CN117066432B - 自动拉铆装置 - Google Patents

Abstract

一种自动拉铆装置，其包括减震安装座、升降台、拉铆枪以及送钉机构；所述升降台升降设置于所述减震安装座一侧；所述拉铆枪固定至所述升降台；所述送钉机构包括送钉管、伸摆气缸及夹爪组件，所述送钉管相对所述升降台固定设置，所述伸摆气缸包括相对所述升降台固定设置的缸体部以及自所述缸体部下端向下伸出的升降摆动轴，所述夹爪组件固定于所述升降摆动轴下端以在所述伸摆气缸驱动下进行升降及摆动动作，所述夹爪组件用于将所述送钉管下端口输出的铆钉转移至所述拉铆枪的枪头位置处；本发明提供的自动拉铆装置可以替代人工拉铆，提高生产效率、生产质量，并大幅降低人工成本，解决目前人工成本高涨、人工装配无法保证质量的问题。

Description

自动拉铆装置

技术领域

本发明涉及拉铆装配技术领域，具体涉及一种自动拉铆装置。

背景技术

当前，拉铆紧固技术应用于各类金属、塑料件板材、管材等制造工业的紧固环节中，广泛使用在汽车、航空、铁道、制冷、电梯、开关、仪器、夹具、装饰灯机电和轻工产品等产品领域。特别是，近年汽车节能减排的趋势使得铝合金件在汽车中的使用占比越来越多，由于铝合金件的焊接难度大于传统碳钢件，传统焊接工艺较难满足其焊接需求，而拉铆钉紧固件由于其高紧固力、永不松动及高抗剪力等特性，常作为一种可替代焊接的连接方式用于铝合金件的连接上。

现有技术中在进行拉铆紧固操作时，通常使用纯手动拉铆枪或气动拉铆枪进行人工拉铆，具体操作中需要采用人工上铆钉及其它人工操作。现有技术人工拉铆的方式在实际应用过程中存在故障率高、漏装问题严重、装配速度慢等缺陷。这些缺陷与现有工业领域对设备实现自动化、智能化、高效化的需求相去甚远，使得其在现代工业领域中的应用推广受到极大的限制。

有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种自动拉铆装置，其具体设计方式如下。

一种自动拉铆装置，其包括减震安装座、升降台、拉铆枪以及送钉机构；所述升降台升降设置于所述减震安装座一侧；所述拉铆枪固定至所述升降台；所述送钉机构包括送钉管、伸摆气缸及夹爪组件，所述送钉管相对所述升降台固定设置，所述伸摆气缸包括相对所述升降台固定设置的缸体部以及自所述缸体部下端向下伸出的升降摆动轴，所述夹爪组件固定于所述升降摆动轴下端以在所述伸摆气缸驱动下进行升降及摆动动作，所述夹爪组件用于将所述送钉管下端口输出的铆钉转移至所述拉铆枪的枪头位置处。

进一步，所述减震安装座包括固定板、浮动板、弹性减震垫以及锁定机构，所述升降台设置于所述减震安装座的所述浮动板所在侧，所述浮动板与所述固定板相对设置且两者通过若干所述弹性减震垫连接，所述锁定机构具有锁定所述浮动板与所述固定板两者位置关系的第一工作位以及解除两者锁定位置关系的第二工作位。

进一步，所述锁定机构包括固定于所述浮动板且朝所述固定板一侧凸伸的竖向凸块、对称设置于所述竖向凸块宽度方向两侧的两组顶销、以及分别驱动两组所述顶销相对运动以顶紧所述竖向凸块的两组对顶气缸，所述顶销朝向所述竖向凸块的端部呈锥形设置，所述竖向凸块设置有供所述顶销插入配合的配合孔，所述对顶气缸的缸体相对所述固定板固定设置。

进一步，所述锁定机构还具有限定两组所述顶销相向移动的水平导向组件，所述水平导向组件包括水平导杆以及滑动配合至所述水平导杆的一对滑块，所述水平导杆相对所述固定板固定设置，一对所述滑块分布于所述竖向凸块两侧且分别连接至相应侧所述对顶气缸的输出轴，所述顶销设置于相应侧所述滑块上。

进一步，所述减震安装座还包括固定至所述浮动板远离所述固定板一侧的中间板，所述固定板具有自底部朝所述浮动板一侧延伸的延伸板，所述减震安装座还具有设置于所述中间板底部与所述延伸板顶部之间的底部减震垫。

