本发明涉及一种板坯的修边机，特别涉及一种方形板坯修边的智能修边机器人。
背景技术：
目前，不少木质板坯或者塑料板坯在生产过程中，板坯的边沿留有毛刺，用手工修边的效率较低，一种智能修边机器人，已成为企业提高板坯修边效率的需要。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种智能修边机器人，用于提高板坯修边的生产效率。
本发明的所采取的技术方案是：智能修边机器人，包括有跟随切割机械手、旋转吸盘装置、吸盘机械手、机架以及控制器；跟随切割机械手包括有重力摆动装置以及智能切割装置，重力摆动跟随装置包括有固定柱、摆臂、跟随轮以及复位电动推杆，固定柱与机架固定连接，摆臂通过轴套与固定柱铰接，跟随轮通过其跟随轮轴与摆臂固定连接，固定柱为非垂直状态，使摆臂能在其重力以及轴套与固定柱的摩擦力作用下摆动；复位电动推杆的外壳与机架固定连接，复位电动推杆的推杆头位于摆臂摆动的轨迹上，用于挡住摆臂，限制摆臂摆动的幅度；智能切割装置包括有切割架、切割电机、主动轮、被动轮、切割钢丝、升降电动拉杆以及测距传感器，摆臂设有铰接轴，摆臂的铰接轴与切割架铰接，切割电机的机座与切割架固定连接，切割电机的电机轴与主动轮固定连接，主动轮通过环形的切割钢丝与被动轮连接，主动轮通过其主动轮轴与切割架连接，被动轮通过其被动轮轴与切割架连接，升降电动拉杆的外壳与摆臂铰接，升降电动拉杆的动力升降杆通过其升降轴与切割架铰接；用于利用切割电机通过主动轮以及被动轮带动切割钢丝转动，以达到利用旋转的切割钢丝切割板坯的板边毛刺的目的；测距传感器安装于机架，位于被加工的板坯的下方，用于检测被加工的板坯转动的位置变化数据，提供给控制器用于控制切割架的摆动，以利于切割钢丝切割板坯的板边毛刺；旋转吸盘装置包括有旋转真空吸盘、调速电机、旋转接头、真空泵以及第一真空电磁阀；调速电机的机座与机架固定连接，调速电机的驱动轴与旋转接头的旋转轴连接，旋转接头的旋转轴与旋转真空吸盘连接，旋转接头的壳体与调速电机的外壳固定连接；真空泵通过第一真空电磁阀与旋转接头的导气型腔连通，导气型腔与旋转轴的通气孔连通，通气孔与旋转真空吸盘的抽真空通道连通；吸盘机械手包括有机械臂以及移动真空吸盘，移动真空吸盘安装于机械臂上，吸盘机械手的机座与机架连接，移动真空吸盘通过第二真空电磁阀与真空泵连接；控制器设有板坯传感器、切割传感器、吸盘传感器、摆臂传感器、启动开关以及停止开关，板坯传感器设于旋转真空吸盘的旁边，切割传感器设于测距传感器旁边，吸盘传感器设有移动真空吸盘上，摆臂传感器安装于机架上，摆臂传感器位于复位电动推杆的旁边；控制器通过控制线与切割电机、复位电动推杆、升降电动拉杆、调速电机、真空泵、第一真空电磁阀、第二真空电磁阀、测距传感器、板坯传感器、吸盘传感器以及摆臂传感器连接。
智能修边机器人的使用方法是：使用时，利用控制器控制真空泵工作；真空泵工作后，控制器控制吸盘机械手将板坯箱里方形的板坯吸放到旋转真空吸盘上；板坯被吸放到旋转真空吸盘上后，板坯接近旋转真空吸盘旁边的板坯传感器，板坯传感器将其信号传输给控制器，控制器通过第一真空电磁阀控制旋转真空吸盘将板坯吸紧于旋转真空吸盘上；板坯被吸紧于旋转真空吸盘上后，控制器控制复位电动推杆的推杆头缩回，跟随装置的摆臂在其重力的作用下跟随推杆头的缩回而摆动，当跟随装置的跟随轮与板坯的下边沿接触时，摆臂被板坯的下边沿挡住，摆臂停止摆动；跟随轮与板坯的下边沿接触时，智能切割装置的切割钢丝移动到板坯的板边的切割位置；同时，跟随轮接近切割传感器，切割传感器将其信号传输给控制器，控制器控制切割电机通过主动轮以及被动