CN204194699U - 一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机，包括基台，基台上设有螺母输送机构、工件夹持机构和工件进给机构，还包括螺母上料及铆接集成机构，以及PLC，螺母上料及铆接机构包括集成工作头、工作头升降气缸、工作头连杆、上料托台和压铆砧，集成工作头上固设有抓手和压头，抓手和压头间互成夹角，工作头升降气缸固设于基台上，集成工作头固设于工作头连杆顶端，工作头连杆垂直贯穿基台台面并与基台台面滑动及转动连接，工作头连杆底端与工作头升降气缸的活塞杆固连，工作头连杆上还设有一旋转驱动机构，上料托台上设有螺母防倒置传感器。本实用新型可以提高工作效率，及有效防止螺母错装，确保产品加工质量。

Description

一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机

技术领域

本实用新型涉及一种汽车部件加工设备，更具体的说，它涉及一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机。

背景技术

某些车型的汽车天窗导轨的翻边上需要铆接螺母，所用的螺母具有锥度，铆接时要求螺母大端紧贴工件，目前在该类产品上所采用的铆接螺母工艺较为简陋，大部分为手工操作，螺母的摆放、定位、压铆都需要人工逐步完成，效率很低，而且在摆放螺母时操作人员常常会因疏忽大意把螺母位置放反，致使螺母压铆到工件上时螺母小端靠向工件，不符合工艺要求，最终使得产品报废。公开号为CN202591519U的实用新型于2012年12月12日公开了一种属于汽车零部件生产领域螺母铆接机，支架与自动控制台固定连接，气压及液压动力装置与支架上方固定连接，气压及液压动力装置下端与螺母输送机构固定连接，螺母模具铆接机构与支架下端固定连接，螺母输送器与输送气缸的活塞杆固定连接，螺母输送器与机架固定连接，螺母限位器与机架滑动连接，预压器与模架上部固定连接，工件定位机构与模架下部固定连接，下平模与工件定位机构固定连接，上模与预压器下端固定连接，下凸凹模与下平模上方固定连接。该实用新型的优点在于：结构新颖，成本低，效率高，安全性好，质量高且稳定性好。但该实用新型中螺母输送和螺母压铆各用一套机构，需要较大空间进行布置，而且也不具备防止螺母倒置的检测功能。

实用新型内容

现行的汽车天窗导轨螺母铆接工艺自动化程度低，效率低下，而且易出人为差错，容易因螺母放反产生较多废品，为克服这些缺陷，本实用新型提供了一种自动化程度高，可大幅提高工作效率，且可有效控制螺母放反的问题，降低废品率。

本实用新型的技术方案是：一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机，包括基台，基台上设有带电动振动盘的螺母输送机构、工件夹持机构和带气动装置的工件进给机构，本汽车天窗导轨螺母自动铆接机还包括螺母上料及铆接集成机构，以及PLC，螺母上料及铆接机构包括集成工作头、工作头升降气缸、工作头连杆、上料托台和压铆砧，集成工作头上固设有抓手和压头，抓手和压头间互成夹角，工作头升降气缸固设于基台上，集成工作头固设于工作头连杆顶端，工作头连杆垂直贯穿基台台面并与基台台面滑动及转动连接，工作头连杆底端与工作头升降气缸的活塞杆固连，工作头连杆上还设有一旋转驱动机构，上料托台上设有螺母防倒置传感器，上述各机构中的气动件、电动件及传感器均与PLC信号连接。集成工作头将螺母上料和螺母压铆的功能集于一体，在工作头升降气缸以及旋转驱动机构的驱动下，工作头连杆既可以轴向上下升降又可以旋转，螺母输送机构将螺母输送至上料托台后，通过工作头连杆的升降和旋转的复合运动，抓手可以完成螺母从上料托台到压铆砧的转移，压铆砧用来支承待压铆的螺母，压铆砧在压铆时与压头配合产生足够的压力，压头则可对移到压铆砧上方的汽车天窗导轨工件完成垂直压铆。本汽车天窗导轨螺母自动铆接机的螺母输送、螺母上料转移、工件进给均在PLC的控制下自动完成，而且，螺母防倒置传感器可以检测出输送到上料托台上的螺母是否放反，避免螺母错误地压铆，因此本实用新型不仅能大大提高工作效率，还能减少误操作，确保螺母压铆质量。

