CN102324285A - 母线装配装置、母线自冲铆接系统以及母线的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了母线装配装置、母线自冲铆接系统以及母线的装配方法。母线装配装置包括用于获取待装配母线的参数信息并形成控制信号的控制装置、用于提供待装配母线的横向基准的横向基准装置、用于提供待装配母线的纵向基准的纵向基准装置和用于提供待装配母线的垂向基准的垂向基准装置，其中控制装置根据控制信号控制横向基准装置、纵向基准装置和垂向基准装置中的至少一个，以为待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准。该母线装配装置通过使控制装置获取待装配母线的参数信息并形成控制信号，以为待装配母线提供相匹配的横向基准、纵向基准和垂向基准，使得能够提高装配精度和装配效率、保证母线各部件的位置关系和母线整体结构的尺寸公差。

Description

母线装配装置、母线自冲铆接系统以及母线的装配方法

技术领域

本发明涉及母线制造领域，特别涉及一种母线装配装置、母线自冲铆接系统以及母线的装配方法。

背景技术

母线作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性，特别适用于工业厂房、矿山等的低压配电系统和高层商住大楼、酒店、医院等的供电系统。

母线（busbar）是由金属保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的，其中金属保护外壳主要包括位于两侧的H型材（包括第一H型材和第二H型材）和位于H型材之间的U型材（包括上U型材和下U型材）。常用的母线一般为交流三相四线或五线制。电力行业中的母线产品越来越多地采用密集型设计，尤其是对电压等级和质量具有较高要求的母线，密集型母线需要其金属保护外壳与导电排紧密贴合。为了提高母线连接的工作效率和连接质量，对于密集型母线的金属保护外壳的连接（一般指H型材与U型材之间的连接）越来越多的企业采用自冲铆接工艺。

在手动或自动生产线上进行自冲铆接工艺之前，需要将母线的H型材、U型材以及导电排装配在一起，并通过卡具固定，然后送入铆接区进行自冲铆接。在装配过程中，母线的H型材、U型材与导电排贴合的紧密程度，以及母线各部分之间的位置关系和尺寸公差，都严重地影响母线的质量和性能。然而，现有的母线装配方法通常是人工手动完成的，或是使用简单的辅助工具来完成，因此，可能会导致装配精度较低、母线各部件的位置关系和母线整体结构的尺寸公差偏差较大、以及装配效率低等问题。另外，现有的装配方法还具有操作劳动强度大、生产效率低以及不能满足自动化生产线要求等缺点。

另外，装配后母线的轴线偏移也会给后续工序的校准和调整带来很大的麻烦。此外，装配后使用卡具对母线各个部件进行固定时不能保证母线的各个部件之间贴合的统一性、稳定性和准确性，因此重复精度低，导致不同母线之间差别较大，进而无法为母线外围尺寸的精确测量提供准确的依据。

因此，需要提供一种母线装配装置、母线自冲铆接系统以及母线的装配方法以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决上述问题，本发明公开了一种母线装配装置，包括：控制装置，所述控制装置用于获取待装配母线的参数信息并形成控制信号；横向基准装置，所述横向基准装置用于提供所述待装配母线的横向基准；纵向基准装置，所述纵向基准装置用于提供所述待装配母线的纵向基准；以及垂向基准装置，所述垂向基准装置用于提供所述待装配母线的垂向基准，其中，所述控制装置根据所述控制信号控制所述横向基准装置、所述纵向基准装置和所述垂向基准装置中的至少一个，以为所述待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准。

优选地，所述横向基准装置用于在横向上定位所述待装配母线的H型材中的一个。

优选地，所述横向基准与铆接区横向基准同轴。

优选地，所述纵向基准装置用于在纵向上定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端。

优选地，所述垂向基准装置用于在垂向上定位所述待装配母线的下端。

优选地，所述横向基准装置在横向上是固定的，所述控制装置根据所述控制信号控制所述纵向基准装置和所述垂向基准装置。

优选地，所述纵向基准装置包括纵向定位器和纵向驱动器，所述控制装置根据所述控制信号控制所述纵向驱动装置驱动所述纵向定位器，以能够在纵向上定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端。

优选地，所述垂向基准装置包括固定垂向基准装置和可移动垂向基准装置，所述固定垂向基准装置用于在垂向上定位所述待装配母线的H型材和U型材中的一个，所述可移动垂向基准装置包括垂向定位器和垂向驱动器，所述控制装置根据所述控制信号控制所述垂向驱动器驱动所述垂向定位器，以能够在垂向上定位所述待装配母线的H型材和U型材中的另一个。

优选地，所述固定垂向基准装置用于在垂向上定位所述H型材，且所述可移动垂向基准装置用于在垂向上定位所述U型材中的下U型材。

优选地，所述垂向定位器包括第一垂向定位器和第二垂向定位器，所述第一垂向定位器在横向上是固定的且靠近所述横向基准装置，所述第二垂向定位器在横向上是可移动的且远离所述横向基准装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述第二垂向定位器在横向上的位置，以适应所述下U型材的宽度。

优选地，所述母线装配装置还包括预夹紧装置，以能够对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。

优选地，所述预夹紧装置包括：垂向预夹紧装置和垂向预夹紧驱动装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述垂向预夹紧驱动装置驱动所述垂向预夹紧装置，以能够对所述预装配母线进行垂向预夹紧；以及横向预夹紧装置和横向预夹紧驱动装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述横向预夹紧驱动装置驱动所述横向预夹紧装置，以能够对所述预装配母线进行横向预夹紧。

