长度木材的放置，所述储料卡位21包括平行于Z轴设置的前卡板22 和后卡板23，前卡板22和后卡板23之间的间距能够通过宽度调节器24进行调节以适配不同宽度木材的放置，前卡板22和后卡板23 之间为木材储放位，设备运行过程中，需要从前卡板22和后卡板23 的上端开口处放入木材，所述前卡板22一侧设置有夹板气缸251，所述夹板气缸251驱动一夹板25向后卡板23运动以夹紧木材使木材不能下落，当皮带上的木材移走后，夹板气缸251缩回，木材自动下落，木材储放位的下方设置有一接料板29，所述接料板29由一接料气缸291驱动向上顶升以接住下落的木材，当接料气缸291缩回时，接料板29上的木材自动落到皮带上，其中一个储料卡位21设置有推料杆26，另一个储料卡位21设置有靠板28，所述推料杆26由一推料气缸261驱动沿Y轴方向运动将木材推到抵接在靠板28上，这样木材落下时其一端始终与靠板(基准面)齐平，便于后续的锯断操作。

如图8和图9，双端定长机构3包括相对的设置在一对底座10 上的一对定长压料装置和一对锯断装置，定长压料装置包括与与底座相对固定的压板支架31和滑动设置于压板支架的定长压板32，所述定长压板32由一压板气缸321驱动向下压紧木材的端头，所述锯断装置包括可沿Z轴方向和Y轴方向运动的锯片33，锯片33由一锯片电机331驱动发生旋转，所述锯片电机331固定安装在一Y轴滑座 332，所述Y轴滑座332滑动设置于一锯片Y轴调节板336上，锯片 Y轴调节板336设置于一Z轴滑座334上，锯片Y轴调节板336可沿Y轴移动以调节锯片在Y轴方向的位置，所述锯片电机331及Y 轴滑座332由一Y轴气缸333驱动能够沿Y轴方向运动到木材的上方，所述Z轴滑座334滑动连接在一定长立柱335上，Z轴滑座334 由一Z轴气缸(图中未示出)驱动能够沿Z轴方向向下运动以锯断木材的端头，当木材运动到双端定长机构3的加工工位时(X轴方向受挡块115阻挡定位)，一对定长压板32由压板气缸321驱动向下压紧木材的两个端头，初始状态下(可任意设定)，锯片33位于木材端头的高位，并沿Z轴方向向下运动以锯断木材的端头，随后锯片33沿Y 轴方向回缩后上升，再次沿Y轴方向推进并复位到初始位置，重复下一个木材的锯断作业，这样木材经过两端头锯断后，全部加工成一致的长度，所述锯片下方还设置有便于排走木屑的斜板。

如图10和图11，钻孔机构4有两组，相对的设置在一对底座10 上，包括相对于底座10固定的钻孔立柱41，所述钻孔立柱41上设置有可沿Z轴方向滑动的钻孔高度调节板42，所述钻孔高度调节板 42上设置有可沿Y轴方向滑动的钻孔深度调节架44，所述钻孔深度调节架44上设置可沿X轴方向滑动的钻孔X轴调节板46，钻孔X 轴调节板46上设置有可沿Y轴方向推进的钻孔电机47，所述钻孔电机47与一钻孔推进气缸471的活塞杆连接，所述钻孔电机47的输出轴通过多轴器472驱动连接多个钻头473，所述多个钻头473的前端设置有一个弹性抵接至木材钻孔面的吸尘器48，所述吸尘器48上设置有多个钻头473通过的通孔481，所述吸尘器48一侧设置有压紧木材的钻孔压料装置49，所述钻孔压料装置491包括与底座10固定连接的压料支架490，所述压料支架490上设置有一Z轴压料气缸 491，所述Z轴压料气缸491驱动一钻孔压料板492向下运动压紧木材，通过调节与钻孔高度调节板42、钻孔深度调节架44、钻孔X轴调节板46三者各自连接的三个调节螺杆(43、45、461)，能够调节钻头初始状态时的位置，工作时由钻孔推进气缸471推动多个钻头 473抵接至木材的端面对木材进行钻孔，便于后续榫棒的插入。

更具体的，通过Z轴调节螺杆43可以沿Z轴方向调节钻孔高度调节板42的高度(即钻头的高度)，通过Y轴调节螺杆45可以沿Y 轴方向调节钻孔深度调节架44的位置(即钻头在Y轴方向的位置)，通过X轴调节螺杆461可以沿X轴方向调节钻孔X轴调节板46的位置(即钻头在X轴方向的位置)，初始状态下，可以根据加工要求对三者进行合适的调节。

