CN109562439B - 铆接装置和用于铆接装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

一种铆接装置(1)，用于将铆钉(6)应用并铆接到在铆接装置的工作区域(96)中进行处理的制品(1a、1b)的部件，所述铆接装置包括用于将所述铆钉插入所述部件中的铆钉插入伴随设备(30)和用于铆接所述铆钉的铆接设备(40)。

Description

铆接装置和用于铆接装置的工作方法

技术领域

本发明的目的是用于组装设备(assembly plant)的铆接装置，例如用于多部件制品(诸如铰接件)的铆接装置。

背景技术

在制品的组装设备的领域中，机器必须能够在短时间内生产大量产品。事实上，只有在这些特征存在的情况下，系统成本才能在短时间内摊销，并且投资才能获利。

因此，在用于这种设备的机器的制造领域中，倾向于创建更快的生产线，有时每天能够生产数万件制品。然而，使废品最小化并获得具有最佳功能的制品也是至关重要的。

这在多部件制品的组装的情况下更为明显，其中部件旨在相对移动，如具有铰接件的情况，例如用于门窗、家具、器具等。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足该行业需求的铆接装置。

这样的目的是通过根据本申请所述的铆接装置实现的。

一种铆接装置，用于将铆钉应用并铆接到在所述铆接装置的工作区域中进行处理的制品的部件，所述铆接装置包括：-铆钉插入伴随设备，用于伴随所述铆钉插入所述部件中，并且包括拾取组，所述拾取组设置有拾取杆，所述拾取杆能延伸并且能沿拾取方向平移；-铆接设备，用于铆接所述铆钉；-铆钉进给组，适于接合所述铆钉并将所述铆钉定位成使得所述铆钉的柄部沿着平行于铆接方向和所述拾取方向的插入方向；用于伴随所述铆钉的插入的所述铆钉插入伴随设备和所述铆接设备沿着与所述拾取方向和所述铆接方向正交的纵向方向相互一体地平移，并且能沿着所述纵向方向平移以交替地使所述拾取方向或所述铆接方向与所述插入方向对齐；并且其中，所述铆接设备包括铆接头，所述铆接头适于使所述铆钉的自由端部塑性变形，并且所述铆接头能沿平行于所述拾取方向的铆接方向平移；其中，所述拾取组和所述铆接设备布置在所述工作区域的一侧，并且所述铆钉进给组布置在所述工作区域的另一侧。

本申请还描述了替代实施例。

附图说明

通过下面参照附图以指示性和非限制性实例的方式做出的描述，根据本发明的铆接装置的特征和优点将变得更显而易见，在附图中：

-图1a示出了待铆接和组装的多部件制品(诸如铰接件)；该制品本身并不构成本发明的目的；

-图1b示出了待铆接的制品；该制品本身并不构成本发明的目的；

-图2a和图2b示出了根据本发明的实施例的铆接装置；

-图3a和图3b示出了根据本发明的实施例的铆接装置；

-图4示出了根据本发明的处于铆钉插入构造的铆接装置的顶部平面图；

-图5至图7示出了处于铆钉插入构造的装置的工作步骤；

-图8示出了处于铆接构造的铆接装置的顶部平面图；

-图9和图10示出了处于铆接构造的装置的工作步骤；

-图11示出了处于凸轮在第一极限位置中的构造的装置的插入和邻接组；

-图12示出了处于凸轮在第二极限位置中的构造的装置的插入和邻接组；

-图13示出了装置的提升构件；

-图14和图15示出了设置有不同端部止动块的提升构件；

-图16和图17示出了根据实施例的铆接装置的拾取组。

具体实施方式

参考图1a中的实例，附图标记1a整体表示待组装的多部件制品，例如铰接件，该多部件制品包括：第一部件2，设置有具有第一孔轴线W1的第一通孔2a；第二部件4，设置有具有第二孔轴线W2的第二通孔4a；以及铆钉6，用于插入对准的第一通孔2a、第二通孔4a中并将第一部件和第二部件接合，从而将它们铰接在一起。

