CN113199249A - 一种幕墙长杆料加工生产线及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种幕墙长杆料加工生产线及其加工方法，生产线包括拆垛机构、上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、下料机构和堆垛机构；该上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、该下料机构依次排列相接，形成生产线；该拆垛机构位于该上料机构侧面，该堆垛机构位于该下料机构侧面；该拆垛机构位于原料垛和该上料机构之间，该堆垛机构位于成品垛和该下料机构之间。本发明幕墙长杆料加工生产线及其加工方法，其自动化程度高，减少了操作工数量，同时能适应上横梁和框架横梁不同的加工工艺。

Description

一种幕墙长杆料加工生产线及其加工方法

技术领域

本发明属于幕墙加工技术领域，特别是一种幕墙长杆料加工生产线及其加工方法。

背景技术

在幕墙构件加工过程中，上横梁的加工工艺主要是下料、角切、铣排水孔或是下料、角切、铣排水孔、打孔；框架横梁的加工工艺主要是下料、角切、打孔。在实际的操作过程中，通常是使用三到四台的设备去加工，下料使用2人、角切1人，加工排水孔1人，打孔1人，人员占用将近5人，需要人员较多。另外，所有的操作都需要将物料拿到设备上，再从设备上拿下，存在大量的物料的搬运，同时，设备和设备之间存在距离，倒运的距离大，需要占用倒运设备。最后，使用的托盘和木条也比较多。

下料设备主要使用的是普通的双头锯，需要手动输入套裁，手动的进给物料，效率低下；角切口是半自动设备，角度需要多次输入；挡板的尺寸需要手动调整，锯台的高度需要手动调整，加工多编号时，需要大量的设备调整，效率低下。排水孔的加工使用的是手动的仿型铣，模具的加工的参数都需要手动调整。打孔使用的是加工中心，但是不能自动翻面，需要人工手动翻面。

综上所述，上述现有技术主要有以下几个缺点：

1、设备的自动化程度不高，需要大量的数据输入，效率低；

2、使用的操作工多，人员成本高；

3、有大量的货物移动，存在搬运的浪费；

4、上横梁和框架横梁的加工有两套工艺，管理难度大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种幕墙长杆料加工生产线及其加工方法，其自动化程度高，减少了操作工数量，同时能适应上横梁和框架横梁不同的加工工艺。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种幕墙长杆料加工生产线，包括拆垛机构、上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、下料机构和堆垛机构；该上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、该下料机构依次排列相接，形成生产线；该拆垛机构位于该上料机构侧面，该堆垛机构位于该下料机构侧面；

该拆垛机构位于原料垛和该上料机构之间，该拆垛机构顶部两侧均设有能升降的第一叉臂，该第一叉臂上设有第一传送带，该第一叉臂能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该原料垛的层间；两个第一叉臂之间设有能升降的第二传送带，该第二传送带的传送方向与该生产线垂直；

该上料机构顶部侧面设有若干第三传送带，该第三传送带位于该第二传送带下方，且该第三传送带的传送方向与该第二传送带的传送方向平行；该上料机构顶部设有能夹住幕墙长杆料并自动进给的第一机械手，位于该第三传送带的末端，该第一机械手能沿着该生产线的方向移动至该初步锯切机构侧方；

该初步锯切机构顶部设有若干水平的滚筒，各滚筒的方向与该生产线的方向垂直；该初步锯切机构顶部还设有固定锯片，该固定锯片与生产线的方向垂直；该固定锯片与该五轴锯切机构之间设有能夹住该固定锯片切割完毕的幕墙长杆料的第二机械手；该第二机械手能沿着该生产线的方向移动至该五轴锯切机构侧方；

该五轴锯切机构顶部设有若干第一夹具，能将该第二机械手运输的幕墙长杆料夹紧；该五轴锯切机构顶部还设有移动锯片，该移动锯片连接能180度转动的第一轴，该第一轴末端连接能360度转动的第二轴；该第二轴连接三轴位移***，使该第二轴能在三维空间移动；该移动锯片与该钻铣机构之间设有能夹住该移动锯片切割完毕的幕墙长杆料的第三机械手；该第三机械手能沿着该生产线的方向移动至该钻铣机构侧方；

该钻铣机构包括若干第二夹具，能将该第三机械手运输的幕墙长杆料夹紧；该第二夹具连接三轴位移***，使该第二夹具夹紧的幕墙长杆料能在三维空间移动；该钻铣机构设有钻铣刀具；该钻铣刀具与该下料机构之间设有能夹住该钻铣刀具加工完毕的幕墙长杆料的第四机械手；该第四机械手能沿着该生产线的方向移动至该下料机构侧方；

