CN110524664A - 一种木工五金件智能安装设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种木工五金件智能安装设备及方法，可以实现五金件的自动放料和安装，并把五金件定位和安装工序集成到一台设备中实现，同时实现了五金件的自动化安装过程，具有节约空间和成本、提升装配效率的优点。木工板件由传送带输送到固定位置并固定之后，设备通过目标检测传感器自动提取一片五金件并用螺丝固定安装在木工板件扣槽的正确位置。本发明适用于木工家具五金件的自动化安装，能够自动识别和检测五金件的位置及螺丝孔位置，安装效率高，设备成本低，安装精度高，为实现木工家具的自动化、智能化装配提供条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种木工五金件智能安装设备及方法，属于木工家具自动化装配技术领域。
背景技术
近年来，定制化的木工家具生产已经呈现活跃式的发展，而定制式木工家具生产的周期和生产效率则是制约其发展的重要因素，木工家具的自动化智能化生产装配成为定制式木工家具生产线的关键技术。其中，五金件的装配效率是影响木工家具木工板件的自动化装配节拍的重要环节，目前五金件的安装需要经历定位和安装固定两个工序步骤，需要两台设备分别完成，并且对于不同类型的五金件，还需要对设备进行人工辅助操作，这就意味着传统的五金件安装方法需要更多的空间条件、时间需求和人力资源，且在五金件定位后无法同时进行临时定位和安装螺丝固定，增大了装配误差，降低了木工家具的生产装配效率，无法满足定制化木工家具生产装配效率的需要。
发明内容
为了解决上述问题和克服现有技术方案中存在的不足，本发明提供了木工五金件智能安装设备及方法，把五金件定位和安装工序集成到一台设备中实现，同时实现了五金件的自动化安装过程，具有节约空间和成本、提升装配效率的优点。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案和具体结构如下：
一种木工五金件智能安装设备，包括工作台、主机架、五金件库架、五金件自动提取装置和五金件螺丝安装装置，所述主机架位于工作台的一侧，主机架底部设有与工作台平行的主机架移动轨道，主机架通过主机架移动轨道作沿木工板件传送方向和垂直于木工板件方向的运动，主机架上分别安装有五金件自动提取装置和五金件螺丝安装装置；五金件库架固定安装在工作台于主机架相对的一侧，五金件库架中放置有不同类型的五金件；五金件自动提取装置安装在主机架上，跟随主机架在主机架移动轨道上联动；五金件自动提取装置上设有五金件提手，五金件提手从五金件库架中抓取五金件，然后运送五金件至木工板件的锁槽中；五金件螺丝安装装置安装在主机架上，跟随主机架在主机架移动轨道上联动；五金件螺丝安装装置对锁槽中的五金件进行拧紧螺丝固定。
具体的，所述工作台上设有沿工作台长向设置的传送带，木工板件通过传送带传送到位
具体的，所述工作台上安装有木工板件限位装置，用于为传送到位的木工板件定位和夹紧；所述的木工板件限位装置固定在工作台上，包括前挡板、后挡板、若干右侧限位块、水平夹紧装置、竖直夹紧装置；前挡板、后挡板分布于传送带两端，用于限制木工板件长度方向的运动和定位；若干右侧限位块和水平夹紧装置分布于传送带的两侧，用于限制木工板件宽度方向的运动和定位；竖直夹紧装置布置在传送带的一侧，用于限制木工板件高度方向的运动和定位，水平夹紧装置和竖直夹紧装置均为气缸夹紧机构。
具体的，所述的主机架包括升降机构和横移机构；升降机构用于对主机架的整体升降，以提取不同高度五金件并将其放置在不同厚度的木工板件上；横移机构用于对主机架整体的横移，以适应不同宽度的木工板件。
