[0042] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0043] 如图1所示，一种模块化气动周边码钉设备，包括基座1、工作台8、工作台导轨10、工位切换机构、面料上料机构、侧向码钉机构和板料上料机构。所述的板料上料机构用于实现板料的自动上料和成品的自动下料，采用末端执行器为抓取机构的工业机器人。工业机器人采用外购的现有机器人，抓取机构采用能够夹持板料的机械夹爪，在此不作赘述。工位切换机构、面料上料机构、侧向码钉机构和成品下料机构均安装在基座1上。
[0044] 基座1上并排设置有上料工位与码钉工位。工作台导轨10固定在基座1上。工作台8与工作台导轨10构成滑动副。工作台8的顶面上固定有加工台板9。加工台板9上设置有物料放置位。物料放置位的形状与板料的截面形状一致。加工台板9的顶面上开设有沿着物料放置位的轮廓依次排列的多个喷气孔6。本实施例中，板料的每条边缘均对应有三个喷气孔6。加工台板9内设置有压缩空气流道7；各喷气孔6均与压缩空气流道7连通。压缩空气流道7的进气口通过换向阀或通断阀连接至气源(本实施例中为气泵)。各喷气孔6用于喷出气流，将板料下方的面料的边缘处向上吹起，包裹在板料的边缘上，以便于侧向码钉机构在板料的各个边缘上进行周边码钉作业，将面料与面板固定在一起。
[0045] 工位切换机构用于驱动工作台8滑动，带动模具槽体内的板料和面料在上料工位与码钉工位之间切换。面料上料机构和板料上料机构分别设置在上料工位的侧部不同的位置。面料上料机构和板料上料机构分别用于将面料和板料放置到工作台8上。
[0046] 本实施例中，工位切换机构采用工位切换气缸3。工位切换气缸3采用双出杆气缸，其缸体固定在工作台8上，活塞杆的两端与基座1上的两个支撑座2分别固定。
[0047] 如图1和2所示，面料上料机构包括面料供料组件、顶层面料分离组件、面料下压组件和面料拉取组件。面料供料组件安装在上料工位的一侧，用于持续供给面料；顶层面料分离组件安装在基座1上，且位于面料供料组件靠近上料工位的一侧，用于将最上层的面料与其余面料分离。面料下压组件安装在基座上，且位于上料工位靠近面料供料组件的一侧，用于将顶层面料分离组件分离出的面料与面料拉取组件上的拉取头30连接在一起。面料拉取组件安装在工作台上，用于将单张面料移动至加工台板9上。
[0048] 面料供料组件包括供料导向杆34、供料支架35、供料底座36、面料存储台39和升降驱动组件。供料底座36固定在基座1的侧部。供料支架35通过供料导向杆34固定在供料底座36的上方。各供料导向杆34均竖直设置；面料存储台39与各供料导向杆34构成滑动副；面料存储台39由升降驱动组件驱动进行升降运动；升降驱动组件包括供料丝杠42和供料电机
33。竖直设置的供料丝杠42的两端分别通过供料轴承43转动连接在基座1、供料支架35上。
面料存储台39与供料丝杠42构成螺旋副。供料丝杠42由供料电机33驱动旋转。面料存储台
39上能够叠置多张面料37。通过供料丝杠42的旋转能够调节面料的高度，以配合顶层面料分离组件和面料拉取组件。
[0049] 顶层面料分离组件包括安装架44、滚轮32、滚轴38和滚轮电机41。两个安装架44固定在基座1上，且分别位于面料供料组件的相反侧。水平设置的滚轴的两端分别转动连接在两个安装架的顶端。滚轴的轴线平行于工作台导轨10的长度方向。滚轮电机41固定在其中一个安装架44上，且输出轴与滚轴38的一端固定。滚轴上间隔固定有三个滚轮。滚轴位于面料存储台39靠近上料工位的一侧的上方。工作过程中，滚轮与面料存储台39上最顶层的面料的顶面靠近上料工位的一侧接触。滚轮正向转动时，通过摩擦力能够带动最顶层的面料向靠近上料工位的一侧移动，使得最顶层的面料靠近上料工位的边缘悬空，以便于面料拉取组件对面料的夹持固定。
