一种通过机械臂加工规格材的装置及其对应的加工方法与流程

本发明涉及机械手臂应用于木结构加工的技术领域，具体为一种通过机械臂加工规格材的装置，本发明还提供了通过该装置进行规格材加工的加工方法。

背景技术：

规格材指的是按轻型木结构设计的需要，木材截面的宽度和高度按规定尺寸加工的规格化木材。规格材的截面尺寸宽(mm)×高(mm)有：40×40、40×65、40×90、40×140、40×185、40×235、40×285。规格材的原料长度有3050mm、3660mm、4270mm、4880mm、5490mm、6100mm。规格材常见用途为轻型木结构的搁栅、椽条、墙骨、过梁、组合梁、桁架构件等。根据设计的不同，需将原料进行切割。规格材切割的特点是：加工品种大小不一，角度不一、生产批量较小且生产周期短、精度要求高。

现有技术，工厂采用人工与木工刀具相结合的方法对规格材进行切割。规格材切割的角度不同，人工提前将切割角度调整好，需要大量的时间，且加工出来的产品精度不高。人工手工计算下料方式，优化效果不好，材料的利用率低。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种通过机械臂加工规格材的装置，其加工精度和准确性好，降低了废品率，节约了人工成本和材料成本。

一种通过机械臂加工规格材的装置，其特征在于：其包括上料传输机构，所述上料传输机构的侧方布置有送料通道，所述送料通道的输送前端上方布置喷码机，所述送料通道的前端一侧还设置有编码器，编码器根据预设原料尺寸驱动送料通道内的原料的传送距离，所述送料通道的前方末端布置有机械臂切割区，所述机械臂切割区的正下方设置有下部支撑，所述机械臂切割区的外侧布置有机械臂，所述机械臂的输出末端布置有圆盘锯，所述机械臂切割区还设置有伸缩接料机构，所述伸缩接料机构包括滑台辊道、接料夹手，所述接料夹手安装于移动滑台上，所述滑台辊道上设置有侧向压紧机构、上压紧机构，所述送料通道的前方末端和伸缩接料机构之间的正下方设置有废料输送线，所述滑台辊道的一侧沿着输出方向分别布置有超短料推料机构、短料推料机构，所述废料输送线通过通道连通外侧的废料料箱，所述滑台辊道相对于超短料推料机构的另一侧布置有超短料接料盘，所述超短料接料盘连通一侧的超短料输送线，所述超短料输送线连通超短料接料框，所述机械臂切割区的超短料、短料和长料进行加工时、原料一端支承于所述滑台辊道，所述滑台辊道的正前方还布置有长料输送料道，所述滑台辊道的末端一侧设置有所述短料推料机构，所述滑台辊道的末端另一侧设置有短料放置工位，所述长料输送料道的沿着其长度方向两侧根据需求设置长料放置工位、长料推料机构。

其进一步特征在于：

所述送料通道包括底部输送辊道、一侧的侧向压轮机构、另一侧的侧面滑轮组、上部的上压轮机构，上料区送料机构将原料输送至送底部输送辊道的起始端后；侧向压轮机构下压并旋转压紧原料至侧面滑轮组，原料侧面压紧，上压轮机构旋转压紧原料至底部输送辊道，原料上下压紧，原料由底部输送辊道的底面动力轮组驱动向前送料；

所述机械臂为六轴机械臂，根据不同角度进行切割；

所述送料通道的输送前端还布置有金属探测器，用于探测是否有金属进入。

一种通过机械臂加工规格材的加工方法，其特征在于：根据每根成品规格材的三维模型，在kuka|prc软件平台下二次开发的程序中，将机械臂针对每根成品规格材的加工数据编写出来，加工数据的文件名需与成品规格材的编号对应，人工将对应的原料放置在上料区送料机构上，上料区送料机构逐一将原料输送至送料区通道；侧向压轮机构下压并旋转压紧原料至侧面滑轮组，原料侧面压紧，上压轮机构旋转压紧原料至底面动力轮组，原料上下压紧，原料由底面动力轮组驱动向前送料；金属探测器检测有无金属；程序预先设定一组待加工成品木料的编号，喷码机根据靠近喷码机侧木料长度进行编号喷码；编码器计算木料传送距离；原料传输至机械臂切割区，同时下部支撑抬起，支撑悬挑木料；机械臂调取对应编号木料的加工数据，切割加工；其中加工过程中，伸缩接料机构的短行程夹爪夹紧原料的外端，长距离夹持时移动滑台滑动确保夹爪夹紧木料，将原料的一端支承于滑台辊道上，侧向压紧机构推出，侧面压紧，上压紧机构下压，上下压紧，木料固定，进行切割；切割完成后，夹爪往后移动，将成品木料拉出、进入到滑台辊道，成品木料送出后，分区存放，不能再用于切割的废料直接通过送料通道送出下落到废料输送线。

