CN118143125B - 一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置 - Google Patents
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Abstract
一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，包括：压力缸，冲压冲头，下模组件，其中，下模组件包括：左侧接近开关、右侧接近开关、左侧压紧气缸、右侧压紧气缸，模具移动气缸、下模直线导轨，安装于下模安装板下面的下模滑块，模具移动气缸缸杆的伸出和缩回带动下模安装板及下模滑块沿下模直线导轨做前后运动，冲压冲头内部并列安装的两套冲压冲头结构包括：左侧压力传感器、左侧顶杆，左侧冲头，左侧磁铁、左侧伸缩销；右侧压力传感器、右侧顶杆、右侧冲头，右侧磁铁、右侧伸缩销，其中，左侧顶杆带动左侧伸缩销、右侧顶杆带动右侧伸缩销分别用于在吸能盒表面进行自冲孔压铆。如此，整体安装效果好，实用性强，便于使用者进行操作，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及防撞梁加工装置，更具体地涉及一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置。
背景技术
新能源汽车作为汽车产业技术发展新趋势，其中用到的汽车防撞梁基本为铝制品，铝制防撞梁是由铝型材、铝铸件、吸能盒、汽车连接板组成。吸能盒结构则是配合防撞梁设计，在发生碰撞时吸收分散能量用的，而为了更好地溃诱吸能，一般还会设计吸能盒压导槽，并在吸能盒上压铆连接螺栓，这样可以在槽内使得撞击力度更好地被分散。铝制吸能盒生产中，通常需要通过自冲孔，将螺栓、螺母等与铝型材压铆连接成一个整体，完成防撞梁吸能盒压铆装配工作。
目前防撞梁吸能盒压铆装配基本上是人工手动操作，即手持冲孔头，手持锤子进行冲孔，手动放置螺母，锤击挤压，效率低下，废品居多且难以保证产品一致性。对于冲孔和挤压工序，只能手工完成，分开操作，无法将装配工序集成统一实现。由此可知，现有技术的缺点在于：采用人工手动操作，效率低下，难以保证产品一致性。也不能实现追溯功能，将会导致系统物料不匹配情况，即使人工操作也会存在漏扫码，漏记录的情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，能够实现防撞梁的自动装配、自动冲孔、压铆螺母，产品追溯，从而解决了人工装配、人工冲孔、人工挤压螺母的效率低下、产品一致性难以保证、不能实现产品追溯功能等问题。
根据本发明，提供一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，包括：框架结构体，固定于框架结构体的压力缸，与压力缸连接的冲压冲头，下模组件，用于带动冲压冲头上下移动的冲压升降组件，其中，下模组件包括：下模安装板，安装在下模安装板上的下模具座，分别安装于下模具座上面用于防撞梁吸能盒的检测或压紧的左侧接近开关、右侧接近开关、左侧压紧气缸、右侧压紧气缸，固定在框架结构体上的下模安装基板，安装在下模安装基板上的模具移动气缸、下模直线导轨、以及用于缓冲下模具座和下模安装板的运动惯性的左侧弹簧缓冲器、右侧弹簧缓冲器，安装于下模安装板下面的下模滑块，其中，模具移动气缸缸杆的伸出和缩回带动下模安装板及下模滑块沿下模直线导轨做前后运动，冲压冲头包括内部并列安装有两套冲压冲头结构的冲压冲头框体，两套冲压冲头结构中包括：与冲压冲头框体连接的左侧压力传感器，上端顶靠在左侧压力传感器上的左侧顶杆，安装在左侧顶杆下端侧的左侧冲头，安装于左侧冲头内部的左侧磁铁、左侧伸缩销；和与冲压冲头框体连接的右侧压力传感器，上端顶靠在右侧压力传感器上的右侧顶杆，安装在右侧顶杆下端侧的右侧冲头，安装于右侧冲头内部的右侧磁铁、右侧伸缩销，其中，左侧顶杆带动左侧伸缩销、右侧顶杆带动右侧伸缩销分别用于在吸能盒表面进行自冲孔压铆。
优选地，所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置还包括用于将压铆螺母向冲压冲头下方的左侧伸缩销、右侧伸缩销位置送料的震动盘。
优选地，所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置还包括：固定于框架结构体两侧的加强筋板、用于安装框架结构体的框架结构底板、将框架结构底板固定在基座上的高低可调底座；和/或，用于设定安全检测范围的铝型材防护网、安全光栅；和/或，触摸屏、双手启动按钮盒；和/或，用于检测压铆螺母是否上料到位的测距传感器；和/或，用于回收废片的冲孔废料滑道以及接料盒。
