CN107971448A - 一种圆周自动压铆钉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种圆周自动压铆钉装置,包括控制箱和待装产品,还包括产品和铆钉定位装置、机械手机构;所述产品和铆钉定位装置包括产品定位支撑主体和铆钉定位主体;所述机械手机构包括基架、动力源、浮动旋转输出总成。本发明的装置主要优点为结构简单、紧凑、体积小;安装、维护方便;操作简单,定位准确,铆钉压装后外形美观,无压装毛刺,质量稳定。本发明的圆周自动压铆钉装置所有功能只需按一键自动完成,操作简单可实现自动化流水线生产作业,也可以手动定位压铆作业;有自动找准铆钉与铆钉孔对中的功能,有铆钉柔性预压功能,可直接与各种压装设备安装控制作业;本装置运用了机、电、气一体化技术,操作简单,质量可靠。

Description

一种圆周自动压铆钉装置
技术领域
本发明涉及作业类冲压设备领域,尤其涉及一种圆周自动压铆钉装置。
背景技术
铆钉工艺是将需要活动铰接或紧固联接的零件,用适合的铆钉加以铆接。通常使用的铆钉机是用气(油)压通过气(油)压缸对已预先安置在所需铆接物件上的铆钉进行连续冲击,以完成铆接。现有技术中的压铆钉装置多为手动装置,存在操作复杂,定位不准确、压装后有毛刺等问题。一部分自动压铆钉装置,也存在结构复杂,体积大,安装、维护不方便的问题,同时现有技术中的压铆装置多为固定位置的压铆装置,无法实现圆周不确定位置的压铆。
如申请号为CN201720004968.0的专利公开了一种压铆钉结构,包括底座和铆钉治具,所述底座上设有铆钉治具,所述铆钉治具两侧设有支脚,所述支脚上固定连接安装板,所述安装板上设有驱动器,所述驱动器的活塞杆上固定连接有上压板。
又如申请号为CN201720176431.2的中国专利公开了一种印刷用压铆钉治具,所采用的技术方案是:一种印刷用压铆钉治具,包括支架,所述支架包括底座,所述底座上可拆卸设置有压铆套,所述支架上设置有压合组件,所述压合组件包括设置在支架上的导杆,所述导杆上滑移连接有固定块,所述固定块上设置有冲头,所述冲头位于压铆套的正上方,所述固定块连接有驱动装置,所述冲头与快速夹螺纹连接,所述固定块上设置有用于紧固冲头的螺钉,所述驱动装置为快速夹或者气缸,所述压铆套与底座为螺纹连接或者卡接。
再如申请号为CN201320082777.8的专利公开了一种自动压铆钉机,包括机架、工作平台和压合部,机架固定在工作平台上,压合部包括从上至下依次设置的气缸、压头和垫块,气缸固定在机架上,压头与气缸的活塞杆固定连接,垫块固定在工作平台上,工作平台上设置有定位承载部和铆钉放置部,机架上设置有铆钉抓取部;铆钉放置部包括支架及设置在支架上方的铆钉管和取铆钉机构,取铆钉机构包括气缸和铆钉收集台,铆钉收集台与气缸的伸缩杆相连,铆钉管位于铆钉收集台的上方,铆钉收集台上设置有收集孔;铆钉抓取部包括夹爪和滑道。
以上现有技术的压铆钉装置均为固定一位置的 压铆装置,无法实现圆周不确定位置的压铆,并且结构复杂,占用空间大,操作繁琐且定位准确度低,铆钉压装后存在压装毛刺,产品质量非常不稳定。
发明内容
压铆钉作业的加工生产过程中,工序间存在瓶颈、操作不规范,存在严重质量隐患的问题,本发明的装置是为实现自动化生产,提高生产质量和生产效率,打破传统操作手法而进行发明的一套装置,能通过各连接部件之间的协同合作实现圆周不确定位置压铆,适用于各行业铆钉压装等同类似产品的加工生产和各种压铆机的配套使用。本发明解决前述技术问题所采用的技术方案是:一种圆周自动压铆钉装置,包括控制箱和待装产品,还包括产品和铆钉定位装置、机械手机构;
所述产品和铆钉定位装置包括产品定位支撑主体和铆钉定位主体;
所述机械手机构包括基架、动力源、浮动旋转输出总成。
优选的是,所述产品定位支撑主体包括底板和底座,所述底板位于所述产品和铆钉定位装置的底部,所述底座设置于所述底板上方,二者通过螺栓连接。
