一种高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属屋面领域，尤其涉及一种高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备以及应用该高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备进行结构定位、测试的方法，特别但不限于建筑屋面结构安装过程中自攻钉的定位和自动安装。
【背景技术】
[0002]在建筑外围护系统中，金属屋面是一种以常用金属为材料，以不同的构造为结构体系，并结合保温隔热、防水、吸音等材料的新型组合屋面。金属屋面板属于房屋的结构性板材，该行业融合了多个学科和多项先进技术和工艺，综合性能非常强。如何能及时高效的跟进新材料、新技术和新工艺也是我们面临的挑战。
[0003]在金属屋面的安装过程，涉及多个部件的定位测量和安装，经常会使用自攻钉来起到固定作用，但现在市面上常用人工打入的方式，这种方式存在人为误差，而且效率较低，难以满足目前的工作要求，直接影响了工程造价、工程质量、使用寿命、维修成本。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备以及应用该高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，能够高效、高准确性、高质量对金属结构的相应的三维空间区域进行定位和自攻钉的安装，以提升建筑等金属结构的安装质量，并且可实现大数据化、智能化。
[0005]技术方案:一种高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，包括中央控制器、机械系统、光路系统、监控系统和自攻钉工作系统，所述机械系统、光路系统、监控系统和自攻钉工作系统分别与中央控制器电性连接;所述自攻钉工作系统安装在机械系统上。本发明所述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，其结构简单，设计合理，易于生产，可以对金属屋面系统进行高速、准确的定位安装，其中，中央控制器可以控制多个系统，自动化程度高。机械系统可以运动到工作区域内一定的三维位置，方便于对相应位置的测试定位。光路系统可以产生一定频率、波段的激光，同时可以接收反射回来的激光，对金属结构进行定位。监控系统，可以对测定位置进行CCD观察以及自攻钉的安装的监控，并对反馈激光收集数据测定距离，位置信息会在三维坐标图上及时的反馈给中央控制器，位置若出现问题，会自动发出报警。
[0006]作为本发明的一种改进，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，还包括水冷系统，所述水冷系统与中央控制器电性连接。水冷系统对整个系统进行恒温处理，防止系统过热，保证整个装备高效、稳定。
[0007]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，所述自攻钉工作系统包括磁铁片、气动设备、套管、转头和传输履带，所述传输履带上设有一组套管。针对不同的自攻钉的型号可以通过更换套管的形式来实现，适应性好。自攻钉到达工作位会被磁铁和气动设备气动的吸力吸住进入套管。在需要安装的金属板上安装时，会在转头的旋转作用和机械系统深度方向下压，这两个方向力作用下安装。此外，履带式运输自攻钉，自动化度高，上一个自攻钉安装完成后，及时补进下一个自攻钉，节约工作时间，工作效率尚O
[0008]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，所述机械系统为五轴联动机器人，包括底座、腰部、肩部、大臂、肘部和小臂，其中所述腰部设于底座上，所述肩部设于腰部上，所述大臂一端与肩部连接，另一端通过肘部和小臂连接。五轴联动机器人精度高，可以完成多个方向，多个角度的位移运动，适应性好。
[0009]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，所述光路系统包括激光器、反射镜和反射光接收传感器。光路系统可以产生一定频率、波段的激光，同时通过反光镜进行反射后，反射光接收传感器可以接收反射回来的激光，可以高效完成定位，精确度高。
[0010]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，所述监控系统包括CCD摄像机、钟频振荡器和距离计数器，所述CCD摄像机安装在机械系统的小臂上。可以对测定位置进行CCD观察、对反馈激光收集数据测定距离，并反馈给中央控制器，精确度尚O
[0011 ]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，所述中央控制器包括数据库和参数输入单元。可以在数据库中录入多种常用金属材料、结构的参数信息和自攻钉安装的工作方案，构建不同金属材料的工艺数据库，中央控制器可以对工程图纸进行处理分析，将钉的位置等相关需要信息进行提取处理，同时对测试定位和安装数据进行收集、存储、分析。对相关材料结构进行时就可以从数据库提取针对特定材料工艺数据生成编写相应程序，生产相应的工作方案，指令装备进行相应操作。智能化程度高，可实现大数据化。
[0012]本发明还提供一种高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，包括以下步骤:
1)中央控制器控制机械系统将自攻钉工作系统运送到工作区域；
2)中央控制器控制光路系统启动，对加工位置进行定位和标定；
3)中央控制器控制监控系统启动，进行距离测量和反馈；
4)气动设备气动吸气形成低压，配合磁铁片吸附自攻钉进入套管，然后传送到转头；
5)中央控制器控制五轴联动机器人在加工位置垂直方向下压，同时转头垂直向下转入自攻钉；
6)完成安装后，气动设备后吹气释放自攻钉，抬起自攻钉工作系统。
[0013]本发明所述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，方法合理，易于实现。
[0014]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，所述步骤2)中，所述中央控制器控制控制激光器对加工位置进行初步定位和标定。中央控制器通过控制激光器产生激光指示光，指示光对加工位置进行初步定位、开启激光打标对加工位置进行标定，可以高效进行定位，并使定位更加准确。
[0015]进一步的，上述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，所述步骤I)前，通过参数输入单元输入金属结构性能参数，传输给中央控制器与数据库中工艺数据进行比对，并反馈给中央控制器，控制机械系统、光路系统、监控系统和自攻钉工作系统进行自攻钉自动化安装。以根据规范和统计数据建立工艺数据库，对相关材料进行安装时就可以从数据库提取针对特定材料工艺数据生成编写相应程序，生成相应的方案，指令高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备进行相应操作，节省时间，工作效率高，并且实现工作过程的自动化，大数据化。
[0016]上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果:本发明所述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备，其结构简单，设计合理，易于生产，使用方便，可以对金属屋面系统进行高速、准确的定位安装，工作稳定高效，使得金属屋面的安装过程更加规范化、智能化、高效化，保证工程质量，加快工程进度。本发明所述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的工作方法，方法合理，易于实现，并且可实现工作过程的大数据化、智能化。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述的高效用于安装金属结构的自动化安装自攻钉装备的示意图；
图2为本发明所述的自攻钉工作系统的示意图；
图3为本发明所述的机械系统的结构示意图；
图4为本发明所述的光路系统的示意图；