专利名称：塑料门窗四头清角加工设备及加工方法
技术领域：
本发明涉及一种塑料门窗清角设备和清角方法，尤其涉及一种能批量清理角缝的 塑料门窗四头清角加工设备以及使用该设备的加工方法。
背景技术：
随着塑料门窗的普及与发展，门窗出现了各种各样的窗型，门窗的生产也正在向 多样化、规模化方向发展。传统的塑料门窗角缝清理大多采用单机头操作，要完成一件矩形 成窗四个焊接角缝的清理，需要人工转换4到5次才能实现，工人的劳动量很大，清角的效 率很低。现如今，塑料门窗的焊接已实现了机械化操作，为配合焊接的进度，对清角设备的 机械化要求也越来越高。现急需一种针对矩形成窗的自动化清角设备，使其与焊接设备构 成一条生产线，实现全自动化操作。发明内容
为解决上述门窗生产效率低的问题，本发明提供了一种一次能同时处理两个角缝 的塑料门窗四头清角加工设备以及使用该设备的加工方法。
本发明采用的技术方案如下
一种塑料门窗四头清角加工设备，包括一矩形机架，所述机架一边框上水平间隔 一定距离固定连接背对背设置的左上机头和左下机头，该边框与其相对边框之间设有一平 行导轨，平行导轨间距与左上机头和左下机头的间距相等，平行导轨上分别滑动连接背对 背设置的右上机头和右下机头，所述每个机头均包括一型材压紧装置、一工作台升降装置 和一铣削机构，型材压紧装置位于工作台升降装置上方，用于压紧门窗的两相邻边框；铣削 机构跨于工作台升降装置上下两侧，用于清理门窗角缝的上下两面；还包括与机头固定连 接的传输机构，所述传输机构与平行导轨垂直。该加工设备同时设置四个机头，并由传输机 构向前传送成窗，四个机头采用背对背设置，即左侧两机头的尾端相邻，右侧两机头的尾端 相邻，机头工作时随着矩形成窗的移动，左右两侧铣削机构水平进给方向所成角度先与成 窗的前两个角一致后与成窗的后两个角一致，这种操作方式能一次同时清理两个相邻焊接 角缝，可大大提高清理速度。另外，将右侧机头设置在导轨上，并能沿导轨移动，通过这种方 式可调节左右两侧机头的距离，以适应各自尺寸的矩形成窗。
上述装置中，所述传输机构包括设于左上机头、右上机头之间的传输机构二和设 于左下机头、右下机头之间的传输机构一，传输机构一和传输机构二的端部相隔一定距离， 每个传输机构包括固定在左右两机头上的对称的两部分，两部分平行且不相连接。将传输 机构设为两个，并由与机头连接的左右两部分组成，每个传输机构的右侧部分均可随右侧 机头的移动而移动，并能单独控制，方便传输各种尺寸的成窗。
进一步，所述传输机构的每一部分均包括一用于传送门窗的长同步带及与长同步 带两端同轴连接的两个短同步带，两短同步带间隔一定距离，其中一短同步带与传输电机 同轴连接。在长同步带上设置两个间隔一定距离的短同步带，可加宽传输机构，保证传输的稳定性，同时将机头的工作端置于两短同步带的间隙中，不会影响机头的工作。工作时，通 过传输电机带动短同步带转动，由短同步带进一步带动长同步带转动，实现成窗的传输。
上述装置中，所述机头还包括机座和护罩，所述型材压紧装置包括对称的左右两 部分，每一部分均包括一压紧气缸和一压紧块，压紧气缸的缸体固定在护罩上，其气缸杆与 压紧块连接，压紧块还连接有一竖直的导向杆。气缸工作时，气缸杆伸缩，控制压紧块上下 移动，压紧成窗。
上述装置中，所述工作台升降装置包括对称的左右两部分，每一部分均包括一升 降导轨、一升降气缸、一与升降导轨滑动连接的升降座及升降座顶部固定的工作台，升降导 轨固定在护罩上，升降气缸的气缸杆与升降座连接；所述工作台顶部设有侧靠板，左右两部 分的两个侧靠板延伸面相交成一直角。由升降气缸控制工作台的升降，调节工作台与传输 机构的高度关系，工作台升起时比传输机构高，托起成窗进行加工，加工完后降下工作台使 得成窗落到传输机构上再进行传送。侧靠板的设置方向恰与成窗的外角吻合，可防止成窗 加工过程中发生侧移。
