CN112059096A - 一种用于中空铝型材的冲铆装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制造工业领域，具体是涉及一种用于中空铝型材的冲铆装置及其操作方法，包括移动载台、冲铆机构、翻转定位机构、上下料机构和冲铆定位机构，冲铆机构，安装在移动载台上，移动载台用于控制移动载台进行移动，冲铆机构用于执行铝型材件的冲铆工作，翻转定位机构，设置在移动载台的侧部，用于定位并夹持待加工的铝型材件，并执行铝型材件的翻转工作，上下料机构，执行铝型材件的转运工作，冲铆定位机构，设置在翻转定位机构的侧部，用于在冲铆机构执行铝型材件的冲铆工作时，辅助定位夹持住铝型材件，本发明在完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，翻转驱动电机翻转铝型材件，完成对铝型材件各个面的冲铆工作，可以提升冲铆效率。

Description

一种用于中空铝型材的冲铆装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及汽车制造工业领域，具体是涉及一种用于中空铝型材的冲铆装置及其操作方法。

背景技术

SPR(Self-PiercingRiveting)自冲铆接技术作为一种新型连接工艺，广泛应用于汽车车身制造中。近年来在汽车制造工业中"轻量化"已成为发展的趋势，车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性等方面都有很大的益处。实现轻量化的关键在于"多材料结构"的设计，即在车身不同的位置使用不同的材料。铝合金凭借其低密度、高强度、耐蚀性等性能，得到了汽车制造商的青睐，并在车身设计制造中得到了广泛的应用。铝合金能否快速应用于汽车行业很大程度上取决于铝连接工艺的发展，特别是关于铝钢异种材料的连接工艺。SPR自冲铆接工艺克服了传统铆接工艺外观差、效率低、工艺复杂等缺点，实现冲、铆一次完成，连接过程不破坏板材的镀层，为汽车车身的连接开辟了新途径。目前，SPR技术已成为高端车型制造中的关键连接技术之一。

其中，自冲铆接工艺已成熟应用于汽车制造工业中，还涉及到轨道交通、房屋建筑甚至日常生活用品。在房屋建造中，钢结构变得普遍，传统的激光焊或者螺栓连接都需花费较多时间和成本，质量也并不一定可靠。SPR工艺在节省时间和成本的基础上，不产生工业废料，并且保护钢材的镀锌层不被破坏，保证了钢材的耐腐蚀性。采用传统的沉头铆钉进行连接不仅耗时、费用较高，还会破坏标志的反光面。采用SPR工艺，快速简单，并且保护了标志的反光面，连接强度也符合预期要求。目前国内外学者已在铆接过程中各种因素对质量影响方面进行了大量的相关研究工作。

根据铆钉的形状，SPR自冲铆接工艺可以分为：无铆钉自冲铆接、实心铆钉自冲铆接、半空心铆钉自冲铆接。在汽车车身连接中，既要考虑连接静强度和疲劳强度又要考虑车身轻量化，因此大多数汽车生产企业选择将半空心铆钉自冲铆接工艺应用于轻量化汽车车身薄板的装配。SPR工艺的力学特点决定了铆接质量，与铆钉、模具、板材、冲压设备等因素有关影响铆接接头性能。

中国专利CN201821564436.3公开了一种汽车前纵梁总成及电动汽车。一种汽车前纵梁总成，包括前纵梁本体、前防撞梁安装板以及前压铸角接头。前防撞梁安装板及前压铸角接头分别设置在前纵梁本体沿其轴线方向的两端；并且前防撞梁安装板用于连接前防撞梁，前压铸角接头用于连接前地板横梁和门槛梁。前纵梁本体为中空的铝型材，其截面为“日”字型，并且在前纵梁本体的内腔中至少设置有三个斜支撑筋，斜支撑筋位于内腔中的棱角处，并且斜支撑筋的两端分别与棱角的两个棱边连接。该汽车前纵梁总成在保证承载能力与抗冲击能力的同时，能够满足整车轻量化要求。

