JP2008264832A - Riveting method and riveting apparatus - Google Patents

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克夫 櫻井
Masaaki Mizumoto
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/022—Setting rivets by means of swaged-on locking collars, e.g. lockbolts

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a riveting apparatus capable of extracting an anvil without fpossibility of damaging a workpiece regardless of the spring-back of a collar. <P>SOLUTION: The rivet R is inserted into a hole H bored in the workpiece and collar C is inserted in a distal end screw part R1 of the rivet R projected from the workpiece W. The rivet R is held with an upper anvil 46 from the upper part, and a push-out pin 54 is arranged so as to be relatively movable to a lower anvil 52. The collar C is plastically deformed in the inner part of the radius direction with the lower anvil 52 ascending driven toward the workpiece W and collar C is encroached into the distal end screw part R1 of the rivet R. During caulking of the collar C, the push-out pin 54 is abutted and held with the end surface of the rivet under spring force, and when the lower anvil 52 is drawn-out after caulking of the collar C, the push-out pin 54 is loaded (arrow mark d) from the lower side so as to abut on the end surface of the rivet. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、航空機および高速車両などの構造体、自動車の車体などに用いられるワークの組立において、打鋲作業をすることができる打鋲方法及び装置に関する。   The present invention relates to a striking method and an apparatus capable of performing a striking work in the assembly of a workpiece used in a structure such as an aircraft and a high-speed vehicle, or a car body.

航空機等のワークの組立において、締結具としてリベットが用いられている。リベット先端をかしめる通常の打鋲方法ではリベットを挿入した孔の周囲に打鋲に伴う応力が作用し孔の割れ、ひび、欠け等が発生し易いおそれがある。そこで、特許文献１に示すような打鋲装置が知られている。特許文献１には、ねじ部を形成したリベット（ピン）にワークを挟んだ反対側においてカラーを挿入し、リベットの先端ねじ部に螺合されたナットによってリベットに引き込み力を印加しながら、アンビルによりカラーをかしめ、スエージングによりねじ部に食い込ませることで、ワークのリベット止めを行っている。このような、カラーを用いた方法により、ワークＷの孔の周囲に上下方向の加圧力が付与されることがなく、孔の周囲の割れ、ひび、欠け等の問題が発生し難い利点がある。
米国特許第５３１５７５５号明細書 In assembling workpieces such as aircraft, rivets are used as fasteners. In a normal hammering method for caulking the rivet tip, stress associated with hammering acts on the periphery of the hole into which the rivet has been inserted, and there is a risk that the hole will be cracked, cracked, chipped or the like. Therefore, a striking device as shown in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, an anvil is inserted while a collar is inserted on the opposite side of a work piece into a rivet (pin) having a threaded portion, and a pulling force is applied to the rivet by a nut screwed to a threaded end threaded portion of the rivet. The work is riveted by crimping the collar and swaging it into the threaded part. By such a method using a collar, there is an advantage that a pressing force in the vertical direction is not applied around the hole of the work W, and problems such as cracks, cracks, and chipping around the hole are unlikely to occur. .
US Pat. No. 5,315,755

特許文献１に記載の技術は工具側で引き込みによるリベットの保持とカラーのかしめを行うことができ、手動操作により打鋲操作には適している。しかしながら、全自動化のためにはリベットの押さえはリベット頭部側で行い、リベット先端側ではアンビルによるカラーのかしめを行うとういう設計の合理性が勝る場合もある。このような設計例の場合、リベットにハンド工具からの引き込み力が常時加わった、特許文献１の方式と異なり、リベットは頭部で押さえているため先端側がフリーでも打鋲は可能であり、カラーに生じたスプリングバックによりアンビルの引き抜き時、リベットを介してワークに無理な力が加わり、ワークに損傷を与えるおそれがあった。即ち、カラーはかしめ（塑性変形）によりリベットねじ部に食い込むのであるが、部分的に弾性変形部が残留することはあり得るがこの場合にかしめ部分が半径外方に弾性復帰し、これがリベット引き抜き時抵抗となり、カラーを介してリベット、延いてはワークに無理な負荷をかけ得ていたのである。   The technique described in Patent Literature 1 can hold a rivet and pull a collar by pulling on the tool side, and is suitable for a hammering operation by a manual operation. However, for full automation, the rationality of the design in which the rivet is pressed on the rivet head side and the collar is caulked by the anvil on the rivet tip side may be superior. In the case of such a design example, unlike the method of Patent Document 1 in which a pulling force from a hand tool is always applied to the rivet, the rivet is pressed by the head, so that it can be hammered even if the tip side is free. When the anvil is pulled out due to the spring back generated in this, an excessive force is applied to the work through the rivet, which may cause damage to the work. That is, the collar bites into the rivet screw portion by caulking (plastic deformation), but there may be some elastic deformation portion, but in this case, the caulking portion elastically returns to the outside of the radius, which is pulled out of the rivet. It was time resistance, and it was possible to apply a rivet through the collar and an excessive load on the work.

この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、リベットを頭部側から押さえを行う構成においてカラーのスプリングバックに拘わらずワーク損傷の懸念なくアンビルの引き抜きを行いうるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in an arrangement in which a rivet is pressed from the head side, an anvil can be pulled out without concern for work damage regardless of the spring back of the collar. Objective.

