自动控制加工制作组件及方法与流程

1.本发明涉及自动控制加工制作组件及方法，用于沙画工艺品的自动化制作与装裱。


背景技术：

2.现有沙画制作方法分下述步骤进行：将透明热熔胶加热熔化为液体状；将各种不同颜色的彩沙分别加入步骤1熔化的液体透明热熔胶混合均匀；将步骤2熔入液体透明热熔胶的彩沙冷却，并用人工或机械将其分离为颗粒状，形成包裹有透明热熔胶的散状彩沙；在耐高温的画板上按色彩需要取步骤3包裹有透明热熔胶的散状彩沙进行撒、抹、堆、吹方式的作画；将已作好沙画的画板放进烘箱加热至60—90℃，让热熔胶熔解形成整体后自然冷却即可将立体沙画图案永久固化在画板上，成为沙画成品。或采用步骤：取沙画板置于沙画台之上；使用画沙在沙画板上作画，完成后得到沙画坯；向沙画坯喷洒淋膜胶；静置晾干，得到定型沙画；装裱即得带有裱框的成型沙画。
3.其都是采用人工，效率低下，而上述方案也无法直接应用于自动化，因为人工制作是工艺大师进行的，而机械制作是机械工程师、自动化控制工程师及制作加工类企业根据设计图纸创新得到的，两者存在技术障碍。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种自动控制加工制作组件及方法。其母案是cn202010711930.3；制作自动化控制生产线及方法；申请日：20200722。
5.一种自动控制加工制作组件，用于在沙画基板上绘制沙画后，通过装裱框架进行装裱；在沙画基板背面设置有工艺外沿及四个t型槽道；在t型槽道中放置带螺孔t型键，其螺孔通过连接螺钉一连接有连接片一端，连接片另一端通过连接螺钉二安装在装裱框架上；
6.其包括传送带；在传送带上分布若干胎具件，在传送带上依次有上料工位、翻转工位一、铣槽工位、安装配件工位、螺钉工位一、翻转工位二、沙画绘制工位、精修工位、膜胶涂抹工位、烘干工位、输出工位；在传送带各个工位下方设置有用于上顶并旋转胎具件的工位上顶旋转托头；工位上顶旋转托头实现胎具件在各个工位旋转角度；
7.在输出工位一侧具有旋转工作盘，在旋转工作盘上设置有入料工位、镶嵌工位、移除工位或在旋转工作盘上设置有镶嵌工位、入料工位、移除工位；在移除工位一侧设置有组装工位；在旋转工作盘各个工位下方设置有用于上顶并旋转沙画基板的旋转下顶头及对应的旋转上压头。
8.作为上述技术方案的进一步改进：
9.胎具件包括用于托载定位沙画基板的胎具架体及上下通道在胎具架体上的胎具工艺槽道，以便机械手进入放入或取出沙画基板；
10.在胎具架体两内侧壁分布有胎具侧弹簧定位板，用于与沙画基板侧部压力接触；
11.在胎具架体一内侧壁端部转动有胎具带有通槽的转套，在转套上偏心设置有导向通道，在胎具l型夹紧臂的直臂部穿过该导向通道，胎具l型夹紧臂的直臂部与头部弯臂部，用于推动对应的沙画基板向胎具侧弹簧定位板移动以被夹持；
12.在直臂部尾部倾斜具有胎具尾部弯臂，在直臂部胎具摆动限位块，以限制直臂部在导向通道内移动的行程；
13.在胎具架体与胎具尾部弯臂之间具有胎具开合推杆及弹簧，以驱动直臂部在导向通道内移动及摆动。
14.上料工位具有上料装置；其包括上料漏斗型进口以送入沙画基板；在上料漏斗型进口下设置有上料侧导向板，用于对沙画基板对应侧部导向接触；
15.在上料侧导向板下端出口处至少设置两个上料分度齿轮轴，其通过上料同步驱动齿条驱动旋转；
16.在上料分度齿轮轴上分别角度交错且高度上下设置有上料上托弧片及上料下分弧片；
