一种钉框机的制作方法

本发明涉及相框制作领域，尤其是涉及一种钉框机。

背景技术：

照片、图画大多采用相框装裱，目前大多采用人工作业，自动化程度不足，整体生产效率底，安全隐患也较大。

因此需要采用自动化生产设备，来满足大批量的生产需求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能提高工作效率，满足大批量生产需求的钉框机。

为实现上述目的，本发明的钉框机采用的技术方案是：

一种钉框机，包括机台，机台设有流水工作面，流水工作面一侧设有用于定位相框的夹紧摆臂，流水工作面另一侧设有联动装置，联动装置连接有气钉枪，气钉枪枪咀设有压紧装置。相框放置在流水工作面上，由夹紧摆臂定位、夹紧相框，气钉枪通过联动装置移至相框上侧，并由压紧装置将相框背板和边框压紧，气钉枪再通过联动装置完成相框的周圈钉装。

优选的，所述流水工作面包括两个平行于x轴的流水滚轴，至少一个滚轴一侧设有流水从动轮，流水从动轮通过流水皮带连接有流水主动轮，流水主动轮固接于流水电机输出轴，两个流水滚轴外侧套接有流水皮带。启动流水电机，流水皮带传送相框，实现流水作业。

优选的，所述夹紧摆臂包括垂直于机台y向的第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂固接在机台的出料端，第一摆臂包括第一气缸，第一气缸伸缩端固接有第一挡块，第二摆臂通过y向往复移动装置滑动连接在机台的进料端，第二摆臂包括第二气缸，第二气缸伸缩端固接有第二挡块，第二挡块配合第一挡块夹紧相框。相框放置在机台上，先由第一挡块定位，第二挡块通过y向往复移动装置向第一挡块移动，滑动第一挡块配合第二挡块加紧相框，实现相框的精确定位。

优选的，所述y向往复移动装置包括设置在第二气缸底部的第一摆臂滑块，第一摆臂滑块滑配有摆臂导轨，摆臂导轨前后两端共线设置有摆臂传动轮，两个摆臂传动轮外侧套接有第一摆臂皮带，第一摆臂皮带与第一摆臂滑块固接，至少一个摆臂传动轮设置有摆臂传动装置。第二摆臂通过带传动沿y向移动，速度快，效率高。

优选的，所述第一摆臂滑块顶部设置有摆臂压紧装置，摆臂压紧装置包括摆臂安装座，摆臂安装座设置有与y向平行的导柱，导柱套接有第二摆臂滑块和摆臂弹簧，摆臂弹簧处在第二摆臂滑块面向机台进料端的一侧，第二摆臂滑块固接于第二气缸底部。第二挡块抵触相框后，通过摆臂弹簧缓冲，减小对相框的冲击，同时摆臂弹簧给相框提供压力，限制相框移动。

优选的，所述摆臂传动装置包括与机台固接的摆臂电机，摆臂电机输出端固接有摆臂主动轮，摆臂主动轮通过第二摆臂皮带连接有摆臂从动轮，摆臂从动轮通过摆臂转轴与摆臂传动轮连接。

优选的，所述摆臂导轨挨着机台出料端一侧设置有第一摆臂光检器，摆臂导轨挨着机台进料端一侧设置有第二摆臂光检器，第一摆臂滑块设有配合第一摆臂光检器和第二摆臂光检器的第一摆臂光检片。第一摆臂光检片配合第一摆臂光检器和第二摆臂光检器，限定第一摆臂滑块的移动空间，确保第一摆臂滑块不从摆臂导轨上脱落。

优选的，所述摆臂安装座设有控制第一摆臂滑块移动速度的第三摆臂光检器和第四摆臂光检器，第四摆臂光检器处在靠近机台进料端一侧，第二摆臂滑块设有配合第三摆臂光检器和第四摆臂光检器的第二摆臂光检片。相框放置在机台上，由第一挡块定位后，第一摆臂滑块高速将第二挡块带向第一挡块，第二挡块抵触相框后，第二摆臂滑块移动压缩摆臂弹簧，当第三摆臂光检器检测到第二摆臂光检片时，第一摆臂滑块降为低速移动，第二摆臂滑块继续移动压缩摆臂弹簧，当第四摆臂光检器检测到第二摆臂光检片时，第一摆臂滑块停止移动，此时相框受到摆臂弹簧的足够压力，不能移动。

