本发明涉及一种平板钉雕方法，尤其涉及一种用钉子嵌入木板等平板载体内形成表面凸起艺术图案的阵列钉雕方法。
背景技术：
我国雕刻艺术具有悠久的历史，品种繁多，千百年来，伴随着人们的物质生活和精神生活而流传至今。它表现了民间工艺精湛的技艺、巧妙的构思和奇特的刨造力，具有很高的艺术价值与历史文人价值。传统雕刻主要有主要有以花岗石、大理石等天然石料为主的雕刻和以实木为主的木雕，运用圆雕、浮雕、透雕和线刻等技法雕刻成的各种艺术品和实用品。从其用途上看，主要用于建筑构件和装饰，如台基、柱基、栏板、牌坊、柱子、立体罗马柱、楼梯柱及拴马柱等。随着科技的发展，当石材雕刻机出现以后，石材雕刻机代替人工雕刻。由于石材是不可再生资源，面临资源日益枯竭，物以稀为贵，其价格也不断上涨。而木雕主要是材料是木材，是可再生资源，可以说取之不尽，用之不竭，但其目前也只能用圆雕、浮雕、透雕和线刻等技法及相关设备来雕刻，缺乏现代人的时尚感。近几年木材雕刻机突飞猛进增长迅速，行业细分也更为精细。人们越来向往无辐射无污染的天然木材为材料的装饰艺术也更为青睐，因此，迫切需要专门针对木板雕刻的新技法及设备来解决这个问题。
技术实现要素：
本发明针对现有木材雕刻技术工艺及相关设备存在的上述问题，而提供一种可钉子嵌入木板柱体内形成表面凸起艺术图案的阵列钉雕方法。
为实现上述目的，本发明采取的方案是：
一种钉雕方法，其特征是，包括以下工艺条件：
条件一：选择进行钉雕的平板载体，该平板载体为钉子通过外力可以从其表面钉进其内；
条件二：具有一个自动射钉枪，该自动射钉枪可以连续将钉子按序钉进平板载体上，从而产生钉雕艺术图案所需的单元像点单元；
条件三：具有一个XY平面运动机构，用以承载并驱动自动射钉枪在特定平面机自由移动，从而产生由钉子作为单元像点单元组成的钉雕艺术图案；
条件四：具有一个夹具托架，用于装载固定平板载体；
条件五：具有一个机柜或机架，用于装载固定夹具托架和夹具托架；
条件六：具有一个控制器，用于设定或保存钉雕图案数据、XY平面运动机构运动轨迹；
条件七：具有一个驱动装置，该驱动装置由控制器控制，用于驱动自动射钉枪工作；
条件八：具有一个机架，用于安装XY平面运动机构；
条件九：具有一个夹具托架，用于安装固定平板载体。
包括使用步骤：步骤一：将平板载体放置于夹具托架上并固定；
步骤二：通过触摸屏组件根据图案的形状、大小设置好进刀轨迹参数；或者通过控制器下载已经设计好的图案数据，并转换为进刀轨迹参数；
步骤二：启动控制器，通过驱动装置对XY平面运动机构进行复位，使其处于在初始位置；
步骤三：控制器根据所获取的进刀轨迹参数信息，控制XY平面运动机构和自动射钉枪依次将装载在自动射钉枪上的钉子钉在平板载体上，完成钉雕。
作为上述方案的改进，前述夹具托架具有一个控制夹具托架作垂直精密升降定位的Z轴升降机构，从而产生由高度不同的钉子作为单元像点单元组成的立体钉雕艺术图案。
作为上述方案的说明，射钉枪在XY轴运动机构驱动下可以在平面上按设定的轨迹自由运动，将各种颜色的钉子按次序钉进平板载体上，如木板平面上；通过Z轴升降机构来调整夹具托架中的平板载体高度来控制钉子的钉入平板载体的深度，即可实现各种凹凸有致的由钉子组成的点阵图案，形成时尚的别具一格的艺术钉雕。这种结构的XY轴运动机构可以达到相当高的精度，而且导轨能有效的减少射钉枪工作时的阻力。平板载体除了木板外，还可以是其它钉子可以钉进去的板材，如竹板、塑胶板、铝板或复合板等，可根据需要来选定板材作为平板载体。当采用较硬的板材时，可以采用特殊的钉子，如较尖的钢钉，镀上相应的颜色即可，如镀金即可得到黄金的色泽。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述Z轴升降机构包括丝杆和丝杆螺母、光轴、上梁、中梁、下梁、升降步进电机；
