自动化的板材开料系统及其控制方法与流程

本发明属于板材开料技术领域，具体涉及自动化的板材开料系统及其控制方法。

背景技术：

在生产家具时，使用最多的就是板材，对板材开料时需要人工转运板材，例如人工将板材搬运到工作台上，人工操控开料机器，开料机器切割完成后再由人工将余料、废料和半成品搬运下来，放置在预定的位置，使得生产不连续，产效率低，产能低下，加工成本较高，难以满足大规模的生产需求。

技术实现要素：

本发明一方面的目的在于提供一种板材开料系统，包括开料控制装置、开料传输线和多个自动开料设备；开料传输线包括上料输送线，多条分流输送线，多条出料输送线，汇流输送线，和下料输送线，开料传输线上设有多个板材位置检测传感器；每个开料设备通过一条分流输送线与上料输送线连接；每个开料设备的旁边设有一条出料输送线和将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线上的取料机械手；出料输送线上设有给余料板和半成品板贴识别码的贴码装置；汇流输送线位于出料输送线末端和下料输送线的首端以将出料输送线输出的余料板和半成品板转移到下料输送线；下料输送线上设有扫码装置，扫码装置下游设有余料收集架，余料收集架通过一条分流输送线与下料输送线连接；所述开料控制装置分别与所述开料传输线、板材位置检测传感器、开料设备、取料机械手、贴码装置和扫码装置电连接。

在上述的板材开料系统，上料输送线的进料口处设有至少一条进料输送线，进料输送线上方设有将其上的板材抓取到上料输送线上的龙门式机械手，龙门式机械手与所述开料控制装置电连接。

在上述的板材开料系统，两条进料输送线分居于上料输送线两侧。

在上述的板材开料系统，进料输送线正对立体仓储系统，进料输送线与立体仓储系统的出库输送线之间设有小车轨道，小车轨道上安装有输送小车，输送小车一侧靠近出库输送线，相对的另一侧靠近进料输送线。

在上述的板材开料系统，下料输送线上设有板材清洁机。

在上述的板材开料系统，开料设备的出料口连接废料处理线，所述废料处理线包括废料输送线、切碎装置和粉碎装置，废料输送线将自动开料设备的出料口、切碎装置和粉碎装置依次连接。

在上述的板材开料系统，粉碎装置安装在隔音房内。

在上述的板材开料系统，板材的长边与开料传输线的传输方向平行。

本发明另一方面的目的在于提供一种板材开料系统的控制方法，包括：

上料输送线将待切割的板材传输到与分流输送线交汇的位置；

分流输送线将上料输送线传输过来的板材输送到开料设备；

开料设备根据订单信息切割板材；

取料机械手将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线，并使板材的长边与出料输送线的传输方向平行；

出料输送线首先将余料板和半成品板输送到贴码装置处贴识别码，然后将贴有识别码的余料板和半成品板传输到与汇流输送线交汇的位置；

汇流输送线将出料输送线传输过来的余料板和半成品板传输到其与下料输送线交汇的位置；

下料输送线将汇流输送线传输过来的余料板和半成品板向前传输到扫码装置处，扫码装置扫描板材上的识别码，开料控制装置根据扫码装置读取的识别码信息判断板材的种类，若是余料板则将其传输到余料收集架上，若是半成品板则继续向前输送。

在上述的板材开料系统的控制方法，将仓储系统内的板垛输送到位于分流输送线侧方向的进料输送线上；龙门式机械手根据所需板材数量将板垛上的板材一块块抓取到上料输送线上。

本发明公开的板材开料系统在对板材开料时无需人工转运板材，所需工人数少，可连续进行生产，并能满足大规模的生产需求。开料后的每块板材都贴有识别码，开料传输线上设有板材位置检测传感器，可做到对订单中的每块板材的位置进行追踪，以便根据订单信息对不同的板材进行不同的加工处理，实现开料过程的可视化以及每块板材的精细化管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是开料系统工段的结构图。

具体实施方式

图1示出了开料系统，开料工段连接位于上游的立体仓储系统和位于下游的封边工段，根据订单信息、设计参数、加工信息等将从立体仓储系统输送来的板材切割成特定形状尺寸。本发明中的订单信息、设计参数、加工信息等包括板材的数量，每块板材的形状尺寸，和板材上孔的位置、数量、大小、形状等。

开料系统包括开料控制装置、开料传输线和多个自动开料设备1.19。开料传输线包括上料输送线1.17，多条分流输送线1.18，多条出料输送线1.21，汇流输送线1.27，和下料输送线1.28。开料传输线上每隔一段距离都设有板材位置检测传感器，在分流与汇流位置处也设有板材位置检测传感器，可做到对订单中的每块板材的位置进行追踪。板材位置检测传感器可采用光电传感器，安装在输送线侧面或者滚筒、皮带的间隙内。

本实施例中上料输送线1.17的两侧各设置两台自动开料设备1.19，当然自动开料设备1.19的数量不限定于此。每个开料设备1.19通过一条分流输送线1.18与上料输送线1.17连接，以接收需要切割的板材，分流输送线1.18采用多条并列窄皮带，与滚筒式的上料输送线1.17垂直，在交汇处及转角处，分流窄皮带分布在滚筒间隙中，分流皮带工作时上升到滚筒水平面之上，从而转移滚筒上的板材。