优选的，所述机台设有第一挡块伸出的第一摆臂通孔和第二挡块伸出的第二摆臂通孔，第二摆臂通孔朝向机台出料端一侧设有摆臂滑道，摆臂滑道用于避让第二气缸伸缩端，摆臂滑道面向机台工作面一侧设置有摆臂挡板。第一挡块和第二挡块可缩进机台内侧，便于相框在机台流水工作面上传送；摆臂挡板遮挡摆臂滑道，同时也作为相框进入机台流水工作面x向的靠山。

优选的，所述第二摆臂包括第二气缸，第二气缸输出端固接有第二挡块。第二摆臂可根据相框的大小调节第二挡块的伸出距离。

优选的，所述弹性件为弹簧，弹簧套接于导柱，导柱还套有便于弹簧压缩的垫块。弹簧可直接套接导柱，结构简单，装配方便。

优选的，所述传动机构包括对称设置在导轨y向两侧的传动轮，至少一个传动轮通过转轴连接有从动轮，从动轮通过第一皮带连接有主动轮，主动轮固接于电机输出轴，两传动轮外侧还套接有驱使第二滑块移动的第二皮带。第二滑块通过带传动在导轨上移动，速度快，工作效率高。

优选的，所述联动装置包括y向移动机构，y向移动机构包括在机台上沿y方向往复滑动的支架，所述支架连接有x向移动机构，x向移动机构包括与支架垂直固接的横梁，横梁滑动连接有z向移动机构，z向移动机构包括在横梁上沿x方向往复移动的安装座，安装座设置有在z向往复移动的第一z向滑块，第一z向滑块安装有转动的r轴机构，所述r轴机构包括与第一z向滑块枢接的转轴，所述转轴的下端安装有气钉枪，第一z向滑块安装有驱动转轴旋转的r轴电机。气钉枪通过x向移动机构、y向移动机构、z向移动机构以及设置在z向移动机构上的r轴机构实现四轴联动，完成相框的自动化钉装。

优选的，所述r轴机构包括转轴，转轴枢接第一z向滑块，所述第一z向滑块固接有安装件，安装件固接r轴电机，r轴电机输出轴固接有r轴主动轮，r轴主动轮通过r轴皮带连接有r轴从动轮，r轴从动轮固接在转轴中部。r轴主动轮通过r轴皮带带动r轴从动轮绕转轴轴线旋转，实现气钉枪在r轴上的旋转。

优选的，所述安装件两侧设有翻边，翻边固接有第二z向滑块，第二z向滑块滑配z向导轨，z向导轨固接于安装座。第一z向滑块滑配z向导轨，使得r轴机构随滑块沿z向往复移动时，平稳可靠。

优选的，至少一侧z向导轨顶端设有第一光检器，安装件设有配合第一光检器的第一光检板，第一光检板上沿高于第一z向滑块上沿。第一光检板先于第一z向滑块到达z向导轨上端，第一光检器检测到第一光检板时，第一z向滑块停止移动，避免第一z向滑块上行时发生碰撞。

优选的，所述r轴从动轮上侧设有监测其旋转角度的第二光检器，第二光检器固接于安装件，r轴从动轮边缘设置有配合第二光检器的第二光检片。第二光检器与第二光检片配合，限制r轴从动轮旋转不超过360°，避免气钉枪上的通气管发生相互缠绕。

优选的，所述安装件设有r轴从动轮伸出的通孔，通孔一侧设有阻挡r轴从动轮旋转的第一限位面，r轴从动轮设置有配合第一限位面的限位块，所述限位块包括处在第二光检片两侧的第二限位面和第三限位面。设置在从动轮上的第二限位面和第三限位面分别配合设置在安装件通孔处的第一限位面，形成从动轮转动的刚性限位，以备第二光检器与第二光检片配合失效时，避免气钉枪上的通气管发生相互缠绕。