优选地，所述垂向预夹紧装置与所述垂向基准装置相配合以能够对所述预装配母线进行垂向预夹紧。

优选地，相应的所述垂向预夹紧装置和所述垂向基准装置提供的垂向预夹紧的作用力与所述横向预夹紧装置提供的横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面内，且相应的所述垂向预夹紧装置和所述垂向基准装置与所述横向预夹紧装置形成预夹紧龙门。

优选地，在所述预装配母线的纵向上设置有多个所述预夹紧龙门，所述控制装置根据所述控制信号在纵向上控制多个所述预夹紧龙门。

优选地，所述横向预夹紧装置、所述横向基准装置、所述垂向预夹紧装置和/或所述垂向基准装置的需要与所述预装配母线接触的表面覆盖有弹性材料。

本发明还提供一种母线自冲铆接系统，所述母线自冲铆接系统包括如上所述的母线装配装置。

本发明还提供一种母线的装配方法，所述方法包括：a）获取待装配母线的参数信息，并形成控制信号；b）为所述待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准，其中所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准中的至少一个是根据所述控制信号确定的；以及c）根据所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准分别定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排，以形成预装配母线。

优选地，所述横向基准用于在横向上定位所述H型材中的一个。

优选地，所述横向基准与铆接区横向基准同轴。

优选地，所述纵向基准用于在纵向上定位所述U型材、所述H型材和所述导电排的前端。

优选地，所述垂向基准用于在垂向上定位所述待装配母线的下端。

优选地，所述横向基准在横向上是固定的，所述纵向基准和所述垂向基准是根据所述控制信号确定的。

优选地，所述纵向基准用于在纵向上根据所述控制信号定位所述U型材、所述H型材和所述导电排的前端。

优选地，所述垂向基准包括固定垂向基准和可移动垂向基准，所述固定垂向基准用于在垂向上定位所述H型材和所述U型材中的一个，所述可移动垂向基准用于在垂向上根据所述控制信号定位所述H型材和所述U型材中的另一个。

优选地，所述固定垂向基准用于在垂向上定位所述H型材，所述可移动垂向基准用于在垂向上根据所述控制信号定位所述U型材中的下U型材。

优选地，所述可移动垂向基准包括第一可移动垂向基准和第二可移动垂向基准，所述第一可移动垂向基准在横向上是固定的且靠近所述横向基准，所述第二可移动垂向基准在横向上是可移动的且远离所述横向基准，所述第二可移动垂向基准根据所述控制信号确定其在横向上的位置，以适应所述下U型材的宽度。

优选地，所述c）步骤包括：使所述H型材中的第一H型材到达所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准；使所述U型材中的下U型材到达所述纵向基准和所述垂向基准，并且在横向上抵靠所述第一H型材；将所述导电排和所述U型材中的上U型材依次装配到所述下U型材上，并且在横向上抵靠所述第一H型材，在纵向上到达所述纵向基准；以及使所述H型材中的第二H型材到达所述纵向基准，并且在横向上抵靠所述下U型材和所述上U型材。

优选地，所述方法还包括：d）对所述预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。

优选地，所述预夹紧包括：i）对所述U型材进行垂向预夹紧；以及ii）对所述H型材进行横向预夹紧。

优选地，相应的所述垂向预夹紧的作用力和所述横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面内。

优选地，所述垂向预夹紧的作用力和所述横向预夹紧的作用力的大小根据所述控制信号确定。

根据本发明的母线装配装置通过使控制装置获取待装配母线的参数信息并形成控制信号，以为待装配母线提供相匹配的横向基准、纵向基准和垂向基准，使得能够提高装配精度和装配效率、保证母线各部件的位置关系和母线整体结构的尺寸公差。另外，使用本发明的母线装配装置还能降低操作的劳动强度、提高生产效率以及满足自动化生产线要求。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1是根据本发明一个实施方式的母线装配装置的示意性方框图；

图2A是根据本发明一个优选实施方式的母线装配装置和待装配母线的示意图；

图2B是根据本发明另一个优选实施方式的母线装配装置和待装配母线的示意图；

图3A为根据本发明一个实施方式的垂向预夹紧机构和预装配母线的示意图；以及

图3B为根据本发明一个实施方式的横向预夹紧机构和预装配母线的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

根据本发明的一个方面，提供一种母线装配装置。该母线装配装置用于在自冲铆接工艺之前，对待装配母线的H型材、U型材和导电排进行装配。装配完成的母线通过卡具固定后送入铆接区进行自冲铆接工艺。图1是根据本发明一个实施方式的母线装配装置的示意性方框图。以下将结合图1对本发明的母线装配装置进行详细描述。

如图1所示，母线装配装置包括控制装置100、横向基准装置110、纵向基准装置120和垂向基准装置130。控制装置100用于获取待装配母线的参数信息，并形成控制信号。横向基准装置110用于提供该待装配母线的横向基准，纵向基准装置120用于提供该待装配母线的纵向基准，垂向基准装置130用于提供该待装配母线的垂向基准。控制装置100根据控制信号控制横向基准装置110、纵向基准装置120和垂向基准装置130中的至少一个，以为该待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准。请参考图2A，横向是指箭头A所指示的待装配母线的宽度方向，纵向是指箭头B所指示的待装配母线的长度方向，垂向是指箭头C所指示的待装配母线的高度方向。

