CN116833363A - 一种spr自动吹送钉伺服压铆钉设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，包括：储钉机构、送钉机构、压钉机构；储钉机构用于存储铆钉，送钉机构与储钉机构连接，送钉机构与压钉机构连接，用于将储钉机构内的铆钉输送至压钉机构内；采用以上设计，实现自动供钉、分钉、上料，通过压力传感器可实施监测压铆钉的压力，避免过载，通过旋转编码器实现压铆钉的位移，便于精准控制，同时通过伺服电机的电动方式，确保压铆速度的同时，结合同步带减少噪音的产生，且伺服电机的体积小，安全过载保护高，可实现与机器人配套等自动化作业有效集成，产品兼容性好，无需繁琐的更换工装，即可用于多种材料组合的压铆，工作环境好，无烟尘排放,无油污污染，能耗低及使用成本低。
Description
技术领域
本发明涉及铆接设备技术领域，特别是涉及一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备。
背景技术
铆接机也称之为铆钉机、旋铆机、铆合机、辗铆机等，是依据冷辗原理研制而成的一种新型铆接设备，就是指能用铆钉把物品铆接起来机械装备。
市面上的压铆钉设备多为气压、液压、气液增压等方式为驱动，或采用伺服电机驱动进行压铆钉的设备，如中国专利CN201820854250.5(一种液压铆钉机)根据其的说明书的记载可知，其是通过液压驱动的，此种驱动方式噪音低、振动小，但是设备能耗大，污染大，且工作速度慢，效率低，安全过载保护低，容易导致动力机构核心部件损坏；而气压设备的作业噪音大，且这两种类型设备本身都不具备质量监控功能，产品无法追溯，不能满足工业4.0的要求，设备的兼容性差，压铆不同尺寸的产品需要配备不同的工装模具，增加硬件成本和人工调试成本，换产麻烦。
因此，亟需设计一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备来克服上述一种或多种现有技术的不足。
发明内容
本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，包括：储钉机构、送钉机构、压钉机构；所述储钉机构用于存储铆钉，所述送钉机构的输入端与所述储钉机构连接，所述送钉机构的输出端与所述压钉机构连接，用于将所述储钉机构内的铆钉输送至所述压钉机构内；
所述压钉机构包括：机体，所述机体外设有伺服电机，所述机体内设有行星滚柱丝杆，所述行星滚柱丝杆穿设于所述机体内，所述机体内还固定设有角接触轴承，所述角接触轴承套设于所述行星滚柱丝杆的外侧，所述角接触轴承的下方设有同步轮，所述同步轮通过同步带与所述伺服电机的输出端连接，所述伺服电机通过所述同步带驱动所述行星滚柱丝杆转动，所述行星滚柱丝杆通过与所述角接触轴承的配合实现相对机体的升降运动；所述角接触轴承的上方设有压力传感器，所述伺服电机尾端还设有旋转编码器。
在一个优选的实施例中，所述压钉机构还包括：限位开关、原点开关，所述限位开关和所述原点开关皆位于所述行星滚柱丝杆的尾端，所述限位开关用于在所述行星滚柱丝杆的运动行程达到一定位置后控制所述伺服电机停止运行，所述原点开关用于确定所述行星滚柱丝杆的起始位置或原点。
在一个优选的实施例中，所述机体的底部连接有C型钳，所述行星滚柱丝杆的首端穿入所述C型钳的一端内，所述C型钳与所述机体之间还设有套筒，所述套筒套设在所述行星滚柱丝杆外，所述C型钳位于所述行星滚柱丝杆所在的一端设有料嘴，所述料嘴与所述行星滚柱丝杆对应，所述料嘴连接有料管，所述料管远离所述料嘴的一端与所述送钉机构连接，所述C型钳的另一端设有凹模，所述铆钉被送入料嘴内时，所述行星滚柱丝杆的升降运动会将铆钉压出料嘴。
在一个优选的实施例中，所述料嘴内设有压杆，所述压杆与所述行星滚柱丝杆连接，所述压杆随所述行星滚柱丝杆做升降运动，所述压杆的两侧设有防转动装置，所述防转动装置用于限制所述压杆的转动。