作为优选，所述旋转驱动机构包括连接盘和旋转驱动气缸，旋转驱动气缸封闭端铰接在基台上，连接盘固连在工作头连杆底部，旋转驱动气缸的活塞杆与连接盘铰接，旋转驱动气缸的活塞杆的轴线与工作头连杆的轴线分处于两个平行的平面上。连接盘同时与工作头连杆和旋转驱动气缸连接，使得旋转驱动气缸能够对工作头连杆产生驱动作用，旋转驱动气缸的活塞杆与工作头连杆不处于同一个平面，当旋转驱动气缸的活塞杆伸缩时在连接盘上产生转动力矩，连接盘进而带动工作头连杆发生旋转。

作为优选，抓手包括抓手筒和环形吸盘，抓手筒内设空腔，抓手筒外壁上设有真空管接头，真空管接头外接真空管路同时连通所述空腔，环形吸盘插接在抓手筒底部且环形吸盘的气孔连通所述空腔。抓手通过真空吸附的方式抓取螺母，取放方便。

作为优选，工作头升降气缸、连接盘和旋转驱动气缸均位于基台台面下方。这些部件设置于基台台面下方，可以让出基台台面上的空间，使其它机构能更方便地在基台台面上进行布置，也便于汽车天窗导轨这种较长部件在基台台面上有宽裕的空间摆放及进行操作。

作为优选，上料托台呈圆柱体状，上料托台固设于集成工作头旁的基台台面上，上料托台内部固设有上料气缸，上料气缸的活塞杆顶端设有可收张楔形螺母托块和螺母定位销，上料气缸的活塞杆贯穿托台板，托台板上设有宽度与螺母外径适配的螺母引槽，螺母引槽通向托台板中心，螺母引槽末端槽底设有正对所述上料气缸活塞杆且与上料气缸活塞杆适配的通孔，该通孔与螺母引槽交会部设有台阶，该台阶阶面与螺母引槽槽底平齐。螺母通过螺母引槽被送至上料托台，上料时，上料气缸的活塞杆顶端先下降，螺母定位销的最高点都低于螺母引槽的槽底，螺母引槽内的螺母移动到上料气缸活塞杆顶端上方，由于此处有台阶，台阶阶面托住螺母，同时由于螺母引槽末端的槽壁阻挡，螺母悬停在上料气缸的活塞杆的正上方，上料气缸的活塞杆伸出后，螺母定位销穿过螺母中心孔，可收张楔形螺母托块托住螺母上升，此时螺母在可收张楔形螺母托块上被定位，确保后续抓手抓取、转运、放下螺母等步骤中能保证位置精度。

作为优选，所述的螺母防倒置传感器嵌置于螺母引槽末端槽壁中，螺母防倒置传感器与位于所述台阶上的螺母顶部等高。由于工艺要求，螺母在螺母引槽中大端朝上，小端朝下，螺母处于螺母引槽末端悬停在上料气缸活塞杆的正上方时，螺母大端，即螺母顶部的边缘可以接触到螺母引槽末端槽壁而螺母小端则不能，螺母防倒置传感器设于此处，由于与螺母顶部边缘足够近，因此能较为可靠地检测到螺母是否处在上料气缸活塞杆正上方，即能够被上料气缸活塞杆准确定位并顶起的位置，同时在这个位置又可以方便地检测出螺母有无放反，如果放反，即螺母小端在上，螺母顶部边缘就接触不到螺母引槽末端槽壁，在螺母顶部这一高度上的螺母防倒置传感器就检测不到螺母，从而判断螺母放反，停止下一步骤，避免产品错误加工导致报废。

作为优选，所述工件进给机构包括滑台和滑台驱动气缸，滑台滑动连接在基台台面上，滑台驱动气缸固设于在基台台面上，滑台驱动气缸的活塞杆与滑台移动路径平行且与滑台一侧固连。滑台驱动气缸在PLC控制下驱动滑台移动，实现工件的自动进给，利于提高工作效率。

作为优选，所述工件夹持机构包括若干汽车天窗导轨卡架，汽车天窗导轨卡架固设于滑台上，汽车天窗导轨卡架上设有适于固定侧立的汽车天窗导轨的U形卡槽。汽车天窗导轨扁而长，用带有U形卡槽的汽车天窗导轨卡架可以通过简单可靠的结构较方便地使汽车天窗导轨保持侧立姿态，从而使汽车天窗导轨的翻边压在压铆砧上的待压铆螺母上，调整好压铆角度以保证压铆质量。

作为优选，所述螺母输送机构包括电动振动盘和螺母输送轨道，螺母输送轨道一端与电动振动盘搭接，另一端与上料托台连接。螺母体积重量都较小，采用电动振动盘使螺母输送轨道振动，螺母输送轨道振动中的螺母在振动冲击下逐渐移位，此种螺母输送机构结构简单，能耗低，适用于对螺母这样的小部件的持续送料。

