一种用于定制家具的板材自动加工方法
【技术领域】
[0001]本方法涉及家具加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种用于定制家具的板材自动加工方法。
【背景技术】
[0002]定制家具已经成为了当今社会非常流行的置办家具的方式，定制家具打破了空间的局限性并有很好的发挥空间，因此定制家具特别受大众消费者的青睐。在人们越来越关注定制家具的时候，定制家具的板材也备受大众的关注。其中，低密度板、中密度板、高密度板和颗粒板等木质板材由于具有重量轻、强度比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观和加工容易等优点，已经成为家具制造中的一种常用材料。
[0003]现有的木质板材加工业以木质板材为原料，主要采用人工利用机械进行加工作业，对板材进行开槽、钻孔、压刻细纹路和开榫等加工。虽然该作业方式在一定程度上能满足生产要求，但是该方式并没有实现完全的自动化操作，在板材加工过程中，板材的上料、将板材固定在工作台实现机械加工、板材的翻面加工以及板材的下料等工序依然需要人工操作，而且由于定制家具的千差万别，板材的规格和尺寸都有不同，即使是相同尺寸的板件由于在家具中的位置不同，加工的内容也不同，这也是实现自动化操作难以解决的问题。这样一方面导致生产效率低且工人的劳动强度大，另一方面由于人工控制木板容易导致板材加工相对位置误差较大，从而造成板材加工精度低和加工质量差，增加板材的报废率。
[0004]目前也有一些生产厂商尝试利用自动化的加工机械来进行板材加工以提高效率和精度，但是仍然无法实现一次流程自动加工板材的5个面，仍然避免不了人工进行补充的问题。同时，现有的加工装置通用性低，难以实现根据板材的形状、尺寸和需要进行的加工位置等参数进行自动化的标准加工，无法适用于定制家具制造板材的大规模批量加工。
【发明内容】
[0005]本方法的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种实用性强和便于操作的用于定制家具的板材自动加工方法，该板材自动加工方法不仅可有效提高板材的加工精度，而且可达到高效和稳定的加工效果，以实现根据生产需求进行标准化、全自动化对各种规格的板材加工，并适用于大规模生产进行家具智能制造，从而代替传统的人工加工，提高生产效率，并解决目前家居制造行业自动化程度不高和生产效率低的问题，为家具等行业开创新的生产模式。
[0006]为了达到上述目的，本方法通过下述技术方案予以实现:一种用于定制家具的板材自动加工方法，其特征在于:在板材加工工序中，通过对机械手的控制以使机械手对板材进行翻面、移动和转动，实现板材M面加工，M为自然数且K 5，板材面为板材正面、反面和/或侧面。
[0007]在上述方案中，本发明的加工方法通过机械手对板材进行翻面、移动和转动，从而实现板材的自动化加工。该加工方法可一次流程实现1、2、3、4或5面加工，不仅可提高加工效率，而且可有效避免板材多次加工时重复装夹导致加工相对位置误差大的问题，从而提高加工的精度和质量。
[0008]在板材加工工序前，还包括板材送料工序；在板材加工工序后，还包括板材出料工序;
[0009]其中，板材送料工序包括次序可以互换或同时进行的扫描工序和板材进料工序；所述扫描工序是指读取板材标签信息，标签信息包括板材尺寸信息和板材加工信息；所述板材进料工序是指对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量；
[0010]所述板材加工工序包括板材正面和/或反面加工工序以及侧面加工工序；其中板材正面和/或反面加工工序是指根据板材加工信息确定加工模式，然后控制机械手在进料口抓取板材，并根据加工模式以机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式，与可更换刀具的主加工装置配合控制，实现板材的正面和/或反面加工；所述加工模式是指机械手运动的线路、机械手的抓/放控制和所用的刀具类型；所述板材侧面加工工序是指根据加工模式，控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工。
[0011]所述板材送料工序还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后的翻转工序，对已送至进料口的板材进行90°翻转以便于机械手抓取。
[0012]本发明还包括设置在扫描工序和板材进料工序之后、板材加工工序之前的板材筛选工序，所述板材筛选工序是指根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸，对不合格的板材进行筛选并去除；所述不合格的板材是指测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配的板材，或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配的板材。本发明的板材筛选工序中，不合格的板材通过机械手的抓取进入板材出料工序进行筛选。