作为示例，横向基准装置110可以为待装配母线提供横向上的左侧基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的左端均对准该左侧基准。横向基准装置110也可以为待装配母线提供横向上的右侧基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的右端均对准该右侧基准。横向基准装置110还可以为待装配母线提供横向上的中间基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的横向上的中心均对准该中间基准。当然，横向基准装置110也可以为待装配母线提供横向上其它位置的基准。例如，母线主要是由位于两侧的H型材（包括第一H型材和第二H型材）、位于中间的U型材（包括上U型材和下U型材）和位于U型材中间的导电排装配形成的，因此，横向基准装置110可以为U型材或导电排提供横向基准。优选地，横向基准装置110用于在横向上定位待装配母线的H型材中的一个，以便于将第一H型材、第二H型材、上U型材、下U型材和导电排装配起来形成母线。

为了提高生产线的生产效率，应当将在装配区完成装配的母线直接送入下一操作区（例如，铆接区）进行下一工序（例如，自冲铆接工艺）。以已装配的母线沿其纵向直接被送入铆接区进行自冲铆接工艺为例，自冲铆钉沿已装配的母线的纵向方向排列，并从已装配的母线的侧面沿横向进入并连接母线的H型材和U型材，因此，优选地，横向基准装置110为待装配母线提供的横向基准与铆接区的横向基准同轴，以避免装配后母线的轴线偏移给后续工序的校准和调整带来麻烦。

作为示例，纵向基准装置120可以为待装配母线提供纵向上的前端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排的前端均对准该前端基准。纵向基准装置120也可以为待装配母线提供纵向上的后端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排的后端均对准该后端基准。纵向基准装置120还可以为待装配母线提供纵向上的中间基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排在纵向上的中心均对准该中间基准。此外，纵向基准装置120还可以为待装配母线提供其它位置的纵向基准。优选地，纵向基准装置120用于在纵向上定位待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端，以使不同的母线装配完成后移动至下一操作区（例如，铆接区）的距离相同。

应当注意的是，由于母线的导电排需与其它设备连接，因此导电排的长度通常大于H型材和U型材的长度，进而导致导电排在纵向上的基准与H型材和U型材在纵向上的基准不对齐。而本说明书中提到的纵向基准包括导电排的基准以及H型材和U型材的基准。

作为示例，垂向基准装置130可以为待装配母线提供垂向上的下端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材和U型材的下端均对准该下端基准。垂向基准装置130也可以为待装配母线提供垂向上的上端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材和U型材的上端均对准该上端基准。垂向基准装置130还可以为待装配母线提供垂向上的中间基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排在垂向上的中心均对准该中间基准。此外，垂向基准装置130还可以为待装配母线提供其它位置的垂向基准。优选地，垂向基准装置130用于在垂向上定位待装配母线的下端，以便使位于待装配母线上部的部件（例如上U型材和导电排）可以依靠自身的重力依次放置在下部的部件上。

应当注意的是，对于不同的母线，其下U型材的上端与H型材的下端的高度差（或者是上U型材的下端与H型材的上端的高度差）不同，因此在垂向基准装置130为待装配母线提供上端或下端的垂向基准时，该垂向基准装置130可以包括为U型材提供垂向基准的垂向基准装置和为H型材提供垂向基准的垂向基准装置，后文将对垂向基准装置130进行详细描述。

根据本发明一个优选实施方式，横向基准装置110在横向上是固定的，以提供固定的横向基准，进而简化设备。然而，纵向基准装置120和垂向基准装置130是可移动的。控制装置100可以根据控制信号控制纵向基准装置120和垂向基准装置130，以为待装配母线提供纵向基准和垂向基准。应当注意的是，控制装置100与纵向基准装置120和垂向基准装置130之间的连接可以是有线连接，也可以是无线连接，因此，图1中控制装置100分别与纵向基准装置120和垂向基准装置130之间的线段不应理解为对其连接方式的限定。此外，需要说明的是，控制装置100控制纵向基准装置120的操作以及控制装置100控制垂向基准装置130的操作可以同时进行，也可以不同时进行。当两者不同时进行时，无先后顺序。

图2A是根据本发明一个优选实施方式的母线装配装置和待装配母线的示意图，图2B是根据本发明另一个优选实施方式的母线装配装置和待装配母线的示意图。在图2A-2B中与图1相同的部件使用相同的附图标记。应当注意的是，在图2A-2B中仅以装配三相四线制的母线为例来说明根据本发明的母线装配装置，并非意欲构成对本发明的限制。如图2A-2B所示，待装配母线包括位于两侧的H型材（包括第一H型材203和第二H型材204）、位于H型材之间的U型材（包括上U型材202和下U型材201）以及位于U型材之间的导电排205。横向基准装置110在横向上是固定的，控制装置（未示出）根据控制信号控制纵向基准装置（未示出）和垂向基准装置130。

横向基准装置110在横向上是固定的，横向基准装置110可以用于在横向上定位待装配母线的第一H型材203、第二H型材204、上U型材202、下U型材201或导电排205。考虑到第一H型材203、第二H型材204、上U型材202、下U型材201和导电排205之间的位置关系，优选地，横向基准装置110用于在横向上定位待装配母线的H型材中的一个（例如，第一H型材203或第二H型材204），即横向基准装置110在待装配母线的左侧或右侧提供横向基准。在横向上定位待装配母线的H型材中的一个具有以下优点：第一，可以将横向基准装置110设置为在横向上固定的装置，以便于使装配区的横向基准与铆接区的横向基准对准，并且还能够简化装置；第二，便于将第一H型材203、第二H型材204、上U型材202、下U型材201和导电排205装配起来形成母线，具体地，以横向基准装置110在横向上定位第一H型材203为例，母线的装配步骤可以包括：首先将第一H型材203抵靠在横向基准装置110上，然后将下U型材201、导电排205和上U型材202依次抵靠在第一H型材203上，最后将第二H型材204抵靠在下U型材201、导电排205和上U型材202上。此外，在横向基准装置110为待装配母线提供横向上的固定基准的情况下，可以将铆接区的横向基准设置为固定的，并且使装配区的横向基准与铆接区的横向基准同轴，以使得通过简单的传送装置即可在装配区装配完成的母线直接被送入铆接区进行铆接，而无需进行再次对准，避免出现对准偏差。