光轴两端分别固定在上梁和下梁上，丝杆螺母设于中梁上，丝杆两端设有轴承，丝杆两端通过轴承与光轴平行地设置在上梁和下梁上；中梁设有套在光轴上的直线轴承；
光轴为两根，分别固定在上梁和下梁的两端；所述丝杆设置于上梁和下梁的中间位置；
上梁、中梁、下梁为铝合金制成的铝条；中梁中间设有供丝杆穿过的圆孔，丝杆螺母设于该圆孔的上方或下方；下梁中间位置设有向上凸起的丝杆底座，丝杆两端通过轴承与光轴平行地设置在上梁和丝杆底座上；丝杆底座为铝合金制成的框架结构；
升降步进电机设于下梁下方，升降步进电机的驱动轴从下梁处向上伸出并通过连轴器与丝杆连接；夹具托架水平地固定在中梁上。
作为上述方案的说明，上梁、中梁、下梁形成的框架式结构，起到了很好的加固作用，而且还将整个Z轴升降机构形成一个稳固的整体。当丝杆转动时，丝杆螺母即可在丝杆作小步长的升降运动。两根光轴相对于丝杆形成左右对称的形式设置，整个结构更为稳固、可靠。铝条质量轻且各项性能优良，有利于减小机柜的重量。丝杆底座进一步保证丝杆安装的垂直度和同心度。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述射钉枪为电磁钉雕枪，电磁钉雕枪包括枪体、启动电磁铁、加速电磁铁、钉盒、枪嘴、撞针、钉锤、复位弹簧管和控制钉锤动作的缓冲弹簧管；其特征是：枪体内设有滑膛；其中，
枪嘴设于滑膛的前端；
钉盒套设于枪嘴尾部的滑膛上，即滑膛从钉盒中穿过，作为持续为钉雕提供所需钉子的供料盒；
钉锤可滑动地设于滑膛内，钉锤内部设有环形强力磁铁；
撞针固定于钉锤下方，撞针由钉锤带动其在滑膛作往复直线运动，并将钉盒的钉子向枪嘴外击出；
启动电磁铁设于滑膛的尾部，产生的磁力为钉锤手提供启动动力；
加速电磁铁设于启动电磁铁上，产生的磁力为钉锤手提供加速动力，加速电磁铁包括环形空心铁芯和绕在环形空心铁芯外围的电磁线圈绕组，工作时，撞针可从环形空心铁芯穿过向枪嘴方向运动；
缓冲弹簧管设于滑膛内，缓冲弹簧管固定在加速电磁铁上端，为钉锤击发钉子后缓冲减速和反弹储能；
复位弹簧管设于滑膛内，缓冲弹簧管固定在启动电磁铁下端，为钉锤击发钉子后提供复位拉力及复位后二次启动储能。
作为上述方案的进一步说明，电磁钉雕枪的工作过程如下：在加速电磁铁、加速电磁铁和环形强力磁铁，以及复位弹簧管、缓冲弹簧管、加速电磁铁的共同作用下，钉锤在滑膛做往复运动，带动撞针不断依次击发钉盒中的钉子，通过钉锤产生的冲量传递，钉子从枪嘴处加速射出，并直接钉进平板载体内，只露出高低有致的钉头，众多钉子有序排列形成所需的图案，从而形成别具一格的钉雕。
值得注意的是，由于电磁钉雕枪的电磁铁是由电流控制的，改变电流的方向即可改变启动电磁铁和加速电磁铁的极性。(1)在击发阶段：当钉锤启动准备击发钉子时，启动电磁铁和环形强力磁铁之间的作用力是电磁斥力，加速电磁铁和环形强力磁铁之间的作用力是电磁吸引力，即启动电磁铁推着钉锤向下运动、加速电磁铁拉着钉锤向下运动；(2)在复位阶段：当钉锤击发钉子后返回复位时，启动电磁铁和环形强力磁铁之间的作用力是电磁吸引力，加速电磁铁和环形强力磁铁之间的作用力是电磁斥力，即启动电磁铁和复位弹簧管拉着钉锤向上运动、加速电磁铁和缓冲弹簧管推着钉锤向上运动。