优选地，冲压升降组件包括：冲压基板，安装于冲压基板的升降直线导轨，安装有升降滑块的冲头安装板，其中，压升降组件通过冲压基板固定在框架结构体上，冲头安装板与冲压冲头相连接。
优选地，下模组件还包括减震螺栓，下模组件的下模具座通过减震螺栓安装在下模安装板上。
优选地，所述压力缸为气液增压油缸或液压油缸，通过缸杆接头与冲压冲头相连。
优选地，模具移动气缸缸杆顶端通过L型连接件与下模安装板相连。
优选地，在下模组件的初始状态下，模具移动气缸缸杆伸出；在左侧压紧气缸和/或右侧压紧气缸压紧到位后，模具移动气缸缩回，通过下模直线导轨及下模滑块带动下模具座移动而停靠于左侧弹簧缓冲器、右侧弹簧缓冲器处。
优选地，冲压冲头还包括：与冲头安装板、冲压冲头框体组装在一起的冲压盖板，安装于冲压盖板的接头定位槽，直角平面台肩嵌入接头定位槽的缸杆接头，压料弹簧，用于在压料弹簧的作用下压住待冲孔压铆的吸能盒的压料板，其中，缸杆接头与冲压冲头相连。
优选地，左侧压力传感器、右侧压力传感器分别使用螺栓连接于冲压冲头框体内不同高度的固定位置。
如此根据本发明，整体安装效果好，实用性强，便于使用者进行操作，安全可靠。
附图说明
图1示出防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置整体示意图。
图2示出防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置的下模组件布局图。
图3示出防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置的下模组件俯视图。
图4示出防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置的冲压升降组件结构图。
图5示出防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置的冲压升降组件、冲压冲头左视图。
图6示出图5的A-A剖面图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例。下文描述的和附图示出的示例性实施例旨在教导本发明的原理，使本领域技术人员能够在若干不同环境中和对于若干不同应用实施和使用本发明。因此，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，示例性实施例并不意在、并且不应该被认为是对本发明保护的范围的限制性描述。而且，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不一定是按照实际的比例关系绘制的，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系，皆为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。除非另外具体说明，否则在实施例中阐述的部件和组装步骤的顺序以及数值不限制本发明的范围。而且本文中所陈述的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。本领域技术人员可以理解，本发明中的“第一”、“第二”、“步骤”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。例如某步骤二、三可以对调或并行。
本技术方案提供了一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，并配备液压站和产品工装。通常防撞梁吸能采用螺母压铆连接形式，需要同时在吸能盒压铆2个螺母作为安装连接点。
如图1所示，本装置主要包括：框架结构体1、加强筋板2、框架结构底板3、高低可调底座4、铝型材防护网5、作为压力缸的气液增压油缸6、冲压升降组件7、冲压冲头8、下模组件9、震动盘10、触摸屏11、双手启动按钮盒12、安全光栅13、测距传感器14、电气柜体15、冲孔废料滑道16、以及铝片接料盒17。
框架结构体1安装在框架结构底板3上，框架结构底板3连接高低可调底座4固定在地面等基座上，并通过高低可调底座4的调整，使框架结构体1保持水平状态。框架结构体1两侧固定有加强筋板2，用于加强框架结构体1双向或多向抗侧力，满足液压系统负载工作时的安全性和可靠性，满足冲压特定工作条件下所需的压力等级要求及性能要求。
冲压升降组件7通过冲压基板301固定在框架结构体1上（参照图4）。
