一种床板自动打爪钉机的制作方法

本发明涉及一种自动化设备，特别涉及一种床板自动打爪钉机。

背景技术：

目前，智能床垫需要由若干床板拼接而成，一张智能床垫最多约6张床板，最少为3张床板，床板拼装时是用合页锁紧，因木板锁螺丝不可靠，所以需在锁付位置，先开孔，再把四角爪钉铆在孔内，用来锁付，但锁付不只用于合页，也可能是智能床垫中的其它附件。现有技术中，床板上的开孔由数控加工中心完成，而在床板上打爪钉往往由人工完成，但是爪钉数量较多，手动安装费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种床板自动打爪钉机，其能自动将爪钉安装至床板上。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种床板自动打爪钉机，其包括上料站和爪钉安装站，所述上料站包括待料输送线；所述爪钉安装站包括中间爪钉安装装置；

所述中间爪钉安装装置包括第一安装站机架、与第一安装站机架相连的第一y轴直线驱动装置、与所述第一y轴驱动装置相连的第一x轴直线驱动装置、与第一x轴直线驱动装置相连的第一夹爪组件以及与第一x轴直线驱动装置相对设置的第一自动铆接机；

所述第一x轴直线驱动装置延伸至所述待料输送线上，其与所述第一y轴直线驱动装置配合驱动所述第一夹爪组件在所述待料输送线和所述第一自动铆接机之间移动，所述第一夹爪组件可夹持或松开床板。

此外，本发明还提出如下附属技术方案：

所述第一夹爪组件包括与所述第一x轴直线驱动装置相连的第一安装座、与所述第一安装座可旋转连接的上夹板以及连接在所述上夹板上的夹紧气缸，所述第一安装座设置有与所述上夹板配合的下夹板。

所述爪钉安装站还包括右爪钉安装装置，所述右爪钉安装装置包括第二安装站机架、与所述第二安装站机架相连的第二x轴直线驱动装置、与所述第二x轴直线驱动装置相连的第二夹爪组件以及与所述第二x轴直线驱动装置相对设置的第二自动铆接机，所述第二x轴直线驱动装置延伸至所述中间爪钉安装装置。

所述右爪钉安装装置还包括连接在所述第二x轴直线驱动装置和所述第二安装站机架之间的第二y轴直线驱动装置，所述第二y轴直线驱动装置可驱动所述第二x轴直线驱动装置沿y向移动。

所述爪钉安装站还包括左爪钉安装装置，所述左爪钉安装装置包括第三安装站机架、与所述第三安装站机架相连的第三x轴直线驱动装置、与所述第三x轴直线驱动装置相连的第三夹爪组件以及与所述第三x轴直线驱动装置相对设置的第三自动铆接机，所述第三x轴直线驱动装置延伸至所述所述右爪钉安装装置。

所述左爪钉安装装置还包括连接在所述第三x轴直线驱动装置和所述第三安装站机架之间的第三y轴直线驱动装置，所述第三y轴直线驱动装置驱动所述第三x轴直线驱动装置沿y轴移动。

所述床板自动打爪钉机还包括下料站，所述下料站包括下料输送线，所述第三x轴直线驱动装置延伸至所述下料输送线上。

所述待料输送线包括第一机架以及均安装在第一机架上的第一滚筒排和第一顶升装置，所述第一顶升装置位于于所述第一滚筒排下方。

所述第一顶升装置包括与所述第一机架相连的顶升气缸以及由所述顶升气缸驱动的若干顶柱，所述顶柱穿设在所述第一滚筒排各滚筒的间隙中。

所述上料站还包括上料龙门机械手和位于所述待料输送线之前的上料输送线，所述上料龙门机械手可将所述上料输送线上的床板移动至所述待料输送线上。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明的床板自动打爪钉机，能够自动对床板进行打爪钉的操作，工作人员只需放置待打爪钉的床板和取下打好爪钉的床板即可，操作方便，自动化程度和工作效率更高。

附图说明

图1是本发明床板自动打爪钉机的平面示意图。

图2是本发明中待料输送线的立体示意图。

图3是本发明中待料输送线的俯视图。

图4是本发明中待料输送线的侧视图。

图5是本发明中上料输送线的立体示意图。

图6是本发明中上料龙门机械手的立体示意图。

图7是本发明中中间爪钉安装装置的立体示意图。

图8是本发明中中间爪钉安装装置底部的示意图。

图9是本发明中中间爪钉安装装置的主视图。

图10是本发明中第一夹爪组件与第一x轴直线驱动装置的连接示意图。

图11是本发明中第一夹爪组件的侧视图。

图12是本发明中第一自动铆接机的侧视图。

图13是本发明中右爪钉安装装置的立体示意图。

图14是本发明中左爪钉安装装置的立体示意图。

图15是本发明中下料输送线的侧视图。

图16是本发明中床板的示意图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

如图1所示，对应于本发明一种较佳实施例的床板自动打爪钉机，其包括上料站1、爪钉安装站100和下料站200。床板300经上料站1移动至爪钉安装站100安装爪钉，之后由下料站200送出。