中国专利CN201911333110.9公开了一种双工位式铝型材加工用冲铆装置，包括工作台，工作台为长方形的工作台，工作台的上方壁面固定安装有固定块，固定块为圆形的块，固定块的左右两侧均设有垫块，垫块为长方形的块，两组垫块固定安装在工作台的上方壁面，工作台的下方壁面固定安装支撑块，该装置中当人们需要将加工铝型材时，只需要将铝型材放入传输箱的上方壁面，这时传输箱的右侧壁面的电机箱便会启动，当电机箱启动后，电机箱通过皮带三便可以带动轴转动，这时传输箱内部的传输辊便会转动，时传输箱上面的铝型材自动送入工作台上，这样传输辊就达到了自动输送材料减少人为操作危险的效果。

但是现有的铝型材冲铆装置中，铝型材件多个面均需要进行冲铆，人工去翻转工件费事费力，使得整体的冲铆效率难以保证。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种用于中空铝型材的冲铆装置及其操作方法，本技术方案解决了人工翻转工件效率难以保证的问题，该装置及其操作方法在完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机，翻转驱动电机翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作，可以提升冲铆效率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种用于中空铝型材的冲铆装置，包括移动载台、冲铆机构、翻转定位机构、上下料机构和冲铆定位机构，其中：

所述冲铆机构，安装在所述移动载台上，移动载台用于控制移动载台进行移动，冲铆机构用于执行铝型材件的冲铆工作；

所述翻转定位机构，设置在移动载台的侧部，用于定位并夹持待加工的铝型材件，并在冲铆机构执行铝型材件的冲铆工作时，执行铝型材件的翻转工作；

所述上下料机构，设置在翻转定位机构的侧部，用于向翻转定位机构输送待加工的铝型材件，并接收翻转定位机构冲铆之后的铝型材件，执行冲铆之后的铝型材件的转运工作；

所述冲铆定位机构，设置在翻转定位机构的侧部，用于在冲铆机构执行铝型材件的冲铆工作时，辅助定位夹持住铝型材件。

可选的，所述冲铆机构包括冲铆机架、冲铆驱动气缸、冲铆头、冲铆凹模和供料盘，移动载台的输出端连接有所述冲铆机架，冲铆机架上固定有所述冲铆驱动气缸和所述冲铆凹模，冲铆驱动气缸的输出轴传动连接有所述冲铆头，冲铆头朝向冲铆凹模设置，且冲铆头与冲铆凹模相配合，冲铆机架上设有所述供料盘，供料盘位于冲铆驱动气缸侧部。

可选的，所述翻转定位机构包括底座、支撑梁、支撑板、轴承座、转动连接盘、翻转定位组件和翻转驱动电机，所述底座上设有两个呈现竖直安装的所述支撑梁，两个支撑梁相互远离的一端端面均设有所述支撑板，每个支撑板上均设有一个所述轴承座，每个轴承座上均转动连接有一个所述转动连接盘，两个转动连接盘相互靠近的一端端面均设有所述翻转定位组件，其中一个支撑板上设有所述翻转驱动电机，翻转驱动电机的输出轴与该支撑板上的转动连接盘传动连接。

可选的，翻转定位组件包括翻转盘、隔板、夹持腔体、夹持驱动气缸和夹板，所述翻转盘设置为圆形，翻转盘与对应的转动连接盘固定连接，翻转盘内对称设有两个所述隔板，两个隔板相互朝向的内侧形成了用于夹持待加工的铝型材件的夹持腔体，两个隔板相互远离的外侧均设有一个所述夹持驱动气缸，夹持驱动气缸对称设置在翻转盘内，每个夹持驱动气缸的输出轴均贯穿隔板并传动连接有所述夹板。

可选的，每块夹板上均对称设有两个辅助夹持气缸，所述辅助夹持气缸的输出轴传动连接有辅助夹板，夹板上设有至少一道滑槽，辅助夹板上设有与所述滑槽滑动配合的滑块。

可选的，所述上下料机构包括支撑台、升降驱动气缸、连接梁、机架、主动滚筒和从动滚筒，所述支撑台设置在底座的侧部，支撑台上设有两个所述升降驱动气缸，升降驱动气缸的输出轴朝向支撑台设置且与支撑台连接，两个升降驱动气缸之间通过所述连接梁连接，每个升降驱动气缸远离支撑台的一端均设有所述机架，机架上设有若干所述主动滚筒和若干所述从动滚筒，主动滚筒和从动滚筒均与机架转动连接。