该堆垛机构位于成品垛和该下料机构之间，该堆垛机构顶部两侧均设有能升降的第二叉臂，该第二叉臂上设有第四传送带，该第二叉臂能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该成品垛的层间；两个第二叉臂之间设有能升降的第五传送带，该第五传送带的传送方向与该生产线垂直；

该下料机构顶部侧面设有若干第六传送带，该第六传送带位于该第五传送带下方，且该第六传送带的传送方向与该第五传送带的传送方向平行。

进一步的，所述的幕墙长杆料加工生产线，还包括自动控制***，分别与所述拆垛机构、上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、下料机构和堆垛机构、第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手连接。

进一步的，所述滚筒两端设有限位板。

进一步的，所述初步锯切机构设有贴码机构，所述五轴锯切机构和所述钻铣机构设有扫码机构。

进一步的，所述贴码机构和扫码机构连接生产MES***。

一种所述的幕墙长杆料加工生产线的加工方法，包括下列步骤：

拆垛和上料

原材料堆成的原料垛，每层中间用20*20的木条进行隔垫；拆垛机构的第一叉臂伸入原料垛的层间，通过第一传送带取走最上层原料；第一叉臂返回后，升高第二传送带，使原料被第二传送带支撑；第一叉臂继续伸入原料垛层间进行运输，同时第二传送带下降到上料机构的第三传送带，原料被第三传送带传一根接一根地送到末端后，被第一机械手夹持；每取走一层原料，该第一叉臂移动至对应的高度，继续通过第一传送带将原料运输到第二传送带；

初步锯切

该第一机械手夹持着原料向初步锯切机构移动，首先原料靠近固定锯片的一端先用固定锯片切割，实现定位；然后，第一机械手再次推进原料，使之达到要切割的尺寸后，固定锯片再次切割；切割完的成品由第二机械手夹持并搬运至五轴锯切机构，实现初步长度上的切割；

五轴锯切

第二机械手将固定锯片切割完毕的原料放在五轴锯切机构上，并通过第一夹具固定；然后通过能任意移动和转动的移动锯片进行切割，实现角切；切割完的成品由第三机械手夹持后搬运至钻铣机构；

钻铣加工

第三机械手将移动锯片切割完毕的原料放在钻铣机构上，并通过第二夹具固定，通过第二夹具带动原料进行三维运动，并通过钻铣机构的钻铣刀具进行加工，实现钻孔；切割完的成品由第四机械手夹持后搬运至下料机构；

下料和堆垛

第四机械手将加工好的型材搬运至第六传送带，第六传送带进而将成品移动至能升降的第五传送带，该第五传送带通过升降的动作将加工好的成品传递给堆垛机构的第二叉臂，该第二叉臂将一层成品码放好后，通过第二叉臂移动至成品垛的摆放位置，第二叉臂下降后，成品物料摆放在木条上；第二叉臂回到原来的位置，等待下一层物料，不断的循环，直到物料达到指定的高度。

进一步的，在所述初步锯切机构切割完成的同时对切割后的原料粘贴标签，到达五轴锯切机构时，扫码机扫描原料的标签，直接调用加工程序，完成对应材料的加工工作；到达钻铣机构时，同样通过扫码机扫描原料的标签，调用加工程序，完成对应材料的加工工作。

本发明的有益效果是：

第一、本发明能减少手动数据的输入，通过信息***导入；

第二、本发明能减少操作人员，实现一个人负责看管设备，减少技术要求，保证设备正常运转即可；

第三、本发明能减少物料的上下机台和机台间的货物移动，减少搬运的浪费；

第四、本发明能增加现有设备的功能，整合上横梁和框架横梁的的加工工艺，使其能在一套设备上加工完成；

第五、本发明能够实现复杂立柱的加工。

附图说明

图1是本发明幕墙长杆料加工生产线的结构示意图。

图2是本发明幕墙长杆料加工生产线的拆垛机构和上料机构的结构示意图。

图3是本发明幕墙长杆料加工生产线的初步锯切机构的结构示意图。

图4是本发明幕墙长杆料加工生产线的五轴锯切机构的结构示意图。

图5是本发明幕墙长杆料加工生产线的钻铣机构的结构示意图。

图6是本发明幕墙长杆料加工生产线的堆垛机构和下料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种幕墙长杆料加工生产线，包括拆垛机构1、上料机构2、初步锯切机构3、五轴锯切机构4、钻铣机构5、下料机构6和堆垛机构7。该上料机构2、初步锯切机构3、五轴锯切机构4、钻铣机构5、该下料机构6依次排列相接，形成生产线。该拆垛机构1位于该上料机构2侧面，该堆垛机构7位于该下料机构6侧面。

