CN111683762B - 用于紧固件安置机的机头布置及相关方法 - Google Patents

Abstract

本文公开一种用于紧固件安置工具的机头布置，其具有用于安置紧固件的冲头。机头布置包括用于将机头布置支撑在安置工具上的支撑件。支撑件适于接收冲头。还提供了用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件的机头件。机头布置限定相对于冲头横向定位的第一和第二紧固件转移区。在那里，紧固件可以在冲头下方等待被转移。作为机头布置的一部分，还提供了用于从冲头下方的第一和第二紧固件转移区转移紧固件的转移机构。转移机构包括可在第一和第二配置之间移动的可移动构件。在所述第一配置中，可移动构件适于将第一紧固件保持在冲头下方的待机位置，同时可移动构件从第一紧固件转移区收集第二紧固件。在所述第二配置中，可移动构件适于将第二紧固件保持在待机位置，同时从第二紧固件转移区收集第三紧固件。因此可以在冲头下快速方便地转移紧固件，尤其是自冲孔铆钉。

Description

用于紧固件安置机的机头布置及相关方法

相关申请

本申请与题为“Fastener Magazines,and Related Supply Systems andMethods匣盒”(GB1720275.5；代理人案卷号：PM345179GB)和题为“Fastener HandlingDevices for Fastener Setting machines,and Related Methods”(GB1720248.2；代理人案卷号：PM345688GB)的申请的同一天提交，其内容通过引用完全并入本文。

技术领域

本申请涉及用于紧固件安置机的机头布置。更具体地，本申请涉及包括转移机构的机头布置。本申请还涉及包括一个或多个传感器的机头(或其他)布置。本申请还涉及一种用于机头布置的机头组件，其包括至少一个机头件。更具体地，本申请涉及铆钉安置机，并且更具体地涉及自穿孔铆钉安置机。本申请还涉及这种类型的自穿孔铆钉安置机，其包括具有如本文所述的机头布置的安置工具以及用于安置铆钉的冲头。安置工具以及因此的机头布置被装在诸如C形框架的支撑件上，并且C形框架可以被装在机械臂上。

背景技术

已知用于安置紧固件的各种系统和方法，这些系统和方法使用批量供应设备将紧固件供应到安置工具。在一些系统中，安置工具可包括用于安置紧固件的机头布置和冲头。安置工具可被装在诸如C形框架的支撑结构上。C形框架可以装在机械臂上，使得机器人可以在远离批量供应设备的位置精确地执行每单位时间的大量自动操作。紧固件需要从批量供应设备输送到安置工具，这是通过紧固件输送或供应系统完成的。

机头布置通常设置在冲头下方，并且用于容纳紧固件，然后在安置操作期间引导紧固件和冲头。可以在与机头布置相对的支撑结构上设置模具，以在安置操作期间反作用于由安置工具施加到工件的力。以这种方式，将工件夹在机头布置和模具之间，并且操作冲头以安置紧固件。

本文所述类型的系统通常通过适当轮廓的挠性输送管将紧固件馈送到机头布置。可以通过使用压缩空气和/或重力来输送紧固件。此外，紧固件可以单个或成组地供应，并且因此通常还需要沿着这些紧固件供应线中的一条或多条存在某种紧固件处理机构。这些紧固件处理机构通常涉及紧固件在其沿到达安置工具的路径的某个阶段的移动的某种形式的管理。当紧固件接收在机头布置时，至少一个选定的紧固件站立以准备进行安置操作，例如在位于冲头下方或其附近的一对常规钳夹中。

可以设置转移机构，以将紧固件从机头布置中的输送点(紧固件转移区域)转移到冲头下方的位置(待机位置)，以准备进行安置操作。这样的转移机构可以涉及通过重力、空气推进和/或可能捕获紧固件的许多机械部件(诸如机械推动器或探针)的直接转移。

因此，期望提高这种转移机构和/或其部件或相关附件的速度、效率和/或可靠性。

通常通过布置在机头布置中或周围的至少一个传感器来感测机头布置中紧固件的存在，以避免毛坯(blank)安置操作。

因此，还期望改善在机头布置中过渡的任何紧固件的感测。

在由冲头的行进发起的安置操作期间，紧固件可以由冲头携带，沿着通常称为机头件的大致为管状且细长的部件行进并且在内部行进。重要的是，紧固件必须以所需的位置和方向到达工件。

因此，还期望提供一种改进的机头件。

更普遍地，就紧固件的移动性和/或稳定性而言，紧固件的输送和安置操作的动态性质可能是有问题的。例如，阻塞可能是由于灰尘进入紧固件输送线或机头布置引起的。

此外，这些操作通常需要许多移动的机械部件，这些机械部件可能遭受磨损或撕裂，或者不利地作用于紧固件涂层，或者可能受到生产环境中使用的任何粘合剂的存在的不利影响。这可能会导致故障或其他停机时间。

因此，与现有技术相比，需要提供改进的机头布置和紧固件转移机构。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于紧固件安置工具的机头布置，紧固件安置工具具有用于设置紧固件的冲头，该机头布置包括：

支撑件，其用于将机头布置支撑在安置工具上，支撑件适于接收冲头；

机头件，其用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件；

机头布置限定相对于冲头横向定位的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区，其中紧固件可以在冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从冲头下方的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区转移紧固件，转移机构包括可移动构件，可移动构件可在第一配置和第二配置之间移动；

其中在第一配置中，可移动构件被配置为用于将第一紧固件保持在冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作，并且被配置为用于从第一紧固件转移区收集第二紧固件，以及，

其中在第二配置中，可移动构件被配置用于将第二紧固件保持在待机位置，并且被配置用于从第二紧固件转移区收集第三紧固件。

在使用中，第一紧固件转移区和第二紧固件转移区可以被设置在相对于冲头大致相对的侧上。

可移动构件可以是细长的，并且在使用中可以相对于冲头在基本上平行的方向上具有延伸部。

可移动构件可以在机头布置内枢转。

可移动构件可枢接至支撑件。

可移动构件大致可被配置为钟摆件。

可移动构件可包括设置在位于机头布置内的引导件中的线性滑块。

线性滑块可基本上垂直于冲头设置。

可移动构件可包括至少一个用于保持和收集紧固件的磁性面。

磁性面可设置在可移动构件的一侧。

磁性面可符合铆钉的形状，诸如自穿孔铆钉。

可移动构件可包括两个这样的磁性面，每个磁性面分别用于保持和收集紧固件。

磁性面可设置在可移动构件的大致相对的侧面。

可移动构件包括一个或多个永磁体，诸如钕磁体或表面印刷的相关磁体。

转移机构包括致动器，致动器用于使可移动构件在第一配置和第二配置之间移动。

致动器可以是气动的。

致动器可包括活塞/气缸布置。

致动器的近端可连接到设置在可移动构件上的枢转和/或滑动附件。

致动器的远端可连接到支撑件。

可移动构件可包括后板和前板，后板和前板在其之间支撑着铆钉架，铆钉架被配置成在紧固件安置操作期间通过其接收冲头。

可移动构件可被配置成使得其在紧固件安置操作期间由冲头致动。

机头布置还可包括用于限制可移动构件在第一配置和第二配置之间移动的限制手段。

限制手段可包括一个或多个设置在致动器之上或之中的止动元件。

机头布置还可包括至少一个斜槽和/或匣盒，用于将紧固件供应到第一紧固件转移区和/或第二紧固件转移区。

至少一个斜槽和/或匣盒的近端可设置限制手段。

每个斜槽和/或匣盒包括设置在近端的串联擒纵机构。

串联擒纵机构可设置在斜槽和/或匣盒的出口上，用于将紧固件保持在第一紧固件转移区和/或第二紧固件转移区中。

串联擒纵机构可被配置成当可移动构件处于第一配置和/或第二配置时，由可移动构件操作以释放紧固件。

串联擒纵机构包括一个或多个弹性偏置的钳夹构件，用于在释放紧固件之前保持紧固件。

可替代地，串联擒纵机构可包括位于斜槽和/或匣盒中的紧固件输送轨道的一部分。

轨道部分可包括至少一个分离轨道布置。

分离轨道布置可包括枢转布置在轨道部分上的纵向分离轨道段。

分离轨道段可围绕枢轴弹性偏置，以使紧固件输送轨道变形以将一个或多个紧固件捕获在轨道部分中。

可替代地，串联擒纵机构可包括由外部致动器致动的一组或多组销，用于保持和释放紧固件。

成组的销可包括结合有磁性元件的销。

销位于任何其他销的下游。

当可移动构件处于第一配置和/或第二配置时，可移动构件可适于与匣盒和/或斜槽的出口形成密封界面。

机头布置可包括至少一个与紧固件输送轨道流体连通的真空端口。

机头布置可包括至少一个压缩空气排出口，压缩空气排出口与紧固件输送轨道流体连通。

机头布置可进一步包括至少一个联接到输送轨道的真空/排气连接器。

真空/排气连接器可被配置成与可移动构件一起有助于密封界面。

斜槽和/或匣盒可限定用于输送紧固件的基本上不可变形的紧固件输送轨道；可选地匣盒是可移除匣盒。

根据本发明的另一方面，提供一种安置工具，其包括本文的机头布置。

安置工具可以为铆钉安置工具，紧固件可以为铆钉；

安置工具可以是自穿孔铆钉安置工具。

紧固件可以是自穿孔铆钉。

根据本发明的一个方面，提供一种机械臂，其包括本文的安置工具。

根据本发明的一个方面，提供一种在紧固件安置工具中准备用于安置操作的紧固件的方法，紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，该方法包括：

提供机头布置，其包括：

支撑件，其用于将机头布置支撑在安置工具上，支撑件适于接收用于安置紧固件的冲头；

机头件，其用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件；

机头布置限定相对于冲头横向定位的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区，其中紧固件可以在冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从冲头下方的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区转移紧固件，转移机构包括可移动构件，可移动构件可在第一配置和第二配置之间移动；

将转移机构移动至第一配置，其中在第一配置中，可移动构件被配置为用于将第一紧固件保持在冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作，并且被配置为用于从第一紧固件转移区收集第二紧固件，以及，

将转移机构移动至第二配置，其中在第二配置中，可移动构件被配置用于将第二紧固件保持在待机位置，并且被配置用于从第二紧固件转移区收集第三紧固件。

该方法可以进一步包括交替地安置从第一紧固件转移区域收集的一个紧固件和从第二紧固件转移区域收集的一个紧固件，反之亦然。

该方法可以进一步包括顺序安置从第一紧固件转移区域收集的两个紧固件或从第二紧固件转移区域收集的两个紧固件。

根据本发明的一方面，提供了一种用于紧固件安置工具的机头布置，该紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，该机头布置包括：

支撑件，其用于将机头布置支撑在安置工具上，该支撑件适于接收冲头；

机头件，其用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件；

机头布置限定相对于冲头横向定位的转移区，其中紧固件可以在冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从冲头下方的转移区转移紧固件，该转移机构包括可移动构件，该可移动构件能够在第一配置和第二配置之间移动；

其中可移动构件包括至少一个枢轴和紧固件架；

其中枢轴布置成使可移动构件在机头布置内枢转；

其中紧固件架适于在紧固件安置操作期间接收穿过其中的冲头；以及

其中紧固件架包括在其侧面的磁性面，磁性面布置成使得在第一配置中，紧固件架适于从紧固件转移区磁性地收集紧固件，并且在第二配置中，紧固件架适于将紧固件保持在冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作。

