CN113333642B - 一种钢丝端头全自动压铆机 - Google Patents

Abstract

一种钢丝端头全自动压铆机，它包括机架（1，其特征是所述的机架（1）的一侧安装有端头自动上料装置（2），机架（1）的另一侧安装有钢丝自动上料装置（3），在机架（1）上、端头自动上料装置（2）和钢丝自动上料装置（3）之间安装有钢丝预组装装置（4），在机架（1）上钢丝预组装装置（4）的一侧安装有机械手移载装置（4），在机械手移载装置（4）的一侧安装有自动压铆装置（5）和自动压字码装置（6），在自动压铆装置（5）的一侧安装有成品OK/NG分拣装置（7）。本发明自动化水平高，可大幅度降低用工成本，减少劳动力使用。

Description

一种钢丝端头全自动压铆机

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，尤其是一种汽车零部件自动加工设备，具体地说是一种钢丝端头全自动压铆机。

背景技术

随着我国汽车工业的快速发展，汽车零配件制造数据可追溯性和劳动力资源短缺等现象。导致大部分汽车零配件生产商对汽车配件生产产量生产低，数据可追溯型差等问题。例如，作为汽车安全部件之一的，钢丝端头（如图9所示）是由钢丝绳和端头铆压而成，传统的成型方法是需要人工将钢丝绳的一端插入羰头中，然后放在铆钉压设备上进行铆压，打码，然后进行检验，一个工作操作一台铆压机，生产效率低，组装过程中的质量难以信号，尤其是对长度、硬度等不能在线检测，需要后道检测才能发现问题。有必要加以解决，提请其自动化生产水平，降低劳动力成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有钢丝端头组装的自动化水平低，装配数据溯源性差的问题，设计一种钢丝端头全自动压铆机。

本发明的技术方案是：

一种钢丝端头全自动压铆机，它包括机架1，其特征是所述的机架1的一侧安装有端头自动上料装置2，机架1的另一侧安装有钢丝自动上料装置3，在机架1上、端头自动上料装置2和钢丝自动上料装置3之间安装有钢丝预组装装置4，在机架1上钢丝预组装装置4的一侧安装有机械手移载装置9，在机械手移载装置9的一侧安装有自动压铆装置5和自动压字码装置6，在自动压铆装置5的一侧安装有成品OK/NG分拣装置7；端头自动上料装置2和钢丝自动上料装置3分别将冲压成型并经过淬火处理的钢丝绳端头及两端弧焊成形的钢丝绳经过检测后送入钢丝预组装装置4，由钢丝预组装装置4将钢丝绳的一端插入钢丝绳端头的插孔中完成组装，组装完成的钢丝端头由机械手移载装置9移送到自动压铆装置5中完成压铆，使钢丝绳压铆在钢丝绳端头中并完成钢丝绳端头表面硬度及成品长度的检测以判定钢丝绳端头是否合格，为下一步成品OK/NG分拣装置7提供依据，经压铆后的钢丝端头送入自动压字码装置6进行批次码压码，压码结束后的钢丝端头被送入成品OK/NG分拣装置7中进行分拣，硬度和长度合格的成品被送入合格品框8中，不合格品打入NG物料接料托盘706中回收处理。

本发明的有益效果：

本发明解决了目前一些汽车零配件制造厂家设备大多都是人工操作多工位单机设备，单机多工位设备自动化程度低，设备数量多；操作人员多，设备生产技术参数可追溯性差的问题，具有操作简单、生产效率高、数据存储追溯性强等特点。

本发明自动化水平高，可大幅度降低用工成本，减少劳动办使用。

附图说明

图1是本发明的总装结构示意图。

图2是本发明的端头自动上料装置示意图。

图3是本发明的钢丝自动上料预组装装置示意图。

图4是本发明的机械手移载装置示意图。

图5是本发明的自动铆压装置示意图。

图6是本发明的自动压字码装置示意图。

图7是本发明的成品OK/NG分拣装置示意图。

图8是本发明的机架装置示意图。

图9是本发明的钢丝绳端头结构示意图。

图10是安装在自动铆压装置中的铆压工装的结构示意图。

图11是图6、7所示的压字码装置和分拣装置组合结构示意图。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-11所示。