如图2所示，该拆垛机构1位于原料垛8和该上料机构2之间，该拆垛机构1顶部两侧均设有能升降的第一叉臂11，该第一叉臂11上设有第一传送带12，该第一叉臂11能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该原料垛8的层间。两个第一叉臂11之间设有能升降的第二传送带13，该第二传送带13的传送方向与该生产线垂直。

该上料机构2顶部侧面设有若干第三传送带21，该第三传送带21位于该第二传送带13下方，且该第三传送带21的传送方向与该第二传送带13的传送方向平行。该上料机构2顶部设有能夹住幕墙长杆料并自动进给的第一机械手22，位于该第三传送带21的末端，该第一机械手22能沿着该生产线的方向移动至该初步锯切机构3侧方。

如图3所示，该初步锯切机构3顶部设有若干水平的滚筒31，各滚筒31的方向与该生产线的方向垂直。该滚筒31两端设有限位板32以保持原料直线运动。该初步锯切机构3顶部还设有固定锯片33，该固定锯片33与生产线的方向垂直。该固定锯片33与该五轴锯切机构4之间设有能夹住该固定锯片切割完毕的幕墙长杆料的第二机械手34。该第二机械手34能沿着该生产线的方向移动至该五轴锯切机构4侧方。固定锯片33不能旋转角度，只能切割90度的原材。

如图4所示，该五轴锯切机构4顶部设有若干第一夹具41，能将该第二机械手34运输的幕墙长杆料夹紧。该五轴锯切机构4顶部还设有移动锯片42，该移动锯片42连接能180度转动的第一轴43，该第一轴43末端连接能360度转动的第二轴44。该第二轴44连接三轴位移***，使该第二轴44能在三维空间移动。该移动锯片42与该钻铣机构5之间设有能夹住该移动锯片42切割完毕的幕墙长杆料的第三机械手45。该第三机械手45能沿着该生产线的方向移动至该钻铣机构5侧方。该移动锯片42能够实现X,Y,Z三个方向的运动，同时，该移动锯片42拥有一个可以旋转0-360度的第二轴44，在第二轴44的前面装有一个可以旋转0-180的第一轴43，使该移动锯片42可以实现空间任意角度的切割。

如图5所示，该钻铣机构5包括若干第二夹具51，能将该第三机械手45运输的幕墙长杆料夹紧。该第二夹具51连接三轴位移***，使该第二夹具51夹紧的幕墙长杆料能在三维空间移动。该钻铣机构5设有钻铣刀具52，以配合第二夹具51进行钻孔。钻铣机构5主要是负责型材孔的加工，第二夹具51能够0-360度旋转，保证该钻铣机构5能够实现任何角度孔的铣削。该钻铣刀具52与该下料机构6之间设有能夹住该钻铣刀具52加工完毕的幕墙长杆料的第四机械手53。该第四机械手53能沿着该生产线的方向移动至该下料机构6侧方。

本发明中，五轴锯切机构4和钻铣机构5的三轴位移***可以通过龙门40、50实现，龙门的吊具即可相当于三轴位移***的Z轴。

如图6所示，该堆垛机构7位于成品垛9和该下料机构6之间，该堆垛机构7是拆垛机构1的反向运动，具体来说，顶部两侧均设有能升降的第二叉臂71，该第二叉臂71上设有第四传送带72，该第二叉臂71能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该成品垛9的层间。两个第二叉臂71之间设有能升降的第五传送带73，该第五传送带73的传送方向与该生产线垂直。

该下料机构6顶部侧面设有若干第六传送带61，该第六传送带61位于该第五传送带73下方，且该第六传送带61的传送方向与该第五传送带73的传送方向平行。

具体来说，所述的幕墙长杆料加工生产线，还包括自动控制***，分别与该拆垛机构1、上料机构2、初步锯切机构3、五轴锯切机构4、钻铣机构5、下料机构6和堆垛机构7、第一机械手22、第二机械手34、第三机械手45、第四机械手53连接。该初步锯切机构3设有贴码机构，该五轴锯切机构4和该钻铣机构5设有扫码机构，该贴码机构和扫码机构连接生产MES***。