在一个优选的实施例中，所述储钉机构包括：机柜、台板、振动盘、料仓；所述台板固定设置在所述机柜内，所述振动盘固定设于所述台板的上方，所述料仓与所述振动盘的顶部固定连接，所述料仓具有出料口，所述送钉机构设于所述振动盘的一侧上，并与所述出料口连接。
在一个优选的实施例中，所述送钉机构包括：分钉装置、吹铆钉装置、检测传感器；所述分钉装置与所述储钉机构连接，所述分钉装置用于分离出单独的铆钉，所述吹铆钉装置用于将所述分钉装置分离出的铆钉通过气流输送至所述压钉机构内，所述检测传感器用于检测铆钉。
在一个优选的实施例中，还包括：控制柜，所述控制柜用于控制所述储钉机构和所述送钉机构及所述压钉机构的运行，所述控制柜分别与所述储钉机构和所述送钉机构及所述压钉机构电连接。
本发明的有益效果是：通过储钉机构实现自动供钉，通过送钉机构实现自动分钉、上料，通过在压钉机构内设置压力传感器可实施监测压铆钉的压力，避免过载，通过旋转编码器实现压铆钉的位移，便于精准控制，同时通过伺服电机的电动方式，确保压铆速度的同时，结合同步带减少噪音的产生，且伺服电机的体积小，安全过载保护高，可实现与机器人配套等自动化作业有效集成，产品兼容性好，无需繁琐的更换工装，即可用于多种材料组合的压铆，工作环境好，无烟尘排放,无油污污染，能耗低及使用成本低。
附图说明
图1为本发明储钉机构和送钉机构的结构图；
图2为本发明压钉机构的结构示意图；
图3为本发明压钉机构的截面图；
图4为本发明控制柜的结构示意图；
图5为本发明的电路控制原理图。
图中：
1、储钉机构；1.1、机柜；1.2、台板；1.3、振动盘；1.4、料仓；2、送钉机构；2.1、分钉装置；2.2、吹铆钉装置；2.3、检测传感器；3、压钉机构；3.1、伺服电机；3.2、机体；3.3、防转动装置；3.4、行星滚柱丝杆；3.5、同步轮；3.6、角接触轴承；3.7、压力传感器；3.8、原点开关；3.9、限位开关；4.1、C型钳；4.2、凹模；4.3、料嘴；4.4、套筒；5、控制柜。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1-图5所示，本发明提供一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，包括：储钉机构1、送钉机构2、压钉机构3；所述储钉机构1用于存储铆钉，所述送钉机构2的输入端与所述储钉机构1连接，所述送钉机构2的输出端与所述压钉机构3连接，用于将所述储钉机构1内的铆钉输送至压钉机构3内；
所述压钉机构3包括：机体3.2，所述机体3.2外设有伺服电机3.1，所述机体3.2内设有行星滚柱丝杆3.4，所述行星滚柱丝杆3.4穿设于所述机体3.2内，所述机体3.2内还固定设有角接触轴承3.6，所述角接触轴承3.6套设于所述行星滚柱丝杆3.4的外侧，所述角接触轴承3.6的下方设有同步轮3.5，所述同步轮3.5通过同步带(图中未示出)与所述伺服电机3.1的输出端连接，所述伺服电机3.1通过所述同步带驱动所述行星滚柱丝杆3.4转动，所述行星滚柱丝杆3.4通过与所述角接触轴承3.6的配合实现相对机体3.2的升降运动；所述角接触轴承3.6的上方设有压力传感器3.7，所述伺服电机3.1尾端还设有旋转编码器(图中未示出)。
具体的，送钉机构2将铆钉从储钉机构1内输送至压钉机构3内，伺服电机3.1运行时通过同步带带动同步轮3.5同步转动，同步轮3.5带动行星滚柱丝杆3.4在机体3.2内旋转，行星滚柱丝杆3.4沿其的轴向设有螺纹，角接触轴承3.6固定设置在机体3.2内，并套设在行星滚柱丝杆3.4的外侧，给行星滚柱丝杆3.4提供支撑力和导向，行星滚柱丝杆3.4在转动时因其螺纹的倾斜角度，会使行星滚柱丝杆3.4做出相对于机体3.2的升降运动，通过升降运动产生输出力，该力作用于铆钉时，会将铆钉压入铆接材料内；为实现检测铆钉受到的压力，在角接触轴承3.6的上方设有压力传感器3.7，该压力传感器3.7用于反馈行星滚柱丝杆3.4挤压铆钉时产生的压力，通过压力值判断铆钉是否与铆接材料铆接完成，达到预定值时压力传感器3.7会发出信号给伺服电机3.1，伺服电机3.1根据接收的信号判断是否停止运行，同时伺服电机3.1还会根据压力传感器3.7的信号进行反转，以使控制行星滚柱丝杆3.4上升，为便于控制铆钉的位移距离，在伺服电机3.1的尾端还设有旋转编码器(图中未示出)，因行星滚柱丝杆3.4的转动是直接通过伺服电机3.1驱动的，且伺服电机3.1的旋转角度与行星滚柱丝杆3.4的运动行程是固定的，因此可通过旋转编码器检测伺服电机3.1的旋转角度，来识别行星滚柱丝杆3.4的运动距离，从而识别铆钉的位移值。