钉雕内容与先在电脑里设计好，整齐美观，不变形，不走样。如果采用不同颜色的钉子，排列成所需图案，时尚感强，还显得高贵大气，具有高大上的装饰效果，适合一些高端的楼堂馆所使用。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述XY轴运动机构包括X轴，Y轴，XY驱动装置，以及装设射钉枪的枪座；X轴和Y轴为轴承钢制成的方轨，对应于X轴和Y轴，滑座上设有纵横交错设置的滑动块，滑动块匹配地套接在方轨上；X轴和Y轴的两端设有滑块，滑块设置于XY驱动装置上并由驱动滑块作直线运动；方轨侧面设有滑槽，滑动块由下往上通过滑槽套接在方轨上；滑槽为燕尾滑槽，燕尾滑槽的底部设有方形油槽。滑动块设于方轨下方，可有效地减少摩擦力，使3D打印机头运动更为顺畅。由于射钉枪具有一定的冲击力，方轨这种结构更为平衡，X轴和Y轴形变小，振动小，阻力自然就更小。值得说明的是，对于枪座来说，X轴和Y轴既是枪座运动的导轨，也是推动枪座在X轴或Y轴上运动的传动杆。射钉枪可以在X轴和Y轴可在不同的平面上自由运动，即在X轴和Y轴同时双向运动；这种方轨结构的XY轴运动机构可以达到相当高的精度，匹配滑动块能有效的减少射钉枪运动时的阻力，同时，还增加了射钉枪工作时的稳定性，由于方轨的刚性较强，直线度好，适用于高速度的射钉枪进行快速钉雕。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述XY驱动装置包括供滑块滑动的导轨和驱动滑块在导轨上滑动的同步带组件；导轨设于滑块上方，导轨下部设有燕尾滑轨，滑块上部设有与燕尾滑轨匹配的燕尾槽；同步带组件包括平面步进电机、同步带、同步轮和传动杆，传动杆平行地设于X轴或Y轴的两侧，同步轮设于传动杆的两端，同步带设于相对应的两个同步轮上，滑块固定在同步带，传动杆由平面步进电机驱动。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述X轴和Y轴均以机柜上平面的4个边作为基准，前后两边作为X轴的固定边，左右两边作为Y轴的固定边，X轴和Y轴的固定边上分别设有不同厚度的铝条，导轨设置在铝条上；相对而言，所述X轴固定边对应薄铝条，Y轴固定边对应厚铝条。
作为上述方案的改进和进一步说明，前述钉雕枪还包括保护枪嘴的弹簧补偿机构；枪嘴弹簧补偿机构和枪体平行设置，它包括套有压缩弹簧的伸缩杆，伸缩杆端部设有枪头高度定位滚轮，枪体固定在伸缩杆的自由伸缩的杆身上；环形强力磁铁外表套设有弹性保护套。钉子的钉入平板载体的深度除了可以通过Z轴升降机构来调整夹具托架中的木板高度，还可以通过控制活塞的行程及电磁气阀开闭时间来控制，或通过弹簧补偿机构来控制枪头高度定位滚轮位置来控制来实现。
作为上述方案的优选和进一步说明，前述机柜正侧面设有供平板载体进入的入料口，机柜左右两侧设有观察窗口；钉盒底部或枪座底部设有摄像头。
控制器包括：
中央处理单元，用于处理各种输入信号、对信号进行逻辑计算，并输出相应的显示信号和控制信号、报警信号；
触摸显示屏组件，用于人机互动，作为交互的参数输入和状态、信息的显示；
驱动信号放大电路，用于驱动驱动装置，作为中央处理单元输出的控制信号的功率放大器；USB电路，作为中央处理单元从USB移动存储器获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构运动轨迹数据和Z轴升降机构运动轨迹数据；