如图12和图13，铣型机构5有两组，相对的设置在一对底座10 上，包括滑动设置于底座10上的铣型底座51，所述铣型底座51上设置有X轴伺服电机510，所述X轴伺服电机510的输出轴竖直向下连接一齿轮,所述齿轮与设置于底座的直线齿条啮合，X轴伺服电机驱动铣型底座51沿X轴方向运动，铣型底座51上设置有一对进刀深度调节板520，一对进刀深度调节板520上设置有可沿Y轴方向运动的一对铣型Y轴滑座52，一对铣型Y轴滑座52由一对铣型Y 轴气缸521驱动，所述一对铣型Y轴滑座52前端设置一对铣型高度调节板522，所述一对铣型高度调节板522上安装一对铣型电机523，所述一对铣型电机523的输出轴上安装有一对铣刀524，所述铣刀524 的一侧设置有铣型压料装置，所述铣型压料装置包括相对于底座10 可上下运动的压料架53，所述压料架53由铣型压料气缸531驱动向下运动以压紧木材，优选的，一对铣刀524中，其中的一把为正转刀，另一把为逆转刀，便于适应客户对不同材料和产品的多样化的加工需求。

通过调节与进刀深度调节板520、铣型高度调节板522连接的两个调节螺杆，可以调节铣刀沿Y轴方向和Z轴方向的位置(即初始状态的位置)，调节好后，当木材输送到铣型加工工位时，被压料架 53和挡块115固定后，由X轴伺服电机510驱动铣刀沿X轴方向运动，同时铣型Y轴气缸521驱动铣刀沿Y轴方向运动，对木材的两个端面进行铣形(铣成所期望的曲面)。

如图14、图15和图16，所述喷胶插榫机构6有两组，相对的设置在一对底座10上，包括相对于底座10固定的插榫立柱60，所述插榫立柱60上设置有可沿Z轴方向移动的插榫高度调节板61，所述插榫高度调节板61上设置有可沿Y轴方向移动的插榫Y轴位置调节板62，所述插榫Y轴位置调节板62上设置有可沿X轴方向移动的插榫X轴位置调节板63，插榫X轴位置调节板63上设置有可沿Y 轴方向滑动的插榫架64，所述插榫架64上设置有多个能够沿X轴方向移动以调节位置的榫筒座65，多个榫筒座65上固定安装有多根容纳榫棒运动的推入榫筒66，所述榫筒座65由一插榫推进气缸651驱动能够沿Y轴方向推进使多根推入榫筒66前端抵接木材上的钻孔，所述多根推入榫筒66的上方安装有多根倾斜设置的送料榫筒67，所述多根送料榫筒67上设置有对榫棒进行阻挡的阻挡气缸671，所述多根推入榫筒66的下方对应的设置有多个喷胶头68，所述多个喷胶头68正对木材上的多个钻孔进行喷胶，所述多根推入榫筒66内设置有用于将榫棒推入到钻孔的多根插榫推杆69，所述多根插榫推杆69 一端固定连接有推杆卡头694，所述推杆卡头694卡接在一推板691 的卡槽693内，所述推板691由一推杆气缸692驱动，所述喷胶插榫机构6邻侧设置有对应的插榫压料装置，其结构与前述各压料装置结构相同，在此不做赘述，当木材输送到此工位时，被插榫压料装置和挡块固定，随后由插榫推进气缸651驱动所述榫筒座65沿Y轴方向推进，使多根推入榫筒66前端抵接木材上的钻孔，随后多个喷胶头 68正对钻孔进行射胶，随后由推杆气缸692驱动多根插榫推杆69向前移动，从而将多个榫棒推入到钻孔内，完成了插榫操作，插榫动作完成后，送料榫筒67的阻挡气缸671松开，使榫棒向下滑动并落入到下方的推入榫筒66(推入榫筒上设置有入料口)内，便于下一次的插榫动作。

如图17，所述木材输送机构11和成品返回机构12的后端外侧设置有用于将木材从木材输送机构11上移送到成品返回机构12的移料机构7，所述移料机构7包括可绕一中心转轴72转动的移料架71，所述中心转轴72通过轴承座安装至底座10，所述中心转轴72固连一偏心块73，所述偏心块73由一移料气缸74的活塞杆连接，当木材输送机构11上的木材完成上述加工过程后，流到移料架71上，移料气缸74驱动移料架71发生转动，使加工好的木材滑到成品返回机构12上，再从设备后端返送到设备前端，便于人工在设备的同一端既可以进行放料作业，又可以进行收料作业。

其中本实施例中，控制机构采用PLC控制器，更具体的，PLC 控制器优选采用台湾永宏公司的运动型PLC控制器,PLC控制器型号为fbs_60mct_ac，PLC控制器与多个电磁阀连接，多个电磁阀对上述各机构中的气缸进行控制(电磁阀控制各气缸气源的通断)，进而使 PLC控制器能够按预设程序控制上述各机构的自动运动，此为现有技术，其工作原理在此不做赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。