板条端部智能倒角装置.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911190590.8 (22)申请日 2019.11.28 (71)申请人 大连生动机器人有限公司 地址 116000 辽宁省大连市沙河口区西南 路888号A9栋00123号 (72)发明人 王峰左军任晓霖刘丛懋 包竞姿翟庆昌 (74)专利代理机构 大连大工智讯专利代理事务 所(特殊普通合伙) 21244 代理人 崔雪梁左秋 (51)Int.Cl. B23D 79/00(2006.01) B23Q 3/00(2006.01) (54)发明名称 板条端部智能倒角装置 (57

2、)摘要 本发明涉及机械加工设备领域， 提供一种板 条端部智能倒角装置， 包括： 数控操作箱以及两 个相对设置的加工单元； 所述加工单元包括： 移 动机构、 夹板机构、 倒角加工机构以及两个平行 设置的底座； 所述移动机构滑动设置在两个底座 上方， 所述夹板机构和倒角加工机构分别设置在 移动机构上； 所述夹板机构包括： 下辊轮、 夹板 架、 夹板气缸、 压板和上辊轮； 所述倒角加工机构 包括： 电缸、 电主轴、 下刀盘和上刀盘。 本发明能 够对板条的异形端部进行边缘双面倒角加工作 业， 提高了工作效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 110756906 A 2020.02.07 C

3、N 110756906 A 1.一种板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 包括： 数控操作箱以及两个相对设置的加 工单元； 所述加工单元包括： 移动机构、 夹板机构、 倒角加工机构以及两个平行设置的底座(1)； 所述移动机构滑动设置在两个底座(1)上方， 所述夹板机构和倒角加工机构分别设置 在移动机构上； 所述移动机构上设置三维激光轮廓传感器(17)； 所述夹板机构包括： 下辊轮(12)、 夹板架(13)、 夹板气缸(14)、 压板(15)和上辊轮(16)； 其中， 所述下辊轮(12)和夹板架(13)分别固定设置在移动机构上， 所述夹板架(13)在下辊 轮(12)上方； 所述夹板气缸(14)的

4、缸体固定设置在夹板架(13)上， 所述夹板气缸(14)的柱 塞端固定安装有压板(15)， 所述夹板气缸(14)与气源连接； 所述压板(15)下方转动安装上 辊轮(16)； 所述压板(15)上固定安装压轮电机， 所述压轮电机与上辊轮(16)传动连接； 所述倒角加工机构包括： 电缸(6)、 电主轴(7)、 下刀盘(10)和上刀盘(8)； 其中， 所述电 缸(6)设置在移动机构上， 所述电缸(6)的移动端设置电主轴(7)， 所述电主轴(7)的工作端 设置上刀盘(8)， 所述上刀盘(8)的下方设置同轴连接的下刀盘(10)； 所述移动机构、 三维激光轮廓传感器(17)、 气源、 电缸(6)、 电主轴(7

5、)分别与数控操作 箱电连接。 2.根据权利要求1所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 一个底座(1)上设置单 轴机器人(2)， 另一个底座(1)上设置直线导轨(3)； 所述移动机构包括： 随动座(4)和三轴桁架机器人(5)； 所述随动座(4)的两端分别设置在单轴机器人(2)和直线导轨(3)上， 所述随动座(4)上 设置三轴桁架机器人(5)； 所述三轴桁架机器人(5)的终端设置电缸(6)； 所述单轴机器人(2)、 三轴桁架机器人(5)分别与数控操作箱电连接。 3.根据权利要求1所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 所述三轴桁架机器人 (5)的终端设置下刀盘架(9)， 所述下刀盘架(9

