CN105479161A - 套筒铆接装配控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及套筒装配技术领域，公开了一种套筒铆接装配控制方法，设置装夹机构用于夹持上套筒，设置左移动机构用于夹持下套筒，设置铆接卡口机构用于进行套筒和轴承铆接定位和止动；设置右移动机构用于夹持轴承；设置滑轨，使装夹机构可在滑轨上移动；设置驱动装置实现套筒铆接装配的控制；所述驱动装置驱动装夹机构对上套筒的定位和夹持；驱动左移动机构、右移动机构的移动，驱动铆接卡口机构进行铆接卡口动作。本发明方法实现了装配轴承、铆接卡口及装配上套筒、下套筒三工序在一个工位上完成；并实现铆接卡口的自动化，同时拥有在线检测套筒方孔是否漏冲、在线检测溃缩力的功能；其操作简单、稳定性好。

Description

套筒铆接装配控制方法

技术领域

本发明涉及一种套筒铆接装配控制方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，对汽车配件管柱的需求越来越多，对其质量的要求也越来越严格。对于四点卡口式管柱的制造，需要对上、下套筒及轴承进行组合。其组合包括轴承与上套筒的装配和铆接，以及上下套筒的装配。轴承与上套筒的装配和铆接，一般是将轴承压入上套筒中，通过上套筒内预设的台阶定位轴承的一端端面，通过对上套筒进行四点铆接，其铆接点将轴承的另一端面进行定位。上下套筒的装配是将过盈配合的上套筒和下套筒压在一起，并定长。

目前套筒的铆接和装配，一般都是在液压机上利用工装将轴承压至上套筒中；再手工分别对四点进行铆接；然后再用液压机将上、下套筒压在一起并定长。现有技术也有采用四爪卡盘铆接、手工带动卡盘四爪挤压铆接的方式。

其中，作为套筒装配的重要参数指标之一，溃缩力即两套筒过盈配合间的过盈力，若其不合格将影响套筒使用安全。目前采用的检测方式为抽查样品送实验室电子拉压机检测。

另外，在套筒铆接装配前对上套筒进行冲方孔，合格的套筒铆接装配需要保证上套筒方孔已经被冲掉，目前对于漏冲的检测采用人工检。

这些技术有以下缺点：

（1）传统的套筒铆接装配，分多工序完成，转工时间较长；

（2）传统的套筒铆接装配，劳动强度大，需要较大力气操作，且不宜连续长时间操作；

（3）手工铆接卡口加工效率慢且每个铆点深浅不一、外观不美观、甚至影响铆接质量；

（4）在上下套筒进行装配时其溃缩力不能够在线实时检测；上套筒方孔检测也不能实现在线检测，采用抽样检和人工检不能有效避免溃缩力不合格以及套筒方孔漏冲现象。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种能实现装配轴承、铆接卡口及装配上套筒、下套筒三工序在一个工位上完成的套筒铆接装配控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种套筒铆接装配的控制方法，所述套筒包括上套筒、下套筒和轴承；所述上套筒上设有压片和止动孔，所述上套筒内径设有台阶；本发明创造性地设置装夹机构用于夹持上套筒，设置左移动机构用于夹持下套筒，设置铆接卡口机构用于进行套筒和轴承铆接定位和止动；设置右移动机构用于夹持轴承；设置滑轨，使装夹机构可在滑轨上移动；设置驱动装置实现套筒铆接装配的控制；

本发明通过使用驱动装置对各动作进行驱动，实现自动装配、自动铆接的功能。所述驱动装置驱动装夹机构对上套筒的定位和夹持；驱动左移动机构、右移动机构的移动，驱动铆接卡口机构进行铆接卡口动作；所述控制方法包括以下步骤：

S1.将上套筒定位在装夹机构上，左移动机构将上套筒推入铆接卡口机构；

S2.将轴承定位在右移动机构上，右移动机构将轴承推入铆接卡口机构；

S3.铆接卡口机构进行上套筒与轴承的铆接；

S4.左移动机构、右移动机构、装夹机构回退到初始位置；

S5.将下套筒定位在左移动机构上，左移动机构将下套筒推入装配到上套筒内并定长。

优选地，所述铆接卡口机构上设置有套筒方孔漏冲检测装置；在步骤S1后，若套筒方孔漏冲检测装置检测出方孔存在漏冲，则停止下一步骤的进行；若不存在漏冲，则进行下一步骤。本发明在定位上套筒后对上套筒进行套筒方孔漏冲检测，并对检测结果进行相应动作，有效避免了套筒方孔漏冲现象流入到后序步骤中。