17.在上料分度齿轮轴转动时，上料上托弧片及上料下分弧片交替与沙画基板接触；通过工艺外沿使得层叠的沙画基板之间产生间隙；
18.上料同步驱动齿条驱动上料分度齿轮轴旋转，使得上料下分弧片旋转与工艺外沿下表面接触托载沙画基板；然后，上料分度齿轮轴旋转，使得上料下分弧片与工艺外沿下表面分离，同时，上料上托弧片进入最低层沙画基板与第二层沙画基板之间因工艺外沿产生的间隙中托载第二层的下表面，工位上顶旋转托头上顶并托载最低层沙画基板向下移动到胎具件上，从而实现沙画基板的逐个下送。
19.在翻转工位一与翻转工位二分别设置有旋转夹持升降机械爪，以夹持沙画基板背面朝上及正面朝上；
20.在铣槽工位，设置有开槽机头及铣t型槽机头，用于加工t型槽道；
21.在安装配件工位一侧，t型座上料通道用于逐个送入带螺孔t型键；连接板上料通道用于逐个送入连接片；
22.配件上料机械手臂，用于将带螺孔t型键安装在t型槽道中，用于将连接片一端安装在带螺孔t型键上；
23.在螺钉工位一上，攻丝机具有三通攻丝导向套
24.送螺丝通道用于将连接螺钉一逐个从斜向通道送入到三通攻丝导向套下输出端，然后，攻丝机进入三通攻丝导向套阻挡后续的连接螺钉一的斜向通道出口，并进入下输出端旋转对带螺孔t型键安装在带螺孔t型键与连接片之间；
25.在沙画绘制工位，将具有胶液的彩沙送到沙画基板正面，具有若干机械臂操控且嘴口带有开合挡板的出沙通道；在精修工位，具有机械手操控的修整工具，对沙画进行修整；
26.膜胶涂抹工位，具有机械手操控的胶管，用于在沙画表面涂膜胶；在烘干工位，具有烘干机，用于对胶液干燥；
27.在输出工位与入料工位之间具有中转托载机械手，用于将沙画基板从胎具件上取出，并转到入料工位；中转托载机械手具有u型叉，以插入到胎具工艺槽道中；
28.在镶嵌工位，具有裱框上料部，其传送有装裱框架，裱框上料机械手用于将装裱框
架放入到沙画基板上并固定或裱框上料机械手用于将装裱框架放入到旋转工作盘上以便在入料工位放入沙画基板并固定；
29.在移除工位，具有与中转托载机械手结构相同的移除托载机械手，用于将装裱框架的沙画基板移动到组装工位；
30.在组装工位，具有螺丝送入通道，以逐个输送连接螺钉二，在螺丝送入通道与组装工位之间具有移动升降攻丝头，在移动升降攻丝头上具有暂存套体，用于存放连接螺钉二，在组装工位上方设置有下顶压部；
31.在组装工位具有l型拨动摆臂，用于将连接片一端摆动到装裱框架下方。
32.一种制作自动化控制生产方法，借助于自动控制加工制作组件；用于在沙画基板上绘制沙画后，通过装裱框架进行装裱；借助于胎具件；该方法如下；
33.s1，首先，上料同步驱动齿条驱动上料分度齿轮轴旋转，使得上料下分弧片旋转与工艺外沿下表面接触托载沙画基板；然后，上料分度齿轮轴旋转，使得上料下分弧片与工艺外沿下表面分离，同时，上料上托弧片进入最低层沙画基板与第二层沙画基板之间因工艺外沿产生的间隙中托载第二层的下表面，工位上顶旋转托头上顶并托载最低层沙画基板向下移动到胎具件上，从而实现沙画基板的逐个下到胎具架体上；
34.s2，胎具开合推杆及弹簧驱动直臂部在导向通道内移动及摆动，使得直臂部与头部弯臂部推动对应的沙画基板向胎具侧弹簧定位板移动以被夹持；
35.s3，首先，通过摄像头检测沙画基板是否反面朝上；然后，若正面朝上，胎具件将沙画基板松开，旋转夹持升降机械爪将沙画基板翻面使得反面朝上；
36.s4，在铣槽工位，开槽机头在沙画基板背面加工直槽，然后，铣t型槽机头加工t型槽道；
