一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备及方法
【专利摘要】本发明公开了一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备及方法，包括自动钻孔机，自动上螺钉机，振动式螺钉分配器，振动式转盘螺钉机，输送小车，横移小车，底梁测量装置、长度测量装置、箱子定位装置和总控制柜；现有集装箱生产线上的各种布局，完全可用本方案中的两种实施方式其中一种来替代现有的集装箱木地板装配人工操作装配方式，极大的提高了生产效率、装配质量，基本替代了人工操作的旧工作方式，采用全自动化的控制模式，能适应了现代化集装箱生产线快速更换产品的需求，其钻孔、上钉的精度、质量会有很大的提高，更换及维修非常便利，适合现在的集装箱高速生产线对工装设备的要求，此设备将会是在集装箱制作生产线上的一次不小的革命性进步。
【专利说明】一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集装箱制造生产线上的自动化作业设备及方法，具体涉及一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备及方法。
【背景技术】
[0002]在现有的集装箱生产线上，集装箱木地板与底联的联接，采用的是用M8的自攻螺钉与底梁联接，因此现在的生产装配工艺是先用人工采用改装的电钻及气动钻进行钻孔，而后采用人工布螺钉及采用电动或气动扳手将自攻螺钉拧紧在底梁上，以一个40尺箱为例，需要近400个螺钉，而现在的集装箱生产线，每班至少要制作200多个40尺集装箱，该道工序现在全部由人工进行钻孔及上钉，故这是目前完工线上最消耗人力、体力、劳动量很大的工序之一。因此，现有生产线为此处配置的生产人员多达30-40人。为此，近年来，很多集装箱制造厂迫切需要这样一套生产设备，因此，依靠自己的技术力量，对木地板钻孔、上螺钉工装设备进行开发、研究，并投入了很多人力、资金，虽然有些专利等项成果，但只是停留在理论上和纸上，据了解，至今为止，还没有哪家集装箱生产厂家取得实质性的进展，所研发的设备不能很正常在生产线上使用，其次，其研发的大多只是前一道的钻孔工序，后面的上钉工序还是没有生产厂家进行实质性的开发、研究，及在生产线上作试验性使用。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种完全自动化、生产效率高、精度与质量好、更换及维修非常便利的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:包括用于对木地板进行钻孔的自动钻孔机，及设置在自动钻孔机前侧的、用于对木地板进行上螺钉的自动上螺钉机，及设置在自动钻孔机后侧、用于对自动上螺钉机进行螺钉输送的振动式螺钉分配器，及设置在振动式螺钉分配器后侧的、用于对螺钉进行排序及运输的振动式转盘螺钉机，及与自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器和振动式转盘螺钉机连接的输送小车，及与输送小车连接、用于输送输送小车的横移小车，及设置在自动钻孔机下方、与输送小车下端连接的底梁测量装置和长度测量装置，及设置在自动钻孔机左侧的，用于对集装箱定位的箱子定位装置，及与自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器、振动式转盘螺钉机、箱子定位装置、输送小车、底梁测量装置和长度测量装置相连接的总控制柜。
[0005]进一步地，所述自动钻孔机包括电机驱动钻头，及和电机驱动钻头连接的步进电机驱动，及和步进电机驱动连接的第一轴承座，及设置在轴承座上的第一行星减速器，及和第一轴承座连接的滚珠丝杠座，及和滚珠丝杠座连接的第一线性滑块，及和第一线性滑块连接的滑轨；所述自动上螺钉机包括第一伺服电机，及和第一伺服电机连接的第二轴承座，及设置在第二轴承座内部的第二行星减速器，及和第二轴承座连接的夹具和气缸，及和夹具连接的螺丝批，及设置在夹具上的夹头，及与夹头连接的第二线性滑块，及和第二线性滑块连接的中间导杆。[0006]进一步地所述振动式螺钉分配器包括振动电磁铁、电磁铁安装盒、螺钉导向槽、螺钉拨杆、推动气缸、落料阀座、滑块、电磁阀和输送软管；所述振动电磁铁设置在电磁铁安装盒内，所述落料阀座与输送软管相连接，所述螺钉拨杆与推动气缸相连接；所述振动式转盘螺钉机包括振动电磁铁、底座、转动盘、料仓、多圈螺旋式螺钉传送带和排序滑槽。
[0007]进一步地，所述运输小车为进箱小车，所述进箱小车包括车架、自动钻孔机、自动上螺钉机、总控制柜、振动输送装置安装架、两侧面定位导向轮组、从动车轮、主动车轮、联轴器、第二伺服电机及第三行星减速器，所述第二伺服电机与第三行星减速器相连接，及和第三行星减速器连接的主动车轮；的所述横移小车为横移式车架，所述横移式车架包括小车架、进箱小车行走轨道、锁紧机构、伸缩导轨、小车从动车轮、小车主动车轮、小车链传动系统和交流电机。
