CN106541068A - 配置用于盲铆钉元件的铆接工具的芯轴的方法以及铆接工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于配置由电力驱动器操作的手持铆接工具9以便安装盲铆钉元件3的方法，其中铆接工具9包含芯轴1，该芯轴可轴向移动以便执行盲铆钉元件3的安装操作，其中在所述芯轴1的前端位置中，盲铆钉元件3以形状锁定方式和/或力锁定方式装配到芯轴1，特别是拧到芯轴1上，并且其中芯轴1的轴向移动借助于控制单元4监测，其中芯轴1从前端位置轴向移动到在安装操作的开始时将要被采用的后端位置，并且其中根据为所述控制单元4指定的参数，芯轴的后端位置被自动地调节。

Description

配置用于盲铆钉元件的铆接工具的芯轴的方法以及铆接工具

技术领域

本发明涉及用于配置由电力驱动器操作的手持铆接工具以便安装(set)盲铆钉元件/空心铆钉元件(blind rivet element)的方法，其中该铆接工具包含芯轴，该芯轴可轴向移动以便执行安装盲铆钉元件的操作，其中在芯轴的前端位置中，盲铆钉元件以形状锁定方式和/或力锁定方式被装配到芯轴，具体地被拧到芯轴上，并且其中芯轴的轴向位置借助于控制单元监控。

背景技术

例如，从DE102013105703A1可知盲铆钉元件的安装以及为了这个目的应用的专用铆接工具。为了安装盲铆钉元件，盲铆钉元件以如下方式被插入到铆接工具内，即，通过使用铆钉元件被拧到其上的芯轴，该铆钉元件在牵引移动中受到轴向冲击力。借助于轴向力，该铆钉元件被强制塑性变形，由此铆钉元件与工件的形状锁定连接(form-lockedconnection)完成。为了实现铆钉元件的变形，芯轴和连接到其上的铆钉元件的轴向移动与承口之间需要相互作用。承口以如下方式相对于芯轴被布置，即，铆钉元件的移动被承口单向限制，并且通过进一步向内驱动芯轴，铆钉元件被迫塑性变形。

作为这个过程的一部分，当芯轴在前端位置时，盲铆钉元件最初被拧到芯轴上。然后通过轴向移动，芯轴被移位到后端位置，在后端位置中，盲铆钉元件与承口接触。

为了找到用于铆钉元件的最优安装和最短时间周期的最适宜的设置(set-up)，到目前为止，必须调节承口相对于在后端位置中的芯轴的位置，以通过拧紧和拧松承口来匹配所用铆钉元件的类型的长度。因此，为了正确地配置铆接工具，必须执行如下总结的工作步骤：

-将适合的芯轴和承口装配到铆接工具上；

-将盲铆钉元件拧到芯轴上达到一定程度，该程度是螺纹达到其完全承受能力；

-调节承口，使得承口与盲铆钉元件的头部接触；

-将盲铆钉元件安装到工件中，然后撤销铆钉元件的螺钉连接。

为了正确地安装铆钉元件，安装工具的正确配置、特别是承口相对于在后端位置中的芯轴的正确调节以及所用的盲铆钉元件的类型的依赖是至关重要的。如果该设置不恰当，可能导致铆钉元件未被固定到其具有最佳稳定性的位置。如果铆钉元件的螺纹没有被拧入承口足够深，或换句话说，如果铆钉元件在螺纹已达到其完全承受能力之前就接触承口，那么铆钉元件的螺纹可能被损坏或脱扣。如果芯轴被拧入得太过，那会浪费工作周期中的宝贵时间。这两个因素必须不惜代价地避免。

根据现有技术的安装工具只在这些工具依靠使用者的“指尖”技能的程度上考虑这些事实。这样，安装工作的质量基本依靠使用者的技能。此外，承口的调节，特别是当使用各种不同类型的盲铆钉元件时的承口调节，是需要大量时间的工作。

发明内容

因此，本发明的要求是进一步开发用于安装盲铆钉元件的铆接工具，使用该铆接工具，将克服所述的缺点。特别地，该要求包含提出用于配置铆接工具的方法，该方法允许在芯轴的后端位置中自动地调节盲铆钉元件与承口之间的相对位置，诸如必须配置铆接工具用于执行安装操作。此外，该设置将自动地自适应不同类型的盲铆钉元件。