上記の課題を達成するために、本発明による打鋲方法では、ワークの所定位置の孔にリベットを挿入し、ワークから突出したリベットの部位にカラーを挿入し、リベットを上方からアッパーアンビルにより保持しつつ下側よりロワーアンビルによりリベットねじ部にカラーを食い込むようにかしめることによりワークをリベット止めするに際し、
ロワーアンビルに対して相対移動可能に押し抜きピンが設けられ、押し抜きピンによりカラーのかしめ時にリベット端面にばね力下で当接維持し、押し抜きピンがリベット端面と所定押圧力にて係合維持するように、押し抜きピンをリベットに向け加圧駆動しつつカラーかしめ後のカラーからのロワーアンビル引き抜きを行うようにしている。 In order to achieve the above object, in the striking method according to the present invention, a rivet is inserted into a hole at a predetermined position of the workpiece, a collar is inserted into a portion of the rivet protruding from the workpiece, and the rivet is held by the upper anvil from above. However, when riveting the work by caulking the collar into the rivet screw part with the lower anvil from the lower side,
A punching pin is provided so that it can move relative to the lower anvil. When the collar is caulked by the punching pin, it keeps in contact with the rivet end surface under spring force, and the punching pin engages with the rivet end surface with a predetermined pressing force. In order to maintain, the lower anvil is pulled out from the collar after the color caulking while driving the pressing pin toward the rivet and pressurizing.

また、本発明の打鋲装置は、
ワークの所定位置の孔にリベットを挿入し、リベット先端部にカラーを挿入し、リベットを上方からアッパーアンビルにより保持しつつロワーアンビルによりねじ部にカラーを食い込むようにかしめることによりワークをリベット止めする装置であって、
ロワーアンビルに対して相対移動可能に設けられ、カラーのかしめ時にリベット先端に当接維持するようにばね付勢される押し抜きピンと、カラーかしめ後のカラーからのロワーアンビル引き抜き時に押し抜きピンがリベット端面と所定押圧力にて係合維持するように、押し抜きピンをリベットに向け加圧駆動する機構とを備える。 The striking device of the present invention is
Insert a rivet into a hole in a predetermined position of the workpiece, insert a collar into the tip of the rivet, hold the rivet with the upper anvil from above, and rivet the workpiece by caulking the collar into the threaded portion with the lower anvil. A device that performs
A punch pin that is provided so as to be movable relative to the lower anvil and is spring-biased so as to keep it in contact with the tip of the rivet when the collar is crimped, and a punch pin that rivets when the lower anvil is pulled out from the collar after the collar A mechanism for pressing and driving the punch pin toward the rivet so as to maintain engagement with the end surface at a predetermined pressing force.

ロワーアンビルの軸心に備えられた押し抜きピンがリベット端面に下側より所定上向き荷重下で当接することで、アッパーアンビルと押し抜きピンとの間でリベットを強固に挟着保持することができ、カラーのスプリングバッグがあってもロワーアンビルの引き抜き時にリベットの安定姿勢を確保することができ、ワークに無理な力が加わることがないため、ワークの損傷を防止しつつロワーアンビルの確実な引き抜き動作を実現することができる。   The punch pin provided at the shaft center of the lower anvil abuts the rivet end surface under a predetermined upward load from the lower side, so that the rivet can be firmly held between the upper anvil and the punch pin. Even if there is a color spring bag, a stable rivet posture can be secured when the lower anvil is pulled out, and no excessive force is applied to the workpiece, so that the lower anvil can be reliably pulled out while preventing damage to the workpiece. Can be realized.

以下本発明の打鋲装置を航空機および高速車両などの構造体、自動車の車体の打鋲のためワークに対する穿孔装置も組み込んだ実施形態として説明する。即ち、この実施形態の打鋲装置は、穿孔装置を組み込んでおり、ワークＷの所定の位置に穿孔装置のドリルで孔を穿孔し、この穿孔された孔にリベットを挿入し、リベット先端に装着されたカラーをかしめ塑性変形させることにより、ワークのリベット止めを行うものである。   Hereinafter, a striking device of the present invention will be described as an embodiment in which a punching device for a workpiece is incorporated for striking a structure such as an aircraft and a high-speed vehicle, or a car body. That is, the striking device of this embodiment incorporates a punching device, and a hole is drilled at a predetermined position of the workpiece W with a drill of the punching device, and a rivet is inserted into the drilled hole and attached to the rivet tip. The work is riveted by caulking the formed collar and plastically deforming it.

打鋲装置１は、図１に示すように、ワークを上下方向から押さえるアッパーヘッド２及びロワーヘッド３と、アッパーヘッド２の内側を昇降して、アッパーヘッド２を組み込んだアッパーヘッドフレーム５と、とロワーヘッド３を組み込んだロワーフレーム３０と、集塵機６とで構成されて、全体が床面７上に設置されている。   As shown in FIG. 1, the striking device 1 includes an upper head 2 and a lower head 3 that hold the workpiece in the vertical direction, an upper head frame 5 that moves up and down the upper head 2 and incorporates the upper head 2, and The lower frame 30 incorporating the lower head 3 and the dust collector 6 are configured as a whole on the floor surface 7.

