用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构的制作方法

本发明涉及设备的定位控制技术领域，尤其涉及一种用于对板状工件加工设备的尺寸定位控制机构。

背景技术：

板状工件的加工设备比较广泛，领域涉及机械零部件加工、木工机械等，包括用于加工家具板材的封边机、用于模具制造、五金机械、机床制造、液压零件、阀类制造、纺织机械的倒角及去铣、刨等加工方式的倒角机以及用作对光滑表面物体的机械式研磨、抛光及打蜡的抛光机等等，上述设备的工作方式基本相同，通过输送履带将工件输送到待加工区域通过加工装置对工件的边、角及面进行处理，生产效率高，且工人劳动强度大大降低。

但同时又存在另一个问题，不难看出，上述类似的加工设备为了获得一个稳定的输送效果，其输送工件的方式均是采用履带形成，配合输送压辊的压紧对工件进行稳定的输送，并且在到达加工区后，通过履带的输送带动工件移动进行持续的加工。家具的封边以及机械零部件的倒角均是对直线边进行加工，由于工件需要人工放到履带上进行输送，因为是输送履带运转的状态下进料，最关键的问题是人工在放置工件到输送履带的一瞬间，很难保证工件放在持续运转的输送履带上位置的准确度，也就是说，操作人员通过手持工件放置时，难以保证工件待加工部位能够与输送履带的输送方向保持垂直或平行，尤其用来加工尺寸较大的长条形工件，例如门板的封边，待加工的门板边缘尺寸较大，人工放置时的一个很细微的误差，在放入履带输送到加工区时门板的待加工边会出现尺寸偏差，使得门板发生输送方向的轴线偏移，并且人工放置时没有参照物以及定位结构，如图1所示，将会给加工的尺寸及位置带来较大的误差影响，难以保证工件的产品质量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、操作方便，在有效保证生产效率的同时，能够确保加工尺寸准确无偏差的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，包括设于具有设备架体、加工装置、输送履带的加工设备上的输送履带的输送工件的方向上的在工件加工前，用于调整及控制工件的横向或纵向轴线与输送履带的输送方向，相对垂直或平行地进入加工区并完成加工工序的工件进给相对位置预调系统，所述工件进给相对位置预调系统包括:

一用于将置于输送履带上的工件与输送履带的相对位置进行调整的定位调节装置；

一用于将置于输送履带上完成定位调节的工件与输送履带的相对位置进行限位锁定，在随输送履带进入加工区加工时确保工件与输送履带的相对位置不变的压紧装置；

一工件限位完成后用于关闭定位调节装置并同时驱动工件随输送履带移动进入加工区的伺服信号开关；

所述工件手动置于输送履带上后，定位调节装置在输送履带上调整工件至加工所需位置，手动发送启动信号至控制器，控制器接收启动信号后发送用于对工件相对位置进行限位锁定的信号给压紧装置，发送用于驱动定位调节装置启动动作的信号给定位调节装置，发送用于控制输送履带运行状态的信号至输送履带，以及发送用于驱动加工装置在工件上进行加工的驱动信号至加工装置，加工完成后所述控制器发送用于取消限位锁定的信号给压紧装置，发送关闭用于调整工件至加工位置的信号给定位调节装置，以及发送停止输送履带运动的信号给输送履带。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述定位调节装置包括一沿输送履带的运动方向分别设于输送履带两侧的相互垂直设置的横向定位板及可上下伸缩的纵向伸缩板，横向定位板与向上伸出的纵向伸缩板之间形成一用于定位调节工件两直角边的定位区，所述纵向伸缩板连接有一用于驱动其上下伸缩的定位气缸，定位气缸接收控制器发送用于驱动纵向伸缩板缩回的信号后带动纵向伸缩板缩回至输送履带表面以下。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述压紧装置包括一用于接收伺服信号开关的启动信号后压紧位置调节完成的工件的进料压板，在进料压板的底部设置有多个用于压紧并导向工件沿输送履带移动的履带压轮，所述进料压板上设置有用于驱动进料压板带动履带压轮压紧工件的压料气缸，压料气缸接收控制器发送用于驱动进料压板压紧工件的信号后带动履带压轮将工件压于输送履带上。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述定位气缸设于输送履带侧面的下方，纵向伸缩板通过气缸导杆与定位气缸连接，在输送履带侧面的下方设置有用于导向气缸导杆稳定伸缩的定位直线轴承。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述进料压板由沿输送履带移动方向连续设置的固定压板及设于输送履带进料端的活动压板组成，履带压轮顺序均布于固定压板及活动压板的底部，所述压料气缸设于固定压板上，并通过压料导杆与活动压板连接。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述固定压板上设置有与压料导杆连接的用于导向压料导杆稳定伸缩的压料直线轴承。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述横向定位板自活动压板向级进模的方向延伸设置，纵向伸缩板设于活动压板与固定压板的连接处。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述压料气缸沿活动压板的长度方向顺序设置两个，均固定于压料气缸固定板上，所述压料导杆顶部连接压料气缸固定板，底部连接活动压板，在压料气缸固定板与固定压板之间设置有与两压料气缸活塞杆连接的，用于驱动压料导杆沿固定压板上下伸缩带动活动压板动作的反向伸缩杆