进一步的，在本实施例中，所述压钉机构3还包括：限位开关3.9、原点开关3.8，所述限位开关3.9和所述原点开关3.8皆位于所述行星滚柱丝杆3.4的尾端，所述限位开关3.9用于在所述行星滚柱丝杆3.4的运动行程达到一定位置后控制所述伺服电机3.1停止运行，所述原点开关3.8用于确定所述行星滚柱丝杆3.4的起始位置或原点。
具体的，为便于实现自动化控制，在行星滚柱丝杆3.4的尾端还设有限位开关3.9和原点开关3.8，限位开关3.9可以是机械开关或是传感器，本申请中优选为传感器，传感器的感应精度高，速度快，安装简单，使用方便；限位开关3.9会根据行星滚柱丝杆3.4的运动距离而被触发，当限位开关3.9被触发后，会给伺服电机3.1发出控制信号，伺服电机3.1收到控制信号后会停止运行，从而避免过载，同时还能通过结合压力传感器3.7实现压力值的控制；原点开关3.8可以是机械开关或是传感器，本申请中优选为传感器，传感器的感应精度高，速度快，安装简单，使用方便；原点开关3.8用于确定行星滚柱丝杆3.4运行行程的起始位置或原点，以确保行星滚柱丝杆3.4每次皆能运动至起始位置或是原点，从而实现精准的定位和控制。
进一步的，在本实施例中，所述机体3.2的底部连接有C型钳4.1，所述行星滚柱丝杆3.4的首端穿入所述C型钳4.1的一端内，所述C型钳4.1与所述机体3.2之间还设有套筒4.4，所述套筒4.4套设在所述行星滚柱丝杆3.4外，所述C型钳4.1位于所述行星滚柱丝杆3.4所在的一端设有料嘴4.3，所述料嘴4.3与所述行星滚柱丝杆3.4对应，所述料嘴4.3连接有料管，所述料管远离所述料嘴4.3的一端与所述送钉机构2连接，所述C型钳4.1的另一端设有凹模4.2，所述铆钉被送入料嘴4.3内时，所述行星滚柱丝杆3.4的升降运动会将铆钉压出料嘴4.3。
具体的，C型钳4.1的一端与机体3.2通过套筒4.4连接一起，行星滚柱丝杆3.4的一端位于C型钳4.1与套筒4.4连接的一端内，且套筒4.4与行星滚柱丝杆3.4相同轴耦合，在C型钳4.1连接套筒4.4的一端还设有料嘴4.3，该料嘴4.3连接有料管，料管与送料机构连通，以便送料机构将铆钉送入料嘴4.3内，该料嘴4.3与行星滚柱丝杆3.4相对应，当料嘴4.3内有铆钉时，且行星滚柱丝杆3.4做出升降运动时，会将铆钉压出料嘴4.3，为便于将铆钉固定在铆接材料上，在C型钳4.1的另一端设有与料嘴4.3同轴的凹模4.2，当铆钉被压出料嘴4.3时，铆钉的一端会进入凹模4.2内，并随着行星滚柱丝杆3.4的持续施压，位于凹模4.2内的一端开始形变并向周侧扩张，当形变完成后，铆钉即被固定在铆接材料上。
进一步的，在本实施例中，所述料嘴4.3内设有压杆(图中未示出)，所述压杆与所述行星滚柱丝杆3.4连接，所述压杆随所述行星滚柱丝杆3.4做升降运动，所述压杆的两侧设有防转动装置3.3，所述防转动装置3.3用于限制所述压杆的转动。
具体的，因行星滚柱丝杆3.4在升降运动的同时还会旋转，为避免行星滚柱丝杠直接与铆钉的头部接触以致对铆钉的头部产生摩擦，致使铆钉出现磨损影响强度及美观，在料嘴4.3内还设有压杆，该压杆与行星滚柱丝杆3.4连接，其会随着行星滚柱丝杆3.4做升降运动，且压杆能够相对行星滚柱丝杆3.4自由旋转，即压杆能够在行星滚柱丝杆3.4的旋转下被带动旋转，亦可相对行星滚柱丝杆3.4的旋转而静止，为避免与铆钉发生摩擦，在压杆的外侧设有防转动装置3.3，该防转动装置3.3用于限制压杆的转动，使其只能随行星滚柱丝杆3.4做升降运动，从而实现挤压铆钉，同时还不会与铆钉的头部发生摩擦，其中防转动的方式可通过非圆形的槽孔限制。