[0008]进一步地，所述运输小车为悬臂式箱外小车，所述悬臂式箱外小车包括车架、悬臂架、自动钻孔机、自动上螺钉机、安装架、总控制柜、振动输送装置安装架、从动车轮、伺服电机和第四行星减速器；所述横移小车为简易横移装置，所述简易横移装置包括车架、及和车架连接的车轮，及和车架连接的水平推力动力源。
[0009]进一步地，所述长度测量装置包括链条，及和链条连接的编码器盒，及设置在编码器盒内部的编码器，所述底梁测量装置包括接近开关，及和接近开关连接的支架，及和支架连接的气缸。
[0010]本发明要解决的另一技术问题是提供一种生产效率高、节约人工成本、全自动化的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉方法。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采用一种运输小车为进箱小车的技术方案:包括以下步骤:I )、主动车轮前进，将进箱小车送到钻孔和上钉位置，接着一套箱子定位装置，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上进行锁定，横移式车架上的伸缩导轨用气缸推出，与集装箱对接，进箱小车向前行进，进箱后先停下；2)、支架通过气缸可作上下移动，而此时，气缸下移，这时接近开关可测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位；3)、长度测量装置在集装箱门端部清零，并作为长度零点位，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与进箱小车上的伺服电机比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制进箱小车能精确定点停在各个自动钻孔机和自动上螺钉位置处，另外，安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备位需向内侧收缩，在工作位需向外扩展；4)、进箱小车再次向前行进，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度，通过用两个第二伺服电机分开驱动小车，另外在进箱小车两侧面定位导向轮组，可起辅助导向的作用，进箱小车进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机准备钻孔，该自动钻孔机，其钻头驱动部分采用了伺服电机驱动，进给部分为通过一个步进电机驱动，带动一套滚珠丝杆机构，推动钻机的轴承座，带动整套自动钻孔机可以上下移动；5)、其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求，而后需将排好队的螺钉，通过振动式螺钉分配器分配给各台自动上螺钉机；6)、通过振动式转盘螺钉机送来的螺钉，经气缸推动拨杆，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀，用压缩空气经软管将螺钉送到自动上螺钉机下面的螺钉夹具内，完成自动送螺钉工作，进箱小车在钻完一排孔后，向后退一排孔距位后，使自动上螺钉机对准已钻好的孔位上方，这时，自动上螺钉机开始工作，该设备采用伺服电机驱动螺丝批，夹具用于夹紧一个螺丝批，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头，该夹头的侧面与一个线性滑块相联，线性滑块用一个中间有弹簧的导杆相联，自动上螺钉机的上下由一个气缸推动轴承座，使螺丝批能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力；7)、在上完第一排螺钉后，进箱小车后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，进箱小车退回到横移小车上面，横移小车上的伸缩导轨用气缸收回，与集装箱脱开，接着箱子定位装置，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，横移式车架将进箱小车退回到待定位，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
[0012]为解决上述技术问题，本发明采用一种运输小车为悬臂式箱外小车的技术方案:包括以下步骤:1)、用一套简易横移装置，将需要钻孔、上钉的集装箱，从主生产线横移到木地板钻孔、上钉位，简易横移装置由车架、车轮及水平推力动力源所组成，每套简易横移装设置有3台简易式横移小车，易式横移小车将集装箱移到钻孔位后，将集装箱用定位装置锁定；2)、悬臂式箱外小车启动，将安装在悬臂架上的自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器和振动式转盘螺钉机，送进集装箱门口处而后停车，这时安装在第一排钻孔机处的两套底梁位置测量装置，该测量装置安装在与自动钻孔机钻头相同的位置上，其结构是将一个接近开关安装在一个支架上，支架通过气缸可作上下移动，而此时气缸下移，这时接近开关测