[0050] 面料下压组件包括压板31和下压驱动组件。下压驱动组件包括压板电磁铁45、压板弹簧46和下压缸体29。两个下压缸体29均固定在基座1上，且分别位于面料供料组件的相反侧。压板31的两端的底部均固定有导向杆。两根导向杆与两个下压缸体29的内腔分别构成滑动副。下压缸体29内均设置有压板电磁铁45和压板弹簧46。压板电磁铁45固定在下压缸体29内腔的底部。导向杆采用铁磁性材料，能够被通电的压板电磁铁45磁化而向下运动。压板弹簧46的两端分别抵住下压缸体29的内腔底部和导向杆的底端，使得压板电磁铁45断电时，压板31处于上极限位置。压板31上对中开设有两个让位孔。
[0051] 面料拉取组件包括拉取驱动组件和电磁控制的拉取头30。加工台板9的顶面的两侧均开设有垂直于工作台导轨10的滑槽。工作台处于上料工位时，两条滑槽与两个让位孔分别对齐。两个拉取头30分别滑动连接在两条滑槽内。拉取驱动组件包括拉取丝杆4和拉取伺服电机5。水平设置的两根拉取丝杆4分别支承在两条滑槽内。两个拉取伺服电机5均固定在加工台板9的侧部，且输出轴与两根拉取丝杆4的端部分别固定。拉取头30内的拉取移块30与两根拉取丝杆4分别构成螺旋副。
[0052] 如图8所示，电磁控制的拉取头30包括拉取电磁铁53、拉取复位弹簧52、钉杆54和拉取移块30。拉取移块30滑动连接在对应的滑槽内。拉取移块30的顶面与加工台板9的顶面平齐。拉取移块30内开设有安装腔室。拉取电磁铁53固定在安装腔室的顶端。钉杆54的底端固定有导向块。导向块与安装腔室构成沿竖直方向滑动的滑动副。钉杆54的顶端穿过拉取电磁铁53的中心孔。拉取复位弹簧52套置在钉杆54上，且两端分别抵住钉杆54上的导向块和拉取电磁铁53。导向块采用铁磁性材料，能够被通电的压板电磁铁45磁化而向上运动。钉杆54的顶端呈尖锐状。当钉杆54移动至上极限位置时，钉杆54顶端的尖锐部伸出加工台板9的顶面以上，能够穿过面料，从而实现面料与拉取块的固定。
[0053] 面料上料机构的自动上料过程如下：
[0054] 首先，最顶层的面料在滚轮的带动下，边缘处移动到压板31与两个拉取头30之间。压板电磁铁45得电时，使压板31往下移动，压住面料的边缘；拉取电磁铁53得电，钉杆54向上弹(伸)出，面料受到压板31的阻挡，钉杆54的尖锐部可靠地钉入面料中；压板31上的让位孔为钉杆54的上升让出空间。
[0055] 之后，压板电磁铁45失电，压板31在压板弹簧46作用下往上移动，与面料分离；拉取伺服电机驱动拉取丝杆4旋转，带动拉取移块30中的螺母，使拉取移块30沿加工台板9上的导槽移动，从而将面料拉取至加工台板9上的物料放置位上。
[0056] 最后，拉取电磁铁53失电，在拉取复位弹簧52作用下，钉杆54缩回，钉杆的顶端尖锐部与面料分离，完成面料的自动上料。
[0057] 侧向码钉机构包括环绕在码钉工位周围的第一码钉组件、第二码钉组件、第三码钉组件和第四码钉组件。第一码钉组件、第二码钉组件、第三码钉组件和第四码钉组件分别用于对板料的四个边缘(分别朝向‑X、+X、‑Y、+Y方向)进行码钉作业。
[0058] 第一码钉组件设置在上料工位与码钉工位之间。第一码钉组件包括第一安装板11、倾斜导向组件和第一驱动组件。倾斜导向组件包括第一码钉轨道12、滑块51、限位销钉
13、顶升弹簧50、第一安装板11和倾斜导向座14。第一码钉轨道12固定在基座1上；滑块51滑动连接在第一码钉轨道12上。滑块51的顶部固定有限位销钉13。第一安装板11滑动连接在限位销钉13上。顶升弹簧50套置在限位销钉13上，且两端分别抵住第一安装板11和滑块51。
顶升弹簧50对第一安装板11施加向上的弹力。第一安装板11的两侧均设置有下斜块；两个倾斜导向座14均固定在基座上；滑块51由第一驱动组件驱动。第一驱动组件包括第一丝杠
27和第一电机28。第一丝杠27支承在基座上，并与滑块51构成螺旋副。第一丝杠27由第一电机28驱动旋转。