上述任一方案优选的是,所述铆钉定位主体包括定位座、安装座和第一压缩弹簧,所述安装座为中空圆柱体,所述定位座部分深入安装座内腔并与安装座通过螺栓连接,所述第一压缩弹簧设置在定位座与安装座之间。
上述任一方案优选的是,所述安装座中设置压头,所述定位座中设置导套,所述压头在所述第一压缩弹簧的作用下,可伸缩于导套中,至安装座与定位座两面接触。
上述任一方案优选的是,所述基架进一步包括安装主体和移动基架,安装主体为主立板,将基座、精轴、直线轴承、安装板A、安装板B、连接扣板组合成一个移动基架,由基座一起安装在主立板上,形成一个上下移动的基架。所述精轴直径优选12mm。
上述任一方案优选的是,所述主立板上下两端与所述基座的上下部连接,所述精轴穿过所述安装板A与所述基座的上下部连接,所述精轴与所述安装板A连接处设置直线轴承;所述连接扣板上端与所述安装板A通过螺栓连接,下端与所述安装板B通过螺栓连接。
上述任一方案优选的是,所述主立板中部设置安装连接板,与配套压机安装连接。
上述任一方案优选的是,所述动力源包括旋转动力源和移动基架动力源。
上述任一方案优选的是,所述旋转动力源包括伺服电机和减速机,所述伺服电机设置于减速机上部,所述减速机下部与安装板A固定连接;安装板A和安装板B之间设置传动轴,所述传动轴下端安装同步轮A;安装板B左端内设置深沟球轴承,安装板B左端下部与第一端盖接触,所述传动轴将减速机和深沟球轴承连接,组成完整的动力输出机构。
上述任一方案优选的是,所述移动基架动力源包括标准气缸、气缸座以及推板;所述标准气缸安装在气缸座上,所述气缸座与主立板固定连接,所述推板与基架上的安装板B连接,由标准气缸的气缸轴与推板连接,组成可移动基架组件的动力源。
上述任一方案优选的是,所述基座下部安装液压缓冲器,所述液压缓冲器头部顶住安装板B的下端面,用于缓冲和减轻标准气缸的压力。
上述任一方案优选的是,所述浮动旋转输出总成位于安装板B右端,包括弹簧座、第二压缩弹簧、滑动轴、同步带、同步轮B、滚针轴承、过度套、第二端盖和推力轴承。
上述任一方案优选的是,所述安装板B右端内设置滚针轴承,安装板B右端下部与第二端盖连接,过度套从下至上穿过滚针轴承,同步轮B套入过度套上端,用于调整旋转间隙并锁紧同步轮B;推力轴承套入滑动轴下,所述滑动轴从下至上穿过过度套中部空腔,所述滑动轴上部套入第二压缩弹簧;弹簧座与滑动轴上端面固定连接,所述弹簧座顶部与配套压机输出轴中心对齐。
上述任一方案优选的是,同步轮B与同步轮A之间设置同步带,所述同步轮A为主动轮,所述为从动轮。
上述任一方案优选的是,同步轮A将旋转动力传输至包含同步轮B的浮动旋转输出总成,带动滑动轴旋转,同时在弹簧座外部压力的作用下,滑动轴可上下滑动并旋转,形成独立的浮动旋转输出轴。
上述任一方案优选的是,所述控制箱与配套压铆机连接,控制箱外部左侧设置PCL屏,右侧由上到下依次设置急停按钮、启动按钮和电源开关;所述控制箱内部设置控制单元,所述控制单元设置PLC控制模块,并集成伺服电机控制卡,通过调整编码器设定伺服电机的额定输出转矩,数据模拟端口采集设定转矩的上限信号,数字输入输出端口控制外围继电器和电磁阀,并操作伺服电机控制卡输出脉冲信号控制伺服电机运转。
