一种自动打钉装置的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种自动打钉装置。

背景技术

在机械加工领域中，常常遇见需要将螺钉压紧于工件上的情况，现有的打钉操作往往采用焊接的方式进行，通过瞬间放电使螺钉与工件接触部位的金属迅速自熔，以达到焊接效果。

目前，通常采用手持式焊枪来完成焊接工作，该手持式焊枪的枪头设有套筒，用来夹持焊接的钉子。但是，采用上述方式，在焊接时完全采用人工进行操作，效率低下并且人工操作难度较大，焊接效率以及焊接质量难以得到保证。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种自动打钉装置，以改善现有技术中的打钉效率低、操作难度大、加工质量低问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种自动打钉装置，其包括操作台、送钉机、打钉机器人以及第一装夹机构和第二装夹机构；打钉机器人固定连接有打钉机构；第一装夹机构用于固定待打钉的第一工件，第二装夹机构用于固定待打钉的第二工件，打钉机器人用于带动打钉机构在第一装夹机构和第二装夹机构之间活动；送钉机用于向打钉机构运送螺钉；送钉机、打钉机器人以及打钉机构均与操作台控制连接。

在本发明的一个实施例中：

上述自动打钉装置还包括第三装夹机构，第三装夹机构用于固定第一工件，以使第一工件处于第一预设位置；第一装夹机构用于固定第一工件，以使第一工件处于第二预设位置。

在本发明的一个实施例中：

上述自动打钉装置还包括切换机构，切换机构与操作台控制连接；切换机构包括放置架，放置架具备多个放置位置，用于放置打钉机构；打钉机构与打钉机器人可拆卸地连接。

在本发明的一个实施例中：

上述切换机构还包括切换主卡盘和切换副卡盘，切换主卡盘和切换副卡盘可拆卸地连接；切换主卡盘固定连接在打钉机器人上；切换副卡盘固定连接在打钉机构上。

在本发明的一个实施例中：

上述第一装夹机构包括第一工作台以及连接在第一工作台上的多个定位销和多个第一夹紧装置；第一夹紧装置用于将第一工件夹紧在第一工作台上；定位销穿过第一工件与第一工作台连接，用于对第一工件定位。

在本发明的一个实施例中：

上述第一夹紧装置包括第一夹紧机构和第二夹紧机构，第一夹紧机构和第二夹紧机构相对设置在第一工作台上，第一夹紧机构和第二夹紧机构之间形成用于容纳第一工件的容纳空间；第一夹紧机构与第一工作台固定连接，第二夹紧机构与第一工作台可滑动地连接，用于靠近或远离第一夹紧机构。

在本发明的一个实施例中：

上述第一装夹机构还包括多个用于支撑第一工件的支撑件；支撑件与第一工作台可滑动地连接。

在本发明的一个实施例中：

上述第二装夹机构包括第二工作台以及连接在第二工作台上的多个定位件和多个第二夹紧装置；定位件用于与第二工件的边缘抵接；第二夹紧装置用于将第二工件固定在第二工作台上。

在本发明的一个实施例中：

上述第二夹紧装置包括相对设置在第二工作台上的第三夹紧机构和第四夹紧机构，第三夹紧机构和第四夹紧机构之间形成用于容纳第二工件的容纳空间；第三夹紧机构与第二工作台固定连接，第四夹紧机构与第二工作台可滑动地连接，用于靠近或远离第三夹紧机构；定位件固定连接在第二工作台设置第三夹紧机构的一端。

在本发明的一个实施例中：

上述自动打钉装置还包括与操作台控制连接的气动机构；气动机构包括底座和推动气缸；底座设置有第一导向件，打钉机器人设置有与第一导向件配合连接的第二导向件；推动气缸用于推动打钉机器人沿第一导向件滑动。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明的实施例提供的自动打钉装置，其包括操作台、送钉机、打钉机器人以及第一装夹机构和第二装夹机构。第一装夹机构用于固定待打钉的第一工件，第二装夹机构用于固定待打钉的第二工件。打钉机器人上固定连接有打钉机构，送钉机用于向打钉机构运送螺钉，打钉机构在打钉机器人的带动下运动，能够对第一工件和第二工件上不同位置进行打钉操作。而且送钉机、打钉机器人和打钉机构均与操作台控制连接，在操作台的控制下，送钉机能够自动根据需求向打钉机构运送螺钉，打钉机构在打钉机器人的带动下运动到需要进行打钉操作的位置，将螺钉固定在第一工件或第二工件上，实现了打钉操作的自动进行，打钉效率高、工人的劳动强度低，同时能够保证打钉质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的自动打钉装置的整体结构示意图；