轮带动切割钢丝转动；同时，复位电动推杆的推杆头缩回到位后，推杆头接近摆臂传感器，摆臂传感器将其信号传输给控制器，控制器控制调速电机通过旋转接头带动旋转真空吸盘转动，被吸紧于旋转真空吸盘的板坯跟随旋转真空吸盘转动，跟随轮跟随板坯的转动而转动，摆臂跟随板坯的转动而摆动，利用转动的切割钢丝切割板坯的板边的毛刺；板坯跟随旋转真空吸盘转动后，测距传感器不断将板坯转动的位置数据传输给控制器，控制器根据测距传感器检测板坯转动的位置数据控制升降电动拉杆工作，利用电动拉杆牵引切割架摆动，使切割架上的切割钢丝位于切割板坯板边的毛刺的最佳位置；板坯的板边的毛刺被切割钢丝切割一圈后，板坯的板边的毛刺被切割干净，控制器控制复位电动推杆的推杆头推出，推杆头推摆臂反方向摆动，使跟随轮离开板坯，使智能切割装置的切割钢丝离开板坯的板边；切割钢丝离开板坯的板边后，控制器控制调速电机停止，旋转真空吸盘停止转动；旋转真空吸盘停止转动后，控制器控制第一真空电磁阀关闭，空气经关闭第一真空电磁阀导入旋转真空吸盘，旋转真空吸盘上修好的板坯松动；旋转真空吸盘上修好的板坯松动后，控制器控制吸盘机械手将旋转真空吸盘上修好的板坯吸放到成品箱上。
本发明的有益效果是：智能修边机器人，包括有跟随切割机械手、旋转吸盘装置、吸盘机械手、机架以及控制器；跟随切割机械手包括有力摆动跟随装置以及智能切割装置，重力摆动跟随装置包括有固定柱、摆臂、跟随轮以及复位电动推杆，智能切割装置包括有切割架、切割电机、主动轮、被动轮、切割钢丝、升降电动拉杆以及测距传感器；使用时，控制器控制吸盘机械手将板坯箱的板坯吸到旋转真空吸盘上吸紧后，控制旋转真空吸盘带动板坯转动，然后利用重力摆动装置的跟随轮跟随板坯转动，利用切割机械手的切割钢丝将板坯的毛刺切除，切割钢丝切割板坯的板边的毛刺时，电动拉杆牵引切割架摆动，使切割架上的切割钢丝位于切割板坯板边的毛刺的最佳位置，板坯的毛刺切除后，控制器控制吸盘机械手将切除毛刺后的板坯成品移动到成品箱上，如此不断循环；实施了板坯修边过程的无人化加工，提高了板坯修边的生产效率。
附图说明
图1是智能修边机器人的结构示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明进行进一步的说明：
如图1所示的智能修边机器人的结构示意图以及图2所示的图1的俯视图，智能修边机器人包括有跟随切割机械手1、旋转吸盘装置2、吸盘机械手3、机架4以及控制器5，控制器5通过控制线与跟随切割机械手1、旋转吸盘装置2、吸盘机械手3连接；跟随切割机械手1包括有重力摆动装置6以及智能切割装置7，重力摆动跟随装置6包括有固定柱8、摆臂9、跟随轮10以及复位电动推杆11，固定柱8与机架4固定连接，摆臂9通过轴套12与固定柱8铰接，跟随轮10通过其跟随轮轴13与摆臂9固定连接，固定柱8为非垂直状态，使摆臂9能在其重力以及轴套12与固定柱8的摩擦力作用下摆动；复位电动推杆11的外壳与机架4固定连接，复位电动推杆11的推杆头14位于摆臂9摆动的轨迹上，用于挡住摆臂9，限制摆臂9摆动的幅度；智能切割装置7包括有切割架15、切割电机16、主动轮17、被动轮18、切割钢丝19、升降电动拉杆20以及测距传感器21，摆臂9设有铰接轴22，摆臂9的铰接轴22与切割架15铰接，切割电机16的机座与切割架15固定连接，切割电机16的电机轴与主动轮17固定连接，主动轮17通过环形的切割钢丝19与被动轮18连接，主动轮17通过其主动轮轴23与切割架15连接，被动轮18通过其被动轮轴24与切割架15连接，升降电动拉杆20的外壳与摆臂9铰接，升降电动拉杆20的动力升降杆25