一种钢丝端头全自动压铆机，它包括机架1，机架1由铝合金框架和有机玻璃组成，结构如图8所示，图8中101表示设备台面装，102表示废品箱装置，103表示电气控制箱装置，104表示气源处理装置，105表示上铝型材框架，106表示触摸屏装置，107表示电脑显示器，108表示工控机，109表示钢结构焊接框架底座，101-109均为不影响本发明创造性的常规配附件，故均未展开说明。为了清晰地显示安装在机架1中的各工作部件间的位置关系，图1中隐去了框架和有机玻璃。所述的机架1的一侧安装有端头自动上料装置2，机架1的另一侧安装有钢丝自动上料装置3，在机架1上、端头自动上料装置2和钢丝自动上料装置3之间安装有钢丝预组装装置4，在机架1上钢丝预组装装置4的一侧安装有机械手移载装置9，在机械手移载装置9的一侧安装有自动压铆装置5和自动压字码装置6，在自动压铆装置5的一侧安装有成品OK/NG分拣装置7；端头自动上料装置2和钢丝自动上料装置3分别将冲压成型并经过淬火处理的钢丝绳端头及两端弧焊成形的钢丝绳经过检测后送入钢丝预组装装置4，由钢丝预组装装置4将钢丝绳的一端插入钢丝绳端头的插孔中完成组装，组装完成的钢丝端头由机械手移载装置9移送到自动压铆装置5中完成压铆，使钢丝绳压铆在钢丝绳端头中并完成钢丝绳端头表面硬度及成品长度的检测以判定钢丝绳端头是否合格，为下一步成品OK/NG分拣装置7提供依据，经压铆后的钢丝端头送入自动压字码装置6进行批次码压码，压码结束后的钢丝端头被送入成品OK/NG分拣装置7中进行分拣，硬度和长度合格的成品被送入合格品框8中，不合格品打入NG物料接料托盘706中回收处理。以下各主要部件的组成及结构示意图。

其中：

本发明的端头自动上料装置2的结构如图2所示，它主要由端头补料料仓201、振动盘装置202、端头错料装置203、第一机械手204、第二机械手205组成，端头放入端头补料料仓201后依靠重力和振动进入振动盘装置202（可直接从市场订制）中，经振动后呈插入孔朝上的形式进入排料槽206中，端头移动到端头错料装置203位置处时，端头错料装置203（一般而言可由推板和气缸组成，属于常规设计，无需公开具体的设计结构）将最前端的端头推离排料槽206，同时被第一机械手204的夹爪夹持后上移，第一机械手204的夹爪夹持端头的同时，安装在端头错料装置203上的光电传感器作端头的缺口方向以便控制安装夹爪的旋转气缸的转动方向，使端头的开口呈正确的水平状态，此时，第二机械手205的夹爪从第一机械手的夹爪上将端头取下，然后沿第二机械手导轨207移动到钢丝自动上料装置3一侧的钢丝预组装装置4的端头模具中。

本发明的钢丝自动上料装置3如图3所示，图3左侧的图是正面立体视图，右侧是背面立体视图。由图3可以看出，钢丝自动上料装置3主要由钢丝料仓装置301、钢丝预压装置302和钢丝推板303组成，钢丝料仓装置301由若干排放置钢丝的直槽组成，并能在钢丝料仓驱动切换气缸308的推动下在工作台面上前后移动，以便使对应的直槽进入供料位置，钢丝经人工放入直槽中，先由钢丝预压装置302的压头插入直槽中进行压直校正；钢丝推板303位于钢丝料仓装置301的下方并由钢丝推料气缸305推动前后移动，钢丝推板303与直槽的底部相接触以防止钢丝掉落，在钢丝推板303的前部开有一个能容纳钢丝的凹槽，落入该凹槽中的钢丝随着钢丝推板303的前推被推出钢丝料仓装置301，再由安装在凹槽一侧的推丝气缸304推入另一侧的钢丝预组装装置4中与端头组装；当第一排直槽中的钢丝用毕，则钢丝料仓装置301在气缸推动下前移一个槽位；在钢丝料仓装置301的一侧安装有钢丝长度检测传感器307，该长度检测传感器的检测头插入放置钢丝的直槽中对每根钢丝的长度进行检测，当检测到的钢丝长度不符合要求时，由随钢丝推板303推出的钢丝由安装在凹槽另一侧的推丝气缸直接反方向推出凹槽送入一侧的废钢丝回收箱306中。