可选的，上下料机构设置为多个，每个上下料机构的机架均延伸至翻转定位组件下方，机架远离翻转定位组件的一端设有红外对射传感器。

可选的，所述冲铆定位机构包括第一驱动气缸、升降块和第二驱动气缸，底座上对称设有两个所述第一驱动气缸，第一驱动气缸竖直安装在底座上，第一驱动气缸的输出轴传动连接有所述升降块，升降块上设有所述第二驱动气缸，第二驱动气缸，第二驱动气缸水平安装在升降块上，第二驱动气缸的输出轴传动连接有活动支架，活动支架与待加工的铝型材件抵接。

可选的，活动支架上转动连接有若干滚轮，滚轮与待加工的铝型材件抵接。

进一步的，还提供一种用于中空铝型材的冲铆装置的操作方法，包括以下步骤：

铝型材件上料，启动主动滚筒，在主动滚筒和从动滚筒的输送下，铝型材件持续向翻转定位机构处进行输送；

铝型材件的定位和夹持，启动升降驱动气缸，升降驱动气缸将机架整体抬升，使得铝型材件可以顺利进入到夹持腔体内，之后启动夹持驱动气缸，利用夹板去夹持住铝型材件，启动第一驱动气缸和第二驱动气缸，使得滚轮抵接铝型材件表面，确保铝型材件处于一个稳定的状态，翻转定位机构夹持完成后，升降驱动气缸进行复位；

冲铆前准备，通过移动载台调节冲铆机构的位置，使得冲铆机构到达指定的冲铆工位，开始冲铆；

冲铆开始，冲铆驱动气缸向下压，冲铆头压紧待铆接铝型材件，与此同时，铆钉也在冲铆头的驱动下垂直向下对铆接铝型材件进行预压紧；

冲刺阶段，冲铆头向下运动，推动铆钉迫使其刺穿上层板料；

扩张阶段，随着铆接过程的进行，铆钉腿部逐渐张开，下层板料发生塑性变形逐渐填充入冲铆凹模，在冲铆头和冲铆凹模的共同作用下，铆钉腿部向周围扩张，嵌入下层板从而形成了铆钉与板料间的机械互锁结构；

冲铆完成，当冲头将铆钉下压至铆钉头与上层板料的上表面紧密接触且平齐时可以认为铆接完成，冲铆头将返回初始工位，冲铆结束；

完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机，翻转驱动电机翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作；

铝型材件所有面都完成冲铆工作后，第一驱动气缸和第二驱动气缸复位，滚轮松开铝型材件，之后再次启动升降驱动气缸，使得机架抬升，以接收冲铆完成后铝型材件；

铝型材件下料，启动主动滚筒，在主动滚筒和从动滚筒的输送下，铝型材件完成下料。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

当人们需要将加工铝型材件时，只需要将铝型材件放入上下料机构上，当红外对射传感器检测有铝型材件放入时，主动滚筒便会启动，在主动滚筒和从动滚筒的作用下，铝型材件会被自动送入至翻转定位机构处，减少人为操作危险的效果，同时在冲铆完成后，依旧通过主动滚筒和从动滚筒实现自动取料的效果。完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机，翻转驱动电机翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作，可以提升冲铆效率。

附图说明

图1为本发明用于中空铝型材的冲铆装置的结构示意图；

图2为本发明用于中空铝型材的冲铆装置的俯视图

图3为本发明用于中空铝型材的冲铆装置其翻转定位机构处的结构示意图一；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为本发明用于中空铝型材的冲铆装置其翻转定位机构处的结构示意图二；

图6为本发明用于中空铝型材的冲铆装置其冲铆机构处的结构示意图；

图7为本发明用于中空铝型材的冲铆装置其上下料机构处的结构示意图；

图8为本发明用于中空铝型材的冲铆装置其冲铆定位机构处的结构示意图；

图9为图8中B处的放大示意图；

图10为本发明用于中空铝型材的冲铆装置的操作方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-移动载台；

2-冲铆机构；2a-冲铆驱动气缸；2b-冲铆头；2c-冲铆凹模；2d-供料盘；

3-翻转定位机构；3a-底座；3b-支撑梁；3c-支撑板；3d-轴承座；3e-转动连接盘；3f-翻转定位组件；3f1-翻转盘；3f2-隔板；3f3-夹持腔体；3f4-夹持驱动气缸；3f5-夹板；3f6-滑槽；3f7-辅助夹持气缸；3f8-辅助夹板；3f9-滑块；3g-翻转驱动电机；