通过其升降轴26与切割架15铰接；用于利用切割电机16通过主动轮17以及被动轮18带动切割钢丝19转动，以达到利用旋转的切割钢丝19切割板坯27的板边28毛刺的目的；测距传感器21安装于机架4，位于被加工的板坯27的下方，用于检测被加工的板坯27转动的位置变化数据，提供给控制器5用于控制切割架15的摆动，以利于切割钢丝19切割板坯27的板边28毛刺；旋转吸盘装置2包括有旋转真空吸盘29、调速电机30、旋转接头31、真空泵32以及第一真空电磁阀33；调速电机30的机座与机架4固定连接，调速电机30的驱动轴34与旋转接头31的旋转轴35连接，旋转接头31的旋转轴35与旋转真空吸盘29连接，旋转接头31的壳体36与调速电机30的外壳固定连接；真空泵32通过第一真空电磁阀33与旋转接头31的导气型腔37连通，导气型腔37与旋转轴35的通气孔38连通，通气孔38与旋转真空吸盘29的抽真空通道39连通；吸盘机械手3包括有机械臂40以及移动真空吸盘41，移动真空吸盘41安装于机械臂40上，吸盘机械手3的机座与机架4连接，移动真空吸盘41通过第二真空电磁阀42与真空泵32连接；控制器5设有板坯传感器43、切割传感器44、吸盘传感器45、摆臂传感器46、启动开关47以及停止开关48，板坯传感器43设于旋转真空吸盘29的旁边，切割传感器44设于测距传感器21旁边，吸盘传感器45设有移动真空吸盘41上，摆臂传感器46安装于机架4上，摆臂传感器46位于复位电动推杆11的旁边；控制器5通过控制线与切割电机16、复位电动推杆11、升降电动拉杆20、调速电机30、真空泵32、第一真空电磁阀33、第二真空电磁阀42、测距传感器21、板坯传感器43、吸盘传感器45以及摆臂传感器46连接。
为了实施调整智能切割装置7的切割钢丝19与被修边板坯20的角度，以取得良好的切割效果，摆臂9的铰接轴22位于被动轮18的被动轮轴24与主动轮17的主动轮轴23之间；通过升降电动拉杆20牵引切割架15摆动，通过切割架15调整切割钢丝19与被修边板坯20的角度；摆臂9的铰接轴22的轴线与主动轮轴23以及切割电机16的轴线相同，被动轮18的被动轮轴24位于主动轮轴23的右边，切割钢丝19位于升降轴26的右边。
为了实施摆臂9在其重力的作用下自动摆向被修边的板坯27，固定柱8的轴线在同一垂直面上，固定柱8的轴线与水平面倾斜，旋转真空吸盘29位于固定柱8的右边；固定柱8的顶端圆心63在固定柱8的底端圆心64的前上方，固定柱8的轴线向前倾斜，摆柱固定柱8的轴线与水平面的夹角为65°角至85°角；跟随切割机械手1的初始状态是：复位电动推杆11的推杆头14处于伸出状态，推杆头14与摆臂9接触，推杆头14挡住摆臂9，使智能切割装置7以及跟随轮10离开板坯27跟随旋转真空吸盘29转动的范围内；当复位电动推杆11的推杆头14处于缩回状态时，在摆臂9、跟随轮10、智能切割装置7的合成重力以及摆臂9的轴套12与固定柱8的摩擦力的作用下，摆臂9按摆向旋转真空吸盘29上的板坯27的方向摆动；复位电动推杆11的推杆头14伸出时，复位电动推杆11的推杆头14离开摆臂传感器46，复位电动推杆11的推杆头14缩回到位时，复位电动推杆11的推杆头14接近摆臂传感器46。
为了利用吸盘机械手3将未修边的板坯27吸到旋转真空吸盘29，以及利用吸盘机械手3将修好边的板坯27吸离旋转真空吸盘29，吸盘机械手3设有第一工位49、第二工位50、第三工位51、板坯箱52以及成品箱53，板坯箱52用于放置未加工的板坯27，成品箱53用于放置加工好的板坯27成品，第一工位49设于旋转真空吸盘29的左边，第二工位50设于旋转真空吸盘29的右边，第三工位52设于旋转真空吸盘29上，板坯箱52放置于第一工位49，成品箱53放置于第二工位50；吸盘机械手3的初始状态是：吸盘机械手3的移动真空吸盘41位于第一工位50的上方。
