CN107096841A - 一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，包括壳体，壳体的空腔内设置有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母外固连有一个螺母座，螺母座下端固连有凸模组件，通过驱动机构驱动滚珠丝杠副的丝杠旋转，从而带动螺母座沿着导轨上下移动，以实现凸模组件的上下移动；凸模组件中，凸模安装座底部设置有压力传感器，凸模上端面与压力传感器相接触，压力传感器和驱动机构分别与控制器电连接，控制器根据压力传感器反馈的信号来控制驱动机构，进而控制凸模组件的运动。本发明记载的带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，通过驱动机构驱动滚珠丝杠副动作,进而带动凸模组件上下移动,实现内外板的自动化空心铆接,提高内板与外板之间的防滑移效果。

Description

一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构

技术领域

本发明涉及汽车门盖加工设备技术领域，尤其涉及的是一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构。

背景技术

在汽车白车身的制造过程中，对于有外观质量要求的汽车门盖板件，无法使用常规的焊接方式来进行内外板的连接，目前是采用对板件进行包边处理实现内外板之间的连接。

在汽车门盖板件包边完成后，需要送入下一工位进行后续加工，由于搬运、震动、装配等原因，会导致内外板之间错动、零件变形，对后续工艺产生影响。对于这一问题的现有解决方法是在门盖内外板件包边完成后，采用高频固化、单面焊、CMT和DIMPLE等方法将内外板连接在一起，但这些方法都存在一些缺陷和限制。

其中，高频固化工艺在烘烤折边胶的过程中容易造成表面缺陷和尺寸波动，柔性低、成本高、对环境污染较重；而单面点焊需要对焊接位置逐个进行焊接，节拍要求大，容易造成外观质量损坏，并且会产生有毒气体，形成的焊点也需要人工进行打磨。

DIMPLE作为新兴的门盖防滑移技术，结构简单，成本极低。此技术用于前门和后门的窗框包边处，一般有两种结构形式。一种是将压针集成于窗框包边机构的压刀上，在包边的同时，压针下压，通过在内外板之间制造凹点来防止滑移；另一种是，窗框包边完成后，气缸推动连杆机构旋转，连杆端部的压针下压制造凹点。DIMPLE技术虽然结构简单，但压针制造凹点的过程中，下压力经外板折边和内板传导于外板外观面上，会形成一个凸点，尤其是白车身涂装以后，凸点更加明显。车身外观面不允许存在如此质量缺陷，所以此技术只能用于门框处，因为门框后期会贴上胶条将此缺陷遮盖住；同时也是此技术无法用于机盖和行李箱盖的原因，因为机盖和行李箱盖包边处无法贴胶条修饰。DIMPLE因技术的局限性，应用范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，包括内设空腔的壳体，壳体的空腔内设置有滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副包括相配合的丝杠和螺母，所述丝杠转动设置在壳体的空腔内，所述螺母外固定连接有一个螺母座，所述螺母座能沿着空腔内壁的导轨上下移动，所述螺母座下端向下伸出壳体外且固定连接有凸模组件，通过驱动机构驱动所述滚珠丝杠副的丝杠旋转，从而带动螺母沿着丝杠上下移动，进而带动螺母座沿着导轨上下移动，以实现凸模组件的上下移动；

所述凸模组件包括凸模安装座、凸模固定块和凸模，所述凸模安装座上端与螺母座固定连接、下端与凸模固定块固定连接，所述凸模安装座底部设置有压力传感器，所述凸模安装在所述凸模固定块中，且所述凸模上端面与压力传感器相接触，当凸模受力时，压力传感器会检测到受力大小，所述凸模固定块底部连接有一个套筒，所述凸模从上往下依次穿过所述凸模固定块和套筒并向下伸出套筒外，所述凸模在位于套筒的一段外套有压缩弹簧，所述压缩弹簧上端通过凸模固定块进行限位、下端通过位于套筒底部的压边圈进行限位，所述凸模下部位于所述压边圈内，通过套筒底部的限位结构对压边圈的下极限位置进行限位；

所述压力传感器和驱动机构分别与控制器电连接，所述控制器根据压力传感器反馈的信号来控制驱动机构，进而控制凸模组件的运动。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述驱动机构包括伺服电机，所述壳体上端安装有电机安装座，所述伺服电机安装在电机安装座上，且所述伺服电机的电机轴通过联轴器与丝杠上端相连接。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述丝杠上、下两端分别通过固定轴承座和支撑轴承座与壳体转动连接。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述凸模固定块上端中部设有凹槽，所述凸模固定块的凹槽与凸模安装座之间形成一个容纳腔，所述压力传感器位于容纳腔内。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述凸模固定块底部中间向下凸出形成用于对凸模进行导向的环形导向套，所述环形导向套位于所述套筒内，所述压缩弹簧上端通过凸模固定块的环形导向套进行限位。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构,将其应用于汽车门盖的内外板之间的空心铆接工艺中,通过驱动机构驱动滚珠丝杠副的丝杠旋转,进而带动凸模组件上下移动,实现内外板的自动化空心铆接,由此形成的空心铆接点抗剪切力大，能保证内外板的连接强度，提高内板与外板之间的防滑移效果。