优选的，所述y向移动机构包括与机台固接的y向电机，y向电机输出轴固接有沿y向布置的y向丝杠，y向丝杠枢接于机台，y向丝杠上设置有往复移动的y向滑块，y向滑块两侧设置有与其滑配的y向导轨，y向导轨固接于机台。y向移动机构实现气钉枪y向的往复移动。

优选的，所述x向移动机构包括与支架垂直固接的横梁，横梁一端固接有x向电机，x向电机输出轴固接有x向主动轮，横梁另一端固接有x向从动轮，x向从动轮和x向主动轮外侧套有x向皮带，x向皮带上设置有x向滑块，x向滑块滑配有x向导轨，x向导轨固接于横梁。x向移动机构实现气钉枪x向的往复移动。

优选的，所述z向移动机构包括在横梁上沿x方向往复移动的安装座，安装座顶部固接有z向电机，z向电机输出轴固接z向丝杠，z向丝杠枢接于安装座，两枢接点之间设置有第一z向滑块。z向移动机构实现气钉枪z向的往复移动。

优选的，所述压紧装置包括固接在z向移动机构下端的气钉枪，气钉枪枪咀端滑动连接有压板，压板通过导向装置沿z轴上下移动，压板与气钉枪之间设置有弹性件，弹性件给压板提供向下的力，气钉枪设置有限位装置，限位装置用于限制压板上移和下移的极限位置，压板的下端在初始状态和极限状态下均不高于气钉枪的枪咀。气钉枪随z向移动机构下行，压板抵触相框背板并沿导向装置向上移动，限位装置限制压板上移的位置，避免气钉枪枪咀与背板发生干涉，同时弹性件给压板提供向下的力，压板将背板和边框压紧，气钉枪进行钉装。

优选的，所述气钉枪枪咀的两侧均滑动连接有压板。压板处在气钉枪枪咀的两侧，提高了气钉枪钉装时的稳定性。

优选的，一侧压板上方设置有工作位置光检器，另一侧压板上方设置有极限位置光检器，极限位置光检器安装位置高于工作位置光检器，两侧压板上端均设有位置光检片。气钉枪随z向移动机构下行，压板向上移动，若工作位置光检器检测到位置光检片时，气钉枪进行钉装工作，若极限位置光检器检测到位置光检片时，气钉枪不再随z向移动机构下行，停止工作。

优选的，所述限位装置包括设置在气钉枪枪咀端的两个圆柱，两个圆柱的中心连线平行于z向。上侧的圆柱为压板下移的极限位置，下侧的圆柱为压板上移的极限位置。

优选的，所述导向装置包括设置在压板上的腰型孔，压板通过腰型孔滑动连接在气钉枪枪咀的一端，压板外侧设置有挡板。压板沿着两个圆柱在z向上下移动，挡板阻挡压板从两个圆柱上脱落。

优选的，所述弹性件为弹簧，压板设有第一弹簧安装孔，气钉枪设有第二弹簧安装孔，第一弹簧安装孔处在第二弹簧安装孔上侧。弹簧结构简单，便于安装。

优选的，所述压板的下端枢接有滚轮。滚轮便于压板在背板上移动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.启动流水电机，流水皮带传送相框，实现流水作业，提高工作效率；

