CN113319384B - 热熔自攻丝示教工具及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种热熔自攻丝示教工具及设备，属于热熔自攻丝示教工具技术领域。热熔自攻丝示教工具包括：基体，包括定位部、支撑部和夹持部，支撑部包括相对且平行设置的第一面和第二面，定位部设置于第一面且凸出于支撑部，夹持部设置于第二面且凸出于第二面，定位部与夹持部同轴设置，定位部与第一面垂直设置，夹持部与第二面垂直设置，定位部用于与预开孔配合；定位组件，包括多个定位销，每个定位销的一端安装于第一面，每个定位销的另一端凸出于第一面，多个定位销的另一端的端面共面且形成定位面，定位面与第一面平行，每个定位销的凸出于第一面的高度小于定位部凸出于第一面的高度。该热熔自攻丝示教工具能够同时完成对中和垂直调试。

Description

热熔自攻丝示教工具及设备

技术领域

本申请涉及热熔自攻丝示教工具技术领域，具体而言，涉及一种热熔自攻丝示教工具及设备。

背景技术

在轻量化的大趋势下，钢铝混合车身、纯铝车身等新兴材料搭接的应用逐渐广泛，其连接工艺与传统纯钢车身焊接工艺也不同。热熔自攻丝(Flow Drill Screw driving，简称FDS)技术是汽车等钣金连接技术之一，经过“定位预热-热熔穿刺-锥孔成型-螺纹成型-螺钉拧入-紧固落座”过程，FDS螺钉垂直将两层或多层待加工件紧固连接在一起。

常见的FDS设备由控制柜、触摸屏、自动送料器、拧紧单元(枪本体)四大部分组成，拧紧单元是主要执行部分，包含控制机构、翻转机构、夹嘴机构和导向机构，夹嘴机构又可细分为夹爪、压板、刀杆等。作业过程中，FDS螺钉经翻转机构送到夹嘴机构，由夹爪夹持，导向机构驱动夹嘴机构进给运动，压板压紧待加工件，控制机构再驱动刀杆进给运动与旋转运动，与FDS螺钉钉帽啮合，并完成穿刺、攻丝、拧紧。而FDS的品质，取决于拧紧单元与待加工件是否垂直、与待加工件预开孔是否对中。

FDS枪的垂直和对中，依靠目视确认压板与待加工件贴合、螺钉钉尖与预开孔同心，记录当前位置轨迹点，则完成当前作业点的垂直和对中调试。但目视确认无法保证FDS枪垂直和对中精确，当FDS枪与待加工件不对中、不垂直时，FDS螺钉易与待加工件预开孔刮蹭干涉、螺钉不垂直于工件导致品质不良、螺钉易发打滑刀头与螺钉啮合处异常磨损等。

发明内容

本申请的目的在于提供一种同时完成对中和垂直调试的热熔自攻丝示教工具及设备，确保了热熔自攻丝枪与待加工件的对中和垂直的精度，提高了设备调试的效率，从而保证每颗热熔自攻丝螺钉的质量。

本申请是通过下述技术方案实现的：

一方面，本申请实施例提供了一种热熔自攻丝示教工具，应用于热熔自攻丝枪对中和垂直示教，所述热熔自攻丝枪包括夹爪和压板，所述夹爪与所述压板同轴设置，所述热熔自攻丝示教工具包括：

基体，包括定位部、支撑部和夹持部，所述支撑部包括相对且平行设置的第一面和第二面，所述定位部设置于所述第一面且凸出于所述第一面，所述夹持部设置于所述第二面且凸出于所述第二面，所述定位部与所述夹持部同轴设置，所述定位部与所述第一面垂直设置，所述夹持部与所述第二面垂直设置，所述第一面用于贴合于待加工件，所述第二面用于支撑所述压板，所述夹持部被配置为被所述夹爪夹持，所述定位部用于与所述待加工件的预开孔配合；

定位组件，包括多个定位销，多个所述定位销绕所述定位部的中心轴线间隔分布，每个所述定位销的一端安装于所述第一面，每个所述定位销的另一端凸出于所述第一面，多个所述定位销的另一端的端面共面且形成定位面，所述定位面与所述第一面平行，每个所述定位销的凸出于所述第一面的高度小于所述定位部凸出于所述第一面的高度。