本实用新型的有益效果是：

提高工作效率。本实用新型采用PLC控制，采用电动、气动驱动方式驱动各运动机构，自动化程度高，降低劳动强度，大大提高工作效率。

有效防止螺母错装，确保产品加工质量。本实用新型设置了螺母防倒置传感器，以及合理的螺母防倒置传感器安装结构，可以有效检测螺母上料是否放反，避免螺母错装导致产品报废，从而产品加工质量。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型另一种视角的结构示意图；

图3为本实用新型的一种工作状态示意图；

图4为本实用新型的一种底部结构示意图；

图5为本实用新型中螺母上料及铆接机构的一种局部结构示意图。

图中，1-基台，2-集成工作头，3-工作头升降气缸，4-工作头连杆，5-上料托台，6-压铆砧，7-抓手，8-压头，9-连接盘，10-旋转驱动气缸，11-螺母引槽，12-滑台，13-滑台驱动气缸，14-汽车天窗导轨卡架，15-U形卡槽，16-电动振动盘，17-螺母输送轨道，18-底座，19-照明灯，20-灯架，21-防护网栅，22-工件，23-工作头支架。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

    如图1至图5所示，一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机，包括基台1，基台1包括平板状的台面和底座18，台面固定于底座18上，台面上方设有一照明灯19，照明灯19固定在一延伸自底座18的灯架20上，台面左右两侧各设有一防护网栅21，防护网栅21固定在底座18上。基台1上设有螺母输送机构、工件夹持机构及工件进给机构、螺母上料及铆接集成机构，螺母上料及铆接机构包括集成工作头2、工作头支架23、工作头升降气缸3、工作头连杆4、上料托台5和压铆砧6，集成工作头2上固设有抓手7和压头8，抓手7包括抓手筒和环形吸盘，抓手筒内设空腔，抓手筒外壁上设有真空管接头，真空管接头外接真空管路同时连通所述空腔，且还连接有真空传感器，环形吸盘插接在抓手筒底部且环形吸盘的气孔连通所述空腔。压头8底部为平面，抓手7和压头8一体成型且互相垂直，工作头升降气缸3通过四根固定杆垂直固定于基台1台面底部，集成工作头2固设于工作头连杆4顶端，工作头连杆4垂直贯穿基台1台面并与基台1台面滑动及转动连接，工作头连杆4底端与工作头升降气缸3的活塞杆通过联轴器固连。工作头支架23呈方柱形并垂直固定在基台1台面上，工作头支架23内部设有与工作头连杆4适配的通道使得工作头连杆4通过与该通道的穿连实现与工作头支架23的滑动及转动连接。工作头支架23侧面固设有一压铆砧固定板，压铆砧6固定于该压铆砧固定板上。工作头连杆4上还设有一旋转驱动机构，该旋转驱动机构包括均位于基台1台面下方的连接盘9和旋转驱动气缸10，旋转驱动气缸10封闭端铰接在基台1台面底部，连接盘9固连在工作头连杆4底部，旋转驱动气缸10的活塞杆与连接盘9的边缘铰接，旋转驱动气缸10的活塞杆的轴线与工作头连杆4的轴线分处于两个平行的平面上。基台1台面底部还固设有四根较短且等长的底板固定杆，该底板固定杆自由端通过螺栓固定有工作头连杆底板，工作头连杆4底端偏上部位转动连接在该工作头连杆底板上，使得工作头连杆4得到更多支撑。上料托台5呈圆柱体状，上料托台5固设于集成工作头2旁的基台1台面上，上料托台5包括上料气缸和固设于上料气缸活塞杆所在端端面的托台板，上料气缸的活塞杆顶端设有青铜制的可收张楔形螺母托块和螺母定位销，螺母定位销呈圆锥形，位于上料气缸活塞杆的最顶端，可收张楔形螺母托块呈直角三角形，螺母定位销下方的上料气缸活塞杆周面上均布四道轴向的托块嵌槽，托块嵌槽内设有径向设置的弹簧，可收张楔形螺母托块嵌置于托块嵌槽中并压住所述的弹簧，可收张楔形螺母托块的斜面朝外，自然状态下，可收张楔形螺母托块受弹簧作用露出于托块嵌槽外，且可收张楔形螺母托块的顶部平面处于水平；当可收张楔形螺母托块的斜面受压时可收张楔形螺母托块可克服弹簧压力整体缩进托块嵌槽内。上料气缸的活塞杆贯穿托台板，托台板上设有宽度略大于螺母外径的螺母引槽11，螺母引槽11通向托台板中心，螺母引槽11末端槽底设有正对所述所述上料气缸活塞杆且与上料气缸活塞杆适配的通孔，该通孔与螺母引槽11交会部设有台阶，该台阶阶面与螺母引槽11槽底平齐。上料托台5上设有螺母防倒置传感器，为一接近开关，该螺母防倒置传感器的探头嵌置于螺母引槽11末端槽壁中，整体埋入槽壁中，螺母防倒置传感器探头中心与位于所述台阶上的螺母顶部等高。所述螺母上料及铆接机构有两组。所述工件进给机构包括滑台12和滑台驱动气缸13，滑台12滑动连接在基台1台面上，滑台驱动气缸13固设于在基台1台面上，滑台驱动气缸13的活塞杆与滑台12移动路径平行且与滑台12外侧中央螺纹连接。所述工件夹持机构包括两个汽车天窗导轨卡架14，汽车天窗导轨卡架14通过螺栓固设于滑台12台面上，汽车天窗导轨卡架14上设有适于固定侧立的汽车天窗导轨的U形卡槽15，压铆砧6顶部设有与螺母中心孔适配的压铆砧定位销以及螺母就位传感器。所述螺母输送机构也有两组，与所述螺母上料及铆接机构一一配对，每组螺母输送机构包括电动振动盘16和螺母输送轨道17，螺母输送轨道17如滑梯般一端高一端低，高的一端与电动振动盘16搭接，另一端与上料托台5连接，螺母输送轨道17横断面呈U形，U形口宽度与螺母引槽11槽宽相等，略微大于螺母大端外径。工作头升降气缸3、旋转驱动气缸10、滑台驱动气缸13和上料气缸的对应电磁阀均信号连接在一PLC的输出端，各气缸上分别设有检测气缸伸缩极限位置的位置传感器，而这些传感器以及螺母防倒置传感器又与PLC的输入端信号连接。