智能修边机器人的使用方法是：使用时，利用控制器5控制真空泵32工作；真空泵32工作后，控制器5控制吸盘机械手3将板坯箱52里方形的板坯27吸放到旋转真空吸盘29上；板坯27被吸放到旋转真空吸盘29上后，板坯27接近旋转真空吸盘29旁边的板坯传感器43，板坯传感器43将其信号传输给控制器5，控制器5通过第一真空电磁阀33控制旋转真空吸盘29将板坯27吸紧于旋转真空吸盘29上；板坯27被吸紧于旋转真空吸盘29上后，控制器5控制复位电动推杆11的推杆头14缩回，跟随装置6的摆臂9在其重力的作用下跟随推杆头14的缩回而摆动，当跟随装置6的跟随轮10与板坯27的下边沿54接触时，摆臂9被板坯27的下边沿54挡住，摆臂9停止摆动；跟随轮10与板坯27的下边沿54接触时，智能切割装置7的切割钢丝19移动到板坯27的板边28的切割位置；同时，跟随轮10接近切割传感器44，切割传感器44将其信号传输给控制器5，控制器5控制切割电机16通过主动轮17以及被动轮18带动切割钢丝19转动；同时，复位电动推杆11的推杆头14缩回到位后，推杆头14接近摆臂传感器46，摆臂传感器46将其信号传输给控制器5，控制器5控制调速电机30通过旋转接头31带动旋转真空吸盘29转动，被吸紧于旋转真空吸盘29的板坯27跟随旋转真空吸盘29转动，跟随轮10跟随板坯27的转动而转动，摆臂9跟随板坯27的转动而摆动，利用转动的切割钢丝19切割板坯27的板边28的毛刺；板坯27跟随旋转真空吸盘29转动后，测距传感器21不断将板坯27转动的位置数据传输给控制器5，控制器5根据测距传感器21检测板坯27转动的位置数据控制升降电动拉杆20工作，利用电动拉杆20牵引切割架15摆动，使切割架15上的切割钢丝19位于切割板坯27板边28的毛刺的最佳位置；板坯27的板边28的毛刺被切割钢丝19切割一圈后，板坯27的板边28的毛刺被切割干净，控制器5控制复位电动推杆11的推杆头14推出，推杆头14推摆臂9反方向摆动，使跟随轮10离开板坯27，使智能切割装置7的切割钢丝19离开板坯27的板边28；切割钢丝19离开板坯27的板边28后，控制器5控制调速电机30停止，旋转真空吸盘29停止转动；旋转真空吸盘29停止转动后，控制器5控制第一真空电磁阀33关闭，空气经关闭第一真空电磁阀33导入旋转真空吸盘29，旋转真空吸盘29上修好的板坯27松动；旋转真空吸盘29上修好的板坯27松动后，控制器5控制吸盘机械手3将旋转真空吸盘29上修好的板坯27吸放到成品箱53上。
由于板坯27的变形，被吸紧于旋转真空吸盘29上板坯27在旋转的过程中，板坯27的板边28会有升有降，为了实施智能切割装置7的切割钢丝19跟随板坯27的板边28的升降切割板边28的毛刺，智能切割装置7的切割钢丝19切割板坯27的板边28的毛刺时，设于板坯27切割修边位置下方的测距传感器21不断将板坯27与测距传感器21之间的距离数据传输给控制器5，控制器5升降电动拉杆20的推杆头14上升或者下降，控制切割架15上的切割钢丝19跟随板坯27的板边28切割位置的升降而升降，使切割钢丝19处于良好的切割位置。