本发明的钢丝预组装装置4仍然如图3所示，它是与钢丝自动上料装置3出丝口同轴线安装的，也是为了方便空间布局设置的，图3左图右侧和图3右图左侧均进行了标示，它主要由端头模具401、钢丝推入长度检测传感器402和端头盖板403组成，端头模具401的模腔与端头外形相匹配，用于接收第二机械手205送来的端头并使端头定位，端头盖板403由气缸驱动压在端头上防止穿装过程中端头的移动，钢丝推入长度检测传感器402安装在钢丝推入气缸304一侧用于检测钢丝推入端头后的长度，以控制钢丝推入气缸304的行程直至推入长度满足工艺要求。

本发明的机械手移载装置9如图4和图10所示，其中图10所示的铆压工装安装在图5中的自动压铆装置5中，铆压工装又位于上料机械手装置901和下料机械手装置902之间，上料机械手装置901和下料机械手装置902分别安装在自动压铆装置5的两侧，两者结构对称相同，它们均由电缸903、导轨904、滑台气缸905（标准件或直接从市场购置）、旋转气缸906和三个夹爪907组成，电缸903带动滑台气缸905在导轨904上移动，旋转气缸906随滑台气缸905升降，旋转气缸906带动三个夹爪907作180度翻转，对于上料机械手装置901而言，电缸903工作，带动滑台气缸移动到钢丝预组装装置4位置处，滑动气缸带动三个夹爪907升高，将钢丝预组装装置4组装完成的钢丝端头夹紧抓住后作180度翻转，然后再沿导轨移动到自动压铆装置5位置处，滑台气缸下降，将待压铆的钢丝端头放在压铆模具上，压铆结构后，由下料机械手装置902抓取后移送到自动压字码装置6上进行压字码作业，其动作过程与前述上料机械手装置901动作过程相反。

本发明的自动压铆装置5如图5所示，它主要由工件定位装置501、气液增压缸502、位移传感器503、压力传感器504和铆压长度检测传感器505组成，气液增压缸502安装在增压缸安装板506上，铆压头安装在气液增压缸502的活塞杆上，工件定位装置501（如图10）安装在铆压头下部，工件定位装置501上安装有铆压模具507和钢丝定位装置508，由上料机械手装置901转运来的经预装好的钢丝端头被放置在工件定位装置501上的铆压模具507和钢丝定位装置508中；铆压头上安装有位移传感器503和压力传感器504，通过测量位移传感器测量压铆头的移动距离，通过压力传感器测量压铆头位移过程中的压力变化值来判定端头是否为经过淬火的合格品，整个下压过程中，如果压力由最小到最大变化时间短，则说明端火是未经淬火的非合格品应加以剔除，如果压力变化曲线和位移曲线满足设定的关系，则判定端头是经过淬火的合格品；铆压长度检测传感器505安装在铆压模具507一侧，用于检测铆压后的端头长度，以便控制铆压头的下行距离，保证铆压到位，具体实施时还应加装掊料气缸507以保证铆压后的端头与模具分离，以方便后续的抓取。整个铆压装置是本发明的关键，既可参考相应手册自行设计也可从市场购置。

本发明的自动压字码装置6如图6所示，它主要由压码用气液增压缸601、批次码快换机构602（标准件，直接从市场购置）、端头定位模具603（压住两端，中间要留出供夹气缸爪抓取的空间）和成品下料通道604组成，由下料机械手装置402从自动压铆装置5上转移过来的压铆后的合格品置于端头定位模具603上，气液增压缸601带动压码头对羰头部分进行压码后，由安装在气缸安装支撑板605上的气缸夹爪701从端头定位模具603上取下，移动到成品下料通道604处释放后落入成品仓中；所述的批次码快换机构602安装在气液增压缸601的活塞杆的一侧，根据比次号将对应批次码的压头安装在活塞杆的端部实现批次码的快速更换。