上述装置中，所述铣削机构包括一 C形架及与C形架连接的水平进给装置和竖直 进给装置，C形架上下两横杆上均安装有清角的刀具；所述水平进给装置包括一水平伺服 电机和一通过丝杠丝母副与水平伺服电机连接的拖板，所述拖板底部与固定在机座上的水 平进给导轨滑动连接，拖板顶部与C形架连接；所述竖直进给装置包括一竖直伺服电机，所 述竖直伺服电机通过一丝杠丝母副与C形架连接，C形架上还设有用于为C形架上下移动 导向的竖直进给导轨。通过水平进给装置推动C形架水平移动，逐段清理角缝，竖直进给装 置带动C形架上下移动，实现刀具与角缝的接触与分离，通过两个运动的配合实现了 90度 焊接角缝的清理。
上述装置中，所述平行导轨上设有刹紧装置，用于刹紧移动到位的右上机头和/ 或右下机头。因右侧两个机头可单独控制移动，因此平行导轨的两个轨道上均设有刹紧装 置，分别控制移动到位的机头。
上述装置还设有一系列检测装置，便于准确定位，所述机架上设有用于检测右上 机头和右下机头移动位置的检测开关，所述传输机构上设有用于检测门窗到位与否的行程 开关。
一种利用上述塑料门窗四头清角加工设备清理门窗的加工方法，包括如下步骤
1)调距控制右上机头和右下机头移动，使其距左上机头和左下机头的距离符合 待加工矩形成窗的尺寸要求，并利用刹紧装置对其刹紧；
2)传送将成窗放至传输机构一上，启动传输机构一，将成窗传送至左下机头和 右下机头之间；
3)定位利用下方两机头的工作台升降装置和型材压紧装置对成窗进行定位；
4)清理控制下方两机头的铣削机构对成窗的前面两个相邻焊接角缝进行清理；
5)台窗分离控制左侧型材压紧装置使其与成窗分开，向右移动右下机头，使左 侧工作台升降装置的侧靠板与成窗分离，再控制左侧型材压紧装置压紧成窗并控制右侧型 材压紧装置与成窗分开，再次移动右下机头使得右侧工作台升降装置的侧靠板与成窗分 离，最后降低两侧的工作台，成窗落到传输机构一上；
6)再次传送启动传输机构一和传输机构二，将成窗传送到左上机头和右上机头之间，同时传输机构一将下一个成窗传送到左下机头和右下机头之间；当下一个成窗的尺 寸有变化时，可由左上机头和右上机头继续加工未完成的上一个成窗，而根据下一个成窗 的尺寸先调节右下机头与左下机头的距离，再进行传送。
7)控制上方两机头和下方两机头重复步骤幻的动作；
8)清理控制上方两机头的铣削机构对成窗的后方两相邻角缝进行清理，同时控 制下方两机头的铣削机构对下一个成窗的前面两相邻角缝进行清理；
9)重复步骤5)的动作，使得成窗与工作台上的侧靠板分离，启动传输机构二，将 清理完毕的成窗传送出该设备，再启动传输机构一将经初步清理的下一个成窗传送到左上 机头和右上机头之间进行下一步清理。
本发明在机架上同时设置四个双头背对背分布的机头，机头设置角度恰当，与矩 形成窗的90度焊接角缝吻合，可先利用一组机头清理成窗前面两焊接角缝，再利用配备 的传输机构将成窗传送到另一组机头处，清理另外两个角缝，分步快速清理，提高了清理速 度；另外，本设备具有良好的定位机构和调节机构，定位准确，调整方便，适用于塑料门窗多 品种、高效率、大批量生产。
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述
图1是本发明的俯视图2是本发明机头的立体结构示意图3是本发明传输机构其中一部分的立体结构示意图4是本发明铣削机构的立体结构示意图5是本发明型材压紧装置的立体结构示意图6是本发明工作台升降装置的立体结构示意图中，1、传输机构二，2、左上机头，3、左下机头，4、传输机构一，5、右上机头，6、机 架，7、平行导轨，8、右下机头，9、护罩，10、铣削机构，11、型材压紧装置，12、工作台升降装 置，13、支撑架一，14、机座，15、水平进给导轨，16、传输电机，17、电机座，18、短同步带，19、 短铝型材，20、连接座，21、长铝型材，22、长同步带，23、C形架，24、上拉刀，25、上锪刀，26、 锯片铣刀，27、下锪刀，28、下拉刀，29、拖板，30、水平丝杠丝母副，31、水平伺服电机，32、固 定架，33、竖直丝杠丝母副，34、竖直进给导轨，35、竖直伺服电机，36、压紧气缸，37、导向杆， 38、压紧气缸固定板，39、过渡板，40、压紧块，41、工作台，42、固定板，43、升降气缸，44、升降 导轨，45、升降台，46、侧靠板，47、支撑架二。