具体的，所述的五金件库架有多个，均依次排列在固定安装在工作台的一侧，五金件库架包括外部架体，外部架体中开设有多个库槽，每个库槽中均设置有一五金件库，外部架体和五金件库之间通过轨道滑动连接，五金件库为呈矩形结构的架板，五金件库内部开设有矩形凹槽，矩形凹槽内从上至下依次设有多组五金件放置架，五金件放置架为两块分别固定安装在凹槽两侧槽璧上的且相互平齐的五金件底座，所述五金件的两端分别搭载两个五金件底座上；五金件库的外部两侧分别设有导轨，外部架体对应于五金件库的两侧位置分别设有与导轨相匹配的轨道接入槽，所述导轨插入在轨道接入槽中；每个库槽中分别安装有伺服输送机构，伺服输送机构包括位于下端的伺服电机和安装在伺服电机输出轴上的螺纹丝杆，所述螺纹丝杆竖直向上设置，所述五金件库与螺纹丝杆上的滑动块固定连接；五金件库的顶部安装有五金件定位座，所述外部架体对于与五金件定位座的下方设有多个位置检测传感器，位置检测传感器的数量为三个，三个位置检测传感器均对应于矩形凹槽内设置，其中两个位置检测传感器上下设置，两个传感器的距离与两组上下相邻的五金件放置架矩形一致，此两个位置检测传感器通过感应矩形凹槽中的五金件，可实现检测五金件是否移动到位，以及五金件放置架上是否放置有五金件；最后一个位置检测传感器感应五金件定位座，可实现检测五金件库升降高度，通过检测升降高度可对五金件库中的五金件数量进行监控。
具体的，所述的五金件自动提取装置安装在主机架面向工作台的一面，包括提取装置升降导轨、提取装置伸缩导轨和五金件提手；提取装置升降导轨竖直安装在主机架上，提取装置伸缩导轨安装在提取装置升降导轨中的升降架上，所述提取装置伸缩导轨向工作台方向垂直延伸，提取装置伸缩导轨中的伸缩板上安装有五金件提手，伸缩板驱使五金件提手做面向工作台方向的伸缩动作，所述五金件提手为电磁铁或机械夹手或气动吸盘。
具体的，所述提取装置伸缩导轨上设置有若干定位销，用于提取过程中的五金件螺丝孔位置的定位，所述定位销可以根据不同的五金件类型而设定若干排列方式安装在提取装置伸缩导轨上。
具体的，所述的五金件螺丝安装装置与五金件自动提取装置位于主机架上相同端面，五金件螺丝安装装置包括螺丝机升降导轨、转动机构和气动螺丝机；螺丝机升降导轨竖直安装在主机架上，所述转动机构安装在螺丝机升降导轨上，用于实现五金件螺丝安装装置的转动到位；气动螺丝机安装在转动机构上，用于紧固五金件螺丝。
具体的，转动机构上设置有螺丝孔位置检测传感器，用于检测和反馈螺丝机相对于五金件螺丝孔的位置。
一种木工五金件智能安装方法,具体为，木工板件安置在工作台固定位置，由木工板件限位装置进行限位和夹紧固定，同时五金件库架通过位置检测传感器和伺服输送机构移动一个五金件到固定位置，主机架将五金件自动提起装置移动至五金件库架上方，五金件提手移动至待提取五金件的上方一定位置，提手提取五金件，五金件自动提取装置将五金件放置在木工板件扣槽的正确位置后，五金件螺丝安装装置通过转动机构和升降导轨移动至螺丝孔上方，气动螺丝机安装螺丝，完成一套木工板件五金件的安装，然后进入下一安装循环。
有益效果：本发明提供一种木工五金件智能安装设备及方法，和现有技术相比较本发明通过在工作台一侧设置若干不同类型的五金件库架，在木工板件传送到位的同时，就实现了五金件的自动上料，减少了五金件的提取时间；在主机架设置五金件自动提取装置和五金件螺丝安装装置，一次性实现了五金件的提取安装和拧螺丝，减少了一道工序和一套设备，降低了木工家具的生产制造成本，可大幅度提升生产效率。
附图说明
图1为本发明整体结构图；
图2为主机架和提取装置结构图；
图3为五金件库架结构示意图图；
图4为工作台和限位装置结构示意图。
图中：1、工作台；1-1；传送带；1-2、主机架移动轨道；2、主机架；2-1、升降机构；2-2、横移机构；3、五金件库架；3-1、五金件库；3-1-1、轨道；3-2、伺服输送机构；3-2-1、伺服电机；3-2-2、螺纹丝杆；3-2-3、滑动块；3-3、位置检测传感器；3-4、外部架体；4、五金件自动提取装置；4-1、提取装置升降导轨；4-2、提取装置伸缩导轨；4-3、五金件提手；4-4、定位销；5、五金件螺丝安装装置；5-1；螺丝机升降导轨；5-2、转动机构；5-3、气动螺丝机；5-4、螺丝孔位置检测传感器；6、木工板件限位装置；6-1、前挡板；6-2、后挡板；6-3、限位块；6-4、水平夹紧装置；6-5、竖直夹紧装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说。