根据示例性实施例，铆钉6包括待铆接(即，待塑性变形)的头部6a、沿着铆钉轴线K从头部突出的柄部6b，该铆钉在其自由端部具有狭缝6c。

图1b示出了待铆接的制品1b的另一个实例，该制品由设置有第二通孔4a的第二部件4组成，该部件将通过用于插入第二通孔4a中的铆钉6铆接。

参考图2a和图2b中的实施例，铆接装置10包括支撑框架12，该支撑框架包括搁置在水平地平面T上的基座14、由基座14支撑并从基座竖直突出的第一竖直肩部16和第二竖直肩部18、以及优选地至少一个横档(crosspiece)20，横档在上面连接所述第一竖直肩部16、第二竖直肩部18。

因此，框架形成闭环结构，与输送系统交叉，输送系统诸如为可沿前进方向X移动的传送带92。

根据另一个实施例(图3a和图3b)，铆接装置10包括搁置在水平地平面T上的基座14、以及与可沿着前进方向X移动的输送系统交叉的开放支撑结构。

此外，根据本发明，铆接装置10包括相互整合的铆钉插入伴随设备30和铆接设备40。

换句话说，铆钉插入伴随设备30和铆接设备40共用某些结构零部件并提供协调功能。另外，优选地，该两者都由基座14支撑。

铆接装置10包括纵向引导件50，纵向引导件沿着纵向方向U具有延伸部，沿着前进方向X(例如，与前进方向平行)定向，并且与基座或与两个肩部中的一个(例如与第一竖直肩部16)布置为一体。

铆接装置10还包括与纵向引导件50可滑动地接合的移动支撑件52、以及适于使移动支撑件52在所述纵向引导件50上沿纵向方向U移动的第一移动构件(means)，例如气动构件。

铆钉插入伴随设备30包括适于伴随铆钉6插入第二通孔4a中的拾取组32，拾取组布置在移动支撑件52上。

具体地，为此，拾取组32包括拾取杆34，拾取杆具有延伸部并且可沿着拾取方向Z1平移。

铆接设备40替代地包括铆接头42，铆接头适于使铆钉6的自由端部塑性变形，该铆接头也放置在移动支撑件52上，并且纵向地侧接拾取组32。

铆接头42可沿与前进方向X正交的铆接方向Z2平移，并且包括用于与铆钉6的自由端部接触的可旋转的铆接顶端44。

优选地，所述铆接顶端44沿着与旋转轴线重合并相对于铆接头42的铆接方向Z2倾斜的顶端轴线Q具有延伸部。

根据实施例变型，铆接顶端在端部具有优选是圆形且适于至少部分地插入铆钉狭缝中的突出部。

另外，铆接装置10包括：辅助横向引导件54，辅助横向引导件沿与前进方向X正交的横向方向J1具有延伸部，辅助横向引导件放置在移动支撑件52上，并且拾取组32放置在辅助横向引导件上；以及第二移动构件(诸如气动构件)，该第二移动构件适于沿着所述横向方向J1移动拾取组32，以便将拾取组32移动接近正在处理的制品1a、1b。

铆接装置10还包括诸如由第二竖直肩部18支撑的铆钉进给组60。

铆接装置10还包括：主横向引导件56，主横向引导件沿与前进方向X正交的横向方向J2具有延伸部，在该主横向引导件上可滑动地接合铆钉进给组60；以及第三移动构件(诸如气动构件)，该第三移动构件适于移动铆钉进给组60以使其接近正在处理的制品1a、1b。

铆钉进给组60包括管状导管62和放置在管状导管62的端部处的钳口组64；铆钉被连续地进给到管状导管62，并且铆钉被气动地单独推入钳口组64中。

钳口组64包括一对弹性钳口66，该对弹性钳口夹紧铆钉并将其布置成使得柄部6b沿着与前进方向X正交的插入方向Z3对齐。

铆接装置10适合于从铆钉插入构造切换到铆接构造。在铆钉插入构造(图4)中，移动支撑件52处于第一纵向位置，使得拾取轴线Z1与插入轴线Z3对齐；在铆接构造(图8)中，移动支撑件52处于第二纵向位置，使得铆接轴线Z2与插入轴线Z3对齐。

此外，铆接装置10包括插入和邻接组70，该插入和邻接组与铆钉进给组60配合以将铆钉插入制品1b的第二通孔4a中，并且该插入和邻接组与铆接头42配合以铆接所述铆钉。