纵向基准装置包括纵向定位器（未示出）和纵向驱动器（未示出）。纵向定位器用于在纵向上定位待装配母线的U型材、H型材和导电排，纵向驱动器则由控制装置（未示出）控制以驱动纵向定位器。纵向定位器可以定位U型材、H型材和导电排的前端、后端或其它部位。优选地，控制装置根据控制信号控制纵向驱动装置驱动纵向定位器，以能够在纵向上定位待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端。在U型材、H型材和导电排的前端提供纵向基准可以使不同的母线装配完成后移动至下一操作区（例如，铆接区）的距离相同，这样生产者可以根据装配区与下一操作区的距离合理地设置相同的间歇时间，进而简化了控制系统的设置并且便于对生产线进行监控。在母线装配完成后，控制装置控制纵向驱动器将纵向定位器从母线的移动方向上移除（例如，将纵向定位器降至母线的下方），然后将母线送入下一生产区。

需要说明的是，控制装置根据控制信号控制纵向驱动装置驱动纵向定位器，包括纵向定位器在纵向上是固定的和可移动的两种情况。作为示例，纵向定位器在纵向上是固定的，纵向定位器在不工作时位于支撑待装配母线的工作台内，在需要对母线定位时上升至预定高度以提供纵向基准，待装配完毕后下降至其上表面不高于工作台的上表面以避免妨碍待装配母线的移动。当然，纵向定位器也可以是在纵向上可移动的，以适用不同长度的待装配母线。本领域的技术人员可以根据实际需要来设置纵向定位器的移动方式，而不仅限于本说明书列举的情况。

由于不同母线的下U型材的上端与H型材的下端的高度差（或者是上U型材的下端与H型材的上端的高度差）可能不同，因此，垂向基准装置130包括固定垂向基准装置131和可移动垂向基准装置132。固定垂向基准装置131用于在垂向上定位待装配母线的H型材和U型材中的一个，可移动垂向基准装置132用于在垂向上定位待装配母线的H型材和U型材中的另一个。固定垂向基准装置131和可移动垂向基准装置132可以定位H型材和U型材的下端、上端或其它部位，并且固定垂向基准装置131和可移动垂向基准装置132可以在纵向上相同的或不同的位置定位H型材和U型材。优选地，固定垂向基准装置131和可移动垂向基准装置132可以在纵向上相同的位置定位H型材和U型材。可移动垂向基准装置132包括垂向定位器（1321）和垂向驱动器（1322），控制装置根据控制信号控制垂向驱动器1322驱动垂向定位器1321，以能够在垂向上定位待装配母线的H型材和U型材中的另一个。优选地，固定垂向基准装置131用于在垂向上定位H型材（包括第一H型材203和第二H型材204），且可移动垂向基准装置132用于在垂向上定位U型材中的下U型材201。分别使用固定垂向基准装置131和可移动垂向基准装置132来定位H型材和下U型材201具有以下优点：第一，与采用可移动垂向基准装置定位上U型材202或导电排205相比，定位下U型材201后可以将导电排205和上U型材202依次放置在下U型材201上，并依靠自身的重力使导电排205和上U型材202定位；第二，由于H型材包括位于两侧的第一H型材203和第二H型材204，因此定位H型材的固定垂向基准装置131需在定位下U型材201的可移动垂向基准装置132的两侧提供垂向基准，如果使用可移动垂向基准装置定位H型材，那么使用两个垂向驱动器分别驱动垂向定位器时可能出现两个垂向定位器提供的基准出现偏差，而使用一个垂向驱动器驱动垂向定位器时则可能使整个垂向基准装置130变得复杂。

由于待装配母线的电流等级的变化，导致其U型材的宽度不同，为了适应不同宽度的待装配母线，优选地，如图2B所示，垂向定位器1321包括第一垂向定位器1321a和第二垂向定位器1321b。其中，第一垂向定位器1321a在横向上是固定的且靠近横向基准装置110，第二垂向定位器1321b在横向上是可移动的且远离横向基准装置110。控制装置根据控制信号控制第二垂向定位器1321b在横向上的位置，以适应下U型材201的宽度。

应当注意的是，图2A-2B中所示的横向基准装置110以及垂向基准装置130所包含的各个部件的形状和结构仅为示范性的，因此不应理解为对本发明的限定。横向基准装置110和垂向定位器1321可以设置为图2A-2B所示的矩形和T形，还可以设置为U形、三角形等等，只要能提供横向基准和垂向基准即可。此外，固定垂向基准装置131的形状也不限于此，其还可以设置为沿纵向延伸的平板状等任何能够提供垂向基准的形状。

待装配母线的H型材、U型材与导电排根据上述母线装配装置提供的横向基准、纵向基准和垂向基准，放置在该母线装配装置上后即形成预装配母线。为了使预装配母线的H型材、U型材与导电排贴合紧密，保证母线的各个部件之间贴合的统一性、稳定性和准确性，提高重复精度，为母线外围尺寸的精确测量提供准确的依据，本发明的母线装配装置还包括预夹紧装置，以能够对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。进一步，采用该预夹紧装置对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间，还有利于在铆接工艺之前消除母线各个部分之间的变形应力。需要说明的是，预夹紧装置包括垂向预夹紧装置、垂向预夹紧驱动装置、横向预夹紧装置和横向预夹紧驱动装置，为了下文描述方便，将垂向预夹紧装置和垂向预夹紧驱动装置称为垂向预夹紧机构，将横向预夹紧装置和横向预夹紧驱动装置称为横向预夹紧机构。