[0059] 两个倾斜导向座14的顶部均设置有朝向下方的导向面。两个倾斜导向座14的导向面与两个下斜块的顶面分别沿着第一码钉轨道12的方向对齐。倾斜导向座14上的导向面包括位于远离码钉工位一侧的倾斜面和位于靠近码钉工位一侧的水平面。下斜块顶面包括位于靠近码钉工位一侧的倾斜面和位于远离码钉工位一侧的水平面。在第一安装板11与倾斜导向座14的配合下，第一安装板11在滑块51滑动的行程中具有两个高度；在第一安装板11向码钉工位移动的过程中，第一安装板11在倾斜导向座14的导向面的引导下降低高度后，继续水平移动。
[0060] 当第一安装板11处于远离码钉工位时，第一安装板11的底面与工作台的顶面之间留有预设距离(该预设距离大于面料与板料的厚度之和)，以便于放置在加工台板9上的板料和面料能够顺利通过第一安装板11的下方。当第一安装板11处于靠近码钉工位的位置时，第一安装板11的底面与工作台的顶面平齐，以便于挤压被吹起的位于板料边缘上的面料，供自动码钉枪进行码钉作业。
[0061] 第二码钉组件包括第二安装板24、第二码钉轨道23和第二驱动组件。第三码钉组件包括第三安装板21和第三驱动组件。第四码钉组件包括第四安装板15、第四码钉轨道18和第四驱动组件。第二码钉轨道23、第四码钉轨道18均固定在基座1，且分别位于码钉工位的相反侧。第二码钉轨道23、第四码钉轨道18的长度方向垂直于工作台导轨10的长度方向。第二安装板24滑动连接在第二码钉轨道23上。第三安装板21滑动连接在工作台导轨10上。
第四安装板15滑动连接在第四码钉轨道18上。
[0062] 第二驱动组件包括第二电机26和第二丝杠25。第三驱动组件包括第三电机20和第三丝杠19。第四驱动组件包括第四电机17和第四丝杠16。第二丝杠25通过第一安装座48和第一轴承座47转动连接在基座上。第三丝杠19转动连接在基座上。第四丝杠16通过第二安装座49和第二轴承座转动连接在基座上。第二安装板24、第三安装板21、第四安装板15与第二丝杠25、第三丝杠19、第四丝杠16分别构成螺旋副。第二丝杠25、第三丝杠19和第四丝杠16由第二电机26、第三电机20和第四电机17分别驱动。第二安装板24、第三安装板21、第四安装板15的底面比加工台板9的顶面平齐，能够挤压被吹起的位于板料边缘上的面料，供自动码钉枪进行码钉作业。
[0063] 第一安装板11、第二安装板24、第三安装板21和第四安装板15的内侧边缘均设置有钉枪安装位。四个钉枪安装位的形状与板料的四个边缘的形状分别对应。第一安装板11、第二安装板24、第三安装板21和第四安装板15的钉枪安装位上均设置有多个自动码钉枪22(图中每个钉枪安装位上均仅示出一个自动码钉枪22)。自动码钉枪22的出钉口均朝向码钉工位，用于对板料的边缘进行自动码钉作业，使得自动码钉枪22射出的钉子能够钉入到板料的周边，将覆盖在板料周边的面料与板料固定在一起。
[0064] 如图1所示，自动码钉枪22采用压缩空气驱动，具体结构可采用市场上现有的产品。根据板料周边长度和码钉的标准间隔距离，各个侧向码钉机构上(每排)均设置相应数量的自动码钉枪22。
[0065] 该模块化气动周边码钉设备的工作方法具体如下：
[0066] 步骤一、面料上料机构将面料37移动到加工台板9上的物料放置位上。
[0067] 步骤二、板料上料机构将板料40放置到加工台板9的面料37上。
[0068] 步骤三、工位切换机构中的工位切换气缸3带动加工台板9移动至码钉工位。
[0069] 步骤四、开启压缩空气，从板料四周的喷气孔6中喷出压缩空气，将板料四周边缘的面料吹起；四个侧向码钉机构带动四排码枪钉装置沿着‑X、+X、‑Y、+Y四个方向向板料的边缘移动，四块安装板将包裹在板料四周的面料挤压在板料的边缘上；该过程中，第一安装板的运动过程为先水平移动，再倾斜向下移动，最后再经过一段水平移动；四排自动码钉枪将码钉一次性地钉入到板料的周边，实现面料与板料的固定。
[0070] 步骤五、工位切换机构中的工位切换气缸3驱动工作台8移动至上料工位。由板料上料机构将完成码钉的板料和面料从加工台板上取走。
[0071] 步骤六、重复步骤一至五，实现板料和面料的连续自动码钉。