具体实施方式
一种塑料门窗四头清角加工设备，如图1所示，包括设有一矩形机架6，所述机架6 一边框上水平间隔一定距离固定连接背对背设置的左上机头2和左下机头3，该边框与其 相对边框之间设有一平行导轨7，平行导轨7的间距与左上机头2和左下机头3的间距相 等，平行导轨7的两轨道分别通过滑块与背对背设置的右上机头5和右下机头8连接，右上 机头5和右下机头8通过同步带与伺服电机连接，由伺服电机带动机头沿平行导轨7移动。 左下机头3和右下机头8之间设有传输机构一 4，传输机构一 4由分别与左下机头3和右下机头8固定连接的左右两部分组成，左上机头2和右上机头5之间设有传输机构二 1，传输 机构二1是由分别与左上机头2和右上机头5固定连接的左右两部分组成，两部分平行不 相连接，传输机构一 4端部与传输机构二 1端部相隔一定距离，其传输方向在一条直线上， 如图3所示，每一部分均包括一用于支撑同步带的长铝型材21，长铝型材21两端通过连接 座20连接两短铝型材19，两短铝型材19端部之间相隔一定距离，用于容纳机头，长铝型材 21和短铝型材19外分别环绕有长同步带22和短同步带18，其中一短铝型材19上固定有 电机座17，并设有传输电机16，该传输电机16与短同步带18同轴连接，短同步带18通过 一转轴与长同步带22同轴连接，长同步带22通过一转轴与另一短同步带同轴连接，传输电 机16带动短同步带18循环转动，长同步带22和另一短同步带同步转动，传输门窗。
所述各机头的结构相同，如图2所示，均包括一机座14、一护罩9及护罩9内的铣 削机构10、型材压紧装置11和工作台升降装置12，机座14底部固定在机架6上，机座14 顶部对角线方向设有水平进给导轨15，其上滑动连接铣削机构10，如图4所示，该铣削机构 10包括C形架23、水平进给装置和竖直进给装置，C形架23的上横杆上设有上锪刀25、上 拉刀M和锯片铣刀26，下横杆上设有下锪刀27、下拉刀观，C形架23通过竖直丝杠丝母副 33与固定架32上的竖直伺服电机35连接，固定架32上还设有竖直进给导轨34，用于为C 形架23的上下移动导向。固定架32底端与拖板四连接，拖板四通过滑块与机座14上的 水平进给导轨15滑动连接，拖板四底部通过水平丝杠丝母副30与水平伺服电机31连接， 实现C形架23的水平移动。所述型材压紧装置11包括左右两对称部分，两部分分别固定在 铣削机构10两侧的相邻护罩面上部，如图5所示，每一部分包括压紧气缸36和压紧块40， 压紧气缸36固定在压紧气缸固定板38上并通过过渡板39与护罩9连接，压紧气缸36的 气缸杆与压紧块40连接，压紧气缸固定板38上还设有为压紧块40竖直导向的导向杆37。 所述工作台升降装置12包括左右对称的两部分，所述铣削机构10两侧的相邻护罩面下部 设有支撑架一 13和支撑架二 47，支撑架二 47上安装有工作台升降装置12的右侧部分，而 其左侧部分直接安装在护罩9上，支撑架一 13用于固定传输机构的连接座20，如图6所示， 每一部分包括一升降座45、一工作台41、一升降导轨44和一升降气缸43，升降导轨44通过 固定板42固定在支撑架二 47上，升降座45通过滑块与升降导轨44滑动连接，升降座45 顶部固定工作台41，底部与升降气缸43的气缸杆连接，工作台41顶部设有侧靠板46，一个 升降装置的两工作台的侧靠板46延伸面相交成一直角，升降气缸43推动升降座45和工作 台41沿升降导轨44上下移动。
所述平行导轨7上设有刹紧装置，用于刹紧移动到位的右上机头5和右下机头8， 机架6上还设有用于检测右上机头5和右下机头8移动位置的检测开关，所述传输机构上 设有用于检测门窗到位与否的行程开关。
上述塑料门窗四头清角加工设备的加工方法采用如下步骤
1)调距控制右上机头5和右下机头8移动，使其距左上机头2和左下机头3的 距离符合待加工矩形成窗的尺寸要求，并利用刹紧装置对其刹紧；