蓝牙模块电路，作为中央处理单元从手机、电脑获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构运动轨迹数据和Z轴升降机构运动轨迹数据；
无线网络通讯模块，作为中央处理单元从网络获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构运动轨迹数据和Z轴升降机构运动轨迹数据。
由上所述方案可知，本发明的优点是：方法新颖；可大规模以无辐射无污染、可再生的天然木材为平板载体的装饰艺术，将各种颜色的钉子按次序在平板载体的排列，控制每颗钉子嵌入平板载体的深度，即可实现各种颜色凹凸错落有致的钉子点阵图案，形成如别具一格的时尚艺术钉雕；Z轴升降机构、XY轴的运动精度高；机械阻力小，机械振动低；射钉枪更容易安装和拆卸；安装调测更方便、快捷。
附图说明
图1为本发明的钉雕方法的立体图。
图2为图1中的XY轴运动机构的立体图。
图3为图2中的A处放大图。
图4为图2中的XY轴运动机构的立体图。
图5为图4中的B处放大图。
图6为图4中的C处放大图。
图7为图1中的Z轴升降机构的立体图。
图8为图1中的射钉枪的结构示意图。
图9为图8中的纵向剖视结构示意图。
图10为本发明的钉雕方法在木板制作成的钉雕作品的横向剖视示意图。
图11为本发明的控制器原理框图。
标记说明：
1-枪座，2-X轴，3-Y轴，4-滑动块，5-滑块，6-导轨，7-燕尾滑轨，8-燕尾槽，9-平面步进电机，10-同步带，11-同步轮，12-传动杆，13-铝条，14-燕尾滑槽，15-方形油槽；16-光轴，17-直线轴承；18-上梁，19-中梁，20-下梁，21-升降步进电机，22-圆孔，23-连轴器，24-丝杆底座，25-轴承，26-丝杆，27-丝杆螺母；28-机柜，29-夹具托架，31-XY轴运动机构；32-Z轴升降机构，33-入料口，34-观察窗口，36-平板载体，37-钉子；42-电磁钉雕枪，43-摄像头；44-枪体，45-滑膛，46-环形强力磁铁，47-启动电磁铁，48-加速电磁铁，49-环形空心铁芯，50-电磁线圈绕组，51-钉盒，52-枪嘴，53-钉锤，54-撞针，55-复位弹簧管，56-缓冲弹簧管；57-弹簧补偿机构，58-压缩弹簧，59-伸缩杆，60-枪头高度定位滚轮，61-弹性保护套；K1-中央处理单元，K2-各种输入信号K2，K3-USB电路，K4-蓝牙模块电路，K5-无线网络通讯模块，K6-控制信号，K7-报警信号，K8-触摸显示屏组件，K9-驱动信号放大电路。
具体实施方式
下面结合附图和优选的实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。
参见图1～图11，一种钉雕方法，其特征是，包括以下工艺条件：
条件一：选择进行钉雕的平板载体36，该平板载体36为钉子37通过外力可以从其表面钉进其内；
条件二：具有一个自动射钉枪，该自动射钉枪可以连续将钉子37按序钉进平板载体36上，从而产生钉雕艺术图案所需的单元像点单元；
条件三：具有一个XY平面运动机构31，用以承载并驱动自动射钉枪在特定平面机自由移动，从而产生由钉子37作为单元像点单元组成的钉雕艺术图案；
条件四：具有一个夹具托架29，用于装载固定平板载体36；
条件五：具有一个机柜28或机架，用于装载固定夹具托架29和夹具托架29；