本发明还提供一种所述的幕墙长杆料加工生产线的加工方法，包括下列步骤：

拆垛和上料

原材料堆成的原料垛8，每层中间用20*20的木条进行隔垫；拆垛机构1的第一叉臂11伸入原料垛8的层间，通过第一传送带12取走最上层原料；第一叉臂11返回后，升高第二传送带13，使原料被第二传送带13支撑；第一叉臂11继续伸入原料垛8层间进行运输，同时第二传送带13下降到上料机构2的第三传送带21，原料被第三传送带21传一根接一根地送到末端后，被第一机械手22夹持；每取走一层原料，该第一叉臂11移动至对应的高度，继续通过第一传送带12将原料运输到第二传送带13；

初步锯切

该第一机械手22夹持着原料向初步锯切机构3移动，首先原料靠近固定锯片33的一端先用固定锯片33切割，实现定位；然后，第一机械手22再次推进原料，使之达到要切割的尺寸后，固定锯片33再次切割；切割完的成品由第二机械手34夹持并搬运至五轴锯切机构4，实现原料长度上的初步切割；

五轴锯切

第二机械手34将固定锯片33切割完毕的原料放在五轴锯切机构4上，并通过第一夹具41固定；然后通过能任意移动和转动的移动锯片42进行切割，实现角切；切割完的成品由第三机械手45夹持后搬运至钻铣机构5；

钻铣加工

第三机械手45将移动锯片42切割完毕的原料放在钻铣机构5上，并通过第二夹具51固定，通过第二夹具51带动原料进行三维运动，并通过钻铣机构5的钻铣刀具52进行加工，实现钻孔；切割完的成品由第四机械手53夹持后搬运至下料机构6；

下料和堆垛

第四机械手53将加工好的型材搬运至第六传送带61，第六传送带61进而将成品移动至能升降的第五传送带73，该第五传送带73通过升降的动作将加工好的成品传递给堆垛机构7的第二叉臂71，该第二叉臂71将一层成品码放好后，通过第二叉臂71移动至成品垛9的摆放位置，第二叉臂71下降后，成品物料摆放在木条上；第二叉臂71回到原来的位置，等待下一层物料，不断的循环，直到物料达到指定的高度，AGV将整垛物料插走，摆放新的小车。

具体来说，本发明的生产线的所有行为全部由中央处理器发布信号，由各个设备的传感器反馈信号，保证所有的动作能够顺利完成，所有加工的信息是通过生产的MES***进行传送的，在所述初步锯切机构3切割完成的同时对切割后的原料粘贴标签，到达五轴锯切机构4时，扫码机扫描原料的标签，直接调用加工程序，完成对应材料的加工工作；到达钻铣机构5时，同样通过扫码机扫描原料的标签，调用加工程序，完成对应材料的加工工作。

本发明投入使用后，能够节省大料的操作人员和物料搬运的工作，能够节省人员5人，相当于年节约成本42万元左右，本发明的效率是现有设备的2.5倍左右。本发明能够降低操作工的技术要求，几乎对设备操作工没有要求，只需做好设备的启动和停机保养工作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种幕墙长杆料加工生产线，其特征在于，包括拆垛机构、上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、下料机构和堆垛机构；该上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、该下料机构依次排列相接，形成生产线；该拆垛机构位于该上料机构侧面，该堆垛机构位于该下料机构侧面；

该拆垛机构位于原料垛和该上料机构之间，该拆垛机构顶部两侧均设有能升降的第一叉臂，该第一叉臂上设有第一传送带，该第一叉臂能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该原料垛的层间；两个第一叉臂之间设有能升降的第二传送带，该第二传送带的传送方向与该生产线垂直；

该上料机构顶部侧面设有若干第三传送带，该第三传送带位于该第二传送带下方，且该第三传送带的传送方向与该第二传送带的传送方向平行；该上料机构顶部设有能夹住幕墙长杆料并自动进给的第一机械手，位于该第三传送带的末端，该第一机械手能沿着该生产线的方向移动至该初步锯切机构侧方；

该初步锯切机构顶部设有若干水平的滚筒，各滚筒的方向与该生产线的方向垂直；该初步锯切机构顶部还设有固定锯片，该固定锯片与生产线的方向垂直；该固定锯片与该五轴锯切机构之间设有能夹住该固定锯片切割完毕的幕墙长杆料的第二机械手；该第二机械手能沿着该生产线的方向移动至该五轴锯切机构侧方；