37.s5，在安装配件工位，配件上料机械手臂先将带螺孔t型键从t型座上料通道安装在t型槽道中，再从连接板上料通道将连接片一端安装在带螺孔t型键上；
38.s6，在螺钉工位一上，首先，送螺丝通道将连接螺钉一逐个从斜向通道送入到三通攻丝导向套下输出端；然后，攻丝机进入三通攻丝导向套阻挡后续的连接螺钉一的斜向通道出口，并进入下输出端旋转对带螺孔t型键安装在带螺孔t型键与连接片之间；
39.s6，在沙画绘制工位，将具有胶液的彩沙送到沙画基板正面，
40.s7，在精修工位，具有机械手操控的修整工具，对沙画进行修整；
41.s8，在膜胶涂抹工位，在沙画表面涂膜胶；
42.s9，在烘干工位，烘干机对胶液干燥；
43.s10，首先，在输出工位与入料工位，中转托载机械手将沙画基板从胎具件上取出，并转到入料工位；然后，在镶嵌工位，裱框上料机械手将装裱框架放入到沙画基板上并固定；或首先，在镶嵌工位，裱框上料机械手将装裱框架放入到旋转工作盘上；然后，在输出工位与入料工位，中转托载机械手将沙画基板从胎具件上取出，并转到入料工位上的装裱框架中；
44.s11，在移除工位，移除托载机械手将装裱框架的沙画基板移动到组装工位；
45.s12，在组装工位，首先，l型拨动摆臂将连接片一端摆动到装裱框架下方；然后，螺丝送入通道逐个输送连接螺钉二到暂存套体；然后，暂存套体旋转移动到组装工位下方；其次，移动升降攻丝头的十字头从下方进入到暂存套体，下顶压部下压装裱框架上表面，从而
将连接螺钉二旋拧连接连接片与装裱框架，完成装裱；
46.s13，在装裱框架加盖或封膜。
47.本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
附图说明
48.图1是本发明的使用结构示意图。
49.图2是本发明的结构示意图。
50.图3是本发明的结构示意图。
51.图4是本发明的结构示意图。
52.图5是本发明的使用结构示意图。
53.图6是本发明的结构示意图。
54.其中：1、沙画基板；2、装裱框架；3、工艺外沿；4、t型槽道；5、带螺孔t型键；6、连接片；7、连接螺钉一；8、连接螺钉二；9、传送带；10、胎具件；11、上料工位；12、翻转工位一；13、铣槽工位；14、安装配件工位；15、螺钉工位一；16、翻转工位二；17、沙画绘制工位；18、精修工位；19、膜胶涂抹工位；20、烘干工位；21、输出工位；22、旋转工作盘；23、入料工位；24、镶嵌工位；25、移除工位；26、组装工位；27、胎具架体；28、胎具工艺槽道；29、胎具侧弹簧定位板；30、胎具l型夹紧臂；31、胎具带有通槽的转套；32、胎具尾部弯臂；33、胎具摆动限位块；34、胎具开合推杆；35、上料漏斗型进口；36、上料侧导向板；37、上料分度齿轮轴；38、上料上托弧片；39、上料下分弧片；40、上料同步驱动齿条；41、工位上顶旋转托头；42、旋转夹持升降机械爪；43、旋转上压头；44、开槽机头；45、铣t型槽机头；46、t型座上料通道；47、连接板上料通道；48、配件上料机械手臂；49、攻丝机；50、三通攻丝导向套；51、送螺丝通道；52、夹持旋转机械手二；53、中转托载机械手；54、旋转下顶头；55、裱框上料部；56、裱框上料机械手；57、螺丝送入通道；58、l型拨动摆臂；59、移动升降攻丝头；60、暂存套体；61、下顶压部。
具体实施方式
55.如图1
‑