2.本发明提供的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构,其凸模组件中，在凸模安装座底部设置有压力传感器，该压力传感器与凸模双端面相接触，当凸模受力时，压力传感器会检测到凸模的受力大小，并将该受力信号反馈给控制器，控制器据此来控制驱动机构动作，进而通过驱动机构来控制凸模的位移量，规避了空心铆接工艺中可能因为内板和外板的位置偏差而差生的外观缺陷，扩大了该冲铆机构的应用范围，通用性高。

3.本发明提供的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构,在工作过程中不会产生烟尘颗粒和有害气体，属于冷成型连接，技术环保，无污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的凸模组件的结构示意图。

图3为本发明在冲铆开始前的状态示意图。

图4为本发明在冲铆预压时的状态示意图。

图5为本发明在冲铆完成时的状态示意图。

图中标号：1伺服电机，101电机轴，2电机安装座，3联轴器，4滚珠丝杠副，401固定轴承座，402螺母，403丝杠，404支撑轴承座，5螺母座，6导轨，7壳体，8凸模安装座，9控制器，10压力传感器，11凸模固定块，12套筒，13凸模，14压缩弹簧，15压边圈,16内板，17外板，18冲孔,19翻边。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2，本实施例公开了一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，包括内设空腔的壳体7，壳体7的空腔内设置有滚珠丝杠副4，所述滚珠丝杠副4包括相配合的丝杠403和螺母402，所述丝杠403转动设置在壳体7的空腔内，所述丝杠403上、下两端分别通过固定轴承座401和支撑轴承座404与壳体7转动连接。所述螺母402外固定连接有一个螺母座5，所述螺母座5能沿着空腔内壁的导轨6上下移动，所述螺母座5下端向下伸出壳体7外且固定连接有凸模组件，通过驱动机构驱动所述滚珠丝杠副4的丝杠403旋转，所述驱动机构可采用伺服电机1，也可采用伺服气缸、液压缸、气液增压缸等驱动机构，本实施例以采用伺服电机1为例来进行说明，所述壳体7上端安装有电机安装座2，所述伺服电机1安装在电机安装座2上，且所述伺服电机1的电机轴101通过联轴器3与丝杠403上端相连接。通过伺服电机1带动丝杠403旋转，从而带动螺母402沿着丝杠403上下移动，进而带动螺母座5沿着导轨6上下移动，以实现凸模组件的上下移动。

所述凸模组件包括凸模安装座8、凸模固定块11和凸模13，所述凸模安装座8上端与螺母座5固定连接、下端与凸模固定块11固定连接，所述凸模安装座8底部设置有压力传感器10，所述凸模固定块11上端中部设有凹槽，所述凸模固定块11的凹槽与凸模安装座8之间形成一个容纳腔，所述压力传感器10位于容纳腔内。所述凸模13安装在所述凸模固定块11中，且所述凸模13上端面与压力传感器10相接触，当凸模13受力时，压力传感器10会检测到受力大小，所述凸模固定块11底部连接有一个套筒12，所述凸模13从上往下依次穿过所述凸模固定块11和套筒12并向下伸出套筒12外，所述凸模13在位于套筒12的一段外套有压缩弹簧14，所述凸模固定块11底部中间向下凸出形成用于对凸模13进行导向的环形导向套，所述环形导向套位于所述套筒12内。所述压缩弹簧14上端通过凸模固定块11的环形导向套进行限位、下端通过位于套筒12底部的压边圈15进行限位，所述凸模13下部位于所述压边圈15内，通过套筒12底部的限位结构对压边圈15的下极限位置进行限位；

所述压力传感器10和驱动机构分别与控制器9电连接，所述控制器9根据压力传感器10反馈的信号来控制驱动机构，进而控制凸模组件的运动。

使用时，将该冲铆机构应用于汽车门盖的内板16和外板17之间的空心铆接工艺中，其中内板16和外板17的空心铆接工艺如下：

步骤1、冲孔：在门盖的内板16和外板17实施包边之前，针对内板16，在内板16边缘上进行冲孔，形成内板16边缘上设定位置处的冲孔18。

步骤2、包边：将内板16放置在外板17上，压合外板17的翻边19包住内板16，使得外板17的翻边19位于内板16的冲孔18之上，完成内外板的包边工艺，得到包边板件；

步骤3、冲铆：

步骤3.1、冲铆前准备：保持包边板件处于良好的定位夹紧状态，调整冲铆机构的凸模13位置，使得凸模13正好位于内板16的冲孔18中心线上，参见图3所示；

步骤3.2、冲铆预压：通过控制器9控制伺服电机1动作，由伺服电机1驱动滚珠丝杠副4动作，从而带动整个凸模组件下移，直至压边圈15平压在外板17的翻边19上，此时凸模13未接触翻边19，实现压边圈15对翻边19的预压，参见图4所示；