4-上下料机构；4a-支撑台；4b-升降驱动气缸；4c-连接梁；4d-机架；4e-主动滚筒；4f-从动滚筒；4g-红外对射传感器；

5-冲铆定位机构；5a-第一驱动气缸；5b-升降块；5c-第二驱动气缸；5d-活动支架；5e-滚轮。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

请参阅图1和图2，该装置,包括移动载台1、冲铆机构2、翻转定位机构3、上下料机构4和冲铆定位机构5，其中：

冲铆机构2，安装在移动载台1上，移动载台1用于控制移动载台1进行移动，冲铆机构2用于执行铝型材件的冲铆工作，在本实施例中，移动载台1采用XYZ三轴移动载台，控制冲铆机构2沿XYZ三轴进行移动，更好地进行冲铆工作。

翻转定位机构3，设置在移动载台1的侧部，用于定位并夹持待加工的铝型材件，并在冲铆机构2执行铝型材件的冲铆工作时，执行铝型材件的翻转工作，在铝型材件完成一个面后的冲铆之后，翻转定位机构3控制其定位并夹持的铝型材件进行翻转，对其他几个面进行冲铆。

上下料机构4，设置在翻转定位机构3的侧部，用于向翻转定位机构3输送待加工的铝型材件，并接收翻转定位机构3冲铆之后的铝型材件，执行冲铆之后的铝型材件的转运工作，在该装置中，上下料机构4既是铝型材件的上料机构，向翻转定位机构3输送待加工的铝型材件，同样也是冲铆完成的铝型材件的下料机构，执行冲铆完成后的铝型材件的下料工作，负责将铝型材件从翻转定位机构3处转运出去。

冲铆定位机构5，设置在翻转定位机构3的侧部，用于在冲铆机构2执行铝型材件的冲铆工作时，辅助定位夹持住铝型材件，确保冲铆机构2冲铆过程的稳定性。。

请参阅图6，冲铆机构2包括冲铆机架、冲铆驱动气缸2a、冲铆头2b、冲铆凹模2c和供料盘2d，移动载台1的输出端连接有冲铆机架，冲铆机架上固定有冲铆驱动气缸2a和冲铆凹模2c，冲铆驱动气缸2a的输出轴传动连接有冲铆头2b，冲铆头2b朝向冲铆凹模2c设置，且冲铆头2b与冲铆凹模2c相配合，冲铆机架上设有供料盘2d，供料盘2d位于冲铆驱动气缸2a侧部.，供料盘2d向冲铆头2b提供冲铆时所需的铆钉。移动载台1控制冲铆机构2进行位置的调节，通过冲铆驱动气缸2a提供动力借助冲铆头2b铆钉直接压入待铆接的铝型材件，待铆接铝型材件在铆钉的压力作用下与铆钉发生塑性变形，成形后充盈于冲铆凹模2c之中，从而形成稳定连接。

请参阅图3、图4和图5，翻转定位机构3包括底座3a、支撑梁3b、支撑板3c、轴承座3d、转动连接盘3e、翻转定位组件3f和翻转驱动电机4g，底座3a上设有两个呈现竖直安装的支撑梁3b，两个支撑梁3b相互远离的一端端面均设有支撑板3c，每个支撑板3c上均设有一个轴承座3d，每个轴承座3d上均转动连接有一个转动连接盘3e，两个转动连接盘3e相互靠近的一端端面均设有翻转定位组件3f，其中一个支撑板3c上设有翻转驱动电机4g，翻转驱动电机4g的输出轴与该支撑板3c上的转动连接盘3e传动连接。

可选的，翻转定位组件3f包括翻转盘3f1、隔板3f2、夹持腔体3f3、夹持驱动气缸3f4和夹板3f5，翻转盘3f1设置为圆形，翻转盘3f1与对应的转动连接盘3e固定连接，翻转盘3f1内对称设有两个隔板3f2，两个隔板3f2相互朝向的内侧形成了用于夹持待加工的铝型材件的夹持腔体3f3，两个隔板3f2相互远离的外侧均设有一个夹持驱动气缸3f4，夹持驱动气缸3f4对称设置在翻转盘3f1内，每个夹持驱动气缸3f4的输出轴均贯穿隔板3f2并传动连接有夹板3f5。翻转驱动电机4g工作时，驱动其安装的支撑板3c上的转动连接盘3e转动，转动连接盘3e会带动该翻转定位组件3f转动，当两个翻转定位组件3f上放置并夹持好铝型材件后，在该翻转定位组件3f转动时，另一个翻转定位组件3f也会一起进行转动，实现铝型材件的翻转。

