一种自动化拼框设备的制作方法

1.本发明属于拼框机技术领域，更具体的说涉及一种自动化拼框设备。


背景技术：

2.在如吊顶、门和相框等产品生产时，其通常具有四条型材边框，中间有的还具有与型材边框卡合的板材，在型材边框的端部为45
°
的倒角，在传统的拼装时，通常采用人工手工进行拼装，如将四条型材边框两两依次对齐，然后再利用工具进行固定，但此种方式难以保证端部对齐，产品质量不统一。
3.还有的厂家采用普通的模具，即在一个固定平台上，按照待拼装产品的尺寸，提前在四个角固定好直角的挡板，将四条型材边框放入后再利用工具进行固定，其首先仅能够具有一种尺寸，对于多型号的产品来说，需要制作非常多的模具，其次其对于型材边框较长的产品来说，无法保证型材边框的平直。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种实现自动化的根据对待拼框产品进行拼框并固定，在拼框过程中能够保持各型材边框平直，避免歪斜。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种自动化拼框设备，包括支撑框架，支撑框架上设置有龙门架，龙门架与支撑框架水平滑动连接，龙门架上设置有执行固定组件，所述支撑框架上设置有拼框工位，在拼框工位的四个角处有分别设置有第一工装、第二工装、第三工装和第四工装，所述第一工装包括第一边框，第二工装包括相互连接的第二边框和横向气缸，第三工装包括相互连接的第三边框和斜向气缸，第四工装包括相互连接的第四边框和纵向气缸，所述第一边框、第二边框、第三边框和第四边框均为l形框，所述第三边框与第一边框位于拼框工位对角线的两个角上，所述斜向气缸与横向气缸和纵向气缸均呈45
°
角布置。
6.进一步的所述第一工装还包括第一底板，第一边框固定在第一底板上，第二工装还包括第二底板和横向导向条，横向气缸和横向导向条固定在第二底板上，第二边框与横向导向条滑动连接，第三工装还包括第三底板和斜向导向条，斜向气缸与斜向导向条固定在第三底板上，第三边框与斜向导向条滑动连接，所述第四边框还包括第四底板和纵向导向条，纵向气缸和纵向导向条固定在第四底板上，第四边框与纵向导向条滑动连接。
7.进一步的所述支撑框架对应拼框工位的边缘处设置有压紧组件，所述压紧组件包括转角气缸和支撑板。
8.进一步的所述转角气缸与支撑框架之间设置有升降气缸，升降气缸连接于支撑框架上，且升降气缸和转角气缸缩回时转角气缸低于型材边框所在平面。
9.进一步的所述横向气缸、纵向气缸和斜向气缸均连接有位置传感器。
10.进一步的所述支撑框架上设置有纵向导轨，所述纵向导轨上设置有与其纵向滑动连接的第一横向导轨和第二横向导轨，所述第一工装和第二工装位于第一横向导轨上，第
二工装与第一横向导轨沿横向滑动连接，第三工装和第四工装位于第二横向导轨上，所述第三工装与第二横向导轨沿横向滑动连接，所述压紧组件具有若干组，若干组压紧组件分布并滑动连接于第一横向导轨和第二横向导轨上。
11.进一步的所述第二横向导轨与支撑框架之间设置有纵向驱动机构，所述第一横向导轨上设置有第一横向驱动机构，所述第二横向导轨上设置有第二横向驱动机构。
12.进一步的所述第一横向驱动机构包括驱动电机和丝杆，所述丝杆连接驱动电机，所述丝杆与第二底板及第一横向导轨上的压紧组件螺纹连接，所述丝杆对应底板处的螺距为其对应压紧组件处的两倍，所述第二横向驱动机构与第一横向驱动机构结构相同。
13.进一步的所述拼框工位设置有多个，多个拼框工位在同一平面上分布在支撑框架上。
14.进一步的所述执行固定组件包括打孔钻、自动拧螺丝机、焊枪或打胶枪中的一种或多种。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：可应用于集成吊顶行业的铝蜂窝板拼框，led照明灯具的铝框拼接装配，利用四个拼框工装可以实现自动夹持定位型材边框，然后在利用执行固定组件对其打孔上螺丝或直接自动螺丝，或者进行焊接或利用胶水粘结，实现自动化的拼装，同时在支撑框架上可以设置多个拼框工位，提高生产效率。
附图说明
16.图1为本发明的立体结构图；
17.图2为本发明的侧视图；
18.图3为本发明的俯视图；
19.图4为不同的拼框工位拼装不同尺寸的产品时的示意图；
20.图5为第一横向导轨和第二横向导轨均可移动时的示意图；
21.图6为拼框工位为固定式的工位时的示意图。
22.附图标记：1、支撑框架；21、第一工装；211、第一底板；212、第一边框；22、第二工装；221、第二底板；222、第二边框；223、横向气缸；224、横向导向条；23、第三工装；231、第三底板；232、第三边框；233、斜向气缸；234、斜向导向条；24、第四工装；241、第四底板；242、第四边框；243、纵向气缸；244、纵向导向条；3、龙门架；4、执行固定组件；5、纵向导轨；61、第一横向导轨；62、第二横向导轨；7、压紧组件；71、转角气缸；72、升降气缸；73、支撑板；8、拼框工位；91、第一横向驱动机构；911、丝杆；912、驱动电机；92、第二横向驱动机构；93、纵向驱动机构；10、支撑台。