本发明的圆周自动压铆钉装置在使用过程中,将需压铆的调整臂产品装入产品和铆钉定位装置中的底座上,确认产品放平稳后,将对应的铆钉装入产品和铆钉定位装置中的导套中,铆钉在导套中和弹片作用下,将铆钉卡住不脱落;按下控制箱上的启动按钮,此时在控制箱内部PLC控制模块的控制下,启动电磁阀使机械手机构中的标准气缸起动,通过推动推板带动基架下行,使产品和铆钉定位装置与被压铆钉的产品面接触,第一压缩弹簧被压缩,使压头伸入导套中与被压铆的铆钉接触并有一定压紧余量,通过调节液压缓冲器的压力将气缸推力给予适当平衡,目的是为了使压头5与被压铆钉接触力减小,从而降低铆钉与被压面的摩擦阻力,避免铆钉划伤端面。此时伺服电机在电机控制卡的驱动下,在同步带带动下,使同步轮旋转,带动滑动轴和产品和铆钉定位装置一起旋转,在自动旋转过程中,铆钉前端的锥角在碰到压铆孔时,在压头压力的作用下,立即进入压铆孔中,形成一个圆周防转销,使旋转转矩力立即上升,当伺服电机转矩力增大到预先设定好的输出转矩时,此时将信号传输给PLC控制模块,停止伺服电机转动并回转一个角度补偿倾斜角,再启动配套压铆机,推动滑动轴下行,将铆钉压铆在产品铆钉孔中,压铆行程由产品和铆钉定位装置控制,此时一个压铆过程全部完成,控制程序将驱动各个动作全部复位,等待下一个产品的铆钉压铆。
在上述压铆过程中,通过控制箱、产品和铆钉定位装置、机械手机构之间的协同作用,实现了压铆位置的自动找正,具有自动找准铆钉与铆钉孔对中的功能和铆钉柔性预压功能,对于压铆位置圆周不确定的产品,可以实现自动化压装,大大提高了生产效率。
本装置主要优点为结构简单、紧凑、体积小;安装、维护方便;操作简单,定位准确,铆钉压装后外形美观,无压装毛刺,质量稳定。本发明的圆周自动压铆钉装置所有功能只需按一键自动完成,操作简单可实现自动化流水线生产作业,也可以手动定位压铆作业;有自动找准铆钉与铆钉孔对中的功能,有铆钉柔性预压功能,可直接与各种压装设备安装控制作业;本装置运用了机、电、气一体化技术,操作简单,质量可靠。
附图说明
图1 为按照本发明的圆周自动压铆钉装置的一优选实施例的整体结构示意图。
图2 为按照本发明的圆周自动压铆钉装置的一优选实施例的产品和铆钉定位装置结构示意图。
图3 为图2所示实施例的主视图。
图4 为图3所示主视图的A-A剖面图。
图5 为图2所示实施例的俯视图。
图6 为按照本发明的圆周自动压铆钉装置的一优选实施例的机械手机构结构示意图。
图7 为图6所示实施例的右视图。
图8 为图6所示实施例的主视图。
图9 为图8所示主视图的A-A剖面图。
图10 为图6所示实施例的俯视图。
图11 为按照本发明的圆周自动压铆钉装置的一优选实施例的控制箱示意图。
图12 为采用本发明的圆周自动压铆钉装置进行压铆的产品的一优选实施例示意图。
图示说明:
1、底板;2、底座;3、磁性导套;4、定位座;5、压头;6、第一压缩弹簧;7、安装座; 8、液压缓冲器;9、推板;10、第一端盖;11、安装板B;12、深沟球轴承;13、同步轮A;14、传动轴;15、连接扣板;16、安装连接板;17、气缸座;18、主立板;19、直线轴承;20、安装板A;21、减速机;22、精轴;23、基座;24、伺服电机,25、标准气缸; 26、弹簧座;27、第二压缩弹簧;28、滑动轴;29、同步带;30、同步轮B;31、滚针轴承;32、过度套;33、第二端盖;34、推力轴承;35、控制箱;36、PCL屏;37、急停按钮;38、启动按钮;39、电源开关;40、机械手机构;41、产品和铆钉定位装置;42、产品。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的内容,下面将结合具体实施例对本发明作更为详细的描述,实施例只对本发明具有示例性作用,而不具有任何限制性的作用;任何本领域技术人员在本发明的基础上作出的非实质性修改,都应属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示,一种圆周自动压铆钉装置,包括控制箱35和待装产品42,还包括产品和铆钉定位装置41、机械手机构40;所述产品和铆钉定位装置41包括产品定位支撑主体和铆钉定位主体;所述机械手机构40包括基架、动力源、浮动旋转输出总成。
如图2~5所示,在本实施例中,所述产品定位支撑主体包括底板1和底座2,所述底板1位于所述产品和铆钉定位装置41的底部,所述底座2设置于所述底板1上方,二者通过螺栓连接。