该五轴锯切机构顶部设有若干第一夹具，能将该第二机械手运输的幕墙长杆料夹紧；该五轴锯切机构顶部还设有移动锯片，该移动锯片连接能180度转动的第一轴，该第一轴末端连接能360度转动的第二轴；该第二轴连接三轴位移***，使该第二轴能在三维空间移动；该移动锯片与该钻铣机构之间设有能夹住该移动锯片切割完毕的幕墙长杆料的第三机械手；该第三机械手能沿着该生产线的方向移动至该钻铣机构侧方；

该钻铣机构包括若干第二夹具，能将该第三机械手运输的幕墙长杆料夹紧；该第二夹具连接三轴位移***，使该第二夹具夹紧的幕墙长杆料能在三维空间移动；该钻铣机构设有钻铣刀具；该钻铣刀具与该下料机构之间设有能夹住该钻铣刀具加工完毕的幕墙长杆料的第四机械手；该第四机械手能沿着该生产线的方向移动至该下料机构侧方；

该堆垛机构位于成品垛和该下料机构之间，该堆垛机构顶部两侧均设有能升降的第二叉臂，该第二叉臂上设有第四传送带，该第二叉臂能在垂直于该生产线的水平方向上移动，伸入到该成品垛的层间；两个第二叉臂之间设有能升降的第五传送带，该第五传送带的传送方向与该生产线垂直；

该下料机构顶部侧面设有若干第六传送带，该第六传送带位于该第五传送带下方，且该第六传送带的传送方向与该第五传送带的传送方向平行。

2.根据权利要求1所述的幕墙长杆料加工生产线，其特征在于：还包括自动控制***，分别与所述拆垛机构、上料机构、初步锯切机构、五轴锯切机构、钻铣机构、下料机构和堆垛机构、第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手连接。

3.根据权利要求1或2所述的幕墙长杆料加工生产线，其特征在于：所述滚筒两端设有限位板。

4.根据权利要求1或2所述的幕墙长杆料加工生产线，其特征在于：所述初步锯切机构设有贴码机构，所述五轴锯切机构和所述钻铣机构设有扫码机构。

5.根据权利要求4所述的幕墙长杆料加工生产线，其特征在于：所述贴码机构和扫码机构连接生产MES***。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的幕墙长杆料加工生产线的加工方法，其特征在于，包括下列步骤：

拆垛和上料

原材料堆成的原料垛，每层中间用20*20的木条进行隔垫；拆垛机构的第一叉臂伸入原料垛的层间，通过第一传送带取走最上层原料；第一叉臂返回后，升高第二传送带，使原料被第二传送带支撑；第一叉臂继续伸入原料垛层间进行运输，同时第二传送带下降到上料机构的第三传送带，原料被第三传送带传一根接一根地送到末端后，被第一机械手夹持；每取走一层原料，该第一叉臂移动至对应的高度，继续通过第一传送带将原料运输到第二传送带；

初步锯切

该第一机械手夹持着原料向初步锯切机构移动，首先原料靠近固定锯片的一端先用固定锯片切割，实现定位；然后，第一机械手再次推进原料，使之达到要切割的尺寸后，固定锯片再次切割；切割完的成品由第二机械手夹持并搬运至五轴锯切机构，实现初步长度上的切割；

五轴锯切

第二机械手将固定锯片切割完毕的原料放在五轴锯切机构上，并通过第一夹具固定；然后通过能任意移动和转动的移动锯片进行切割，实现角切；切割完的成品由第三机械手夹持后搬运至钻铣机构；

钻铣加工

第三机械手将移动锯片切割完毕的原料放在钻铣机构上，并通过第二夹具固定，通过第二夹具带动原料进行三维运动，并通过钻铣机构的钻铣刀具进行加工，实现钻孔；切割完的成品由第四机械手夹持后搬运至下料机构；

下料和堆垛

第四机械手将加工好的型材搬运至第六传送带，第六传送带进而将成品移动至能升降的第五传送带，该第五传送带通过升降的动作将加工好的成品传递给堆垛机构的第二叉臂，该第二叉臂将一层成品码放好后，通过第二叉臂移动至成品垛的摆放位置，第二叉臂下降后，成品物料摆放在木条上；第二叉臂回到原来的位置，等待下一层物料，不断的循环，直到物料达到指定的高度。

7.根据权利要求6所述的幕墙长杆料加工生产线的加工方法，其特征在于，在所述初步锯切机构切割完成的同时对切割后的原料粘贴标签，到达五轴锯切机构时，扫码机扫描原料的标签，直接调用加工程序，完成对应材料的加工工作；到达钻铣机构时，同样通过扫码机扫描原料的标签，调用加工程序，完成对应材料的加工工作。

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