进一步，所述自动拉铆装置还包括竖向导轨、升降气缸以及柔性补偿气缸，所述竖向导轨与所述升降气缸的缸体均设置于所述浮动板远离所述固定板的一侧且相对所述浮动板固定设置，所述升降台滑动配合于所述竖向导轨上，所述柔性补偿气缸的缸体固定于所述升降台的上侧，且所述柔性补偿气缸的输出轴连接至所述升降气缸向下伸出的输出轴。

进一步，所述自动拉铆装置还包括防止所述送钉机构卡钉的防卡气缸，所述防卡气缸的缸体相对所述减震安装座固定设置，所述防卡气缸的输出轴朝下，且配置成伸出时撞击所述升降台或固定至所述升降台的固定块。

进一步，所述自动拉铆装置还具有感应所述升降台行程的行程传感器。

进一步，所述夹爪组件包括固定于所述升降摆动轴下端的夹爪气缸以及感应铆钉位于所述夹爪气缸卡爪内的光纤传感器。

进一步，所述自动拉铆装置还包括机械手臂，所述减震安装座远离所述升降台的一侧固定至所述机械手臂

本发明的有益效果是：基于本发明提供的自动拉铆装置，在进行拉铆工艺时，铆钉上料及拉铆动作均自动完成，可以完全替代人工，提高生产效率、生产质量，并大幅降低人工成本，解决目前人工成本高涨、人工装配无法保证质量的问题；在与自动化、智能化生产线对接时，可全天候不间断工作，生产更加的智能高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1所示为本发明自动拉铆装置一种实施结构的立体示意图；

图2所示为图1自动拉铆装置拆除前挡板及电控箱等零部件后的示意图；

图3所示为减震安装座与升降台、拉铆枪的配合示意图；

图4所示为减震安装座与升降台、送钉机构的配合示意图；

图5所示为图4中伸摆气缸的升降摆动轴向下伸出的示意图；

图6所示减震安装座的整体示意图；

图7所示为减震安装座拆除固定板后的结构示意图；

图8所示为图6所示角度的减震安装座沿A-A＇方向剖切后的示意图；

图9所示为减震安装座与升降台配合的第一角度示意图；

图10所示为减震安装座与升降台配合的第二角度示意图；

图11所示为图1自动拉铆装置的另一角度立体示意图；

图12所示为自动拉铆装置另一种实施结构的立体示意图。

图中，100为减震安装座，11为固定板，110为侧板，111为延伸板，12为浮动板，13为弹性减震垫，141为竖向凸块，1410为配合孔，142为顶销，1421为第一顶销，1422为第二顶销，143为对顶气缸，1431为第一对顶气缸，1432为第二对顶气缸，1430为对顶气缸143的输出轴，144为水平导杆，145为滑块，1451为第一滑块，1452为第二滑块，15为底部减震垫，151为承托板，10为中间板，101为转接板；200为升降台，21为竖向导轨，22为升降气缸，23为柔性气缸，201为固定块，24为行程传感器；300为拉铆枪，31为拉铆枪连接块；400为送钉机构，41为送钉管，42为伸摆气缸，421为伸摆气缸42的缸体部，422为伸摆气缸42的升降摆动轴，43为夹爪组件，430为夹爪气缸，4300为夹爪，431为上连接板，4310为容置孔，432为下托板，44为防卡气缸，40为副连接块；500为铆钉；600为电控箱；700为前挡板，70为光纤放大器，71为电磁阀，72为减压阀，73为行程传感器信号放大器，74为油雾器，75为单控电磁阀；

800为机械手臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1、图2所示，本发明所涉及的自动拉铆装置包括减震安装座100、升降台200、拉铆枪300以及送钉机构400。其中，升降台200升降设置于减震安装座100一侧；拉铆枪300固定至升降台200；送钉机构400包括送钉管41、伸摆气缸42及夹爪组件43。

参考图5所示，送钉管41相对升降台200固定设置，伸摆气缸42包括相对升降台200固定设置的缸体部421以及自缸体部421下端向下伸出的升降摆动轴422，夹爪组件43固定于升降摆动轴422下端以在伸摆气缸42驱动下进行升降及摆动动作，夹爪组件43用于将送钉管41下端口输出的铆钉500转移至拉铆枪300的枪头位置处。

更为详细的一些实施例中，结合图3所示，拉铆枪300通过拉铆枪连接块固定至升降台200。结合图4所示，升降台200的一侧还固定有副连接块40，送钉管41与伸摆气缸42的缸体部421均通过该副连接块40固定至升降台200。

