木栅栏自动化成型方法与流程

本发明涉及一种自动化竹排成型系统，具体为一条自动化生产与组装系统，系统包括：将整张木板锯切成设定规格的多根木条，各木条钻孔后再间隔排列成整板木条，然后在木条间隔之间的孔间安置定位隔套，再将销杆插入木条与隔套内紧定，形成栅栏状的竹排。属机械设备技术领域。

背景技术：

栅栏是一种间隔装置，广泛应用于工、农林牧渔业生产、居家或景观园林等行业，按所用材料划分，包括竹木、金属、水泥或塑料制作的条块状或线状栅栏。现有的条块状栅栏的制作及安装方法是：装条块状栅栏件运送至现场，再依次用固定件将栅栏按间隔要求固定成型，其不足之处是：制作及组装过程均为人工作业，效率低，一致性差。中国发明专利“一种栅栏加工装置”（201711128736.7）公开的内容是：采用台阶结构的空腔工作台及输送台，实现栅栏的夹取、裁切、磨角、喷漆与烘干过程，不能实现整排栅栏的组装。

现有公开技术中，没有将多根栅栏先预装成整排形状，然后再运送至设置有固定间隔的栏杆中安装，有利于快速成型为栅栏的装置或生产线。。

技术实现要素：

本发明的目的是针对背景技术问题，设计自动化竹排成型系统，系统包括将整张木板或竹板锯切成设定规格的多根条状，各木条或竹条钻孔后再间隔排列成整板状，然后在间隔之间的孔间安置定位隔套，最后将销杆插入加工的孔与隔套内紧定，形成整板式栅栏，将这些组装好的整板式栅栏运送至设置有固定间隔的栏杆中安装，有利于快速组装为整体栅栏，大大提高了工作效率，节省了人工成本。

本发明的技术方案是：

木栅栏自动化成型方法，包括如下步骤：

s1上料与预整理步骤：

用于将料仓中层叠码堆的多张木板，由拨片输送链条依次单张输送至裁边锯中切割为定长的毛坯板，再通过辊筒输送至切片步骤；

s2切片步骤：用于将单张木板或竹片锯切并加工为多根尺寸相同的木条；

s3收料钻孔步骤：用于依次接收切片步骤锯切后的单根木条，并在各单根木条上，按设定间隔同时钻出至少二个通孔；

s4整型排料步骤：用于依次接收钻孔后的单根木条，并沿x轴方向将设定根数的木条等间隔排列为整板木条，然后将所述整板木条沿y轴正向输送步骤；

s5切装隔套步骤：包括隔套切割与输送步骤和木条输送步骤，

所述隔套切割与输送步骤用于将盘管切割成设定长度的隔套，所述隔套下落至振动盘内，振动盘将切好的隔套整齐排列并推送至排管组件，所述排管组件用于依次将隔套输送至与整板木条上的通孔同心的位置；

所述木条输送步骤用于接收整板木条，并按设定程序沿y轴正向分时移动整板木条；

s6插装销杆步骤：用于沿x轴正向将销杆插入整板木条的通孔中；

s7紧定步骤：用于将螺帽装入穿过整板木条之通孔的销杆的一端，再通过旋转套筒将所述螺帽拧紧；

s8转运步骤：用于承接安装并紧定销杆后的整板木条。

进一步地，上述上料与预整理步骤中，包括：拨片输送链条、裁边锯和输送辊，所述拨片输送链条沿木板移动的x轴方向并列设置有至少二组，所述裁边锯有二台，拨片输送链条和裁边锯均安装在沿y轴方向的滑轨上，裁边锯用于木板的定长裁切。

进一步地，上述收料钻孔步骤中，包括：下压装置、辊筒、移动气缸、弧形滑道、钻孔气缸、钻头、移动链条和钻头滑轨；所述钻孔气缸的伸缩杆与钻头固定连接；所述钻头共8个，所述辊筒位于下压装置的下方，所述辊筒用于承载接收切片步骤输出的多根木条，下压装置上设置有夹紧气缸，夹紧气缸用于将多根木条夹紧在输送辊上，所述移动气缸用于将夹紧后的多根木条沿x轴正向移动至弧形滑道中，移动链条用于沿y轴正向将钻孔后的木条推送至整型排料步骤。