具有权利要求1的特征的方法和根据权利要求8的铆接工具满足这个要求。在相应的从属权利要求中给出了有利地实施例。

总之，本发明的核心包含铆接工具内部的控制单元经由指定的参数，自动地调节后端位置，即，在铆接操作的开始时的起始位置。这个参数可以通过单个手动输入来设定。或者这个参数可以产生于参数本身的电子读取，或产生于读取从数据存储器中计算该参数所需的变量。在另一实施例中，该参数产生于测量，其中测量在铆接工具内部执行。

作为该方法的一部分，芯轴轴向离开其前端位置移动到后端位置，该后端位置是在安装操作开始时将要采用的，其中芯轴的后端位置根据为控制单元指定的参数被自动地调节。

特别地，本发明的特定特征包含支撑盲铆钉元件的芯轴与承口之间的相对位置通过铆接工具/其控制单元并且通过考虑所用的盲铆钉元件的具体类型而被自动地调节。因为该安装操作自动地进行并且与使用者没有直接关系，特别是与他的/她的经验与指尖技能无关，所以实现了相应的优化调节结果，并且也确保了在任何时间该安装操作与使用者无关的可重复性。这意味着，消除了与错误的发生、质量受损或仅仅不同的结果相关的要素。

在实施例的第一变体中，该参数产生于输入，该输入是使用者手动输入的，例如，经由铆接工具上的触感显示屏手动输入。该输入值被认为是芯轴本身的后端位置；在这个实施例中，使用者能够手动调节进给路径，这必须通过在前端位置与后端位置之间的芯轴克服。可替换地，起始变量能够被输入，从该起始变量计算该参数。例如，这些起始变量是制造商的组织详情或结构参数，诸如盲铆钉元件的长度。然后，基于这些起始变量能够确定后端位置的位置。

在有利的变体中，该输入借助于标签形式的数字识别标记而被读入。标签(tag)是能够使用技术手段读取的并且包含关于性质(诸如铆接元件类型)的信息的标志(label)。标签可以是电子可读的或光可读的标记。电子标签可以被配置为NFC标签或RFID标签，而光学标签可以是QR码或条形码。

为了读取该标签，铆接工具包含读取标签上的信息的读取器。读取器可以被直接连接到控制器单元，以便将读取的数据传输到控制单元。用于传输数据的连接可以采取借助于无线电连接的无线连接的形式，或该连接可以是电缆。特别地，该读取器可以与铆接工具分离或可以与铆接工具集成。

优选地，该标签可以被固定到盲铆钉元件本身。然后，使用者能够将其上固定有标签的铆接工具带到读取器的读取范围内。读取器将读取的数据特别是参数本身传送到控制单元，并且控制单元从这个数据专门为所用的铆接元件确定芯轴的后端位置。可替换地，该标签可以被固定到其中存储盲铆钉元件/其中供应盲铆钉元件的容器。

在该实施例的特殊变体中，关联表示一种制造商的组织详情与芯轴的后端位置之间的计算规则，其被存储在控制单元中。借助于该关联，控制单元能够计算后端位置的值。这个值是专门针对所用的铆接元件的类型。

在该实施例的另一变体中，将要指定的参数产生于测量的变量，该测量的变量借助于铆接工具被测量。优选地，所用的测量的变量是力，该力被施加到芯轴以便执行轴向移动。用于确定该力的可能的变量将会测量铆接工具在操作时所消耗的电流。可替换地，能够利用来自存在于铆接工具内部的测量仪器的信号，并且该仪器测量施加到芯轴用于执行轴向移动的力。

在该实施例的另一个变体中，当超过作为用于测量的变量的参数而被存储的临界值时，芯轴的后端位置被确定。特别地，指定的临界值可以是消耗功率的最大值。在操作中，当坐落于芯轴上的盲铆钉元件紧靠承口时，将发生力的突增，因此消耗的电流突增，这超出了指定的临界值。这允许芯轴的后端位置被限定。