步骤3.3、冲铆：由控制器9控制伺服电机1继续转动，凸模13继续下压，由于压边圈15被外板17的翻边19挡住不动，凸模固定块11及凸模13仍旧下压，使得压缩弹簧14被压缩，压缩弹簧14的压缩力经压边圈15传递到外板17的翻边19上产生压边力，凸模13持续下压，将外板17的翻边19压入内板16的冲孔18中，形成铆接点；由于有压边圈15的压边力的存在，保证了铆接点周围的外板17的翻边19不会变形，从而更好的保证了铆接质量，铆接完成后的状态参见图5所示，此时将外板17的翻边19材料填充到内板16的冲孔18中，整个冲铆过程中并不接触到外板17的外观面，因而对外板17外观面不产生作用力，冲压位置上的外板17外观面不会形成压痕，从而保证了产品的外观质量。

实际应用中，凸模13的中心线与内板16的冲孔18中心线很可能会存在误差，当误差超过一定范围时，即使内板16进行了冲孔，外板17在被铆接的过程也会压迫到冲孔18周围，进而对外板17外观面施加压力，那么，一般的空心铆接工艺就失去了优势。而本发明通过压力传感器10的力反馈、以及控制器9根据力反馈来控制伺服电机1动作进而控制凸模13的位移量，从而有效解决了这一问题，具体过程为：在凸模13开始下压接触外板17的翻边19后，外板17的翻边19会给凸模13一个反作用力即铆接力，压力传感器10将检测到的即铆接力反馈给控制器9，控制器9将接收到的铆接力与当前凸模13下降的位移匹配，同时与预设的合格的位移-铆接力值进行对比。若当前位移对应的实际铆接力大于预设的理论合格值，则判定凸模13偏移超过误差，此时停止下压，控制器9控制伺服电机1反转，凸模13上升，终止铆接过程，则避免了外板17外观面凸点缺陷。若当前位移对应的实际铆接力小于或等于预设的理论合格值，则判定凸模13位置合格，凸模13继续下压，完成铆接过程，铆接点形成。如图5所示，合格铆接点形成之后，并未压到外板17外观面，不会对外板17外观面施加压力，进而保证门盖的外观质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，其特征在于：包括内设空腔的壳体(7)，壳体(7)的空腔内设置有滚珠丝杠副(4)，所述滚珠丝杠副(4)包括相配合的丝杠(403)和螺母(402)，所述丝杠(403)转动设置在壳体(7)的空腔内，所述螺母(402)外固定连接有一个螺母座(5)，所述螺母座(5)能沿着空腔内壁的导轨(6)上下移动，所述螺母座(5)下端向下伸出壳体(7)外且固定连接有凸模组件，通过驱动机构驱动所述滚珠丝杠副(4)的丝杠(403)旋转，从而带动螺母(402)沿着丝杠(403)上下移动，进而带动螺母座(5)沿着导轨(6)上下移动，以实现凸模组件的上下移动；

所述凸模组件包括凸模安装座(8)、凸模固定块(11)和凸模(13)，所述凸模安装座(8)上端与螺母座(5)固定连接、下端与凸模固定块(11)固定连接，所述凸模安装座(8)底部设置有压力传感器(10)，所述凸模(13)安装在所述凸模固定块(11)中，且所述凸模(13)上端面与压力传感器(10)相接触，当凸模(13)受力时，压力传感器(10)会检测到受力大小，所述凸模固定块(11)底部连接有一个套筒(12)，所述凸模(13)从上往下依次穿过所述凸模固定块(11)和套筒(12)并向下伸出套筒(12)外，所述凸模(13)在位于套筒(12)的一段外套有压缩弹簧(14)，所述压缩弹簧(14)上端通过凸模固定块(11)进行限位、下端通过位于套筒(12)底部的压边圈(15)进行限位，所述凸模(13)下部位于所述压边圈(15)内，通过套筒(12)底部的限位结构对压边圈(15)的下极限位置进行限位；

所述压力传感器(10)和驱动机构分别与控制器(9)电连接，所述控制器(9)根据压力传感器(10)反馈的信号来控制驱动机构，进而控制凸模组件的运动。

2.如权利要求1所述的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机(1)，所述壳体(7)上端安装有电机安装座(2)，所述伺服电机(1)安装在电机安装座(2)上，且所述伺服电机(1)的电机轴(101)通过联轴器(3)与丝杠(403)上端相连接。

3.如权利要求1所述的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，其特征在于：所述丝杠(403)上、下两端分别通过固定轴承座(401)和支撑轴承座(404)与壳体(7)转动连接。

4.如权利要求1所述的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，其特征在于：所述凸模固定块(11)上端中部设有凹槽，所述凸模固定块(11)的凹槽与凸模安装座(8)之间形成一个容纳腔，所述压力传感器(10)位于容纳腔内。

5.如权利要求1所述的一种带力反馈的汽车门盖防滑移冲铆机构，其特征在于：所述凸模固定块(11)底部中间向下凸出形成用于对凸模(13)进行导向的环形导向套，所述环形导向套位于所述套筒(12)内，所述压缩弹簧(14)上端通过凸模固定块(11)的环形导向套进行限位。