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位；另外安装在第一排钻孔机处的左和右最外侧的两套自动钻孔机和自动上螺钉机，在准备位需向内侧收缩，在工作位需向外扩展，在外侧各用一个气缸来实现该项功能，而后悬臂式箱外小车通过后端一台第三伺服电机，并联接一台高精度第四行星减速器，通过链传动系统，带动两侧的齿轮、并通过两端齿条的反作用力将动力传递给小车，使小车前进或后退，由于采用一个电机，通过传动轴上的两个齿轮，将动力分递给两端的齿条；3)、长度测量装置在集装箱门端处清零，作为长度零点位，通过在从动轮处的链条，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮，编码器被安装在编码器盒内，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与悬臂式箱外小车上的伺服电机比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制悬臂式箱外小车能精确定点停在各个钻孔和上螺钉位置处，另外，安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备需向内侧收缩，在工作位需向外扩展；4)、悬臂式箱外小车再次向前行进，通过后端一台第三伺服电机集中驱动小车，并联接一台高精度的第四行星减速器，通过传动轴上的两个齿轮，将动力分递给两端的齿条，使悬臂箱外小车前进或后退，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度.悬臂式箱外小车进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机准备钻孔，该自动钻孔机，其钻头驱动部分采用了伺服电机驱动、进给部分为通过一个步进电机驱动，带动一套滚珠丝杆机构，推动钻机的轴承座，带动整套自动钻孔机可以上下移动；5)、振动器由振动电磁铁及底座、转动盘及料仓、多圈螺旋式螺钉传送、排序滑槽组成，其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求。而后需将排好队的螺钉，通过振动式分配器分配给各台自动上螺钉机；6)、通过振动式转盘螺钉机送来的螺钉，经气缸推动拨杆，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀，用压缩空气经软管将螺钉送到自动上螺钉机下面的螺钉夹具内，完成自动送螺钉工作，悬臂式箱外小车在钻完一排孔后，向后退一排孔距位后，使上螺钉机对准已钻好的孔位上方，这时，上螺钉机开始工作，该设备采用伺服电机驱动螺丝批，通过联接一台第二行星减速器，第二行星减速器安装在一个第二轴承座上，第二轴承座侧面联接一个第二线性滑块，轴承座的下端联接一个夹具，夹具用于夹紧一个螺丝批，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头，该夹头的侧面与一个线性滑块相联，上下滑块用一个中间有弹簧的导杆相联，自动上螺钉机的上下由一个气缸推动轴承座，使螺丝批能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力；7)、在上完第一排螺钉后，悬臂式箱外小车后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，悬臂式箱外小车退回到原起始位，接着箱子定位装置，将完成钻孔、上钉作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，简易横移装置将上面的集装箱退回到原主生产线处，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
[0013]本发明的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备:现有集装箱生产线上的各种布局，完全可用本方案中的两种实施方式其中一种来替代现有的集装箱木地板装配人工操作装配方式，极大的提高了生产效率、装配质量，基本替代了人工操作的旧工作方式，采用全自动化的控制模式，能适应了现代化集装箱生产线快速更换产品的需求，其钻孔、上钉的精度、质量会有很大的提高，更换及维修非常便利，适合现在的集装箱高速生产线对工装设备的要求，此设备将会是在集装箱制作生产线上的一次不小的革命性进步。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施方式一的主视图；
图2为本发明实施方式一的右视图；
图3为本发明实施方式一中横移式车架的主视图；
图4为本发明实施方式一中横移式车架的俯视图；
图5为本发明实施方式一中进箱小车的结构示意图；
图6为本发明实施方式一中进箱小车的右视图；
图7为本发明集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备中自动钻孔机的结构示意图；