如图1-图4所示为一种木工五金件智能安装设备，包括工作台1、主机架2、五金件库架3、五金件自动提取装置4和五金件螺丝安装装置5，所述主机架2位于工作台1的一侧，主机架2底部设有与工作台1平行的主机架移动轨道1-2，主机架2通过主机架移动轨道1-2作沿木工板件传送方向和垂直于木工板件方向的运动，主机架2上分别安装有五金件自动提取装置4和五金件螺丝安装装置5；五金件库架3固定安装在工作台1于主机架2相对的一侧，五金件库架3中放置有不同类型的五金件；五金件自动提取装置4安装在主机架2上，跟随主机架2在主机架移动轨道1-2上联动；五金件自动提取装置4上设有五金件提手4-3，五金件提手4-3从五金件库架3中抓取五金件，然后运送五金件至木工板件的锁槽中；五金件螺丝安装装置5安装在主机架2上，跟随主机架2在主机架移动轨道1-2上联动；五金件螺丝安装装置5对锁槽中的五金件进行拧紧螺丝固定。
如图4所示，所述工作台1上设有沿工作台1长向设置的传送带1-1，木工板件通过传送带1-1传送到位，作为优选的传送带1-1采用同步带传动。
如图4所示，所述工作台1上安装有木工板件限位装置6，用于为传送到位的木工板件定位和夹紧；所述的木工板件限位装置6固定在工作台1上，包括前挡板6-1、后挡板6-2、若干右侧限位块6-3、水平夹紧装置6-4、竖直夹紧装置6-5；前挡板6-1、后挡板6-2分布于传送带1-1两端，用于限制木工板件长度方向的运动和定位；若干右侧限位块6-3和水平夹紧装置6-4分布于传送带1-1的两侧，用于限制木工板件宽度方向的运动和定位；竖直夹紧装置6-5布置在传送带1-1的一侧，用于限制木工板件高度方向的运动和定位，水平夹紧装置6-4和竖直夹紧装置6-5均为气缸夹紧机构。
如图1和图2所示，所述的主机架2包括升降机构2-1和横移机构2-2；升降机构2-1用于对主机架2的整体升降，以提取不同高度五金件并将其放置在不同厚度的木工板件上；横移机构2-2用于对主机架2整体的横移，以适应不同宽度的木工板件。
如图3所示，所述的五金件库架3有多个，均依次排列在固定安装在工作台1的一侧，五金件库架3包括外部架体3-4，外部架体3-4中开设有多个库槽，每个库槽中均设置有一五金件库3-1，外部架体3-4和五金件库3-1之间通过轨道3-1-1滑动连接，五金件库3-1为呈矩形结构的架板，五金件库3-1内部开设有矩形凹槽，矩形凹槽内从上至下依次设有多组五金件放置架，五金件放置架为两块分别固定安装在凹槽两侧槽璧上的且相互平齐的五金件底座，所述五金件的两端分别搭载两个五金件底座上；五金件库3-1的外部两侧分别设有导轨3-1-1，外部架体3-4对应于五金件库3-1的两侧位置分别设有与导轨相匹配的轨道3-1-1接入槽，所述导轨3-1-1插入在轨道接入槽中；每个库槽中分别安装有伺服输送机构3-2，伺服输送机构3-2包括位于下端的伺服电机3-2-1和安装在伺服电机3-2-1输出轴上的螺纹丝杆3-2-2，所述螺纹丝杆3-2-2竖直向上设置，所述五金件库3-1与螺纹丝杆3-2-2上的滑动块3-2-3固定连接；五金件库3-1的顶部安装有五金件定位座，所述外部架体3-4对于与五金件定位座的下方设有多个位置检测传感器3-3，位置检测传感器3-3的数量为三个，三个位置检测传感器3-3均对应于矩形凹槽内设置，其中两个位置检测传感器3-3上下设置，两个传感器的距离与两组上下相邻的五金件放置架矩形一致，此两个位置检测传感器3-3通过感应矩形凹槽中的五金件，可实现检测五金件是否移动到位，以及五金件放置架上是否放置有五金件；最后一个位置检测传感器3-3感应五金件定位座，可实现检测五金件库3-1升降高度，通过检测升降高度可对五金件库3-1中的五金件数量进行监控。