上料站1包括上料输送线2、待料输送线3以及将上料输送线2上的木板移动至待料输送线3上的上料龙门机械手10。

待料输送线3与爪钉安装站100相配接，其可以采用现有技术中的常用输送设备，本实施例中采用滚筒输送机，具体的，如图2所示，其包括第一机架30、第一滚筒排31、第一电机32、连接在第一电机32和第一滚筒排31之间的第一传动装置(图未示)、用于导向的导向装置34、用于顶升床板300的第一顶升装置35和设置于待料输送线3末端的档杆36，第一电机32通过第一传动装置驱动第一滚筒排31转动，从而将放置在第一滚筒排31上的床板300进行输送，并经导向装置34导向后由档杆36阻挡限位。第一传动装置可以是带传动或链传动等。

具体的，如图3所示，导向装置34包括安装在第一机架30上且位于第一滚筒排31上方的第一导向板37和第二导向板38，第一导向板37和第二导向板38设置于滚筒排31两侧，且均设置有用于导向的锥部39，两锥部39形成喇叭状方便床板300进入导向装置34。

档杆36安装于第一机架30上，且延伸出第一滚筒排31上方，床板300可被档杆36阻挡定位。

如图4所示，第一顶升装置35设置在第一机架30上且位于第一滚筒排31的下方，其包括连接于第一机架30的顶升气缸40、由顶升气缸40驱动的安装板41以及连接在安装板41上的若干顶柱42，顶柱42优选为四根，以能平稳的顶起床板300，顶柱42穿设在第一滚筒排31各滚筒的间隙之间，在顶升气缸40处于缩回状态时，顶柱42不伸出第一滚筒排31，当顶升气缸40处于伸出状态时，顶柱42伸出第一滚筒排31并将其上的床板300顶起。

上料输送线2用于输送床板，其可以设置有多条，本实施例中为4条，均采用滚筒输送机进行输送，如图5所示，其包括第二机架7、第二滚筒排4、第二电机5和连接在第二电机5和第二滚筒排4之间的传动装置(图未示)，第二滚筒排4、第二电机5以及第二传动装置均安装于第二机架7上，第二电机5通过第二传动装置驱动第二滚筒排4转动，从而将放置在第二滚筒排4上的床板300进行输送。第二传动装置可以选择为皮带传动、链传动等。

如图6所示，上料龙门机械手10包括第三机架11、安装在第三机架11上的x轴直线驱动装置12、安装在x轴直线驱动装置12上的y轴直线驱动装置13、安装在y轴直线驱动装置13上的z轴直线驱动装置14以及安装在z轴直线驱动装置14上的吸盘组件15，其中，x轴直线驱动装置12驱动y轴直线驱动装置13沿x向移动，y轴直线驱动装置13驱动z轴直线驱动装置14沿y向移动，z轴直线驱动装置14驱动吸盘组件15沿z向移动，而吸盘组件15则用于吸持床板300或放下床板300。x、y、z轴直线移动装置12、13、14可以采用现有技术中常用的伺服滑台也可采用伺服电机加丝杠或者齿轮齿条等构成的直线运动装置，此皆为现有技术，此处不再详述。吸盘组件15包括与z轴直线驱动装置14相连的连接板16以及安装于连接板16上的若干吸盘17，通常吸盘17还与真空发生器等装置(图未示)相连，以产生吸附床板300的负压。上料输送线2和待料输送线3均设置在上料龙门机械手10的下方，吸盘组件15能在x、y、z轴直线驱动装置12、13、14的组合运动下，将上料输送线2上的床板移动至待料输送线3。吸盘组件15上还安装有工业相机43，可判断上料输送线2和待料输送线3上是否有床板，以及确定床板的位置进行准确吸附。

如图1所示，爪钉安装站100包括依次设置的中间爪钉安装装置101、右爪钉安装装置102以及左爪钉安装装置103。图16中示出了一种床板300的平面图，其表面设置有位于中间位置的中间孔位251、位于床板左侧位置的左侧孔位250以及位于床板右侧位置的右侧孔位252，中间爪钉安装装置101用于在中间孔位251处铆接爪钉，右爪钉安装装置102用于在右侧孔位252安装爪钉，左爪钉安装装置103用于对左侧孔位250安装爪钉。