优选地，所述套筒方孔漏冲检测装置为红外传感器。

本发明在上套筒和下套筒进行装配时对过盈力进行实时在线检测，保证了上下套筒装配的质量。优选地，所述下套筒设置有溃缩力检测装置；所述溃缩力检测装置对上套筒和下套筒间的过盈力进行实时监控。

优选地，所述溃缩力检测装置为压力传感器。

上述方案中，所述过盈力通过与溃缩力检测装置相连的显示屏显示；所述显示屏上可对过盈力进行设定限定值；当过盈力超出限定值时，报警停机。

优选地，所述铆接卡口机构包括定位板和依次设置在定位板上的圆环板、凸起圆盘和卡口铆块，所述定位板上设置有一圈凹槽，所述圆环板镶嵌于所述凹槽内；所述凸起圆盘与定位板固定，凸起圆盘的外径小于圆环板的内径；所述圆环板上设置有偏心弧，所述凸起圆盘上设置有导向槽，所述卡口铆块一端设有销钉，另一端置于导向槽内，所述销钉放置于偏心弧内，偏心弧的宽度与销钉的外径相适配；所述卡口铆块的数量和偏心弧的数量均等于所述压片的数量；所述销钉围成的中心、圆环板的中心和凸起圆盘的中心相同；圆环板转动时，卡口铆块沿着所述导向槽向凸起圆盘中心径向移动；所述铆接卡口机构设置有相通的两个圆孔，靠近上套筒的圆孔的半径与所述上套筒的外径相适配，靠近右移动机构的圆孔的半径与所述轴承外径相适配；将上套筒放置于所述圆孔中时，所述压片的位置与所述卡口铆块的位置相对应；

上述方案中，在所述步骤S3中，在铆接卡口时巧妙应用了凸轮原理。铆接卡口机构的铆接卡口方法为，驱动装置驱动圆环板转动；圆环板转动时，偏心弧带动销钉，卡口铆块沿着导向槽向凸起圆盘中心径向移动，卡口铆块挤压上套筒上的压片，使压片内凹。

上述方案中，所述左安装座上安装有止动螺栓，左移动机构和装夹机构之间还设有用于挡住止动螺栓的挡块；止动螺栓设置在下套筒定位芯棒下并与滑轨平行；止动螺栓的长度可调节；挡块可垂直于滑轨升降；

本发明步骤S4中回退到初始位置的动作，有利于套筒和轴承的放入与取出，有效避免了干涉现象；通过对套筒铆接装配步骤的优化设计，使得轴承与上套筒的装配和铆接，以及上下套筒的装配三个动作衔接合理。

所述步骤S5中，左移动机构将下套筒推入装配到上套筒内之前，驱动装置驱动挡块上升；左移动机构推动下套筒，当止动螺栓抵触到挡块时，左移动机构停止移动。

优选地，所述驱动装置驱动左移动机构的驱动力，大于驱动右移动机构的驱动力。

进一步优选地，本发明设计了优选的套筒铆接装配设备用以实现所述方法，所述套筒铆接装配设备包括依次设置的用于夹持下套筒的左移动机构、用于夹持上套筒的装夹机构、用于进行套筒和轴承铆接的铆接卡口机构和用于夹持轴承的右移动机构；所述左移动机构包括左安装座和安装于左安装座上的下套筒定位芯棒，所述下套筒定位芯棒的外径与下套筒内径相适配，所述下套筒定位芯棒上设有对上套筒定位的台阶，所述台阶的半径大于上套筒内径；所述右移动机构包括右安装座和安装于右安装座上的轴承定位芯棒，所述轴承定位芯棒的外径与轴承内径相适配；所述套筒铆接装配设备还包括滑轨，所述装夹机构可在滑轨上移动，所述下套筒定位芯棒和轴承定位芯棒可平行于所述滑轨移动；所述上套筒、下套筒、轴承分别装夹在所述套筒铆接装配设备上后，其中心轴线位于同一条直线上。

优选地，所述铆接卡口机构包括定位板和依次设置在定位板上的圆环板、凸起圆盘和卡口铆块，所述定位板上设置有一圈凹槽，所述圆环板镶嵌于所述凹槽内；所述凸起圆盘与定位板固定，凸起圆盘的外径小于圆环板的内径；所述圆环板上设置有偏心弧，所述凸起圆盘上设置有导向槽，所述卡口铆块一端设有销钉，另一端置于导向槽内，所述销钉放置于偏心弧内，偏心弧的宽度与销钉的外径相适配；所述卡口铆块的数量和偏心弧的数量均等于所述压片的数量；所述销钉围成的中心、圆环板的中心和凸起圆盘的中心相同；圆环板转动时，卡口铆块沿着所述导向槽向凸起圆盘中心径向移动；所述铆接卡口机构设置有相通的两个圆孔，靠近上套筒的圆孔的半径与所述上套筒的外径相适配，靠近右移动机构的圆孔的半径与所述轴承外径相适配；将上套筒放置于所述圆孔中时，所述压片的位置与所述卡口铆块的位置相对应。