图8为本发明集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备中自动上螺钉机的结构示意图；图9为本发明集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备中振动式转盘螺钉机和振动式螺钉分配器的主视图；
图10为本发明集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备中振动式转盘螺钉机和振动式螺钉分配器的俯视图；
图11为本发明集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备中长度测量装置的结构示意
图；
图12为本发明实施方式二的主视图；
图13为本发明实施方式二的右视图；
图14为本发明实施方式二中简易横移装置的俯视图； 图15为本发明实施方式二中简易横移装置的右视图。
【具体实施方式】
[0015]实施例一:
参阅图1至11所示，一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，包括用于对木地板进行钻孔的自动钻孔机40，及设置在自动钻孔机40前侧的、用于对木地板进行上螺钉的自动上螺钉机70，及设置在自动钻孔机40后侧、用于对自动上螺钉机70进行螺钉输送的振动式螺钉分配器55，及设置在振动式螺钉55分配器后侧的、用于对螺钉进行排序及运输的振动式转盘螺钉机50，及与自动钻孔机40、自动上螺钉机70、振动式螺钉分配器55和振动式转盘螺钉机50连接的输送小车，及与输送小车连接、用于输送输送小车的横移小车，及设置在自动钻孔机40下方、与输送小车下端连接的底梁测量装置90和长度测量装置(未图示)，及设置在自动钻孔机40左侧的，用于对集装箱定位的箱子定位装置2，及与自动钻孔机40、自动上螺钉机70、振动式螺钉分配器55、振动式转盘螺钉机50、箱子定位装置2、输送小车、底梁测量装置90和长度测量装置相连接的总控制柜(未图示)。
[0016]所述自动钻孔机40包括电机驱动钻头41，及和电机驱动钻头41连接的第一伺服电机驱动31，及和第一伺服电机31驱动连接的第一轴承座43，及设置在轴承座43上的第一行星减速器32，及和第一轴承座连接的滚珠丝杠座44，及和滚珠丝杠座44连接的第一线性滑块45，及和第一线性滑块45连接的滑轨；所述自动上螺钉机70包括第二伺服电机71，及和第二伺服电机71连接的第二轴承座73，及设置在第二轴承座73内部的第二行星减速器72，及和第二轴承座73连接的夹具74和气缸，及和夹具74连接的螺丝批75，及设置在夹具74上的夹头76，及与夹头76连接的第二线性滑块78，及和第二线性滑块78连接的中间导杆79,所述振动式螺钉分配器55包括振动电磁铁56、电磁铁安装盒57、螺钉导向槽58、螺钉拨杆59、推动气缸60、落料阀座61、滑块62、电磁阀63和输送软管64 ；所述振动电磁铁56设置在电磁铁安装盒57内，所述落料阀座61与输送软管64相连接，所述螺钉拨杆59与推动气缸60相连接；所述振动式转盘螺钉机50包括振动电磁铁51、底座52、转动盘(未图示)、料仓53、多圈螺旋式螺钉传送带(未图示)和排序滑槽(未图示)。所述运输小车为进箱小车3,所述进箱小车3包括车架(未图示)、自动钻孔机40、自动上螺钉机70、总控制柜(未图示)、振动输送装置安装架(未图示)、两侧面定位导向轮组(未图示)、从动车轮94、主动车轮24、联轴器33、第三伺服电机(未图示)及第三行星减速器(未图示)，所述第三伺服电机与第三行星减速器相连接，及和第三行星减速器连接的主动车轮24 ;所述横移小车为横移式车架1，所述横移式车架I包括小车架(未图示)、进箱小车行走轨道(未图示)、锁紧机构(未图示)、伸缩导轨25、小车从动车轮(未图示)、小车主动车轮(未图示)、小车链传动系统23和交流电机21 ;所述长度测量装置包括链条95，及和链条95连接的编码器盒(未图示)，及设置在编码器盒内部的编码器(未图示)，所述底梁测量装置包括接近开关91，及和接近开关91连接的支架92，及和支架92连接的气缸93。
[0017]工作时包括以下步骤:1)、主动车轮24前进，将进箱小车3送到钻孔和上钉位置，接着一套箱子定位装置2，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上进行锁定，横移式车架上的伸缩导轨25用气缸26推出，与集装箱对接，进箱小车3向前行进，进箱后先停下;2)、支架用气缸93可作上下移动，而此时，气缸93下移，这时接近开关91可测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位；3)、长度测量装置在集装箱门端处清零，并作为长度零点位，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮96，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与进箱小车3上的伺服电机31比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