本发明的成品OK/NG分拣装置7如图7所示，它与自动压字码装置6组装的结构示意图如图11所示，OK/NG分别表示合格与不合格。成品OK/NG分拣装置7主要由气缸夹爪701、分拣滑台气缸702、直线导轨703、无杆气缸704、固定支撑板705和废品接料托盘706组成，由下料机械手装置402从自动压铆装置5上转移过来的压铆后的不合格品或打码后不合格的废品直接由气缸夹爪701从端头定位模具603夹取后，先由分拣滑台气缸702上抬到设定高度，再由无杆气杆704带动在直线导轨703上移动至废品接料托盘706正上方，废品接料托盘706先在气缸驱动下沿导轨移动至气缸夹爪701下方，待废品工件落入废品接料托盘706后，废品接料托盘706再在气缸的带动下沿导轨回到原始位置；对于气缸夹爪701抓取到的合格品，则直接送入一侧的成品下料通道604中。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种钢丝端头全自动压铆机，它包括机架（1），其特征是所述的机架（1）的一侧安装有端头自动上料装置（2），机架（1）的另一侧安装有钢丝自动上料装置（3），在机架（1）上、端头自动上料装置（2）和钢丝自动上料装置（3）之间安装有钢丝预组装装置（4），在机架（1）上钢丝预组装装置（4）的一侧安装有机械手移载装置（9），在机械手移载装置（9）的一侧安装有自动压铆装置（5）和自动压字码装置（6），在自动压铆装置（5）的一侧安装有成品OK/NG分拣装置（7）；端头自动上料装置（2）和钢丝自动上料装置（3）分别将冲压成型并经过淬火处理的钢丝绳端头及两端弧焊成形的钢丝绳经过检测后送入钢丝预组装装置（4），由钢丝预组装装置（4）将钢丝绳的一端插入钢丝绳端头的插孔中完成组装，组装完成的钢丝端头由机械手移载装置（9）移送到自动压铆装置（5）中完成压铆，使钢丝绳压铆在钢丝绳端头中并完成钢丝绳端头表面硬度及成品长度的检测以判定钢丝绳端头是否合格，为下一步成品OK/NG分拣装置（7）提供依据，经压铆后的钢丝端头送入自动压字码装置（6）进行批次码压码，压码结束后的钢丝端头被送入成品OK/NG分拣装置（7）中进行分拣，硬度和长度合格的成品被送入合格品框（8）中，不合格品打入NG物料接料托盘（706）中回收处理；所述的端头自动上料装置（2）主要由端头补料料仓（201）、振动盘装置（202）、端头错料装置（203）、第一机械手（204）、第二机械手（205）组成，端头放入端头补料料仓（201）后依靠重力和振动进入振动盘装置（202）中，经振动后呈插入孔朝上的形式进入排料槽（206）中，端头移动到端头错料装置（203）位置处时，端头错料装置（203）将最前端的端头推离排料槽（206），同时被第一机械手（204）的夹爪夹持后上移，第一机械手（204）的夹爪夹持端头的同时，安装在端头错料装置（203）上的光电传感器判断端头的缺口方向以便控制安装夹爪的旋转气缸的转动方向，使端头的开口呈正确的水平状态，此时，第二机械手（205）的夹爪从第一机械手的夹爪上将端头取下，然后沿第二机械手导轨（207）移动到钢丝自动上料装置（3）一侧的钢丝预组装装置（4）的端头模具中；所述的钢丝自动上料装置（3）主要由钢丝料仓装置（301）、钢丝预压装置（302）和钢丝推板（303）组成，钢丝料仓装置（301）由若干排放置钢丝的直槽组成，并能在钢丝料仓驱动切换气缸（308）的推动下在工作台面上前后移动，以便使对应的直槽进入供料位置，钢丝经人工放入直槽中，先由钢丝预压装置（302）的压头插入直槽中进行压直校正；钢丝推板（303）位于钢丝料仓装置（301）的下方并由钢丝推料气缸（305）推动前后移动，钢丝推板（303）与直槽的底部相接触以防止钢丝掉落，在钢丝推板（303）的前部开有一个能容纳钢丝的凹槽，落入该凹槽中的钢丝随着钢丝推板（303）的前推被推出钢丝料仓装置（301），再由安装在凹槽一侧的推丝气缸（304）推入另一侧的钢丝预组装装置（4）中与端头组装；当第一排直槽中的钢丝用毕，则钢丝料仓装置（301）在气缸推动下前移一个槽位；在钢丝料仓装置（301）的一侧安装有钢丝长度检测传感器（307），该长度检测传感器的检测头插入放置钢丝的直槽中对每根钢丝的长度进行检测，当检测到的钢丝长度不符合要求时，随钢丝推板（303）推出的钢丝由安装在凹槽另一侧的推丝气缸直接反方向推出凹槽送入一侧的废钢丝回收箱（306）中；所述的钢丝预组装装置（4）主要由端头模具（401）、钢丝推入长度检测传感器（402）和端头盖板（403）组成，端头模具（401）的模腔与端头外形相匹配，用于接收第二机械手（205）送来的端头并使端头定位，端头盖板（403）由气缸驱动压在端头上防止穿装过程中端头的移动，钢丝推入长度检测传感器（402）安装在钢丝推入气缸（304）一侧用于检测钢丝推入端头后的长度，以控制钢丝推入气缸（304）的行程直至推入长度满足工艺要求；所述的机械手移载装置（9）由上料机械手装置（901）和下料机械手装置（902）组成，上料机械手装置（901）和下料机械手装置（902）分别安装在自动压铆装置（5）的两侧，两者结构对称相同，它们均由电缸（903）、导轨（904）、滑台气缸（905）、旋转气缸（906）和三个夹爪（907）组成，电缸（903）带动滑台气缸（905）在导轨（904）上移动，旋转气缸（906）随滑台气缸（905）升降，旋转气缸（906）带动三个夹爪（907）作180度翻转，对于上料机械手装置（901）而言，电缸（903）工作，带动滑台气缸移动到钢丝预组装装置（4）位置处，滑动气缸带动三个夹爪（907）升高，将钢丝预组装装置（4）组装完成的钢丝端头夹紧抓住后作180度翻转，然后再沿导轨移动到自动压铆装置（5）位置处，滑台气缸下降，将待压铆的钢丝端头放在压铆模具上，压铆结构后，由下料机械手装置（902）抓取后移送到自动压字码装置（6）上进行压字码作业，其动作过程与前述上料机械手装置（901）动作过程相反；自动压铆装置（5）主要由工件定位装置（501）、气液增压缸（502）、位移传感器（503）、压力传感器（504）和铆压长度检测传感器（505）组成，气液增压缸（502）安装在增压缸安装板（506）上，铆压头安装在气液增压缸（502）的活塞杆上，工件定位装置（501）安装在铆压头下部，工件定位装置（501）上安装有铆压模具（507）和钢丝定位装置（508），由上料机械手装置（401）转运来的经预装好的钢丝端头被放置在工件定位装置（501）上的铆压模具（507）和钢丝定位装置（508）中；铆压头上安装有位移传感器（503）和压力传感器（504），通过位移传感器测量压铆头的移动距离，通过压力传感器测量压铆头位移过程中的压力变化值来判定端头是否为经过淬火的合格品，整个下压过程中，如果压力由最小到最大变化时间短，则说明端头是未经淬火的非合格品应加以剔除，如果压力变化曲线和位移曲线满足设定的关系，则判定端头是经过淬火的合格品；铆压长度检测传感器（505）安装在铆压模具（507）一侧，用于检测铆压后的端头长度，以便控制铆压头的下行距离，保证铆压到位；所述的自动压字码装置（6）主要由压码用气液增压缸（601）、批次码快换机构（602）、端头定位模具（603）和成品下料通道（604）组成。