插入和邻接组70包括与插入方向Z3同轴并且可沿所述插入方向Z3平移的主杆72。具体地，主杆72穿过钳口组64并面向所述钳口组64和所述拾取组32之间的区域。

根据图11和图12，为了移动主杆72，插入和邻接组70包括移动构件。

例如，所述移动构件包括气缸-活塞组。

根据优选实施例，所述移动构件是凸轮移动构件74。

优选地，所述凸轮移动构件74包括凸轮76和从动体78，所述凸轮移动构件具有与凸轮76可滑动地接合并与主杆72一体地平移的接合元件80。

此外，凸轮移动构件74包括用于移动凸轮76的致动构件82，诸如气动构件。优选地，所述致动构件适合于竖直地移动凸轮76。

例如，凸轮76可在对应于主杆72的缩回极限位置(图11)的第一极限位置(诸如下降位置)和对应于主杆72的前进极限位置(图12)的第二极限位置(诸如上升位置)之间平移。

此外，凸轮76在与插入方向Z3正交的方向上与固定肩部84邻接，例如与第二竖直肩部18邻接。

例如，所述插入和邻接组70包括与凸轮接触并可竖直滑动的固定肩部84。

优选地，凸轮76由凸轮主体76a组成，在凸轮主体上形成有凹槽76b，在该凹槽中接合元件80与主杆72一体地移动。

凹槽76b的形状决定了主杆72的移动特征。

具体地，凹槽76b包括上限隔室76c、中间倾斜的延展部分(stretch)76d和下限隔室76e，当凸轮处于第一极限位置时，接合元件80容纳在上限隔室中，当凸轮处于第二极限位置时，接合元件80容纳在下限隔室中。

下限隔室76e在插入方向Z3上由凸轮主体76a的邻接壁88界定在前部。

在铆接装置10的铆钉插入构造中，在铆钉插入伴随设备30的初始构造(图5)中，通过致动使拾取组32沿着辅助横向引导件54进行平移的第二移动构件，拾取组32侧接于正在处理的制品1b，且拾取杆34处于初始缩回位置。

同时，通过致动使所述铆钉进给组60沿着主横向引导件56进行平移的第三移动构件，铆钉进给组60侧接于正在处理的制品1b，并且待组装的铆钉6由钳口组64拾取，使得柄部6b在插入方向Z3上对齐。

插入和邻接组70的主杆72处于不与铆钉6接合的缩回极限位置。因此，凸轮76处于第一极限位置(图11)。

在铆钉插入伴随设备30的随后的拾取开始构造(图6)中，拾取杆34平移到前进极限位置，在该位置中，拾取杆穿过制品1b所在的区域，特别是为了穿过第二通孔4a并在另一侧与铆钉6接合，具体地拾取杆装配在铆钉的狭缝6c中。

在铆钉插入伴随设备30的随后的拾取构造(图7)中，主杆72平移到前进极限位置，并且拾取杆34同时向缩回极限位置缩回。

因此，铆钉6由主杆72推动，穿过钳口组64的主杆使钳口66加宽，从而允许铆钉6的头部6a通过，并且铆钉同时由接合到狭缝6c中的拾取杆34伴随通过第二通孔4a。

由于主杆72的平移，使凸轮76处于第二极限位置(图12)。

优选地，铆接装置包括用于测量铆钉长度的构件，该构件适于提供对铆钉长度的测量。

根据实施例，所述测量构件包括用于检测拾取杆的行程的电子设备、用于检测主杆的行程的电子设备和与所述电子设备可操作地接合的处理设备。用于检测拾取杆的行程的电子设备检测杆的前进行程和返回行程，而用于检测主杆的行程的电子设备检测主杆的前进行程。已知拾取杆34的初始缩回位置与主杆72的极限缩回位置之间的距离(其为结构参数)，铆钉长度可以根据拾取杆的前进行程、拾取杆的返回行程和主杆的前进行程来计算。