图2本发明实施例1提供的自动打钉装置中第一工件的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的自动打钉装置中第一装夹机构的结构示意图；

图4为为图3中ⅳ处的局部结构放大示意图；

图5本发明实施例1提供的自动打钉装置中第三装夹机构的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的自动打钉装置中第二装夹机构的结构示意图；

图7为图6中ⅶ处的局部结构放大示意图；

图8为本发明实施例1提供的自动打钉装置中气动机构的结构示意图。

图标：010-自动打钉装置；100-第一装夹机构；111-第一台体；112-第二台体；120-第一夹紧机构；121-基座；122-操作把手；123-压紧螺钉；130-第二夹紧机构；141-第一定位销；142-第二定位销；143-第三定位销；150-支撑件；200-第二装夹机构；210-第二工作台；220-定位件；230-第三夹紧机构；240-第四夹紧机构；241-安装座；242-扳手；243-抵紧件；300-第三装夹机构；310-第三工作台；320-支撑定位销；400-气动机构；410-底座；420-第一导向件；510-打钉机器人；521-焊机；522-自动焊枪；530-切换机构；531-放置架；532-切换主卡盘；533-切换副卡盘；540-操作台；550-送钉机；560-吊具机构；561-导轨；562-吊钩；610-第一工件；611-第一板件；612-第二板件；613-第三板件；614-第四板件；620-第二工件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例中，第一工件为充气柜的前板，第二工件为充气柜的侧板。

实施例1

图1为本实施例提供的自动打钉装置010的整体结构示意图。请参照图1，本实施例提供一种自动打钉装置010，其包括操作台540、送钉机550、打钉机器人510以及第一装夹机构100和第二装夹机构200。第一装夹机构100用于固定待打钉的第一工件610，第二装夹机构200用于固定待打钉的第二工件620。打钉机器人510上固定连接有打钉机构，送钉机550用于向打钉机构运送螺钉，打钉机构在打钉机器人510的带动下运动，能够对第一工件610和第二工件620上不同位置进行打钉操作。而且送钉机550、打钉机器人510和打钉机构均与操作台540控制连接，在操作台540的控制下，送钉机550能够自动根据需求向打钉机构运送螺钉，打钉机构在打钉机器人510的带动下运动到需要进行打钉操作的位置，将螺钉固定在第一工件610或第二工件620上，实现了打钉操作的自动进行，打钉效率高、工人的劳动强度低，同时能够保证打钉质量。

下面对本实施例提供的自动打钉装置010进行进一步说明：

图2为本实施例中第一工件610的结构示意图，图3本实施例提供的自动打钉装置010第一装夹机构100的结构示意图，图4为图3中ⅳ处的局部结构放大示意图。请结合参照图2-图4，在本实施例中，第一工件610包括依次连接的第一板件611、第二板件612、第三板件613和第四板件614，第二板件612垂直第一板件611设置，第三板件613垂直第二板件612设置，第四板件614垂直第三板件613设置，如此形成阶梯状的第一工件610。第一装夹机构100包括第一工作台以及连接在第一工作台上的定位销和多个第一夹紧装置。为了使第一工作台能够稳固地对第一工件610进行固定，第一工作台包括第一台体111和固定连接在第一台体111上的第二台体112。第一台体111和第二台体112均大致呈长方体状，第二台体112的长度方向尺寸与第一台体111相同，宽度尺寸小于第一台体111，因此当第二台体112固定在第一台体111上后，第一工作台宽度方向的一端呈阶梯状。使用时，将第一板件611固定在第二台体112的上端面，第三板件613固定在第一台体111的上端面，第二板件612则自然沿第二台体112的高度方向延伸，第四板件614沿第一台体111的高度方向延伸。进一步的，第二台体112的高度尺寸可调。

