CN105268900B - 用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，特点是包括“C”型钳、机壳、电机、传动结构、第一丝杠、滚柱丝杠副及冲头；“C”型钳由上臂、纵臂及下臂组成，上臂及下臂分别安装在纵臂的两端，机壳安装在“C”型钳的上臂上；电机及传动结构分别安装在机壳上，电机的输出轴与传动结构输入端连接；第一丝杠转动的设在机壳内，第一丝杠顶部与传动结构的输出端连接，滚柱丝杠副套设在第一丝杠的上部并随第一丝杠的转动而轴向运动；冲头轴向移动的插设在机壳中，冲头的顶端与滚柱丝杠副的底端固定连接，冲头的挤压端伸出机壳且位于上臂及下臂之间。其优点为：压制力好，运动柔性好，减小铆接产生的噪声，结构紧凑，体积小，方便操作。

Description

用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置

技术领域

本发明涉及一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置。

背景技术

铆接是一种常用的材料连接工艺，能够连接不同材质、不同厚度、不同硬度与不同强度的两层或多层材料，具有材料适应性大、连接强度高、无烟雾和粉尘污染等优点。但是传统的铆接设备一般采用异步电机、液压缸（如中国专利号为CN 101288895 A的发明专利）或气液增压缸（如中国专利号为CN 104285065 A的发明专利）提供压制力，存在运动柔性差、铆接噪声大、油液污染环境、设备笨重等问题。

随着交流伺服驱动技术和工业机器人技术的发展，如何利用工业机器人的高柔性和交流伺服电机的可控性，开发可安装于工业机器人手臂末端、用于铆接加工的新型智能压制装置，是制造业向智能制造转型升级的必然趋势。该智能压制装置的性能要求包括：铆接运动要求可控以降低噪声、避免采用可能污染环境的液压油、功率与质量比越大越好，以减轻重量，结构要求紧凑等。

发明内容

本发明的目的是克服现有液压机人工送料存在的不足，而提供一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，该装置压制力好，运动柔性好，可以减小铆接产生的噪声，结构紧凑，体积小，方便操作。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，包括“C”型钳及机壳；所述“C”型钳由上臂、纵臂及下臂组成，所述上臂及下臂分别安装在纵臂的上下两端，所述机壳安装在“C”型钳的上臂上；

电机及传动结构；所述电机及传动结构分别安装在机壳上，电机的输出轴与传动结构的输入端连接；

第一丝杠及滚柱丝杠副；所述第一丝杠转动的设在机壳内，所述第一丝杠顶部与传动结构的输出端连接，所述滚柱丝杠副套设在第一丝杠的上部并随第一丝杠的转动而轴向运动；以及

冲头；所述冲头轴向移动的插设在机壳中，冲头的顶端与滚柱丝杠副的底端固定连接，冲头的挤压端伸出机壳且位于“C”型钳的上臂及下臂之间。

所述滚柱丝杠副包括两条以上的第二丝杠及螺母；所述螺母套设在第一丝杠上并可相对上下移动，螺母的底端与冲头的顶端固定连接，在螺母的下部设有内齿圈；每根所述第二丝杠的顶部转动的安装在螺母的上端，在每根第二丝杠的底部设有外齿轮，所述外齿轮与内齿圈啮合，每根第二丝杠与第一丝杠啮合并随第一丝杠转动而轴向移动。

所述传动结构包括主动轮、同步带及从动轮；其中所述主动轮及从动轮分别转动的安装在机壳的顶部，主动轮与电机的输出端轴连接，从动轮与第一丝杠顶部轴连接，所述同步带安装在主动轮及从动轮上从而使主动轮带动从动轮转动。

所述传动结构包括主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮及第三从动齿轮；其中所述主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮及第三从动齿轮分别转动的设在机壳顶部；所述主动齿轮与电机的输出轴轴连接，所述第一从动齿轮与主动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与第一从动齿轮同轴；所述第三从动齿轮与第二从动齿轮啮合，第三从动齿轮与第一丝杠的顶部轴连接从而带动第一丝杠转动。