アッパーヘッド２とロワーヘッド３は、ワークＷ（たとえば上下に重ねられた二枚のＣＦＲＰ板状部品で後述の図５〜図７に示す）を上下方向から押さえるもので、アッパーヘッド２が上部押さえ部材となり、ロワーヘッド３が下側押さえ部材となる。アッパーヘッド２とロワーヘッド３は上下に対向した状態で配置されている。   The upper head 2 and the lower head 3 are configured to press a workpiece W (for example, two CFRP plate-like parts stacked one above the other in the below-described FIGS. 5 to 7) from above and below, and the upper head 2 is an upper pressing member. Thus, the lower head 3 serves as a lower pressing member. The upper head 2 and the lower head 3 are disposed so as to face each other vertically.

アッパーヘッド２は、アッパーフレーム５に設けられた支持板２４にレール１３を介して設置されている。支持板２４には開口部２５が設けられており、アッパーヘッド２がレール１３の案内によって開口部２５内を水平移動できるようになっている。アッパーヘッド２の水平駆動は、ボールネジ２７に連結されたサーボモータ２６を駆動することにより行われる。   The upper head 2 is installed on a support plate 24 provided on the upper frame 5 via a rail 13. The support plate 24 is provided with an opening 25 so that the upper head 2 can move horizontally within the opening 25 by the guide of the rail 13. Horizontal driving of the upper head 2 is performed by driving a servo motor 26 connected to a ball screw 27.

アッパーヘッド２には、ドリルユニット１４とリベット挿入器１５が備えられており、サーボモータ２６によりアッパーヘッド２が水平面内で適正に位置決めされると、アッパーヘッド２の上部に設けられた昇降機構２８によりドリルユニット１４またはリベット挿入機１５が上下方向にスライドし下降できるようになっている。   The upper head 2 is provided with a drill unit 14 and a rivet inserter 15. When the upper head 2 is properly positioned in a horizontal plane by a servo motor 26, an elevating mechanism 28 provided on the upper portion of the upper head 2. As a result, the drill unit 14 or the rivet insertion machine 15 can slide up and down and be lowered.

昇降機構２８は、上下方向に延びるボールネジ９と、ボールネジ９に連結されたサーボモータ１０とを備え、サーボモータ１０を駆動することにより、アッパーヘッド２が上昇および下降するようになっている。   The lifting mechanism 28 includes a ball screw 9 extending in the vertical direction and a servo motor 10 coupled to the ball screw 9, and the upper head 2 is raised and lowered by driving the servo motor 10.

ロワーヘッド３は昇降機構８により昇降駆動され、昇降機構８はサーボモータ４８と上下方向に延び、サーボモータ４８の出力軸に連接されたボールネジ４９とを備え、ボールネジ４９はロワーヘッド３を支持するロワーヘッドフレーム３０と係合され（図５も参照）、サーボモータ４８を駆動することによりロワーヘッドフレーム３０、延いてはロワーヘッド３が上昇および下降するようになっている。   The lower head 3 is driven up and down by an elevating mechanism 8. The elevating mechanism 8 includes a servo motor 48 and a ball screw 49 that extends in the vertical direction and is connected to the output shaft of the servo motor 48. The ball screw 49 supports the lower head 3. By engaging with the frame 30 (see also FIG. 5) and driving the servo motor 48, the lower head frame 30 and thus the lower head 3 are raised and lowered.

図２は、アッパーヘッド２のドリルユニット１４側（図１の矢印IIの方向）から見たドリルユニットの概略断面図である。また、図３は、アッパーヘッド２をレール１３の走行方向を左右方向にして（図２の矢印IIIの方向より）見た場合の概略平面図である。   2 is a schematic cross-sectional view of the drill unit as seen from the drill unit 14 side of the upper head 2 (in the direction of arrow II in FIG. 1). FIG. 3 is a schematic plan view when the upper head 2 is viewed with the traveling direction of the rail 13 in the left-right direction (from the direction of arrow III in FIG. 2).

図２に示すように、アッパーヘッド２は、レール１３を介して支持板２４と連結されており、アッパーヘッド２にドリルユニット１４が挿入されている。アッパーヘッド２のドリルユット１４の挿入部にはスライド空間１２が設けられている。ドリルユニット１４の外周にはストッパー１１が設けられており、アッパーヘッド２のスライド空間１２を上下移動する際、上方変位を規制するストッパーの役割をするようになっている。ドリルユニット１４の上部には押し板２２が取り付けられており、昇降機構２８の押し込みを受けるようになっている。ドリルユニット１４の軸心にはドリル軸１６が貫通しており、上部に設けられたドリルモータ１８を駆動することによりベルト１７を介してドリル軸１６が回転し、ドリル軸の下側先端に備えられたドリル連結部４７を介してドリル４が回転する。   As shown in FIG. 2, the upper head 2 is connected to a support plate 24 via a rail 13, and a drill unit 14 is inserted into the upper head 2. A slide space 12 is provided in the insertion portion of the drill unit 14 of the upper head 2. A stopper 11 is provided on the outer periphery of the drill unit 14 and serves as a stopper for restricting upward displacement when the slide space 12 of the upper head 2 is moved up and down. A push plate 22 is attached to the upper portion of the drill unit 14 so as to receive a push of the lifting mechanism 28. A drill shaft 16 passes through the shaft center of the drill unit 14, and the drill shaft 16 is rotated via a belt 17 by driving a drill motor 18 provided at an upper portion thereof. The drill 4 rotates through the drill connecting portion 47 thus formed.