为了使智能切割装置7的切割钢丝19处于切割板坯27板边28的较佳位置，智能切割装置7的切割钢丝19切割板坯27的板边28的毛刺时，当板坯27与测距传感器21之间的距离变小时，板坯27的板边28切割修边位置降低，控制器5控制升降电动拉杆20的推杆头14上升，推杆头14推切割架15按顺时针方向摆动，切割架15上的切割钢丝19跟随切割架15的不断而降低，使切割钢丝19跟随板坯27板边28的切割修边位置的降低而降低，使切割钢丝19处于良好的切割位置；当板坯27与测距传感器21之间的距离变大时，板坯27的板边28切割修边位置升高，控制器5控制升降电动拉杆20的推杆头14下降，推杆头14拉切割架15按逆时针方向摆动，切割架15上的切割钢丝19跟随切割架15的不断而上升，使切割钢丝19跟随板坯27板边28的切割修边位置的上升而上升，使切割钢丝19处于良好的切割位置。
为了保证切割钢丝19切割板坯27板边28的毛刺的质量，根据板边28的毛刺多少来控制板坯27旋转的速度，控制器5设有电流传感器55，电流传感器55设于调速电机30，用于检测调速电机30的负荷；智能切割装置7的切割钢丝19切割板坯27的板边28的毛刺时，当板坯27的板边28毛刺增加时，旋转真空吸盘29旋转的阻力增加，调速电机30的负荷增加，当调速电机30的负荷增加超过设定值时，电流传感器55将其信号传输给控制器5，控制器5控制调速电机30减速；当板坯27的板边28的毛刺减少时，调速电机30的负荷减少低于设定值时，电流传感器55将其信号传输给控制器5，控制器5控制调速电机30加速，将调速电机30的转速控制在设定的范围内。
为了提高板坯29修边的速度，同时也要避免造成板坯29边角损伤，实施切割板坯27的直边时加速以及切割板坯27的角边时减速的功能；智能切割装置7的切割钢丝19切割方形的板坯27的板边28的毛刺时，跟随轮10与旋转真空吸盘29轴线的距离跟随方形的板坯27旋转而变化；跟随轮10与板坯27直边的中间接触时，跟随轮10与旋转真空吸盘29轴线的距离变小；跟随轮10与板坯27的角边接触时，跟随轮10与旋转真空吸盘29轴线的距离变大；跟随轮10与方形的板坯27的角边接触时，跟随轮10离开切割传感器44的检测范围，切割传感器44将其信号传输给控制器5，控制器5控制调速电机30减速，降低旋转真空吸盘29旋转的速度，避免切割钢丝19损伤板坯27的板边28；跟随轮10与方形的板坯27的直边接触时，跟随轮10接近切割传感器44，切割传感器44将其信号传输给控制器5，控制器5控制调速电机30加速，提高修边的速度。
为了实施智能修边机器人的自动循环加工，智能修边机器人使用时，按下启动开关47，控制器5控制真空泵32工作，真空泵32工作后，控制器5控制吸盘机械手3将板坯箱52的第一块板坯27吸放到旋转真空吸盘29上；第一块板坯27被吸放到旋转真空吸盘29后，控制器5控制跟随切割机械手1以及旋转吸盘装置2工作，旋转吸盘装置2的旋转真空吸盘29将第一块板坯27吸紧，第一块板坯27被旋转真空吸盘29吸紧后，智能切割装置7的切割钢丝19将吸紧于转动的旋转真空吸盘29上第一块板坯27的板边28的毛刺切割干净；第一块板坯27板边28的毛刺切割后，控制器5控制复位电动推杆11驱动智能切割装置7离开第一块板坯27，智能切割装置7离开第一块板坯27后，控制器5控制第一真空电磁阀33关闭，旋转真空吸盘29上的第一块板坯27松动后，控制器5控制吸盘机械手3将旋转真空吸盘29上修好边的第一块板坯27吸放到成品箱53上；第一块修好的板坯27吸放到成品箱53上后，吸盘机械手3将板坯箱52的第二块板坯27吸放到旋转真空吸盘29上，如此不断循环；智能修边机器人需要停止时，按下停止开关48，控制器5控制切割机械手1、旋转吸盘装置2以及吸盘机械手3停止工作。
