门窗加工自动化生产线

清欢不散

欧式木窗在中国发展已经二十多年，无论是生产设备，生产工艺以及产品系列都已经与欧洲市场看齐，甚至国内一些工厂的规模已经远远超过欧洲。随着欧式木窗产品不断地被国人接受和喜爱，近两年开始木窗散单市场也越来越好，所占比重越来越大，而木窗的生产也开始由少规格批量化生产模式向多规格定制化生产模式转变。
  散单化生产最典型的特点就是订单产品规格多样化，包括客户信息、产品结构、工件位置、工件尺寸及工件型面信息等一系列项目内容，每一根工件都有其独有的信息，如出现多散单集中加工时，所累积的信息是非常庞大的，必然会导致复杂的产品生产过程，需要技术人员和操作人员对于订单纸的熟识程度非常高，每个工序都需要操作人员反复的进行核对和确定产品的生产，以避免出现生产错误，无形中增加了工人无效工作量的比例。
  众所周知欧洲木窗厂数量很多，在仅不到36万平方公里的德国就有数千家木窗厂，但是在中国拥有年产几万平甚至几十万平米木窗的工厂并不多，大部分都是规模相对较小以服务当地且以散单生产为主的企业，全柔性化的生产模式是德国大部分工厂的共同点，下图是典型的整厂柔性化生产方式。
  
  如果参观过德国的一些工厂你就会发现，虽然德国的大部分工厂规模小、产量有限，但是这些工厂设备的自动化生产程度却很高，木窗生产车间的工人寥寥无几。
  德国工厂之所以出现这样的现象主要基于两个原因，一是德国生产劳动力成本太高，实现自动化可以降低劳动力成本，第二就是自动化生产方案可以实现无纸化，简化生产工艺，将一切都将给设备来完成，降低出错率。
  随着国内劳动力成本的升高及生产模式的升级，中国未来木窗的生产工艺一定也会是向无纸自动化生产方向发展。
二 、备料自动化
  
  将优选锯和四面刨通过生产线连接实现木窗备料自动化，通过一人多机的生产方式减少操作人员的使用，同时在散单生产备料中优选锯极大的发挥其优化的优势，合理并节约使用原材料，降低浪费成本。这种备料自动化连线模式国内已经有多家案例，在最后出料端可连接条码打印机或喷码机。
三、条码化生产
  条形码加工方式可实现工厂无纸化加工，条形码中包括所有产品和部件信息，相当于每根工件都有其独一无二的“身份证”，同时加工中心可根据扫描条形码识别部件信息自动调选加工程序，完全解放生产力，提高工作效率。

门窗加工

  柔性化，简称FMS。采用FMS的主要技术经济效果是:能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期;提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积;减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续"无人化生产";提高产品质量的一致性。
  柔性化生产是相对“刚性生产”而言的。工业化时代的刚性生产更多体现的是规模化、批量化、标准化，特点是效率高、单位产品成本低，能满足社会对大量工业品的需求。但随着消费结构升级，买方市场到来，消费者对个性化、定制化、时效性提出更高要求，能够满足“多样化、小规模、周期可控”的柔性化生产应运而生。自动化、信息技术、人工智能等技术的普及，使柔性化生产得以实现。

家具发起人

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路

《中国制造2025》由百余名院士专家着手制定，为中国制造业未来10年设计顶层规划和路线图，通过努力实现中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌三大转变，推动中国到2025年基本实现工业化，迈入制造强国行列。

——创新驱动。坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置

——质量为先。坚持把质量作为建设制造强国的生命线

——绿色发展。坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点

——结构优化。坚持把结构调整作为建设制造强国的关键环节

——人才为本。坚持把人才作为建设制造强国的根本

市场主导，政府引导，引领门窗设备行业快速发展，门窗智能流水生产线的投入应用使得整个生产程序智能化 精准度高 物料传送程序化

具中人

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种占用空间少且自动化程度高的门窗智能自动生产线及其生产方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:

一种门窗智能自动生产线，用于门窗外框与内扇的自动生产与安装，所述门窗智能自动生产线包括依次连接的：

下料机构，通过切割、钻孔以及铣削工序将毛料成型为可以直接组装的外框型材与内扇型材，所述外框型材包括设置于所述内扇高度方向两侧的第一壁及设置于所述内扇宽度方向两侧的第二壁，所述第二壁轴向的两端设置有卡块，所述第一壁轴向的两端设置有与所述卡块组配的卡槽，所述卡块的材料为拉胀复合材料；