2.相框贴合摆臂挡板和第一挡块，第二挡块随同第一摆臂滑块移动并抵触相框，在摆臂弹簧反作用力下，第二挡块与第一挡块配合，夹紧相框，操作便捷，定位精确，工作效率高；

3.气钉枪通过x向移动机构、y向移动机构、z向移动机构以及设置在z向移动机构上的r轴机构实现四轴联动，完成相框的自动化钉装，工作效率高，能满足大批量生产需求；

4.气钉枪随z向移动机构下行，压板抵触背板并沿两个圆柱向上移动，同时弹簧给压板提供向下的力，滚轮将背板和边框压紧，确保背板与边框钉装到位。

附图说明

图1是一种钉框机的结构示意图；

图2是流水工作面的结构示意图；

图3为图1另一视角的结构示意图；

图4为图3局部放大图；

图5为夹紧摆臂的结构示意图；

图6为图5的局部放大图；

图7为图5的局部放大图；

图8为y向移动机构的结构示意图；

图9为x向移动机构的结构示意图；

图10为z向移动机构的结构示意图；

图11为r轴机构的结构示意图；

图12为钣金件的结构示意图；

图13是压紧装置的结构示意图；

图14为图13的局部放大图。

其中，1机台，11第一摆臂通孔，12第二摆臂通孔，13摆臂滑道，2联动装置，10流水工作面，101流水滚轴，102流水从动轮，103流水皮带，104流水主动轮，105流水电机，20夹紧摆臂，21第一摆臂，211第一气缸，212第一挡块，22第二摆臂，221第二气缸，222第二挡块，23y向往复移动装置，231第一摆臂滑块，232摆臂导轨，233摆臂传动轮，234第一摆臂皮带，24摆臂传动装置，241摆臂电机，242摆臂主动轮，243第二摆臂皮带，244摆臂从动轮，245摆臂转轴，25摆臂压紧装置，251摆臂安装座，252导柱，253摆臂弹簧，254垫块，255第二摆臂滑块，256第一摆臂光检片，257第三摆臂光检器，258第四摆臂光检器，259第二摆臂光检片，26第一摆臂光检器，27第二摆臂光检器，30y向移动机构,301y向电机,302y向丝杠,303y向滑块,304y向导轨,305支架,40x向移动机构，401横梁，402x向电机，403x向主动轮，404x向从动轮，405x向皮带，406x向滑块，407x向导轨，50z向移动机构，501安装座，502z向电机，503z向丝杠，504第一z向滑块，505气钉枪，506第二z向滑块，507z向导轨，508第一光检器，60r轴机构，601转轴,602安装件，603翻边，604第一光检板，605r轴电机，606r轴主动轮，607r轴皮带，608r轴从动轮，609通孔，610第一限位面，611第二光检器，612钣金件，613第二光检片，614限位块，615第二限位面，616第三限位面，5051圆柱，5052第二弹簧安装孔，701压板，702腰型孔，703挡板，704滚轮，705位置光检片，706工作位置光检器，707极限位置光检器，708第一弹簧安装孔，709弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1至图14所示，一种钉框机，包括机台1，机台顶部安装流水工作面10，流水工作面右侧安装用于定位相框的夹紧摆臂20，流水工作面左侧安装联动装置2，联动装置连接有气钉枪505，气钉枪枪咀安装压紧装置70。

所述流水工作面包括两个平行于x轴的流水滚轴101，一个流水滚轴安装在机台进料端，另一个流水滚轴安装在机台出料端，安装在机台出料端的流水滚轴左端固接流水从动轮102，流水从动轮通过流水皮带103连接有流水主动轮104，流水主动轮固接于流水电机105输出轴，两个流水滚轴外侧套接流水皮带，启动流水电机，流水皮带传送相框，实现流水作业。