2)传送将成窗放至传输机构一 4上，启动传输机构一 4，将成窗传送至左下机头 3和右下机头8之间；
3)定位利用下方两机头的工作台升降装置12和型材压紧装置11对成窗进行定 位；
4)清理控制下方两机头的铣削机构10对成窗的前面两个相邻焊接角缝进行清 理；
5)台窗分离控制左侧机头的型材压紧装置11使其与成窗分开，向右移动右下机 头8，使左侧机头的工作台升降装置12的侧靠板46与成窗分离，再控制左侧机头的型材压 紧装置11压紧成窗并控制右侧机头的型材压紧装置11与成窗分开，再次移动右下机头8 使得右侧机头的工作台升降装置12的侧靠板46与成窗分离，最后降低两侧的工作台，成窗 落到传输机构一 4上；
6)再次传送启动传输机构一 4和传输机构二 1，将成窗传送到左上机头2和右上 机头5之间，同时传输机构一 4将下一个成窗传送到左下机头3和右下机头8之间(当下 一个成窗的尺寸有变化时，可由左上机头和右上机头继续加工未完成的上一个成窗，而根 据下一个成窗的尺寸先调节右下机头与左下机头的距离，再进行传送)；
7)控制上方两机头和下方两机头重复步骤幻的动作；
8)清理控制上方两机头的铣削机构10对成窗的后方两相邻角缝进行清理，同时 控制下方两机头的铣削机构10对下一个成窗的前面两相邻角缝进行清理；
9)重复步骤5)的动作，使得成窗与工作台上的侧靠板46分离，启动传输机构二 1，将清理完毕的成窗传送出该设备，再启动传输机构一 4将经初步清理的下一个成窗传送 到左上机头2和右上机头5之间进行下一步清理。
权利要求
1.一种塑料门窗四头清角加工设备，包括一矩形机架(6)，其特征在于所述机架(6) 一边框上水平间隔一定距离固定连接背对背设置的左上机头( 和左下机头(3)，该边框 与其相对边框之间设有一平行导轨(7)，平行导轨(7)间距与左上机头(2)和左下机头(3) 的间距相等，平行导轨(7)上分别滑动连接背对背设置的右上机头( 和右下机头(8)，所 述每个机头均包括一型材压紧装置(11)、一工作台升降装置(1 和一铣削机构(10)，型 材压紧装置(11)位于工作台升降装置(12)上方，用于压紧门窗的两相邻边框；铣削机构 (10)跨于工作台升降装置(12)上下两侧，用于清理门窗角缝的上下两面；还包括与机头固 定连接的传输机构，所述传输机构与平行导轨(7)垂直。
2.根据权利要求1所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述传输机构包 括设于左上机头O)、右上机头( 之间的传输机构二(1)和设于左下机头(3)、右下机头 (8)之间的传输机构一 G)，传输机构一(4)和传输机构二(1)的端部相隔一定距离，每个 传输机构包括固定在左右两机头上的对称的两部分，两部分平行且不相连接。
3.根据权利要求2所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述传输机构的 每一部分均包括一用于传送门窗的长同步带0 及与长同步带0 两端同轴连接的两个 短同步带(18)，两短同步带(18)间隔一定距离，其中一短同步带(18)与传输电机(16)同 轴连接。
4.根据权利要求1所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述机头还包括 机座(14)和护罩(9)，所述型材压紧装置(11)包括对称的左右两部分，每一部分均包括一 压紧气缸(36)和一压紧块(40)，压紧气缸(36)的缸体固定在护罩(9)上，其气缸杆与压紧 块GO)连接，压紧块00)还连接有一竖直的导向杆(37)。
5.根据权利要求4所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述工作台升降 装置(1 包括对称的左右两部分，每一部分均包括一升降导轨(44)、一升降气缸(43)、一 与升降导轨G4)滑动连接的升降座G5)及升降座05)顶部固定的工作台(41)，升降导轨 (44)固定在护罩(9)上，升降气缸03)的气缸杆与升降座G5)连接；所述工作台Gl)顶 部设有侧靠板(46)，左右两部分的两个侧靠板06)延伸面相交成一直角。