支持板２４には、ドリル４が穿孔時に切粉を吸引する切粉吸引部１９と、切粉吸引部１９のワークＷ側に備えられたブッシュ２０と、切粉吸引部１９を上下に昇降させるシリンダ２１が備えられている。切粉吸引部１９はシリンダ２１を介して支持板２４に取り付けられている。   On the support plate 24, the chip 4 sucks chips when the drill 4 drills, the bush 20 provided on the workpiece W side of the chip suction section 19, and the chips suction section 19 are moved up and down. A cylinder 21 is provided. The chip suction part 19 is attached to the support plate 24 via the cylinder 21.

図３に示すように、アッパーヘッド２に備えられたドリルユニット１４とリベット挿入器１５がドリル４によって穿孔された孔Ｈに対して水平方向（矢印ａ）に移動可能になっている。   As shown in FIG. 3, the drill unit 14 and the rivet inserter 15 provided in the upper head 2 are movable in the horizontal direction (arrow a) with respect to the hole H drilled by the drill 4.

リベット挿入器１５は、リベットＲを１個ずつ摘んでドリル４により穿孔された孔Ｈに挿入するようになっている。リベット挿入器１５と一体若しくはこれに隣接してアッパーアンビル４６がアッパーヘッド２に設けられ、後述のように、アッパーアンビル４６はカラーかしめ時にワークに挿入されたリベットＲの頭部を保持するためのものである。   The rivet inserter 15 picks up the rivets R one by one and inserts them into the holes H drilled by the drill 4. An upper anvil 46 is provided in the upper head 2 integrally with or adjacent to the rivet inserter 15, and the upper anvil 46 is used to hold the head of the rivet R inserted into the work during the crimping of the collar as will be described later. Is.

ワークＷは、ワーク支持台２３に固定され図示しないＸ軸位置決め機構およびＹ軸位置決め機構により、所定の位置に穿孔作業が行われるように位置決めされる。   The workpiece W is fixed to the workpiece support 23 and positioned so that a drilling operation is performed at a predetermined position by an X-axis positioning mechanism and a Y-axis positioning mechanism (not shown).

図４は、ロワーヘッド３の概略側面図であり、ロワーヘッド３は、水平方向に伸びるレール３２を介してロワーヘッドフレーム３０に備えられている。ロワーヘッド３には、穿孔時のロワークランプユニット３３とカラーかしめ器３４が備えられており、ボールネジ４３に連結されたサーボモータ４２を駆動することにより、ロワーヘッド３は水平方向に移動可能になっている。   FIG. 4 is a schematic side view of the lower head 3, and the lower head 3 is provided in the lower head frame 30 via a rail 32 extending in the horizontal direction. The lower head 3 is provided with a low work lamp unit 33 and a color caulking device 34 at the time of drilling. By driving a servo motor 42 connected to the ball screw 43, the lower head 3 is movable in the horizontal direction. .

ロワークランプユニット３３は、支柱３５と、支柱３５の先端に設けられたワーク押さえツール３６より構成されている。ワーク押さえツール３６は円筒形状で、円筒中心部にはドリル４が通過する吸引孔３８が形成されている。吸引孔３８は、ワーク押さえツール３６の底部で集塵孔３９と連結されている。そして、集塵孔３９は集塵器６から伸びるホース４０に連通され、ドリル４によりワークに孔Ｈを穿孔時に発生する粉塵を下部より吸引できるようになっている。   The low work lamp unit 33 includes a support 35 and a work pressing tool 36 provided at the tip of the support 35. The work pressing tool 36 has a cylindrical shape, and a suction hole 38 through which the drill 4 passes is formed at the center of the cylinder. The suction hole 38 is connected to the dust collection hole 39 at the bottom of the work pressing tool 36. The dust collecting hole 39 communicates with a hose 40 extending from the dust collector 6 so that dust generated when the hole H is drilled into the work by the drill 4 can be sucked from below.

カラーかしめ器３４は、リベット挿入器１５によって孔Ｈに挿入されたリベットＲを下部よりかしめるために設置される。図５に示すようにカラーかしめ器３４は、ロワーヘッド３に直立設置された筒状支柱５０と、支柱５０の上端に設けたロワーアンビル５２と、支柱５０の中心空洞に挿通位置された押し抜きピン５４と、支柱５０の内部に形成されたシリンダ５６と、シリンダ５６内を摺動するピストン５８と、押し抜きピン５４とピストン５８との間に設置されたスプリング６０と、エアーハイドロコンバータ（空油圧変換器）６２と、エアーハイドロコンバータ６２からの油圧をスプリング６０と対向したピストン端面側におけるシリンダ５６の内部空洞に導入する油圧配管６４とから構成される。後述のように、ロワーアンビル５２は先端にカラーＣを装着した状態で昇降機構８によって上昇せしめられ、カラーＣはリベットＲの先端ねじ部に挿入され、ロワーアンビル５２の更なる上昇によってロワーアンビル５２はカラーＣのかしめを行うことでカラーＣはリベットＲの先端ねじ部に食い込むように塑性変形せしめられる。その間、押し抜きピン５４はスプリング６０によってリベットＲの下端面との当接状態を維持される。スプリング６０によって押し抜きピン５４は上昇付勢されるが、そのフランジ部54-1が支柱対抗面５０Ａに当接することでそれ以上は上昇変位は制限され、このとき押し抜きピン５４の上端はカラーCから幾分突出位置するようになっている。   The color caulking device 34 is installed for caulking the rivet R inserted into the hole H by the rivet insertion device 15 from below. As shown in FIG. 5, the color caulking device 34 includes a cylindrical support 50 installed upright on the lower head 3, a lower anvil 52 provided at the upper end of the support 50, and a push pin inserted into the central cavity of the support 50. 54, a cylinder 56 formed inside the column 50, a piston 58 sliding in the cylinder 56, a spring 60 installed between the punch pin 54 and the piston 58, and an air-hydro converter (air hydraulic pressure) Converter) 62 and a hydraulic pipe 64 for introducing the hydraulic pressure from the air-hydro converter 62 into the internal cavity of the cylinder 56 on the piston end face side facing the spring 60. As will be described later, the lower anvil 52 is raised by the elevating mechanism 8 with the collar C attached to the tip, and the collar C is inserted into the tip screw portion of the rivet R, and the lower anvil 52 is further raised by the further raising of the lower anvil 52. Is caulking the collar C, and the collar C is plastically deformed so as to bite into the tip thread portion of the rivet R. Meanwhile, the punch pin 54 is maintained in contact with the lower end surface of the rivet R by the spring 60. The push-out pin 54 is lifted and biased by the spring 60. However, when the flange portion 54-1 is in contact with the support surface 50A, the upward displacement is further limited. At this time, the upper end of the push-out pin 54 is the collar. It protrudes somewhat from C.