如图1和图2所示，所述的五金件自动提取装置4安装在主机架2面向工作台1的一面，包括提取装置升降导轨4-1、提取装置伸缩导轨4-2和五金件提手4-3；提取装置升降导轨4-1竖直安装在主机架2上，提取装置伸缩导轨4-2安装在提取装置升降导轨4-1中的升降架上，所述提取装置伸缩导轨4-2向工作台1方向垂直延伸，提取装置伸缩导轨4-2中的伸缩板上安装有五金件提手4-3，伸缩板驱使五金件提手4-3做面向工作台1方向的伸缩动作，所述五金件提手4-3为电磁铁或机械夹手或气动吸盘，可以对各种材质的五金件进行提取。
如图2所示，所述提取装置伸缩导轨4-2上设置有若干定位销4-4，用于提取过程中的五金件螺丝孔位置的定位，所述定位销4-4可以根据不同的五金件类型而设定若干排列方式安装在提取装置伸缩导轨4-2上。
如图1和图2所示所示，所述的五金件螺丝安装装置5与五金件自动提取装置4位于主机架2上相同端面，五金件螺丝安装装置5包括螺丝机升降导轨5-1、转动机构5-2和气动螺丝机5-3；螺丝机升降导轨5-1竖直安装在主机架2上，所述转动机构5-2安装在螺丝机升降导轨5-1上，用于实现五金件螺丝安装装置5的转动到位；气动螺丝机5-3安装在转动机构5-2上，用于紧固五金件螺丝；
如图2所示，转动机构5-25-2上设置有螺丝孔位置检测传感器5-4，用于检测和反馈螺丝机5-3相对于五金件螺丝孔的位置。
一种木工五金件智能安装方法，具体为：木工板件安置在工作台1固定位置，由木工板件限位装置6进行限位和夹紧固定，同时五金件库架3通过位置检测传感器3-3和伺服输送机构3-2移动一个五金件到固定位置，主机架2将五金件自动提起装置移动至五金件库架3上方，五金件提手4-3移动至待提取五金件的上方一定位置，提手提取五金件，五金件自动提取装置4将五金件放置在木工板件扣槽的正确位置后，五金件螺丝安装装置5通过转动机构5-2和升降导轨移动至螺丝孔上方，气动螺丝机5-3安装螺丝，完成一套木工板件五金件的安装，然后进入下一安装循环。
以上所述方法仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种木工五金件智能安装设备，包括工作台、主机架、五金件库架、五金件自动提取装置和五金件螺丝安装装置，其特征在于，所述主机架位于工作台的一侧，主机架底部设有与工作台平行的主机架移动轨道，主机架通过主机架移动轨道作沿木工板件传送方向和垂直于木工板件方向的运动，主机架上分别安装有五金件自动提取装置和五金件螺丝安装装置；五金件库架固定安装在工作台于主机架相对的一侧，五金件库架中放置有不同类型的五金件；五金件自动提取装置安装在主机架上，跟随主机架在主机架移动轨道上联动；五金件自动提取装置上设有五金件提手，五金件提手从五金件库架中抓取五金件，然后运送五金件至木工板件的锁槽中；五金件螺丝安装装置安装在主机架上，跟随主机架在主机架移动轨道上联动；五金件螺丝安装装置对锁槽中的五金件进行拧紧螺丝固定。
2.根据权利要求1所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述工作台上设有沿工作台长向设置的传送带，木工板件通过传送带传送到位。
3.根据权利要求2所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述工作台上安装有木工板件限位装置，用于为传送到位的木工板件定位和夹紧；所述的木工板件限位装置固定在工作台上，包括前挡板、后挡板、若干右侧限位块、水平夹紧装置、竖直夹紧装置；前挡板、后挡板分布于传送带两端，用于限制木工板件长度方向的运动和定位；若干右侧限位块和水平夹紧装置分布于传送带的两侧，用于限制木工板件宽度方向的运动和定位；竖直夹紧装置布置在传送带的一侧，用于限制木工板件高度方向的运动和定位，水平夹紧装置和竖直夹紧装置均为气缸夹紧机构。