所述夹紧摆臂包括布置在机台右侧的第一摆臂21和第二摆臂22，第一摆臂21和第二摆臂22垂直于机台y向，第一摆臂固接在机台的出料端，第一摆臂包括第一气缸211，第一气缸伸缩端固接第一挡块212，第二摆臂通过y向往复移动装置23滑动连接在机台的进料端，第二摆臂包括第二气缸221，第二气缸伸缩端固接第二挡块222，y向往复移动装置包括第一摆臂滑块231，第一摆臂滑块底部滑配摆臂导轨232，摆臂导轨前后两端共线布置摆臂传动轮233，后侧的摆臂传动轮连接摆臂传动装置24，摆臂传动装置包括与机台固接的摆臂电机241，摆臂电机输出端固接摆臂主动轮242，摆臂主动轮通过第二摆臂皮带243连接摆臂从动轮244，摆臂从动轮通过摆臂转轴245与摆臂传动轮连接，两个摆臂传动轮外侧套接第一摆臂皮带234，第一摆臂皮带与第一摆臂滑块固接，第一摆臂滑块顶部固接摆臂压紧装置25，摆臂压紧装置包括摆臂安装座251，摆臂安装座安装与y向平行的导柱252，导柱由进料端向出料端依次套接摆臂弹簧253、垫块254和第二摆臂滑块255，垫块便于摆臂弹簧的压缩，第二摆臂滑块固接于第二气缸底部，摆臂导轨挨着机台出料端一侧安装第一摆臂光检器26，摆臂导轨挨着机台进料端一侧第二摆臂光检器27，摆臂安装座左侧安装配合第一摆臂光检器和第二摆臂光检器的第一摆臂光检片256，第一摆臂光检片配合第一摆臂光检器和第二摆臂光检器，将第一摆臂滑块限制在摆臂导轨上移动，摆臂安装座右侧安装第三摆臂光检器257和第四摆臂光检器258，用于控制第一摆臂滑块的移动速度，第四摆臂光检器处在靠近机台进料端一侧，第二摆臂滑块安装配合第三摆臂光检器和第四摆臂光检器的第二摆臂光检片259，机台开设第一挡块伸出的第一摆臂通孔11和第二挡块伸出的第二摆臂通孔12，第一挡块和第二挡块可缩进机台内侧，便于相框在机台流水工作面上传送，第二摆臂通孔的开设位置对应第一摆臂光检器的安装位置，第二摆臂通孔朝向机台出料端一侧开设摆臂滑道13，摆臂滑道用于避让第二气缸伸缩端，摆臂滑道面向机台工作面一侧安装摆臂挡板14，摆臂挡板遮挡摆臂滑道，同时也作为相框进入机台流水工作面x向的靠山。

所述联动装置包括安装在机台左侧的y向移动机构30，y向移动机构包括与机台固接的y向电机301，y向电机输出轴固接沿y向布置的y向丝杠302，y向丝杠与机台枢接，y向丝杠上螺纹连接往复移动的y向滑块303，y向滑块两侧布置与其滑配的y向导轨304，y向导轨与机台固接，y向滑块顶部固接支架305，支架连接x向移动机构40，x向移动机构包括与支架垂直固接的横梁401，横梁左端固接x向电机402，x向电机输出轴固接x向主动轮403，横梁右端固接x向从动轮404，x向从动轮和x向主动轮外侧套x向皮带405，x向皮带上固接x向滑块406，x向滑块滑配x向导轨407，x向导轨与横梁固接，x向滑块固接z向移动机构50，z向移动机构包括在横梁上沿x方向往复移动的安装座501，安装座顶部固接z向电机502，z向电机输出轴固接z向丝杠503，z向丝杠与安装座枢接，两枢接点之间设置有第一z向滑块504，安装座螺纹连接在z向往复移动的第一z向滑块，第一z向滑块安装转动的r轴机构60，r轴机构包括转轴601，转轴的下端安装气钉枪505，转轴的上端枢接第一z向滑块，第一z向滑块枢接点下侧固接安装件602，安装件两侧布置翻边603，翻边固接第二z向滑块506，第二z向滑块滑配z向导轨507，z向导轨与安装座固接，使得r轴机构随滑块沿z向往复移动时，平稳可靠，右侧z向导轨顶端布置第一光检器508，第一光检器与安装座固接，安装件右侧翻边安装有配合第一光检器的第一光检板604，第一光检板上沿高于第一z向滑块上沿，第一光检板先于第一z向滑块到达z向导轨上端，第一光检器检测到第一光检板时，第一z向滑块停止移动，避免第一z向滑块上行时发生碰撞，安装件固接r轴电机605，r轴电机输出轴固接r轴主动轮606，r轴主动轮通过r轴皮带607连接r轴从动轮608，r轴从动轮固接在转轴中部，r轴从动轮处在安装件下端，安装件开设r轴从动轮伸出的通孔609，通孔左侧布置阻挡r轴从动轮旋转的第一限位面610，安装件左侧固接第二光检器611，此处设定为r轴从动轮的旋转初始位置，即零位，r轴从动轮顶部固接钣金件612，钣金件边缘折弯第二光检片613，第二光检片两侧布置限位块614，左侧限位块包括第二限位面615，右侧限位块包括第三限位面616，初始时，第二光检片处在零位，第二光检器与第二光检片配合，限制r轴从动轮旋转不超过360°，避免气钉枪上的通气管发生相互缠绕，第二限位面和第三限位面分别配合设置在安装件通孔处的第一限位面，形成从动轮转动的刚性限位，以备第二光检器与第二光检片配合失效时，避免气钉枪上的通气管发生相互缠绕。