进一步的，在实施例中，所述储钉机构1包括：机柜1.1、台板1.2、振动盘1.3、料仓1.4；所述台板1.2固定设置在所述机柜1.1内，所述振动盘1.3固定设于所述台板1.2的上方，所述料仓1.4与所述振动盘1.3的顶部固定连接，所述料仓1.4具有出料口，所述送钉机构2设于所述振动盘1.3的一侧上，并与所述出料口连接；
具体的，振动盘1.3通过振动的方式使杂乱的铆钉有序运动，料仓1.4用于控制铆钉的朝向，料仓1.4具有一个出料口(图中未示出)供铆钉的出料，出料口与送钉机构2连接件，铆钉从出料口出来后会通过送钉机构2进行分钉处理，即单个的出料，送钉机构2随后会在将铆钉输送至压钉机构3内。
进一步的，在本实施例中，所述送钉机构2包括：分钉装置2.2、吹铆钉装置2.2、检测传感器2.3；所述分钉装置2.2与所述储钉机构1连接，所述分钉装置2.2用于分离出单独的铆钉，所述吹铆钉装置2.2用于将所述分钉装置2.2分离出的铆钉通过气流输送至所述压钉机构3内，所述检测传感器2.3用于检测铆钉；
具体的，分钉装置2.2设置在振动盘1.3的一侧，且分钉装置2.2与出料口连接，铆钉从出料口出来后会直接进入分钉装置2.2内，分钉装置2.2将多个铆钉一一的送出，吹铆钉装置2.2的输入端与分钉装置2.2连接，输出端与料管连接，经分钉装置2.2分钉后的铆钉一一的被送入吹铆钉装置2.2内，吹铆钉装置2.2在通过气流的方式，将铆钉输送至料嘴4.3内，检测传感器2.3用于检测铆钉，当检测传感器2.3检测到铆钉时，吹铆钉装置2.2才会运行，同时检测传感器2.3还能用数量监控，其中分钉装置2.2和吹铆钉装置2.2皆为现有技术，故在此对其的具体结构不做赘述。
进一步的，在本实施例中，还包括：控制柜5，所述控制柜5用于控制所述储钉机构1和所述送钉机构2及所述压钉机构3的运行，所述控制柜5分别与所述储钉机构1和所述送钉机构2及所述压钉机构3电连接；
具体的，控制柜5的输入端接操作手柄(未图示)的输出端，控制柜5的输入端接供钉系统的输出端，旋转编码器和压力传感器3.7的输出端接控制柜5的输入端，控制柜5的输出端接伺服电机3.1的输入端；控制柜5内设有控制设备主电源的断路器、电柜、CPU、模数转换模块、工控机、I/O通讯接口、DP总线接口、压力传感器3.7信号放大器、开关和启停接口、触摸屏、操作手柄。
需要指出的是，本申请还设有质量监控仪，其用于实时监测铆钉的受力及铆钉的位移，以确保铆接质量的把控，同时质量监控仪还用于存储作业数据，使作业数据具有可追溯功能。
综上所述，本发明通过储钉机构1实现自动供钉，通过送钉机构2实现自动分钉、上料，通过在压钉机构3内设置压力传感器3.7可实施监测压铆钉的压力，避免过载，通过旋转编码器实现压铆钉的位移，便于精准控制，同时通过伺服电机3.1的电动方式，确保压铆速度的同时，结合同步带减少噪音的产生，且伺服电机3.1的体积小，安全过载保护高，可实现与机器人配套等自动化作业有效集成，产品兼容性好，无需繁琐的更换工装，即可用于多种材料组合的压铆，工作环境好，无烟尘排放,无油污污染，能耗低及使用成本低。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (7)
1.一种SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，包括：储钉机构、送钉机构、压钉机构；所述储钉机构用于存储铆钉，所述送钉机构的输入端与所述储钉机构连接，所述送钉机构的输出端与所述压钉机构连接，用于将所述储钉机构内的铆钉输送至所述压钉机构内；