基于本发明自动拉铆装置的以上结构，送钉管41下端口输出的铆钉500在到达夹爪组件43后，可由夹爪组件43夹持；而后伸摆气缸42的升降摆动轴422向下伸出并旋转至夹爪组件43上的铆钉500位于拉铆枪300的枪头正下方位置处；进而可通过伸摆气缸42的升降摆动轴422回缩使得拉铆枪300的枪头套入铆钉500中；升降台200升降运行可使携带铆钉500的拉铆枪300靠近或远离目标位置处。

基于本发明提供的自动拉铆装置，在进行拉铆工艺时，铆钉500上料及拉铆动作均自动完成，可以完全替代人工，提高生产效率、生产质量，并大幅降低人工成本，解决目前人工成本高涨、人工装配无法保证质量的问题；在与自动化、智能化生产线对接时，可全天候不间断工作，生产更加的智能高效。此外，本发明采用减震安装座作为升降台200、拉铆枪300以及送钉机构400的承载机构，可以有效减小拉铆枪300工作时的震动对自动拉铆装置带来不良影响。

作为本发明一种优选实施结构，参考图6、图7、图8所示，该具体实施例中的减震安装座100包括固定板11、浮动板12、弹性减震垫13以及锁定机构。在自动拉铆装置中，升降台200设置于减震安装座100的浮动板12所在侧，浮动板12与固定板11相对设置且两者通过若干弹性减震垫13连接，锁定机构具有锁定浮动板12与固定板11两者位置关系的第一工作位以及解除两者锁定位置关系的第二工作位。

应当理解，在该实施例中的弹性减震垫13具有一定的弹性，其可以是橡胶弹性快或其它具有类似功能的模块，由于浮动板12是通过弹性减震垫13连接至固定板11，当锁定机构处于第一工作位时，锁定机构锁定浮动板12与固定板11两者位置关系，可在确保拉铆枪300在拉铆环节中具有较优位置精度，此时弹性减震垫13能减小拉铆枪300工作时的震动对自动拉铆装置带来不良影响；相应的，当锁定机构处于第二工作位时，浮动板12可相对固定板11在一定范围内弹性浮动，能够降低装置上的零部件在快速运行时造成受损的概率。

更为具体的，参考图6、图7、图8所示，锁定机构包括固定于浮动板12且朝固定板11一侧凸伸的竖向凸块141、对称设置于竖向凸块141宽度方向两侧的两组顶销142、以及分别驱动两组顶销142相对运动以顶紧竖向凸块141的两组对顶气缸143。如图中所示，该具体实施例中的两组顶销142包括位于竖向凸块141第一侧的两个第一顶销1421以及位于竖向凸块141第二侧的两个第二顶销1422，两组对顶气缸143包括用于驱动两个第一顶销1421的第一气缸以及驱动两个第二顶销1422的第二气缸。

优选的，本实施例中所涉及的顶销142朝向竖向凸块141的端部呈锥形设置，竖向凸块141设置有供顶销142插入配合的配合孔1410，对顶气缸143的缸体相对固定板11固定设置。具体实施时，固定板11的两侧各固定有一个侧板110，顶气缸143的缸体固定至该侧板110进而实现相对固定板11的固定设置，基于该设置，当顶气缸143驱动顶销142顶紧竖向凸块141时，可以锁定浮动板12与固定板11的的位置关系。

进一步优选的，锁定机构还具有限定两组顶销142相向移动的水平导向组件。参考图中所示，该实施例中的水平导向组件包括水平导杆144以及滑动配合至水平导杆144的一对滑块145，水平导杆144相对固定板11固定设置，一对滑块145分布于竖向凸块141两侧且分别连接至相应侧对顶气缸143的输出轴1430，顶销142设置于相应侧滑块145上。

更为详细的，本具体实施例包括两根上下平行设置的水平导杆144，每一水平导杆144通过其两端部与相应侧侧板110连接以相对固定板11固定设置，一对滑块145包括设置于竖向凸块141第一侧的第一滑块1451以及设置于竖向凸块141第二侧的第二滑块1451，第一滑块1451与第二滑块1451均滑动配合至两水平导杆144，两个第一顶销1421设置于第一滑块1451上，两个第二顶销1422设置于第二滑块1452上，第一滑块1451与第二滑块1452分别连接至相应侧对顶气缸143的输出轴1430。

可以理解，在本发明中所涉及顶销142、对顶气缸143、水平导杆144的数量及布局可以不局限于图示实施例所展示。

在本发明中的又一些实施例中，结合图3、图9、图10所示，减震安装座100还包括固定至浮动板12远离固定板11一侧的中间板10，固定板11具有自底部朝浮动板12一侧延伸的延伸板111，减震安装座100还具有设置于中间板10底部与延伸板111顶部之间的底部减震垫15。本实施例中，中间板10可根据待安装部件(包括拉铆枪300、送钉机构400等)的规格及占用空间来调整板面尺寸，如此同一尺寸规格的浮动板12通过配合不同尺寸的中间板100可以适应不同规格自动拉铆装置，更适合规模性生产制造。