    本实用新型的初始状态是，工作头升降气缸3活塞杆伸出，集成工作头2处于最高点；旋转驱动气缸10活塞杆伸出，抓手7位于上料托台5正上方；上料气缸活塞杆缩回，螺母定位销最高点与螺母引槽11槽底平齐，可收张楔形螺母托块受螺母引槽11末端通孔孔壁约束而收拢；滑台驱动气缸13活塞杆缩回，滑台12远离集成工作头2。工作时，先人工将螺母大端朝上逐个排列在螺母输送轨道17中，将汽车天窗导轨工件22侧立卡在U形卡槽15中，启动，电动振动盘16带动螺母输送轨道17振动，螺母沿螺母输送轨道17输送到螺母引槽11中，最前面的螺母被后面的螺母推动，进入螺母引槽11末端的台阶上，受台阶的支承和螺母引槽11末端槽壁的限位，悬停在上料气缸活塞杆的正上方，此时所述的螺母防倒置传感器的探头正好对准螺母顶缘，如果螺母放置正确，大端在上，则螺母顶缘与螺母防倒置传感器的探头的间距足够近，可被螺母防倒置传感器检测到，进而螺母防倒置传感器向PLC发出“on”信号，PLC判定螺母到位，然后输出指令使上料气缸动作，上料气缸活塞杆伸出，所述的螺母定位销穿入螺母中心孔，可收张楔形螺母托块随着上料气缸活塞杆的上升逐渐摆脱螺母引槽11末端通孔孔壁约束，因此逐渐张开，托举螺母，上料气缸活塞杆上升到顶点时，上料气缸上的上极限位置传感器向PLC发出信号，PLC输出指令使工作头升降气缸3活塞杆回缩，并使抓手筒内真空导通，抓手7降到最低点时，正好位于上料气缸活塞杆顶端处，抓手7接触并吸住螺母，此时工作头升降气缸3上的下极限位置传感器向PLC发出信号，PLC输出指令使工作头升降气缸3活塞杆延迟0.5秒又伸出，回到最高点，而上料气缸活塞杆又缩回，然后旋转驱动气缸10在PLC指令下动作，使工作头连杆4及集成工作头2转动90°，旋转驱动气缸10上的极限位置传感器向PLC发出信号后，工作头升降气缸3活塞杆延迟0.5秒再次缩回，抓手7降到压铆砧6顶端，抓手7上的螺母对准压铆砧定位销，断开真空，压铆砧6上的螺母就位传感器检测到螺母后向PLC发出信号，滑台驱动气缸13开始动作，将滑台12推向抓手7下方，工件22的翻边上待装螺母的位置移到螺母上方，同时工作头升降气缸3又重新升起，到顶后回转90°，抓手7转回到上料托台5上方，而压头8转回到工件22上方，一个工作周期完成，在PLC程序控制下，各机构重复上述操作，工作头升降气缸3活塞杆又一次缩回，集成工作头2降到最低，抓手开始抓取下一个螺母，压头8则压铆停留在压铆砧6上的螺母使之与工件22铆接。如果螺母放反，即螺母小端在上，则螺母顶缘与螺母防倒置传感器的探头的间距较远，无法被螺母防倒置传感器检测到，进而螺母防倒置传感器向PLC发出“off”信号，PLC判定螺母未到位，因而不会输出指令，暂不启动后续操作，并发出警报提醒操作人员排除问题。