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述压料导杆分别沿活动压板的长度方向均布于固定压板的两侧，分别通过设于固定压板上的压料直线轴承与活动压板连接。

上述的用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，所述输送履带、定位气缸、压料气缸及加工装置上均设置有用于接收控制器发送的指令信号并转换为电信号驱动输送履带、定位气缸、压料气缸及加工装置动作的信号转换器。

本发明用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构的优点是：本发明开创了板状工件加工设备领域的新纪元，解决了传统封边机、倒角机、抛光机等板状工件加工设备无法精准加工的难题。通过定位调节装置、压紧装置、伺服信号开关以及控制器的相互配合，通过控制输送履带的启停，做到了间歇式的加工效果，操作人员放置工件时，输送履带停止，待工件位置调整好后控制器再发送信号驱动输送履带运转，由于工件是放置在停止的输送履带上，因此在输送履带运动的时候，能够确保放置在输送履带上的工件按照与输送履带垂直及平行的状态进入加工区，加工部位在工件的上的位置及尺寸不变，加工形状精准，加工部位的形状不会发生偏斜，达到了加工部位尺寸及形状准确无偏差的目的。

附图说明

图1为现有技术工件输送过程中存在偏差的结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为图2中A部分的局部结构放大图；

图4为本发明工件进给相对位置预调系统的局部放大使用状态图；

图5为工件置于输送履带上实现定位的位置结构示意图；

图6为工件的横向、纵向轴线与输送履带输送方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图2、3、4、5、6所示，一种用于板状工件加工设备的尺寸定位控制机构，包括设于具有设备架体1、加工装置29、输送履带3的加工设备30上的输送履带3的输送工件2的方向上的在工件2加工前，用于调整及控制工件2的横向轴线5或纵向轴线6与输送履带3的输送方向，相对垂直或平行地进入加工区并完成加工工序的工件进给相对位置预调系统4。

由于控制器一般设置于锁扣装订机下方的机柜用，以保护控制器，防止被触碰以及被腐蚀性气体或者液体的腐蚀，在图2-图5中未显示出来，所述的控制器优选采用环境适应能力高的PLC控制器，延长装订机的使用寿命。

在工件输送装置输送工件的方向上，也就是向加工区输送的方向，均设置有在工件2装订前用于调整及控制工件2的横向或纵向轴线与两输送履带3的输送方向相对垂直或平行地进入级进模并完成装订工序的工件进给相对位置预调系统4。一般来说，对工件2的两对称边进行装订的工件2大都单方向尺寸较大，为细长的长方形板体，操作人员手持板体的长边中心将板体两端同时放在两输送履带3上，所以如图6所示，工件2的横向轴线5垂直于两条平行的输送履带3，纵向轴线6平行于两条输送履带3。

工件进给相对位置预调系统4包括:一用于将置于输送履带3上的工件2与输送履带3的相对位置进行调整的定位调节装置7；一用于将置于输送履带3上完成定位调节的工件2与输送履带3的相对位置进行限位锁定，在随输送履带3进入级进模装订时确保工件2与输送履带3的相对位置不变的压紧装置8；一工件2限位完成后用于关闭定位调节装置7并同时驱动工件2随输送履带3移动进入级进模的伺服信号开关。