6所示，本实施例的自动控制加工制作组件，用于在沙画基板1上绘制沙画后，通过装裱框架2进行装裱；在沙画基板1背面设置有工艺外沿3及四个t型槽道4；在t型槽道4中放置带螺孔t型键5，其螺孔通过连接螺钉一7连接有连接片6一端，连接片6另一端通过连接螺钉二8安装在装裱框架2上；
56.其包括传送带9；在传送带9上分布若干胎具件10，在传送带9上依次有上料工位11、翻转工位一12、铣槽工位13、安装配件工位14、螺钉工位一15、翻转工位二16、沙画绘制工位17、精修工位18、膜胶涂抹工位19、烘干工位20、输出工位21；在传送带9各个工位下方设置有用于上顶并旋转胎具件10的工位上顶旋转托头41；工位上顶旋转托头41实现胎具件10在各个工位旋转角度；
57.在输出工位21一侧具有旋转工作盘22，在旋转工作盘22上设置有入料工位23、镶嵌工位24、移除工位25或在旋转工作盘22上设置有镶嵌工位24、入料工位23、移除工位25；在移除工位25一侧设置有组装工位26；在旋转工作盘22各个工位下方设置有用于上顶并旋转沙画基板1的旋转下顶头54及对应的旋转上压头43。
58.胎具件10包括用于托载定位沙画基板1的胎具架体27及上下通道在胎具架体27上的胎具工艺槽道28，以便机械手进入放入或取出沙画基板1；
59.在胎具架体27两内侧壁分布有胎具侧弹簧定位板29，用于与沙画基板1侧部压力接触；
60.在胎具架体27一内侧壁端部转动有胎具带有通槽的转套31，在转套31上偏心设置有导向通道，在胎具l型夹紧臂30的直臂部穿过该导向通道，胎具l型夹紧臂30的直臂部与头部弯臂部，用于推动对应的沙画基板1向胎具侧弹簧定位板29移动以被夹持；
61.在直臂部尾部倾斜具有胎具尾部弯臂32，在直臂部胎具摆动限位块33，以限制直臂部在导向通道内移动的行程；
62.在胎具架体27与胎具尾部弯臂32之间具有胎具开合推杆34及弹簧，以驱动直臂部在导向通道内移动及摆动。
63.上料工位11具有上料装置；其包括上料漏斗型进口35以送入沙画基板1；在上料漏斗型进口35下设置有上料侧导向板36，用于对沙画基板1对应侧部导向接触；
64.在上料侧导向板36下端出口处至少设置两个上料分度齿轮轴37，其通过上料同步驱动齿条40驱动旋转；
65.在上料分度齿轮轴37上分别角度交错且高度上下设置有上料上托弧片38及上料下分弧片39；
66.在上料分度齿轮轴37转动时，上料上托弧片38及上料下分弧片39交替与沙画基板1接触；通过工艺外沿3使得层叠的沙画基板1之间产生间隙；
67.上料同步驱动齿条40驱动上料分度齿轮轴37旋转，使得上料下分弧片39旋转与工艺外沿3下表面接触托载沙画基板1；然后，上料分度齿轮轴37旋转，使得上料下分弧片39与工艺外沿3下表面分离，同时，上料上托弧片38进入最低层沙画基板1与第二层沙画基板1之间因工艺外沿3产生的间隙中托载第二层的下表面，工位上顶旋转托头41上顶并托载最低层沙画基板1向下移动到胎具件10上，从而实现沙画基板1的逐个下送。
68.在翻转工位一12与翻转工位二16分别设置有旋转夹持升降机械爪42，以夹持沙画基板1背面朝上及正面朝上；
69.在铣槽工位13，设置有开槽机头44及铣t型槽机头45，用于加工t型槽道4；
70.在安装配件工位14一侧，t型座上料通道46用于逐个送入带螺孔t型键5；连接板上料通道47用于逐个送入连接片6；
71.配件上料机械手臂48，用于将带螺孔t型键5安装在t型槽道4中，用于将连接片6一端安装在带螺孔t型键5上；
72.在螺钉工位一15上，攻丝机49具有三通攻丝导向套50