制进箱小车3能精确定点停在各个自动钻孔机和自动上螺钉位置处，另外，安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备需向内侧收缩，在准备位需向外扩展；4)、进箱小车3再次向前行进，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度，通过用两个第二伺服电机31分开驱动小车，另外在进箱小车3两侧面定位导向轮组35，可起辅助导向的作用，进箱小车3进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机40准备钻孔，该自动钻孔机40，其钻头49驱动部分采用了伺服电机41驱动，进给部分为通过一个步进电机46驱动，带动一套滚珠丝杆机构47，推动钻机的轴承座43，带动整套自动钻孔机40可以上下移动；5)、其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求，而后需将排好队的螺钉，通过振动式螺钉分配器55分配给各台自动上螺钉机70 ；6)、通过振动式转盘螺钉机50送来的螺钉，经气缸60推动拨杆59，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀63，用压缩空气经软管64将螺钉送到自动上螺钉机70下面的螺钉夹具76内，完成自动送螺钉工作，进箱小车3在钻完一排孔后，向后退一排孔距位后，使自动上螺钉机7对准已钻好的孔位上方，这时，自动上螺钉机70开始工作，该设备采用伺服电机71驱动螺丝批，夹具74用于夹紧一个螺丝批75，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头76，该夹头的侧面与一个线性滑块78相联，线性滑块用一个中间有弹簧的导杆79相联，自动上螺钉机70的上下由一个气缸77推动轴承座73，使螺丝批75能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机71旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机71，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力；
7)、在上完第一排螺钉后，进箱小车3后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，进箱小车3退回到横移小车I上面，横移小车I上的伸缩导轨25用气缸26收回，与集装箱脱开，接着箱子定位装置2，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，横移式车架I将进箱小车3退回到待定位，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
[0018]实施例二:
参阅图7至图15所示，其与第一实施例不同之处在于:所述运输小车为悬臂式箱外小车101，所述悬臂式箱外小车包括车架、悬臂架110、自动钻孔机40、自动上螺钉机70、安装架(未图示)、总控制柜(未图示)、振动输送装置安装架(未图示)、从动车轮(未图示)、第三伺服电机105和第四行星减速器106 ;所述横移小车为简易横移装置201，所述简易横移装置201包括车架、及和车架202连接的车轮203，及和车架203连接的水平推力动力源204。
[0019]工作时，包括以下步骤:1)、用一套简易横移装置201，将需要钻孔、上钉的集装箱，从主生产线横移到木地板钻孔、上钉位，简易横移装置由车架202、车轮203及水平推力动力源204所组成，每套简易横移装设置有3台简易横移小车201，简易横移小车201将集装移到钻孔位后，将集装箱用定位装置2锁定；2)、悬臂式箱外小车启动，将安装在悬臂架110上的自动钻孔机40、自动上螺钉机70、振动式螺钉分配器55和振动式转盘螺钉机50，送进集装箱门口处而后停车，这时安装在第一排钻孔机处的两套底梁位置测量装置90，该测量装置安装在与自动钻孔机钻头49相同的位置上，其结构是将一个接近开关91安装在一个支架92上，支架用气缸93可作上下移动，而此时气缸93下移，这时接近开关91可测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位；另外安装在第一排钻孔机处的左和右最外侧的两套自动钻孔机和自动上螺钉机，在准备位需向内侧收缩，在工作位需向外扩展，在外侧各用一个气缸来实现该项功能，而后悬臂式箱外小车通过后端一台第三伺服电机105，并联接一台高精度第四行星减速器106，通过轴传动系统，带动两侧的齿轮107、并通过两端齿条108的反作用力将动力传递给悬臂箱外小车101，使悬臂箱外小车前进或后退，由于采用一个电机，通过传动轴上的两个齿轮，将动力分递给两端的齿条108 ;3)、长度测量装置在集装箱门端处清零，并作为长度零点位，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮96，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与悬臂式箱外小车101上的伺服电机31比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制悬臂式箱外小车101能精确定点停在各个自动钻孔机40和自动上螺钉70位置处，另外，安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备需向内侧收缩，在工作位需向外扩展；4)、悬臂式箱外小车101再次向前行进，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度，通过一台伺服电机31集中驱动悬臂式箱外小车，另外在悬臂式箱外小车101两侧面定位导向轮组35，可起辅助导向的作用，悬臂式箱外小车101进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机40准备钻孔，该自动钻孔机40，其钻头49驱动部分采用了伺服电机41驱动，进给部分为通过一个步进电机46驱动，带动一套滚珠丝杆机构47，推动钻机的轴承座43，带动整套自动钻孔机40可以上下移动；5)、其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求，而后需将排好队的螺钉，通过振动式螺钉分配器55分配给各台自动上螺钉机70 ；6)、通过振动式转盘螺钉机50送来的螺钉，经气缸60推动拨杆59，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀63，用压缩空气经软管64将螺钉送到自动上螺钉机70下面的螺钉夹具76内，完成自动送螺钉工作，悬臂式箱外小车101在钻完一排孔后，向后退一排孔距位后，使自动上螺钉机7对准已钻好的孔位上方，这时，自动上螺钉机70开始工作，该设备采用伺服电机71驱动螺丝批，夹具74用于夹紧一个螺丝批75，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头76，该夹头的侧面与一个线性滑块78相联，线性滑块用一个中间有弹簧的导杆79相联，自动上螺钉机70的上下由一个气缸77推动轴承座73，使螺丝批75能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机71旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机71，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力；7)、在上完第一排螺钉后，悬臂式箱外小车101后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，悬臂式箱外小车101退回到原起始位，接着箱子定位装置2，将完成钻孔、上钉作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，简易横移装置201将上面的集装箱退回到原主生产线处，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
[0020]本发明的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备:现有集装箱生产线上的各种布局，完全可用本方案中的两种实施方式其中一种来替代现有的集装箱木地板装配人工操作装配方式，极大的提高了生产效率、装配质量，基本替代了人工操作的旧工作方式，采用全自动化的控制模式，能适应了现代化集装箱生产线快速更换产品的需求，其钻孔、上钉的精度、质量会有很大的提高，更换及维修非常便利，适合现在的集装箱高速生产线对工装设备的要求，此设备将会是在集装箱制作生产线上的一次不小的革命性进步。
[0021]上述实施例，只是本发明的一个实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。
【权利要求】
1.一种集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:包括用于对木地板进行钻孔的自动钻孔机，及设置在自动钻孔机前侧的、用于对木地板进行上螺钉的自动上螺钉机，及设置在自动钻孔机后侧、用于对自动上螺钉机进行螺钉输送的振动式螺钉分配器，及设置在振动式螺钉分配器后侧的、用于对螺钉进行排序及运输的振动式转盘螺钉机，及与自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器和振动式转盘螺钉机连接的运输小车，及与运输小车连接、用于输送运输小车的横移小车，及设置在自动钻孔机下方、与运输小车下端连接的底梁测量装置和长度测量装置，及设置在自动钻孔机左侧的，用于对集装箱定位的箱子定位装置，及与自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器、振动式转盘螺钉机、箱子定位装置、运输小车、底梁测量装置和长度测量装置相连接的总控制柜。