本发明通过显示屏在线实时显示过盈力，并对结果进行相应动作，提高了其自动化能力。

上述方案中，所述驱动装置驱动左移动机构的驱动力，大于驱动右移动机构的驱动力，更利于轴承的定位。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）本发明通过套筒铆接装配步骤和控制方法的优化设计，保障了动作的合理衔接，使得轴承与上套筒的装配和铆接，以及上下套筒的装配三个动作能在一个工位上完整完成。

（2）本发明在铆接卡口方法上巧妙利用了凸轮铆接原理，在实现了自动快速铆接的同时，解决了人工铆接质量不稳定的问题。

（3）本发明在铆接装配的过程中，还进行了溃缩力检测，套筒方孔漏冲检测等控制手段，对套筒与套筒装配的过盈力进行在线检测并显示，使得套筒装配的质量得到了有效保证的同时，实现了套筒方孔防漏冲功能。

附图说明

图1为实施例1套筒铆接装配设备的主视图；

图2为实施例1套筒铆接装配设备的俯视图；

图3为实施例1铆接卡口机构的右视图；

图4为实施例1铆接卡口机构的主视图；

图5为实施例1套筒铆接装配的成品主视图。

图6为实施例1套筒铆接装配的成品左视图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要理解的是，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所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种套筒铆接装配设备，所述的套筒包括上套筒、下套筒和轴承，上套筒上设置有压片和止动孔，压片的数量为4个。

如图1、图2所示，本发明包括依次设置的用于夹持下套筒的左移动机构、用于夹持上套筒的装夹机构、用于进行套筒和轴承铆接的铆接卡口机构3和用于夹持轴承的右移动机构，所述机构设置在立架17上；左移动机构包括左安装座和安装于左安装座上的下套筒定位芯棒5，下套筒定位芯棒5的外径与下套筒内径相适配，下套筒定位芯棒5上设有对上套筒定位的台阶，台阶的半径大于上套筒内径；右移动机构包括右安装座和安装于右安装座上的轴承定位芯棒2，轴承定位芯棒2的外径与轴承内径相适配；套筒铆接装配设备还包括滑轨，装夹机构可在滑轨上移动，下套筒定位芯棒5和轴承定位芯棒2可平行于所述滑轨移动；上套筒、下套筒、轴承分别装夹在套筒铆接装配设备上后，其中心轴线位于同一条直线上；

左安装座上安装有止动螺栓9，左移动机构和装夹机构之间还设有用于挡住止动螺栓的挡块10；止动螺栓9设置在下套筒定位芯棒5下并与滑轨平行；止动螺栓9的长度可调节；挡块10可垂直于滑轨移动。

装夹机构包括定位滑块4和位于定位滑块4上方的上套筒压块13；定位滑块4安装于滑轨上，定位滑块4和上套筒压块13上都设有与上套筒外径相适配的曲面；定位滑块4的曲面与上套筒压块13的曲面闭合形成定位孔，定位孔的直径与上套筒的外径相适配；定位滑块上的曲面上设有定位销。

滑轨上安装有复位弹簧和挡圈；复位弹簧位于装夹机构和铆接卡口机构之间；挡圈位于装夹机构与左移动机构之间。

本发明的控制系统，包括驱动装置和包含了控制电气组件的控制柜16；驱动装置包括用于驱动上套筒压块升降的第一气缸12、用于驱动下套筒定位芯棒移动的第二气缸8、用于驱动轴承定位芯棒移动的第三气缸1、用于驱动圆环盘转动的第四气缸15和用于驱动挡块移动的第五气缸11。