此外，在本实施例中，中间板10作为减震安装座100安装拉铆枪300等部件的安装侧，通过在中间板10底部与延伸板111顶部之间设置底部减震垫15，可进一步提高减震安装座100的减震效果。具体实施过程中，延伸板111顶部间隔设置有两个底部减震垫15，两个底部减震垫15顶部设置有连接两个底部减震垫15的承托板151，中间板10通过设置于底部的转接板101承托在承托板151上。

在本发明的另一些具体实施例中，结合图3、图10所示，自动拉铆装置还包括竖向导轨21、升降气缸22以及柔性补偿气缸23。其中，竖向导轨21与升降气缸22的缸体均设置于浮动板12远离固定板11的一侧且相对浮动板12固定设置；图示实施例中，竖向导轨21与升降气缸22的缸体均固定于中间板10上。升降台200滑动配合于竖向导轨21上，柔性补偿气缸23的缸体固定于升降台200的上侧，且柔性补偿气缸23的输出轴连接至升降气缸22向下伸出的输出轴。

可以理解，在具体应用过程中，升降气缸22为升降台200的升降提供动力；柔性补偿气缸23的输出轴通过电磁阀控制被设置成保持伸出状态，即输出轴被空气顶住。具体而言，在自动拉铆装置的拉铆枪300工作时，其会产生一个向下的力将铆钉嵌入工件中，同上产生一个向上的反作用力；当向上的反作用力产生时，由于柔性补偿气缸23的输出轴是被空气顶住的，输出轴会发生微量的缩回，然后又恢复伸出状态，该过程可有效抵消这个向上的反作用力，减小拉铆时产生的震动，进而提高拉铆的位置精度和拉铆枪300的寿命。

作为本发明的进一步优选，在一些实施例中，自动拉铆装置还包括防止送钉机构400卡钉的防卡气缸44。参考图5、图10所示，防卡气缸44的缸体相对减震安装座100固定设置，防卡气缸44的输出轴朝下，且配置成伸出时撞击升降台200或固定至升降台200的固定块201。具体该实施例中，防卡气缸44的缸体固定于中间板10的一侧，防卡气缸44的输出轴在伸出时撞击固定至升降台200的固定块201，其中固定块201固定于升降台200的一侧。

在具体应用场景中，夹爪组件43夹住铆钉500先被伸摆气缸42送到拉铆枪300的枪头正下方位置处，进而通过伸摆气缸42的升降摆动轴422回缩使得拉铆枪300的枪头套入铆钉500中。在拉铆枪300的枪头套入铆钉500过程中，如铆钉500与拉铆枪300的枪头对齐，拉铆枪300的枪头可以比较顺滑的套入铆钉500内；而在铆钉500与拉铆枪300的枪头没有对齐时，拉铆枪300的枪头可能无法顺滑的伸入铆钉500，此时防卡气缸44的输出轴会突然伸出，产生一次震动，将被卡住的铆钉500推出。

又一优选实施例中，自动拉铆装置还具有感应升降台200行程的行程传感器24。作为一具体的实施结构，参考图10中所示，行程传感器24可以设置为弹簧传感器，具体实施过程中，弹簧传感器的主体部固定至中间板10，其弹簧自由端受升降台200上固定块201的压力，在升降台200上下移动时，弹簧传感器的弹簧压缩量能够反映升降台200的位置。基于此，在自动拉铆装置具体应用过程中，行程传感器可以把位移的距离转换成电信号传输给控制模块，通过行程传感器24来监测铆钉500的位置和当前铆接状态。

进一步，参考图5所示，夹爪组件43包括固定于升降摆动轴422下端的夹爪气缸430以及感应铆钉500位于夹爪气缸430卡爪4300内的光纤传感器433。

该具体实施例中，夹爪组件43通过上连接板431固定于升降摆动轴422下端，连接板431上开设有供铆钉500进入的容置孔4310；夹爪气缸430于容置孔4310下侧具有一对相对设置的夹爪4300，夹爪气缸430可通过控制这对夹爪4300的距离来夹持或释放由容置孔4310进入的铆钉500；夹爪气缸430的下侧还设置有防止铆钉500直接掉落的下托板432。可以理解，夹爪4300开设有由供光纤传感器433感测信号穿过的通道。