为了图示清楚，下文将结合图3A和图3B分别对垂向预夹紧机构和横向预夹紧机构进行详细描述。图3A为根据本发明一个实施方式的垂向预夹紧机构和预装配母线的示意图，图3B为根据本发明一个实施方式的横向预夹紧机构和预装配母线的示意图。

如图3A所示，预夹紧装置包括垂向预夹紧装置310和垂向预夹紧驱动装置320。控制装置（未示出）根据控制信号控制垂向预夹紧驱动装置320驱动垂向预夹紧装置310，以能够对预装配母线300进行垂向预夹紧。图3A中箭头C所示的方向为垂向。所述垂向预夹紧是针对预装配母线300的上U型材和下U型材进行的，以使上U型材、导电排和下U型材贴合紧密，保证其尺寸公差。虽然图3A中示出的垂向预夹紧装置310包括上下两个部件，但是垂向预夹紧装置310也可是仅包括一个部件即可完成垂向预夹紧，例如设置在预装配母线300侧面的夹具。此外，垂向预夹紧装置310还可以与垂向基准装置（未示出）相配合以能够对预装配母线300进行垂向预夹紧，减少零部件的数量、简化设备。具体地，垂向预夹紧装置310和垂向基准装置可以分别设置在上部和下部，以使待装配母线300能够放置在两者之间，以实现对待装配母线300的垂向预夹紧。

如图3B所示，预夹紧装置还包括横向预夹紧装置330和横向预夹紧驱动装置340。控制装置（未示出）根据控制信号控制横向预夹紧驱动装置340驱动横向预夹紧装置330，以对预装配母线300进行横向预夹紧。图3B中箭头A所示的方向为横向。所述横向预夹紧是针对预装配母线300的第一H型材和第二H型材进行的，以使第一H型材和第二H型材与上U型材、导电排和下U型材贴合紧密，保证其尺寸公差。虽然图3B中示出的横向预夹紧装置330包括左右两个部件，但是横向预夹紧装置330也可是仅包括一个部件即可完成垂向预夹紧，例如设置在母线300上方的夹具。此外，横向预夹紧装置330还可以与横向基准装置（未示出）相配合以能够对预装配母线300进行横向预夹紧。具体地，横向预夹紧装置330和横向基准装置可以分别设置在左侧和右侧，以使待装配母线300能够放置在两者之间，以实现对待装配母线300的横向预夹紧。

优选地，相应的垂向预夹紧装置提供的垂向预夹紧的作用力与横向预夹紧装置和横向基准装置提供的横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面，以使母线的各部件在横向和垂向上受力均衡。所述横向竖直平面是指与箭头A所指示的横向平行的竖直平面。相应的垂向预夹紧装置与横向预夹紧装置横向基准装置形成预夹紧龙门。当然，可以理解的是，相应的垂向预夹紧装置提供的垂向预夹紧的作用力与横向预夹紧装置和横向基准装置提供的横向预夹紧的作用力也可以不在同一横向竖直平面，本领域的技术人员可以根据需要合理地设置垂向预夹紧装置、横向预夹紧装置和横向基准装置，以提供合适的横向上的预夹紧作用力和垂向上的预夹紧作用力。

优选地，在预装配母线的纵向上设置有多个预夹紧龙门，控制装置根据控制信号在纵向上控制多个预夹紧龙门。根据控制信号在纵向上控制多个预夹紧龙门包括：当母线装配装置上沿纵向设置多个预夹紧龙门时，根据预装配母线的长度参数控制多个预夹紧龙门中的一部分工作，而其余夹紧龙门不工作，以节省资源，且避免不需工作的夹紧龙门对人员造成伤害；和/或控制预夹紧龙门在纵向上的分布，以使垂向预夹紧的作用力和横向预夹紧的作用力在纵向上分布均匀，进而对整条预装配母线实施均衡夹紧；等等。

优选地，横向预夹紧装置、横向基准装置、垂向预夹紧装置和/或和垂向基准装置的需要与预装配母线接触的表面覆盖有弹性材料，以避免磨损或刮擦预装配母线的表面。

应当注意的是，图3A中所示的垂向预夹紧装置和图3B中所示的横向预夹紧装置所包含的各个部件的形状和结构仅为示范性的，只要能给预装配母线提供与其相匹配的预夹紧装置即可，因此不应理解为对本发明的限定。此外，垂向预夹紧装置310和横向预夹紧装置330的形状可以相同，也可以不同。

作为示例，上面所提到的基准装置的驱动器和预夹紧装置的驱动装置可以包括伺服电机、配解码器的电机、气缸和液压汽缸中的一种或多种。

根据本发明的母线装配装置通过使控制装置获取待装配母线的参数信息并形成控制信号，以为待装配母线提供相匹配的横向基准、纵向基准和垂向基准，使得能够提高装配精度和装配效率、保证母线各部件的位置关系和母线整体结构的尺寸公差。另外，使用本发明的母线装配装置还能降低操作的劳动强度、提高生产效率以及满足自动化生产线要求。

根据本发明的另一个方面，提供一种母线自冲铆接系统。该母线自冲铆接系统包括上述任意一种母线装配装置。采用该母线装配装置对待装配母线的H型材、U型材和导电排进行装配，然后通过卡具固定后送入铆接区进行自冲铆接工艺。