所述压紧装置包括固接在z向移动机构下端的气钉枪505，气钉枪枪咀一端布置限位装置，限位装置包括两个圆柱5051，两个圆柱端部的中心连线平行于z向，两个圆柱外侧套接压板701，压板通过导向装置沿z轴上下移动，导向装置包括开设在压板上的两个腰型孔702，上侧的腰型孔对应上侧的圆柱，上侧的圆柱为压板下移的极限位置，避免压板下移过多，影响工作效率，下侧的腰型孔对应下侧的圆柱，下侧的圆柱为压板上移的极限位置，避免压板上移过多，气钉枪枪咀与背板干涉，压板外侧安装挡板703，避免压板从两个圆柱上脱落，压板的下端枢接滚轮704，便于压板在背板上移动，压板的上端布置位置光检片705，位置光检片上侧分别布置工作位置光检器706和极限位置光检器707，工作位置光检器和极限位置光检器安装于气钉枪，极限位置光检器安装位置高于工作位置光检器，光检片上开设第一弹簧安装孔708，气钉枪开设第二弹簧安装孔5052，第一弹簧安装孔处在第二弹簧安装孔上侧，第一弹簧安装孔和第二弹簧安装孔之间竖直安装弹簧709，弹簧给压板提供向下的力，使得滚轮压紧背板和边框，滚轮的最低点在初始状态和极限状态下均不高于气钉枪的枪咀。

本发明的具体工作过程与工作原理：根据相框大小，设置气钉枪的初始位置，此时，第一挡块从第一摆臂通孔伸出，第二挡块收缩在第二摆臂通孔内侧，将相框贴合摆臂挡板和第一挡块放置在机台流水工作面上，启动第二气缸，第二挡块从第二摆臂通孔伸出，在带传动的作用下随第一摆臂滑块高速抵触相框后，通过摆臂弹簧缓冲，减小对相框的冲击，第二摆臂滑块移动压缩摆臂弹簧，当第三摆臂光检器检测到第二摆臂光检片时，第一摆臂滑块降为低速移动，第二摆臂滑块继续移动压缩摆臂弹簧，当第四摆臂光检器检测到第二摆臂光检片时，第一摆臂滑块停止移动，此时相框受到摆臂弹簧的足够压力，第一挡块配合第二挡块夹紧相框，实现精准定位，启动x向气缸，气钉枪移至第一条边框上侧，启动z向气缸，驱使第一z向滑块下行，气钉枪随转轴沿z向导轨下行，气钉枪随z向移动机构下行，滚轮抵触背板，压板沿两个圆柱向上移动，同时弹簧给压板提供向下的拉力，滚轮压紧背板和第一条边框，布置在压板上端的位置光检片被工作位置光检器检测到，而设置在气钉枪枪咀另一侧的极限位置光检器未检测到光检片时，气钉枪开始钉装，气钉枪一边等距钉装边框，一边通过x向移动机构横向移动，到达第一条边框末端时，启动r轴电机，气钉枪随同转轴顺时针转动90°，进行第二条边框的钉装，启动y向电机，气钉枪一边等距钉装边框，一边通过y向移动机构纵向移动，以此完成四条边框的钉装，气钉枪完成钉装后，启动r轴电机，气钉枪随同转轴逆时针转动270°，气钉枪回归到零位，同时启动z向电机，第一z向滑块上行，气钉枪随转轴回归到初始位，第一挡块缩进第一摆臂通孔，相框从机台出料端流出，第二摆臂退回至初始位置，第二挡块缩进第二摆臂通孔，等待下一工作循环。本发明实现了自动化制作相框，极大地提高了工作效率，满足大批量生产的需求。

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