2.根据权利要求1所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:所述自动钻孔机包括电机驱动钻头，及和电机驱动钻头连接的第一伺服电机驱动，及和第一伺服电机驱动连接的第一轴承座，及设置在轴承座上的第一行星减速器，及和第一轴承座连接的滚珠丝杠座，及和滚珠丝杠座连接的第一线性滑块，及和第一线性滑块连接的滑轨；所述自动上螺钉机包括第二伺服电机，及和第二伺服电机连接的第二轴承座，及设置在第二轴承座内部的第二行星减速器，及和第二轴承座连接的夹具和气缸，及和夹具连接的螺丝批，及设置在夹具上的夹头，及与夹头连接的第二线性滑块，及和第二线性滑块连接的中间导杆。
3.根据权利要求1所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:所述振动式螺钉分配器包括振动电磁铁、电磁铁安装盒、螺钉导向槽、螺钉拨杆、推动气缸、落料阀座、滑块、电磁阀和输送软管相连接；所述振动电磁铁设置在电磁铁安装盒内，所述落料阀座与输送软管相连接，所述螺钉拨杆与推动气缸相连接；所述振动式转盘螺钉机包括振动电磁铁、底座、转动盘、料仓、多圈螺旋式螺钉传送带和排序滑槽。
4.根据权利要求1所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:所述运输小车为进箱小车，所述进箱小车包括车架、自动钻孔机、自动上螺钉机、总控制柜、振动输送装置安装架、两侧面定位导向轮组、从动车轮、主动车轮、联轴器、第三伺服电机及第三行星减速器，所述第三伺服电机与第`三行星减速器相连接，及和第三行星减速器连接的主动车轮；所述横移小车为横移式车架，所述横移式车架包括小车架、进箱小车行走轨道、锁紧机构、伸缩导轨、小车从动车轮、小车主动车轮、小车链传动系统和交流电机。
5.根据权利要求1所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:所述运输小车为悬臂式箱外小车，所述悬臂式箱外小车包括车架、悬臂架、自动钻孔机、自动上螺钉机、安装架、总控制柜、振动输送装置安装架、从动车轮、伺服电机和第四行星减速器；所述横移小车为简易横移装置，所述简易横移装置包括车架、及和车架连接的车轮，及和车架连接的水平推力动力源。
6.根据权利要求1所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备，其特征在于:所述长度测量装置包括链条，及和链条连接的编码器盒，及设置在编码器盒内部的编码器，所述底梁测量装置包括接近开关，及和接近开关连接的支架，及和支架连接的气缸。
7.—种如权利要求4所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉方法，其特征在于，包括以下步骤: I )、主动车轮前进，将进箱小车送到钻孔和上钉位置，接着一套箱子定位装置，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上进行锁定，横移式车架上的伸缩导轨用气缸推出，与集装箱对接，进箱小车向前行进，进箱后先停下； 2)、支架通过气缸可作上下移动，而此时气缸下移，这时接近开关可测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位； 3)、长度测量装置在集装箱门端处清零，并作为长度零点位，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与进箱小车上的伺服电机比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制进箱小车能精确定点停在各个自动钻孔机和自动上螺钉位置处，另外安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备位需向内侧收缩，在工作位需向外扩展； 4)、进箱小车再次向前行进，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度，通过用两个第三伺服电机分开驱动小车，另外在进箱小车两侧面定位导向轮组，可起辅助导向的作用，进箱小车进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机准备钻孔，该自动钻孔机，其钻头驱动部分采用了伺服电机驱动，进给部分为通过一个步进电机驱动，带动一套滚珠丝杆机构，推动钻机的轴承座，带动整套自动钻孔机可以上下移动； 5)、其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求，而后需将排好队的螺钉，通过振动式螺钉分配器分配给各台自动上螺钉机； 6)、通过振动式转盘螺钉机送来的螺钉，经气缸推动拨杆，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀，用压缩空气经软管将螺钉送到自动上螺钉机下面的螺钉夹具内，完成自动送螺钉工作，进箱小车在钻完 