一种门板自动加工生产线及其生产方法与流程

本发明涉及门板生产，具体涉及一种门板自动加工生产线及其生产方法。

背景技术：

1、工业门作为厂房、仓库、物流中心等场所的重要配套设施，其市场需求量持续增长。工业门通常由多块门板拼接组成，每块门板需要经过切割、钻孔、铣削、装配等多道工序加工完成。随着制造业自动化水平的不断提升，门板加工逐渐从传统的人工操作向自动化生产线转变。

2、现有的门板加工生产线通常采用串行布局，即各加工工位沿生产线依次排列，门板按照固定顺序流经各工位完成加工。然而，这种串行布局存在以下问题：

3、第一，产线节拍不平衡。不同类型的门板加工需求差异较大，例如需要开设窗孔的门板在铣削工位需要较长的加工时间，而无需铣削的标准门板则直接通过该工位。这导致铣削工位成为整条产线的瓶颈，其他工位则存在空转等待的情况，产线整体效率受限于最慢工位的加工速度。

4、第二，门板顺序管理困难。一樘完整的工业门由多块门板按照特定顺序装配而成，但由于各门板的加工时间不同，在串行产线中容易出现门板到达装配工位的顺序与装配所需顺序不一致的问题，需要人工干预进行排序，影响生产效率和自动化程度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种门板自动加工生产线及其生产方法，旨在解决上述现有技术提到的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种门板自动加工生产线，包括：沿门板加工流向依次设置的送料单元、长度切割单元、钻孔单元、并行加工单元和装配单元；

4、以及设置于各相邻加工单元之间的物料转运机构，用于门板在各单元之间的自动化转运；

5、所述并行加工单元包括并列设置的至少两条加工分支线路，所述并行加工单元输入端的物料转运机构被配置为：根据获取的门板加工需求信息，将门板选择性地分配至对应的加工分支线路中，使不同加工需求的门板同步处理；

6、所述装配单元设于并行加工单元的输出端，用于门板周边型材及附件的安装；

7、所述并行加工单元的输出端与所述装配单元之间还设有顺序重组缓存区，所述顺序重组缓存区被配置为：根据各门板所属的门体归属信息及在门体中的装配位置信息，将从各条加工分支线路输出的门板，按照门体装配顺序重新排列后释放至所述装配单元。

8、作为优选的，所述加工分支线路包括并列设置的cnc铣削加工线、纵向宽度切割线和无加工输送线三条加工线路，三条加工线路的输入端分别通过对应的双交叉运输单元与钻孔单元的输出端衔接；

9、所述cnc铣削加工线包括cnc铣削中心，所述cnc铣削中心用于根据预设的加工程序对门板铣削出设定形状的窗孔和/或门拉手装配孔；

10、所述纵向宽度切割线包括纵向锯和与所述纵向锯配套设置的尾料与碎片回收装置，所述纵向锯用于对门板沿宽度方向进行锯切，所述尾料与碎片回收装置用于回收宽度切割过程中产生的尾料和碎片；

11、所述cnc铣削加工线的入口处设有位置补偿装置，所述位置补偿装置包括视觉检测组件和位置校正执行组件。

12、作为优选的，所述物料转运机构为多组双交叉运输单元，多组所述双交叉运输单元包括：

13、第一组双交叉运输单元，设置于所述长度切割单元的输出端与钻孔单元的输入端之间，用于将完成长度切割的门板转运至所述钻孔单元；

14、第二组双交叉运输单元，设置于所述钻孔单元的输出端与cnc铣削加工线的输入端之间，用于将完成前置统一钻孔后的门板分流至cnc铣削加工线或沿主输送线向下游输送；

15、第三组双交叉运输单元，设置于所述纵向宽度切割线的输入端，用于将沿主输送线到达的门板分流至纵向宽度切割线或无加工输送线；

16、第四组双交叉运输单元，设置于所述cnc铣削加工线的输出端，用于将完成铣削的门板横向转运汇流至主输送路径；

17、第五组至第八组双交叉运输单元，设置于所述装配单元内部的各工位之间及所述装配单元的输出端，用于门板在装配工位之间的按需转运以及将完成全部加工和装配的门板转运至后续包装工序。

18、作为优选的，所述送料单元包括送料架，所述送料架的输入端与中转线边仓库衔接，所述送料架上设有真空吸盘装置，用于将所述中转线边仓库中的门板原料吸附转移至送料架的输送面上。

19、作为优选的，所述长度切割单元采用双圆盘锯结构，用于对门板进行双面同步横向切割，将门板切割成预设的长度尺寸。

20、作为优选的，其中，所述第一组双交叉运输单元上安装有标签打印及粘贴机构，所述标签打印及粘贴机构用于在门板完成长度切割后，进入所述钻孔单元之前，打印并粘贴加工信息标签。

21、作为优选的，所述并行加工单元输入端的分流节点处设有标签识别机构，所述标签识别机构用于读取门板上的加工信息标签，系统通过识别加工信息标签上的加工需求信息，控制物料转运机构执行对应门板的分流调度。

22、作为优选的，所述钻孔单元包括钻孔站，用于对门板两侧同步进行钻孔和/或冲孔作业。

23、作为优选的，还包括plc集中控制系统，所述plc集中控制系统分别与所述送料单元、长度切割单元、钻孔单元、并行加工单元、装配单元以及各组双交叉运输单元通信连接，用于统一调度各单元的运行时序并控制各组双交叉运输单元的转运路径分配。