所述压钉机构包括：机体，所述机体外设有伺服电机，所述机体内设有行星滚柱丝杆，所述行星滚柱丝杆穿设于所述机体内，所述机体内还固定设有角接触轴承，所述角接触轴承套设于所述行星滚柱丝杆的外侧，所述角接触轴承的下方设有同步轮，所述同步轮通过同步带与所述伺服电机的输出端连接，所述伺服电机通过所述同步带驱动所述行星滚柱丝杆转动，所述行星滚柱丝杆通过与所述角接触轴承的配合实现相对机体的升降运动；所述角接触轴承的上方设有压力传感器，所述伺服电机尾端还设有旋转编码器。
2.根据权利要求1所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，所述压钉机构还包括：限位开关、原点开关，所述限位开关和所述原点开关皆位于所述行星滚柱丝杆的尾端，所述限位开关用于在所述行星滚柱丝杆的运动行程达到一定位置后控制所述伺服电机停止运行，所述原点开关用于确定所述行星滚柱丝杆的起始位置或原点。
3.根据权利要求1所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，所述机体的底部连接有C型钳，所述行星滚柱丝杆的首端穿入所述C型钳的一端内，所述C型钳与所述机体之间还设有套筒，所述套筒套设在所述行星滚柱丝杆外，所述C型钳位于所述行星滚柱丝杆所在的一端设有料嘴，所述料嘴与所述行星滚柱丝杆对应，所述料嘴连接有料管，所述料管远离所述料嘴的一端与所述送钉机构连接，所述C型钳的另一端设有凹模，所述铆钉被送入料嘴内时，所述行星滚柱丝杆的升降运动会将铆钉压出料嘴。
4.根据权利要求3所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，所述料嘴内设有压杆，所述压杆与所述行星滚柱丝杆连接，所述压杆随所述行星滚柱丝杆做升降运动，所述压杆的两侧设有防转动装置，所述防转动装置用于限制所述压杆的转动。
5.根据权利要求1所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，所述储钉机构包括：机柜、台板、振动盘、料仓；所述台板固定设置在所述机柜内，所述振动盘固定设于所述台板的上方，所述料仓与所述振动盘的顶部固定连接，所述料仓具有出料口，所述送钉机构设于所述振动盘的一侧上，并与所述出料口连接。
6.根据权利要求1所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，所述送钉机构包括：分钉装置、吹铆钉装置、检测传感器；所述分钉装置与所述储钉机构连接，所述分钉装置用于分离出单独的铆钉，所述吹铆钉装置用于将所述分钉装置分离出的铆钉通过气流输送至所述压钉机构内，所述检测传感器用于检测铆钉。
7.根据权利要求1所述的SPR自动吹送钉伺服压铆钉设备，其特征在于，还包括：控制柜，所述控制柜用于控制所述储钉机构和所述送钉机构及所述压钉机构的运行，所述控制柜分别与所述储钉机构和所述送钉机构及所述压钉机构电连接。
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| CN118106434A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-05-31 | 广州德马威工业装备制造有限公司 | 一种spr自冲铆接工艺质量控制方法 |
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- 2023-07-07 CN CN202310832249.8A patent/CN116833363A/zh active Pending
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| CN117282909B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-09 | 成都航空职业技术学院 | 一种基于人机协作的智能铆接控制系统及铆接方法 |
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