根据本申请实施例的热熔自攻丝示教工具，可快速安装于热熔自攻丝枪，由于夹持部能够与热熔自攻丝枪的夹爪配合、且夹持部与定位部同轴设置，通过定位部与待加工件的预开孔配合能够实现对中调试，由于支撑部与热熔自攻丝枪的压板抵接，通过定位面与待加工件贴合，实现垂直度调试，确保了热熔自攻丝枪与待加工件的对中和垂直的精度，提高了设备调试的效率，从而保证每颗热熔自攻丝螺钉的质量。同时，多个定位销绕定位部的中心轴线间隔分布，使得整体结构紧凑，体积小，占用较小的空间。

根据本申请的一些实施例，所述夹持部设置有环形凹槽，所述环形凹槽绕所述夹持部的中心轴线设置。

在上述方案中，环形凹槽绕夹持部的中心轴线设置，夹爪与夹持部具有较大的夹持范围，便于实现夹爪与夹持部的装配。

根据本申请的一些实施例，沿所述支撑部的中心轴线方向的投影面，所述夹持部的投影和所述定位部的投影均位于所述支撑部的投影内。

在上述方案中，夹持部的投影和定位部的投影均位于支撑部的投影内，使得热熔自攻丝示教工具结构紧凑，减少空间占用，以防与其他部件干涉。

根据本申请的一些实施例，所述定位部与所述支撑部同轴设置。

在上述方案中，定位部与支撑部同轴设置，便于加工，便于定位。

根据本申请的一些实施例，所述第一面开设有多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述定位销一一对应。

在上述方案中，定位销插设于安装孔内与支撑部连接，保证定位销与支撑部连接稳定。

根据本申请的一些实施例，每个所述定位销与所述支撑部过盈配合。

在上述方案中，定位销与支撑部过盈配合，便于装配，操作简单。

根据本申请的一些实施例，每个所述安装孔均为螺纹孔，所述定位销与所述支撑部螺纹连接。

在上述方案中，定位销与支撑部螺纹连接，装配便捷，便于更换。

根据本申请的一些实施例，所述定位部为圆柱结构，所述定位部的直径大于所述定位销的直径。

在上述方案中，定位部的直径大于定位销的直径，使得整体结构紧凑，合理利用安装空间。

根据本申请的一些实施例，多个所述定位销位于以所述定位部的中心轴线为圆心的同一圆周上。

在上述方案中，多个定位销位于同一圆周上，具有较好的支撑效果，在与待加工件抵接时，保证贴合效果。

另一方面，本申请实施例还提供了一种热熔自攻丝设备，包括热熔自攻丝枪和上述的热熔自攻丝示教工具，所述热熔自攻丝示教工具被配置为被所述热熔自攻丝枪的夹爪夹持。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的热熔自攻丝枪和热熔自攻丝示教工具的装配示意图；

图2为本申请一实施例提供的热熔自攻丝枪和热熔自攻丝示教工具的装配状态的主视图；

图3为本申请一实施例提供的热熔自攻丝枪和热熔自攻丝示教工具的装配状态的局部视图；

图4为本申请一实施例提供的热熔自攻丝示教工具的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的热熔自攻丝示教工具的主视图。

图标：100-热熔自攻丝枪；11-夹爪；12-压板；13-刀杆；200-热熔自攻丝示教工具；21-基体；211-定位部；212-支撑部；2121-第一面；2122-第二面；2123-安装孔；213-夹持部；2131-环形凹槽；22-定位组件；221-定位销；222-定位面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考图描述根据本申请一方面实施例的热熔自攻丝设备。

如图1-图5所示，根据本申请实施例的热熔自攻丝设备，包括：热熔自攻丝枪100和热熔自攻丝示教工具200。

如图1-图3所示，热熔自攻丝枪100包括夹爪11和压板12，夹爪11与压板12同轴设置。夹爪11用于夹持热熔自攻丝螺钉。压板12用于压于待加工件(例如板件)，以实现定位支撑。热熔自攻丝枪100还包括刀杆13，刀杆13用于在夹爪11关闭后与夹爪11配合压紧FDS螺钉。

在机器人示教过程中，如图2和图3所示，夹爪11用于夹持热熔自攻丝示教工具200；刀杆13用于与夹爪11配合压紧热熔自攻丝示教工具200；压板12用于抵接于热熔自攻丝示教工具200，并将热熔自攻丝示教工具200抵接于待加工件。