气液增压油缸6固定在框架结构体1上，通过缸杆接头307与冲压冲头8相连（参照图5）。气液增压油缸6缸杆的伸出和缩回，带动冲压升降组件7的升降台板304、升降滑块303及冲压冲头8沿升降直线导轨302进行上下移动。
震动盘10固定在框架结构底板3上。震动盘10震动压铆螺母自动上料，测距传感器14检测到压铆螺母是否上料到位。
冲压冲头8内部安装左侧压力传感器316、右侧压力传感器317，左侧伸缩销324、右侧伸缩销325（参照图6），与下模组件9配合，实现吸能盒自动冲孔、自动压铆螺母。自动冲孔下来的废铝片经冲孔废料滑道16落入到铝片接料盒17中，进行回收。
如图2所示，下模组件9主要包括：下模安装板200，下模具座201，模具移动气缸202，下模直线导轨203，下模滑块204，左侧弹簧缓冲器205、右侧弹簧缓冲器206，左侧接近开关207、右侧接近开关208，左侧压紧气缸209、右侧压紧气缸210，4个减震螺栓211。
下模组件9的下模具座201通过4个减震螺栓211安装在下模安装板200上。下模具座201上面对称安装有左右2个左侧压紧气缸209、右侧压紧气缸210，左侧接近开关207、右侧接近开关208。下模安装板200下面安装有4个下模滑块204。下模安装基板199固定在框架结构体1上，上面安装有2根下模直线导轨203、以及用于缓冲下模具座201和下模安装板200的运动惯性的左侧弹簧缓冲器205、右侧弹簧缓冲器206（参照图2、3）。下模直线导轨203与模滑块204相配合。
模具移动气缸202安装在下模安装基板199上。模具移动气缸202缸杆顶端通过L型连接件与下模安装板200相连，模具移动气缸202缸杆的伸出和缩回，带动下模安装板200及下模滑块204，沿下模直线导轨203做前后运动。
4个减震螺栓能够有效地吸收和分散冲压冲头8下压冲孔过程中产生的冲击的能量，可以更好的抑制冲压冲头8提升后，下模具座201反弹的震荡，以及更好的降低噪音和震动。
由触摸屏11、双手启动按钮盒12等组成电气系统。触摸屏11、安全光栅13安装在铝型材防护网5上。铝型材防护网5、电气柜体15固定在框架结构底板3上。双手启动按钮盒12固定在下模安装基板199上。安全光栅13、双手启动按钮盒12防止操作人员在启动吸能盒压铆装置时接触到危险的运动部件，在设备运转时起到安全防护作用，从而避免安全事故发生。
图2中展示的是吸能盒22（左件）的上料情况。吸能盒上料时可以通过左右2个接近开关（左侧接近开关207、右侧接近开关208）是否获得信号来判断待冲孔压铆螺母的吸能盒是左件还是右件，程序控制左件或右件相对应一侧的左侧压紧气缸209或右侧压紧气缸210动作，实现自动压紧。
如图3所示，在下模组件9的初始状态下，模具移动气缸202缸杆伸出，下模具座201靠外，方便操作工人上料。
左侧接近开关207、右侧接近开关208检测识别待冲孔压铆的吸能盒，自动判断是左件还是右件。图3中展示的是吸能盒（右件）的上料情况。右侧接近开关208识别到工件后，右侧压紧气缸210压紧。压紧到位后，模具移动气缸202缩回，通过下模直线导轨203及下模滑块204带动下模具座201向里移动，停靠于左侧弹簧缓冲器205、右侧弹簧缓冲器206处。
如图4所示，冲压升降组件7主要包括：冲压基板301，升降直线导轨302、升降滑块303，冲头安装板304。
冲压基板301正面安装有2根升降直线导轨302，冲压基板301背面固定在框架结构体1上。冲头安装板304背面安装有4个升降滑块303，冲头安装板304正面与冲压冲头8相连接。
如图5所示，冲压冲头8主要包括：冲压盖板305，接头定位槽306，缸杆接头307，压料弹簧308，压料板309，冲压冲头框体310。
冲压盖板305与冲头安装板304、冲压冲头框体310组装在一起。冲压盖板305上安装有接头定位槽306，缸杆接头307直角平面台肩嵌入接头定位槽306。缸杆接头307螺纹连接气液增压油缸6缸杆。
气液增压油缸6缸杆的伸出和缩回，带动升降台板304及冲压冲头框体310、压料弹簧308、压料板309沿升降直线导轨302进行上下移动。
当下模具座201移动到位后，气液增压油缸6连接缸杆接头307通过升降直线导轨302、升降滑块303带动冲压冲头框体310开始下压。压料板309在压料弹簧308的作用下，压住待冲孔压铆的吸能盒，始终保持吸能盒与下模具座201贴合。
如图6所示，冲压冲头框体310内部并列安装有两套冲压冲头结构，分别是左侧压力传感器316、左侧顶杆318、左侧冲头320、左侧磁铁322、左侧伸缩销324；和右侧压力传感器317、右侧顶杆319、右侧冲头321、右侧磁铁323、右侧伸缩销325。
左侧压力传感器316、右侧压力传感器317，分别使用螺栓与冲压冲头框体310连接，优选地，连接于冲压冲头框体310内不同高度的固定位置，如此，可显著节约布置空间，减少冲压冲头框体310的必要尺寸。