カラーＣのかしめ完了後、昇降機構８の下降によりロワーアンビル５２も下降するが、その際、エアーハイドロコンバータ６２にて生成された油圧は配管６４よりピストン５８の下面に導入され、この油圧によって押し抜きピン５４はリベットＲの下端面に約２５０ｋｇといった荷重が掛けられるようになっている。これにより、リベットＲは上下から強固に挟着保持され、ワークＷに損傷を与えることなくロワーアンビル５２をカラーＣから引き抜くことができる。これについては、より詳細な作動を後述する。   After the caulking of the collar C is completed, the lower anvil 52 is also lowered by the lowering of the elevating mechanism 8. At this time, the hydraulic pressure generated by the air hydroconverter 62 is introduced from the pipe 64 to the lower surface of the piston 58 and pushed by this hydraulic pressure. The extraction pin 54 is adapted to apply a load of about 250 kg to the lower end surface of the rivet R. Accordingly, the rivet R is firmly held from above and below, and the lower anvil 52 can be pulled out from the collar C without damaging the workpiece W. This will be described in more detail later.

エアーハイドロコンバータ６２自体は公知のものであり、空気圧制御により高油圧を発生することができ、作動シーケンスの制御は空圧ベースで簡易確実となり、かつカラーかしめ時に押し抜きピン５４に必要となる高い荷重を油圧ベースで得ることができる。   The air-hydro converter 62 itself is a well-known one, can generate high oil pressure by air pressure control, the control of the operation sequence is simple and reliable on the air pressure basis, and the high required for the punch pin 54 at the time of collar caulking The load can be obtained on a hydraulic basis.

かしめ工程時に支柱５０にかかる圧力を検出するためのセンサ６６がロワーヘッドフレーム３０の下面に設けられている。圧力センサ６６の検出圧力に応じてサーボモータ４８のボールネジ４９の送り量を調整するサーボ機構が設けられる。即ち、サーボモータ４８が駆動しボールネジ４９が回転すると、圧力センサ６６を経由して、ロワーヘッドフレーム３０延いては支柱５０が上下に移動するようになっている。   A sensor 66 is provided on the lower surface of the lower head frame 30 for detecting the pressure applied to the support column 50 during the caulking process. A servo mechanism is provided that adjusts the feed amount of the ball screw 49 of the servo motor 48 in accordance with the pressure detected by the pressure sensor 66. That is, when the servo motor 48 is driven and the ball screw 49 is rotated, the lower head frame 30 and the column 50 are moved up and down via the pressure sensor 66.

次に、図８のフロチャートを用いて、打鋲装置の動作を説明する。   Next, the operation of the striking device will be described using the flowchart of FIG.

まず、ワークＷがワーク支持台２３に固定されＸ軸位置決め機構およびＹ軸位置決め機構により、所定位置に位置決めする（ステップＳ０１）。   First, the workpiece W is fixed to the workpiece support 23 and positioned at a predetermined position by the X-axis positioning mechanism and the Y-axis positioning mechanism (step S01).

次に、アッパーヘッド２のサーボモータ１０が動作し、アッパーヘッドフレーム５を所定高さに位置決めする。続いて、ドリルユニット１４のシリンダ２１を伸張せしめ、ブッシュ２０をワークＷに当接せしめる（ステップＳ０２）。   Next, the servo motor 10 of the upper head 2 operates to position the upper head frame 5 at a predetermined height. Subsequently, the cylinder 21 of the drill unit 14 is extended, and the bush 20 is brought into contact with the workpiece W (step S02).

次に、ロワーヘッド３のサーボモータ４８が動作し、ロワーヘッドフレーム３０を所定高さに位置決めする。続いて、ロワーヘッド３から直立するロワークランプユニット３３（図４）を所定位置に位置決めする。続いて、ワーク押さえツール３６をワークＷに当接せしめ、ワークＷを上下方向から挟んで押さえ固定する（ステップＳ０３）。   Next, the servo motor 48 of the lower head 3 operates to position the lower head frame 30 at a predetermined height. Subsequently, the low work lamp unit 33 (FIG. 4) standing upright from the lower head 3 is positioned at a predetermined position. Subsequently, the work pressing tool 36 is brought into contact with the work W, and the work W is clamped and fixed from above and below (step S03).