进一步地，上述整型排料步骤中，包括：传送台、丝杠、同步带、移动架；，所述丝杠设置在传送台下方，丝杠用于驱动传送台沿x轴方向往复移动，传送台上设置有容纳整板木条沿y轴正向滑动通过的等间距凹槽，所述同步带有二根，同步带沿y轴方向分布，所述移动架上设置有推送档板和伸缩气缸，所述伸缩气缸沿z轴方向安装，伸缩气缸下方的伸缩杆与推送档板固连，移动架的两端分别与同步带固连。

进一步地，上述切装隔套步骤中，隔套切割与输送装置包括：盘管输送装置、切管机、振动筛、振动片、排管组件；所述盘管输送装置包括：盘管箱、对滚导轮；对滚导轮用于将盘管引导至切管机，切管机用于将盘管按定长切割为隔套，振动筛用于接收隔套，并将隔套振动至振动片上，所述振动片用于在振动过程中将隔套下滑至排管组件中；所述排管组件包括：旋转拨动片、隔套存放槽、推隔套梳齿、斜坡滚道；所述隔套存放槽沿x轴方向水平放置，隔套存放槽呈开口u型槽状，隔套存放槽的两侧开有与所述隔套宽度相等的槽口，相邻槽口两侧的宽度与所述木条宽度相等；所述旋转拨动片位于隔套存放槽的首端上部，旋转拨动片用于拨动隔套沿x轴正向移动至隔套存放槽中，所述推隔套梳齿设置于隔套存放槽一侧的槽口内，推隔套梳齿的前端呈梳齿状，推隔套梳齿由设置的气缸驱动沿y轴方向进退，所述斜坡滚道为等间距设置的n个槽道，各槽道的入口与位于隔套存放槽另一侧的槽口对接，各槽道沿x-z面的截面形状与所述槽口截面相等、沿y-z面的截面形状呈倒l形，各槽道宽度与所述槽口宽度相等；

木条输送装置包括：输送台面、传送链、滑动架、滑杆；所述输送台面上沿y轴方向设置有用于存放木条的u型滑道，各u型滑道之间是向上凸起的肋条，所述u型滑道的底部开有窄缝，所述传送链设置在输送台面下方，传送链上固连有沿x轴方向分布的滑动架，所述滑动架两端的下部与所述滑杆滑动配合，滑动架的上部固连有滑块，所述滑块向上穿过u型滑道中的窄缝，所述滑块用于推动木条沿y轴正向前移；

所述肋条的前端位于呈倒l形槽道末端正下方，肋条前端的上部，设置有下凹的半圆槽，所述半圆槽用于承接沿着所述斜坡滚道落下的隔套，半圆槽的直径与所述隔套的外径相等。

进一步地，上述插装销杆步骤中，包括：销杆放置槽、销杆滚轮、销杆导向槽和推杆气缸；所述销杆导向槽位于销杆滚轮的下部；所述销杆放置槽呈开口v形，所述销杆滚轮呈圆柱状，销杆滚轮位于销杆放置槽的下部，销杆滚轮的圆周上，沿轴向均匀分布有至少二条凹槽，所述凹槽用于在销杆滚轮旋转时容纳销杆嵌入，且在销杆滚轮继续旋转时，销杆落下至销杆导向槽中；所述推杆气缸沿x轴方向位于销杆导向槽的一端；所述推杆气缸用于沿x轴正向将放置在销杆导向槽上的销杆推送至整板木条中的通孔内。

进一步地，上述紧定步骤中，包括自动装螺母机和螺母锁紧装置；所述自动装螺母机放置在沿x方向设置的螺母机导轨上，自动装螺母机的出螺帽位置与位于整板木条中的销杆对应；所述螺母锁紧装置包括：气动套筒扳手、紧定座、扳手推进气缸，所述气动套筒扳手安装在紧定座上，所述紧定座安装在沿x轴方向设置的扳手导轨上，所述扳手推进气缸连接在紧定座与机架之间。

进一步地，上述紧定步骤中，所述螺母锁紧装置还包括：x向压紧气缸、夹紧块、z向压紧气缸，所述紧定座上设置有x向夹紧气缸，所述x向压紧气缸与所述紧定座上设置的x向夹紧气缸相向动作，所述z向压紧气缸与夹紧块相向动作。

进一步地，上述方法还设有工业pc或plc控制步骤。

本发明的优点和有益效果是：

（1）本发明自动化竹排成型系统，利用上料与预整理、切片、收料钻孔、整型排料、切装隔套、插装销杆、紧定等单元，将整块木板或竹板自动裁边，并分切成木条再钻孔，将盘管切断为隔套，再将多根木条等间隔排列，间隔中放入隔套后再安装并紧定销杆，形成整板式栅栏，全过程通过工业计算机或plc完成，自动化程度高，大大提高了工作效率。