在本实施例中，每块夹板3f5上均对称设有两个辅助夹持气缸3f7，辅助夹持气缸3f7的输出轴传动连接有辅助夹板3f8，夹板3f5上设有至少一道滑槽3f6，辅助夹板3f8上设有与滑槽3f6滑动配合的滑块3f9。辅助夹持气缸3f7工作时，驱动对应的辅助夹板3f8沿着滑槽3f6进行滑移，在滑块3f9与滑槽3f6的滑动配合下，确保辅助夹板3f8运动过程的稳定，辅助夹板3f8配合夹板3f5，将铝型材件的一端稳定定位并夹持住，在两个翻转定位组件3f的作用下，即可定位并夹持住铝型材件的两端。

请参阅图7，上下料机构4包括支撑台4a、升降驱动气缸4b、连接梁4c、机架4d、主动滚筒4e和从动滚筒4f，支撑台4a设置在底座3a的侧部，支撑台4a上设有两个升降驱动气缸4b，升降驱动气缸4b的输出轴朝向支撑台4a设置且与支撑台4a连接，两个升降驱动气缸4b之间通过连接梁4c连接，每个升降驱动气缸4b远离支撑台4a的一端均设有机架4d，机架4d上设有若干主动滚筒4e和若干从动滚筒4f，主动滚筒4e和从动滚筒4f均与机架4d转动连接。升降驱动气缸4b用于抬升或者降下机架4d，更好地去输送或者转运铝型材件，主动滚筒4e和从动滚筒4f则用于输送铝型材件。

考虑到铝型材件的长度可能较长，在本实施例中，上下料机构4设置为多个，每个上下料机构4的机架4d均延伸至翻转定位组件3f下方，机架4d远离翻转定位组件3f的一端设有红外对射传感器4g，红外对射传感器4g用于判断是否有铝型材件放置在上下料机构4上，以便进行铝型材件的上料工作，同时在冲铆完成后的铝型材件下料到位后，可以及时停止继续输送。

请参阅图8和图9，冲铆定位机构5包括第一驱动气缸5a、升降块5b和第二驱动气缸5c，底座3a上对称设有两个第一驱动气缸5a，第一驱动气缸5a竖直安装在底座3a上，第一驱动气缸5a的输出轴传动连接有升降块5b，升降块5b上设有第二驱动气缸5c，第二驱动气缸5c，第二驱动气缸5c水平安装在升降块5b上，第二驱动气缸5c的输出轴传动连接有活动支架5d，活动支架5d与待加工的铝型材件抵接，在本实施例中，活动支架5d上转动连接有若干滚轮5e，滚轮5e与待加工的铝型材件抵接。在翻转定位机构3翻转铝型材件的时候，并达到指定的翻转角度之后，利用支撑台4a带动和升降驱动气缸4b抬升，并利用连接梁4c带动主动滚筒4e去抵接铝型材件，完成对铝型材件的夹持工作。

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、铝型材件上料，启动主动滚筒4e，在主动滚筒4e和从动滚筒4f的输送下，铝型材件持续向翻转定位机构3处进行输送；

步骤二、铝型材件的定位和夹持，启动升降驱动气缸4b，升降驱动气缸4b将机架4d整体抬升，使得铝型材件可以顺利进入到夹持腔体3f3内，之后启动夹持驱动气缸3f4，利用夹板3f5去夹持住铝型材件，启动第一驱动气缸5a和第二驱动气缸5c，使得滚轮5e抵接铝型材件表面，确保铝型材件处于一个稳定的状态，翻转定位机构3夹持完成后，升降驱动气缸4b进行复位；