磁性面可以具有与铆钉，优选自穿孔铆钉的形状相符的形状。

可移动构件可具有大体上平行于冲头的延伸部。

可移动构件可以枢接至支撑件。

可移动构件大致可以被配置为钟摆件。

移动构件可以包括致动器附件。

致动器附件可以是细长槽的形状。

紧固件支架可以包括永磁体。

紧固件支架可以包括邻近于永磁体布置的磁体保护器，以保护磁体不与紧固件直接接触。

转移机构可以包括用于移动可移动构件的致动器。

致动器可以是气动的。

致动器可以包括活塞/气缸布置。

致动器的近端可以连接至枢转附件。

致动器的远端可以连接到支撑件。

可移动构件可被配置成在安置操作期间由冲头致动。

机头布置还可包括用于限制可移动构件的移动的限制手段。

限制手段可以限制可移动构件在第一配置和第二配置之间的移动。

机头布置还可包括至少一个斜槽和/或匣盒，用于将紧固件供应到紧固件转移区。

至少一个斜槽和/或匣盒的近端可以设置限制手段。

斜槽和/或匣盒可包括设置在其出口处的串联擒纵机构，用于将紧固件保持在紧固件转移区中。

串联擒纵机构可以配置成当可移动构件处于第一配置时由可移动构件操作以释放紧固件。

串联擒纵机构可包括一个或多个弹性偏置的钳夹构件，用于在释放紧固件之前保持紧固件。

可替代地，串联擒纵机构可以包括位于斜槽和/或匣盒中的紧固件输送轨道的一部分。

轨道部分可以包括如本文所述的至少一种分离轨道布置。

当可移动构件处于如本文所述的第一配置中时，紧固件架可适于与匣盒和/或斜槽的出口形成密封界面。

根据本发明的一方面，提供了一种用于在紧固件安置工具中准备用于安置操作的紧固件的方法，紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，方法包括：

提供机头布置，机头布置包括：

支撑件，其用于将机头布置支撑在安置工具上，支撑件适于接收冲头；

机头组件，其用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件；

机头布置限定相对于冲头横向定位的紧固件转移区，其中紧固件可以在冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从冲头下方的转移区转移紧固件，转移机构包括可移动构件，可移动构件能够在第一配置和第二配置之间移动；

其中可移动构件包括至少一个枢轴和紧固件架；

其中枢轴布置成使可移动构件在机头布置内枢转；

其中紧固件架适于在紧固件安置操作期间接收穿过其中的冲头；

其中紧固件架包括布置在其侧上的磁性面；

将转移机构移动至第一配置，以使紧固件架从紧固件转移区收集紧固件；

将转移机构移动至第二配置，以使紧固件架将紧固件保持在冲头下方的待机位置，以等待紧固件的安置操作。

根据本发明的一方面，提供了一种用于紧固件安置工具的机头布置的机头组件，紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，机头组件用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件，并且包括：

壳体，其包括头部和管状主体，其用于在安置操作期间容纳紧固件和冲头，管状主体沿轴向方向纵向延伸，管状主体包括壁；

流体连通端口，其位于头部，

流体通道，其纵向延伸穿过壁；

流体连通端口与流体通道流体连通，流体通道在其远端与管状主体流体连通。

机头组件还包括用于在紧固件安置操作期间使进入机头组件中的紧固件对中的紧固件对中手段，紧固件对中手段联接到壳体的头部，并且管状主体与紧固件对中手段紧固件-接收连通。

头部可限定中央凹部。

对中手段可以被接收到凹部中。

可选地，对中手段过盈配合到凹部。

可选地，头部包括一个或多个用于将机头组件连接到机头布置的连接手段。

可选地，连接手段为一个或多个孔的形式，用于容纳一个或多个相应的螺栓。

可选地，头部包括一个或多个侧向平坦表面，用于将机头组件对准在机头布置内的适当位置。

紧固件对中手段可以是管状插入件的形式，其包括一个或多个轴向延伸的凹槽，用于在其中容纳一个或多个对中球。

对中球可以朝着轴向方向向内弹性地偏置，从而在由管状插入件限定的通路内部分地突出。

可选地，球可以限定一个或多个轴向延伸的堆叠。

可选地，每个堆叠可以包括两个球。

可选地，多个堆叠围绕轴向方向等角度地间隔开。

可选地，六个球限定了两个球的三个堆叠，每个球彼此等距间隔约120度。

可替代地，紧固件对中手段可以包括设置在管状插入件内的弹性偏置的钳夹或指状件。

对中球可被容纳在相对于一个或多个球向外定位的管状插入件中的弹性偏置介质弹性偏置。

偏置介质可以在布置成堆叠的至少两个轴向相邻的球之间突出。

弹性偏置介质可以是环形的。

可选地，弹性偏置介质为环的形式。

可选地，该环具有朝着轴向方向向内渐缩的大致多边形的横截面。

可选地，弹性偏置介质容纳在位于管状插入件的轴向延伸的外表面上的凹部中。

可选地，弹性偏置介质在球和凹部之间被压缩，该凹部用于接收设置在头部的上端的管状插入件。

弹性密封构件可轴向布置在插入件和管状主体密封件之间。

流体通道的至少一部分可以设置在轴向延伸的壁插入件中，壁插入件插入到外部设置在管状主体的壁上的相应的轴向延伸的凹部中。

壁插入件可以延伸到管状主体的远端。

壁插入件可包括与设置在壁上的第二横向延伸通路流体连通的第一横向延伸通路。

头部可包括布置在头部的相对侧上的至少两个流体连通端口，以及与至少两个流体连通端口流体连通的至少两个相应的流体通道，其中，机头组件可包括另外的轴向延伸的壁插入件，插入到另一个相应的轴向延伸的凹部，该凹部也在外部地设置在管状主体的壁上，大致相对于另一个壁插入件和凹部相对。

根据本发明的一方面，提供了一种用于紧固件安置工具的机头布置的机头组件，紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，机头组件用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件，并且包括：

壳体，其包括头部和管状主体，管状主体沿轴向方向纵向延伸。

机头件，其用于在安置操作期间容纳紧固件和冲头，机头件还具有在轴向方向上并且被容纳在壳体的管状主体中的轴向延伸部，机头件包括一个或多个磁性元件，一个或多个磁性元件包括大致设置在机头件的远端处的远侧磁性元件。

远侧磁性元件的远侧边缘与壳体的管状主体的远侧边缘之间的距离可以是预定距离，壳体的管状主体的远侧边缘被配置为在使用中与将要安置紧固件的工件接触。

可选地，该距离等于铆钉，优选为自穿孔铆钉的轴向长度。

机头件可被配置为插入件，该插入件被过盈配合到管状主体上。

机头件可以至少基本上在管状主体的整个长度上延伸。

机头件可以在其近端处比壳体在纵向上延伸得更多，从而限定了用于插入机头件中的机头件插入部分。

至少一个磁性元件可以在其近端比壳体延伸得更远。

头部可包括一个或多个用于将机头组件连接到机头布置的连接手段。

连接手段可以是一个或多个用于容纳一个或多个相应螺栓的孔的形式。

头部可包括一个或多个侧向平坦表面，用于将机头组件对准机头布置内的适当位置。

一个或多个磁性元件可以在轴向方向上轴向延伸。

一个或多个磁性元件可以以磁杆和/或磁条的形式提供。

磁杆和/或磁条可包括一个或多个相应的磁性元件保持器。

磁性元件可以包括一个或多个永磁体，每个永磁体可以可选地设置在单独的磁性元件保持器中。

一个或多个磁性元件可各自被接收在设置在机头件的纵向延伸的外表面上的相应凹部中。

机头组件可包括至少两个磁性元件。

至少两个磁性元件可被设置在机头件周围的不同角度位置处。

至少两个磁性元件可以彼此相邻。

至少两个磁性元件可以相对于轴向方向至少部分地重叠。

至少两个磁性元件可以在机头件的轴向部分的长度上基本上不间断地轴向延伸，机头件的轴向部分延伸到并包括远端磁体。

机头组件可进一步包括用于将紧固件对中的紧固件对中手段。

紧固件对中手段可以位于机头组件的远端，用于在紧固件安置操作期间使从机头组件运出的紧固件对中。

紧固件对中手段可以位于机头件的远端。

紧固件对中手段可以包括管状主体部分，该管状主体部分设置在紧固件中，与机头件紧固件-接收连通。

管状主体部分可以与机头件一体地形成。

机头件和管状主体部分可以形成为单件。

管状主体部分可以包括一个或多个轴向延伸的凹槽，用于在其中容纳一个或多个朝着轴向向内弹性偏置的对中球，从而在由本文的管状主体部分限定的通路内部分地突出。

磁性元件的子集可以沿机头件以轴向间隔的关系布置。

可选地，磁性元件子集以相等的轴向间隔布置。

可选地，磁性元件子集是环形的。

可选地，磁性元件的子集各自为环的形式。

可选地，磁性元件子集每个包括两个半环。

可选地，每个磁体容纳在相应的套筒内。

可选地，每个套筒形成在机头件的轴向延伸的内表面上，或者是用于插入机头件的单独部件的一部分。

可选地，磁性元件子集根据交替的极性轴向布置。

可选地，磁性元件子集是相关磁体。

根据本发明的一方面，提供了一种紧固件感测布置，包括：

紧固件供应线，其用于将紧固件供应到安置工具；

紧固件处理装置和/或紧固件安置装置；

至少一个磁性元件；以及

霍尔效应传感器，其用于与磁性元件配合感测紧固件，紧固件由紧固件处理装置处理和/或由紧固件安置装置安置。

紧固件处理装置可包括用于停止、捕获和/或释放紧固件供应线上的一个或多个紧固件的串联铆钉选择装置，并且磁性元件设置在串联铆钉选择装置附近。

串联铆钉选择装置可以包括旋转凸轮擒纵机构。

磁性元件可以相对于铆钉选择装置的旋转凸轮横向地布置。

串联铆钉选择装置可包括线性销擒纵机构，该线性销擒纵机构包括一个或多个销。

磁性元件可以被结合到销之一中。

可替代地，磁性元件可以相对于销横向地布置。

该布置还可以包括：机头布置，其用于紧固件安置工具，该紧固件安置工具具有作为紧固件安置装置用于安置紧固件的冲头，机头布置与紧固件供应线保持紧固件-接收连通，机头布置包括：

支撑件，其用于将机头布置支撑在安置工具上，支撑件适于接收冲头；

机头组件，其用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件；

机头布置限定至少一个相对于冲头横向定位的紧固件转移区，其中从供应线接收的紧固件可以在冲头下方等待被转移到待机位置；

机头布置还包括呈转移手段形式的紧固件处理装置，该转移手段用于将紧固件从紧固件转移区转移到待机位置，转移手段包括磁性元件；以及

机头布置还包括霍尔效应传感器，其用于感测容纳在机头布置中的紧固件。

支撑件可以由非铁磁材料制成。

转移手段可以由非铁磁材料制成。

支撑件大致可以是外壳的形状。

霍尔效应传感器可以设置在外壳内。

磁性元件可包括永磁体，可选地，其中永磁体包括钕磁体或表面印刷的相关磁体。

转移手段可以包括用于从冲头下方的转移区转移紧固件的转移机构，转移机构包括可移动构件，可移动构件适于在紧固件安置操作期间接收通过其的冲头，并且可移动构件能够在第一配置和第二配置之间移动，磁性元件设置在可移动构件之上或之内。

可移动构件可以包括在其侧上的磁性面，该磁性面被布置为使得在第一配置中，可移动构件适于从紧固件转移区磁性地收集紧固件，并且在第二配置中，可移动构件适于将紧固件保持在冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作。