如图7所示，中间爪钉安装装置101包括第一安装站机架104、设置在第一安装站机架104上的第一台板140、设置在第一安装站机架104上的第一y轴直线驱动装置105、与第一y轴直线驱动装置105相连的第一x轴直线驱动装置106、与第一x轴直线驱动装置106相连的第一夹爪组件116以及与第一x轴直线驱动装置106相对设置的第一自动铆接机107。

图8是对中间爪钉安装装置101底部的简要示意，第一y轴直线驱动装置105位于第一台板140下方，其可以采用伺服滑台或者采用伺服电机加丝杠传动的方式，本实施例中，其包括两端均通过一丝杆座与第一安装站机架104相连的第一丝杠108、设置在第一丝杠108上的第一丝杠螺母109以及与第一丝杠108相连并驱动第一丝杠108转动的第三电机110，第三电机110为伺服电机。

如图9所示，第一x轴直线驱动装置106通过第一连接座113与第一丝杠螺母109相连，并可随第一丝杠螺母109的运动而运动，为增强其运动的平稳性，中间爪钉安装装置101还包括连接在第一安装站机架104上且与第一丝杠108平行设置的第一滑轨111以及连接在第一滑轨111上的第一滑块112，第一滑块112和第一x轴直线驱动装置106之间通过第二连接座114连接。由于第一x轴直线驱动装置106位于第一台板140上方，因此第一连接座113和第二连接座114需要穿过第一台板140，在第一台板140上开设有避让第一连接座113和第二连接座114的第一避让槽115(见图7)。第一x轴直线驱动装置106两端分别延伸至待料输送线3和右爪钉安装装置102上。第一x轴直线驱动装置106亦可直接采用现有技术中常用的直线驱动装置，其可以采用伺服滑台或者采用伺服电机加丝杠传动的方式，此处不再详述。

如图10和图11所示，第一夹爪组件116用于夹持床板300，其包括与第一x轴直线驱动装置106的移动块141相连的第一安装座117、可旋转连接在第一安装座117上的上夹板118以及与第一安装座117和上夹板118相连的夹紧气缸119，第一安装座117设置向外凸出且与上夹板118配合的下夹板120，上夹板118与第一安装座117之间通过销轴142连接，上夹板118大致呈z字形，夹紧气缸119的缸体121连接于上夹板118一端，而活塞轴143与第一安装座117相抵，当夹紧气缸119伸出后，上夹板118与下夹板120开口变小从而配合夹紧床板300，而当夹紧气缸119缩回后，上夹板118与下夹板120松开床板300。当床板300在待料输送线3上被档杆36阻挡后，第一顶升装置35将床板300顶起，上、下夹板118、120处于张开状态，床板300的高度刚好位于上、下夹板118、120开口处的空间中，此时第一x轴直线驱动装置106驱动第一夹爪组件116移动至床板300处夹紧，之后即可将床板300移动回工作台，并由第一y轴直线驱动装置105移动至第一自动铆接机107处进行铆爪钉。

如图12所示，第一自动铆接机107采用现有技术中带振动盘式的铆接机，可利用振动盘、与振动盘配合的滑道或导管等将爪钉送至加工位置，并进行铆接，无需人工放置爪钉等。第一自动铆接机107包括升降式工作头133和与工作头133配合的工作台134，工作台134的高度可手动调节，优选的，工作台134的高度调节至略低于第一夹爪组件116夹持住床板300后床板300的所处的高度，以方便第一夹爪组件116将床板300移动至工作台134处进行铆爪钉操作。

如图13所示，右爪钉安装装置102与中间爪钉安装装置101结构类似，其包括包括第二安装站机架122、设置在第二安装站机架122上的第二台板123、设置在第二安装站机架122上的第二y轴直线驱动装置124、与第二y轴直线驱动装置124相连的第二x轴直线驱动装置125、与第二x轴直线驱动装置125相连的第二夹爪组件126以及与第二x轴直线驱动装置125相对设置的第二自动铆接机144。上述各部件的连接关系与中间爪钉安装装置101基本一致，以下仅对区别点进行说明：右爪钉安装装置102的第二x轴直线驱动装置125位于第一自动铆接机107的同一侧，而第二自动铆接机144与第一x轴直线驱动装置106位于同一侧，且第二x轴直线驱动装置125的两端分别延伸至中间爪钉安装装置101和左爪钉安装装置102上。

如图14所示，左爪钉安装装置103与中间爪钉安装装置101的结构相似，其包括第三安装站机架127、设置在第三安装站机架127上的第三台板128、设置在第三安装站机架127上的第三y轴直线驱动装置129、与第三y轴直线驱动装置129相连的第三x轴直线驱动装置130、与第三x轴直线驱动装置130相连的第三夹爪组件131以及与第三y轴直线驱动装置129相对设置的第三自动铆接机132。上述各部件的连接关系与中间爪钉安装装置101基本一致，以下仅对区别点进行说明：左爪钉安装装置103的第三x轴直线驱动装置130与第一x轴直线驱动装置106位于同一侧，而第二自动铆接机144与第一自动铆接机107位于同一侧，且第三x轴直线驱动装置130的两端分别延伸至右爪钉安装装置102和下料站200上。