（2）将组装好的整板式栅栏运送至设置有固定间隔的栏杆中安装，有利于快速组装为整体栅栏，提高了现场组装的工作效率，大大节省了人工成本。

附图说明

图1是采用本发明“自动化竹排成型系统”加工并组装好后的整板木条，形成栅栏单元式栅栏俯视图，图1中，a为木条，b为隔套，c为销杆，d为螺帽，本实施例中，设定图中木条为19根，木条长度2000mm，宽度17mm，隔套宽度16mm，整板木条的总宽度为611mm，各木条钻有8个等间距通孔，实际加工过程中，单根木条及整板木条尺寸均可按需求调整，加工时只需调整系统中相关装置的位置或相关动作程序即可；

图2是图1中沿a-a剖视图；

图3是本发明“自动化竹排成型系统”实施例立体示意图，图中设定了x、y、z轴三维坐标系；

图4是图3的前视图；

图5是图3的俯视图；

图6是图3中上料与预整理单元示意图；

图7是图3中收料钻孔单元示意图；

图8是图3中整型排料单元示意图；

图9是图3中切装隔套单元部分的木条输送装置示意图；

图10是图9中b处放大图；

图11是图9中输送台面及局部放大视图；

图12是图9中斜坡滚道与输送台面部分位置结构图及局部放大图；

图13是切装隔套单元部分的隔套切割与输送装置示意图；

图14是插装销杆单元示意图；

图15是紧定单元示意图。

附图中的标记说明：

图3中：1-上料与预整理单元，2-切片单元，3-收料钻孔单元，4-整型排料单元，5-隔套切割与输送装置，6-木条输送装置，7-插装销杆单元，8-紧定单元，9-转运单元。

图6中:101-拨片输送链条，102-裁边锯，103-输送辊，104-压紧气缸。

图7中：301-钻头滑轨，302-钻头，303-钻孔气缸，304-移动链条，305-弧形滑道，306-下压装置，307-移动气缸。

图8中:401-传送台，402-同步带，403-移动架，404-丝杠。

图9至图12中:601-滑动架，602-输送台面，603-旋转拨动片，604-气缸，605-斜坡滚道，606-隔套存放槽，607-推隔套梳齿，608-隔套，609-木条，610-传送链，611-肋条，612-半圆槽，613-窄缝。

图13中：501-盘管箱，502-对滚导轮，503-盘管，504-切管机，505-振动筛，506-振动片，608-隔套。

图14中：701-销杆放置槽，702-推杆气缸，703-销杆导向槽，704-销杆，705-销杆滚轮。

图15中：801-推螺母机气缸，802-自动装螺母机，803-螺母机导轨，804-气动套筒扳手，805-扳手推进气缸，806-扳手导轨，807-x向压紧气缸，808-夹紧块，809-z向压紧气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

参见图1和图2，本发明自动化竹排成型系统，是将整张木板或竹板锯切成设定规格的多根条状，各木条或竹条钻孔后再间隔排列成整板状，然后在间隔之间的孔间安置定位隔套，最后将销杆插入加工的孔与隔套内紧定，形成整板式栅栏，本实施例中，设定图1中木条为19根，木条长度2000mm，宽度17mm，隔套宽度16mm，整板木条的总宽度为611mm，各木条钻有8个等间距通孔，实际加工过程中，单根木条及整板木条尺寸均可按需求调整，加工时只需调整系统中相关装置的位置或相关动作程序即可。

参考图3至图15，本发明自动化竹排成型系统，包括八个单元，依次为：上料与预整理单元1、切片单元2、收料钻孔单元3、整型排料单元4、切装隔套单元、插装销杆单元7、紧定单元8、转运单元9；切装隔套单元包括：隔套切割与输送装置5和木条输送装置6，

切片单元为现有技术的多片锯设备，该多片锯用于将单张木板或竹片锯切并加工为多根尺寸相同的木条。

上料与预整理单元1用于将料仓中层叠码堆的多张木板，由拨片输送链条依次单张输送至裁边锯中切割为定长的毛坯板，再通过辊筒输送至切片单元；上料与预整理单元1包括：拨片输送链条101、裁边锯102、输送辊103；本发明实施例中，拨片输送链条101沿木板移动的x轴方向并列设置有三组，裁边锯102有二台，拨片输送链条101和裁边锯102均安装在沿y轴方向的滑轨上，当木板沿x轴正向移动至输送辊上时，裁边锯同步完成木板两端的定长裁切过程。