随后，铆接装置10切换到铆接构造(图8)，在该铆接构造中，移动支撑件52处于第二纵向位置，使得铆接轴线Z2与插入轴线Z3对齐。

在铆接装置10的铆接构造中，在初始构造(图9)中，铆接头42处于缩回极限位置，在该位置中，铆接头与制品1b所在的区域间隔开，并且具体地与铆钉6的端部间隔开。

主杆72保持在由在第二极限位置的凸轮76限定的前进极限位置。

在随后的铆接操作构造(图10)中，铆接头42处于前进极限位置，在该位置中，铆接头使铆钉6的端部旋转并塑性变形，从而进行铆接。

在铆钉的端部的挤压过程中，铆钉6的头部6a与主杆72邻接，因此主杆充当邻接件。

具体地，铆接头42施加在铆钉6上用于铆接的动作轴向传递到主杆72，并因此通过从动体78、凸轮主体76a的邻接壁88以及优选固定肩部84轴向传递到固定邻接件，诸如第二竖直肩部18。

可替代地，移动构件的气缸-活塞组形成用于主杆的邻接件。

优选地，铆接装置包括用于测量铆钉硬度的构件，该构件适于提供对铆钉硬度的测量。

根据实施例，所述铆钉硬度测量值适于在铆接顶端的转数相同的情况下将硬度量度表示为铆接时间的函数，或者适于将硬度量度表示为铆接头吸收的电流的函数。

根据另一个实施例，所述铆钉硬度测量构件包括检测作用在铆钉上的压缩动作的测力传感器。

正在处理的制品1b通过输送系统移动，该输送系统包括例如沿着所述前进方向X移动的传送带92的托盘90(图13、图14、图15)。

为了进行预定的组装步骤，具有制品1的托盘90安置在工作区域96中，该区域一方面包括在铆钉进给组60与拾取组之间，另一方面包括在铆钉进给组与铆接头42之间。

铆接装置10优选地包括可操作以将托盘90提升到预定高度的提升构件98。

优选地，所述提升构件98是气动的并且包括气缸-活塞组。

此外，优选地，所述提升构件98包括实现为针对所述活塞的端部止动件的可互换的块100、102，以便定位托盘90，并且因此定位正在处理的制品1b，使得第二通孔4a与拾取方向Z1或插入方向Z3竖直对齐。

有利地，这允许组装产品具有尺寸差异，而无需对设备或铆接装置组的构件进行调整，而是只是使用适当的块100、102。

根据另一个实施例(图16和图17)，拾取组32的拾取杆34是可更换的。

具体地，拾取组32包括设置有限定拾取方向Z1的通孔323的衬套321。在正常操作中，拾取杆34从衬套321向正在处理的制品1b突出。

拾取组32还包括设置有杆座327的固定支撑体325。

拾取组34可以一端容纳在杆座327中，以便插入衬套321的通孔323中。

另外，拾取组32包括可经由螺纹连接(诸如可通过旋钮333旋转的螺旋件331)固定到支撑体325的块329。

块329具有邻接壁335，使得当块329插入杆座327中时，邻接壁布置在拾取杆34的端部后面以实现固定邻接。

有利地，这允许避免长时间操作期间杆可能受到的损坏或允许根据产品要求使用具有不同长度的杆。

创新地，根据本发明的铆接装置克服了现有技术的缺点，因为它允许以高速和高精度进行铆钉插入和铆接操作。

此外，有利地，由于铆钉插入设备和铆接设备之间的整合，该装置具有有限的尺寸。

根据另一有利方面，该装置特别坚固和可靠，例如由于框架的闭环结构或例如由于铆接动作邻接抵靠固定邻接件，诸如竖直肩部。

根据更进一步有利方面，该装置具有高生产率，因为例如由于在插入期间伴随铆钉，设备的堵塞或其他止动是罕见的。

显然，本领域技术人员可以对上述装置进行改变以满足附带需求，所有这些改变都落入所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种铆接装置(1)，用于将铆钉(6)应用并铆接到在所述铆接装置的工作区域(96)中进行处理的制品(1a、1b)的部件，所述铆接装置包括：

-铆钉插入伴随设备(30)，用于伴随所述铆钉(6)插入所述部件中，并且包括拾取组(32)，所述拾取组设置有拾取杆(34)，所述拾取杆能延伸并且能沿拾取方向(Z1)平移；