在所述电机的输出轴上安装有减速器，所述减速器的输出端与主动轮连接。

在所述电机的输出轴上安装有减速器，所述减速器的输出端与主动齿轮连接。

在所述冲头的中部设有导槽，在所述机壳底部设有凸筋，所述导槽与凸筋配合使冲头轴向定向移动。

在所述冲头的挤压端上设有凸台，在所述“C”型钳的下臂上设有凹陷位，所述凸块大小与凹陷位大小相适应以便凸块插入凹陷位中。

所述“C”型钳的纵臂上设有连接盘及连接板，所述连接盘与连接板配合以便固定在工业机器人手臂末端。

所述第一丝杠的上下两端分别设有轴承，所述第一丝杠通过轴承转动的安装在机壳内。

本发明与现有技术相比的优点为：该装置压制力好，运动柔性好，可以减小铆接产生的噪声，结构紧凑，体积小，方便操作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部B的放大图；

图3是图1的局部A的放大图；

图4是本发明的又一实施例的去除“C”型钳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”及“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明描述中,术语 “顶”、“上”、“中”及“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至4所示，其是一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，包括“C”型钳1及机壳5；所述“C”型钳1由上臂11、纵臂14及下臂12组成，所述上臂11及下臂12分别安装在纵臂14的上下两端，所述机壳5安装在“C”型钳1的上臂11上；

电机2及传动结构4；所述电机2及传动结构4分别安装在机壳5上，电机2的输出轴与传动结构4的输入端连接；

第一丝杠7及滚柱丝杠副6；所述第一丝杠7转动的设在机壳5内，所述第一丝杠7的顶部与传动结构4的输出端连接，所述滚柱丝杠副6套设在第一丝杠7的上部并随第一丝杠7的转动而轴向运动；以及

冲头8；所述冲头8轴向移动的插设在机壳5中，冲头8的顶端与滚柱丝杠副6的底端固定连接，冲头8的挤压端81伸出机壳5且位于“C”型钳1的上臂11及下臂12之间。

工作中，所述电机2工作带动传动结构4工作，传动结构4带动第一丝杠7转动，第一丝杠7转动带动滚柱丝杠副6轴向移动从而带动冲头8轴向移动，冲头8挤压端81压制待加工工件。

在本实施例中，所述滚柱丝杠副6包括两条第二丝杠61及螺母62；所述螺母62套设在第一丝杠7上并可相对上下移动，螺母62的底端与冲头8的顶端固定连接，在螺母62的下部设有内齿圈64；两条所述第二丝杠61的顶部转动的安装在螺母62的上端，在两根第二丝杠61的底部均设有外齿轮63，所述外齿轮63与内齿圈64啮合，两根第二丝杠61与第一丝杠7啮合并随第一丝杠7转动而轴向移动；第二丝杆61的数量可根据实际情况而定，可以是二根、三根或更多根。工作时，第一丝杠7转动，由于第二丝杠61与第一丝杠7啮合，第二丝杠61随第一丝杆转动而上下移动，又由于外齿轮63与内齿圈64啮合，从而带动螺母62轴向移动，冲头8与螺母62固定连接，冲头8随螺母62轴向移动。

如图1所示，在本实施例中，所述传动结构4包括主动轮41、同步带42及从动轮43；其中所述主动轮41及从动轮43分别转动的安装在机壳5的顶部，主动轮41与电机2的输出端轴连接，从动轮41与第一丝杠7顶部轴连接，所述同步带42安装在主动轮41及从动轮43上从而使主动轮41带动从动轮43转动。

如图4所示，在本实施例中，所述传动结构4包括主动齿轮44、第一从动齿轮45、第二从动齿轮46及第三从动齿轮47；其中所述主动齿轮44、第一从动齿轮45、第二从动齿轮46及第三从动齿轮47分别转动的设在机壳5顶部；所述主动齿轮44与电机2的输出轴轴连接，所述第一从动齿轮45与主动齿轮44啮合，所述第二从动齿轮46与第一从动齿轮45同轴；所述第三从动齿轮47与第二从动齿轮46啮合，第三从动齿轮47与第一丝杠7的顶部轴连接从而带动第一丝杠7转动。工作中，传动结构4具有两级减速，其中一级减速齿轮为主动齿轮44，二级减速齿轮为第三从动齿轮47。

在本实施例中，所述电机2的输出轴上安装有减速器3，所述减速器3的输出端与主动轮41连接。

在本实施例中，所述电机2的输出轴上安装有减速器3，所述减速器3的输出端与主动齿轮44连接。

在本实施例中，所述冲头8的中部设有导槽82，在所述机壳5底部设有凸筋51，所述导槽82与凸筋51配合使冲头8轴向定向移动。

在本实施例中，所述冲头8的挤压端81上设有凸块811，在所述“C”型钳1的下臂12上设有凹陷位13，所述凸块811大小与凹陷位13大小相适应以便凸块811插入凹陷位13中。工作中，凸块811与凹陷位13的配合对工件提供封闭的压制力。