收料钻孔单元3用于依次接收切片单元2锯切后的单根木条，并在各单根木条上，按设定间隔同时钻出8个通孔，再将木条推送至整型排料单元4；收料钻孔单元3包括：下压装置306、辊筒、移动气缸307、弧形滑道305、钻孔气缸303、8位钻头302、移动链条304、钻头滑轨301，钻孔气缸303的伸缩杆与8位钻头302固连；辊筒位于下压装置的下方，辊筒用于承载接收切片单元2输出的多根木条，下压装置306上设置有夹紧气缸，夹紧气缸用于将多根木条夹紧在输送辊上，移动气缸307用于将夹紧后的多根木条沿x轴正向移动至弧形滑道305中，再松开夹紧气缸，各木条依次滑落至钻孔位，8位钻头302在钻孔气缸带动下伸出并钻孔，钻孔后，钻孔气缸复位，移动链条304沿y轴正向将钻孔后的木条推送至整型排料单元4。

整型排料单元4用于依次接收钻孔后的单根木条，并沿x轴方向等间隔排列为n根的木条为整板木条，然后将整板木条沿y轴正向输送至切装隔套单元；整型排料单元4包括：传送台401、丝杠404、同步带402、移动架403；丝杠404设置在传送台401的下方，丝杠404用于驱动传送台401沿x轴方向往复移动，传送台401上设置有容纳整板木条沿y轴正向滑动通过的等间距凹槽，同步带402有二根，同步带402沿y轴方向分布，移动架403上设置有推送档板和伸缩气缸，伸缩气缸沿z轴方向安装，伸缩气缸下方的伸缩杆与推送档板固连，移动架403的两端分别与同步带402固连，当同步带402沿y轴方向移动时，推送档板可将整板木条沿y轴正向推送至切装隔套单元中。

切装隔套单元包括：隔套切割与输送装置5、木条输送装置6，隔套切割与输送装置5用于将呈圆盘管件切割成设定长度的隔套，隔套下落至振动盘内，振动盘将切好的隔套整齐排列并推送至排管组件，排管组件用于依次将隔套输送至与整板木条上的通孔同心的位置；木条输送装置6用于接收整板木条，并按设定程序沿y轴正向移动整板木条。

隔套切割与输送装置5包括：盘管输送装置、切管机504、振动筛505、振动片506、排管组件；盘管输送装置包括：盘管箱501、对滚导轮502；使用中盘管放置于盘管箱501中，对滚导轮502相向滚动将盘管503引导至切管机504，切管机504将盘管503切割为隔套所需的定长后落下至振动筛505内，振动筛505振动时，将隔套608振动至振动片506上，振动片506在振动过程中将隔套608下滑至排管组件中列队送出。

排管组件包括：旋转拨动片603、隔套存放槽606、推隔套梳齿607、斜坡滚道605；隔套存放槽606沿x轴方向水平放置，隔套存放槽606呈开口u型槽状，隔套存放槽606的两侧开有与隔套608宽度相等的槽口，相邻槽口两侧的宽度与木条宽度相等；旋转拨动片603位于隔套存放槽606的首端上部，旋转拨动片603用于拨动隔套608沿x轴正向移动至隔套存放槽606中，推隔套梳齿607设置于隔套存放槽壁部一侧的槽口内，推隔套梳齿的前端呈梳齿状，推隔套梳齿607由设置的气缸604驱动沿y轴方向进退，斜坡滚道605为等间距设置的n个槽道，各槽道的入口与位于隔套存放槽606另一侧的槽口对接，各槽道沿x-z面的截面形状与槽口截面相等、沿y-z面的截面形状呈倒l形（如图12所示），各槽道宽度与隔套存放槽606上的槽口宽度相等；工作中，当整板木条为n根时，则每一次需将n-1个隔套放置于木条之间所开的通孔处，为此，旋转拨动片603每一次向隔套存放槽606中输送2*（n-1）个相互接触且轴向同心的隔套608，但推隔套梳齿607沿y轴正向推进时，每次仅沿y轴正向交错向斜坡滚道605内推进n-1个隔套608，此时隔套存放槽606内还剩下n-1个互不接触的隔套，下一步依次沿x轴正向再推入n-1隔套608进入隔套存放槽606中，与此同时，原有的n-1个互不接触的隔套608又依次沿x轴正向移动并挤靠在一起；以利于下一次推进。