左侧顶杆318上端顶靠在左侧压力传感器316上并保持抵紧密贴。左侧顶杆318下端安装有左侧冲头320。左侧冲头320内部安装有左侧磁铁322、左侧伸缩销324。左侧伸缩销324在冲孔时、左侧冲头320在压铆螺栓母时，都会产生反作用力，都会通过左侧顶杆318传导到左侧压力传感器316。
右侧顶杆319上端顶靠在右侧压力传感器317上并保持抵紧密贴。右侧顶杆319下端安装有右侧冲头321。右侧冲头321内部安装有右侧磁铁323、右侧伸缩销325。右侧伸缩销325在冲孔时、右侧冲头321在压铆螺栓母时，都会产生反作用力，都会通过右侧顶杆319传导到右侧压力传感器317。
如此，本装置适用于防撞梁吸能盒压铆工作，首先通过触摸屏11窗口设置压力、行程曲线及设定压铆螺母数量、行程等参数。在压铆过程中，通过冲压冲头8中左侧压力传感器316、右侧压力传感器317对压铆力和行程进行实时监控，并比较设定值与压铆过程值和最终值，判断压铆是否合格，保证压铆质量。
接着，工人将待冲孔压铆的吸能盒22放置在下模组件9的下模具座201上，工人退出铝型材防护网5以及安全光栅13的安全检测范围，双手按住启动按钮盒12。
左侧接近开关207、右侧接近开关208检测识别待冲孔压铆的吸能盒，自动判断是左件还是右件。例如，右侧接近开关208识别到工件后，右侧压紧气缸210压紧。压紧到位后，模具移动气缸202缩回，通过下模直线导轨203及下模滑块204带动下模具座201向里移动，停靠于左侧弹簧缓冲器205、右侧弹簧缓冲器206处。
震动盘10震动，将压铆螺母震到料槽中，送入冲压冲头8下方的左侧伸缩销324、右侧伸缩销325位置。左侧磁铁322、右侧磁铁323吸住2颗压铆螺母，分别穿入左侧伸缩销324、右侧伸缩销325中。
此时，测距传感器14检测压铆螺母是否上料到位。测距传感器14检测到压铆螺母被吸附之后，进行下一步动作，否则设备报警动作暂停。
接下来，气液增压油缸6缸杆的伸出，带动升降台板304及冲压冲头框体310、压料弹簧308、压料板309沿升降直线导轨302向下移动。
在气液增压油缸6的作用下继续下压，压料板309在压料弹簧308的作用下，压住待冲孔压铆的吸能盒，始终保持吸能盒与下模具座201贴合。
在气液增压油缸6持续下压力量的作用下，左侧顶杆318带动左侧伸缩销324，右侧顶杆319带动右侧伸缩销325，在吸能盒表面进行冲孔。冲孔下来的废铝片经冲孔废料滑道16落入到铝片接料盒17中进行回收。
气液增压油缸6持续下压动作继续，将左侧冲头320、右侧冲头321将两个压铆螺母和吸能盒铆接成为一体。左侧冲孔、压铆时产生反作用力，通过左侧顶杆318传导到左侧压力传感器316。右侧冲孔、压铆时产生反作用力，通过右侧顶杆319传导到右侧压力传感器317。
当左侧压力传感器316，右侧压力传感器317均达到设定值后，气液增压油缸6缸杆缩回，带动升降台板304及冲压冲头框体310、压料弹簧308、压料板309沿升降直线导轨302向上移动，完成冲孔压铆螺母动作。
冲孔压铆螺母动作完成后，模具移动气缸202缸杆伸出，下模具座201带着吸能盒工件退出，左侧压紧气缸209、右侧压紧气缸210打开，人工下料，吸能盒自冲孔压铆工作完成。
触摸屏11显示比较设定值与压铆过程值和最终值，判断压铆是否合格，避免废品流出的情况发生。
针对所提出的技术方案，存在可以替代的方案，例如采用液压站、液压油缸替代气液增压油缸6作为压力缸，采用其他形式或者人工上料方式替代震动盘4自动上料，采用其他形式的模具替换成品下模组件7等均在本发明保护范围之内。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。尽管已经参考各种具体实施例描述了本发明，但是应当理解，可以在所描述的发明构思的精神和范围内做出变形。因此，意图是本发明不限于所描述的实施例，而是将具有由所附权利要求的语言所定义的全部范围。
Claims (10)
1.一种防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，包括：框架结构体（1），固定于框架结构体（1）的压力缸，与压力缸连接的冲压冲头（8），下模组件（9），用于带动冲压冲头（8）上下移动的冲压升降组件（7），
