一种板材加工设备及其工作方法与流程

本发明涉及家具加工设备技术领域，尤其是一种板材加工设备及其工作方法。

背景技术：

随着社会的进步与经济的发展，定制家具以其可量身定做的特点愈发受到人们的喜爱。为把定制化订单实现大规模化生产，在“工业4.0”的大潮流下,定制家具生产企业逐渐淘汰效率低下的人工生产线，并且吸取欧美家具企业的先进经验，组建以数控开料加工中心、封边机、水刀切割加工为核心设备的高度自动化板式生产线。

目前，在定制家具中普遍使用岩板、陶瓷大板、石英石板、大理石板等板材制作的餐桌、茶桌、户外桌子，因具有硬度高、易清洁、外观大气广泛受到人们的青睐。对比其它材质的加工板材而言，这类板材的加工耗时长，生产效率低，从而成为自动化板式生产线的瓶颈。由于餐桌茶桌相对尺寸比较大，在加工四周围边时，由于板材尺寸大、材料薄、高温烧制的原因会导在装夹和加工前产生变形，变形后定型的刀具没有办法加工成四周形状一样的围边，需要用大量的人工进行修复，因此增加许多的人工成本。这样不仅加工效率不高，而且由于人工加工方式操作误差不可控，会造成板材加工精度低，板材报废率高，无法和自动化板式生产线相匹配。由以上所述，如何提供一种板材加工装置，降低生产工艺的难度，提高产品合格率，提升生产效率，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，生产高效，自动化水平高，能够满足大批量同一规格和材料的板材连续加工的板材加工设备及其工作方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种板材加工设备，包括加工台以及设置在加工台上方的多轴滑台，所述的多轴滑台上设有正对加工台的刀具，所述的加工台上设有将板材向上顶起的支撑件，所述的多轴滑台上设有向板材下端面伸入的扫描臂，所述的扫描臂末端设有倒置扫描识别板材底面的智能传感器，所述的多轴滑台驱动智能传感器绕板材底面绕行设置，所述的多轴滑台驱动刀具根据智能传感器扫描板材的轨迹进行加工。

优选地，所述的多轴滑台包括横向设置的x轴；纵向设置在x轴上的y轴；垂直设置在x轴上安装刀具使用的z轴，所述的x轴、y轴、z轴分别使用伺服电机驱动控制。

优选地，所述的智能传感器与板材的扫描初始间距控制在100毫米。

优选地，所述的多轴滑台上设有调节扫描臂的高度的升降装置，所述的升降装置由调节扫描臂高度的丝杆与驱动丝杆调节的伺服电机组成。

优选地，所述的支撑件与板材接触部分设有真空吸盘，所述的支撑件的高度设置在180毫米至220毫米之间。

本发明还提供一种板材加工设备的工作方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一：首先点击计算机中自编的自动切割软件按钮，进入autocad绘制板材的图环节，按比例绘制好图形后保存图形文件，回到智能传感器的自动加工软件界面，再利用自动切割软件编程获得autocad所绘制图形实体坐标信息，重新在自动切割软件中绘制autocad中所保存的图形；

步骤二：自动切割软件驱动多轴滑台带动智能传感器按照autocad所绘制图形实体坐标信息对板材底面内侧运行测高一周，按加工轨迹的线性形状间隔50毫米到100毫米之间距离取一次数值，并且自动记录下来；

步骤三：自动切割软件根据智能传感器在板材上运行扫描的距离在初始100毫米的数值上进行增减计算，再驱动多轴滑台带动刀具根据计算后的距离数值对板材进行加工。

优选地，所述的多轴滑台带动刀具的加工数值由智能传感器的初始100毫米、板材厚度、智能传感器扫描距离之和组成，所述的智能传感器测得板材的距离小于100毫米的记为负值，大于100毫米的记为正值。

优选地，所述的自动切割软件获取智能传感器环板材一周多个扫描点的数值过渡为线性的曲线来驱动多轴滑台上的刀具进行加工。

优选地，所述的智能传感器对板材的扫描位置为autocad所绘制图形向内侧偏移20毫米。

本发明的有益效果为：板材加工设备及其工作方法通过在多轴滑台上设置对板材底面扫描的智能传感器，配合安装在多轴滑台上对板材顶面加工的刀具，智能传感器可以对板材边缘的表面平整度进行预先扫描，刀具根据智能传感器的扫描情况进行板材的加工，此间接测量方法可以快速精准测量板材任意工位处的厚度和平整度，保证了刀具在加工过程中的稳定性和可靠性，使得加工后的板材无需人工修复，有效的降低了生产成本，同时，针对同一规格和同一材料的板材只需要进行一次扫描测距即可进行批量加工，能够满足大批量制家具订单大规模生产的需求，有效提升了加工质量和加工效率，其结构简单，生产高效，自动化水平高，有利于推动家具生产工艺的发展。