其进一步特征在于:kuka|prc软件中提供了kuka机械臂精确模型，在kuka|prc软件平台下二次开发的程序中可直接将kuka机械臂集成到一个参数环境中，通过可变的函数块连接，准确模拟出机械臂所有轴的运动情况；

在kuka|prc软件平台下二次开发的程序采用参数化编程方式，通过简单图层选择，可以迅速生成机械臂加工规格材所需的加工数据，解决了现有加工方法遇到的加工品种大小不一，角度不一、生产批量较小且生产周期短等问题。

在kuka|prc软件平台下二次开发的程序可视化的编程方式，通过rhinoceros3d窗口及时显示，可以直接、快速、方便、有效的观察机械臂加工过程中各轴的运动情况，并针对问题及时解决；

下料方式是根据原料尺寸、成品尺寸、数量进行优化、匹配，最大化利用木料，同时切割的角度是下料的重要因素，角度一样的成品，匹配成相邻两根，一刀切割，节省时间和材料；

加工同一编号的数量不止一根，原料可一组摆放若干层，提高加工效率。

采用本发明后，机械臂可每天24小时用于切割规格材，代替了人工，提高了精度和准确性，降低了废品率，节约了人工成本和材料成本；在kuka|prc软件平台下二次开发的程序采用参数化编程方式，通过简单图层选择，可以迅速生成切割规格材所需的加工数据。提高加工数据生成的效率，节约了时间成本。在kuka|prc软件平台下二次开发的程序可视化的编程方式，可以直接、快速、方便、有效的观察机械臂加工过程中各轴的运动情况，降低出错率，提高加工数据的准确性。

附图说明

图1为本发明的装置的结构示意图一；

图2为本发明的装置的结构示意图二；

图3为本发明的进料口机构的立体图结构示意图；

图4为本发明所用的伸缩接料装置的立体图结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

上料传输机构1、送料通道2、喷码机3、编码器4、机械臂切割区5、下部支撑6、机械臂7、圆盘锯8、伸缩接料机构9、滑台辊道10、接料夹手11、移动滑台12、侧向压紧机构13、上压紧机构14、废料输送线15、超短料推料机构16、短料推料机构17、废料料箱18、超短料接料盘19、超短料输送线20、超短料接料框21、长料输送料道22、短料放置工位23、长料放置工位24、长料推料机构25、底部输送辊道26、、侧向压轮机构27、侧面滑轮组28、上压轮机构29、金属探测器30。

具体实施方式

一种通过机械臂加工规格材的装置，见图1-图4：其包括上料传输机构1，上料传输机构1的侧方布置有送料通道2，送料通道2的输送前端上方布置喷码机3，送料通道2的前端一侧还设置有编码器4，编码器4根据预设原料尺寸驱动送料通道内2的原料的传送距离，送料通道2的前方末端布置有机械臂切割区5，机械臂切割区5的正下方设置有下部支撑6，机械臂切割区5的外侧布置有机械臂7，机械臂7的输出末端布置有圆盘锯8，机械臂切割区5还设置有伸缩接料机构9，伸缩接料机构9包括滑台辊道10、接料夹手11，接料夹手11安装于移动滑台12上，滑台辊道10上设置有侧向压紧机构13、上压紧机构14，送料通道2的前方末端和伸缩接料机构9之间的正下方设置有废料输送线15，滑台辊道10的一侧沿着输出方向分别布置有超短料推料机构16、短料推料机构17，废料输送线15通过通道连通外侧的废料料箱18，滑台辊道10相对于超短料推料机构16的另一侧布置有超短料接料盘19，超短料接料盘19连通一侧的超短料输送线20，超短料输送线20连通超短料接料框21，机械臂切割区5的超短料、短料和长料进行加工时、原料一端支承于滑台辊道10，滑台辊道10的正前方还布置有长料输送料道22，滑台辊道10的末端一侧设置有短料推料机构17，滑台辊道10的末端另一侧设置有短料放置工位23，长料输送料道22的沿着其长度方向两侧根据需求设置长料放置工位24、长料推料机构25。