进一步的，定位销包括第一定位销141、第二定位销142和第三定位销143。第一定位销141固定连接在第一台体111上，与开设在第三板体的销孔配合，实现第一工件610的初步定位。第二定位销142的数量为两个，其间隔设置在第二台体112的宽度方向，定位时可根据需求选择合适位置的第二定位销142对第一工件610定位。第三定位销143与第二台体112可拆卸地连接，可根据需求连接在第二台体112长度方向上的不同位置。通过三个定位销的定位实现三点定位，定位准确度高，且能够对不同规格尺寸的第一工件610进行定位。

进一步的，第一夹紧装置包括相对间隔设置的第一夹紧机构120和第二夹紧机构130，第一夹紧机构120和第二夹紧机构130相对设置在第一台体111的长度方向的两端，第一夹紧机构120和第二夹紧机构130之间形成用于容纳第一板件611的容纳空间。第一夹紧机构120与第二台体112固定连接，第二夹紧机构130与第二台体112可滑动地连接，第二夹紧机构130沿靠近或远离第一夹紧机构120的方向滑动，从而改变与第一夹紧机构120之间的距离，以适应不同尺寸的第一板件611的固定。具体的，第一夹紧机构120包括基座121以及与基座121可转动的连接的夹紧件，夹紧件的一端设置为操作把手122，另一端设置有压紧螺钉123，通过上拉操作把手122即可使压紧螺钉123下压，从而将第一板件611压紧在压紧螺钉123与第二台体112之间。第二夹紧机构130包括滑动部和与第一夹紧机构120大致相同的夹紧部，滑动部包括连接板和锁紧件，夹紧部固定连接在连接板上，第二台体112沿长度方向设置有导向槽，连接板上设置有与导向槽配合的导线凸起，使第二夹紧机构130能够沿导向槽滑动，当滑动到所需位置后，通过锁紧件将连接板固定在第二台体112上。

进一步的，在第一台体111侧面，长度方向的两端还分别连接有第一夹紧机构120和第二夹紧机构130，从而将第四板件614固定在第一工作台上，实现对第一工件610全面的固定。进一步的，第一装夹机构100还包括多个压紧机构，压紧机构包括固定连接在第二台体112上的第一压紧件和与第一压紧件可拆卸地连接的的第二压紧件，使用时，第一工件610夹设在第一压紧件和第二压紧件之间，发挥压紧作用。当第一工件610较大时，通过压紧机构防止第一工件610的中部拱起影响打钉位置精度和效果。

进一步的，第一装夹机构100还包括连接在第二台体112上端面的多个支撑件150，且支撑件150与第二台体112可滑动地连接。使用时，第一板体在第一夹紧装置的作用下被压紧在支撑件150上，由于支撑件150与第二台体112可滑动地连接，在对不同尺寸规格的第一工件610进行装夹时，支撑件150都能够稳固地支撑在第一工件610下方，满足定位需求。

图5为本实施例提供的自动打钉机中第三装夹机构300的结构示意图。请参照图5，由于充气柜的前板往往需要在内侧和外侧均进行打钉操作，进一步的，自动打钉装置010还包括第三装夹机构300。当第一工件610需要在外侧进行打钉操作时，第一工件610被固定在第一装夹机构100上，此时第一工件610处于第一预设位置；当第一工件610需要在外侧进行打钉操作时，第一工件610被固定在第三装夹机构300上，此时第一工件610处于第二预设位置。具体的，第三装夹机构300包括第三工作台310，第三工作台310上设置有支撑定位销320，支撑定位销320与设置在第三板件613上的销孔配合，同时起到定位和支撑的作用。在第三工作台310的宽度方向设置有两个第二定位销142，长度方向设置有第三定位销143，第二定位销142和第三定位销143的设置与第一装夹机构100相同。进一步的，在第三工作台310长度方向的两端相对设置有第一夹紧机构120和第二夹紧机构130，第一夹紧机构120和第二夹紧机构130之间形成用于容纳第一板件611的容纳空间，第一夹紧机构120与第三工作台310固定连接，第二夹紧机构130与第三工作台310可滑动地连接，以靠近或远离第一夹紧机构120。