附图说明

图1为本发明实施例的板材加工设备的立体图；

图2为本发明实施例的板材加工设备的左视图；

图3为本发明实施例的板材加工设备的俯视图；

图4为本发明实施例的板材加工设备的主视图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明的实施例中的板材加工设备及其工作方法，包括加工台1以及设置在加工台1上方的多轴滑台2，所述的多轴滑台包括横向设置方的x轴22；纵向设置在x轴22上的y轴21；垂直设置在x轴22上安装刀具24使用的z轴23，所述的x轴22、y轴21、z轴23分别使用伺服电机10驱动控制，所述的多轴滑台2的z轴23上设有正对加工台1的刀具24，所述的加工台1上设有将板材11向上顶起的支撑件3，所述的多轴滑台2的x轴22上设有向板材11下端面伸入的扫描臂40，所述的扫描臂40末端设有倒置扫描识别板材11底面的智能传感器41，所述的智能传感器41与板材的11扫描初始间距控制在100毫米，所述的多轴滑台2驱动智能传感器41绕板材11底面绕行设置，所述的多轴滑台2驱动刀具24根据智能传感器41扫描板材11的轨迹进行加工。

工作时，首先点击计算机中自编的自动切割软件按钮，进入autocad绘制板材11的图环节，按比例绘制好图形后保存图形文件，回到智能传感器41的自动加工软件界面，再利用自动切割软件编程获得autocad所绘制图形实体坐标信息，重新在自动切割软件中绘制autocad中所保存的图形；自动切割软件驱动多轴滑台2带动智能传感器41按照autocad所绘制图形实体坐标信息对板材11底面内侧运行测高一周，按加工轨迹的线性形状间隔50毫米到100毫米之间距离取一次数值，并且自动记录下来；自动切割软件根据智能传感器41在板材11上运行扫描的距离在初始100毫米的数值上进行增减计算，再驱动多轴滑台2带动刀具24根据计算后的距离数值对板材11进行加工，通过在多轴滑台2上设置对板材11底面扫描的智能传感器41，配合安装在多轴滑台2上对板材11顶面加工的刀具24，智能传感器41可以对板材11边缘的表面平整度进行预先扫描，刀具24根据智能传感器41的扫描情况进行板材11的加工，此间接测量方法可以快速精准测量板材11任意工位处的厚度和平整度，保证了刀具24在加工过程中通过扫描获得的数值进行微小的长升降加工，提高了加工的稳定性和可靠性，使得加工后的板材11无需人工修复，有效的降低了生产成本。

为了提高工作效率及减少维护成本，保证线性度降低系统的复杂性、简化系统结构。本发明实施例中的测距装置选用智能传感器41，因智能传感器41带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，而且成本低；具有一定的编程自动化能力，可以实现自动切割软件的编程。

在本实例中，所述的多轴滑台2上设有调节扫描臂40的高度的升降装置4，所述的升降装置40由调节扫描臂40高度的丝杆42与驱动丝杆42调节的伺服电机10组成，采用丝杆42配合伺服电机10传动，传动效率和运动精度高的同时噪音低，适合高精度往返的扫描运动。

具体的，由于市面上大部分板材11都是单面为光面，在加工过程中为提高效率必须把板材11反过来(即光面在下，粗面在上)，为了使板材能稳定的固定在加工台1上，在本实例中，所述的支撑件3与板材11接触部分设有真空吸盘30，所述的支撑件3的高度设置在180毫米至220毫米之间，真空吸盘30的应用加强了加工台1对板材11固定的稳定性。

进一步的，由于是粗面没有办法提供精确的智能扫描数据，为此把智能传感器41放于板材11的下方反面测量材料的光面，这样有利于提高加工速度与测量精准度。

在本实例中，所述的智能传感器41对板材11的扫描位置为向内侧偏移20毫米，从而使得整个围边加工工艺均匀，形状一致。

在本实例中，所述的多轴滑台2带动刀具24的加工数值由智能传感器41的初始100毫米、板材厚度、智能传感器41扫描距离之和组成，所述的智能传感器41测得板材的距离小于100毫米的记为负值，大于100毫米的记为正值。

在本实例中，所述的自动切割软件获取智能传感器41环板材11一周多个扫描点的数值过渡为线性的曲线来驱动多轴滑台2上的刀具24进行加工，从而便于加工表面更顺滑，实时反馈板材11厚度误差和不平度，便于多轴滑台2及时对刀具24进行调整。

在本实施例中，所述的智能传感器41型号选用松下hl-g108-s-j或欧姆龙2x1-ld100a61两种，所述的智能传感器41的自动加工软件使用plc编程。

进一步的，为了使该智能传感器41能够满足不同板材11的加工需求，在本实施例中，所述的多轴滑台2还可以选用五轴滑台或符合加工需求的滑台结构。

通过上述技术方案，板材加工设备及其工作方法在针对同一规格和同一材料的板材11只需要进行一次扫描测距即可进行批量加工，使得加工时间大大缩短，能够满足大批量制家具订单大规模生产的需求，有效提升了加工质量和加工效率，其结构简单，生产高效，自动化水平高，有利于推动家具生产工艺的发展。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。