当可移动构件布置为第二配置布置时，磁性元件可以相对于冲头大致平行地布置。

磁性元件可以包括具有大致矩形的横截面的杆。

磁性元件的相对极性可以限定在穿过磁性元件的中心平面的任一侧，也大致与冲头平行。

霍尔效应传感器可以布置在待机位置附近，以检测在待机位置中的紧固件存在。

霍尔效应传感器可以相对于转移手段和/或可移动构件向后布置。

可以在霍尔效应传感器和由转移手段和/或可移动构件保持在待机位置的紧固件之间限定视线。

霍尔效应传感器可以相对于由穿过磁性元件的中心的线和保持在待机位置的紧固件的中心的线所限定的名义方向以偏移关系布置。

当在名义方向上投影时，在磁性元件的面对紧固件的侧与霍尔效应传感器的中心之间测量的距离可以在4mm与7mm之间。

距离优选地可以在4.5mm和6.5mm之间。

霍尔效应传感器可以布置在紧固件转移区附近，以检测紧固件在转移区中的紧固件存在。

当可移动构件处于第一配置中时，霍尔效应传感器可以被布置为检测在紧固件转移区中的紧固件存在。

转移手段可以包括大致布置在紧固件转移区处的串联铆钉选择装置。

串联铆钉选择装置可以包括磁性元件。

串联铆钉选择装置可以包括旋转凸轮擒纵机构。

磁体可以布置在旋转凸轮擒纵机构的旋转凸轮附近。

串联铆钉选择装置可以包括一组一个或多个销，用于将紧固件停止、捕获和/或释放到待机位置，磁性元件被结合到至少一个销中。

销可以在冲头的方向上纵向延伸。

磁性元件大致可以呈磁性杆或条的形状，并且适于纵向插入或以其他方式结合到销之一中。

磁性元件可以被结合到比任何其他销定位得更靠近冲头的导销中。

磁性元件可以大致设置在导销的朝向紧固件转移区的一侧。

导销可以包括另一磁性元件。

另一磁性元件可以朝着冲头设置在导销的相对侧上，以与位于待机位置的紧固件相互作用，优选地用于吸引紧固件。

可选地，导销邻近冲头设置；

可选地，导销接近冲头设置。

机头布置可以包括另一种这样的串联铆钉选择装置，其相对于冲头以大致镜像的配置设置。

根据本发明的一方面，提供了一种检测紧固件的方法，该方法包括：

提供本文的紧固件感测装置；以及

监视霍尔效应传感器提供的信号。

可选地，该方法包括将信号与参考进行比较以检测紧固件。

还可以有利地提供其他分析步骤，例如不仅用于检测，而且用于识别铆钉的类型和/或尺寸。

根据本发明的一方面，提供了一种检测紧固件安置工具的冲头的缩回位置的方法，该方法包括：

提供如本文所述的机头布置；以及

监视霍尔效应传感器提供的信号。

可选地，该方法包括：将信号与参考进行比较，以在紧固件安置操作期间检测冲头通过待机位置。

该方法可以进一步包括：

当检测到冲头处于缩回位置时，启动转移手段以从紧固件转移区收集紧固件。

根据本发明的一方面，提供了一种在机头布置内的紧固件转移区中检测紧固件的方法，该方法包括：

提供如本文所述的机头布置；

监视霍尔效应传感器提供的信号。

该方法可以进一步包括将信号与参考进行比较以检测紧固件。

根据本发明的一方面，提供了一种安置紧固件的方法，该方法包括在如本文所述的机头组件中用冲头驱动紧固件。

根据本发明的一方面，提供一种用于选择性地将紧固件释放到紧固件输送轨道上的串联紧固件擒纵机构，该串联紧固件擒纵机构包括：

紧固件输送轨道的分离轨道部分，分离轨道部分包括枢转地布置在分离轨道部分上的纵向分离轨道段，其中分离轨道段可绕枢轴旋转以使紧固件输送轨道变形以捕获一个或多个紧固件，并且可绕枢轴反向旋转以消除变形，从而释放在其上的紧固件。

紧固件输送轨道的横截面可大致为T形，以容纳一个或多个铆钉。

可选地，一个或多个铆钉可以是自穿孔铆钉。

分离轨道段可以包括紧固件输送轨道的分离轨道部分的大约纵向一半。

擒纵机构还可包括弹性偏置手段，用于偏置分离轨道段以捕获一个或多个紧固件。

可选地，弹性偏置手段包括压缩弹簧。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将紧固件输送到安置工具的斜槽，斜槽包括如本文所述的串联紧固件擒纵机构。

擒纵机构通常可位于斜槽的下游或近端。

根据本发明的一方面，提供了一种用于紧固件安置工具的机头布置，该紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，该机头布置包括：

如本文所述的斜槽。

可选地，斜槽连接到紧固件匣盒，或者是紧固件匣盒的一部分，该紧固件匣盒可以是可移除匣盒。

机头布置可以进一步包括用于将机头布置支撑在安置工具上的支撑件，该支撑件适于接收冲头。擒纵机构限定在其中捕获紧固件的紧固件转移区，该紧固件转移区使该紧固件在机头布置中在冲头下方等待被转移；用于从冲头下方的转移区转移紧固件的转移机构，该转移机构包括可在第一配置和第二配置之间移动的可移动构件，该可移动构件适于在紧固件安置操作期间接收通过其的冲头；

可移动构件布置为使得：

在第一配置中，可移动构件枢转地操作擒纵机构以从紧固件转移区释放紧固件，并且

在第二配置中，可移动构件将紧固件保持在冲头下方的待机位置，以等待紧固件安置操作。

机头布置可以进一步包括机头件，该机头件用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件。

机头布置可以在冲头的任一侧上包括两个呈镜像配置的斜槽。

可移动构件可移动到第三配置以操作相对的擒纵机构并从其收集紧固件。

根据本发明的一个方面，提供了一种设置紧固件的方法，包括操作如本文所述的串联擒纵机构。

根据本发明的一方面，提供了一种通过在其上设置一个或多个紧固件来制造车辆或其一部分的方法，其中该方法结合了本文所述的任何方法。

现在将参考以下附图以纯示例的方式描述本发明，其中：

附图说明

图1是安置在自穿孔铆钉安置机的C形框架上的如本文所述的机头布置的前视透视图；

图2是图1的机头布置的前视透视图，其中移除了安置机的一部分以露出冲头；

图3是图1的机头布置的前视平面图，其中移除了部件以露出如本文所述的铆钉转移机构，其中可移动构件处于第一配置中；

图4是类似于图3的前视平面图，其中可移动构件处于第二配置；

图5是类似于图3和图4的前视平面图，其中处于第二配置的可移动构件在左侧收集铆钉；

图6是类似于图3、图4和图5的前视平面图，其中处于第一配置的可移动构件在右侧收集铆钉；

图7A至图7B是图3至图6的可移动构件的前视透视图和后视透视图，在任一侧接合有不同尺寸的自穿孔铆钉；

图8是图7A至图7B的可移动构件的局部剖视的前视平面图，其中示出了磁体；

图9A至图9C是底部平面图，示出了无源串联擒纵机构的不同配置，其为本文所述的机头布置的一部分；

图10是图7A至图7B和图8的可移动构件的局部剖视的前视透视图，该可移动构件从图9A至图9C的无源串联擒纵机构收集铆钉；

图11A至图11B分别是如本文所述的机头布置的前视立体图和前视平面图；

图12是图11A至图11B的机头布置的选定部件的局部剖视的前视平面图，其中可移动构件处于第一配置；

图13是图12的机头布置的局部剖视的前视平面图，其中可移动构件处于第二配置；

图14A是图13的机头布置的前视透视图，示出了分开轨道布置的细节；

图14B是从图12至图14A的布置的后面看的平面剖视图，其示出了被捕获的铆钉；

图15是图14A至图14B的机头布置的后视透视图，示出了传感器布置；

图16A至图16F分别是：前视透视图；第一前视图(部分剖开)；第二前视图(也部分剖开)；第一放大剖视图；第二放大剖视图；以及用于如本文所述的机头布置的机头组件的完整纵向剖视图；

图17是本文所述的另一机头组件的前视透视图；

图18A至图18B是图17的机头组件的机头件的正视立体图和正视剖视图；

图19是本文所述的另一机头组件的前视透视图；

图20A至图20B是用于图19的机头组件的另一机头件的前视立体图和前视剖视图；

图21是本文所述的另一机头组件的前视透视图；

图22A至图22B是用于图21的机头组件的另一机头件的前视立体图和前视剖视图。

图23A至图23D示出了基于图20A至图20B的机头件的铆接顺序；

图24A至图24C示出了基于图22A至图22B的机头件的铆接顺序；

图25A至图25B示出了基于图18A至图18B的机头件的铆接顺序；

图26A至图26B示出了基于本文所述的另一机头件的铆接顺序；

图27A至图27B示意性地示出了一种布置，该布置包括磁体，由所述磁体保持的铆钉以及在本文所述的机头布置中使用的霍尔效应传感器；

图28是图27A至图27B的布置的前视透视图，即包括一个3mm的自穿孔铆钉；

图29是类似于图27A至图27B和图28的布置的前视透视图，但是包括5mm的自穿孔铆钉；

图30示意性地示出了使用图27至图29的霍尔效应传感器对不同尺寸的铆钉进行的铆钉感测原理；

图31示意性地表示通过图27至图30的霍尔效应传感器的磁通量B，它是传感器和磁体之间的距离的函数；

图32示意性地表示了图27至图31的霍尔效应传感器的输出电压，它是图31的传感器和磁体之间的距离的函数；

图33A至图33C分别是：包括磁体、铆钉和霍尔效应传感器的另一布置的第一前视透视图；第二前视透视图；顶部平面剖视图，该布置包括用于铆钉供给线的旋转销擒纵机构；

图34A至图34C分别是：包括两个磁体、铆钉和霍尔效应传感器的可替代布置的前视透视图；侧视图(部分为剖面图)；从后面看的平面剖视图；其设置在不同的机头布置，该布置包括用于将铆钉转移到冲头下方的线性销擒纵机构；和

图35A至图35C分别是：包括磁体、铆钉和霍尔效应传感器的另一种布置的前视透视图；侧视图(部分为剖面图)；从后面看的平面剖视图，其设置在不同的机头布置，该布置包括用于将铆钉从冲头周围的相对侧转移到冲头下方的线性销擒纵机构。

具体实施方式

如本文所述，“机头布置”表示用于紧固件安置工具的工作端的布置，其采用冲头，该冲头穿过机头布置以将紧固件朝着工件引导，然后将其安置到所述工件中。

我们特别描述了用于例如在各种厚度的板上安置自穿孔铆钉类型的自穿孔铆钉安置机中使用的机头布置，以用于制造诸如汽车框架和/或面板的车身。然而，应当理解，本发明不限于此，并且本文所述的布置可以等同地适用于一系列不同的紧固件，尽管它们可以特别地适合于铆钉、螺钉、钉子和双头螺栓。

本文所述的自穿孔铆钉安置机通常被结合到机械臂中，使得它们可以根据许多不同的方向行进并定位在工作区域内的所需位置。为此，将安置工具装在C型框架上，然后将C型框架安装在机械臂上。在此不详细描述机械臂和C形框架。然而，应当理解，本文所述的机头布置由于其基本紧凑的设计而特别适合于装在这种C形框架和机械臂上。尽管如此，技术人员将理解，本文的教导可以等同地适用于针对不同紧固件设计的不同安置工具。

“机头组件”表示机头布置的子组件，其用于在紧固件安置操作期间引导紧固件和冲头，之后冲头接合紧固件。因此，在紧固件接触工件之前以及在紧固件正被冲头安置到工件中时，机头组件负责保持冲头和紧固件之间的正确关系，之后紧固件与工件接触。

冲头在工件上的作用通常受到位于C型框架另一端的模具的抵抗。在本文中不详细描述这种模具。

“紧固件安置操作”表示冲头为将紧固件安置到工件中而进行的行进。将理解的是，在紧固件安置操作开始时，冲头在没有紧固件的情况下移动。然后，在其行程的过程中，冲头与紧固件接触，同时紧固件处于冲头下方的等待位置(本文称为“待机”位置)。然后，冲头将紧固件带入机头组件。更具体地，紧固件由“机头件”引导，“机头件”是包括在机头组件中的管状构件。机头组件和机头件的各种设计是可能的，并且在本文中详细描述了一些。

本文所述的机头布置紧密地设置在冲头附近。在该布置中，提供了一个或多个指定的“紧固件转移区”或“紧固件转移区域”，其中紧固件已经到达行程的终点-从批量进料器或其他批量存储系统沿着紧固件供应系统到机头布置-等待使得然后可以将其转移到冲头下方的待机位置，以准备进行安置操作。