次に、ドリルモータ１８（図２）を回転させてアッパーヘッド２に沿ってドリルユニット１４が下降する。同時に集塵器６（図１）が動作し、ブッシュ２０内および切粉吸引部１９内の空気が吸引される。（ステップＳ０４）。   Next, the drill motor 18 (FIG. 2) is rotated to lower the drill unit 14 along the upper head 2. At the same time, the dust collector 6 (FIG. 1) operates, and air in the bush 20 and the chip suction part 19 is sucked. (Step S04).

ドリルユニット１４の下降に伴い、ドリル４によるワークＷの穿孔作業が開始される（ステップＳ０５）。   As the drill unit 14 descends, drilling of the workpiece W by the drill 4 is started (step S05).

ドリルモータ１８が所定量の下降を完了し、ワークＷに孔Ｈが穿孔されると、ドリルユニット１４は待機位置まで上昇する（ステップＳ０６）。ドリル４による穿孔作業中に生ずる切粉はワークＷの上面側においてはブッシュ２０を介して切粉吸引部１９に吸引され、ワークＷの下面側においては吸引孔３８及び集塵孔３９を介してホース４０に吸引され、いずれも集塵機６に回収される。   When the drill motor 18 completes the lowering by a predetermined amount and the hole H is drilled in the workpiece W, the drill unit 14 moves up to the standby position (step S06). Chips generated during drilling by the drill 4 are sucked by the chip suction part 19 via the bush 20 on the upper surface side of the workpiece W, and via the suction holes 38 and the dust collecting holes 39 on the lower surface side of the workpiece W. It is sucked by the hose 40 and is collected by the dust collector 6.

次に、ドリルユニット１４が待機位置に戻ると、ドリルモータ１８の回転を停止し、サーボモータ２６によってアッパーヘッド２が水平移動（図３の矢印ａ）され、ドリルユニット１４のドリルユニット１４とリベット挿入器１５の入れ替えが行われる。同時に、サーボモータ４２によってロワーヘッド３が水平移動（図４の矢印ｂ）され、ロワークランプユニット３３とカラーかしめ器３４の入れ替えが行われる（ステップＳ０７）。   Next, when the drill unit 14 returns to the standby position, the rotation of the drill motor 18 is stopped, and the upper head 2 is moved horizontally (arrow a in FIG. 3) by the servo motor 26, and the drill unit 14 and the rivet of the drill unit 14 are moved. The inserter 15 is replaced. At the same time, the lower head 3 is moved horizontally by the servo motor 42 (arrow b in FIG. 4), and the low work lamp unit 33 and the color caulking device 34 are exchanged (step S07).

次に、リベット挿入機１５が所定位置まで下降しリベットＲをワークＷの孔Ｈに挿入し、次いで、アッパーアンビル４６がリベットＲを上方より支える（ステップＳ０８）。ワークＷの孔Ｈに挿入されたリベットＲの頭部がアッパーアンビル４６により上側から支えられた状態は図５〜図７に示す。   Next, the rivet insertion machine 15 is lowered to a predetermined position, and the rivet R is inserted into the hole H of the workpiece W, and then the upper anvil 46 supports the rivet R from above (step S08). The state in which the head of the rivet R inserted into the hole H of the workpiece W is supported from the upper side by the upper anvil 46 is shown in FIGS.

かしめ操作の開始に際してのカラーかしめ器３４の待機位置は図５にて示し、先端にカラーＣを把持した状態でロワーアンビル５２はワークＷに挿入されたリベットＲの下方に位置しており、押し抜きピン５４はカラーＣから幾分突き出して位置している。図５の状態から、サーボモータ４８の駆動により、カラーかしめ器３４がロワーアンビル５２にカラーＣを把持し所定位置まで上昇し、その過程で押し抜きピン５４の上端はリベットＲの下端に当接し、押し抜きピン５４はスプリング６０に抗して支柱５０に対して相対的に下方に変位する。そして、ワークＷから下方に突出したリベットＲの下端ねじ部にカラーＣが挿入せしめられるに至る（ステップＳ０９）。ロワーアンビル５２の上昇によりワークＷから下方に突出したリベットＲの下端ねじ部にカラーＣが挿入された状態を図７（イ）に拡大状態にて示す。   The standby position of the color caulking device 34 at the start of the caulking operation is shown in FIG. 5, and the lower anvil 52 is positioned below the rivet R inserted into the workpiece W with the collar C held at the tip, The extraction pin 54 is located slightly protruding from the collar C. From the state of FIG. 5, by driving the servo motor 48, the color caulking device 34 holds the collar C on the lower anvil 52 and moves up to a predetermined position, and in the process, the upper end of the punch pin 54 contacts the lower end of the rivet R. The punch pin 54 is displaced downward relative to the support 50 against the spring 60. Then, the collar C is inserted into the lower end thread portion of the rivet R protruding downward from the workpiece W (step S09). A state in which the collar C is inserted into the lower end thread portion of the rivet R protruding downward from the work W due to the raising of the lower anvil 52 is shown in an enlarged state in FIG.