6、)上通过轴承转动连接下刀盘(10)。 4.根据权利要求3所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 所述上刀盘(8)下方有 滑动花键(11)， 滑动花键(11)与下刀盘(10)中心滑动连接。 5.根据权利要求1所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 所述底座(1)的板条输 入端的侧面安装光电传感器(18)， 所述光电传感器(18)与数控操作箱电连接。 6.根据权利要求1所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 两个加工单元的远离 端， 分别设置第一导向传输机构； 所述第一导向传输机构包括： 第一导向传输机构支架(23)、 第一输送辊道(19)、 第一输 送电机(20)和多个第一输送辊轮(

7、21)； 所述第一导向传输机构支架(23)上分别设置第一输送辊道(19)和第一输送电机(20)； 所述第一输送辊道(19)上配合设置多个第一输送辊轮(21)； 所述第一输送电机(20)的输出轴与第一输送辊轮(21)传动连接， 所述第一输送电机 (20)与数控操作箱电连接。 7.根据权利要求6所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 所述第一输送辊道(19) 的一侧设置多个第一靠轮(22)。 8.根据权利要求1所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 两个相对设置的加工单 权利要求书 1/2 页 2 CN 110756906 A 2 元之间设置第二导向传输单元； 所述第二导向传输机构包括：

8、第二导向传输机构支架(24)、 第二输送辊道(25)、 第二输 送电机(26)和多个第二输送辊轮(27)； 所述第二导向传输机构支架(24)上分别设置第二输送辊道(27)和第二输送电机(26)； 所述第二输送辊道(25)上配合设置多个第二输送辊轮(27)； 所述第二输送电机(26)的输出轴与第二输送辊轮(27)传动连接， 所述第二输送电机 (26)与数控操作箱电连接。 9.根据权利要求8所述的板条端部智能倒角装置， 其特征在于， 所述第二输送辊道(25) 的一侧设置多个第二靠轮(28)。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110756906 A 3 板条端部智能倒角装置 技术领域 0001 本

9、发明涉及机械加工设备领域， 尤其涉及一种板条端部智能倒角装置。 背景技术 0002 钢板的应用十分广泛， 在工业、 农业等应用十分普遍， 在核电及船舶制造中也是随 处可见。 随着行业发展， 对钢板的加工精度要求也越来越高， 在船舶制造中需要加工大量板 条， 需要对板条边缘进行倒角加工， 且板条规格不同， 端部形状不同， 板条的长直边可以通 过倒棱机加工完成， 但板条端部类型包含A形头、 S形头、 R孔、 直头等， 形状并不规则。 0003 目前板条端部的倒角作业一般由人工利用手持式倒角机进行加工作业， 工作效率 低， 且加工精度参差不齐， 直接影响企业的生产工作， 存在很大的局限性。 发明内容

10、 0004 本发明主要解决现有技术的板条端部的倒角作业由人工利用手持式倒角机进行 加工作业， 工作效率低， 加工效果不佳等技术问题， 提出一种板条端部智能倒角装置， 能够 对板条的异形端部进行边缘双面倒角加工作业， 解放大量劳动力的同时， 提高了工作效率， 节约成本。 0005 本发明提供了一种板条端部智能倒角装置， 包括： 数控操作箱以及两个相对设置 的加工单元； 0006 所述加工单元包括： 移动机构、 夹板机构、 倒角加工机构以及两个平行设置的底座 (1)； 0007 所述移动机构滑动设置在两个底座(1)上方， 所述夹板机构和倒角加工机构分别 设置在移动机构上； 所述移动机构上设置三维激

11、光轮廓传感器(17)； 0008 所述夹板机构包括： 下辊轮(12)、 夹板架(13)、 夹板气缸(14)、 压板(15)和上辊轮 (16)； 其中， 所述下辊轮(12)和夹板架(13)分别固定设置在移动机构上， 所述夹板架(13)在 下辊轮(12)上方； 所述夹板气缸(14)的缸体固定设置在夹板架(13)上， 所述夹板气缸(14) 的柱塞端固定安装有压板(15)， 所述夹板气缸(14)与气源连接； 所述压板(15)下方转动安 装上辊轮(16)； 所述压板(15)上固定安装压轮电机， 所述压轮电机与上辊轮(16)传动连接； 0009 所述倒角加工机构包括： 电缸(6)、 电主轴(7)、 下刀盘