因此，优选地，用于测量的变量的临界值被存储在控制单元中。只要控制单元检测出已经达到该临界值，那么控制单元就停止芯轴的轴向移动。因此，芯轴保持在后端位置中。

在铆接工具的实施例的一个变体中，铆接工具具有带电动马达的驱动器和用于确定该马达的旋转角位置的测量工具。如果传动机构是已知的，那么有可能从马达的旋转角位置得出关于芯轴的位置的结论。芯轴的位置能够通过监测旋转运动而被确定。该驱动器可以是无刷伺服马达，该马达能够采用任意给定的旋转角位置，并且该马达的旋转角位置一直是已知的。

附图说明

现在，将参考图1到图3详细地解释本发明，其中：

图1示出了当执行该方法时铆接工具的布置，其中：

a)在装配盲铆钉元件之前，芯轴在前端位置中；

b)在前端位置中的芯轴具有装配的盲铆钉元件，以及

c)芯轴在后端位置中；

图2示出了具有标签的图1的盲铆钉元件的透视图；

图3示出了具有标签的用于图2的盲铆钉元件的包装的透视图。

具体实施方式

图1以简化视图示出了具有本发明的特征的铆接工具9的示意性截面图。铆接工具9被用于安装(set)盲铆钉元件3，现在将参考图2描述。

铆接工具9具有圆柱地形成的芯轴1，芯轴1具有轴向前端10。芯轴1的前端10在铆接工具9的外部。在前端10处具有螺纹，盲铆钉元件3已经拧到螺纹上。在工具侧，芯轴1终止于铆接工具9内，其中开口形成承口(mouthpiece)2。芯轴1和承口2相对于彼此同轴布置，其中芯轴1延伸通过承口2进入到铆接工具9内。在铆接工具9内部，芯轴1与电力驱动器6有效地连接并且可轴向移动。由于芯轴1与承口2的同轴布置，所以在芯轴1与承口2之间建立了相对移动，该相对移动引起芯轴从承口2轴向地缩回并且还引起芯轴被拉入承口2内。电力驱动器6引起的芯轴1的轴向移动被控制单元4控制。涉及轴的相对方向细节(诸如轴向的和共轴的)参考芯轴的纵轴线。

现在将参考图1a)到图1c)详细地讨论根据本发明的用于配置铆接工具的方法。

在图1a)和图1b)中，铆接工具9以其非活动位置被示意性地示出。在非活动位置中，芯轴1的指定位置是前端位置。在前端位置中，芯轴1的前端10具有到承口2的止动表面12的最大距离，通过芯轴1与承口2之间的轴向的相对移动能够达到该止动表面12。在铆接工具9的非活动位置中芯轴1采取的位置作为参数被存储在控制单元4中。电力驱动器6包含马达11和齿轮17，其中马达11生成旋转运动，齿轮17用于将旋转运动转换为轴向移动。

在第一步骤中，盲铆钉元件3被附连到芯轴1的前端10，其中附连通过将铆钉元件拧到螺纹上而实现。盲铆钉元件3使用多道匝数被拧到芯轴1上，优选地至少五匝。

使用该方法的第一变体，在第二步骤中进行输入，该输入指定芯轴1的后端位置作为在开始安装操作之前芯轴1将要采取的位置。在后端位置中，附连到芯轴1的前端10的盲铆钉元件3已经借助芯轴1执行了朝承口2的方向达到某点的移动，该点是盲铆钉元件头13接触承口2的止动表面12的位置。优选地，当该盲铆钉元件头13与止动表面12实际接触时，盲铆钉元件头13停止。

经由输入装置，优选地经由键盘或经由读取器8进行该输入，其中借助于输入，指定了芯轴1将要采取的位置。读取器8可以被用于读取RFID标签或条形码。输入包含能够从中确定在安装操作的开始时芯轴1将要采取的位置的信息。优选地，输入包括后端位置、关于所用的盲铆钉元件3的类型的制造商的组织详情或所用的盲铆钉元件3的类型的结构参数。盲铆钉元件3的制造商的组织详情和/或结构参数与在安装操作开始时芯轴1将要采取的位置的关联被存储在控制单元4中。

芯轴1相对于承口2的当前轴向位置的确定由控制单元借助于适当的位置测量装置14实现。优选地，位置测量装置14测量马达11的旋转角和转数。特别有利地是无刷伺服马达11的使用，通过该方式位置测量装置14“知道”无刷伺服马达的旋转位置。