送料通道2包括底部输送辊道26、一侧的侧向压轮机构27、另一侧的侧面滑轮组28、上部的上压轮机构29，上料区送料机构1将原料输送至送底部输送辊道26的起始端后；侧向压轮机构27下压并旋转压紧原料至侧面滑轮组28，原料侧面压紧，上压轮机构29旋转压紧原料至底部输送辊道26，原料上下压紧，原料由底部输送辊道的底面动力轮组驱动向前送料；

机械臂7为六轴机械臂，根据不同角度进行切割；

送料通道2的输送前端还布置有金属探测器30，用于探测是否有金属进入。

一种通过机械臂加工规格材的加工方法，其特征在于：根据每根成品规格材的三维模型，在kuka|prc软件平台下二次开发的程序中，将机械臂针对每根成品规格材的加工数据编写出来，加工数据的文件名需与成品规格材的编号对应，人工将对应的原料放置在上料区送料机构上，上料区送料机构逐一将原料输送至送料区通道；侧向压轮机构下压并旋转压紧原料至侧面滑轮组，原料侧面压紧，上压轮机构旋转压紧原料至底面动力轮组，原料上下压紧，原料由底面动力轮组驱动向前送料；金属探测器检测有无金属；程序预先设定一组待加工成品木料的编号，喷码机根据靠近喷码机侧木料长度进行编号喷码；编码器计算木料传送距离；原料传输至机械臂切割区，同时下部支撑抬起，支撑悬挑木料；机械臂调取对应编号木料的加工数据，切割加工；其中加工过程中，伸缩接料机构的短行程夹爪夹紧原料的外端，长距离夹持时移动滑台滑动确保夹爪夹紧木料，将原料的一端支承于滑台辊道上，侧向压紧机构推出，侧面压紧，上压紧机构下压，上下压紧，木料固定，进行切割；切割完成后，夹爪往后移动，将成品木料拉出、进入到滑台辊道，成品木料送出后，分区存放，不能再用于切割的废料直接通过送料通道送出下落到废料输送线。

其进一步特征在于kuka|prc软件中提供了kuka机械臂精确模型，在kuka|prc软件平台下二次开发的程序中可直接将kuka机械臂集成到一个参数环境中，通过可变的函数块连接，准确模拟出机械臂所有轴的运动情况；

在kuka|prc软件平台下二次开发的程序采用参数化编程方式，通过简单图层选择，可以迅速生成机械臂加工规格材所需的加工数据，解决了现有加工方法遇到的加工品种大小不一，角度不一、生产批量较小且生产周期短等问题。

在kuka|prc软件平台下二次开发的程序可视化的编程方式，通过rhinoceros3d窗口及时显示，可以直接、快速、方便、有效的观察机械臂加工过程中各轴的运动情况，并针对问题及时解决。

下料方式是根据原料尺寸、成品尺寸、数量进行优化、匹配，最大化利用木料，同时切割的角度是下料的重要因素，角度一样的成品，匹配成相邻两根，一刀切割，节省时间和材料；

加工同一编号的数量不止一根，原料可一组摆放1或3层，提高加工效率。

采用本发明后，机械臂可每天24小时用于切割规格材，代替了人工，提高了精度和准确性，降低了废品率，节约了人工成本和材料成本；在kuka|prc软件平台下二次开发的程序采用参数化编程方式，通过简单图层选择，可以迅速生成切割规格材所需的加工数据。提高加工数据生成的效率，节约了时间成本。在kuka|prc软件平台下二次开发的程序可视化的编程方式，可以直接、快速、方便、有效的观察机械臂加工过程中各轴的运动情况，降低出错率，提高加工数据的准确性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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