进一步结合图1与图11所示，自动拉铆装置还具有电控箱600与前挡板700。具体实施过程中，电控箱600固定于中间板10的背面，前挡板700相对伸摆气缸42的缸体部421固定设置，前挡板700上设置有光纤放大器70，电磁阀71，减压阀72，行程传感器信号放大器73，油雾器74，单控电磁阀75。其中，光钎放大器70用于放大光钎传感器433的信号，再传输到电控箱600中的控制模块中，电磁阀71用于控制升降气缸22、柔性气缸23、伸摆气缸42、夹爪气缸430、防卡气缸44等气动执行元件的动作，减压阀72用于调节自动拉铆装置中气路的压力，行程传感器信号放大器，73用于放大行程传感器24的信号，油雾器74用于润滑气路，单控电磁阀75用于单独控制减震安装座100中的对顶气缸143。

参考图12所示，作为本发明自动拉铆装置，自动拉铆装置还包括机械手臂800，减震安装座100远离升降台200的一侧固定至该机械手臂800，通过机械手臂800的控制，自动拉铆装置可以在较大范围内运行，进而可更好的适应实际拉铆应用场景。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动拉铆装置，其特征在于，包括减震安装座、升降台、拉铆枪以及送钉机构；所述升降台升降设置于所述减震安装座一侧；所述拉铆枪固定至所述升降台；所述送钉机构包括送钉管、伸摆气缸及夹爪组件，所述送钉管相对所述升降台固定设置，所述伸摆气缸包括相对所述升降台固定设置的缸体部以及自所述缸体部下端向下伸出的升降摆动轴，所述夹爪组件通过上连接板固定于所述升降摆动轴下端，以在所述伸摆气缸驱动下进行升降及摆动动作，所述上连接板上开设有供铆钉进入的容置孔，所述夹爪组件用于将所述送钉管下端口输出的铆钉转移至所述拉铆枪的枪头位置处；

所述减震安装座包括固定板、浮动板、弹性减震垫以及锁定机构，所述升降台设置于所述减震安装座的所述浮动板所在侧，所述浮动板与所述固定板相对设置且两者通过若干所述弹性减震垫连接，所述锁定机构具有锁定所述浮动板与所述固定板两者位置关系的第一工作位以及解除两者锁定位置关系的第二工作位。

2.根据权利要求1所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述锁定机构包括固定于所述浮动板且朝所述固定板一侧凸伸的竖向凸块、对称设置于所述竖向凸块宽度方向两侧的两组顶销、以及分别驱动两组所述顶销相对运动以顶紧所述竖向凸块的两组对顶气缸，所述顶销朝向所述竖向凸块的端部呈锥形设置，所述竖向凸块设置有供所述顶销插入配合的配合孔，所述对顶气缸的缸体相对所述固定板固定设置。

3.根据权利要求2所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述锁定机构还具有限定两组所述顶销相向移动的水平导向组件，所述水平导向组件包括水平导杆以及滑动配合至所述水平导杆的一对滑块，所述水平导杆相对所述固定板固定设置，一对所述滑块分布于所述竖向凸块两侧且分别连接至相应侧所述对顶气缸的输出轴，所述顶销设置于相应侧所述滑块上。

4.根据权利要求1所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述减震安装座还包括固定至所述浮动板远离所述固定板一侧的中间板，所述固定板具有自底部朝所述浮动板一侧延伸的延伸板，所述减震安装座还具有设置于所述中间板底部与所述延伸板顶部之间的底部减震垫。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述自动拉铆装置还包括竖向导轨、升降气缸以及柔性补偿气缸，所述竖向导轨与所述升降气缸的缸体均设置于所述浮动板远离所述固定板的一侧且相对所述浮动板固定设置，所述升降台滑动配合于所述竖向导轨上，所述柔性补偿气缸的缸体固定于所述升降台的上侧，且所述柔性补偿气缸的输出轴连接至所述升降气缸向下伸出的输出轴。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述自动拉铆装置还包括防止所述送钉机构卡钉的防卡气缸，所述防卡气缸的缸体相对所述减震安装座固定设置，所述防卡气缸的输出轴朝下，且配置成伸出时撞击所述升降台或固定至所述升降台的固定块。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述自动拉铆装置还具有感应所述升降台行程的行程传感器。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述夹爪组件包括固定于所述升降摆动轴下端的夹爪气缸以及感应铆钉位于所述夹爪气缸卡爪内的光纤传感器。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的自动拉铆装置，其特征在于，所述自动拉铆装置还包括机械手臂，所述减震安装座远离所述升降台的一侧固定至所述机械手臂。