步骤三、冲铆前准备，通过移动载台1调节冲铆机构2的位置，使得冲铆机构2到达指定的冲铆工位，开始冲铆；

步骤四、冲铆开始，冲铆驱动气缸2a向下压，冲铆头2b压紧待铆接铝型材件，与此同时，铆钉也在冲铆头2b的驱动下垂直向下对铆接铝型材件进行预压紧；

步骤五、冲刺阶段，冲铆头2b向下运动，推动铆钉迫使其刺穿上层板料，与此同时铆钉也驱使下层板料向冲铆凹模2c内发生塑性变形；

步骤六、扩张阶段，随着铆接过程的进行，铆钉腿部逐渐张开，下层板料发生塑性变形逐渐填充入冲铆凹模2c，在冲铆头2b和冲铆凹模2c的共同作用下，铆钉腿部向周围扩张，嵌入下层板从而形成了铆钉与板料间的机械互锁结构；

步骤七、冲铆完成，当冲头将铆钉下压至铆钉头与上层板料的上表面紧密接触且平齐时可以认为铆接完成，此时压边圈释放压边力，冲铆头2b将返回初始工位，冲铆结束；

步骤八、完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机4g，翻转驱动电机4g翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作；

步骤九、铝型材件所有面都完成冲铆工作后，第一驱动气缸5a和第二驱动气缸5c复位，滚轮5e松开铝型材件，之后再次启动升降驱动气缸4b，使得机架4d抬升，以接收冲铆完成后铝型材件；

步骤十、铝型材件下料，启动主动滚筒4e，在主动滚筒4e和从动滚筒4f的输送下，铝型材件完成下料。

SPR工艺是通过液压缸或伺服电机提供动力将铆钉直接压入待铆接板材，待铆接板材在铆钉的压力作用下与铆钉发生塑性变形，成形后充盈于铆模之中，从而形成稳定连接的一种全新的板材连接技术。

进一步的，请参阅图10，该装置的操作方法，包括以下步骤：

S100)铝型材件上料，启动主动滚筒4e，在主动滚筒4e和从动滚筒4f的输送下，铝型材件持续向翻转定位机构3处进行输送；

S200)铝型材件的定位和夹持，启动升降驱动气缸4b，升降驱动气缸4b将机架4d整体抬升，使得铝型材件可以顺利进入到夹持腔体3f3内，之后启动夹持驱动气缸3f4，利用夹板3f5去夹持住铝型材件，启动第一驱动气缸5a和第二驱动气缸5c，使得滚轮5e抵接铝型材件表面，确保铝型材件处于一个稳定的状态，翻转定位机构3夹持完成后，升降驱动气缸4b进行复位；

S300)冲铆前准备，通过移动载台1调节冲铆机构2的位置，使得冲铆机构2到达指定的冲铆工位，开始冲铆；

S400)冲铆开始，冲铆驱动气缸2a向下压，冲铆头2b压紧待铆接铝型材件，与此同时，铆钉也在冲铆头2b的驱动下垂直向下对铆接铝型材件进行预压紧；

S500)冲刺阶段，冲铆头2b向下运动，推动铆钉迫使其刺穿上层板料，与此同时铆钉也驱使下层板料向冲铆凹模2c内发生塑性变形；

S600)扩张阶段，随着铆接过程的进行，铆钉腿部逐渐张开，下层板料发生塑性变形逐渐填充入冲铆凹模2c，在冲铆头2b和冲铆凹模2c的共同作用下，铆钉腿部向周围扩张，嵌入下层板从而形成了铆钉与板料间的机械互锁结构；

S700)冲铆完成，当冲头将铆钉下压至铆钉头与上层板料的上表面紧密接触且平齐时可以认为铆接完成，此时压边圈释放压边力，冲铆头2b将返回初始工位，冲铆结束；

在此过程中，上下板材在铆钉与凹模凸台的作用下沿冲头下压方向发生了塑性变形，并且板材与铆钉接触的周边，塑性变形程度较大。垂直于冲铆头2b下压方向，会导致接头整体的抗剪切强度明显优于抗剥离强度。

S800)完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机4g，翻转驱动电机4g翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作；

S900)铝型材件所有面都完成冲铆工作后，第一驱动气缸5a和第二驱动气缸5c复位，滚轮5e松开铝型材件，之后再次启动升降驱动气缸4b，使得机架4d抬升，以接收冲铆完成后铝型材件；