根据该方法的第一变体，在第三步骤中，芯轴1与盲铆钉元件3一起执行进入后端位置的轴向移动，在安装操作的开始时芯轴1必须采取该后端位置(图1c)。

使用该方法的另一变体，最初，芯轴1与拧上的盲铆钉元件3一起执行朝承口的方向的轴向移动。该轴向移动起始于第一时间点，而盲铆钉元件3在轴向移动后的第二时间点处接触承口2(图1c)。这意味着，轴向移动被制动，其中施加到芯轴1的力会突然增加。

借助于适合的力测量装置5测量该力和/或与力有关的测量变量。优选地，与力有关的测量变量是由马达11消耗的电流或作用于电力驱动器6的扭矩。因此，力测量装置可以是电流测量装置。

如果借助于力测量装置5测量的力和/或与力有关的测量变量超出指定的临界值，那么根据本方法的第二变体，在第三步骤中，芯轴1的轴向移动停止。芯轴1的轴向移动停止时的临界测量值被存储在控制单元4中。当轴向移动停止时，芯轴1在后端位置，并且准备好安装操作(图1c)。

图2以简化的透视图示出了盲铆钉元件3。该盲铆钉元件3包含内螺纹15，盲铆钉元件3能够通过该内螺纹被拧到芯轴1上。优选地，该盲铆钉元件头13包含平坦的支撑表面，这一侧在安装操作期间面向承口2。进一步地，盲铆钉元件3包含借助于读取器8(图1)读取的标签7。

图3以简化的透视图示出了用于盲铆钉元件的容器16。借助于读取器读取的标签被附连到该容器16。

Claims (10)

1.一种用于配置由电力驱动器操作的手持铆接工具(9)以便安装盲铆钉元件(3)的方法，其中所述铆接工具(9)包含芯轴(1)，该芯轴可轴向移动以便执行盲铆钉元件(3)的安装操作，其中在所述芯轴(1)的前端位置中，所述盲铆钉元件(3)以形状锁定和/或力锁定方式装配到所述芯轴(1)，特别地拧到所述芯轴(1)，并且其中所述芯轴(1)的所述轴向移动借助于控制单元(4)监测，

其特征在于，所述芯轴(1)从所述前端位置轴向移动到在所述安装操作的开始时将要被采用的后端位置，其中所述芯轴的所述后端位置根据为所述控制单元(4)指定的参数而被自动地调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述参数产生于将要由使用者指定的输入。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于由所述使用者指定的输入包含所述制造商的组织详情、所述盲铆钉元件(3)的结构变量，优选它们的长度，或所述芯轴本身的所述后端位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述参数产生于存储在标签(7)中的信息，优选地为NFC标签或条形码，其中所述标签由所述使用者借助于读取器读取，并且其中特别地，所述标签被附连到所述盲铆钉元件(3)本身或被附连到包含所述盲铆钉元件(3)的容器(16)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述盲铆钉元件(3)的所述制造商的组织详情或结构变量与所述芯轴(1)的所述后端位置的关联被存储在所述控制单元(4)内。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述参数产生于测量的变量，所述测量的变量与轴向移动所述芯轴的所述力有关并且借助于所述铆接工具(9)被测量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述测量的变量的临界值被存储在所述控制单元(4)中，并且其特征在于所述芯轴(1)的所述后端位置由于达到所述临界值产生。

8.一种用于安装盲铆钉元件(3)并且用于执行根据权利要求1到7中任一项的方法的手持铆接工具(9)，所述铆接工具包含：具有电动马达(11)的驱动器(6)、芯轴(1)和控制单元(4)，其中所述芯轴(1)可轴向移动以便执行所述盲铆钉元件(3)的安装操作，并且所述芯轴(1)的所述移动能够通过所述控制单元(4)被监测，

其特征在于通过用于自动确定所述芯轴的所述后端位置的装置，基于为所述控制单元(4)指定的参数，所述芯轴自动地调节本身。

9.根据权利要求8所述的铆接工具，其特征在于所述装置记录与作用于所述芯轴(1)的力有关的测量变量。

10.根据权利要求8或9所述的铆接工具，其特征在于存在用于确定所述马达(11)的所述旋转角位置的装置。