每个开料设备1.19的旁边设有一条出料输送线1.21和将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线1.21上的取料机械手1.20。出料输送线1.21上设有给余料板和半成品板贴识别码的贴码装置1.22，识别码可以是二维码，扫码装置扫描二维码可查询到该板材对应的订单信息、设计参数、加工信息等，例如该板材的尺寸大小，板材是否需要打孔，以及孔的位置、数量、大小、形状等。本实施例中，贴码装置1.22上游的输送线采用靠边滚筒，筒与输送方向夹角大于90度，使得板材靠向一边，从而保证板材上二维码粘贴位置相对固定，方便后续工序的扫码。

汇流输送线1.27位于出料输送线1.21末端和下料输送线1.28的首端以将出料输送线1.21输出的余料板和半成品板转移到下料输送线1.28。汇流输送线1.27采用多条并列窄皮带，在交汇处及转角处，汇流窄皮带分布在出料输送线1.21末端的滚筒和下料输送线1.28首端的滚筒间隙内，汇流皮带工作时首先上升到滚筒水平面之上，将出料输送线1.21末端的板材转移到下料输送线1.28首端，然后在降到滚筒水平面之下，下料输送线1.28将板材转移走。

下料输送线1.28上设有扫码装置1.29，扫码装置1.29下游设有余料收集架1.30，余料收集架1.30通过一条分流输送线1.18与下料输送线1.28连接。扫码装置1.29扫描板材上的识别码，控制装置根据扫码装置1.29读取的识别码信息判断板材的种类，若是余料板则将其传输到余料收集架1.30上，若是半成品板则继续向前输送，例如输送到封边工段。

下料输送线1.28上设有板材清洁机1.31，对后续加工所需要的半成品进行清洁，清洁方式为边传输边清洗的方式。清洁机1.31可采用毛刷清洁机，木板通过清洁机上下毛刷之间的间隙，毛刷旋转清扫木板上下面，清洁机1.31可自动增加清洁剂到毛刷表面增强去污效果，抽尘口不停抽尘防止灰尘累积，清除板材上下表面杂物。

开料系统包括输送小车1.13、小车轨道1.14、进料输送线1.15和龙门式机械手1.16，进料输送线1.15可采用滚筒输送线，而且当进料输送线1.15有多条时可分居在上料输送线两侧。输送小车1.13安装在小车轨道1.14上，小车轨道1.14位于进料滚筒输送线1.15和立体仓储系统的出库输送线1.11(可采用滚筒输送线)之间，且保证输送小车1.13一侧靠近出库输送线1.11，相对的另一侧靠近进料输送线1.15。仓储系统根据订单所需要的板材数，将对应数量的板垛通过出库输送线1.11传送到输送小车1.13上，输送小车1.13在小车轨道1.14上来回运动将板垛分配到不同的进料输送线1.15上。当生产规模较小时，可只有一条进料输送线1.15，相应地，进料输送线1.15可直接连接出库输送线1.11，不需要输送小车1.13进行转运。龙门式机械手1.16横向设置在进料输送线1.15和上料输送线1.17的上方，以便从进料输送线1.15上的板垛中抓取单块板材，并平放到上料输送线上1.17。

自动开料设备1.19的出料口连接废料处理线，本实施例中将废料处理线布置在板材输送线下方，例如上料输送线1.17和出料输送线1.21下方，节省开料工段占用的空间。废料处理线包括废料输送线1.23(可以是输送带)、切碎装置1.24、粉碎装置1.25。废料输送线1.23将自动开料设备1.19的出料口输出的废料板传输到切碎装置1.24切碎，然后再将碎板输送到粉碎装置1.25粉化，粉化后的废料通过粉尘管道抽送到粉尘收集箱内。粉碎装置1.25安装在封闭的隔音房，粉碎过程中产生的粉末不会扩散到车间内污染环境，还可以降低粉碎过程的噪音。

所述开料控制装置分别与所述开料传输线、板材位置检测传感器、开料设备1.19、取料机械手1.20、贴码装置1.22和扫码装置1.29电连接，控制各个部件的动作。例如根据订单信息将每块板材的加工尺寸下发到开料设备，控制贴码装置1.22给切割后的余料板和半成品板贴识别码，根据板材位置检测传感器反馈的信息控制开料传输线对板材的精确传输，根据扫码装置3.29扫描的信息将余料板回收到余料收集架1.30上，控制龙门式机械手1.16抓取板材的数量，以及将整个开料工段的状态信息通过车间交换机反馈到中央控制室。

板材开料系统的控制方法，包括以下步骤：

1、将仓储系统内的板垛输送到位于分流输送线1.18侧方向的进料输送线1.15上；龙门式机械手1.16根据所需板材数量将板垛上的板材一块块抓取到上料输送线1.17上。

2、上料输送线1.17将待切割的板材传输到与分流输送线1.18交汇的位置。

3、分流输送线1.18将上料输送线1.17传输过来的板材输送到开料设备1.19。

4、开料设备1.19根据订单信息切割板材。

5、取料机械手1.20将切割后的余料板和半成品板抓取到出料输送线1.21，并使板材的长边与出料输送线1.21的传输方向平行。

6、出料输送线1.21首先将余料板和半成品板输送到贴码装置1.22处贴识别码，然后将贴有识别码的余料板和半成品板传输到与汇流输送线1.27交汇的位置。

7、汇流输送线1.27将出料输送线1.21传输过来的余料板和半成品板传输到其与下料输送线1.28交汇的位置。

8、下料输送线1.28将汇流输送线1.27传输过来的余料板和半成品板向前传输到扫码装置1.29处，扫码装置1.29扫描板材上的识别码，开料控制装置根据扫码装置1.29读取的识别码信息判断板材的种类，若是余料板则将其传输到余料收集架1.30上，若是半成品板则继续向前输送。