具体实施方式
23.参照图1至图6对本发明自动化拼框设备的实施例做进一步说明。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保
护范围。
25.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.一种自动化拼框设备，包括支撑框架1，支撑框架1上设置有龙门架3，龙门架3与支撑框架1水平滑动连接，龙门架3上设置有执行固定组件4，所述支撑框架1上设置有拼框工位8，在拼框工位8的四个角处有分别设置有第一工装21、第二工装22、第三工装23和第四工装24，所述第一工装21包括第一边框212，第二工装22包括相互连接的第二边框222和横向气缸223，第三工装23包括相互连接的第三边框232和斜向气缸233，第四工装24包括相互连接的第四边框242和纵向气缸243，所述第一边框212、第二边框222、第三边框232和第四边框242均为l形框，所述第三边框232与第一边框212位于拼框工位8对角线的两个角上，所述斜向气缸233与横向气缸223和纵向气缸243均呈45
°
角布置。
27.斜向气缸233与横向气缸223和纵向气缸243均呈45
°
角布置指的是：斜向气缸233与横向气缸223呈45
°
角布置，并且斜向气缸233与纵向气缸243也呈45
°
角布置。
28.在本实施例中拼框工位8整体呈矩形，第一边框212与第四边框242位于拼框工位8另外一条对角线的两个角上。
29.如图4所示，其中拼框工位8为第一边框212、第二边框222、第三边框232和第四边框242内边围合而成的矩形区域，图4中虚线所示。
30.其中横向和纵向为水平面上相对垂直的两个方向，并不需要特别指定是哪个方向，在本实施例中如图2
‑
6中x向为横向，y向为纵向，z向为竖向；本实施例中龙门架3与支撑框架1可以为横向滑动连接或纵向滑动连接，若龙门架3与支撑框架1为横向滑动连接，那么执行固定组件4与龙门架3之间则纵向滑动连接，且执行固定组件4可以沿竖向移动；若龙门架3与支撑框架1为纵向滑动连接，那么执行固定组件4与龙门架3之间则横向滑动连接，且执行固定组件4可以沿竖向移动，这样以保证执行固定组件4能够到达拼框工位8的任意位置。
31.在本实施例中执行固定组件4包括打孔钻、自动拧螺丝机、焊枪或打胶枪中的一种或多种，当然还可以根据需要选择安装其它功能的执行固定组件4。
32.如图6所示，其为本技术的一个实施例，在此实施例中拼框工位8为固定式工位，四个拼框工装也即为固定式的工装，此时四个拼框工装的l形框中间则形成为矩形的拼框工位8，此拼框工位8能够拼装尺寸固定的产品。
33.在本实施例中所述第一工装21还包括第一底板211，第一边框212固定在第一底板211上，第二工装22还包括第二底板221和横向导向条224，横向气缸223和横向导向条224固定在第二底板221上，第二边框222与横向导向条224滑动连接，第三工装23还包括第三底板231和斜向导向条234，斜向气缸233与斜向导向条234固定在第三底板231上，第三边框232与斜向导向条234滑动连接，所述第四边框242还包括第四底板241和纵向导向条244，纵向气缸243和纵向导向条244固定在第四底板241上，第四边框242与纵向导向条244滑动连接。
34.如第二边框222其能够在横向气缸223的驱动下沿横向来回运动，其中第二边框222与此处的导向条优选的采用限位滑动连接，限位滑动连接具体的可以在导向条与第二
边框222二者相对的一面设置限位滑槽和限位滑条，如可以为燕尾状，以达到第二边框222在移动过程中保持平直稳定；同理第三边框232和第四边框242与各自所在之处的导向条也采用限位滑动连接。
35.本实施例还可以在拼框工位8的中间部分设置支撑台10，如在进行集成吊顶的拼装时，中间的支撑台10可以用以支撑集成吊顶的蜂窝板，而位于四边的型材边框则可以搭在蜂窝板上或搭在底板上，通过横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233的同时动作，使所有的型材边框挤压靠近，形成完整的矩形框，并与中间的蜂窝板扣合，再通过执行固定组件4将型材边框和/或蜂窝板进行固定即可；而对于仅有四条型材边框的产品来说，无需使用中间的支撑台10，在拼装时也仅是将四条型材边框拼接固定在一起即可。