-铆接设备(40)，用于铆接所述铆钉；

-铆钉进给组(60)，适于接合所述铆钉(6)并将所述铆钉定位成使得所述铆钉的柄部(6b)沿着平行于铆接方向(Z2)和所述拾取方向(Z1)的插入方向(Z3)；

所述铆接装置的特征在于，用于伴随所述铆钉(6)的插入的所述铆钉插入伴随设备(30)和所述铆接设备(40)沿着与所述拾取方向(Z1)和所述铆接方向(Z2)正交的纵向方向(U)相互一体地平移，并且能沿着所述纵向方向(U)平移以交替地使所述拾取方向(Z1)或所述铆接方向(Z2)与所述插入方向(Z3)对齐；

并且其中，所述铆接设备(40)包括铆接头(42)，所述铆接头适于使所述铆钉(6)的自由端部塑性变形，并且所述铆接头能沿平行于所述拾取方向(Z1)的铆接方向(Z2)平移；其中，所述拾取组(32)和所述铆接设备布置在所述工作区域(96)的一侧，并且所述铆钉进给组(60)布置在所述工作区域(96)的另一侧。

2.根据权利要求1所述的铆接装置，包括能沿所述纵向方向(U)平移的移动支撑件(52)，用于伴随所述铆钉(6)的插入的所述铆钉插入伴随设备(30)和所述铆接设备(40)布置在所述移动支撑件(52)上。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的铆接装置，其中，所述铆接头(42)包括铆接顶端(44)，所述铆接顶端沿着相对于所述铆接方向(Z2)倾斜的顶端轴线(Q)具有主延伸部。

4.根据权利要求1所述的铆接装置，包括插入和邻接组(70)，所述插入和邻接组与所述拾取组(32)配合以将所述铆钉(6)插入所述制品(1a、1b)的第二通孔(4a)中，并且所述插入和邻接组与所述铆接头(42)配合以铆接所述铆钉(6)，其中，所述插入和邻接组(70)包括与所述插入方向(Z3)同轴并且能沿所述插入方向(Z3)平移的主杆(72)。

5.根据权利要求4所述的铆接装置，其中，所述插入和邻接组(70)包括用于移动所述主杆(72)的凸轮移动构件(74)。

6.根据权利要求5所述的铆接装置，其中，所述凸轮移动构件(74)包括凸轮(76)，所述凸轮能在为下降位置的第一极限位置与为上升位置的第二极限位置之间平移，所述第一极限位置对应于所述主杆(72)的缩回极限位置，所述第二极限位置对应于所述主杆(72)的前进极限位置。

7.根据权利要求6所述的铆接装置，其中，所述凸轮(76)在与所述插入方向(Z3)正交的方向上与固定肩部(84)邻接，所述固定肩部应用于框架(12)的第二竖直肩部(18)。

8.根据权利要求1所述的铆接装置，包括提升构件(98)，所述提升构件能操作以将承载所述制品(1a、1b)的托盘(90)提升到预定高度。

9.根据权利要求8所述的铆接装置，其中，所述提升构件(98)包括可互换的块(100、102)，所述可互换的块实现为针对所述提升构件的活塞的端部止动件，以将所述制品定位在期望的高度。

10.根据权利要求1所述的铆接装置，包括用于测量所述铆钉的长度的构件。

11.根据权利要求1所述的铆接装置，包括用于测量所述铆钉的硬度的构件。

12.一种用于铆接装置的工作方法，包括以下步骤：

-通过设置有拾取杆(34)的拾取组(32)并通过具有插入方向(Z3)的插入和邻接组(70)，将铆钉(6)插入正在处理的制品(1a、1b)的部件中，所述拾取杆具有延伸部并能沿着拾取方向(Z1)平移；其中，在铆钉插入构造中，所述拾取方向(Z1)与所述插入方向(Z3)对齐；

-平移所述拾取组(32)并且整体平移具有铆接方向(Z2)的铆接头(42)，以使所述铆接方向(Z2)与所述插入方向(Z3)对齐；

-通过沿所述铆接方向(Z2)平移所述铆接头(42)来进行所述铆钉(6)的自由端部的铆接，保持所述插入和邻接组(70)的主杆(72)与所述铆钉(6)的和铆接端相对的头部(6a)邻接。

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