在本实施例中,所述铆钉定位主体包括定位座4、安装座7和第一压缩弹簧6,所述安装座7为中空圆柱体,所述定位座4部分深入安装座7内腔并与安装座7通过螺栓连接,所述第一压缩弹簧6设置在定位座4与安装座7之间。
在本实施例中,所述安装座7中设置压头5,所述定位座4中设置导套3,所述压头5在所述第一压缩弹簧6的作用下,可伸缩于导套3中,至安装座7与定位座4两面接触。
如图6~10所示,在本实施例中,所述基架进一步包括安装主体和移动基架,安装主体为主立板18,将基座23、精轴22、直线轴承19、安装板A20、安装板B11、连接扣板组合成一个移动基架,由基座23一起安装在主立板18上,形成一个上下移动的基架。所述精轴22直径优选12mm。
在本实施例中,所述主立板18上下两端与所述基座23的上下部连接,所述精轴22穿过所述安装板A20与所述基座23的上下部连接,所述精轴22与所述安装板A20连接处设置直线轴承19;所述连接扣板上端与所述安装板A20通过螺栓连接,下端与所述安装板B11通过螺栓连接。
在本实施例中,所述主立板18中部设置安装连接板16,与配套压机安装连接。
在本实施例中,所述动力源包括旋转动力源和移动基架动力源。
在本实施例中,所述旋转动力源包括伺服电机24和减速机21,所述伺服电机24设置于减速机21上部,所述减速机21下部与安装板A20固定连接;安装板A20和安装板B11之间设置传动轴14,所述传动轴14下端安装同步轮A13;安装板B11左端内设置深沟球轴承12,安装板B11左端下部与第一端盖10接触,所述传动轴14将减速机21和深沟球轴承12连接,组成完整的动力输出机构。
在本实施例中,所述移动基架动力源包括标准气缸25、气缸座17以及推板9;所述标准气缸25安装在气缸座17上,所述气缸座17与主立板18固定连接,所述推板9与基架上的安装板B11连接,由标准气缸25的气缸轴与推板9连接,组成可移动基架组件的动力源。
在本实施例中,所述基座23下部安装液压缓冲器8,所述液压缓冲器8头部顶住安装板B11的下端面,用于缓冲和减轻标准气缸25的压力。
在本实施例中,所述浮动旋转输出总成位于安装板B11右端,包括弹簧座26、第二压缩弹簧27、滑动轴28、同步带29、同步轮B30、滚针轴承31、过度套32、第二端盖33和推力轴承34。
在本实施例中,所述安装板B11右端内设置滚针轴承31,安装板B11右端下部与第二端盖33连接,过度套32从下至上穿过滚针轴承31,同步轮B30套入过度套32上端,用于调整旋转间隙并锁紧同步轮B30;推力轴承34套入滑动轴28下,所述滑动轴28从下至上穿过过度套32中部空腔,所述滑动轴28上部套入第二压缩弹簧27;弹簧座26与滑动轴28上端面固定连接,所述弹簧座26顶部与配套压机输出轴中心对齐。
在本实施例中,同步轮B30与同步轮A13之间设置同步带29,所述同步轮A13为主动轮,所述为从动轮。
在本实施例中,同步轮A13将旋转动力传输至包含同步轮B30的浮动旋转输出总成,带动滑动轴28旋转,同时在弹簧座26外部压力的作用下,滑动轴28可上下滑动并旋转,形成独立的浮动旋转输出轴。
在本实施例中,所述控制箱35与配套压铆机连接,如图11所示,控制箱35外部左侧设置PCL屏36,右侧由上到下依次设置急停按钮37、启动按钮38和电源开关39;所述控制箱35内部设置控制单元,所述控制单元设置PLC控制模块,并集成伺服电机24控制卡,通过调整编码器设定伺服电机24的额定输出转矩,数据模拟端口采集设定转矩的上限信号,数字输入输出端口控制外围继电器和电磁阀,并操作伺服电机24控制卡输出脉冲信号控制伺服电机24运转。