6.根据权利要求5所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述铣削机构 (10)包括一 C形架及与C形架连接的水平进给装置和竖直进给装置，C形架 (23)上下两横杆上均安装有清角的刀具；所述水平进给装置包括一水平伺服电机(31)和 一通过丝杠丝母副与水平伺服电机(31)连接的拖板( )，所述拖板09)底部与固定在机 座(14)上的水平进给导轨(1 滑动连接，拖板09)顶部与C形架连接；所述竖直 进给装置包括一竖直伺服电机(35)，所述竖直伺服电机(3 通过一丝杠丝母副与C形架 (23)连接，C形架03)上还设有用于为C形架上下移动导向的竖直进给导轨(34)。
7.根据权利要求1至6任一项所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述 平行导轨(7)上设有刹紧装置，用于刹紧移动到位的右上机头和/或右下机头。
8.根据权利要求7所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述机架(6)上 设有用于检测右上机头和右下机头移动位置的检测开关。
9.根据权利要求8所述的塑料门窗四头清角加工设备，其特征在于所述传输机构上 设有用于检测门窗到位与否的行程开关。
10.一种利用权利要求1所述塑料门窗四头清角加工设备清理门窗的加工方法，其特征在于包括如下步骤1)调距控制右上机头( 和右下机头(8)移动，使其距左上机头( 和左下机头(3) 的距离符合待加工矩形成窗的尺寸要求，并利用刹紧装置对其刹紧；2)传送将成窗放至传输机构一(4)上，启动传输机构一G)，将成窗传送至左下机头 (3)和右下机头⑶之间；3)定位利用下方两机头的工作台升降装置(1 和型材压紧装置(11)对成窗进行定位；4)清理控制下方两机头的铣削机构对成窗的前面两个相邻焊接角缝进行清理；5)台窗分离控制左侧型材压紧装置使其与成窗分开，向右移动右下机头，使左侧工 作台升降装置的侧靠板与成窗分离，再控制左侧型材压紧装置压紧成窗并控制右侧型材压 紧装置与成窗分开，再次移动右下机头使得右侧工作台升降装置的侧靠板与成窗分离，最 后降低两侧的工作台，成窗落到传输机构一(4)上；6)再次传送启动传输机构一(4)和传输机构二(1)，将成窗传送到左上机头( 和右 上机头( 之间，同时传输机构一(4)将下一个成窗传送到左下机头( 和右下机头(8) 之间；7)控制上方两机头和下方两机头重复步骤幻的动作；8)清理控制上方两机头的铣削机构对成窗的后方两相邻角缝进行清理，同时控制下 方两机头的铣削机构对下一个成窗的前面两相邻角缝进行清理；9)重复步骤5)的动作，使得成窗与工作台上的侧靠板G6)分离，启动传输机构二 (1)，将清理完毕的成窗传送出该设备，再启动传输机构一(4)将经初步清理的下一个成窗 传送到左上机头( 和右上机头( 之间进行下一步清理。
全文摘要
本发明涉及一种塑料门窗清角设备和清角方法，尤其涉及一种能批量清理角缝的塑料门窗四头清角加工设备以及使用该设备的加工方法。所述设备包括一矩形机架，机架上固定连接背对背设置的左上机头和左下机头，滑动连接背对背设置的右上机头和右下机头，所述每个机头均包括一型材压紧装置、一工作台升降装置和一铣削机构，分别用于成窗的定位、压紧和清理，还包括与机头固定连接的传输机构，所述传输机构与平行导轨垂直。本发明一步操作能清理两个角缝，分步快速清理，提高了清理速度；本设备具有良好的定位机构和调节机构，定位准确，调整方便，适用于塑料门窗多品种、高效率、大批量生产。
文档编号B29C37/04GK102039644SQ201010619780
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者张修福 申请人:济南德佳机器有限公司