次に、サーボモータ４８が更に駆動され、圧力センサ６６の検出圧力を所定値にしながら、支柱５０を押し上げ、これに伴いロワーアンビル５２がカラーＣを半径内方に塑性変形せしめ、カラーＣをリベットＲのネジ部Ｒ１に食い込ませていく。所定量だけ支柱５０に連結されたロワーアンビル５２が押し上げられるとリベットＲのかしめが完了する（ステップＳ１０）。かしめ工程の完了状態までロワーアンビル５２の押し上げが行われた状態は図６に示される。その拡大状態は図７（ロ）にて示す。図６に示すように、かしめの進行に連れて、押し抜きピン５４はロワーアンビル５２に対して相対的に下降され、その分だけスプリング６０は縮められる。   Next, the servo motor 48 is further driven to push up the support 50 while keeping the pressure detected by the pressure sensor 66 at a predetermined value. Accordingly, the lower anvil 52 plastically deforms the collar C radially inward, and rivets the collar C. It bites into the threaded portion R1 of R. When the lower anvil 52 connected to the support column 50 is pushed up by a predetermined amount, the caulking of the rivet R is completed (step S10). FIG. 6 shows a state where the lower anvil 52 has been pushed up to the completion state of the caulking process. The enlarged state is shown in FIG. As shown in FIG. 6, as the caulking progresses, the punch pin 54 is lowered relative to the lower anvil 52, and the spring 60 is contracted accordingly.

次に、エアーハイドロコンバータ６２から油圧が配管６４を介してピストン５８の下面に供給され、ピストン５８は上向き（図６の矢印ｄ）付勢され、ピストン凸部５８Ａは押し抜きピン５４の下端面に当接状態に至らしめられ、押し抜きピン５４の上端が当接するリベットＲにはピストン５８により上向きの荷重がかけられ、アッパーアンビル４６に加わる下向き荷重ｅと押し抜きピン５４からの上向き加重ｆとでリベットＲは上下間で強固に挟着保持される。他方、サーボモータ４８の逆転によりロワーアンビル５２は下降（矢印ｇ）せしめられ、リベットＲが押し抜きピン５４により上下で強固に保持されているため、カラーＣのかしめ部分にスプリングバックがあっても、リベットＲは安定保持され、ワークＷに無理な力を掛けることなく、ロワーアンビル５２をカラーＣから引き抜くことができる（ステップＳ１１）。尚、図６においてピストン５８の上面とこれに対向するシリンダ５６の下面との距離Ｄは、ピストン凸部５８Ａと押し抜きピン５４との当接状態で、カラーＣからのロワーアンビル５２の完全な抜去を確保するように設定されている。   Next, hydraulic pressure is supplied from the air-hydro converter 62 to the lower surface of the piston 58 via the pipe 64, the piston 58 is biased upward (arrow d in FIG. 6), and the piston convex portion 58A is the lower end surface of the punch pin 54. The rivet R that is brought into contact with the upper end of the punch pin 54 is subjected to an upward load by the piston 58, and the downward load e applied to the upper anvil 46 and the upward load f from the punch pin 54 are obtained. The rivet R is firmly held between the upper and lower sides. On the other hand, the lower anvil 52 is lowered (arrow g) by the reverse rotation of the servo motor 48, and the rivet R is firmly held up and down by the punch pin 54. The rivet R is stably held, and the lower anvil 52 can be pulled out from the collar C without applying an excessive force to the work W (step S11). In FIG. 6, the distance D between the upper surface of the piston 58 and the lower surface of the cylinder 56 facing the piston 58 is such that the lower part of the lower anvil 52 from the collar C is completely in contact with the piston convex portion 58 </ b> A and the punch pin 54. It is set to ensure removal.

そして、ロワーアンビル５２の引き抜きが完了すると、エアーハイドロコンバータ６２からの油圧の供給が停止し、また、カラーかしめ器３４が待機位置まで下降する。同様に、リベット挿入器１５が待機位置まで上昇する（ステップＳ１２）。   When the extraction of the lower anvil 52 is completed, the supply of hydraulic pressure from the air-hydro converter 62 is stopped, and the color caulking device 34 is lowered to the standby position. Similarly, the rivet inserter 15 is raised to the standby position (step S12).

次に、シリンダ２１が待機位置まで縮んでリベット挿入器１５とドリルユニット１４の入れ替えが行われる。同様に、カラーかしめ器３４とロワークランプユニット３３との入れ替えが行われる（ステップＳ１３）。   Next, the cylinder 21 is retracted to the standby position, and the rivet inserter 15 and the drill unit 14 are exchanged. Similarly, the color caulking device 34 and the low work lamp unit 33 are replaced (step S13).

次に、ワーク支持台２３がＸ軸方向、Ｙ軸方向に動作し次の穿孔位置にワークＷを位置決めする。以後、ステップＳ０２からの動作を繰り返し、ワークＷの所定位置にリベットＲを打鋲する（ステップＳ１４）。   Next, the workpiece support 23 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction to position the workpiece W at the next drilling position. Thereafter, the operation from Step S02 is repeated, and the rivet R is driven to a predetermined position of the workpiece W (Step S14).