其中，下模组件（9）包括：下模安装板（200），安装在下模安装板（200）上的下模具座（201），分别安装于下模具座（201）上面用于防撞梁吸能盒的检测或压紧的左侧接近开关（207）、右侧接近开关（208）、左侧压紧气缸（209）、右侧压紧气缸（210），固定在框架结构体（1）上的下模安装基板（199），安装在下模安装基板（199）上的模具移动气缸（202）、下模直线导轨（203）、以及用于缓冲下模具座（201）和下模安装板（200）的运动惯性的左侧弹簧缓冲器（205）、右侧弹簧缓冲器（206），安装于下模安装板（200）下面的下模滑块（204），其中，模具移动气缸（202）缸杆的伸出和缩回带动下模安装板（200）及下模滑块（204）沿下模直线导轨（203）做前后运动，
冲压冲头（8）包括内部并列安装有两套冲压冲头结构的冲压冲头框体（310），两套冲压冲头结构中包括：与冲压冲头框体（310）连接的左侧压力传感器（316），上端顶靠在左侧压力传感器（316）上的左侧顶杆（318），安装在左侧顶杆（318）下端侧的左侧冲头（320），安装于左侧冲头（320）内部的左侧磁铁（322）、左侧伸缩销（324）；和与冲压冲头框体（310）连接的右侧压力传感器（317），上端顶靠在右侧压力传感器（317）上的右侧顶杆（319），安装在右侧顶杆（319）下端侧的右侧冲头（321），安装于右侧冲头（321）内部的右侧磁铁（323）、右侧伸缩销（325），其中，左侧顶杆（318）带动左侧伸缩销（324）、右侧顶杆（319）带动右侧伸缩销（325）分别用于在吸能盒表面进行自冲孔压铆，
冲压升降组件（7）包括：冲压基板（301），安装于冲压基板（301）的升降直线导轨（302），安装有升降滑块（303）的冲头安装板（304），其中，压升降组件（7）通过冲压基板（301）固定在框架结构体（1）上，冲头安装板（304）与冲压冲头（8）相连接，
冲压冲头（8）还包括：与冲头安装板（304）、冲压冲头框体（310）组装在一起的冲压盖板（305），安装于冲压盖板（305）的接头定位槽（306），直角平面台肩嵌入接头定位槽（306）的缸杆接头（307），压料弹簧（308），用于在压料弹簧（308）的作用下压住待冲孔压铆的吸能盒的压料板（309），其中，缸杆接头（307）与冲压冲头（8）相连，
左侧压力传感器（316）、右侧压力传感器（317）分别使用螺栓连接于冲压冲头框体（310）内不同高度的固定位置。
2.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，还包括用于将压铆螺母向冲压冲头（8）下方的左侧伸缩销（324）、右侧伸缩销（325）位置送料的震动盘（10）。
3.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，还包括：固定于框架结构体（1）两侧的加强筋板（2）、用于安装框架结构体（1）的框架结构底板（3）、将框架结构底板（3）固定在基座上的高低可调底座（4）。
4.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，还包括：用于设定安全检测范围的铝型材防护网（5）、安全光栅（13）；触摸屏（11）、双手启动按钮盒（12）。
5.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，下模组件（9）还包括减震螺栓（211），下模组件（9）的下模具座（201）通过减震螺栓（211）安装在下模安装板（200）上。
6.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，所述压力缸为气液增压油缸（6）或液压油缸，通过缸杆接头（307）与冲压冲头（8）相连。
7.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，模具移动气缸（202）缸杆顶端通过L型连接件与下模安装板（200）相连。
8.根据权利要求7所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，在下模组件（9）的初始状态下，模具移动气缸（202）缸杆伸出；在左侧压紧气缸（209）或右侧压紧气缸（210）压紧到位后，模具移动气缸（202）缩回，通过下模直线导轨（203）及下模滑块（204）带动下模具座（201）移动而停靠于左侧弹簧缓冲器（205）、右侧弹簧缓冲器（206）处。
9.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，还包括：用于检测压铆螺母是否上料到位的测距传感器（14）。
10.根据权利要求1所述的防撞梁吸能盒自冲孔压铆装置，其特征在于，还包括：用于回收废片的冲孔废料滑道（16）以及接料盒（17）。
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