36.本实施例优选的所述支撑框架1对应拼框工位8的边缘处设置有压紧组件7，所述压紧组件7包括转角气缸71和支撑板73。
37.在本实施例中优选的拼框工位8的四条边处均布置转角气缸71，在对于型材边框较长的产品来说，通过设置转角气缸71能够在横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233动作前对型材边框压紧，以避免型材边框因过长而隆起形变，此处优选的在拼框工位8的边缘处，特别是对应转角气缸71压紧处具有支撑板73，即在转角气缸71压紧型材边框时，型材边框的底部抵在支撑板73上，通常来说支撑板73与底板处于同一平面，在拼框时，四条型材边框放在对应位置，然后利用转角气缸71下压型材边框，使其保持平直，再通过四个拼框工装的动作使四条型材边框拼成一个完整的矩形。
38.更进一步的所述转角气缸71与支撑框架1之间设置有升降气缸72，升降气缸72连接于支撑框架1上，且升降气缸72和转角气缸71缩回时转角气缸71低于型材边框所在平面，如在对集成吊顶进行拼装时，首先由升降气缸72使转角气缸71伸出至支撑板73的上方，然后转角气缸71将型材边框压在支撑板73上，再由四个拼框工装将四条型材边框拼成完整矩形并与中间的蜂窝板组合，最后由执行固定组件4沿着边缘依次的通过螺丝进行固定，在执行固定组件4行走至所在位置的转角气缸71处时，可松开此转角气缸71，并由升降气缸72使其缩至支撑板73的下方，以避免与执行固定组件4发生干涉。
39.本实施例优选的所述横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233均连接有位置传感器。
40.其中位置传感器用以检测横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233的动作幅度，并且位置传感器与控制系统电连接，在前面准备条件做好之后，横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233同时动作推动第二边框222、第四边框242和第三边框232向前运动拼好型材边框，若其中某一个或多个未达到标准的幅度，则位置传感器将检测到对应的气缸未达标，进行提示报警，当所有的位置传感器均检测达标时，则进行下一步骤。
41.如图1
‑
4所示，其为本技术的另一个实施例，在此实施例中，拼框工位8为可调式工位，其与固定式工位的主要区别为四个拼框工装形成的拼框工位8尺寸可调，具体的所述支撑框架1上设置有纵向导轨5，所述纵向导轨5上设置有与其纵向滑动连接的第一横向导轨61和第二横向导轨62，所述第一工装21和第二工装22位于第一横向导轨61上，第二工装22与第一横向导轨61沿横向滑动连接，第三工装23和第四工装24位于第二横向导轨62上，所述第三工装23与第二横向导轨62沿横向滑动连接，所述压紧组件7具有若干组，若干组压紧组件7分布并滑动连接于第一横向导轨61和第二横向导轨62上。
42.如图3所示，在此实施例中，第一工装21为固定式的，其作为拼装的基准点，第二工装22的纵向位置始终保持不变与第一工装21相同，第四工装24的横向位置始终保持不变与第一工装21相同。
43.在进行拼装时，如待拼框的型材边框构成的产品横纵分别为100cm和60cm，那么则沿纵向导轨5移动第二横向导轨62，第一横向导轨61和第二横向导轨62之间的间距大于60cm，或者说第一工装21与第四工装24之间的间距大于60cm(此时纵向气缸243处于缩回状态)，并使第二工装22和第三工装23分别靠近第一工装21和第四工装24，使之间距大于100cm，并将第二工装22、第三工装23和第四工装24均固定在此处。
44.本实施例优选的所述第二横向导轨62与支撑框架1之间设置有纵向驱动机构93，所述第一横向导轨61上设置有第一横向驱动机构91，所述第二横向导轨62上设置有第二横向驱动机构92。
45.纵向驱动机构93以驱动第二横向导轨62靠近或远离第一横向导轨61，第一横向驱动够使第二工装22靠近或远离第一工装21，第二横向驱动机构92使第三工装23靠近或远离第四工装24。
46.其中纵向驱动机构93、第一横向驱动机构91和第二横向驱动机构92可以为同步带结构或者丝杆911滑台结构。
47.如图4所示，在此实施例中主要介绍丝杆911滑台结构，所述第一横向驱动机构91包括驱动电机912和丝杆911，所述丝杆911连接驱动电机912，所述丝杆911与第二底板221及第一横向导轨61上的压紧组件7螺纹连接，所述丝杆911对应底板处的螺距为其对应压紧组件7处的两倍，所述第二横向驱动机构92与第一横向驱动机构91结构相同。
48.即第二横向驱动机构92的丝杆911与第三底板231及第二横向导轨62上的压紧组件7螺纹连接。