Claims (9)

1.一种汽车天窗导轨螺母自动铆接机，包括基台（1），基台（1）上设有带电动振动盘的螺母输送机构、工件夹持机构和带气动装置的工件进给机构，其特征是还包括螺母上料及铆接集成机构，以及PLC，螺母上料及铆接机构包括集成工作头（2）、工作头升降气缸（3）、工作头连杆（4）、上料托台（5）和压铆砧（6），集成工作头（2）上固设有抓手（7）和压头（8），抓手（7）和压头（8）间互成夹角，工作头升降气缸（3）固设于基台（1）上，集成工作头（2）固设于工作头连杆（4）顶端，工作头连杆（4）垂直贯穿基台（1）台面并与基台（1）台面滑动及转动连接，工作头连杆（4）底端与工作头升降气缸（3）的活塞杆固连，工作头连杆（4）上还设有一旋转驱动机构，上料托台（5）上设有螺母防倒置传感器，上述各机构中的气动件及传感器均与PLC信号连接。

2.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是所述旋转驱动机构包括连接盘（9）和旋转驱动气缸（10），旋转驱动气缸（10）封闭端铰接在基台（1）上，连接盘（9）固连在工作头连杆（4）底部，旋转驱动气缸（10）的活塞杆与连接盘（9）铰接，旋转驱动气缸（10）的活塞杆的轴线与工作头连杆（4）的轴线分处于两个平行的平面上。

3.根据权利要求2所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是抓手（7）包括抓手筒和环形吸盘，抓手筒内设空腔，抓手筒外壁上设有真空管接头，真空管接头外接真空管路同时连通所述空腔，环形吸盘插接在抓手筒底部且环形吸盘的气孔连通所述空腔。

4.根据权利要求2所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是工作头升降气缸（3）、连接盘（9）和旋转驱动气缸（10）均位于基台（1）台面下方。

5.根据权利要求1所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是上料托台（5）呈圆柱体状，上料托台（5）固设于集成工作头（2）旁的基台（1）台面上，上料托台（5）包括上料气缸和固设于上料气缸活塞杆所在端端面的托台板，上料气缸的活塞杆顶端设有可收张楔形螺母托块和螺母定位销，上料气缸的活塞杆贯穿托台板，托台板上设有宽度与螺母外径适配的螺母引槽（11），螺母引槽（11）通向托台板中心，螺母引槽（11）末端槽底设有正对所述上料气缸活塞杆且与上料气缸活塞杆适配的通孔，该通孔与螺母引槽（11）交会部设有台阶，该台阶阶面与螺母引槽（11）槽底平齐。

6.根据权利要求5所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是所述的螺母防倒置传感器嵌置于螺母引槽（11）末端槽壁中，螺母防倒置传感器与位于所述台阶上的螺母顶部等高。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是所述工件进给机构包括滑台（12）和滑台驱动气缸（13），滑台（12）滑动连接在基台（1）台面上，滑台驱动气缸（13）固设于在基台（1）台面上，滑台驱动气缸（13）的活塞杆与滑台（12）移动路径平行且与滑台（12）一侧固连。

8.根据权利要求7所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是所述工件夹持机构包括若干汽车天窗导轨卡架（14），汽车天窗导轨卡架（14）固设于滑台（12）上，汽车天窗导轨卡架（14）上设有适于固定侧立的汽车天窗导轨的U形卡槽（15）。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的汽车天窗导轨螺母自动铆接机，其特征是所述螺母输送机构包括电动振动盘（16）和螺母输送轨道（17），螺母输送轨道（17）一端与电动振动盘（16）搭接，另一端与上料托台（5）连接。