本实施例的圆周自动压铆钉装置操作前需进行压铆前调试,首先如图1所示,将圆周自动压铆钉装置与配套的压铆机安装对接,安装调试好后,配套的压铆机的工作模式由图11中的控制箱35来控制完成;再将图2~5中的产品和铆钉定位装置41的安装座7与图6~10机械手机构40中的滑动轴28下端连接,底板1安装在配套的压铆机工作台面,调节好产品压铆中心位置及压铆封闭高度,通过调节液压缓冲器8轴向位置来达到合适的压铆封闭高度。
图12中示出了一款汽车调整臂产品,该产品压铆位置不确定,以该款汽车调整臂产品为例,说明本实施例中圆周自动铆钉装置的圆周位置不确定的压铆过程。将需压铆的调整臂产品装入图2~5产品和铆钉定位装置41中的底座2上,确认产品放平稳后,将对应的铆钉装入产品和铆钉定位装置41中的导套3中,铆钉在导套3中和弹片作用下,将铆钉卡住不脱落;按下图12控制箱35上的启动按钮38,此时在图12控制箱35内部PLC控制模块的控制下,启动电磁阀使图6~10机械手机构40中的标准气缸25起动,通过推动推板9带动基架下行,使图2中的产品和铆钉定位装置41与被压铆钉的产品面接触,第一压缩弹簧6被压缩,使压头5伸入导套3中与被压铆的铆钉接触并有一定压紧余量,通过调节液压缓冲器8的压力将气缸推力给予适当平衡,目的是为了使压头5与被压铆钉接触力减小,从而降低铆钉与被压面的摩擦阻力,避免铆钉划伤端面;此时伺服电机24在电机控制卡的驱动下,在同步带29带动下,使同步轮B30旋转,带动滑动轴28和图2中产品和铆钉定位装置41一起旋转,在自动旋转过程中,铆钉前端的锥角在碰到压铆孔时,在压头5压力的作用下,立即进入压铆孔中,形成一个圆周防转销,使旋转转矩力立即上升,当伺服电机24转矩力增大到预先设定好的输出转矩时,此时将信号传输给PLC控制模块,停止伺服电机24转动并回转一个角度补偿倾斜角,再启动配套压铆机,将推动滑动轴28下行,将铆钉压铆在产品铆钉孔中,压铆行程由产品和铆钉定位装置41控制,此时一个压铆过程全部完成,控制程序将驱动各个动作全部复位,等待下一个产品的铆钉压铆。
在上述压铆过程中,通过控制箱、产品和铆钉定位装置、机械手机构之间的协同作用,实现了压铆位置的自动找正,对于压铆位置圆周不确定的产品,可以实现自动化压装,大大提高了生产效率。
本发明的圆周自动压铆钉装置主要优点为结构简单、紧凑、体积小;安装、维护方便;操作简单,定位准确,铆钉压装后外形美观,无压装毛刺,质量稳定。本发明的圆周自动压铆钉装置所有功能只需按一键自动完成,操作简单可实现自动化流水线生产作业;有自动找准铆钉与铆钉孔对中的功能,有铆钉柔性预压功能,可直接与各种压装设备安装控制作业;本装置运用了机、电、气一体化技术,操作简单,质量可靠。
实施例2
本发明的圆周自动压铆钉装置除可以采用自动化压铆作业外,还可以采用手动定位压铆作业。
进行手动定位压铆作业时,去除了装置中的机械手机构,仅采用产品和铆钉定位装置进行压铆。将产品和铆钉定位装置与配套的压铆机安装对接,底板1安装在配套的压铆机工作台面,调节好产品压铆中心位置及压铆封闭高度。将需压铆的产品装入图2~5产品和铆钉定位装置41中的底座2上,确认产品放平稳后,将对应的铆钉装入产品和铆钉定位装置41中的导套3中,铆钉在导套3中和弹片作用下,将铆钉卡住不脱落。将铆钉对准需压铆的产品位置,启动配套压铆机,推动安装座7下行,第一压缩弹簧6被压缩,使压头5伸入导套3中与被压铆的铆钉接触,安装座7继续下行,完成产品的压铆钉作业。
采用上述产品和铆钉定位装置进行手动压铆,操作简单,相对于现有的手动压锚设备,具有铆钉压装后外形美观,无压装毛刺的优点。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明,但本领域的技术人员可以理解,可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述,但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种圆周自动压铆钉装置,包括控制箱(35)和待装产品(42),其特征在于:还包括产品和铆钉定位装置(41)、机械手机构(40);