2.根据权利要求1所述的钢丝端头全自动压铆机，其特征是由下料机械手装置（402）从自动压铆装置（5）上转移过来的压铆后的合格品置于端头定位模具（603）上，压码用气液增压缸（601）带动压码头对端头部分进行压码后，由安装在气缸安装支撑板（605）上的气缸夹爪（701）从端头定位模具（603）上取下，移动到成品下料通道（604）处释放后落入成品仓中；所述的批次码快换机构（602）安装在气液增压缸（601）的活塞杆的一侧，根据批次码将对应批次码的压头安装在活塞杆的端部实现批次码的快速更换。

3.根据权利要求1所述的钢丝端头全自动压铆机，其特征是所述的成品OK/NG分拣装置（7）主要由气缸夹爪（701）、分拣滑台气缸（702）、直线导轨（703）、无杆气缸（704）、固定支撑板（705）和废品接料托盘（706）组成，由下料机械手装置（402）从自动压铆装置（5）上转移过来的压铆后的不合格品或打码后不合格的废品直接由气缸夹爪（701）从端头定位模具（603）夹取后，先由分拣滑台气缸（702）上抬到设定高度，再由无杆气缸（704）带动在直线导轨（703）上移动至废品接料托盘（706）正上方，废品接料托盘（706）先在气缸驱动下沿导轨移动至气缸夹爪（701）下方，待废品工件落入废品接料托盘（706）后，废品接料托盘（706）再在气缸的带动下沿导轨回到原始位置；对于气缸夹爪（701）抓取到的合格品，则直接送入一侧的成品下料通道（604）中。