73.送螺丝通道51用于将连接螺钉一7逐个从斜向通道送入到三通攻丝导向套50下输出端，然后，攻丝机49进入三通攻丝导向套50阻挡后续的连接螺钉一7的斜向通道出口，并进入下输出端旋转对带螺孔t型键5安装在带螺孔t型键5与连接片6之间；
74.在沙画绘制工位17，将具有胶液的彩沙送到沙画基板1正面，具有若干机械臂操控且嘴口带有开合挡板的出沙通道；在精修工位18，具有机械手操控的修整工具，对沙画进行修整；
75.膜胶涂抹工位19，具有机械手操控的胶管，用于在沙画表面涂膜胶；在烘干工位
20，具有烘干机，用于对胶液干燥；
76.在输出工位21与入料工位23之间具有中转托载机械手53，用于将沙画基板1从胎具件10上取出，并转到入料工位23；中转托载机械手53具有u型叉，以插入到胎具工艺槽道28中；
77.在镶嵌工位24，具有裱框上料部55，其传送有装裱框架2，裱框上料机械手56用于将装裱框架2放入到沙画基板1上并固定或裱框上料机械手56用于将装裱框架2放入到旋转工作盘22上以便在入料工位23放入沙画基板1并固定；
78.在移除工位25，具有与中转托载机械手53结构相同的移除托载机械手，用于将装裱框架2的沙画基板1移动到组装工位26；
79.在组装工位26，具有螺丝送入通道57，以逐个输送连接螺钉二8，在螺丝送入通道57与组装工位26之间具有移动升降攻丝头59，在移动升降攻丝头59上具有暂存套体60，用于存放连接螺钉二8，在组装工位26上方设置有下顶压部61；
80.在组装工位26具有l型拨动摆臂58，用于将连接片6一端摆动到装裱框架2下方。
81.本实施例的制作自动化控制生产方法，借助于自动控制加工制作组件；用于在沙画基板1上绘制沙画后，通过装裱框架2进行装裱；借助于胎具件10；该方法如下；
82.s1，首先，上料同步驱动齿条40驱动上料分度齿轮轴37旋转，使得上料下分弧片39旋转与工艺外沿3下表面接触托载沙画基板1；然后，上料分度齿轮轴37旋转，使得上料下分弧片39与工艺外沿3下表面分离，同时，上料上托弧片38进入最低层沙画基板1与第二层沙画基板1之间因工艺外沿3产生的间隙中托载第二层的下表面，工位上顶旋转托头41上顶并托载最低层沙画基板1向下移动到胎具件10上，从而实现沙画基板1的逐个下到胎具架体27上；
83.s2，胎具开合推杆34及弹簧驱动直臂部在导向通道内移动及摆动，使得直臂部与头部弯臂部推动对应的沙画基板1向胎具侧弹簧定位板29移动以被夹持；
84.s3，首先，通过摄像头检测沙画基板1是否反面朝上；然后，若正面朝上，胎具件10将沙画基板1松开，旋转夹持升降机械爪42将沙画基板1翻面使得反面朝上；
85.s4，在铣槽工位13，开槽机头44在沙画基板1背面加工直槽，然后，铣t型槽机头45加工t型槽道4；
86.s5，在安装配件工位14，配件上料机械手臂48先将带螺孔t型键5从t型座上料通道46安装在t型槽道4中，再从连接板上料通道47将连接片6一端安装在带螺孔t型键5上；
87.s6，在螺钉工位一15上，首先，送螺丝通道51将连接螺钉一7逐个从斜向通道送入到三通攻丝导向套50下输出端；然后，攻丝机49进入三通攻丝导向套50阻挡后续的连接螺钉一7的斜向通道出口，并进入下输出端旋转对带螺孔t型键5安装在带螺孔t型键5与连接片6之间；
88.s6，在沙画绘制工位17，将具有胶液的彩沙送到沙画基板1正面，
89.s7，在精修工位18，具有机械手操控的修整工具，对沙画进行修整；