24、作为优选的，所述顺序重组缓存区包括多个设有独立驱动输送辊道的缓存工位，各缓存工位的输出端共同衔接至一条汇流输送线；所述顺序重组缓存区还设有合流调度模块，所述合流调度模块被配置为：为到达的门板分配缓存工位，并记录该门板所属的门体编号、位置序号与所占缓存工位之间的映射关系；在同一门体的全部门板到位后将该门体标记为已齐备并加入释放队列；当装配单元空闲时，将队首的已齐备门体的各门板按位置序号从小到大依次释放至所述装配单元；在等待某一门体的滞后门板期间，优先释放所述释放队列中其他已齐备门体的门板组。

25、作为优选的，所述合流调度模块还被配置为：仅当空闲的缓存工位数大于或等于一樘门中尚未到位的门板数量时，才允许该樘门的门板进入所述顺序重组缓存区暂存；和/或，当任一门体的门板在缓存工位中的等待时间超过预设阈值时，发出报警和/或控制上游加工单元优先加工该门体中尚未完成加工的门板。

26、作为优选的，所述为到达的门板分配缓存工位包括：为每樘门分配连续的缓存工位区，将该门体的各门板按位置序号送入所述工位区内对应的缓存工位；或者，将到达的门板分配至当前空闲的缓存工位并记录所述映射关系，释放时按位置序号查询所述映射关系定位对应的缓存工位。

27、作为优选的，各组所述双交叉运输单元均采用统一的标准模块化结构，所述标准模块化结构包括机架、沿纵向延伸的纵向输送辊道、以及设置于所述纵向输送辊道交叉区域的横向移载组件，所述横向移载组件包括用于将门板抬离辊面的顶升机构和用于将门板沿垂直于所述纵向的横向输送的横向输送机构；各组双交叉运输单元的纵向输送辊道长度、横向输送行程及所集成的附件根据其设置位置确定，其余结构均相同。

28、作为优选的，所述双交叉运输单元具有纵向直行模式和横向转运模式；在所述纵向直行模式下，所述横向移载组件处于下降避让位，门板由所述纵向输送辊道直接通过所述交叉区域；在所述横向转运模式下，门板停止于所述交叉区域后，先由所述顶升机构抬离辊面，再由所述横向输送机构沿所述横向输送至目标线路；其中，所述顶升机构未上升到位前，所述横向输送机构不得启动；所述交叉区域内存在门板且横向转运未完成时，所述纵向输送辊道不得放行后续门板。

29、本技术还公开了一种门板自动加工方法，包括以下步骤：

30、s1，送料与切割：送料单元取出门板原料输送至长度切割单元进行截取切割；

31、s2，预置孔加工：完成切割的门板经转运至钻孔单元进行预置孔位加工；

32、s3，并行加工分流：获取门板的加工需求信息，物料转运机构根据该信息将门板选择性地分配至并行加工单元内对应的加工分支线路进行同步处理；

33、s4，顺序重组缓存：门板在各加工分支线路完成加工后，顺序重组缓存区根据门板的门体归属信息及装配位置信息，为到达的门板分配缓存工位并记录门体归属信息、位置序号与缓存工位之间的映射关系，将门板按目标装配顺序重新排列暂存；

34、s5，装配：重新排列就绪的门板组依次释放至装配单元进行型材及附件的安装；当装配单元空闲时，将释放队列队首的已齐备门体的各门板按位置序号从小到大依次释放至装配单元，并在等待某一门体的滞后门板期间，优先释放其他已齐备门体的门板组。

35、作为优选的，步骤s3中所述的分配至对应的加工分支线路具体包括：

36、将需开设窗孔或拉手装配孔的门板分配至cnc铣削加工线；

37、将需进行宽度切割的顶部门板分配至纵向宽度切割线；

38、将无需额外加工的门板分配至无加工输送线直接向下游流转。

39、本发明的技术效果和优点：

40、1.本发明以多组双交叉运输单元作为各加工单元之间的物料转运机构，各双交叉运输单元具有纵向直行与横向转运两种互锁工作模式：纵向直行模式下，门板沿加工流向直接通过交叉区域，不额外增加产线节拍；横向转运模式下，门板可被顶升并横向移载至目标线路。由此在钻孔单元输出端与cnc铣削加工线、纵向宽度切割线、无加工输送线三条加工线路之间构成级联的分流节点，在各加工线路输出端构成汇流节点，实现不同加工需求门板的自动分流、同步并行处理与自动汇流，克服了传统串行产线中慢速工位成为瓶颈、其余工位空转等待的问题。

41、2.本发明通过设置的顺序重组缓存区，多个设有独立驱动输送辊道的缓存工位和合流调度模块，记录各门板所属的门体编号、位置序号与所占缓存工位之间的映射关系，在同一门体的全部门板到位齐备后，按位置序号从小到大整组连续释放至装配单元，并在等待滞后门板期间优先释放其他已齐备门体的门板组；配合防死锁准入控制（仅当空闲缓存工位数不少于该门体尚未到位的门板数时才允许门板进入缓存区），解决了三条加工线路并行加工后门板乱序到达与装配保序需求之间的矛盾，实现了并行加工与有序装配之间的无缝衔接，消除了人工排序干预和装配单元空等，大幅提高了整条生产线的产能和生产效率。

42、3.常规产线生产一樘由7块门板组成的工业提升门需要1工日，即一人8小时；采用本发明的生产线生产同样一樘由7块门板组成的工业提升门仅需15分钟。由于本发明产线中设有并行加工单元和顺序重组缓存区，在大批量或多型号工业提升门的生产中效果更加显著：常规产线在生产三种型号的工业提升门时，不仅同一型号门上的不同门板需要依次加工，三种型号的门板之间更无法同步加工，门板产量约7.5块/8小时/人；而本发明的生产线在处理此类生产任务时，产能可达400块门板/8小时，效率是常规门板产线的数十倍。