根据本发明的再一个方面，还提供一种母线的装配方法。该装配方法包括：a）获取待装配母线的参数信息，并形成控制信号；b）为待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准，其中横向基准、纵向基准和垂向基准中的至少一个是根据控制信号确定的；以及c）根据横向基准、纵向基准和垂向基准分别定位待装配母线的U型材、H型材和导电排，以形成预装配母线。

优选地，横向基准在横向上是固定的，而纵向基准和垂向基准是根据待控制信号确定的。根据待装配母线的不同参数为待装配母线提供相匹配的纵向基准和垂向基准。

作为示例，横向基准可以为待装配母线在横向上的左侧基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的左端均对准该左侧基准。横向基准也可以为待装配母线在横向上的右侧基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的右端均对准该右侧基准。横向基准还可以为待装配母线在横向上的中间基准，即在装配不同的母线时，所有待装配母线的横向上的中心均对准该中间基准。当然，横向基准也可以为待装配母线在横向上其它位置的基准。例如，母线主要是由位于两侧的H型材（包括第一H型材和第二H型材）、位于中间的U型材（包括上U型材和下U型材）和位于U型材中间的导电排装配形成的，因此，横向基准可以为U型材或导电排的横向基准。优选地，横向基准用于在横向上定位待装配母线的H型材中的一个，以便于将第一H型材、第二H型材、上U型材、下U型材和导电排装配起来形成母线。

为了提高生产线的生产效率，应当将在装配区完成装配的母线直接送入下一操作区（例如，铆接区）进行下一工序（例如，自冲铆接工艺）。以已装配的母线沿其纵向直接被送入铆接区进行自冲铆接工艺为例，自冲铆钉沿已装配的母线的纵向方向排列，并从已装配的母线的侧面沿横向进入并连接母线的H型材和U型材，因此，优选地，待装配母线在装配区的横向基准与铆接区的横向基准同轴。

作为示例，纵向基准可以为待装配母线在纵向上的前端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排的前端均对准该前端基准。纵向基准也可以为待装配母线在纵向上的后端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排的后端均对准该后端基准。纵向基准还可以为待装配母线在纵向上的中间基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排在纵向上的中心均对准该中间基准。此外，纵向基准还可以为待装配母线在其它位置的纵向基准。优选地，纵向基准用于在纵向上定位待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端，以使不同的母线装配完成后移动至下一操作区（例如，铆接区）的距离相同。

应当注意的是，由于母线的导电排需与其它设备连接，因此导电排的长度通常大于H型材和U型材的长度，进而导致导电排在纵向上的基准与H型材和U型材在纵向上的基准不对齐。而本说明书中提到的纵向基准包括导电排的基准以及H型材和U型材的基准。

作为示例，垂向基准可以为待装配母线在垂向上的下端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材和U型材的下端均对准该下端基准。垂向基准也可以为待装配母线在垂向上的上端基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材和U型材的上端均对准该上端基准。垂向基准还可以为待装配母线在垂向上的中间基准，即在装配过程中使待装配母线的H型材、U型材和导电排在垂向上的中心均对准该中间基准。此外，垂向基准还可以为待装配母线在其它位置的垂向基准。优选地，垂向基准用于在垂向上定位待装配母线的下端，以便使位于待装配母线上部的部件（例如上U型材和导电排）可以依靠自身的重力依次放置在下部的部件上。

应当注意的是，对于不同的母线，其下U型材的上端与H型材的下端的高度差（或者是上U型材的下端与H型材的上端的高度差）不同，因此在垂向基准为待装配母线的上端或下端的垂向基准的情况下，该垂向基准可能包括U型材的垂向基准和H型材的垂向基准。

根据本发明一个优选实施方式，横向基准在横向上是固定的，纵向基准和垂向基准是根据控制信号确定的。在待装配母线在装配区的横向基准在横向上是固定的情况下，铆接区的横向基准在横向上也可以设置为固定的，并且使装配区的横向基准与铆接区的横向基准同轴，以使得通过简单的传送装置即可在装配区装配完成的母线直接被送入铆接区进行铆接，而无需进行再次对准，避免出现对准偏差。

进一步，由于待装配母线包括位于两侧的H型材（包括第一H型材和第二H型材）、位于H型材之间的U型材（包括上U型材和下U型材）以及位于U型材之间的导电排，因此考虑到第一H型材、第二H型材、上U型材、下U型材和导电排之间的位置关系，优选地，横向基准用于在横向上定位H型材中的一个（例如，第一H型材或第二H型材），即横向基准为待装配母线的左侧或右侧横向基准。横向基准用于在横向上定位H型材中的一个具有以下优点：第一，将横向基准在横向上设置为固定的，便于使装配区的横向基准与铆接区的横向基准对准，并且还能够操作步骤；第二，便于将第一H型材、第二H型材、上U型材、下U型材和导电排之间装配起来形成母线。

进一步，纵向基准用于在纵向上根据控制信号定位U型材、H型材和导电排的前端。在U型材、H型材和导电排的前端提供纵向基准可以使不同的母线装配完成后移动至下一操作区（例如，铆接区）的距离相同，这样生产者可以根据装配区与下一操作区的距离合理地设置相同的间歇时间，进而简化了控制系统的设置并且便于对生产线进行监控。在母线装配完成后，将纵向定位器从母线的移动方向上移除（例如，将纵向定位器降至母线的下方），然后将母线送入下一生产区。