由于本文所述的机头布置适于围绕冲头，因此诸如“近端”和“远端”的属性大致被称为相对于冲头的接近。因此，机头件的“近端”将是例如定位成比“远端”更靠近冲头的那端。同样地，诸如“向内”和“向外”或相应的副词“向内地”和“向外地”的属性是指冲头和/或其方向或轴线。因此，例如，向内的方向朝向冲头，而向外的方向远离冲头。上面的术语在此出于示例的目的而提供，但是并不详尽。

参考附图中的附图，为了便于导航，参考给定附图新引入的任何特征优选地被赋予以该附图编号开头的附图标记，每个附图标记均为两位数格式。例如，结合图8新描述的特征可以被给予附图标记“0801”。参照图12新描述的特征可以被赋予附图标记“1212”。

此外，为了在整个说明书和附图中保持易于参考和导航的目的，可以不结合示出其的所有附图来描述和标记给定的特征。通常，结合任何较早的附图详尽描述的任何特征，即使再次示出，也不再结合任何较后的附图进行描述，除非与结合这些较后的附图新描述的任何新特征存在有意义的相互作用。在这种情况下，优选使用任何先前使用的附图标记来标记任何先前描述的特征。因此，例如，图2仍可以显示标记为“0103”的特征，该特征是结合图1引入的。但是，不一定总是遵循此约定。例如，当以其他机头布置显示给定特征时，可能就是这种情况。该特征可以被赋予新的附图标记(例如，由于图2和图12示出了两种不同的机头布置，因此在图2中将冲头标记为“0201”，在图12中将其标记为“1206”)。

在下面的描述和附图中，某些附图标记使用诸如“I”、“r”、“f”或“b”的后缀标记，其分别代表“左”、“右”、“前”、或“后”。这些后缀允许根据图中表示的视图根据其相对位置来识别某些特征。但是，当在不需要识别其相对位置的上下文中引用某个特征时，可以使用没有这些后缀的相应参考数字。

最后，本文所述的自冲孔铆钉标有大写字母A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M和N，以便可以轻松识别。当讨论多个铆钉时，除了相应的大写字母外，还可以使用一个或多个顶标(例如′、″和′″)分别标识。

参考图1，其中显示了如上所述的机头布置0101。机头布置0101包括用于将机头布置支撑在C形框架0104的上工作端0103上的支撑件0102(注意，此处的“上”一词的使用纯粹是常规的，因为很容易理解C形框架在使用中可以倒置安置以在面板下侧安置例如自冲孔铆钉；类似的考虑将适用于诸如“下”和/或包括例如“上方”、“下方”的等同用语等)。机头布置0101牢固地连接到C形框架0104的上工作端0103。然而，上工作端0103可以通过安装在安置工具0107上的液压或伺服机械气缸布置0105相对于C形框架0104轴向移动。但是，该特征不再赘述。因此，在开始紧固件安置操作时，机头布置0101相对于任何给定工件的位置取决于C形框架0104的位置，其如上所述安置在机械臂上，并且通过气缸布置0105的延伸在C形框架0104上。工件在此没有进一步详细描述，但是例如在图23至图26中示意性地表示。

机头件设置在机头组件0106内，机头组件0106也作为机头布置0101的一部分设置，相对于冲头0201的行程方向，在支撑件0102下方，机头布置0101是本文所述的安置工具0107的一部分，并且是首先在图2中显示。在图1中看不到冲头，其被容纳并且因此被隐藏在气缸布置0105内。冲头0201也被致动，但是其操作在此将不进一步描述。然而，下面将特别结合图16至图26详细描述各种机头组件和机头件。

在机头布置0101内，在图2所示的位置，在支撑0102内部标识了第一紧固件转移区(或区域)0202r和第二紧固件转移区0202I。如图2所示，这些区域位于相对于冲头0201的横向位置，在其左右两侧。设计和指定这些区域，以便紧固件可以在这些位置中等待(在这些紧固件已通过紧固件输送系统从批量存储系统输送到机头布置0101之后)在冲头0201下方转移，如下面将结合图3至图6、图9和图10进一步详细描述的。在图1和图2的机头布置0101中，提供了两个紧固件转移区，一个是冲头0201的右侧的0202r，一个是冲头0201左侧的0202I。然而，应当理解，在不脱离本文所述的机头布置的情况下，原则上仅一个这样的区可以设置在机头布置内而不如本文所述与机头布置分离。下面结合图11至图15，我们描述一种机头布置，该机头布置仅在冲头的右侧提供一个铆钉转移区。在机头布置内设置有两个以上紧固件转移区的形式原则上是可行的，但在此不再赘述，因为从保持机头布置的整体设计紧凑性的角度考虑，它们可能不太优选。

如图1和图2所示，还提供了与机头布置0101相关的各种附件。在气缸布置0105的右侧和左侧设置有一对可移除铆钉匣盒0108r、0108l，以便达到预定的最大数量的自冲孔铆钉可在安置工具上本地存储在机头布置0101的附近。铆钉匣盒0108r、0108l分别装在C型框架0104上的相应支架0113r、0113l上。每个可移除铆钉匣盒0108r、0108l将自冲孔铆钉提供到相应的铆钉转移区0202r、0202l。这些铆钉通过铆钉匣盒0108r、0108l保留在铆钉转移区0202r、0202l中，下面将结合图9和图12至图15详细描述该特征。

铆钉匣盒0108r、0108l分别包括各自的细长管状框架0109r、0109l，其具有通向各个铆钉转移区0202r、0202l的向内弯曲的端部0110r、0110l。在管状框架0109r、0109l和相应的端部0110r、0110l之间的每个匣盒中标识有匣盒弯折部0111r、0111l。在图2中最清楚可见的是联接到相应真空端口0204r、0204l的左右真空导管0203r、0203l，其借助于相应的真空连接器0206r、0206l，设置在匣盒0108r、0108l的端部的下侧0205r、0205l上。

匣盒内部是沿纵向延伸的T形截面的铆钉轨道，用于向铆钉转移区0202r、0202l供应自冲孔铆钉。这里描述的真空装置只是简单地帮助在匣盒内的铆钉轨道中产生真空状态(可以理解，它不需要是完美的)，这种状态可能有助于在匣盒内处理和移动铆钉和/或它们向铆钉转移区0202r、0202l的输送，如将在下面进一步详细描述。可以理解的是，匣盒0108r、0108l可以供应不同尺寸和形状的铆钉(例如具有相同直径但长度不同的铆钉)，或者它们可以用来从冲头0201的任一侧对称地供应相同类型/尺寸的铆钉。结合下面描述的转移机构，在冲头下面提供给定类型和尺寸的铆钉的速度可以相应地增加或最大化。

在图1中还可见的是操作链接0112，其为在机头布置0101内提供的任何感测、索引、擒纵和/或致动手段提供电气、电子无线和/或气动供应和/或拾取。本文将以非穷举的方式进行描述。在图1和图2所示的布置的右侧，操作链接0112在其上侧联接到机头布置0102的支撑件0102。但是，不同的联接位置也是可能的。此外，图1和图2所示的操作链接0112提供了三种类型的连接：一种电连接，用于设置在支撑件内的铆钉传感器(将结合图3至图6，图12至图15和图27至图32进行更详细地描述)，一个供应连接，用于将压缩空气供应到也设置在支撑件内的气缸/活塞致动器(这也将在下面进一步详细描述-例如参见图3)；以及一个返回压缩空气连接，用于同一致动器，并装有致动器位置传感器(但未示出)。然而，视情况而定，取决于可能在机头布置0101中的支撑件0102内提供的手段(如果有的话)，不同的可能布置可在操作链接0112处提供更多或更少的连接。本文未进一步描述这些细节。

如在图2中最佳可见，本文所述的支撑件0102具有组装成围绕C形框架的上工作端0103的外壳0114的大致形状。在该机头布置中，外壳0114包括前侧和后侧以及上侧和下侧。外壳在左侧和右侧打开，以容纳铆钉匣盒0108r、0108l。上侧适于连接到C型框架0103的上工作端-在这种情况下，通过四个螺栓0207连接。下侧适于接收和支撑机头组件0106-也通过螺栓(图2中未示出)。前侧和后侧大致呈不规则多边形的形状，呈现向下延伸的投影。然而，这些形状是非限制性的，并且其他配置或形状是可能的。如图2所示，可移除匣盒0108的左、右近端部分0110r、0110l被容纳在外壳0114中。从那里，铆钉被供应给机头布置0101，然后被定位在冲头下方的待机位置，必要时，通过设置在可移除匣盒0108的所述近端上的各个出口。这将在本说明书的其余部分中进一步详细描述。

转移机构0301容纳在支撑件0102中，该转移机构用于从冲头0201下方的第一和第二紧固件转移区0202转移铆钉。如图3和图4所示，转移机构0301包括在第一和第二配置0303、0404之间可移动的可移动构件0302。

如图3所示，在所述第一配置0303中，可移动构件0302适于将第一铆钉A保持在冲头0201下方的待机位置0305，等待紧固件安置操作。此外，在这种相同的配置中，可移动构件适于从右紧固件转移区0202r收集第二铆钉B-如果该铆钉B已经在对应的铆钉转移区0202r处可用的话，现在是这种情况。在图3和图4的情况下，左侧铆钉A和右侧铆钉B具有相同的直径但具有不同的长度。但是，在图5和图6的情况下，铆钉A和铆钉B具有相同的直径和长度。

如图4所示，在第二配置0404中，可移动构件0302适于将第二铆钉B保持在所述待机位置0305，并且适于从左侧铆钉转移区0202I收集第三铆钉(图4中未示出)，假设所述第三铆钉在此时在左侧铆钉转移区0202I处可用。待收集的铆钉A尚未通过匣盒0108l转移到转移区0202I。在图4中还示出了传感器0401，用于检测在冲头0201下是否存在铆钉。将结合图27至图30更详细地描述传感器0401。

因此，在将自冲孔铆钉A、B由匣盒0108r、0108l输送到机头布置0101内的第一和第二铆钉转移区0202r、0202l的情况下，转移机构0301负责收集铆钉并将其重新放置在冲头0201下方的待机位置0315，准备进行铆钉安置操作。所描述的布置是紧凑且方便的，因为根据当前铆接应用的要求，相同或不同类型/尺寸的铆钉A、B可以在相对于冲头0201对称相对的位置处在机头布置0101中输送。转移机构0301的可移动构件0302在第一配置0303和第二配置0404之间循环，并且可以可替代地从相应的匣盒出口0305收集铆钉，并且一次将它们保持在冲头0201下方。取决于待安置铆钉的所需顺序(一侧一个、然后另一侧一个、或者例如同一侧两个铆钉)，匣盒使得在转移区0202的铆钉可用或不可用。

如图3和图4所示，作为所描述的转移机构的一部分，还提供了设置在外壳0114内的气缸-活塞致动器0306，其形成机头布置0101的支撑件0102。尽管本系统使用气动致动器，应当理解，其他形式的致动也是可能的，包括例如电致动器。本文所述的致动器0306在其近端连接到设置在可移动构件0302上的致动附件0307，并且在其远端连接到机头布置的支撑件0102。然而，其他配置原则上也是可行的，例如将致动器的远端支撑在安置工具0107的可轴向移动的工作端0103上。

在本文所述的机头布置中，从图3和图4可以理解，可移动构件0302平行于冲头延伸并围绕冲头缠绕。冲头在其行程期间被可移动构件0302的适当形成的表面容纳。这些将在下面进一步描述，因为它们还将铆钉收集并保持在适当的位置。可移动构件0302枢转地附接到在机头布置0101内的支撑件0102。换句话说，可移动构件大致被配置成可以从匣盒的出口0305摆动到另一出口以一次收集一个铆钉A、B的钟摆件-如果匣盒0108使它们在转移区可用。一旦可移动构件处于第一配置0303(如图3所示)时，转移机构收集了铆钉B，则铆钉B通过转移机构0301将其转移到冲头0201下方的待机位置0315(如图4所示)，然后随着可移动构件0302绕其枢轴的顺时针旋转，该旋转使转移机构0301处于第二配置0404。现在，可移动构件0302准备好在冲头的相对侧上从匣盒0108l中收集另外的铆钉A，这在图4和图5中示出。