需要指出的是，爪钉安装站100中的第一安装站机架104、第二安装站机架122和第三安装站机架127在图中仅示意绘出，实际还可设置框架式的架体使第一、第二、第三台板140、123、128获得可靠的支撑。

如图1所示，下料站200与上料站1的结构相似，其包括下料输送线201、取料输送线202以及将下料输送线201上的床板移动至取料输送线202上的下料龙门机械手203。下料输送线201设置在左爪钉安装装置103和取料输送线202之间，第三x轴直线驱动装置130延伸至下料输送线201上，其可将床板300移动至下料输送线201上方。如图15所示，下料输送线201的结构与上料输送线2类似，其包括第二顶升装置204，第二顶升装置204顶出后能够支撑住床板300，使得第三夹爪组件131松开床板300并移走后，顶升装置204能缩回原位从而将床板300放置到下料输送线201上进行输送；取料输送线202与待料输送线3的结构类似，其也设置有4条；下料龙门机械手203与上料龙门机械手10的结构类似，此处不再赘述。

以下对床板自动打爪钉机的工作过程进行描述，以使本领域技术人员能进一步理解本发明的精神实质：

第一步，工作人员将床板300放置在上料输送线2上，上料输送线2设置有多条，可以加快工作人员放置床板300的速度，工作人员将床板300放置在上料输送线2一端，上料输送线2将床板300输送至上料输送线2的另一端；

第二步，由上料龙门机械手10将床板300移动至待料输送线3上，床板300由待料输送线3的导向装置34和档杆36限位；

第三步，第一顶升装置35将床板300顶起；

第四步，第一x轴直线驱动装置106和第一y轴直线驱动装置105配合驱动第一夹爪组件116移动至床板300处并夹持住床板300；

第五步，床板300被移动至第一自动铆接机107，第一自动铆接机107对床板300中间孔位251处铆爪钉，图16中示出的中间孔位251数量为4个，由第一x轴直线驱动装置106和第一y轴直线驱动装置105配合驱动床板300，使孔位移动至第一自动铆接机107工作头的正下方进行铆爪钉，铆接完成后，床板300由第一x轴直线驱动装置106移动至最右侧；

第六步，第二x轴直线驱动装置125和第二y轴直线驱动装置124配合驱动第二夹爪组件126夹持住第一夹爪组件116上的床板300，第一夹爪组件116将床板300松开后，第二夹爪组件126将床板300移动至第二自动铆接机144，第二自动铆接机144对床板300右侧孔位252铆爪钉，为加快铆接速度，可视实际情况配置多台铆接机，本实施例中为两台，可同时对床板300的两个位置的右侧孔位铆接爪钉；

第七步，铆接完成后，床板300由第二x轴直线驱动装置125移动至最右侧；

第八步，第三x轴直线驱动装置130和第三y轴直线驱动装置129配合驱动第三夹爪组件131夹持住第二夹爪组件126上的床板300，第二夹爪组件126将床板300松开后，第三夹爪组件131将床板300移动至第三自动铆接机132，第三自动铆接机132对床板300中间位置铆爪钉，为加快铆接速度，可视实际情况配置多台铆接机，本实施例中为两台，可同时对床板300的两个位置的右侧孔位铆接爪钉；

第九步，铆接完成后，床板300被移动至下料输送线201上，并由下料输送线201输送至下料输送线201的端部；

第十步，由下料龙门机械手203吸取后移动至取料输送线202上，由取料输送线202将床板300移动至取料输送线202的外端，最后由工作人员将床板300取下取料输送线202。

本床板自动打爪钉机实现上述功能还需电气控制系统，如plc、工控机、程序、电路、气路布置等，上述功能均可通过现有技术中的电气控制实现，此处不再详述。

通常，由于木板的加工特性，来料的床板大小会存在误差，约正负3毫米，且孔与边的距离会有误差，但孔与孔的相对位置精度是较高的，约正负0.2毫米，床板300在档杆36处粗定位，工业相机43拍摄后，电气控制系统能够计算出孔与边的之间距离的偏差，从而控制各直线驱动装置补偿纠正，从而提高后续铆接时的精度。

本发明的床板自动打爪钉机，能够自动对床板进行打爪钉的操作，工作人员只需放置待打爪钉的床板和取下打好爪钉的床板即可，操作方便，自动化程度和工作效率更高。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。