所述产品和铆钉定位装置(41)包括产品定位支撑主体和铆钉定位主体;
所述机械手机构(40)包括基架、动力源、浮动旋转输出总成。
2.根据权利要求1所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述产品定位支撑主体包括底板(1)和底座(2),所述底板(1)位于所述产品和铆钉定位装置(41)的底部,所述底座(2)设置于所述底板(1)上方,二者通过螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述铆钉定位主体包括定位座(4)、安装座(7)和第一压缩弹簧(6),所述安装座(7)为中空圆柱体,所述定位座(4)部分深入安装座(7)内腔并与安装座(7)通过螺栓连接,所述第一压缩弹簧(6)设置在定位座(4)与安装座(7)之间。
4.根据权利要求3所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述安装座(7)中设置压头(5),所述定位座(4)中设置导套(3),所述压头(5)在所述第一压缩弹簧(6)的作用下,可伸缩于导套(3)中,至安装座(7)与定位座(4)两面接触。
5.根据权利要求1所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述基架进一步包括安装主体和移动基架,安装主体为主立板(18),将基座(23)、精轴(22)、直线轴承(19)、安装板A(20)、安装板B(11)、连接扣板(15)组合成一个移动基架,由基座(23)一起安装在主立板(18)上,形成一个上下移动的基架。
6.根据权利要求5所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述主立板(18)上下两端与所述基座(23)的上下部连接,所述精轴(22)穿过所述安装板A(20)与所述基座(23)的上下部连接,所述精轴(22)与所述安装板A(20)连接处设置直线轴承(19);所述连接扣板(15)上端与所述安装板A(20)通过螺栓连接,下端与所述安装板B(11)通过螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述主立板(18)中部设置安装连接板(16),与配套压机安装连接。
8.根据权利要求1所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述动力源包括旋转动力源和移动基架动力源。
9.根据权利要求8所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述旋转动力源包括伺服电机(24)和减速机(21),所述伺服电机(24)设置于减速机(21)上部,所述减速机(21)下部与安装板A(20)固定连接;安装板A(20)和安装板B(11)之间设置传动轴(14),所述传动轴(14)下端安装同步轮A(13);安装板B(11)左端内设置深沟球轴承(12),安装板B(11)左端下部与第一端盖(10)接触,所述传动轴(14)将减速机(21)和深沟球轴承(12)连接,组成完整的动力输出机构。
10.根据权利要求8所述的圆周自动压铆钉装置,其特征在于:所述移动基架动力源包括标准气缸(25)、气缸座(17)以及推板(9);所述标准气缸(25)安装在气缸座(17)上,所述气缸座(17)与主立板(18)固定连接,所述推板(9)与基架上的安装板B(11)连接,由标准气缸(25)的气缸轴与推板(9)连接,组成可移动基架组件的动力源。
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