[0013]对板材逐块依次进行整理推送至进料口且进行板材尺寸测量是指:在传输方向尾端逐块阻挡板材，并对逐块板材的宽度进行测量；进料口设置在传输方向尾端的一侧，在进料口相对一侧推动板材至进料口处实现板材的长度整理，同时在进料口一侧推动板材至尾端实现板材的宽度整理；在进料口处将板材90°翻转，并测量板材的长度。本发明的板材进料工序可实现对扫描标签后传输的板材进行整理和测量。该方法对板材进行长度方向调整的同时可实现将板材推送到与其相对设置的进料口处，便于机械手的抓取；同时也可对板材进行宽度方向调整。板材的调整也便于测量装置对其尺寸的测量。
[0014]在板材送料工序中，还包括对板材进行分隔，实现板材逐块依次输送。本发明在板材之间的传送采用分隔的功能便于后续对单块板材的测量与整理。
[0015]板材正面和/或反面加工工序中，所述机械手对板材在加工平台进行定位和翻面的方式是指:在加工平台设置可滑动的无动力工作装置，机械手将板材放置在无动力工作装置上并推动板材，实现板材通过可滑动的无动力工作装置进行定位，以及通过机械手的转动实现板材的翻面；板材正面和/或反面加工完毕后，无动力工作装置以滑动方式复位为下一次工作做准备；采用限位件限定无动力工作装置的滑动范围。本发明的板材可通过机械手的推动可实现在加工平台的长度方向和宽度方向滑动并定位，机械手还可通过转动对板材翻转实现板材反面加工。当板材正面和/或反面加工完毕后，无动力工作装置可实现全自动复位，从而提高板材加工的效率，而限位件的设置可提高板材在加工平台上加工定位的准确性。
[0016]主加工装置设置在加工平台上方，在主加工装置机头下方设置可转动的刀库装置；所述刀库装置以主加工装置为中心移动设置以实现刀具类型的选用和更换。更具体地说，加工前，刀库装置移动到主加工装置下方且打开装刀口后，并通过旋转的方式将所用类型的刀具旋转置于主加工装置的机头下方进行刀具的安装/更换；加工时，刀库装置移动远离主加工装置且盖合装刀口，主加工装置与机械手配合控制对无动力工作装置上的板材进行加工。
[0017]板材侧面加工工序中，所述控制抓取有板材的机械手以移动和转动的方式对板材侧面进行加工是指:机械手抓取板材移动到侧加工装置进行I个侧面加工后，通过移动和转动的方式进行第2个和/或第3个侧面的加工，实现板材的1、2或3个侧面加工。
[0018]板材筛选工序中，所述根据读取的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸，对不合格的板材进行筛选包括以下步骤:
[0019]1.获取板材扫描工序的板材标签信息和板材进料工序测量的板材尺寸；
[0020]I1.将板材进料工序测量的板材尺寸与标签信息中的板材尺寸做匹配比较，将标签信息中的板材加工信息与预设该批次加工模型的信息做匹配比较；并判断板材是否合格:
[0021]当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸不匹配，或/且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型不匹配，则判定为不合格的板材；
[0022]当测量的板材尺寸与标签信息的板材尺寸匹配，且标签信息的板材加工信息与该批次加工模型匹配，则判定为合格的板材；
[0023]II1.合格的板材进入板材加工工序进行加工，不合格的板材进入板材出料工序进行去除。
[0024]本发明通过板材送料工序、板材加工工序以及板材出料工序，则可实现板材全自动化和标准化M面加工。相对于通过人工操作对板材进行上料、固定在工作台实现机械加工、翻面加工以及下料等方式导致加工效率低、加工精度低和生产成本高等问题，本发明的加工方法采用机械手的方式对板材加工的全过程实现自动化智能控制，从而大大提高板材加工的速度、效率和板材加工的精度、质量，并降低生产成本，适用于大规模生产进行家具智能制造。
[0025]而且，本发明在板材正面和/或反面加工工序中，通过机械手对板材以推动和翻转的方式进行正面或/和反面加工，在侧面加工工序中抓取板材的机械手以移动和转动方式进行1、2或3个侧面的加工，则可达到通过主加工装置、侧加工装置和机械手的配合实现板材的1、2、3、4或5面加工，还可实现板材的自动输送。本发明的加工方法一次流程可实现1、2、3、4或5面加工，不仅可进一步提高加工效率，而且可有效避免板材多次加工时重复装夹导致加工相对位置误差大的问题，从而提高加工的精度和质量。同时，本发明的加工方法可根据板材标签上的信息(板材尺寸和板材加工信息)和实现尺寸参数的测量对板材进行筛选。当获取到扫描机构的标签信息和进料输送机构测量到板材的尺寸信息后，可在加工前对不合格板材(与标签信息的尺寸不匹配的板材和与该批次加工模型不匹配的板材)进行筛选并去除，再根据合格板材的板材加工信息确定加工模式，通过机械手、主加工装置和侧加工装置的配合合作对板材进行加工，实现对多种加工模型的板材进行标准化加工，从而增强板材加工的实用性和通用性，适用家具制造板材的