内扇组装机构，将所述内扇型材配合玻璃块组装成框状内扇；

外框组装机构，包括夹紧方向相垂直的第一夹紧装置及第二夹紧装置，所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置共同将所述外框型材组装至所述内扇的外侧以形成完整的门或窗；

所述门窗智能自动生产线还包括：

运输机构，所述运输机构包括连接所述下料机构与所述内扇组装机构的第一传送装置、连接所述下料机构与所述外框组装机构的第二传送装置及连接所述内扇组装机构与所述外框组装机构的第三传送装置；

数控机构，所述数控机构分别与所述下料机构、所述内扇组装机构、所述外框组装机构及所述运输机构连接并控制。

优选的，所述卡块包括嵌设于所述第二壁内的固定部及自所述固定部垂直弯折延伸出的卡合部，所述卡合部包括与所述固定部连接的延伸部及自所述延伸部继续延伸出的卡接头，所述卡接头靠近所述延伸部的表面与延伸方向垂直，且所述卡接头的横截面面积沿延伸方向逐渐减小。

优选的，所述卡接头的数量为多个，多个所述卡接头沿所述延伸部的延伸方向依次固定连接。

优选的，数控机构与所述第三传送装置电连接，所述第三传送装置包括依次连接的第一传送臂、第二传送臂、第三传送臂及吸盘，所述第一传送臂、所述第二传送臂及所述第三传送臂共同带动所述吸盘在所述内扇组装机构与所述外框组装机构之间往复运动。

优选的，所述第一夹紧装置包括两个相对间隔设置的第一夹紧部及驱动所述第一夹紧部运动的第一驱动部，所述第二夹紧装置包括两个相对间隔设置的第二夹紧部及驱动所述第二夹紧部运动的第二驱动部，所述外框组装机构还包括安装支架，所述安装支架包括第一连接杆及与所述第一连接杆垂直的第二连接杆，两个所述第一夹紧部分别设置于所述第一连接杆的两端，两个所述第二夹紧部分别设置于所述第二连接杆的两端。

优选的，所述外框组装机构还包括设置于所述第一连接杆与所述第二连接杆的连接处的支撑座，所述支撑座远离所述安装支架的表面设置有橡胶防滑垫。

优选的，所述第二传送装置为传送带，所述第二传送装置包括分别与两个所述第一夹紧部对应设置的两个第一传送带及分别与两个所述第二夹紧部对应设置的两个第二传送带，所述第一传送带的输出端与所述第一夹紧部对接，所述第二传送带的输出端与所述第二夹紧部对接。

优选的，所述下料机构包括全自动下料机、与所述全自动下料机连接的控制终端、用于存放所述内扇型材的第一存放区及用于存放所述外框型材的第二存放区，所述控制终端与所述数控机构连接。

一种门窗智能自动生产方法，提供如前述任一项所述的门窗智能自动生产线，包括如下步骤：

步骤s10、下料，将毛料分为外框毛料与内扇毛料并分别放入所述下料机构，通过切割、钻孔及铣削工序将毛料成型为可直接组装的外框型材与内扇型材，并分别存放；

步骤s20、内扇组装，人工将内扇型材拼接后组角，再将玻璃放入组装成框状内扇；

步骤s30、外框组装，通过所述第三传送装置将所述内扇由所述内扇组装机构移动至所述外框组装机构，别分由所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置将所述外框型材与所述内扇拼接固定；

步骤s40、入库，通过所述第三传送装置将组装完成的产品移动至成品存放区并入库保存。

优选的，步骤s30包括如下子步骤：

步骤s31、通过所述第一夹紧装置将所述第一壁夹设于所述内扇高度方向的两侧；

步骤s32、通过所述第二夹紧装置将所述第二壁压向所述第一壁，使得所述卡块插入所述卡槽。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过设置所述外框组装机构包括夹紧方向相垂直的第一夹紧装置及第二夹紧装置，使得所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置共同将所述外框型材组装至所述内扇的外侧以形成完整的门或窗，即生产时将内扇与外框直接固定，相较于现有技术中将外框与内扇分开生产，安装时再进行组装的方式，省去内扇的安装工序，但门窗板面过大时，避免了因门窗板面过大而造成的安装不易，降低了门或窗在安装过程中损坏的风险；设置所述卡块的材料为拉胀复合材料，使得所述卡块具有负泊松比，使其具备拉胀性，增加了所述卡块与所述卡槽的配合强度，不易抽出。