12、(10)和上刀盘(8)； 其中， 所 述电缸(6)设置在移动机构上， 所述电缸(6)的移动端设置电主轴(7)， 所述电主轴(7)的工 作端设置上刀盘(8)， 所述上刀盘(8)的下方设置同轴连接的下刀盘(10)； 0010 所述移动机构、 三维激光轮廓传感器(17)、 气源、 电缸(6)、 电主轴(7)分别与数控 操作箱电连接。 0011 优选的， 一个底座(1)上设置单轴机器人(2)， 另一个底座(1)上设置直线导轨(3)； 0012 所述移动机构包括： 随动座(4)和三轴桁架机器人(5)； 0013 所述随动座(4)的两端分别设置在单轴机器人(2)和直线导轨(3)上， 所述随动座 (4)上设

13、置三轴桁架机器人(5)； 说明书 1/5 页 4 CN 110756906 A 4 0014 所述三轴桁架机器人(5)的终端设置电缸(6)； 0015 所述单轴机器人(2)、 三轴桁架机器人(5)分别与数控操作箱电连接。 0016 优选的， 所述三轴桁架机器人(5)的终端设置下刀盘架(9)， 所述下刀盘架(9)上通 过轴承转动连接下刀盘(10)。 0017 优选的， 所述上刀盘(8)下方有滑动花键(11)， 滑动花键(11)与下刀盘(10)中心滑 动连接。 0018 优选的， 所述底座(1)的板条输入端的侧面安装光电传感器(18)， 所述光电传感器 (18)与数控操作箱电连接。 0019 优选

14、的， 两个加工单元的远离端， 分别设置第一导向传输机构； 0020 所述第一导向传输机构包括： 第一导向传输机构支架(23)、 第一输送辊道(19)、 第 一输送电机(20)和多个第一输送辊轮(21)； 0021 所述第一导向传输机构支架(23)上分别设置第一输送辊道(19)和第一输送电机 (20)； 所述第一输送辊道(19)上配合设置多个第一输送辊轮(21)； 0022 所述第一输送电机(20)的输出轴与第一输送辊轮(21)传动连接， 所述第一输送电 机(20)与数控操作箱电连接。 0023 优选的， 所述第一输送辊道(19)的一侧设置多个第一靠轮(22)。 0024 优选的， 两个相对设置

15、的加工单元之间设置第二导向传输单元； 0025 所述第二导向传输机构包括： 第二导向传输机构支架(24)、 第二输送辊道(25)、 第 二输送电机(26)和多个第二输送辊轮(27)； 0026 所述第二导向传输机构支架(24)上分别设置第二输送辊道(27)和第二输送电机 (26)； 所述第二输送辊道(25)上配合设置多个第二输送辊轮(27)； 0027 所述第二输送电机(26)的输出轴与第二输送辊轮(27)传动连接， 所述第二输送电 机(26)与数控操作箱电连接。 0028 优选的， 所述第二输送辊道(25)的一侧设置多个第二靠轮(28)。 0029 本发明提供的一种板条端部智能倒角装置， 在

16、对板条端部倒角加工时， 将待加工 工件放置在输送辊道上， 以生产线的形式， 边输送边对板条异形端部进行双面倒角加工， 工 作效率高， 自动化程度高； 本发明能够智能识别板条端部形状， 能够满足不同规格形状的异 形板条双面倒角加工需求， 适合板条不同规格形状的端部的双面倒角加工作业。 0030 本发明可采用生产线的形式， 设备直接连接在倒棱机后， 倒棱机对长直边缘加工 完毕后直接进入端部加工工位， 加工完成后继续输送至下一工位， 完善了板条倒角加工的 自动化生产线， 其结构巧妙， 布局合理。 本发明解放大量劳动力的同时提高了工作效率， 节 约成本， 上述效果都大大改善了现有状况， 极大满足客户的