工件2手动置于输送履带3上后，定位调节装置7在输送履带3上调整工件2至装订所需位置，手动发送启动信号至控制器，控制器接收启动信号后发送用于对工件2的相对位置进行限位锁定的信号给压紧装置8，发送用于驱动定位调节装置7启动动作的信号给定位调节装置7，发送用于控制工件输送装置运行状态的信号至工件输送装置，以及发送用于驱动加工装置29在工件2上进行加工的驱动信号至加工装置29，加工完成后所述控制器发送用于取消限位锁定的信号给压紧装置8，发送关闭用于调整工件2至加工位置的信号给定位调节装置7，以及发送停止输送履带3运动的信号给工件输送装置。

定位调节装置7包括一沿输送履带3的运动方向分别设于输送履带3两侧的相互垂直设置的横向定位板9及可上下伸缩的纵向伸缩板10，横向定位板9与向上伸出的纵向伸缩板之间形成一用于定位调节工件两直角边的定位区11，所述纵向伸缩板10连接有一用于驱动纵向伸缩板10上下伸缩的定位气缸12，定位气缸12接收控制器发送用于驱动纵向伸缩板10缩回的信号后带动纵向伸缩板10缩回至输送履带3的表面以下。本发明实施例中，定位气缸12设于输送履带3侧面的下方，由于输送履带3的宽度比较小，并且横向定位板9设置在输送履带3的一侧，靠近输送履带3，因此纵向伸缩板10伸出后，纵向伸缩板10的侧面与横向定位板9的内侧面组成一个直角空间，也就是定位区11，操作人员手持工件2将工件放在输送履带3上时，工件2的两个直角面能够恰好与纵向伸缩板10的侧面13与横向定位板9的内侧面14接触，实现定位。纵向伸缩板10通过气缸导杆15与定位气缸12连接，为确保纵向伸缩板10能够在重复装订生产过程中实现稳定的伸缩，确保其与横向定位板9绝对垂直，在输送履带3的侧面的下方设置有用于导向气缸导杆15稳定伸缩的定位直线轴承16，该定位直线轴承16与安装在机架1上的工作台17固定。

压紧装置8包括一用于接收伺服信号开关的启动信号后压紧位置调节完成的工件2的进料压板18，所述进料压板18由沿输送履带3的移动方向连续设置的固定压板19及设于输送履带3的进料端20的活动压板21组成，在进料压板18的底部设置有多个用于压紧并导向工件2沿输送履带3移动的履带压轮22，履带压轮22顺序均布于固定压板19及活动压板21的底部，所述进料压板18上设置有用于驱动进料压板18带动履带压轮22压紧工件2的压料气缸23，压料气缸23设于固定压板19上，并通过压料导杆24与活动压板21连接。固定压板19上设置有与压料导杆24连接的用于导向压料导杆24稳定伸缩的压料直线轴承25。压料气缸23接收控制器发送用于驱动进料压板18压紧工件2的信号后带动履带压轮22将工件2压于输送履带3上。本发明实施例的优选方案是，如图4、5所示，压料气缸23沿活动压板21的长度方向顺序设置两个，均固定于压料气缸固定板26上，所述压料导杆24的顶部连接压料气缸固定板26，底部连接活动压板21，在压料气缸固定板26与固定压板19之间设置有与两压料气缸活塞杆27连接的，用于驱动压料导杆24沿固定压板19上下伸缩带动活动压板21动作的反向伸缩杆28。为达到精确控制及稳定的驱动活动压板21压紧工件2，压料导杆24分别沿活动压板21的长度方向均布于固定压板19的两侧，压料导杆24分别在固定压板19的两侧交叉设置两个，四个压料导杆24分别通过设于固定压板19上的压料直线轴承25与活动压板21连接。

本发明的压紧装置8为了达到能够稳定的驱动活动压板21进行整体压紧工件的目的，采用压料气缸23反向伸缩工作的方式，即不是通过压料气缸23自身的压料气缸活塞杆27直接对活动压板21进行驱动，而是通过压料气缸活塞杆27与固定在活动压板21上的反向伸缩杆28直接刚性连接，根据图4、图5可知，活动压板21、压料导杆24、压料气缸固定板26以及压料气缸23是作为一个固定的不可拆分的整体，由于在压料气缸固定板26与活动压板21之间固定有多个压料导杆24，那么当压料气缸23的压料气缸活塞杆27向外伸出时，向外的推压力通过固定在固定压板19上的反向伸缩杆28作用在固定压板19上，由于固定压板19是直接固定在机架1上的刚性结构，那么压料气缸23产生的向下的推压力则会通过反向伸缩杆28转变成一个背离固定压板19的反向推力，该反向推力以反向伸缩杆28作为支撑直接作用在压料气缸固定板26上，并驱动压料气缸固定板26相对于固定压板19向上移动，压料气缸固定板26向上移动时带动四个压料导杆24以及活动压板21同时向上移动，实现了活动压板21的升降。