图5和图6在可移动构件的结构上分别类似于图4和图3，但是如前所述，示出了相同长度的铆钉A、B。因此，图5和图6中所示的设置对应于使用两个对称配置的可移除匣盒供料给定形状(即尺寸和长度)的铆钉的最快方法。如果改为使用这两个匣盒来供应不同形状(即大小或长度)的铆钉，则从冲头下方的布置的左侧和/或右侧中的任一侧供料预定形状的铆钉的任何循环都将持续更长的时间-其他条件保持不变。

虽然图3至图6中描述的可移动构件0302被枢转地布置在机头布置支撑件0102上，但是可替代地，可移动构件0302可以被设置为线性滑块，该线性滑块基本上垂直于设置在位于机头布置内的引导件中的冲头。然而，由于不是优选的，因此在此不详细描述该替代布置。

现在回到图5，由可移动构件从右侧匣盒0108r收集的铆钉B′现在由可移动构件0302保持在冲头下方的待机位置0315，而可移动构件位于图5的左侧，从左侧匣盒0108l收集铆钉A′。可移动构件0302现在处于其第二配置0404，并且致动器0306处于伸展配置。待收集的铆钉A′通过无源(passive)串联(in-line)擒纵机构0501l保持在左侧转移区0202l中，将结合图9对其进行详细描述。无源串联擒纵机构0501l包括一对弹性偏置的钳夹0502l，其设置在匣盒的出口处沿纵向排列在匣盒中的铆钉轨道的任一侧。在图1至图6的机头布置0101中，无源串联擒纵装置0501r、0501l通过与可移动构件0302接触而释放铆钉。然而，可替代地，当可移动构件处于第一或第二配置时，铆钉A、B可以通过适当的力被拉到可移动构件上，例如磁力(例如在转移区中等待的铆钉旁边的磁体)。

因此，参考图5，在机头布置的左侧示出了两个铆钉A′、A″。在由可移动构件施加于钳夹0502的释放动作的作用下，由钳夹0502I释放前导铆钉A′，并将其收集在可移动构件0302上。需要时，冲头将启动铆钉安置操作以安置前导铆钉B′，其先前已经从右侧匣盒0108r收集到，且当前位于冲头下方的待机位置0315。一旦安置了铆钉B′，冲头将缩回其初始配置，并且致动器0306将缩回，以使可移动构件逆时针旋转。因此，可移动构件0302现在返回到图6中所示的其第一配置0303，其中，前导铆钉A′现在处于冲头下方的待机位置，并且可移动构件以类似与左侧的前导铆钉A′所述的方式在右侧收集尾随铆钉B″。因此，由转移机构0301实现的转移循环现在完成，并且将在需要时再次开始。

如本领域技术人员所理解的那样，不必以完美的交替顺序(即例如根据顺序A、B、A、B等)安置供应在冲头相对侧的铆钉A、B。通常，与其关联的每个匣盒和/或铆钉供应线还进一步在匣盒出口0305的上游配备一个或多个铆钉处理机构。这里将不更详细地描述这些铆钉处理机构。但是，它们允许安置工具0107根据任何所需顺序安置铆钉，例如A、A、A、A、B、A、B、B等。当两个铆钉来自同一给料侧时，例如两个铆钉A，以与图1至图6所示的机头布置顺序安置，一个或多个与右侧匣盒结合设置的铆钉处理机构将铆钉B保持在匣盒出口的上游，以便可移动构件0302将在预定的循环数内不能从右侧匣盒0108r收集任何铆钉B，从而实现所需的顺序，尽管比两个铆钉从相反的侧面供料的速度要慢得多。如果独立地考虑，则图4可以表示这样一种情况，其中可移动构件0302未能在左侧收集铆钉A，而先前在右侧收集的铆钉B在冲头下的待机位置等待安置操作。

现在仔细观察转移机构0301，图7和图8更详细地示出了图1至图6的可移动构件0302。以下描述是非限制性的，因为将理解，各种形状和/或配置是可能的，并且这些大致由本文示出的一般原理的任何特定的铆接或紧固应用以及紧固件的类型和安置工具来确定。

参考图7A，可移动构件0302包括一对前板0701f和后板0701b，在使用中，前板0701f和后板0701b将布置在冲头的前部和后部，使得冲头可以不受阻碍地穿过其中。在它们的下端之间，支撑有一个铆钉架0702。

板限定了枢转附件0703，用于使可移动构件枢转在支撑件上，如前所述。在所描述的布置中，枢转附件0703设置为一对对准的圆形孔0704f、0704b，其分别设置在前板0701f和后板0701b的上端。但是，其他配置也是可能的。

板还限定板致动器附件0705，用于与同样设置在板的上端的致动器0306连接，位于枢轴附件的右侧，如图7A至图7B所示。在所描述的布置中，板致动器附件0705被设置为一对对准的细长槽0706f、0706b，其也在图7A至图7B中示出。但是，其他配置也是可能的。

在所描述的布置中，铆钉架0702为具有大致圆形冠状的实心块0707的形状，其前侧和后侧、上侧和下侧以及分别位于所述块0707的左侧0710l、右侧0710r的左右铆钉捕获表面0708r、0708I。在所描述的布置中，铆钉捕获表面0708r、0708l以磁性面的形式提供，这些磁性面吸引铆钉，因为这些铆钉在匣盒的出口处的串联擒纵机构中可用。

因此，如图8所示，嵌入在块0707中的是一对永磁钕磁体0801r、0801l。如图8所示，通过插入适当的矩形凹部0802r、0802I将磁体0801r、0801l放置在铆钉架0708中，铆钉架0708设置在块0707中。磁体0801r、0801l被相应的磁体保护器0803r、0803l覆盖。因此，铆钉A、B不与磁体直接接触，而是直接接触磁体保护器的相应外表面。在本布置中，其代表铆钉捕获表面0708r、0708l。

如图7A至图7B所示，形成铆钉架0702的块0707与铆钉捕获表面0708r、0708l相关联而符合铆钉A、B的形状。容纳磁体的矩形凹部从对应的块限定的右弯曲轮廓和左弯曲轮廓凹入。磁体保护器0803r、0803l由顺应材料制成，该材料遵循这些弯曲轮廓的形状，如图7至图8所示。铆钉块因此可以制造成具有所述凹部，插入磁体，然后安置磁体保护器以覆盖磁体。块0707可以由弹性材料制成，或者可替代地，为了吸收由到达的铆钉的动能引起的冲击，可以将磁体置于弹性的支架中。如果需要，仍可以从块的底部弯曲表面拔出并更换磁体，而无需移除磁体保护器。磁体的尺寸、形状、轮廓和/或特性可以根据使用中的保持要求而变化，并且这些可以在不同的铆接和/或紧固应用之间变化。调整或设计磁体性能以满足任何此类特定应用的要求可能很重要。

然而，在铆钉架上其他铆钉捕获配置和/或特征将是可能的。例如，可以将电磁元件并入块0707中，以代替上述永磁钕磁体。然而，这些替代方案是次优选的，因此在此不再描述。

可替代地，铆钉捕获表面可以通过本领域已知的机械铆钉捕获手段来提供，例如以一个或多个机械探针的形式，其被设计和配置成将铆钉保持在对应的钳夹(或其类似件)之间。尽管这些布置是可能的，但是永磁体代表了当前优选的解决方案，因为它们有助于本文所述的机头布置的整体紧凑性，同时可靠、成本低并且没有移动部件，因此相对易于实施和/或设计。

如上所述，重要的是，具有前板0705f和后板0705b的可移动构件0302的配置意味着，当操作冲头0201以安置铆钉时，可移动构件被适当地配置成接收而不妨碍冲头。如果可移动构件的主体被配置成使得在冲头行进以执行紧固件安置操作时可移动构件由冲头或与移动的冲头相关联的主体致动，则可替代的布置可以取消致动器0306。这种布置将具有免除辅助致动要求的优点。然而，显而易见的是，冲头和转移机构之间的任何接触都可能导致机头布置和/或其一些最有价值的部件的磨损增加。因此，该替代设置原则上仅可以适合于有限数量的铆接和/或紧固应用。

在本文所述的机头布置中，可移动机构在第一配置和第二配置之间的移动由位于致动器0306中的限制手段(未示出)限制。因此，结合附图3至图4描述的可移动构件的第一配置和第二配置也是用于可移动构件的限制配置，因为通过限制手段防止了可移动构件除第一配置逆时针旋转(参见例如图3)和第二配置顺时针旋转(参见例如图4)之外的任何角度移动。重要的是，这可以延长布置的寿命，因为匣盒0108的出口0305不会受到磨损。

在图3和图6所示的第一配置0303中，可移动构件0302的右侧上的磁性铆钉捕获表面0708r与铆钉B紧密接近，使得前导铆钉B′最初在布置的右侧的铆钉转移区0202r等待，然后通过铆钉架0702抽出，其释放串联擒纵机构0501r的可伸缩钳夹0502r。一旦钳夹0502被释放，被磁体0801r吸引的铆钉B′与铆钉捕获表面0708r接触。可替代地，磁体可以释放钳夹，或者可以使用这两种机构的组合。同时，设置在可移动构件的块0707的右侧0710r上的右侧密封表面0709r密封右侧匣盒0108r中的铆钉轨道，使得可以实现上述真空条件，也可以有助于将铆钉B′首先转移到可移动构件，然后转移到待机位置0315。请注意，由可移动构件0302实现的密封还可以防止灰尘进入待机区域。当铆钉和灰尘通过压缩空气的射流一起移动到待机区域时，该灰尘通常会与铆钉一起到达待机区域。因此，例如结合图5描述的成对的钳夹0502可以完全不存在于例如图3和图4所示的布置中。在这种情况下，可移动构件0302将接受从任何上游位置直接输送至其的铆钉，例如从匣盒0108内部的位置开始。

在图4和图5所示的第二配置0404中，类似地可移动构件0302左侧的磁性铆钉捕获表面0708I与铆钉A紧密靠近，使得前导铆钉A′最初在布置的左侧的铆钉转移区0202l等待，然后，通过铆钉架从串联擒纵装置0501l的缩回的钳夹0502l抽出，并随后与铆钉捕获表面0708l保持接触。同时，设置在可移动构件的块0707的左侧0710l上的左侧密封表面0709l密封左侧匣盒0108l中的铆钉轨道，从而可以实现上述真空条件以帮助将铆钉A首先输送到可移动构件，然后到达待机位置0315。

密封表面0709r、0709I分别分布在铆钉架的三个侧面上：上侧面和下侧面；以及铆钉架的右侧0710r或左侧0710l，如图7A至图7B所示。以这种方式，当铆钉架0702与匣盒出口0305接触时，密封表面可以提供足够且有效的密封。

匣盒出口0305r、0305l可用作限制手段。在这种配置中，致动器0306不受限于其中设置的任何限制手段，诸如可以在致动器0306内部设置的任何机械止动件，但是可移动构件的顺时针和逆时针旋转被密封表面0709r、0709l以及铆钉匣盒0108r、0108l的相应匣盒出口0305r、0305l的邻接而限制了。尽管这种配置原则上是可行的，但如上所述，在邻接表面的撕裂和磨损可能引起问题的应用中，它可能不是优选。

图9解释了设置在图3至图6的左侧上的弹性偏置钳夹0502I的操作。从左铆钉匣盒0108l的下侧0205I可以看到铆钉A。

在图9A中，在一对弹簧0901的作用下，该弹簧容纳在铆钉匣盒0108l内纵向延伸，位于铆钉轨道0902的相对侧上的两个钳夹5202l最初处于闭合状态以将铆钉A保持在铆钉匣盒的出口0305l。更详细地，铆钉A被保持成抵靠向内延伸的突起0903，该突起从钳夹0502l横向地延伸到刚好在轨道0902外部、刚好在匣盒外部的空间中。