S1000)铝型材件下料，启动主动滚筒4e，在主动滚筒4e和从动滚筒4f的输送下，铝型材件完成下料。

本发明的工作原理：

当人们需要将加工铝型材件时，只需要将铝型材件放入上下料机构4上，当红外对射传感器4g检测有铝型材件放入时，主动滚筒4e便会启动，在主动滚筒4e和从动滚筒4f的作用下，铝型材件会被自动送入至翻转定位机构3处，减少人为操作危险的效果，同时在冲铆完成后，依旧通过主动滚筒4e和从动滚筒4f实现自动取料的效果。完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机4g，翻转驱动电机4g翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作，可以提升冲铆效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，包括移动载台(1)、冲铆机构(2)、翻转定位机构(3)、上下料机构(4)和冲铆定位机构(5)，其中：

所述冲铆机构(2)，安装在所述移动载台(1)上，移动载台(1)用于控制移动载台(1)进行移动，冲铆机构(2)用于执行铝型材件的冲铆工作；

所述翻转定位机构(3)，设置在移动载台(1)的侧部，用于定位并夹持待加工的铝型材件，并在冲铆机构(2)执行铝型材件的冲铆工作时，执行铝型材件的翻转工作；

所述上下料机构(4)，设置在翻转定位机构(3)的侧部，用于向翻转定位机构(3)输送待加工的铝型材件，并接收翻转定位机构(3)冲铆之后的铝型材件，执行冲铆之后的铝型材件的转运工作；

所述冲铆定位机构(5)，设置在翻转定位机构(3)的侧部，用于在冲铆机构(2)执行铝型材件的冲铆工作时，辅助定位夹持住铝型材件。

2.根据权利要求1所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，所述冲铆机构(2)包括冲铆机架、冲铆驱动气缸(2a)、冲铆头(2b)、冲铆凹模(2c)和供料盘(2d)，移动载台(1)的输出端连接有所述冲铆机架，冲铆机架上固定有所述冲铆驱动气缸(2a)和所述冲铆凹模(2c)，冲铆驱动气缸(2a)的输出轴传动连接有所述冲铆头(2b)，冲铆头(2b)朝向冲铆凹模(2c)设置，且冲铆头(2b)与冲铆凹模(2c)相配合，冲铆机架上设有所述供料盘(2d)，供料盘(2d)位于冲铆驱动气缸(2a)侧部。

3.根据权利要求2所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，所述翻转定位机构(3)包括底座(3a)、支撑梁(3b)、支撑板(3c)、轴承座(3d)、转动连接盘(3e)、翻转定位组件(3f)和翻转驱动电机(3g)，所述底座(3a)上设有两个呈现竖直安装的所述支撑梁(3b)，两个支撑梁(3b)相互远离的一端端面均设有所述支撑板(3c)，每个支撑板(3c)上均设有一个所述轴承座(3d)，每个轴承座(3d)上均转动连接有一个所述转动连接盘(3e)，两个转动连接盘(3e)相互靠近的一端端面均设有所述翻转定位组件(3f)，其中一个支撑板(3c)上设有所述翻转驱动电机(3g)，翻转驱动电机(3g)的输出轴与该支撑板(3c)上的转动连接盘(3e)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，翻转定位组件(3f)包括翻转盘(3f1)、隔板(3f2)、夹持腔体(3f3)、夹持驱动气缸(3f4)和夹板(3f5)，所述翻转盘(3f1)设置为圆形，翻转盘(3f1)与对应的转动连接盘(3e)固定连接，翻转盘(3f1)内对称设有两个所述隔板(3f2)，两个隔板(3f2)相互朝向的内侧形成了用于夹持待加工的铝型材件的夹持腔体(3f3)，两个隔板(3f2)相互远离的外侧均设有一个所述夹持驱动气缸(3f4)，夹持驱动气缸(3f4)对称设置在翻转盘(3f1)内，每个夹持驱动气缸(3f4)的输出轴均贯穿隔板(3f2)并传动连接有所述夹板(3f5)。

5.根据权利要求4所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，每块夹板(3f5)上均对称设有两个辅助夹持气缸(3f7)，所述辅助夹持气缸(3f7)的输出轴传动连接有辅助夹板(3f8)，夹板(3f5)上设有至少一道滑槽(3f6)，辅助夹板(3f8)上设有与所述滑槽(3f6)滑动配合的滑块(3f9)。