需要说明的，在本实施例中，分别设置第一装夹机构100和第三装夹机构300使第一工件610被固定在第一预设位置和第二预设位置，以对第一工件610的内侧和外侧进行打钉操作，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户需求具体设置，例如当第一工件610仅需在外侧进行打钉操作时，设置第一装夹机构100即可满足使用要求，或者在第一工作台的上下两端分别设置满足能够将第一工件610固定在第一预设位置和第二预设位置的夹具。

图6为本实施例提供的自动打钉机中第二装夹机构200的结构示意图，图7为图6中ⅶ处的局部结构放大图。请结合参照图6和图7，在本实施例中，第二装夹机构200包括第二工作台210和连接在第二工作台210上的多个定位件220和多个第二夹紧装置。具体的，第二工作台210的上端面大致为长方形。在第二工作台210上端面长度方向的一端，沿第二工作台210的宽度方向间隔设置有多个定位件220；在第二工作台210上端面宽度方向的一端，沿第二工作台210的长度方向间隔设置多个定位件220，如此一来，设置在第二工作台210上的定位件220大致呈l形分布，第二工件620长度方向的一端边缘和宽度方向的一端边缘分别与不同位置的定位件220抵接，从而实现定位。

需要说明的，在本实施例中，仅设置一个第二装夹机构200对侧板进行固定，而在实际使用过程中，一个充气柜包含两个侧板，两个侧板均需要进行打钉操作，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，设置两个第二装夹机构200分别对两个侧板进行装夹，提高加工效率。

进一步的，第二夹紧装置包括多个第三夹紧机构230和多个第四夹紧机构240。第三夹紧机构230和第四夹紧机构240相对设置在第二工作台210长度方向的两端和第二工作台210宽度方向的两端。第三夹紧机构230与第二工作台210固定连接，第四夹紧机构240与第二工作台210可滑动地连接，因此第三夹紧机构230与固定连接在第二工作台210上的定位件220设置同一端，第四夹紧机构240设置在与定位件220相对的另一端。设置在第二工作台210长度方向一端的第四夹紧机构240能够沿第二工作台210的长度方向滑动；设置在第二工作台210宽度方向一端的第四夹紧机构240能够沿第二工作台210的宽度方向滑动。具体的，第三夹紧机构230的结构与第一夹紧机构120的结构大致相同，通过下压的方式将第二工件620压紧在压紧螺钉123与第二工作台210之间；第四夹紧机构240包括与第二工作台210滑动连接的安装座241，安装座241上铰接有扳手242以及与扳手242铰接的抵紧件243，抵紧件243与安装座241可滑动地配合，使用时，通过安装座241将抵紧件243移动到靠近第二工件620一端边缘的位置，转动扳手242，抵紧件243在扳手242的带动下沿靠近第二工件620的方向滑动，直至抵紧在第二工件620边缘侧面，通过第三夹紧机构230和第四夹紧机构240的共同作用将第二工件620夹紧。

请参照图1，在本实施例中，自动打钉装置010还包括操作台540、送钉机550和打钉机器人510。第一装夹机构100和第三装夹机构300相对间隔设置，第二装夹机构200设置在第一装夹装置和第三装夹装置之间，如此第一装夹机构100、第二装夹机构200和第三装夹机构300呈u形设置。操作台540和送钉机550同时设置在与第二装夹机构200相对的一侧，将u形结构的开口封闭，操作台540、送钉机550、第一装夹机构100、第二装夹机构200和第三装夹机构300围设，在内部形成方形的容纳空间，打钉机器人510设置在该方形容纳空间内，以便于对第一工件610和第二工件620进行打钉操作。打钉机器人510上连接有打钉机构，打钉机构包括自动焊枪522和螺柱焊机521，自动焊枪522固定连接在打钉机器人510上，随打钉机器人510一起活动，且自动焊枪522上设置有用于夹持螺钉的夹头。焊机521与自动焊枪522之间通过焊接气管连接，焊机521与操作台540控制连接，自动焊枪522在焊机521的控制下进行焊接打钉。具体的，自动焊枪522和螺柱焊机521均为现有技术中常用的焊接机构，能够将螺钉焊接在第一工件610和第二工件620上即可。