当转移机构0301顺时针旋转到图9B所示的第二配置0404时，位于块0707的左侧上的左侧密封表面0709I的一部分撞击同样设置在钳夹0502I上的向外突出的凸轮0904，与突起0903相对。这会打开铆钉匣盒出口0305的钳夹，并允许前导铆钉A′被铆钉捕获表面0708I上的永磁体0801吸引并固定在铆钉架上的适当位置。因此，将前导铆钉A′从左侧铆钉匣盒0108转移到铆钉架0702。现在，前导铆钉A′准备离开铆钉转移区0202I，以位于冲头下方的待机位置等待安置操作。可以通过吹入铆钉轨道0902中的压缩空气或上述真空条件来辅助转移。然后，尾随铆钉A″(在图9A至图9B中均可见)代替了前导铆钉A′，并且其杆部与钳夹0502I的向内延伸的突起0903接触。此外，如图9B所示，第三铆钉A′″由匣盒释放并在匣盒出口0305I处排队。应当理解，在钳夹的替代布置中，钳夹可以作用在铆钉的头部上，而不是作用在铆钉的杆部上。

如图9C所示，当铆钉架0702从铆钉匣盒0108l移开时，弹性偏置的钳夹5202l在弹簧0901的作用下复位其位置。尾随铆钉A″现在在左侧的铆钉转移区0202I中等待。弹簧0901撞击在向后向外延伸的凸轮0905上，以使钳夹沿相反的旋转方向绕相应的销0906旋转，以闭合铆钉轨道0902。注意，钳夹突出将提供捕获铆钉的必要工作条件。例如，在发生弹簧故障的情况下，钳夹对可为系统提供冗余。

图10更详细地示出了当可移动构件处于图3的第一配置时，铆钉架0702与铆钉匣盒的密封接合，该配置用于转移铆钉B。铆钉轨道覆盖构件1001设置在右侧轨道匣盒，以覆盖同样设置在该匣盒中的相应的铆钉轨道0902r。铆钉轨道覆盖构件1001的下侧1003r的部分1004r密封抵靠铆钉架上侧的一部分。覆盖构件和铆钉架具有互补的形状，该互补的形状形成所述密封接合的一部分。密封接合的其余部分由真空连接器0206r提供，真空连接器0206r连接至真空端口0204r，并且其形状适于通过抵靠铆钉捕获表面0708r的下部1002r进行密封而有助于密封布置。但是，应当理解，真空连接器可以替代地用作用于吹入铆钉轨道中的任何压缩空气的排气口，以输送铆钉或促进铆钉的输送。

重要的是，密封布置还起到屏蔽冲头区以及屏蔽待机位置0315的作用，以免来自匣盒轨道0902r的灰尘进入。当使用压缩空气从冲头下方的铆钉匣盒中转移铆钉时，本文所述的布置对此问题特别敏感(或者，可以使用重力，也可以使用上述真空条件；但是，当使用压缩空气时，这可能会将任何不需要的灰尘引入机头布置)。已知任何此类灰尘都可能导致堆积，在极端情况下，可能会导致包括安置操作在内的移动部件发生机械故障。

图11至图15示出了不同的机头布置1101。图11至图15中示出的布置包括转移机构1201，其适于将铆钉从铆钉转移区1107转移到冲头下方的待机位置，一次一个。图11至图12说明了总体布置。参照图12至图13更详细地示出了铆钉转移机构1201。图14至图15更详细地示出了与先前描述的不同的串联擒纵机构。

在图11至图15的机头布置1101和图1至图10的机头布置0101之间的第一个直接明显的区别是，机头布置1101仅包括位于图11A至图11B右侧的单个铆钉供应线1102，而先前的机头布置0101在冲头的相对侧包括两个铆钉供应线。

此外，本文所述的铆钉供应线1102不包括可移除的铆钉匣盒，而是包括斜槽1103和在斜槽1103上游的联接至所述斜槽的挠性软管1104。如图11A所示，大致具有T形横截面1106的铆钉轨道1105穿过挠性软管1104和斜槽1103延伸，用于向相对于冲头横向定位的铆钉转移区1107供应一种或多种合适的预定尺寸的自穿孔铆钉，在图11A至图11B的右侧示出。

图11至图15中所示的布置的各种元件类似于先前描述的布置。例如，C形框架、安置工具、冲头、用于将机头布置支撑在安置工具上的支撑件、机头组件等都已经在前面进行了描述，因此将不再结合图11至图15进行描述。在图11A中还可见安置工具的液压或伺服机械致动布置的上部。这类似于结合图1所描述的，尽管图1未示出该布置的该部分。

参照图11至图12，铆钉转移机构1201在原理上类似于图1至图10，尽管其包括可移动构件1202，该可移动构件1202在铆钉架1204的右侧仅具有一个铆钉捕获表面1203。类似于先前所述的机头布置，铆钉架1204支撑永磁钕磁体1205，用于将铆钉C从斜槽1103转移到冲头1206下方的待机位置1301。图12示出了处于缩回配置1207的冲头，而图13示出了在安置操作期间恰好在与铆钉C接合之前处于伸出配置1302的冲头。从这些图中可以理解，这里是冲头1206根据需要致动可移动构件1202。应当注意，没有独立的致动器来使可移动构件1202从第一铆钉收集位置1215摆动到第二位置1216，在第二位置1216，可移动构件1202将铆钉C保持在待机位置，反之亦然。

如图12所示，斜槽1103通过一组螺栓1208支撑在机头布置1101上。在该布置中还以一组压缩弹簧的形式设置一组弹性偏置构件1209，以用作索引手段(indexing means)，换句话说，一旦冲头1207缩回，就将可移动构件1202精确地对准。机头布置通过分离轨道布置1210使铆钉C从斜槽中擒纵，现在将描述其操作。

继续参考图12，可移动构件1202现在处于铆钉收集位置1215。可移动构件1202包括相对于冲头的轴线倾斜的呈倾斜平面1213形式的枢转凸轮表面1212，从而即使在冲头处于缩回配置1207时也始终保持与冲头1206接触。在冲头1206缩回且索引手段1209处于其伸出配置的情况下，可移动构件1202重置分离轨道布置1210，使得前导铆钉C′可以通过该擒纵机构1210释放到可移动构件1202的磁性铆钉捕获表面1203上。这时，前导铆钉C′被捕获到可移动构件的表面1203上，并且尾随铆钉C″在斜槽1103中的铆钉轨道1407中处于自由流动关系，因此随后替换了铆钉转移区域1107中的前导铆钉C′。

在斜槽1103的近端(或下端)部分1211上实现了分离轨道布置1210。从图14至图15中可以最好地看到，斜槽1103的下端部分1211包括固定半轨道构件1403和可移动半轨道构件1404。可移动半轨道构件1404在斜槽1103上绕销1405枢转，其枢转(或分开)位置通过容纳在斜槽1103中的偏置手段1406来确定，如图12和图13所示。偏置手段1406使分离轨道布置1210的可枢转的可移动半轨道构件1404顺时针旋转，如图14A至图14B所示，以使斜槽下端部分1211上的铆钉轨道1407变形，而可移动构件处于位置1216将铆钉C′保持在待机位置。因此，如图14B所示，尾随铆钉C″被保持在斜槽中，并且不能流动被可移动构件1202收集。图14B进一步示出了尾随铆钉C″在分离轨道布置1210内的保持的细节。特别地，将注意到，铆钉C″的头部被困在变形的T形铆钉轨道1407的部分之间。更详细地，将铆钉C″的上表面压靠在图14B的右侧上的固定半轨道构件1403上的铆钉轨道1407的上部内侧。由铆钉C″的头部形成的下侧或唇部被图14B的左侧上的铆钉轨道1407的T形轮廓的横向部分的下部内侧保持。对于其余部分，该机头布置的操作类似于先前描述的机头布置的操作。

图14A是图12至图13的装置的前部透视图，其中可移动构件处于图13的配置1216中。该图更清楚地揭示了分离轨道装置1210的操作，即，在该布置，用于代替前述的串联擒纵机构。将理解的是，轨道1407不需要分离成两半。不同的纵向分离图案是可能的。例如，仍然可以通过分离轨道1407来捕获图14B中所捕获的前导铆钉C″，使得固定轨道构件1403不是延伸轨道宽度的一半，而是延伸例如轨道1407的整个宽度的2/3或朝向铆钉头的一个边缘，以使T形轨道的主要部分不变形，而只有T形外部的一部分在铆钉头的周边附近变形，如横截面所示。

图15是图14A至图14B中所示的相同布置的不同角度的透视图，以更详细地揭示容纳在传感器壳体1502中的霍尔效应传感器1401以及其电链接1501的存在和布置，二者均设置在布置1101内。该传感器1401在此以与结合图4简要描述的传感器0401类似的方式使用，即检测在冲头1206下方的铆钉C的存在。传感器的操作，包括该传感器和包括这种传感器的替代布置的操作将在下面进一步详细描述。

到目前为止，我们已经描述了使用不同的机头布置和位于其中的转移手段来准备用于紧固件安置操作的紧固件的各种可能性。现在，我们将集中于提供已经结合例如图1进行过简要描述的机头组件0106，以便用于一旦冲头从待机位置收集并移除了铆钉，就引导冲头和/或铆钉，将其引导朝向工件，引导到工件上然后再插入工件中。

现在参考图16A至图16F，示出了用于在紧固件安置操作期间引导冲头和紧固件的机头组件1601。机头组件可用于上述任何机头布置中。机头组件由具有头部1603和管状主体1604的外壳体1602形成。在安置操作期间，管状主体接收紧固件和冲头。在所描述的布置中，冲头具有圆形的横截面，并且相应地，管状主体也具有相应的圆形的横截面。然而，不同的形状是可能的，并且实际上是被要求的，尤其是为了获得接近工件的形状，主要在期望减小机头组件的外部包络而不损害安置工具的功能性的远端。管状主体在与冲头的行进方向相对应的轴向上纵向延伸。管状主体由圆柱形壁1605限定。

流体连通端口1606设置在头部1603上。两个流体通道1607纵向延伸穿过壁1605。在所描述的机头组件中，流体连通端口1606与两个流体通道1607流体连通。否则，可以提供另一个端口1606，例如在相对的一侧，每个端口可以与其中一个通道进行流体连通。还应该理解，也可以有两个以上的通道，或者只有一个。以这种方式，诸如压缩空气之类的流体可以被吹入并通过流体通道1607。流体通道1607还与由管状主体通过机头组件1601限定的通路1608在管状构件1604的远端或下端1609处(紧固件和冲头被引导的地方)流体连通，以便可以将压缩空气吹入通路1608中以在通路1608内部产生压力。该压力作用在铆钉上(作为浮动活塞)以保持其与冲头表面接触并稳定在冲头表面上，以在安置操作期间恰好在将铆钉嵌入工件(未示出)之前在机头组件1601内保持正确的方向。

每个流体通道1607的至少一部分被设置为轴向延伸的壁插入件1620，以避免涉及小直径的长深度钻孔的困难的制造操作。所描述的管状构件1604包括两个这样的通道，如图16B、图16D和图16F所示，彼此相对设置(即，成精确地180度间隔开)。每个壁插入件1620插入到相应的轴向延伸的凹槽1631中，其在管状主体1604的所述壁1605上外部提供。壁插入件1620延伸到所述管状主体1604的远端1621，例如也从图16A和图16D中看到。此外，壁插入件1620每个都包括第一横向延伸过道1621。该过道1621与在管状构件1605的远端1621处壁1605上设置的第二横向延伸过道1622流体连通，也如图16B，图D和图F所示。在图16A和图C中，可以在其整个轴向长度上看到壁插入件1620之一。在图16F中，两个壁插入件1620在其整个长度上的横截面可见。另外，图16F显示了流体连通端口1606如何同时与两个通道1607连通。这是通过在管状构件1604的壁1605内的通道1607的近端1626处形成的环形室1625实现的。