为了实施吸盘机械手3的智能工作，控制器5设有吸盘机械手3将板坯箱52的板坯27吸到旋转真空吸盘29上的作业程序；用于利用吸盘机械手3将第一工位42位置的板坯箱52的板坯27吸到第三工位44位置的旋转真空吸盘29上；控制器5设有吸盘机械手3将旋转真空吸盘29上板坯27吸到成品箱53上的作业程序；用于利用吸盘机械手3将第三工位44位置旋转真空吸盘29上的板坯27成品吸到第二工位43的成品箱53上。
为了减少切割架15的跟随轮10对旋转真空吸盘29上板坯27的冲击，摆动跟随装置6的摆臂9包括有摆套56、摆柱57以及缓冲弹簧58，摆套56与固定柱8固定连接，摆柱57的一端与摆套56动配合连接，缓冲弹簧58位于摆套56内，摆柱57的另一端与切割架15固定连接；当跟随轮10跟随摆臂9摆动，跟随轮10与旋转真空吸盘29上的板坯27接触时，利用缓冲弹簧58吸收跟随轮10与板坯27碰撞力；为了减少摆臂9对复位电动推杆11的冲击，复位电动推杆11的推杆头14设有缓冲器59，利用缓冲器59吸收摆臂9与推杆头14的碰撞力。
为了将板坯27吸紧于旋转真空吸盘29上，避免真空通道漏气，旋转接头31的壳体60与旋转轴35之间设有第一密封环61，旋转轴35通过第一密封环61与旋转接头31的壳体60密封连接，旋转轴35与壳体60动配合连接；旋转接头31的壳体60与调速电机30的驱动轴34之间设有第二密封环62，驱动轴34通过第二密封环62与旋转接头31的壳体60密封连接，驱动轴34与壳体60动配合连接。
为了实施智能切割装置7的切割钢丝19跟随板坯27的转动切割板坯27的板边28，切割架15的跟随轮10跟随旋转真空吸盘29上的板坯27转动后，旋转真空吸盘29按逆时针方向转动，板坯27跟随旋转真空吸盘29按逆时针方向转动，跟随轮10跟随板坯27按顺时针方向转动；跟随轮10跟随板坯27按顺时针方向转动时，跟随轮10与板坯27的板边28保持在接触的状态，跟随轮10与旋转真空吸盘29圆心的距离跟随板坯27的板边28到旋转真空吸盘29圆心的距离的变化而变化；当旋转真空吸盘29上板坯27的板边28到旋转真空吸盘29圆心的距离由大变小时，摆动跟随装置6的摆臂9在其重力的作用下按顺时针方向摆动；当旋转真空吸盘29上板坯27的板边28的到旋转真空吸盘29圆心的距离由小变大时，摆动跟随装置6的摆臂9在板坯27的推动下按逆时针方向摆动，使跟随轮10与板坯27的板边28保持在接触的状态。
为了实施将第一工位42的板坯箱52的板坯27吸到第三工位44的旋转真空吸盘29上，吸盘机械手3将第一工位42位置的板坯箱52的板坯27吸到第三工位44位置的旋转真空吸盘29上时，吸盘机械手3的移动真空吸盘41与板坯箱52的板坯27接触抽真空的位置与板坯箱52的板坯27不断降低的高度位置成正比，板坯箱52的板坯27每被吸走一张，吸盘机械手3的移动真空吸盘41就降低一张板坯27的高度；为了实施以及实施将第三工位44位置的旋转真空吸盘29上的板坯27成品吸到第二工位43的成品箱53上；吸盘机械手3将第三工位44位置的旋转真空吸盘29上的板坯27成品吸到第二工位43的成品箱53上时，吸盘机械手3的移动真空吸盘41与成品箱53的板坯27成品接触停止抽真空的位置与成品箱53的板坯27不断上升的高度位置成正比，板坯箱52的板坯27每增加一张，吸盘机械手3的移动真空吸盘41就上升一张板坯27的高度。
为了实施板坯27的稳定修边，被动轮18位于主动轮17的上方；切割钢丝19切割板坯27的板边28的毛刺时，切割电机16带动主动轮17按逆时针方向转动，主动轮17带动切割钢丝19以及与被动轮18按逆时针方向转动，调速电机30带动旋转真空吸盘29按逆时针方向转动。