17、需求。 因此可以说它具备了多种 优点， 是一种适用于船舶、 航空航天、 石油化工、 冶金、 核电、 钢结构等各种行业的倒角加工 设备， 其市场前景十分广阔。 附图说明 0031 图1是本发明提供的板条端部智能倒角装置的结构示意图； 0032 图2是本发明提供的加工单元的结构示意图； 0033 图3是本发明提供的加工单元的主视图； 说明书 2/5 页 5 CN 110756906 A 5 0034 图4是本发明提供的加工单元的俯视图； 0035 图5是本发明提供的加工单元的左视图； 0036 图6是图1中的A部放大图； 0037 图7是本发明提供的倒角加工机构的结构示意图； 0038 图8是本发

18、明提供的第二导向传输单元的结构示意图。 0039 附图标记： 1-底座， 2-单轴机器人， 3-直线导轨， 4-随动座， 5-三轴桁架机器人， 6- 电缸， 7-电主轴， 8-上刀盘， 9-下刀盘架， 10-下刀盘， 11-滑动花键， 12-下辊轮， 13-夹板架， 14-夹板气缸， 15-压板， 16-上辊轮， 17-三维激光轮廓传感器， 18-光电传感器， 19-第一输送 辊道， 20-第一输送电机， 21-第一输送辊轮， 22-第一靠轮； 23-第一导向传输机构支架； 24- 第二导向传输机构支架； 25-第二输送辊道； 26-第二输送电机； 27-第二输送辊轮； 28-第二 靠轮。 具

19、体实施方式 0040 为使本发明解决的技术问题、 采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚， 下面 结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 可以理解的是， 此处所描述的具体实施 例仅仅用于解释本发明， 而非对本发明的限定。 另外还需要说明的是， 为了便于描述， 附图 中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。 0041 图1是本发明提供的板条端部智能倒角装置的结构示意图。 如图1所示， 本发明实 施例提供的板条端部智能倒角装置， 包括： 数控操作箱以及两个相对设置的加工单元(第一 加工单元和第二加工单元)； 同时， 两个加工单元的远离端分别设置第一导向传输机构； 两 个相对设置的加工单元之

20、间设置第二导向传输单元。 0042 即本实施例的板条端部智能倒角装置包括依次设置的第一导向传输机构(输送辊 道输入端)、 第一加工单元(后端倒角加工单元)、 第二导向传输单元(中间输送辊道)、 第二 加工单元(前端倒角加工单元)、 第一导向传输机构(输送辊道输出端)， 板条输送过程依次 经过上述设备。 0043 两个加工单元(第一加工单元和第二加工单元)结构基本一致， 但是相对设置； 后 端倒角加工单元的输出端通过第二导向传输单元， 将板条送入前端倒角加工单元的输入 端。 图2是本发明提供的加工单元的结构示意图； 图3是本发明提供的加工单元的主视图； 图 4是本发明提供的加工单元的俯视图； 图

21、5是本发明提供的加工单元的左视图； 图6是图1中 的A部放大图。 如图2-6所示， 所述加工单元包括： 移动机构、 夹板机构、 倒角加工机构以及两 个平行设置的底座1。 0044 所述移动机构滑动设置在两个底座1上方， 所述夹板机构和倒角加工机构分别设 置在移动机构上； 所述移动机构上设置三维激光轮廓传感器17。 本实施例的一个底座1上设 置单轴机器人2， 另一个底座1上设置直线导轨3； 所述移动机构包括： 随动座4和三轴桁架机 器人5； 所述随动座4的两端分别设置在单轴机器人2和直线导轨3上， 具体的， 单轴机器人2 的移动端固定安装随动座4， 随动座4的另一端底部通过滑块滑动连接在直线导轨