同样如图16A所示，机头组件1601还包括用于将进入机头组件1601中的铆钉对中的紧固件对中手段1610。在所描述的机头组件1601中，紧固件对中手段1610是短管状插入件1610，其联接至头部1603。管状主体1604与该短管状插入件1610紧固件-接收连通，例如从图16E可以看出。头部1603具有中央凹部1611，该中央凹部1611容纳管状插入件1610，该管状插入件过盈配合至头部1603，但是其他联接方法也是可能的。头部1603具有连接手段1612，用于以两个孔1602的形式将机头组件1601连接至机头布置，该两个孔1602设置在壳体头部的相对端上，用于容纳一个或多个相应的螺栓(未示出)。壳体头部还具有两个侧平面1613，用于将机头组件对准在机头布置内的适当位置，如图16A所示。

管状插入件1610具有三个轴向延伸的凹槽1614，每个凹槽用于容纳两个竖直布置的对中球1617，对中球1617均朝着管状插入件的轴线向内弹性地偏置。球1617在由所述管状插入件1610限定的短过道1615内部分地突出。球1617因此限定了三个轴向延伸的球堆叠1616，其沿管状插入件等角度地间隔开，如图16C和图16E所示。

突出的球1617被容纳在相对于所述球向外定位的管状插入件1610内的弹性偏置介质1618弹性地偏置。在所描述的对中装置1610中，弹性偏置介质1618为环1618的形式(例如由诸如聚合物之类的复合材料制成)。该环具有向内渐缩的多边形横截面，使得该环1618在两个堆叠的球1617之间的空间中突出。环1618被容纳在位于管状插入件1610的轴向延伸的外表面上的凹部1609中。因此，环被压缩在球1617和中央凹部1611之间，以容纳环管状插入件1610。另一个弹性构件1619在管状插入件1610和管状主体1604之间轴向布置，以便在接触表面处提供空气密封。如上所述，该密封使得端口1606和通道1607之间能够流体连通。

因此，铆钉首先被冲头引导通过对中装置1610。该装置1610负责在紧固件安置操作期间使铆钉相对于冲头对中。对中的铆钉和冲头在由管状构件1604限定的通路1608中彼此接触地行进。如上所述，由通过流体连通口1606注入通路1608中的压缩空气产生的压力有助于在整个铆钉安置操作过程中，保持冲头和铆钉之间的正确关系。因此，铆钉在所需的瞬间和/或根据相对于冲头的所需配置冲击工件，因此冲头可以可靠地将铆钉插入工件中。

注意，在机头组件的近端处的紧固件对中手段(或在机头件的近端处的任何铆钉控制或对中手段)与转移机构的可移动构件上的收集元件(例如磁体)之间的距离对于确保从转移机构转移到机头组件的铆钉不会失去方向(例如翻滚)很重要。理想地，收集元件的下边缘与机头组件的上边缘之间的距离应小于铆钉的长度。

将理解的是，壁插入件1620的存在允许根据传统方法(例如通过对凹部1631进行机加工，然后对那些通道部分进行钻孔)，机加工流体通道的部分通过管状构件1604的壁1605。可替代地，由于管状构件1604的复杂形状，其可以使用增材制造被制造为单个部件。

参考图17、图19和图21，示出了用于本文所述的机头布置的三个另外的机头组件1701、1901、2101。这三个机头组件中的每一个都包括具有头部1703、1903、2103的壳体1702、1902、2102和管状主体1704、1904、2104，类似于上述布置。

用于接收铆钉和冲头的机头件1730、1930、2130被摩擦地插入到管状主体中，并包括一个或多个磁性元件1731、1931、2230。磁性套筒元件1832、2032、2230大致设置在机头件1730、1930、2130的远端1732、1932、2132，使得铆钉相对于冲头的定位可以在铆钉刚进入工件之前的瞬间被保持为最小。这将在下面结合图23至图26进行描述，图23至图26显示了与冲头和铆钉在机头件中行进、铆钉接触工件、以及在铆钉被嵌入到工件中之前冲头将铆钉定位在工件相关的顺序。

设置在机头件的远端处的磁性元件的远端边缘2401与和工件接触的壳体的管状主体的远端边缘之间的距离是受控参数“S”。在大多数应用中，所述距离S等于或至少类似于要安置的铆钉的轴向长度。

机头件1730、1930、2130至少基本上在管状主体的整个长度上延伸。然而，机头件1730、1930、2130在其近端处比壳体在纵向上延伸得更多，从而限定了机头件插入部分1735、1935、2135，用于插入到机头布置中。机头件的该近端部分1735、1935、2135首先将铆钉接收到机头组件中。在图17至图20的机头组件中，至少一个磁性元件在机头件的该近端处比壳体延伸得更远。壳体具有结合图16的机头组件已经描述的特征(例如连接孔、对应的螺栓和壳体头部上的平面)，因此将不作进一步描述。

图17至图20的布置包括三个沿着机头件轴向延伸的磁性元件。这些磁性元件为包括保持器和永磁体的磁性杆和/或磁性条的形式。磁性元件分别容纳在相应的凹部中，该凹部设置在机头件的纵向延伸的外表面上。位于中心的磁性元件与近端和远端磁体相比，在机头件周围的角度位置略有不同。然而，如图18A和图20A所示，磁体彼此相邻设置，以便至少部分地在轴向方向上重叠。磁体的纵向延伸使得它们产生的磁力在机头件的长度上基本上不间断地施加。

图18的机头组件包括用于在将铆钉压入工件之前将铆钉对中的紧固件对中装置1833。紧固件对中装置1833的特征在此不再详细描述，因为已经结合图16进行了描述-适用的原理相同。然而，在本机头组件中，对中装置1833与机头件一体地形成。

参照图23，示出了铆钉安置顺序，其中，铆钉和冲头在图19所示的机头组件1930中行进。由于铆钉D被磁体2032吸引，所以防止了铆钉D在机头组件1930中自由下落和/或翻滚从而相对于冲头变得倒置，如图23A所示。铆钉D总是在冲头的推动下在机头件1930中移动。

在图23B中，铆钉D首先接触工件2301。从该图可以理解，由于磁体的下边缘在工件2301上方轴向间隔开距离S，因此铆钉现在基本上不与磁体2032发生任何相互作用。因此，此时，铆钉相对更能够在冲头下方的工件2301上定位。

图23C中的序列示出了在冲头的作用下沿顺时针方向略微旋转的铆钉D，直到达到与工件2301的成直角抵接为止，如图23D所示。

图23D中的顺序示出了铆钉D与工件2301的完全抵接。这也是在冲头开始嵌入动作之前的瞬间。从图23D可以看出，此时铆钉D仍略偏离中心，因为铆钉头部仍接合在或非常靠近机头件的孔的内表面。

如果此时冲头和铆钉之间的同心度在可接受的范围内，则根据应用情况，在这些条件下制成的铆钉接头可能仍具有可接受的性能。位于机头件中的磁体1931、2032已经将铆钉D基本上沿其下降方向朝着工件2301引导。这通过磁体1931、2032的相对定位而得以实现，磁体1931、2032一起覆盖了机头件的整个长度。因此，在下降期间，铆钉D总是被吸引在机头件的孔的内表面上。

图24示出了类似于图23所示的顺序，但是涉及图21和图22的机头组件。最初(图24A)，铆钉E在机头件的孔内自由下落。磁性套筒元件2230仅在铆钉E接触工件2301之前与铆钉E相互作用。再次，如图24B所示，磁性套筒元件2230的下边缘2401在轴向上与工件2301间隔开距离S，以允许铆钉相对自由地旋转并在工件2301上实现所需的定向/邻接。如图24C所示，在这些条件下，冲头收集铆钉E，并且磁性套筒2230将其相对于工件2301对中定位。由于磁性套筒2230仅在机头件的远端延伸，所以磁力仅在工件附近与铆钉E相互作用。

图25示出了类似于图23和图24所示的顺序，但是这次涉及图17和图18的机头组件。最初(图25A)，铆钉F在上部磁体1731的影响下防止自由落入机头件内。下部磁性元件1832然后在铆钉F接触工件2301之前的瞬间吸引铆钉F。该机头件结合有类似于结合图16所述的对中装置1833。该装置1833恰好在铆钉被嵌入到工件2301中之前对铆钉F进行对中。再次，如图24B所示，磁性元件2230的下边缘2401与工件2301的轴向间隔距离为S，足以使铆钉F相对自由地旋转并在与工件2301碰撞时获得所需的方向和位置。如图25B所示，冲头收集对中的铆钉F，然后将对中的铆钉F压在工件上。某些应用可能会偏爱图17至图18的机头件。

在图26中，多个环形磁性元件2630沿机头件以相等的轴向间隔沿轴向间隔开地布置。可替代布置(未示出)可以包括半个磁性环，这将更易于集成到机头件中。

每个磁体2630容纳在形成在机头件的轴向延伸的内表面上的对应套筒内。如图26中不同阴影所示，这些磁体是根据交替的极性轴向排列的。这些磁体可以是关联的磁体，即其极性已经按照预定模式“感应”的磁体。

在图26的布置中，当冲头行进穿过磁性环2630时，在冲头2640上感应某种磁性。在图26A中可见，当铆钉J穿过机头件时，该感应的磁性能够将铆钉J以中心关系保持在冲头上，由于该布置的轴向对称性。在图26B中，铆钉J与工件2301接触，准备插入其中。铆钉J代表较小直径的铆钉，该铆钉通常会穿过该机头件。图26A至图26B的配置使得减小的铆钉直径范围能够在具有预定孔直径的机头件内适当地工作。

图27至图35示出了在本文所述的机头布置以及其他地方可能提供的霍尔效应传感器。已经参考图5至图6和图11至图15示出了包括这种传感器的布置，并且现在将对其进行更详细地描述。

霍尔效应传感器是紧凑型传感器，可以检测磁体产生的磁场中的微小变化。例如，当铆钉的存在干扰用来收集或保持铆钉的磁性元件产生的磁场时，就会发生这种情况。因此，霍尔效应传感器特别适用于包括铆钉和用于固定铆钉的磁性元件的应用。然而，将意识到，铆钉的吸引不是必需的，并且霍尔效应传感器原则上也将在磁体与铆钉(或其他紧固件)的排斥性磁性相互作用的情况下起作用。然而，就当前的紧固应用而言，这种布置可能是次优选的。

因此，图27A以透视图示出了永磁钕磁体2701、铆钉G和霍尔效应传感器2702的相互位置。磁体2701可以是并入本文所述的任何铆钉转移装置中的磁体。然而，如将参考图33至图35描述的，磁体可以位于其他地方，并且传感器相对于铆钉和/或磁体的相对位置可以不同。此外，还将理解的是，磁体可以具有或可以不具有在铆钉上执行预定相互作用(例如，用于保持铆钉)的功能。例如，可以仅提供磁体来激活或实现霍尔效应传感器的感测。换句话说，在存在或不存在铆钉的情况下或与不同尺寸和/或不同形状的铆钉有关的情况下在磁场容易易于进行可测量的变化时，磁体与铆钉没有任何有意义的相互作用的布置是可能的。这将在下面进一步描述。

图27B提供了与图27A所示的布置有关的各种尺寸，以毫米为单位。图28对应于图27的布置，并且如从附图中提供的尺寸可以理解的那样，其包括具有标称直径为3mm的杆的铆钉G。图29类似于图27和图28，但是示出了具有标称直径为5mm的杆的铆钉H(并且因此具有比铆钉G更宽的头部直径)。

图30示意性地示出了由图27至图29的钕磁体2701产生的三个选定的磁场线3001。在存在铆钉G、H的情况下，磁场在传感器位置处由于存在制造铆钉的铁磁材料而局部改变。磁场的变化导致霍尔效应传感器经历的磁通量B发生变化。

在图30中，通过参数“h”和“d”来识别传感器位置，即：传感器2702在深度方向上相对于机头布置(例如参见图5至图6)从磁性元件2701的中心穿过铆钉G、H延伸的标称线或面的偏移；以及传感器从磁体2701的近侧表面2703分别沿着该线或面测量的距离。