49.在本实施例中纵向驱动机构93也采用丝杆911滑台结构。
50.通过丝杆911滑台结构可以使第二工装22、第三工装23和第四工装24移动位置精准，且能够实现自锁的目的。
51.在根据待拼框产品尺寸调整拼框工位8的尺寸时，在第一横向导轨61上和第二横向导轨62上的压紧组件7也随动，但压紧组件7的移动距离为第二工装22和第三工装23的一半。
52.在可调式工位的实施例中，优选的在第一边框212朝向第二边框222和第四边框242的两侧分别至少具有一组压紧组件7，第二边框222朝向第一边框212和第三边框232的两侧分别至少具有一组压紧组件7，第三边框232朝向第二边框222和第四边框242的两侧分别至少具有一组压紧组件7，第四边框242朝向第一边框212和第三边框232的两侧分别至少具有一组压紧组件7，以保证型材边框靠近四个工装的边框结合处能够平整。
53.如图5所示，其为本技术的另一个实施例，在此实施例中，拼框工位8为另一种可调式工位，在此实施例中，第一横向导轨61也与纵向导轨5滑动连接，其余技术特征与图1
‑
4的实施例相同，在纵向驱动机构93优选的设置有两组，以分别控制第一横向导轨61和第二横向导轨62的纵向位置。
54.如图1
‑
6所示，其为本技术的另一个实施例，在此实施例中，拼框工位8设置有多个，多个拼框工位8在同一平面上分布在支撑框架1上，此时的拼框工位8可以为固定式工
位，或者也可以为可调式工位，这样可以其中一部分的拼框工位8在进行拼框作业，另一部分的拼框工位8在进行上下料过程，即多个拼框工位8交替工作。
55.在本发明中，待拼框的部件(包括型材边框和中间的板材)可以由人工进行上下料或采用机械手自动上下料。
56.一种自动化拼框设备的拼框方法，包括如下步骤：
57.s1：将拼框工位8处的横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233的活塞杆缩回，根据待拼装产品的尺寸，使此时的拼框工位8的长度较产品长度大a，拼框工位8的宽度较产品宽度大b；
58.s2：将型材边框放到拼框工位8的边缘位置；
59.s3：启动压紧组件7，使转角气缸71下压在型材边框上；
60.s4：同时启动横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233，使第二边框222、第四边框242和第三边框232同时向第一边框212方向平推型材边框；
61.s5：由龙门架3带着执行固定组件4对所有的型材边框依次固定；
62.s6：横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233复位，取出拼装完成的产品。
63.其中优选的a和b为15
‑
25mm，以方便将型材边框放入及产品的取出。
64.本实施例优选的，在步骤s4后，由位置传感器检测横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233的活塞杆伸出长度是否合格，若合格则进行下一步；若不合格则进行报警，系统停止进入下一步；在本实施例中第二边框222与横向气缸223的活塞固定，第三边框232与斜向气缸233的活塞固定，第四边框242与纵向气缸243的活塞固定，各气缸行进的位置及表示相应的边框行进的位置，可以提前在系统中预设好此位置行程及允许的误差，在误差范围内均为合格，在误差范围外则为不合格。
65.本实施例优选的，在步骤s1中，拼框工位8的第一边框212、第二边框222、第三边框232和第四边框242内侧组成的矩形区域。
66.本实施例优选的，在步骤s1中，所述的拼框工位8为可调式工位，根据待拼装产品的尺寸预先调整第二工装22、第三工装23和第四工装24的位置。
67.本实施例优选的，在步骤s4后，若位置传感器检测横向气缸223、纵向气缸243和斜向气缸233的活塞杆伸出长度合格，则所有的压紧组件7复位脱离型材边框，并移动至不高于型材边框。
68.本实施例优选的，在步骤s2中，若待拼装产品具有中间板材，则先将中间板材放在支撑台10上，然后将所有型材边框放至中间板材四周。
69.本实施例优选的，拼框工位8具有多个，在一个拼框工位8拼框完成后，龙门架3移动至下一拼框工位8进行拼框作业。
70.以在拼框产品的型材边框通过打孔穿螺丝固定为例，通过输入相应的打孔距离或打孔个数，系统则以拼框工位8的四个角进多少为第一颗及最后一颗螺丝位置，中间则自动均分成孔位(可设置孔位最大值如300mm最小值200mm系统会根据输入尺寸在200mm/300mm之间自动均分)，一键生成加工程序启动加工，不同的拼框工位8可加工不同尺寸只需分别输入尺寸即可。
71.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。