在本实施例中，所述“C”型钳的纵臂14上设有连接盘15及连接板16，所述连接盘15与连接板16配合以便夹紧工业机器人手臂末端。

在本实施例中，所述第一丝杠7的上下两端设有轴承10，所述两轴承10分别安装在机壳5内的上下位置，第一丝杠7通过轴承10转动的安装在机壳5内。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于包括：

“C”型钳（1）及机壳（5）；所述“C”型钳（1）由上臂（11）、纵臂（14）及下臂（12）组成，所述上臂（11）及下臂（12）分别安装在纵臂（14）的上下两端，所述机壳（5）安装在“C”型钳（1）的上臂（11）上；

电机（2）及传动结构（4）；所述电机（2）及传动结构（4）分别安装在机壳（5）上，电机（2）的输出轴与传动结构（4）的输入端连接；

第一丝杠（7）及滚柱丝杠副（6）；所述第一丝杠（7）转动的设在机壳（5）内，所述第一丝杠（7）顶部与传动结构（4）的输出端连接，所述滚柱丝杠副（6）套设在第一丝杠（7）的上部并随第一丝杠（7）的转动而轴向运动；以及

冲头（8）；所述冲头（8）可轴向移动的设在机壳（5）中，冲头（8）的顶端与滚柱丝杠副（6）的底端固定连接，冲头（8）的挤压端（81）伸出机壳（5）外且位于“C”型钳（1）的上臂（11）及下臂（12）之间；

所述滚柱丝杠副（6）包括两条以上的第二丝杠（61）及螺母（62）；所述螺母（62）套设在第一丝杠（7）上并可相对上下移动，螺母（62）的底端与冲头（8）的顶端固定连接，在螺母（62）的下部设有内齿圈（64）；每根所述第二丝杠（61）的顶部转动的安装在螺母（62）的上端，在每根第二丝杠（61）的底部设有外齿轮（63），所述外齿轮（63）与内齿圈（64）啮合，每根第二丝杠（61）与第一丝杠（7）啮合并随第一丝杠（7）转动而轴向移动。

2.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于所述传动结构（4）包括主动轮（41）、同步带（42）及从动轮（43）；其中所述主动轮（41）及从动轮（43）分别转动的安装在机壳（5）的顶部，主动轮（41）与电机（2）的输出端轴连接，从动轮（41）与第一丝杠（7）的顶部轴连接，所述同步带（42）安装在主动轮（41）及从动轮（43）上从而使主动轮（41）带动从动轮（43）转动。

3.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于所述传动结构（4）包括主动齿轮（44）、第一从动齿轮（45）、第二从动齿轮（46）及第三从动齿轮（47）；其中所述主动齿轮（44）、第一从动齿轮（45）、第二从动齿轮（46）及第三从动齿轮（47）分别转动的设在机壳（5）顶部；所述主动齿轮（44）与电机（2）的输出轴轴连接，所述第一从动齿轮（45）与主动齿轮（44）啮合，所述第二从动齿轮（46）与第一从动齿轮（45）同轴；所述第三从动齿轮（47）与第二从动齿轮（46）啮合，第三从动齿轮（47）与第一丝杠（7）的顶部轴连接从而带动第一丝杠（7）转动。

4.根据权利要求3所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述电机（2）的输出轴上安装有减速器（3），所述减速器（3）的输出端与主动轮（41）连接。

5.根据权利要求4所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述电机（2）的输出轴上安装有减速器（3），所述减速器（3）的输出端与主动齿轮（44）连接。

6.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述冲头（8）的中部设有导槽（82），在所述机壳（5）底部设有凸筋（51），所述导槽（82）与凸筋（51）配合使冲头（8）轴向定向移动。

7.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述冲头（8）的挤压端（81）上设有凸块（811），在所述“C”型钳（1）的下臂（12）上设有凹陷位（13），所述凸块（811）大小与凹陷位（13）大小相适应以便凸块（811）插入凹陷位（13）中。

8.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述“C”型钳的纵臂（14）上设有连接盘（15）及连接板（16），所述连接盘（15）与连接板（16）配合以便固定在工业机器人手臂末端。

9.根据权利要求1所述的用于工业机器人铆接加工的伺服压制装置，其特征在于在所述第一丝杠（7）的上下两端还分别设有轴承（10），所述第一丝杠（7）通过轴承（10）转动的安装在机壳（5）内。