一排孔后，向后退一排孔距位后，使自动上螺钉机对准已钻好的孔位上方，这时，自动上螺钉机开始工作，该设备采用伺服电机驱动螺丝批，夹具用于夹紧一个螺丝批，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头，该夹头的侧面与一个线性滑块相联，线性滑块用一个中间有弹簧的导杆相联，自动上螺钉机的上下由一个气缸推动轴承座，使螺丝批能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力； 7)、在上完第一排螺钉后，进箱小车后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，进箱小车退回到横移小车上面，横移小车上的伸缩导轨用气缸收回，与集装箱脱开，接着箱子定位装置，将需作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，横移式车架将进箱小车退回到待定位，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
8.—种如权利要求5所述的集装箱木地板全自动钻孔和上螺钉设备的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、用一套简易横移装置，将需要钻孔、上钉的集装箱，从主生产线横移到木地板钻孔、上钉位，简易横移装置由车架、车轮及水平推力动力源所组成，每套简易横移装设置有3台简易横移小车，简易横移小车将集装移到钻孔位后，将集装箱用定位装置锁定； 2)、悬臂式箱外小车启动,将安装在悬臂架上的自动钻孔机、自动上螺钉机、振动式螺钉分配器和振动式转盘螺钉机，送进集装箱门口处而后停车，这时安装在第一排钻孔机处的两套底梁位置测量装置，支架通过气缸可作上下移动，而此时气缸下移，这时接近开关可测到在木地板下面的底梁位置的信号，利用测到的底梁信号，并与长度位置信号相结合，可以消除箱子底梁的位置误差并容易地对木地板下面的底梁作精准的定位；另外安装在第一排钻孔机处的左和右最外侧的两套自动钻孔机和自动上螺钉机，在准备位需向内侧收缩，在工作位需向外扩展，在外侧各用一个气缸来实现该项功能，而后悬臂式箱外小车通过后端一台第三伺服电机，并联接一台高精度第四行星减速器，通过链传动系统，带动两侧的齿轮、并通过两端齿条的反作用力，将动力传递给小车，使小车前进或后退，由于采用一个电机，通过传动轴处的两个齿轮，将动力分递给两端的齿条； 3)、 长度测量装置在箱门端处清零，作为长度零点位，将转动的圈数给一个防尘、防水的编码器盒处的链轮，其输出的正负脉冲，经PLC计量，得到一个长度的绝对数值，并与悬臂式箱外小车上的伺服电机比较，使对箱体的长度得以精确的测量，并用其控制悬臂式箱外小车能精确定点停在各个自动钻孔机和自动上螺钉位置处，另外，安装在左、右最外侧的两套钻孔和上钉设备，在准备需向内侧收缩，在工作位需向外扩展； 4)、悬臂式箱外小车再次向前行进，其较紧凑的运动链，保证了传动的精确度，通过用第三伺服电机集中驱动悬臂式箱外小车，另外在悬臂式箱外小车两侧面定位导向轮组，可起辅助导向的作用，悬臂式箱外小车前面悬臂架进入到集装箱内后，在行走到最前面需钻孔的位置后，按程序控制顺序，自动钻孔机准备钻孔，该自动钻孔机，其钻头驱动部分采用了伺服电机驱动，进给部分为通过一个步进电机驱动，带动一套滚珠丝杆机构，推动钻机的轴承座，带动整套自动钻孔机可以上下移动； 5)、其料仓内每次可存放木地板专用螺钉20公斤，能满足约半个班的需求，而后需将排好队的螺钉，通过振动式螺钉分配器分配给各台自动上螺钉机； 6)、通过振动式转盘螺钉机送来的螺钉，经气缸推动拨杆，依次将螺钉推入阀孔内，通过打开电磁气阀，用压缩空气经软管将螺钉送到自动上螺钉机下面的螺钉夹具内，完成自动送螺钉工作，悬臂式箱外小车在钻完一排孔后，向后退一排孔距位后，使自动上螺钉机对准已钻好的孔位上方，这时，自动上螺钉机开始工作，该设备采用伺服电机驱动螺丝批，夹具用于夹紧一个螺丝批，其下端，有一个螺钉接受及导入夹头，该夹头的侧面与一个线性滑块相联，线性滑块用一个中间有弹簧的导杆相联，自动上螺钉机的上下由一个气缸推动轴承座，使螺丝批能上下运动，将螺钉顶出夹具，对准螺孔，用电机旋转力，将螺钉旋入木地板孔内，由于采用伺服电机，其旋紧扭力可以精确设定，达到所有的螺钉都有相同的拧紧力； 7)、在上完第一排螺钉后，悬臂式箱外小车后退，至第二排钻孔位处停车，开始准备钻下一排孔，通过作重复循环动作，直至完成集装箱内木地板需要钻孔、上螺钉的工作，而后，悬臂式箱外小车退回到原始位处，接着箱子定位装置，将完成钻孔\上钉作业的集装箱在横向及纵向位置上松开定位，简易横移装置将其上面的集装箱退送回到主生产线上，准备下一个集装箱的钻孔、上螺钉工作。
【文档编号】B27M3/36GK103481347SQ201310445909
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】毛清术, 顾建军, 朱红庆, 刘斌, 李威谋 申请人:东莞市同力精密机械有限公司