具体的，送钉机550具有螺钉盘、螺钉导轨561和送钉管，螺钉被安装在螺钉盘上，在送钉机550的控制下依次通过螺钉导轨561和送钉管从而被送到打钉机构的焊枪头中。送钉机550、打钉机器人510和打钉机构均与操作台540控制连接，使用者通过操作台540控制送钉机550向打钉机构运送螺钉，自动焊枪522接收到送钉机550运送来的螺钉后，打钉机器人510带动自动焊枪522运动到待打钉的位置，最后自动焊枪522进行打钉操作，从而实现自动打钉。打钉机器人510为现有技术中的工业机器人，能够带动打钉机构在第一装夹机构100、第二装夹机构200和第三装夹机构300之间活动，满足对第一工件610和第二工件620的打钉需求即可。

由于每一自动焊枪522的夹头仅能夹持一种尺寸的螺钉，进一步的，为了提高自动打钉装置010的适用范围，自动打钉装置010还包括切换机构530，切换机构530与操作台540控制连接。切换机构530包括放置架531，放置架531上设置有多个放置位置，每一放置位置用于放置一个自动焊枪522，自动焊枪522与打钉机器人510可拆卸地连接，当需要对不同规格的螺钉进行打钉操作时，使用者通过操作台540控制自动焊枪522与打钉机器人510分离，并将打钉机构放置到放置架531上，最后将满足使用需求的自动焊枪522安装到打钉机器人510上即可开始打钉操作。具体的，切换机构530还包括切换主卡盘532和切切换副卡盘533，切换主卡盘532固定连接在打钉机器人510上，切切换副卡盘533固定连接在自动焊枪522上，切换主卡盘532和切切换副卡盘533之间通过电磁阀可拆卸地连接，该电磁阀与操作台540控制连接，当需要切换打钉机构时，使用者通过操作台540控制电磁阀将切换主卡盘532和切切换副卡盘533分离，从而将自动焊枪522从打钉机器人510上拆卸下来。

在本实施例中，自动打钉机还包括吊具机构560，该吊具机构560与操作台540控制连接。具体的，吊具机构560包括支架，支架上设置有滑轨，吊具机构560的吊钩562能够沿滑轨进行滑动，满足自动焊枪522的气管和电缆的吊装需求。

图8为本实施例提供的自动打钉装置010中气动机构400的结构示意图。请参照图8，在本实施例中，自动打钉装置010还包括气动机构400，用于带动打钉机器人510沿第一装夹机构100的长度方向滑动，当第一工件610的长度较长时，可通过气动机构400带动打钉机器人510在第一工件610的长度方向滑动，从而减小了打钉机器人510的自身的移动距离，有助于提高加工效率。具体的，气动机构400包括底座410和推动气缸。底座410上设置有第一导向件420，打钉机器人510下端设置有与第一导向件420配合连接的第二导向件，第一导向件420与第一装夹机构100的长度方向一致，在推动气缸的带动下，打钉机器人510能够沿第一导向件420滑动。

本发明的实施例中提供的自动打钉装置010，使用时，使用者将已完成内侧打钉的第一工件610装夹到第一装夹机构100上，使第一工件610处于第一预设位置，并按下第一装夹机构100上的确认按钮；将未进行外侧打钉的第一工件610装夹到第三装夹机构300上，使第一工件610处于第二预设位置，并按下第三装夹机构300上的确认按钮；将第二工件620装夹到第二装夹机构200上，并按下第二装夹机构200上的确认按钮；装夹完成后，通过操作台540控制开始打钉，打钉机器人510按照确认按钮的按下顺序，带动自动焊枪522运动到第一个打钉位置，打钉完成后，送钉机550将螺钉运送给自动焊枪522，打钉机器人510带动自动焊枪522运动到第二打钉位置，直至打钉完成后，打钉机器人510带动自动焊枪522复位，如此实现自动打钉。本发明的实施例提供的自动打钉装置010针对第一工件610和第二工件620设置不同的装夹机构，并能够对第一工件610和第二工件620进行稳固、准确的装夹定位；而且自动化程度高，大大减轻了工人的工作强度，打钉效率高、打钉效果好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。