为了使得工件2在人工放置于输送履带3上时能够准确定位，同时满足不同尺寸工件的要求，横向定位板9自活动压板21向级进模的方向延伸设置，纵向伸缩板10设置在活动压板21与固定压板19的连接处。活动压板21可以单独设置在输送履带3的上方，并且其长度可以任意设置，在本发明中，为了达到设备整体的稳定性及满足机械设计结构紧凑的要求，将活动压板21设置在输送履带3的进料端20处，并且活动压板21与固定压板19能够组成一个整体的规则形状的进料压板，该结构能够大大降低对活动压板21驱动力的要求，只需要两个压料气缸23即可实现驱动，降低了生产成本，并且原则上本发明的活动压板21本身就是临时用来将工件2压紧固定到输送履带3上，保证在随输送履带3运动时不发生位置偏移，因此将进料压板18设计成固定压板19与活动压板21两部分，提高了设备本身的灵活程度与操作的稳定性。输送履带3、定位气缸12、压料气缸23及加工装置29上均设置有用于接收控制器发送的指令信号并转换为电信号驱动输送履带3、定位气缸12、压料气缸23及加工装置29动作的信号转换器。

本发明的设计核心是：在调整好工件2的位置后进行加工，之后完成加工的一系列控制工序中，对输送履带3的运转控制是关键，与传统的封边机、倒角机及抛光机相比，本发明在工件2的位置未确定完成之前，输送履带3处于停止状态，当活动压板21压紧，纵向伸缩板10缩回，此时输送履带3在控制器的信号控制下开启并运转，而装订完成后，输送履带3的运转又会暂停，等待下一个工件2的位置确认。本发明摒弃了传统的需要设置在加工装置29旁边的检测元件实现对工件2的移动距离的检测，之后反馈信号进行加工的设计思路，而是直接人工进行工件2的距离检测及信号启动，因为设置的纵向伸缩板10是设于活动压板21与固定压板19的连接处，纵向伸缩板10的位置决定了工件2自该位置到加工装置29的距离是不变的，只需要根据设定的时间程序启动进行加工即可，简化了多个信号反馈及发出的步骤，降低了设备的成本及维护量。

本发明的伺服信号开关选择一种脚踏板开关，并与控制器信号连接，目的为了不影响操作人员手持工件进行操作，当然，开关的方式也可以选择手动，该信号启动的方式不受本发明所述的方式限制，只要能够控制驱动器的启动，都在本发明的保护范围之内。

本发明板状工件加工设备工作过程如下：

第一步，开机，然后根据所要加工的工件2的尺寸输入工作参数，启动油泵，纵向伸缩板10处于向上伸出的状态。

第二步，把要加工的工件2放在输送履带3上，工件2的两端靠近加工装置29的一面顶在纵向伸缩板10上，与该面垂直的工件2的两外端面与横向定位板9紧靠；使得工件2的两个直角面能够恰好与纵向伸缩板10的侧面13与横向定位板9的内侧面14接触，实现定位。

第三步，脚踩脚踏板开关，启动信号发送给控制器，控制器发送启动信号驱动压料气缸23工作并驱动压料导杆24下压，使活动压板21压住工件2，然后定位气缸12带动纵向伸缩板10向下运动，不再挡住工件2。

第四步，松开脚踏板开关，控制器再次接收控制输送履带3启动的信号，并发送驱动输送履带3运动的信号给伺服电机，输送履带3运转并带动工件2运行到加工装置29处开始加工工作，当工件2加工完成，控制器接收工件2加工完成的信号后，发送驱动输送履带3停止运行的信号给伺服电机，控制器发送启动信号驱动压料气缸23工作并收缩，压料导杆24上升到上限位，同时带动活动压板21抬起，然后定位气缸12带动纵向伸缩板10向上弹出，一次加工工序完成。

第五步，再次放入工件2从第二步开始循环操作。

本发明优化的方案，对于封边机、倒角机以及抛光机的双边加工设备，也可以采用本发明的该控制机构，采用两套该机构，同时确定工件2在两条输送履带3上的相对位置，确保工件2的横向轴线与两条输送履带3保持垂直的进入加工区，大大提高了产品的生产质量。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。