22、3上。 所述 随动座4上设置三轴桁架机器人5； 所述三轴桁架机器人5的终端设置电缸6。 三维激光轮廓 传感器17通过固定架安装在三轴桁架机器人5上的板条进入端上方。 所述底座1的板条输入 端的侧面安装光电传感器18。 说明书 3/5 页 6 CN 110756906 A 6 0045 所述夹板机构包括： 下辊轮12、 夹板架13、 夹板气缸14、 压板15和上辊轮16； 其中， 所述下辊轮12和夹板架13分别固定设置在移动机构上， 具体的下辊轮12转动安装在随动座 4中部， 所述夹板架13安装在下辊轮12上方； 所述夹板气缸14的缸体固定设置在夹板架13 上， 所述夹板气缸14的柱塞端固定安装

23、有压板15， 所述压板15下方转动安装上辊轮16； 所述 压板15和夹板架13之间还安装有滑杆。 所述夹板气缸14与气源连接； 所述压板15上固定安 装有压轮电机， 所述压轮电机与上辊轮16传动连接， 压轮电机通过链轮传动驱动上辊轮16。 0046 图7是本发明提供的倒角加工机构的结构示意图。 如图7所示， 所述倒角加工机构 包括： 电缸6、 电主轴7、 下刀盘10和上刀盘8； 其中， 所述电缸6设置在移动机构上， 所述电缸6 的移动端设置电主轴7， 所述电主轴7的工作端设置上刀盘8， 所述上刀盘8的下方设置同轴 连接的下刀盘10， 上刀盘8和下刀盘10相对设置； 所述上刀盘8下方有滑动花键1

24、1， 滑动花键 11与下刀盘10中心滑动连接。 所述三轴桁架机器人5的终端设置下刀盘架9， 所述下刀盘架9 上通过轴承转动连接下刀盘10。 0047 在本实施例中， 两个加工单元的远离端(第一加工单元的输入端和第二加工单元 的输出端)， 分别设置第一导向传输机构； 所述第一导向传输机构包括： 第一导向传输机构 支架23、 第一输送辊道19、 第一输送电机20和多个第一输送辊轮21。 0048 所述第一导向传输机构支架23上分别设置第一输送辊道19和第一输送电机20； 所 述第一输送辊道19上配合设置多个第一输送辊轮21； 所述第一输送电机20的输出轴与第一 输送辊轮21传动连接。 所述第一输送

25、辊道19的一侧设置多个第一靠轮22。 具体的， 第一输送 辊道19通过第一输送电机20和链条链轮传动为第一输送辊轮21提供旋转动力， 第一输送辊 轮21转动能够输送板条。 0049 本实施例中， 两个相对设置的加工单元之间设置第二导向传输单元。 能够将第一 加工单元输出的板条， 传输到第二加工单元进行再次加工。 图8是本发明提供的第二导向传 输单元的结构示意图。 如图8所示， 所述第二导向传输机构包括： 第二导向传输机构支架24、 第二输送辊道25、 第二输送电机26和多个第二输送辊轮27； 所述第二导向传输机构支架24 上分别设置第二输送辊道27和第二输送电机26； 所述第二输送辊道25上配

26、合设置多个第二 输送辊轮27； 所述第二输送电机26的输出轴与第二输送辊轮27传动连接。 所述第二输送辊 道25的一侧设置多个第二靠轮28。 第二导向传输单元与第一导向传输单元的结构和原理类 似。 0050 本实施例的板条端部智能倒角装置还包括外设的数控操作箱和气源。 夹板气缸14 等气动设备与气源连接。 移动机构(单轴机器人2、 三轴桁架机器人5)、 三维激光轮廓传感器 17、 光电传感器18、 气源、 电缸6、 电主轴7、 第一输送电机20、 第二输送电机26等电控组件分 别与数控操作箱电连接， 由数控操作箱进行控制。 0051 本实施例提供的板条端部智能倒角装置的工作原理： 0052 将