如图4和图5所示，热熔自攻丝示教工具200包括基体21及定位组件22。

基体21包括定位部211、支撑部212和夹持部213，支撑部212包括相对且平行设置的第一面2121和第二面2122，定位部211设置于第一面2121且凸出于第一面2121，也即，定位部211沿背离第二面2122的方向凸出于第一面2121；夹持部213设置于第二面2122且凸出于第二面2122，也即，夹持部213沿背离第一面2121的方向凸出于第二面2122。定位部211与夹持部213同轴设置，定位部211与第一面2121垂直设置，也即支撑部212与第一面2121垂直设置。夹持部213与第二面2122垂直设置，也即定位部211与第二面2122垂直设置。第一面2121用于贴合于待加工件，第二面2122用于支撑压板12，夹持部213被配置为被夹爪11夹持，定位部211用于与待加工件的预开孔配合。

定位组件22包括多个定位销221，多个定位销221绕定位部211的中心轴线间隔分布，每个定位销221的一端安装于第一面2121，每个定位销221的另一端凸出于第一面2121，多个定位销221的另一端的端面共面且形成定位面222，定位面222与第一面2121平行，每个定位销221的凸出于第一面2121的高度小于定位部211凸出于第一面2121的高度。由于第一面2121与第二面2122平行，所以，定位面222与第二面2122也平行；同时，定位部211与定位面222垂直设置。

根据本申请实施例的热熔自攻丝示教工具200，可快速安装于热熔自攻丝枪100，由于夹持部213能够与热熔自攻丝枪100的夹爪11配合、且夹持部213与定位部211同轴设置，通过定位部211与待加工件的预开孔配合，能够实现对中调试；由于支撑部212的第二面2122能够与热熔自攻丝枪100的压板12抵接，且定位面222与第二面2122平行、定位部211与定位面222垂直，通过定位面222与待加工件贴合，实现垂直度调试，确保了热熔自攻丝枪100与待加工件的对中和垂直的精度，提高了设备调试的效率，从而保证每颗热熔自攻丝螺钉的质量。同时，多个定位销221绕定位部211的中心轴线间隔分布，使得整体结构紧凑，体积小，占用较小的空间。

需要指出的是，当定位部211与待加工件的预开孔配合时，定位部211的中心轴线与预开孔的中心线共线。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，夹持部213设置有环形凹槽2131，环形凹槽2131绕夹持部213的中心轴线设置。环形凹槽2131绕夹持部213的中心轴线设置，夹爪11与夹持部213具有较大的夹持范围，便于实现夹爪11与夹持部213的装配。

根据本申请的一些实施例，沿支撑部212的中心轴线方向的投影面，夹持部213的投影和定位部211的投影均位于支撑部212的投影内。上述设置方式，使得热熔自攻丝示教工具200结构紧凑，减少空间占用，以防与其他部件干涉。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，定位部211与支撑部212可以同轴设置，也即定位部211、支撑部212及夹持部213均同轴设置，便于加工，便于定位。

在本申请的其他实施例中，定位部211与支撑部212还可以异轴设置。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，第一面2121开设有多个安装孔2123，多个安装孔2123与多个定位销221一一对应。也即，每个定位销221插入对应的安装孔2123内，以与支撑部212连接。通过定位销221插设于安装孔2123内与支撑部212连接，保证定位销221与支撑部212连接稳定。

根据本申请的一些实施例，每个定位销221与支撑部212过盈配合，也即，定位销221与安装孔2123过盈配合。过盈配合的装配方式，便于装配，操作简单。

根据本申请的另一些实施例，每个安装孔2123均为螺纹孔，定位销221与支撑部212螺纹连接。也即，定位销221设置有与螺纹孔对应的外螺纹，以便于定位销221与支撑部212连接。定位销221与支撑部212螺纹连接，装配便捷，便于更换。

在本申请的其他实施例中，定位销221与支撑部212还可以通过焊接方式装配，也即定位销221插入安装孔2123内并与支撑部212焊接，安装孔2123实现定位销221的定位。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，定位销221为圆柱结构，定位部211的直径大于定位销221的直径。定位部211具有较大的直径，占用较大的第一面2121的安装空间，而定位销221的直径较小，占用较小的安装空间，可以使得支撑部212尺寸较小，在保证与热熔自攻丝枪100的压板12配合的前提下，可以节省材料，降低成本。另外，定位部211的直径大于定位销221的直径，定位销221可以靠近定位部211设置，以使得热熔自攻丝示教工具200整体结构紧凑，合理利用安装空间。

在本申请的其他实施例，定位销221的截面还可以为其他形状，例如三角形、矩形、及其他多边形，或者异形。

根据本申请的一些实施例，多个定位销221位于以定位部211的中心轴线为圆心的同一圆周上。也即，多个定位销221的背离第一面2121的另一端的端面位于同一圆周。多个定位销221位于同一圆周上，具有较好的支撑效果，在与待加工件抵接时，保证贴合效果。