进一步，垂向基准包括固定垂向基准和可移动垂向基准。固定垂向基准用于在垂向上定位H型材和U型材中的一个，可移动垂向基准用于在垂向上根据控制信号定位H型材和U型材中的另一个。固定垂向基准和可移动垂向基准可以定位H型材和U型材的下端、上端或其它部位，并且固定垂向基准和可移动垂向基准可以在纵向上相同的或不同的位置定位H型材和U型材。优选地，固定垂向基准和可移动垂向基准在纵向上相同的位置定位H型材和U型材。优选地，固定垂向基准用于在垂向上定位H型材（包括第一H型材和第二H型材），且可移动垂向基准用于在垂向上根据控制信号定位U型材中的下U型材。分别使用固定垂向基准和可移动垂向基准来定位H型材和下U型材具有以下优点：第一，与采用可移动垂向基准定位上U型材或导电排相比，定位下U型材后可以将导电排和上U型材依次放置在下U型材上，并依靠自身的重力使导电排和上U型材定位；第二，由于H型材包括位于两侧的第一H型材和第二H型材，因此，用于定位H型材的固定垂向基准需位于用于定位下U型材的可移动垂向基准的两侧，如果使用可移动垂向基准定位H型材，那么分别为第一H型材和第二H型材提供可移动垂向基准可能出现两个垂向基准出现偏差，而一起提供可移动垂向基准则可能使装置变得复杂。

由于待装配母线的电流等级的变化，导致其U型材的宽度不同，为了适应不同宽度的待装配母线，优选地，可移动垂向基准包括第一可移动垂向基准和第二可移动垂向基准。其中，第一可移动垂向基准在横向上是固定的且靠近横向基准，第二可移动垂向基准在横向上是可移动的且远离所述横向基准。第二可移动垂向基准根据控制信号设置其在横向上的位置，以适应下U型材的宽度。

在实际操作中，上文提到的c）步骤（即，根据横向基准、纵向基准和垂向基准分别定位待装配母线的U型材、H型材和导电排，以形成预装配母线）可以包括：第一、使H型材中的第一H型材到达横向基准、纵向基准和垂向基准；第二、使U型材中的下U型材到纵向基准和垂向基准，并且在横向上抵靠第一H型材；第三、将导电排和U型材中的上U型材依次装配到下U型材上，并且在横向上抵靠第一H型材，在纵向上到达纵向基准；第四、使H型材中的第二H型材到达纵向基准，并且在横向上抵靠下U型材和上U型材。采用上述步骤装配U型材、H型材和导电排可以简化装配操作、省时省力，并且还能避免对部件造成损伤或刮擦而对装配后的母线的性能产生影响。此外，根据上述步骤将装配过程程序化，可以避免操作随意性而导致装配完成的母线的尺寸不统一，甚至由于操作随意性而导致良品率降低。

待装配母线的H型材、U型材与导电排根据上述母线装配装置提供的横向基准、纵向基准和垂向基准，放置在该母线装配装置上后即形成预装配母线。为了使预装配母线的H型材、U型材与导电排贴合紧密，保证母线的各个部件之间贴合的统一性、稳定性和准确性，提高重复精度，为母线外围尺寸的精确测量提供准确的依据，优选地，所述方法还包括：d）对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。进一步，对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间，还有利于在铆接工艺之前消除母线各个部分之间的变形应力。

优选地，所述预夹紧包括：首先，对U型材进行垂向预夹紧；然后，对H型材进行横向预夹紧。垂向预夹紧是针对预装配母线的上U型材和下U型材进行的，以使上U型材、导电排和下U型材贴合紧密，保证其尺寸公差。横向预夹紧是针对预装配母线的第一H型材和第二H型材进行的，以使第一H型材和第二H型材与上U型材、导电排和下U型材贴合紧密，保证其尺寸公差。“先垂向后横向”的预夹紧步骤是基于母线各部件之间的位置关系来考虑的，这样可以避免“先横向后垂向”的预夹紧步骤给母线的各部件带来的损伤或刮擦，保证操作的连续性。

优选地，相应的垂向预夹紧的作用力和横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面内，以使母线的各部件在横向和垂向上受力均衡。

优选地，垂向预夹紧的作用力和横向预夹紧的作用力的大小根据所述控制信号确定，以避免母线的各个部件受力过大发生损伤，而受力过小则造成母线结构松散，无法保证各部件之间的位置关系和尺寸公差。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (32)

1.一种母线装配装置，其特征在于，包括：

控制装置，所述控制装置用于获取待装配母线的参数信息并形成控制信号；

横向基准装置，所述横向基准装置用于提供所述待装配母线的横向基准；

纵向基准装置，所述纵向基准装置用于提供所述待装配母线的纵向基准；以及

垂向基准装置，所述垂向基准装置用于提供所述待装配母线的垂向基准，

其中，所述控制装置根据所述控制信号控制所述横向基准装置、所述纵向基准装置和所述垂向基准装置中的至少一个，以为所述待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准。

2.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述横向基准装置用于在横向上定位所述待装配母线的H型材中的一个。

3.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述横向基准与铆接区横向基准同轴。

4.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述纵向基准装置用于在纵向上定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端。

5.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述垂向基准装置用于在垂向上定位所述待装配母线的下端。

6.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述横向基准装置在横向上是固定的，所述控制装置根据所述控制信号控制所述纵向基准装置和所述垂向基准装置。

7.根据权利要求6所述的母线装配装置，其特征在于，所述纵向基准装置包括纵向定位器和纵向驱动器，所述控制装置根据所述控制信号控制所述纵向驱动装置驱动所述纵向定位器，以能够在纵向上定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排的前端。

8.根据权利要求6所述的母线装配装置，其特征在于，所述垂向基准装置包括固定垂向基准装置和可移动垂向基准装置，所述固定垂向基准装置用于在垂向上定位所述待装配母线的H型材和U型材中的一个，所述可移动垂向基准装置包括垂向定位器和垂向驱动器，所述控制装置根据所述控制信号控制所述垂向驱动器驱动所述垂向定位器，以能够在垂向上定位所述待装配母线的H型材和U型材中的另一个。