27、待加工端部的板条放在第一输送辊道19的进入端上， 首先到达第一加工单元 (后端倒角加工单元)工位， 光电传感器18工作， 当检测到该板条后端边缘时， 夹板气缸14工 作端带动压板15及其上的所有机构下压， 上辊轮16压到板条上表面(此时压轮电机不工 作)， 此时待加工板条的后端待加工部位位于加工单元的扫描及加工范围内， 同时单轴机器 人2开始工作， 带动随动座4及其上的所有机构向前运动； 三轴桁架机器人5沿x轴方向动作， 带动其上的三维激光轮廓传感器17沿x方向运动， 对板条后端进行扫描， 识别待加工边缘； 说明书 4/5 页 7 CN 110756906 A 7 根据扫描结果， 数控操作箱控

28、制三轴桁架机器人5和其上的电缸6、 电主轴7工作， 电缸6工作 将上刀盘8下压至板条上表面边缘， 而下刀盘10方向向上， 原本就位于板条待加工的下表面 边缘， 上刀盘8转动， 上刀盘8和下刀盘10之间通过滑动花键11连接， 带动下刀盘10同步转 动， 上刀盘8和下刀盘10同时对板条的后端上下表面边缘进行双面倒角加工。 后端倒角加工 过程中单轴机器人2一直在工作， 带动随动座4及其上的所有机构向前运动， 包括夹板机构 上夹持的板条； 板条后端倒角加工完毕后， 单轴机器人2正好输送至极限位置， 夹板机构上 压轮电机工作， 带动上辊轮16转动， 继续向前输送板条， 至第二导向传输单元上， 再到达第

29、二加工单元(端倒角加工单元)工位。 0053 第二加工单元对前端倒角加工工序与第一加工单元基本相同， 第二加工单元的光 电传感器18工作， 当检测到该板条前端边缘时， 夹板气缸14工作端带动压板15及其上的所 有机构下压， 上辊轮16压到板条上表面(此时压轮电机不工作)， 此时待加工板条的前端待 加工部位位于加工单元的扫描及加工范围内， 同时单轴机器人2开始工作， 带动随动座4及 其上的所有机构向前运动； 三轴桁架机器人5沿x轴方向动作， 带动其上的三维激光轮廓传 感器17沿x方向运动， 对板条前端进行扫描， 识别待加工边缘； 根据扫描结果， 数控操作箱控 制三轴桁架机器人5和其上的电缸6、

30、电主轴7工作， 电缸6工作将上刀盘8下压至板条上表面 边缘， 而下刀盘10方向向上， 原本就位于板条待加工的下表面边缘， 上刀盘8转动， 上刀盘8 和下刀盘10之间通过滑动花键11连接， 带动下刀盘10同步转动， 上刀盘8和下刀盘10同时对 板条的前端上下表面边缘进行双面倒角加工； 前端倒角加工过程中单轴机器人2一直在工 作， 带动随动座4及其上的所有机构向前运动， 包括夹板机构上夹持的板条； 板条前端倒角 加工完毕后， 单轴机器人2正好输送至极限位置， 夹板机构上压轮电机工作， 带动上辊轮16 转动， 继续向前输送板条至后面的第一输送辊道19上， 输送至下一工位。 0054 加工单元每完成一

31、个工件的倒角作业后， 单轴机器人2带动其上的所有机构返回 初始位置， 接收下一工件。 0055 最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其对 前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 说明书 5/5 页 8 CN 110756906 A 8 图1 说明书附图 1/6 页 9 CN 110756906 A 9 图2 图3 说明书附图 2/6 页 10 CN 110756906 A 10 图4 图5 说明书附图 3/6 页 11 CN 110756906 A 11 图6 说明书附图 4/6 页 12 CN 110756906 A 12 图7 说明书附图 5/6 页 13 CN 110756906 A 13 图8 说明书附图 6/6 页 14 CN 110756906 A 14