参见图9至图12，木条输送装置6包括：输送台面602、传送链610、滑动架601、滑杆；输送台面602上沿y轴方向设置有n个用于存放木条的u型滑道，各u型滑道之间有向上凸起的肋条611，u型滑道的底部开有窄缝613，传送链610设置在输送台面602的下方，传送链610上固连有沿x轴方向分布的滑动架601，滑动架601两端的下部与滑杆滑动配合，滑动架601的上部固连有n个滑块，滑块向上穿过u型滑道中的窄缝613，滑动架601在传送链610带动下沿y轴方向滑动时，滑块推动木条609沿y轴正向前移。

位于倒l形槽道末端正下方的输送台面602的肋条611上，设置有下凹的半圆槽612，半圆槽612用于承接沿着斜坡滚道605落下的隔套608，半圆槽612的直径与隔套608的外径相等。

参见图14，插装销杆单元7用于沿x轴正向将销杆704插入整板木条的通孔中；插装销杆单元7包括：销杆放置槽701、销杆滚轮705、销杆导向槽703、推杆气缸702，销杆导向槽703位于销杆滚轮705的下部；销杆放置槽701呈开口v形，销杆滚轮705呈圆柱状，销杆滚轮705位于销杆放置槽701的下部，销杆滚轮705的圆周上，沿轴向均匀分布有三条凹槽，凹槽用于在销杆滚轮705旋转时容纳销杆704嵌入，销杆滚轮705继续旋转时，凹槽中的销杆704因重力作用落下至销杆导向槽703中，推杆气缸702沿x轴方向位于销杆导向槽703的一端；工作中，推杆气缸702沿x轴正向前进时，将放置在销杆导向槽703上的销杆704推送至整板木条中的通孔内。

参见图15，紧定单元8用于将螺帽装入穿过整板木条的销杆704的一端，再通过旋转套筒将螺帽拧紧；紧定单元8包括：自动装螺母机802和螺母锁紧装置；自动装螺母机802为外购件，自动装螺母机802放置在沿x方向设置的螺母机导轨803上，自动装螺母机802的出螺帽位置与位于整板木条中的销杆704对应；螺母锁紧装置包括：气动套筒扳手804、紧定座、扳手推进气缸805，气动套筒扳手804安装在紧定座上，紧定座安装在沿x轴方向设置的扳手导轨806上，扳手推进气缸805连接在紧定座与机架之间。

作为本发明实施例的优选，螺母锁紧装置还包括：x向压紧气缸807、夹紧块808、z向压紧气缸809，紧定座上设置有x向夹紧气缸，x向压紧气缸与紧定座上设置的x向夹紧气缸相向动作，沿x轴方向将锁杆704和整板木条压紧，z向压紧气缸809与夹紧块808配合，沿z轴方向将锁杆和整板木条压紧定位。有利于气动套筒扳手拧紧销杆上的螺帽。

转运单元9用于承接安装并紧定销杆后的整板木条；转运单元包括：压紧轮、导辊组；压紧轮的上部设置有气缸驱动的升降装置，导辊组包括主动辊和被动辊，主动辊位于压紧辊下方，当压紧辊因气缸驱动下压时，板整木条在主动辊作用下沿y轴正向前进至被动辊上，由于该转运单元所采用的装置为市场上常见件，所以在本实施例中没有详细述及。

本发明自动化竹排成型系统在工作中，承担各种动作功能的气缸、链条、滚轮、主动辊、切管机、裁边锯、多片锯、钻孔机、旋转拨动片、自动装置螺母机、气动套筒扳手，还包括位置传感器、压力传感器、气动阀以及驱动电机、空气压缩机，均通过工业pc或plc控制，按设定程序同步动作。

本发明自动化竹排成型系统，利用上料与预整理、切片、收料钻孔、整型排料、切装隔套、插装销杆、紧定等单元，将整块木板或竹板自动裁边，并分切成木条再钻孔，将盘管切断为隔套，再将多根木条等间隔排列，间隔中放入隔套后再安装安装并紧定销杆，形成整板式栅栏，全过程通过工业计算机或plc完成，自动化程度高，大大提高了工作效率。将组装好的整板式栅栏运送至设置有固定间隔的栏杆中安装，有利于快速组装为整体栅栏，提高了现场组装的工作效率，大大节省了人工成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。