9.根据权利要求8所述的母线装配装置，其特征在于，所述固定垂向基准装置用于在垂向上定位所述H型材，且所述可移动垂向基准装置用于在垂向上定位所述U型材中的下U型材。

10.根据权利要求9所述的母线装配装置，其特征在于，所述垂向定位器包括第一垂向定位器和第二垂向定位器，所述第一垂向定位器在横向上是固定的且靠近所述横向基准装置，所述第二垂向定位器在横向上是可移动的且远离所述横向基准装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述第二垂向定位器在横向上的位置，以适应所述下U型材的宽度。

11.根据权利要求1所述的母线装配装置，其特征在于，所述母线装配装置还包括预夹紧装置，以能够对预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。

12.根据权利要求11所述的母线装配装置，其特征在于，所述预夹紧装置包括：

垂向预夹紧装置和垂向预夹紧驱动装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述垂向预夹紧驱动装置驱动所述垂向预夹紧装置，以能够对所述预装配母线进行垂向预夹紧；以及

横向预夹紧装置和横向预夹紧驱动装置，所述控制装置根据所述控制信号控制所述横向预夹紧驱动装置驱动所述横向预夹紧装置，以能够对所述预装配母线进行横向预夹紧。

13.根据权利要求12所述的母线装配装置，其特征在于，所述垂向预夹紧装置与所述垂向基准装置相配合以能够对所述预装配母线进行垂向预夹紧。

14.根据权利要求13所述的母线装配装置，其特征在于，相应的所述垂向预夹紧装置和所述垂向基准装置提供的垂向预夹紧的作用力与所述横向预夹紧装置提供的横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面内，且相应的所述垂向预夹紧装置和所述垂向基准装置与所述横向预夹紧装置形成预夹紧龙门。

15.根据权利要求14所述的母线装配装置，其特征在于，在所述预装配母线的纵向上设置有多个所述预夹紧龙门，所述控制装置根据所述控制信号在纵向上控制多个所述预夹紧龙门。

16.根据权利要求12所述的母线装配装置，其特征在于，所述横向预夹紧装置、所述横向基准装置、所述垂向预夹紧装置和/或所述垂向基准装置的需要与所述预装配母线接触的表面覆盖有弹性材料。

17.一种母线自冲铆接系统，其特征在于，所述母线自冲铆接系统包括如权利要求1-16中任一项所述的母线装配装置。

18.一种母线的装配方法，所述方法包括：

a）获取待装配母线的参数信息，并形成控制信号；

b）为所述待装配母线提供横向基准、纵向基准和垂向基准，其中所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准中的至少一个是根据所述控制信号确定的；以及

c）根据所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准分别定位所述待装配母线的U型材、H型材和导电排，以形成预装配母线。

19.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述横向基准用于在横向上定位所述H型材中的一个。

20.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述横向基准与铆接区横向基准同轴。

21.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述纵向基准用于在纵向上定位所述U型材、所述H型材和所述导电排的前端。

22.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述垂向基准用于在垂向上定位所述待装配母线的下端。

23.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述横向基准在横向上是固定的，所述纵向基准和所述垂向基准是根据所述控制信号确定的。

24.根据权利要求23所述的装配方法，其特征在于，所述纵向基准用于在纵向上根据所述控制信号定位所述U型材、所述H型材和所述导电排的前端。

25.根据权利要求23所述的装配方法，其特征在于，所述垂向基准包括固定垂向基准和可移动垂向基准，所述固定垂向基准用于在垂向上定位所述H型材和所述U型材中的一个，所述可移动垂向基准用于在垂向上根据所述控制信号定位所述H型材和所述U型材中的另一个。

26.根据权利要求25所述的装配方法，其特征在于，所述固定垂向基准用于在垂向上定位所述H型材，所述可移动垂向基准用于在垂向上根据所述控制信号定位所述U型材中的下U型材。

27.根据权利要求26所述的装配方法，其特征在于，所述可移动垂向基准包括第一可移动垂向基准和第二可移动垂向基准，所述第一可移动垂向基准在横向上是固定的且靠近所述横向基准，所述第二可移动垂向基准在横向上是可移动的且远离所述横向基准，所述第二可移动垂向基准根据所述控制信号确定其在横向上的位置，以适应所述下U型材的宽度。

28.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述c）步骤包括：

使所述H型材中的第一H型材到达所述横向基准、所述纵向基准和所述垂向基准；

使所述U型材中的下U型材到达所述纵向基准和所述垂向基准，并且在横向上抵靠所述第一H型材；

将所述导电排和所述U型材中的上U型材依次装配到所述下U型材上，并且在横向上抵靠所述第一H型材，在纵向上到达所述纵向基准；以及

使所述H型材中的第二H型材到达所述纵向基准，并且在横向上抵靠所述下U型材和所述上U型材。

29.根据权利要求18所述的装配方法，其特征在于，所述方法还包括：

d）对所述预装配母线进行预夹紧并保持一段时间。

30.根据权利要求29所述的装配方法，其特征在于，所述预夹紧包括：

i）对所述U型材进行垂向预夹紧；以及

ii）对所述H型材进行横向预夹紧。

31.根据权利要求30所述的装配方法，其特征在于，相应的所述垂向预夹紧的作用力和所述横向预夹紧的作用力在同一横向竖直平面内。

32.根据权利要求30所述的装配方法，其特征在于，所述垂向预夹紧的作用力和所述横向预夹紧的作用力的大小根据所述控制信号确定。

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