6.根据权利要求5所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，所述上下料机构(4)包括支撑台(4a)、升降驱动气缸(4b)、连接梁(4c)、机架(4d)、主动滚筒(4e)和从动滚筒(4f)，所述支撑台(4a)设置在底座(3a)的侧部，支撑台(4a)上设有两个所述升降驱动气缸(4b)，升降驱动气缸(4b)的输出轴朝向支撑台(4a)设置且与支撑台(4a)连接，两个升降驱动气缸(4b)之间通过所述连接梁(4c)连接，每个升降驱动气缸(4b)远离支撑台(4a)的一端均设有所述机架(4d)，机架(4d)上设有若干所述主动滚筒(4e)和若干所述从动滚筒(4f)，主动滚筒(4e)和从动滚筒(4f)均与机架(4d)转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，上下料机构(4)设置为多个，每个上下料机构(4)的机架(4d)均延伸至翻转定位组件(3f)下方，机架(4d)远离翻转定位组件(3f)的一端设有红外对射传感器(4g)。

8.根据权利要求7所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，所述冲铆定位机构(5)包括第一驱动气缸(5a)、升降块(5b)和第二驱动气缸(5c)，底座(3a)上对称设有两个所述第一驱动气缸(5a)，第一驱动气缸(5a)竖直安装在底座(3a)上，第一驱动气缸(5a)的输出轴传动连接有所述升降块(5b)，升降块(5b)上设有所述第二驱动气缸(5c)，第二驱动气缸(5c)，第二驱动气缸(5c)水平安装在升降块(5b)上，第二驱动气缸(5c)的输出轴传动连接有活动支架(5d)，活动支架(5d)与待加工的铝型材件抵接。

9.根据权利要求8所述的一种用于中空铝型材的冲铆装置，其特征在于，活动支架(5d)上转动连接有若干滚轮(5e)，滚轮(5e)与待加工的铝型材件抵接。

10.一种用于中空铝型材的冲铆装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

铝型材件上料，启动主动滚筒(4e)，在主动滚筒(4e)和从动滚筒(4f)的输送下，铝型材件持续向翻转定位机构(3)处进行输送；

铝型材件的定位和夹持，启动升降驱动气缸(4b)，升降驱动气缸(4b)将机架(4d)整体抬升，使得铝型材件可以顺利进入到夹持腔体(3f3)内，之后启动夹持驱动气缸(3f4)，利用夹板(3f5)去夹持住铝型材件，启动第一驱动气缸(5a)和第二驱动气缸(5c)，使得滚轮(5e)抵接铝型材件表面，确保铝型材件处于一个稳定的状态，翻转定位机构(3)夹持完成后，升降驱动气缸(4b)进行复位；

冲铆前准备，通过移动载台(1)调节冲铆机构(2)的位置，使得冲铆机构(2)到达指定的冲铆工位，开始冲铆；

冲铆开始，冲铆驱动气缸(2a)向下压，冲铆头(2b)压紧待铆接铝型材件，与此同时，铆钉也在冲铆头(2b)的驱动下垂直向下对铆接铝型材件进行预压紧；

冲刺阶段，冲铆头(2b)向下运动，推动铆钉迫使其刺穿上层板料；

扩张阶段，随着铆接过程的进行，铆钉腿部逐渐张开，下层板料发生塑性变形逐渐填充入冲铆凹模(2c)，在冲铆头(2b)和冲铆凹模(2c)的共同作用下，铆钉腿部向周围扩张，嵌入下层板从而形成了铆钉与板料间的机械互锁结构；

冲铆完成，当冲头将铆钉下压至铆钉头与上层板料的上表面紧密接触且平齐时可以认为铆接完成，冲铆头(2b)将返回初始工位，冲铆结束；

完成铝型材件其中一个面的冲铆工作时，启动翻转驱动电机(3g)，翻转驱动电机(3g)翻转铝型材件，继续之前的步骤，完成对铝型材件各个面的冲铆工作；

铝型材件所有面都完成冲铆工作后，第一驱动气缸(5a)和第二驱动气缸(5c)复位，滚轮(5e)松开铝型材件，之后再次启动升降驱动气缸(4b)，使得机架(4d)抬升，以接收冲铆完成后铝型材件；

铝型材件下料，启动主动滚筒(4e)，在主动滚筒(4e)和从动滚筒(4f)的输送下，铝型材件完成下料。

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