根据图27B，在所述布置中，“h”＝5.3mm，“d”＝5.6mm。已经发现，如果“h”大约等于铆钉的杆的1倍至1.5倍，则有助于铆钉的感测。同样，优选(但不是必须)的是，磁力线以大约90度，或者优选地根据如图30所示的不小于60度的角度“a”撞击传感器表面。因此，图30中的传感器2702的优选位置是长线“b”。

下表1提供了磁通量B在传感器位置如何变化的基本概念。X对应于没有铆钉的B的值，并且“a”和“b”分别代表由于铆钉G或H的存在而导致的B的值变化。如霍尔效应传感器2702感测到，较大的铆钉会引起磁通B的较大变化。

表格1：

图31表示霍尔效应传感器所经历的磁通量B，取决于磁体2701捕获的铆钉G、H是否存在，以及取决于表示为标称铆钉杆直径的铆钉尺寸和传感器与磁体的距离d。值得注意地，在大约d＝4.5mm和d＝6.5mm之间存在“接近线性”的感应区。在该区域中，例如与范围d＝2-4mm相比，便于检测和表征铆钉。但是，通过适当的校准，可以在该区域之外使用霍尔效应传感器。

霍尔效应传感器将感测到的磁通量B的强度转换成输出电压V，如图32所示。传感器电压输出(V)(如图32所示)由磁通量值成比例地变化(取决于传感器的初始校准)，该变化足以在“无铆钉”或“3mm的小铆钉”和“5mm的大铆钉”的状况之间提供差分信号输出。

如果结合本文所述的机头布置描述的支撑件和/或转移手段由非铁磁材料制成，则霍尔效应传感器所经历的信噪比得到改善。换句话说，与霍尔效应传感器进行的测量相关的背景噪声水平较低。

图27至图30所示的磁体是钕磁体。然而，应理解，也可以使用其他类型的磁体。此外，磁体为杆的形式，其具有相对于冲头大致平行布置的大致矩形的横截面。磁体具有相反的极性，该相反的极性被限定在穿过磁性元件的中心平面的任一侧，大致相对于冲头平行。

如图27至图30所示，其对应于先前在图5至图6中所示的布置，霍尔效应传感器被布置在待机位置附近，用于检测紧固件在待机位置中的存在。可替代地，霍尔效应传感器可以布置在紧固件转移区附近，以检测紧固件在紧固件转移区中的存在。当然，这是由本文所述的转移机构承载的磁体实现的，该磁体在紧固件转移区收集铆钉。

因此，可以设计出涉及本文所述的霍尔效应传感器的各种方法，例如，检测在紧固件安置工具的冲头下处于待机位置的紧固件的方法。

首先，提供了包括如本文所述的霍尔效应传感器的机头布置。监视由霍尔效应传感器提供的信号，并将其与参考信号或参考值进行比较以检测紧固件。

作为替代示例，可以设计一种检测紧固件安置工具的冲头的缩回位置的方法。

首先，提供一种机头布置，其中，霍尔效应传感器位于紧固件转移区附近。再次，监视由霍尔效应传感器提供的信号并与参考信号或参考值进行比较，以检测冲头的缩回位置，该位置对应于传感器探测到的区中不存在铁磁材料。类似地，有可能检测冲头的通过而不是其缩回位置。该信息可以用于紧固应用中，例如仅在检测到冲头缩回时才致动转移手段，或者为安置工具提供输入，以便其进行后续操作。

图33A至图33C描绘了进一步的布置，其包括磁体3301，铆钉K和霍尔效应传感器3302，其结合了在铆钉给料线3304中使用的旋转销擒纵机构3303。铆钉供料线由挠性管3305的部分表示，其联接到擒纵装置3303的内部的铆钉轨道部分3306。然而，应当理解，该布置例如可以被设置在例如基本上刚性的铆钉匣盒中，用于将铆钉给料到安置工具。在这种情况下，铆钉输送轨道将是基本上刚性的。

旋转销擒纵机构包括呈两个销3308形式的旋转凸轮3307，其相对于铆钉轨道部分3306可旋转地设置，以停止、捕获或释放一个或多个铆钉K。处理铆钉的机构将不会将在此进一步详细描述。然而，将理解的是，磁体3301的位置与擒纵机构3303内部的铆钉轨道部分3306相邻。在这种情况下，磁体3301不被设计成对释放的铆钉K′或任何排队铆钉K″执行任何特定作用。磁体的唯一功能是能够感测磁体位置处检测释放的铆钉K′(或待释放的，视情况而定，取决于旋转凸轮3307的角度方向)。该信息可以用作与相应的紧固件安置操作的控制有关的输入。

通常有利的是，将具有或不具有传感器的磁体以一系列位置和/或对准方式定位在铆钉供应线中的路径上，诸如在可填充铆钉匣盒内部，以达到以下目的：

a)提供铆钉或铆钉列的速度制动器；

b)为一个或一小列铆钉提供一个或一系列保持位置，例如，如果匣盒倒置，以限制铆钉列完全脱离擒纵区，并且每次需要单个铆钉时需要将列拉升至擒纵区，因此产生不停的搅动、零件的磨损和铆钉的损坏。这种布置可能类似于单向闸门，其中气压将铆钉拉过磁体，但仅重力作用下的铆钉重量不足以通过磁体；

c)在匣盒中提供一个或多个水平传感器，以监控填充水平；

d)提供一种打开和关闭磁场的装置，例如电磁体，或移动或旋转方向相关的磁体。这将提供一种实现上述b)的方法，而无需平衡通过气压的铆钉动能和重力之间的关系。

图34A至图34C示出了替代的机头布置3405，其包括两个磁体3401、3402、铆钉L和霍尔效应传感器3403。机头布置3405还包括线性销擒纵机构3406，用于在冲头3407下方转移铆钉L。

如图34B所示，转移的铆钉L′已经转移到冲头3407下方，并且在需要时，通过操作冲头3407，将从该位置安置到工件(未示出)中。转移的铆钉从靠近冲头的铆钉转移区域3415(在该位置铆钉L′等待被转移到冲头下方)的转移由线性销擒纵机构3406的导销3408的致动/缩回获得。同样在图34B中可见的，还有其连接3411。所描述的致动器是气动的，但是替代方案是可行的，例如可以在其位置使用电致动器。

当导销3408处于其缩回位置时，导销3408缩回直到其下表面3409与冲头3407的下表面3412基本齐平。一定量的压缩空气使铆钉L′在冲头下方移动。在该位置，铆钉L′保持在本领域已知的机械探针3416内。霍尔效应传感器与面向给料线的磁体3402协作，感测在铆钉转移区域中当前铆钉L″的存在。

可替代地，霍尔效应传感器可以位于冲头3407的后面，例如结合图14和图15所描述的。在该位置，霍尔效应传感器将主要感测由面对冲头3407的另一个磁体3401产生的磁场。该磁场将与放置在待机位置的任何铆钉L相互作用。还提供了该磁体3401，以将铆钉稳定和/或充分地定向在待机位置。当吹送压缩空气以实现铆钉在冲头下方的转移时，该擒纵机构3406的另外的销(未示出)部分可以将铆钉L保持在铆钉转移区域3415附近。

图35A至图35C示出了另一机头布置3505，其包括四个磁体3501、3502、3503、3504、从冲头3507的相对侧给料的铆钉M、N、以及两个霍尔效应传感器3510，其中一个在图35A和图35C中在布置3505的前侧可见，，另一个(不可见)在后侧相对于前传感器3510对称地布置。

该布置包括两个擒纵机构3520、3530，其为结合图34进行描述的类型。因此，它们的功能将不再次描述。成对的传感器3501、3502和3503、3504设置在位于冲头3507任一侧的两个相对的导销3521、3531上。再次，该布置在各个方面类似于图34A至图34C，因此将不进行再次描述。

显然，现在可以从冲头3507的左侧或右侧提供铆钉M、N。这可以减小铆接操作的占空比(其他条件相同)。

此外，在该镜像布置中，可以从一侧和从另一侧向机头布置3505提供不同形状和/或尺寸的铆钉。在某些紧固应用中，这可能是非常需要的。

与本文描述的类型的自穿孔铆钉有关的应用包括但不限于车辆的制造，例如汽车或其零件。

上面已经结合附图描述了本发明，纯粹是为了使技术人员能够在所附权利要求的范围内实施本发明。因此，基于所附权利要求的范围寻求保护。

Claims (11)

1.一种用于紧固件安置工具的机头布置，所述紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，所述机头布置包括：

支撑件，其用于将所述机头布置支撑在所述安置工具上，所述支撑件适于接收所述冲头；

机头件，其用于在紧固件安置操作期间引导所述冲头和紧固件；

所述机头布置限定相对于所述冲头横向定位的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区，其中紧固件可以在所述冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从所述冲头下方的所述第一紧固件转移区和所述第二紧固件转移区转移紧固件，所述转移机构包括可移动构件，所述可移动构件可在第一配置和第二配置之间移动；

其中在所述第一配置中，所述可移动构件被配置为用于将第一紧固件保持在所述冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作，并且被配置为用于从所述第一紧固件转移区收集第二紧固件，以及，

其中在所述第二配置中，所述可移动构件被配置用于将所述第二紧固件保持在所述待机位置，并且被配置用于从所述第二紧固件转移区收集第三紧固件。

2.根据权利要求1所述的机头布置，其中，在使用中，所述第一紧固件转移区和所述第二紧固件转移区被设置在相对于所述冲头大致相对的侧上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的机头布置，其中，所述可移动构件包括至少一个用于保持和收集紧固件的磁性面，所述磁性面设置在所述可移动构件的一侧。

4.根据权利要求1所述的机头布置，其中，所述转移机构包括致动器，所述致动器用于使所述可移动构件在所述第一配置和所述第二配置之间移动。

5.根据权利要求1所述的机头布置，其中，所述可移动构件包括后板和前板，所述后板和所述前板在其之间支撑着铆钉架，所述铆钉架被配置成在紧固件安置操作期间通过其接收所述冲头。

6.根据权利要求1所述的机头布置，还包括用于限制所述可移动构件在所述第一配置和所述第二配置之间移动的限制手段。

7.根据权利要求1所述的机头布置，其中，所述机头布置还包括至少一个斜槽和/或匣盒，用于将紧固件供应到所述第一紧固件转移区和/或所述第二紧固件转移区。

8.根据权利要求7所述的机头布置，其中，所述斜槽和/或匣盒限定用于输送紧固件的基本上不可变形的紧固件输送轨道。

9.一种安置工具，其包括根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的机头布置。

10.一种机械臂，其包括根据权利要求9所述的安置工具。

11.一种在紧固件安置工具中准备用于安置操作的紧固件的方法，所述紧固件安置工具具有用于安置紧固件的冲头，所述方法包括：

提供机头布置，其包括：

支撑件，其用于将所述机头布置支撑在所述安置工具上，所述支撑件适于接收用于安置紧固件的所述冲头；

机头件，其用于在紧固件安置操作期间引导所述冲头和紧固件；

所述机头布置限定相对于所述冲头横向定位的第一紧固件转移区和第二紧固件转移区，其中紧固件可以在所述冲头下方等待被转移；

转移机构，其用于从所述冲头下方的所述第一紧固件转移区和所述第二紧固件转移区转移紧固件，所述转移机构包括可移动构件，所述可移动构件可在第一配置和第二配置之间移动；

将所述转移机构移动至所述第一配置，其中在所述第一配置中，所述可移动构件被配置为用于将第一紧固件保持在所述冲头下方的待机位置，等待紧固件安置操作，并且被配置为用于从所述第一紧固件转移区收集第二紧固件，以及，

将所述转移机构移动至所述第二配置，其中在所述第二配置中，所述可移动构件被配置用于将所述第二紧固件保持在所述待机位置，并且被配置为用于从所述第二紧固件转移区收集第三紧固件。