附图说明

图1为本发明提供的门窗智能自动生产线的结构简图；

图2为本发明提供的门窗智能自动生产线部分结构的立体结构示意图；

图3为本发明提供的门窗智能自动生产线中第三传送装置的立体结构示意图；

图4为本发明提供的门窗智能自动生产线组装过程中外框型材与内扇型材的配合示意图；

图5为本发明提供的门窗智能自动生产方法的流程框图。

图中，100、门窗智能自动生产线；10、下料机构；11、全自动下料机；12、控制终端；13、第一存放区；14、第二存放区；20、内扇组装机构；30、外框组装机构；31、第一夹紧装置；311、第一夹紧部；312、第一驱动部；32、第二夹紧装置；321、第二夹紧部；322、第二驱动装置；33、安装支架；331、第一连接杆；332、第二连接杆；34、支撑座；41、第一传送装置；42、第二传送装置；421、第一传送带；422、第二传送带；43、第三传送装置；431、第一传送臂；432、第二传送臂；433、第三传送臂；434、吸盘；101、外框型材；1011、第一壁；1012、第二壁；102、内扇型材；103、卡块；1032、卡合部；1034、延伸部；1035、卡接头；104、卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。下述实验例和实施例用于进一步说明但不限于本发明。

请结合参阅图1至图4，本发明提供了一种门窗智能自动生产线100，用于门窗外框与内扇的自动生产与安装，所述门窗智能自动生产线100包括下料机构10、内扇组装机构20、外框组装机构30、运输机构及数控机构（图未示）。其中，所述下料机构10、所述内扇组装机构20及所述外框组装机构30依次连接。

所述下料机构10通过切割、钻孔以及铣削工序将毛料成型为可以直接组装的外框型材101与内扇型材102。

具体的，所述下料机构10包括全自动下料机11、与所述全自动下料机11连接的控制终端12、用于存放所述内扇型材102的第一存放区13及用于存放所述外框型材101的第二存放区14。其中，所述控制终端12与所述数控机构连接。

具体的，在本实施方式中，所述外框型材101包括设置于所述内扇高度方向两侧的两条第一壁1011及设置于所述内扇宽度方向两侧的两条第二壁1012。所述第二壁1012轴向的两端设置有卡块103，所述第一壁1011轴向的两端设置有与所述卡块组配的卡槽104，所述卡块103的材料为拉胀复合材料。

优选的，在本实施方式中，所述卡块103包括嵌设于所述第二壁1012内的固定部（图未示）及自所述固定部垂直弯折延伸出的卡合部1032。其中，所述卡合部1032包括与所述固定部连接的延伸部1034及自所述延伸部1034继续延伸出的卡接头1035。所述卡接头1035靠近所述延伸部1034的表面与延伸方向垂直，且所述卡接头1035的横截面面积沿延伸方向逐渐减小。

所述卡槽104具有可变直径的挡片（图未示），所述卡接头1035插入时，通过所述卡接头1035前端的斜面将所述挡片撑大，并通过所述卡接头1035靠近所述延伸部1034的表面与所述挡片卡合固定。

通过将所述卡块103的材料设置为拉胀复合材料，使得所述卡块103具有负泊松比，使其具备拉胀性，增加了所述卡块103与所述卡槽104的配合强度，不易抽出。

所述内扇组装机构20将所述内扇型材102配合玻璃块组装成框状内扇。

所述外框组装机构30包括夹紧方向相垂直的第一夹紧装置31、第二夹紧装置32、安装支架33及支撑座34。其中，所述第一夹紧装置31与所述第二夹紧装置32共同将所述外框型材101组装至所述内扇外侧以形成完整的门或窗。通过将外框与内扇在安装之前提前组装，相较于现有技术中先组装外框与内扇，安装时先将外框装入墙体再将内扇安装入所述外框的安装方式，在安装板面较大的门或窗时，可以省去内扇的安装工序，避免了因门或窗板面过大而造成的安装不易，降低了门或窗在安装过程中损坏的风险。