本発明による打鋲装置の全体概略図である。1 is an overall schematic view of a striking device according to the present invention. 図１の矢印II方向より見たアッパーヘッドの側面図（一部断面にて示す）である。FIG. 2 is a side view (shown in partial cross section) of the upper head viewed from the direction of arrow II in FIG. 1. 図２の矢印III方向より見たアッパーヘッドの側面図Side view of the upper head as seen from the direction of arrow III in FIG. 図１の矢印IV方向より見たロワーヘッドの側面図である。FIG. 4 is a side view of the lower head viewed from the direction of arrow IV in FIG. 1. 図５はカラーかしめ動作のための準備位置にあるカラーかしめ機の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the color caulking machine in the preparation position for the color caulking operation. 図５はカラーかしめ動作の完了状態にあるカラーかしめ機の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the color caulking machine in a state where the color caulking operation is completed. 図７はカラーかしめ動作開始時（イ）及びかしめ動作完了時（ロ）のロワーアンビルの拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the lower anvil when the color caulking operation is started (A) and when the caulking operation is completed (B). 図８は本発明の打鋲装置の動作フロチャートである。FIG. 8 is an operation flowchart of the striking device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 打鋲装置
２ アッパーヘッド
３ ロワーヘッド
４ ドリル
６ 集塵器
７ 床面
８ 昇降機構
１４ ドリルユニット
１５ リベット挿入器
１９ 切粉吸引部
２０ ブッシュ
２３ ワーク支持台
２４ 支持板
２８ 昇降機構
３４ カラーかしめ器
３５ 支柱
４６ アッパーアンビル
４８ サーボモータ
５２ ロワーアンビル
５６ シリンダ
５４ 押し抜きピン
５８ ピストン
６０ スプリング
６２ エアーハイドロコンバータ
Ｗ ワーク
Ｒ リベット
Ｃ カラー
Ｈ 孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Striking device 2 Upper head 3 Lower head 4 Drill 6 Dust collector 7 Floor 8 Lifting mechanism 14 Drill unit 15 Rivet insertion device 19 Chip suction part 20 Bush 23 Work support base 24 Support plate 28 Lifting mechanism 34 Color caulking device 35 Prop 46 Upper anvil 48 Servo motor 52 Lower anvil 56 Cylinder 54 Punching pin 58 Piston 60 Spring 62 Air hydro converter W Work R Rivet C Color H Hole

Claims (3)

ワークの所定位置の孔にリベットを挿入し、ワークから突出したリベットの部位にカラーを挿入し、リベットを上方からアッパーアンビルにより保持しつつ下側よりロワーアンビルによりリベットねじ部にカラーを食い込むようにかしめることによりワークをリベット止めする方法であって、
ロワーアンビルに対して相対移動可能に押し抜きピンが設けられ、押し抜きピンはカラーのかしめ時にリベット端面にばね力下で当接維持せしめられ、押し抜きピンがリベット端面と所定押圧力にて係合維持するように、押し抜きピンをリベットに向け加圧駆動しつつカラーかしめ後のカラーからのロワーアンビル引き抜きを行う打鋲方法。 Insert a rivet into a hole at a predetermined position of the workpiece, insert a collar into the rivet part protruding from the workpiece, hold the rivet from the upper side with the upper anvil, and bite the collar into the rivet screw part with the lower anvil from the lower side A method of riveting a workpiece by caulking,
A punching pin is provided so as to be movable relative to the lower anvil, and the punching pin is maintained in contact with the rivet end surface under spring force when the collar is caulked, and the punching pin is engaged with the rivet end surface with a predetermined pressing force. A striking method in which the lower anvil is pulled out from the collar after the color caulking while driving the pressing pin toward the rivet so as to maintain the same. ワークの所定位置の孔にリベットを挿入し、リベット先端よりカラーを挿入し、ワークから突出したリベットねじ部にカラーが食い込むようにかしめることによりワークをリベット止めする装置であって、
ワークの所定位置の孔に先端から挿入されたリベット頭部と係合し、リベットを保持するアッパーアンビルと、
ワークに関しアッパーアンビルと反対側にカラーを把持するロワーアンビルと、
前記アッパーアンビルに保持されたリベットをワークに向けて荷重する機構と、
ロワーアンビルの昇降機構と、
リベットを荷重しつつロワーアンビルをワークに向け駆動することによりカラーをリベットのねじ部にかしめにより食い込ませる機構と、
前記ロワーアンビルの軸心に備えられ、ロワーアンビルに対し相対移動する押し抜きピンと、
押し抜きピンをリベット端面と係合するように付勢する弾性手段と、
ロワーアンビルをワークから離間方向に駆動時に押し抜きピンをリベット先端と係合方向に加圧する加圧機構と、
からなる打鋲装置。 A device for riveting a workpiece by inserting a rivet into a hole at a predetermined position of the workpiece, inserting a collar from the rivet tip, and caulking the collar so that the collar bites into a rivet screw portion protruding from the workpiece,
An upper anvil that engages with a rivet head inserted from the tip into a hole in a predetermined position of the workpiece and holds the rivet;
A lower anvil that grips the collar on the opposite side of the upper anvil with respect to the workpiece;
A mechanism for loading the rivet held by the upper anvil toward the workpiece;
Lower anvil lifting mechanism,
A mechanism that causes the collar to bite into the threaded portion of the rivet by driving the lower anvil toward the work while loading the rivet,
A punch pin provided at the axis of the lower anvil and moving relative to the lower anvil;
Elastic means for biasing the punch pin into engagement with the rivet end face;
A pressurizing mechanism that pressurizes the push pin in the direction of engagement with the rivet tip when the lower anvil is driven away from the workpiece;
A striking device consisting of 請求項２に記載の発明において、押し抜きピンのための加圧機構はエアーハイドロコンバータである打鋲装置。   3. The hammering device according to claim 2, wherein the pressurizing mechanism for the punch pin is an air hydro converter.
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