90.s8，在膜胶涂抹工位19，在沙画表面涂膜胶；
91.s9，在烘干工位20，烘干机对胶液干燥；
92.s10，首先，在输出工位21与入料工位23，中转托载机械手53将沙画基板1从胎具件10上取出，并转到入料工位23；然后，在镶嵌工位24，裱框上料机械手56将装裱框架2放入到
沙画基板1上并固定；或首先，在镶嵌工位24，裱框上料机械手56将装裱框架2放入到旋转工作盘22上；然后，在输出工位21与入料工位23，中转托载机械手53将沙画基板1从胎具件10上取出，并转到入料工位23上的装裱框架2中；
93.s11，在移除工位25，移除托载机械手将装裱框架2的沙画基板1移动到组装工位26；
94.s12，在组装工位26，首先，l型拨动摆臂58将连接片6一端摆动到装裱框架2下方；然后，螺丝送入通道57逐个输送连接螺钉二8到暂存套体60；然后，暂存套体60旋转移动到组装工位26下方；其次，移动升降攻丝头59的十字头从下方进入到暂存套体60，下顶压部61下压装裱框架2上表面，从而将连接螺钉二8旋拧连接连接片6与装裱框架2，完成装裱；
95.s13，在装裱框架2加盖或封膜。
96.通过本发明实现了沙画基板1与装裱框架2的自动化装裱安装，通过设计工艺外沿3，从而方便自动分离，通过订制t型槽道4方便装入带螺孔t型键5，通过连接片6，连接螺钉一7，连接螺钉二8实现连接，传送带9实现工序连接，胎具件10实现工件的加载，上料工位11，翻转工位一12，铣槽工位13，安装配件工位14，螺钉工位一15，翻转工位二16，沙画绘制工位17，精修工位18，膜胶涂抹工位19，烘干工位20，输出工位21实现了沙画处理及预安装，旋转工作盘22实现工序中转，在入料工位23，镶嵌工位24，移除工位25，组装工位26实现了装裱完成。
97.本发明巧妙之处还在于，胎具架体27为载体，胎具工艺槽道28方便安装或取件，胎具侧弹簧定位板29实现兼容性安装，胎具l型夹紧臂30通过摆动实现一侧夹紧，通过牵拉实现另一侧的夹紧，胎具带有通槽的转套31实现摆动驱动的支点，胎具尾部弯臂32方便摆动，胎具摆动限位块33实现行程控制，胎具开合推杆34实现驱动。巧妙之处还在于，上料漏斗型进口35通过斜面实现导向，上料侧导向板36实现定位导向，上料同步驱动齿条40带动上料分度齿轮轴3与上料下分弧片39及上料上托弧片38交错与底层沙画基板1或二次沙画基板1下表面接触，从而实现分离，其底层沙画基板1上表面与二次沙画基板1下表面的高度节约底层沙画基板1厚度一个到两个厚度之间，从而实现了分离，工位上顶旋转托头41实现基板的缓缓下落，旋转夹持升降机械爪42实现夹持翻转，旋转上压头43实现竖直定位，通过开槽机头44，铣t型槽机头45实习二次加工，t型座上料通道46与连接板上料通道47可以通过振动通道或传送带上料，配件上料机械手臂48实现上料，攻丝机49带动自攻丝实现了连接，三通攻丝导向套50实现了自攻丝或螺栓的上料，送螺丝通道51实现上料，夹持旋转机械手二52实现了夹持，中转托载机械手53可以是具有u型托手，旋转下顶头54实现了上顶支撑以及实现了载具旋转角度，裱框上料部55通过机械手或传送带上料，裱框上料机械手56实现夹持，螺丝送入通道57实现送料自攻丝，l型拨动摆臂58实现将连接片拨动到待安装进行螺丝安装，移动升降攻丝头59具有升降旋转十字头，暂存套体60同轴套装十字头外侧并与移动升降攻丝头59的机座连接，从而起到导向作用，下顶压部61实现辅助压持。