条件六：具有一个控制器，用于设定或保存钉雕图案数据、XY平面运动机构31运动轨迹；条件七：具有一个驱动装置，该驱动装置由控制器控制，用于驱动自动射钉枪工作；
条件八：具有一个机架，用于安装XY平面运动机构31；
条件九：具有一个夹具托架29，用于安装固定平板载体36。
包括使用步骤：步骤一：将平板载体36放置于夹具托架29上并固定；
步骤二：通过触摸屏组件K8根据图案的形状、大小设置好进刀轨迹参数；或者通过控制器下载已经设计好的图案数据，并转换为进刀轨迹参数；
步骤二：启动控制器，通过驱动装置对XY平面运动机构31进行复位，使其处于在初始位置；步骤三：控制器根据所获取的进刀轨迹参数信息，控制XY平面运动机构31和自动射钉枪依次将装载在自动射钉枪上的钉子37钉在平板载体36上，完成钉雕。
为了增加钉雕艺术图案的立体效果，夹具托架29具有一个控制夹具托架29作垂直精密升降定位的Z轴升降机构32，从而产生由高度不同的钉子37作为单元像点单元组成的立体钉雕艺术图案。
参见图11，由图可知，控制器包括：
中央处理单元K1，用于处理各种输入信号K2、对信号进行逻辑计算，并输出相应的显示信号和控制信号K6、报警信号K7；
触摸显示屏组件K8，用于人机互动，作为交互的参数输入和状态、信息的显示；
驱动信号放大电路K9，用于驱动驱动装置，作为中央处理单元K1输出的控制信号K6的功率放大器；
USB电路K3，作为中央处理单元K1从USB移动存储器获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构31运动轨迹数据和Z轴升降机构32运动轨迹数据；
蓝牙模块电路K4，作为中央处理单元K1从手机、电脑获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构31运动轨迹数据和Z轴升降机构32运动轨迹数据；
无线网络通讯模块K5，作为中央处理单元K1从网络获取钉雕艺术图案信息的通道，用来下载XY平面运动机构31运动轨迹数据和Z轴升降机构32运动轨迹数据。
参见图1、图7，Z轴升降机构32可为一组，也可以为两组，视情况而定。如果木板36重里较重，可以选择两组，分别设置在夹具托架29的两侧。Z轴升降机构32包括丝杆26和丝杆螺母27、光轴16、上梁18、中梁19、下梁20、升降步进电机21；光轴16两端分别固定在上梁18和下梁20上，丝杆螺母27设于中梁19上，丝杆26两端设有轴承25，丝杆26两端通过轴承25与光轴16平行地设置在上梁18和下梁20上；中梁19设有套在光轴16上的直线轴承2517；光轴16为两根，分别固定在上梁18和下梁20的两端；所述丝杆26设置于上梁18和下梁20的中间位置；上梁18、中梁19、下梁20为铝合金制成的铝条13；中梁19中间设有供丝杆26穿过的圆孔22，丝杆螺母27设于该圆孔22的上方或下方；下梁20中间位置设有向上凸起的丝杆底座24，丝杆26两端通过轴承25与光轴16平行地设置在上梁18和丝杆底座24上；丝杆底座24为铝合金制成的框架结构；升降步进电机21设于下梁20下方，升降步进电机21的驱动轴从下梁20处向上伸出并通过连轴器23与丝杆26连接；夹具托架29水平地固定在中梁19上。Z轴运动步长精度高，容易制造；通过上梁18、中梁19、下梁20三条铝条13，可有效的将整个Z轴机构连成一个稳固的整体。由于铝条13的加强抗变形效果，有效的降低了机柜28变形对Z轴精度的影响；安装调测更方便、快捷。