所述第一夹紧装置31包括两个相对间隔设置的第一夹紧部311及驱动所述第一夹紧部311运动的第一驱动部312；所述第二夹紧装置32包括两个相对间隔设置的第二夹紧部321及驱动所述第二夹紧部321运动的第二驱动部322。

优选的，在本实施方式中，所述第一驱动部312及所述第二驱动部322均为气缸。

所述安装支架33包括第一连接杆331及与所述第一连接杆331垂直的第二连接杆332。其中，两个所述第一夹紧部311分别设置于所述第一连接杆331的两端，两个所述第二夹紧部321分别设置于所述第二连接杆332的两端。

所述支撑座34设置于所述第一连接杆331与所述第二连接杆332的连接处。优选的，所述支撑座34远离所述安装支架33的表面设置有橡胶防滑垫（图未示）。

所述运输机构包括连接所述下料机构10与所述内扇组装机构20的第一传送装置41、连接所述下料机构10与所述外框组装机构30的第二传送装置42及连接所述内扇组装机构20与所述外框组装机构30的第三传送装置43。其中，在本实施方式中，所述第一传送装置41与所述第二传送装置42均为传送带，所述第三传送装置43为机械手臂。

具体的，所述第二传送装置42包括分别与两个所述第一夹紧部311对应设置的两个第一传送带421及分别与两个所述第二夹紧部321对应设置的两个第二传送带422。所述第一传送带421的输出端与所述第一夹紧部311对接，所述第二传送带422的输出端与所述第二夹紧部321对接。

具体的，所述第三传送装置43与所述数控机构电连接。所述第三传送装置43包括依次连接的第一传送臂431、第二传送臂432、第三传送臂433及吸盘434。所述第一传送臂431、所述第二传送臂432及所述第三传送臂433共同带动所述吸盘434在所述内扇组装机构20与所述外框组装机构30之间往复运动。

组装时，所述第一传送臂431、所述第二传送臂432及所述第三传送臂432的带动作用下，所述吸盘434吸取所述内扇组装机构20中已经组装完成的框状内扇后，将内扇放置于所述支撑座34上，再由所述外框组装机构30将所述外框型材101组装至内扇的外侧。

所述数控机构分别与所述下料机构10、所述内扇组装机构20、所述外框组装机构30及所述运输机构连接并控制。

请结合参阅图5，本发明还提供了一种门窗智能自动生产方法，具体包括如下步骤：

步骤s10、下料，将毛料分为外框毛料与内扇毛料并分别放入所述下料机构，通过切割、钻孔及铣削工序将毛料成型为可直接组装的外框型材与内扇型材，并分别存放；

步骤s20、内扇组装，人工将内扇型材拼接后组角，再将玻璃放入组装成框状内扇；

步骤s30、外框组装，通过所述第三传送装置将所述内扇由所述内扇组装机构移动至所述外框组装机构，别分由所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置将所述外框型材与所述内扇拼接固定；

具体的，所述步骤s30包括如下子步骤：

步骤s31、通过所述第一夹紧装置将所述第一壁夹设于所述内扇高度方向的两侧；

步骤s32、通过所述第二夹紧装置将所述第二壁压向所述第一壁，使得所述卡块插入所述卡槽。

步骤s40、入库，通过所述第三传送装置将组装完成的产品移动至成品存放区并入库保存。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过设置所述外框组装机构包括夹紧方向相垂直的第一夹紧装置及第二夹紧装置，使得所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置共同将所述外框型材组装至所述内扇的外侧以形成完整的门或窗，即生产时将内扇与外框直接固定，相较于现有技术中将外框与内扇分开生产，安装时再进行组装的方式，省去内扇的安装工序，但门窗板面过大时，避免了因门窗板面过大而造成的安装不易，降低了门或窗在安装过程中损坏的风险；设置所述卡块的材料为拉胀复合材料，使得所述卡块具有负泊松比，使其具备拉胀性，增加了所述卡块与所述卡槽的配合强度，不易抽出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。