根据本申请的一些实施例，定位部211、支撑部212及夹持部213一体成型。例如，定位部211、支撑部212及夹持部213为金属材质，定位部211、支撑部212及夹持部213为一棒料车削加工而成。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，定位部211、支撑部212及夹持部213均为圆柱状结构，便于加工。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，定位组件22包括三个定位销221，具有较大的定位范围。

热熔自攻丝示教过程为：使用时，打开夹爪11，将热熔自攻丝示教工具200放置于夹爪11位置，压板12抵接于支撑部212的第二面2122，实现轴向定位，关闭夹爪11，控制刀杆13下压，刀杆13压紧夹持部213，实现热熔自攻丝示教工具200夹紧，避免在机器人示教运动过程中，热熔自攻丝示教工具200发生轴向偏移。定位部211与待加工件的预开孔配合，实现热熔自攻丝枪100与预开孔对中调试，第一面2121上的多个定位销221与待加工件抵接，保证热熔自攻丝枪100与待加工件垂直。

需要指出的是，轴向是指定位部211的中心轴线方向，也即定位的中心轴线。

通过热熔自攻丝示教工具200调试热熔自攻丝枪100对中和垂直，解决了目视确认无法保证精度的问题，在不过多增大调试过程中对空间的需求下，提高了调试的效率，保证了对中和垂直的精确度，消除了因热熔自攻丝枪100不对中、不垂直而发生的热熔自攻丝品质异常及刀头异常磨损故障，对新型材料连接工艺的稳定性提升、品质保证、设备开动率提高有很好的改善效果。

当热熔自攻丝进行铆点调试对中和垂直时，使用热熔自攻丝示教工具200，夹爪11能够夹持稳固，定位部211与待加工件的预开孔良好配合，且多个定位销221支撑，能够良好保证垂直。

该热熔自攻丝示教工具200，结构简单，且能满足使用需求；可以通过一般车床、钻床完成加工，加工工艺性好，加工、材料成本低，并且体积较小，安装方便，不影响狭窄空间作业。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种热熔自攻丝示教工具，应用于热熔自攻丝枪对中和垂直示教，所述热熔自攻丝枪包括夹爪和压板，所述夹爪与所述压板同轴设置，其特征在于，所述热熔自攻丝示教工具包括：

基体，包括定位部、支撑部和夹持部，所述支撑部包括相对且平行设置的第一面和第二面，所述定位部设置于所述第一面且凸出于所述第一面，所述夹持部设置于所述第二面且凸出于所述第二面，所述定位部与所述夹持部同轴设置，所述定位部与所述第一面垂直设置，所述夹持部与所述第二面垂直设置，所述第一面用于贴合于待加工件，所述第二面用于支撑所述压板，所述夹持部被配置为被所述夹爪夹持，所述定位部用于与所述待加工件的预开孔配合；

定位组件，包括多个定位销，多个所述定位销绕所述定位部的中心轴线间隔分布，每个所述定位销的一端安装于所述第一面，每个所述定位销的另一端凸出于所述第一面，多个所述定位销的另一端的端面共面且形成定位面，所述定位面与所述第一面平行，每个所述定位销的凸出于所述第一面的高度小于所述定位部凸出于所述第一面的高度；

所述夹持部设置有环形凹槽，所述环形凹槽绕所述夹持部的中心轴线设置；

沿所述支撑部的中心轴线方向的投影面，所述夹持部的投影和所述定位部的投影均位于所述支撑部的投影内。

2.根据权利要求1所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，所述定位部与所述支撑部同轴设置。

3.根据权利要求1所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，所述第一面开设有多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述定位销一一对应。

4.根据权利要求3所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，每个所述定位销与所述支撑部过盈配合。

5.根据权利要求3所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，每个所述安装孔均为螺纹孔，所述定位销与所述支撑部螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，所述定位部为圆柱结构，所述定位部的直径大于所述定位销的直径。

7.根据权利要求1所述的热熔自攻丝示教工具，其特征在于，多个所述定位销位于以所述定位部的中心轴线为圆心的同一圆周上。

8.一种热熔自攻丝设备，其特征在于，包括热熔自攻丝枪和如权利要求1-7中任一项所述的热熔自攻丝示教工具，所述热熔自攻丝示教工具被配置为被所述热熔自攻丝枪的夹爪夹持。