溃缩力检测装置7固定在下套筒定位芯棒5上，与控制柜16电连接。本实施例中，溃缩力检测装置7为压力传感器。

用于在线显示溃缩力值的显示屏6与溃缩力检测装置7相连；本实施例中，显示屏6为触摸屏。

如图3、图4所示，铆接卡口机构3包括定位板19和依次设置在定位板19上的圆环板20、凸起圆盘32和卡口铆块22，定位板19上设置有一圈凹槽，圆环板20镶嵌于凹槽内；凸起圆盘32与定位板19固定，凸起圆盘的外径小于圆环板的内径；圆环板20上设置有偏心弧30，凸起圆盘32上设置有导向槽31，卡口铆块22一端设有销钉21，另一端置于导向槽31内，销钉21放置于偏心弧30内，偏心弧30的宽度与销钉21的外径相适配；卡口铆块22的数量和偏心弧30的数量均等于所述压片的数量为4个；销钉21围成的中心、圆环板20的中心和凸起圆盘32的中心相同；圆环板20转动时，卡口铆块22沿着导向槽31向凸起圆盘32中心径向移动；铆接卡口机构设置有相通的两个圆孔，靠近上套筒的圆孔33的半径与上套筒的外径相适配，靠近右移动机构的圆孔18的半径与轴承外径相适配；将上套筒放置于圆孔中时，压片的位置与卡口铆块22的位置相对应。

铆接卡口机构3还包括盖板23，盖板23位于凸起圆盘32外靠近左移动机构的一侧。

套筒方孔漏冲检测装置位于铆接卡口机构3上。本实施例中套筒方孔检测装置为红外传感器，红外传感器设置于盖板23上。

本发明的控制方法通过以下技术手段实现：创造性地设置装夹机构用于夹持上套筒，设置左移动机构用于夹持下套筒，设置铆接卡口机构用于进行套筒和轴承铆接定位和止动；设置右移动机构用于夹持轴承；设置滑轨，使装夹机构可在滑轨上移动；设置驱动装置实现套筒铆接装配的控制；

本发明通过使用驱动装置对各动作进行驱动，实现自动装配、自动铆接的功能。所述驱动装置驱动装夹机构对上套筒的定位和夹持；驱动左移动机构、右移动机构的移动，驱动铆接卡口机构进行铆接卡口动作；所述控制方法包括以下步骤：

S1.将上套筒定位在装夹机构上，驱动装置驱动左移动机构将上套筒推入铆接卡口机构；

上套筒上的止动孔与定位滑块曲面上的定位销配合，实现上套筒安装的轴向定位的同时，实现上套筒上的压片与卡口铆块22位置相适配；第一气缸12驱动上套筒压块13压紧上套筒，实现上套筒的径向定位；第二气缸8驱动下套筒定位芯棒5将上套筒推入铆接卡口机构3，此时复位弹簧处于压缩状态；上套筒一端的端面抵触到下套筒定位芯棒5上的台阶，另一端抵触到铆接卡口机构3中的圆孔18的边缘，以此实现上套筒的铆接轴向定位，通过与上套筒外径相适配的圆孔33实现上套筒的铆接径向定位；

位于盖板23上的红外传感器检测上套筒上方孔28是否漏冲；若漏冲，则停止下一步骤的进行；若未漏冲，则继续下一步骤；

S2.将轴承定位在右移动机构上，驱动装置驱动右移动机构上轴承推入铆接卡口机构；

将轴承套在与轴承内径相适配的轴承定位芯棒上，第三气缸1驱动轴承定位芯棒2将轴承装配到上套筒中；第三气缸1的驱动力小于第二气缸8的驱动力，因此轴承一端的端面抵触到上套筒内预设的台阶时停止，以此实现轴承的定位；

S3.驱动装置驱动铆接卡口机构进行上套筒与轴承的铆接；

第四气缸15驱动连杆24带动圆环板20转动；圆环板20转动时，偏心弧30带动销钉21，使卡口铆块22沿着导向槽31向凸起圆盘32中心径向移动，卡口铆块22挤压上套筒上的压片29，如图5所示使压片29内凹，内凹的压片29定位轴承的一端，从而达到铆接目的；

S4.左移动机构、右移动机构、装夹机构回退到初始位置；

第二气缸8驱动下套筒定位芯棒5回退到初始位置；第三气缸1驱动轴承定位芯棒1回退到初始位置；利用铆接卡口机构3与装夹机构之间的复位弹簧的回弹力使定位滑块4向初始位置移动，通过固定在装夹机构与右移动机构之间的挡圈来定位回弹的位置，以避免下套筒安装时与装夹机构发生干涉；

S5.将下套筒定位在左移动机构上，驱动装置驱动左移动机构将下套筒推入装配到上套筒内并定长。

下套筒安装在与下套筒内径相适配的下套筒定位芯棒5上，第二气缸8驱动下套筒定位芯棒8将下套筒推入装配到上套筒内；第五气缸11驱动挡块10上升；当左安装座上的止动螺栓9抵触到挡块10时下套筒停止移动，从而实现下套筒与上套筒的定位长度。