4.根据权利要求1所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述的主机架包括升降机构和横移机构；升降机构用于对主机架的整体升降，以提取不同高度五金件并将其放置在不同厚度的木工板件上；横移机构用于对主机架整体的横移，以适应不同宽度的木工板件。
5.根据权利要求1所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述的五金件库架有多个，均依次排列在固定安装在工作台的一侧，五金件库架包括外部架体，外部架体中开设有多个库槽，每个库槽中均设置有一五金件库，外部架体和五金件库之间通过轨道滑动连接，五金件库为呈矩形结构的架板，五金件库内部开设有矩形凹槽，矩形凹槽内从上至下依次设有多组五金件放置架，五金件放置架为两块分别固定安装在凹槽两侧槽璧上的且相互平齐的五金件底座，所述五金件的两端分别搭载两个五金件底座上；五金件库的外部两侧分别设有导轨，外部架体对应于五金件库的两侧位置分别设有与导轨相匹配的轨道接入槽，所述导轨插入在轨道接入槽中；每个库槽中分别安装有伺服输送机构，伺服输送机构包括位于下端的伺服电机和安装在伺服电机输出轴上的螺纹丝杆，所述螺纹丝杆竖直向上设置，所述五金件库与螺纹丝杆上的滑动块固定连接；五金件库的顶部安装有五金件定位座，所述外部架体对于与五金件定位座的下方设有多个位置检测传感器，位置检测传感器的数量为三个，三个位置检测传感器均对应于矩形凹槽内设置，其中两个位置检测传感器上下设置，两个传感器的距离与两组上下相邻的五金件放置架矩形一致，此两个位置检测传感器通过感应矩形凹槽中的五金件，可实现检测五金件是否移动到位，以及五金件放置架上是否放置有五金件；最后一个位置检测传感器感应五金件定位座，可实现检测五金件库升降高度，通过检测升降高度可对五金件库中的五金件数量进行监控。
6.根据权利要求1所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述的五金件自动提取装置安装在主机架面向工作台的一面，包括提取装置升降导轨、提取装置伸缩导轨和五金件提手；提取装置升降导轨竖直安装在主机架上，提取装置伸缩导轨安装在提取装置升降导轨中的升降架上，所述提取装置伸缩导轨向工作台方向垂直延伸，提取装置伸缩导轨中的伸缩板上安装有五金件提手，伸缩板驱使五金件提手做面向工作台方向的伸缩动作，所述五金件提手为电磁铁或机械夹手或气动吸盘。
7.根据权利要求6所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述提取装置伸缩导轨上设置有若干定位销，用于提取过程中的五金件螺丝孔位置的定位，所述定位销可以根据不同的五金件类型而设定若干排列方式安装在提取装置伸缩导轨上。
8.根据权利要求1所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：所述的五金件螺丝安装装置与五金件自动提取装置位于主机架上相同端面，五金件螺丝安装装置包括螺丝机升降导轨、转动机构和气动螺丝机；螺丝机升降导轨竖直安装在主机架上，所述转动机构安装在螺丝机升降导轨上，用于实现五金件螺丝安装装置的转动到位；气动螺丝机安装在转动机构上，用于紧固五金件螺丝。
9.根据权利要求8所述的一种木工五金件智能安装设备，其特征在于：转动机构上设置有螺丝孔位置检测传感器，用于检测和反馈螺丝机相对于五金件螺丝孔的位置。
10.一种木工五金件智能安装方法，其特征在于：木工板件安置在工作台固定位置，由木工板件限位装置进行限位和夹紧固定，同时五金件库架通过位置检测传感器和伺服输送机构移动一个五金件到固定位置，主机架将五金件自动提起装置移动至五金件库架上方，五金件提手移动至待提取五金件的上方一定位置，提手提取五金件，五金件自动提取装置将五金件放置在木工板件扣槽的正确位置后，五金件螺丝安装装置通过转动机构和升降导轨移动至螺丝孔上方，气动螺丝机安装螺丝，完成一套木工板件五金件的安装，然后进入下一安装循环。
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