参见图8～图9，射钉枪为电磁钉雕枪42，电磁钉雕枪42包括枪体44、启动电磁铁47、加速电磁铁48、钉盒51、枪嘴52、撞针54、钉锤53、复位弹簧管55和控制钉锤53动作的缓冲弹簧管56；其特征是：枪体44内设有滑膛45；其中，
枪嘴52设于滑膛45的前端；
钉盒51套设于枪嘴52尾部的滑膛45上，即滑膛45从钉盒51中穿过，作为持续为钉雕提供所需钉子37的供料盒；
钉锤53可滑动地设于滑膛45内，钉锤53内部设有环形强力磁铁46；
撞针54固定于钉锤53下方，撞针54由钉锤53带动其在滑膛45作往复直线运动，并将钉盒51的钉子37向枪嘴52外击出；
启动电磁铁47设于滑膛45的尾部，产生的磁力为钉锤53手提供启动动力；
加速电磁铁48设于启动电磁铁47上，产生的磁力为钉锤53手提供加速动力，加速电磁铁48包括环形空心铁芯49和绕在环形空心铁芯49外围的电磁线圈绕组50，工作时，撞针54可从环形空心铁芯49穿过向枪嘴52方向运动；
缓冲弹簧管56设于滑膛45内，缓冲弹簧管56固定在加速电磁铁48上端，为钉锤53击发钉子37后缓冲减速和反弹储能；
复位弹簧管55设于滑膛45内，缓冲弹簧管56固定在启动电磁铁47下端，为钉锤53击发钉子37后提供复位拉力及复位后二次启动储能。
参见图2～图6，XY轴运动机构31包括X轴2，Y轴2，XY驱动装置，以及装设射钉枪的枪座1；X轴2和Y轴2为轴承25钢制成的方轨，对应于X轴2和Y轴2，滑座上设有纵横交错设置的滑动块4，滑动块4匹配地套接在方轨上；X轴2和Y轴2的两端设有滑块5，滑块5设置于XY驱动装置上并由驱动滑块5作直线运动；参见图2，方轨侧面设有滑槽，滑动块4由下往上通过滑槽套接在方轨上；滑槽为燕尾滑槽14，燕尾滑槽14的底部设有方形油槽15。
参见图2～图6，XY驱动装置包括供滑块5滑动的导轨6和驱动滑块5在导轨6上滑动的同步带10组件；导轨6设于滑块5上方，导轨6下部设有燕尾滑轨7，滑块5上部设有与燕尾滑轨7匹配的燕尾槽8；参见图2～图3，同步带10组件包括平面步进电机9、同步带10、同步轮11和传动杆12，传动杆12平行地设于X轴2或Y轴2的两侧，同步轮11设于传动杆12的两端，同步带10设于相对应的两个同步轮11上，滑块5固定在同步带10，传动杆12由平面步进电机9驱动。
参见图1～图2，X轴2和Y轴2均以机柜28上平面的4个边作为基准，前后两边作为X轴2的固定边，左右两边作为Y轴2的固定边，X轴2和Y轴2的固定边上分别设有不同厚度的铝条13，导轨6设置在铝条13上；相对而言，所述X轴2固定边对应薄铝条13，Y轴2固定边对应厚铝条13。保证X轴2和Y轴2运动的直线度和精度；XY轴运动机构31将打印机的上平面作为基准，将XY轴运动机构31安装在机柜28的上平面。机柜28的上平面是建立在一块板金件上的，所以可以很好的保证整个上表面是一个平面。上表面的安装空位采用激光切割可以很好的保证空位的准确性。
参见图8，钉雕枪还包括保护枪嘴52的弹簧补偿机构57；枪嘴52弹簧补偿机构57和枪体44平行设置，它包括套有压缩弹簧58的伸缩杆59，伸缩杆59端部设有枪头高度定位滚轮60，枪体44固定在伸缩杆59的自由伸缩的杆身上；环形强力磁铁46外表套设有弹性保护套61。
参见图1，为了方便监控、操作，机柜28正侧面设有供平板载体36进入的入料口33，机柜28左右两侧设有观察窗口34；钉盒51底部或枪座1底部设有摄像头43。
根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。