下套筒定位芯棒5上的压力传感器检测上套筒与轴承装配时的过盈力；过盈力通过显示屏6显示；可在显示屏6中设定过盈力限定值；当过盈力超出限定值时，报警停机；

如此，完成上套筒26与轴承25的装配，上套筒26与轴承25的铆接，上套筒26与下套筒27的装配三个功能。

如图5、图6所示，为套筒铆接装配的成品示意图；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种套筒铆接装配的控制方法，所述套筒包括上套筒、下套筒和轴承；所述上套筒上设有压片和止动孔，所述上套筒内径设有台阶；其特征在于，设置装夹机构用于夹持上套筒，设置左移动机构用于夹持下套筒，设置铆接卡口机构用于进行套筒和轴承铆接定位和止动；设置右移动机构用于夹持轴承；设置滑轨，使装夹机构可在滑轨上移动；设置驱动装置实现套筒铆接装配的控制；

所述驱动装置驱动装夹机构对上套筒的定位和夹持；驱动左移动机构、右移动机构的移动，驱动铆接卡口机构进行铆接卡口动作；所述控制方法包括以下步骤：

S1.将上套筒定位在装夹机构上，左移动机构将上套筒推入铆接卡口机构；

S2.将轴承定位在右移动机构上，右移动机构将轴承推入铆接卡口机构；

S3.铆接卡口机构进行上套筒与轴承的铆接；

S4.左移动机构、右移动机构、装夹机构回退到初始位置；

S5.将下套筒定位在左移动机构上，左移动机构将下套筒推入装配到上套筒内并定长。

2.根据权利要求1所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述铆接卡口机构上设置有套筒方孔漏冲检测装置；在步骤S1后，若套筒方孔漏冲检测装置检测出方孔存在漏冲，则停止下一步骤的进行；若不存在漏冲，则进行下一步骤。

3.根据权利要求2所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述套筒方孔漏冲检测装置为红外传感器。

4.根据权利要求1所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述下套筒设置有溃缩力检测装置；所述溃缩力检测装置对上套筒和下套筒间的过盈力进行实时监控。

5.根据权利要求4所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述溃缩力检测装置为压力传感器。

6.根据权利要求4所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述过盈力通过与溃缩力检测装置相连的显示屏显示；所述显示屏上可对过盈力进行设定限定值；当过盈力超出限定值时，报警停机。

7.根据权利要求1所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述铆接卡口机构包括定位板和依次设置在定位板上的圆环板、凸起圆盘和卡口铆块，所述定位板上设置有一圈凹槽，所述圆环板镶嵌于所述凹槽内；所述凸起圆盘与定位板固定，凸起圆盘的外径小于圆环板的内径；所述圆环板上设置有偏心弧，所述凸起圆盘上设置有导向槽，所述卡口铆块一端设有销钉，另一端置于导向槽内，所述销钉放置于偏心弧内，偏心弧的宽度与销钉的外径相适配；所述卡口铆块的数量和偏心弧的数量均等于所述压片的数量；所述销钉围成的中心、圆环板的中心和凸起圆盘的中心相同；圆环板转动时，卡口铆块沿着所述导向槽向凸起圆盘中心径向移动；所述铆接卡口机构设置有相通的两个圆孔，靠近上套筒的圆孔的半径与所述上套筒的外径相适配，靠近右移动机构的圆孔的半径与所述轴承外径相适配；将上套筒放置于所述圆孔中时，所述压片的位置与所述卡口铆块的位置相对应；

所述步骤S3中，铆接卡口机构的铆接卡口方法为，驱动装置驱动圆环板转动；圆环板转动时，偏心弧带动销钉，卡口铆块沿着导向槽向凸起圆盘中心径向移动，卡口铆块挤压上套筒上的压片，使压片内凹。

8.根据权利要求1所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述左移动机构包括左安装座和安装于左安装座上的下套筒定位芯棒，所述左安装座上安装有止动螺栓，左移动机构和装夹机构之间还设有用于挡住止动螺栓的挡块；止动螺栓设置在下套筒定位芯棒下并与滑轨平行；止动螺栓的长度可调节；挡块可垂直于滑轨升降；

所述步骤S5中，左移动机构将下套筒推入装配到上套筒内之前，驱动装置驱动挡块上升；左移动机构推动下套筒，当止动螺栓抵触到挡块时，左移动机构停止移动。

9.根据权利要求1所述的套筒铆接装配的控制方法，其特征在于，所述驱动装置驱动左移动机构的驱动力，大于驱动右移动机构的驱动力。