传感器引脚的自动整形结构的制作方法

本发明涉及传感器引脚加工设备领域,特别是传感器引脚套筒铆压装置。

背景技术：

随着汽车技术和电子技术的迅速发展，电子技术和计算机技术在汽车上得到了广泛的应用，发动机的燃油喷射系统、电子点火系统、息速控制系统、进气控制、废气排放以及传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统和车身,普遍采用了电子控制装置。汽车已经成为了一个机电一体化产品。在汽车电子控制系统中，传感器担负着信息的采集和传输功能，它是电子控制系统中非常重要的部件,并将它们转换成计算机能接受的电信号后送给ecu,ecu根据这些信息进行运算处理，进而发出指令。

传感器作为重要的电子元器件使用量越来越大。尤其是高端性能的传感器市场前景越来越广阔，而传感器的生产需要将引脚正确的对接到传感器基座或者对应端上。该过程中要对引脚进行一系列的处理，并对极性缺陷不良品进行筛选去除，最后确保熔接高度、间距等尺寸符合规格。现有技术都是分多步分工作业，无法实现自动化生产，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的技术方案是：传感器引脚套筒铆压装置，包括旋转工作台以及设置在旋转工作台上的工装夹具组。旋转工作台为环状的圆形转盘，其基于轴承件的支撑，通过底部的转动力源实现回转运动。工装夹具组包括两个不同夹持方向的夹具；工件通过第一夹具维持水平夹持，工件通过第二夹具维持竖向夹持。第一夹具上夹持的工件呈水平状态，其通过气动的两个夹指钳住工件，并在工件的前端位置设置了用于端部对齐的工件端部对齐块。第二夹具上夹持的工件呈竖直状态，其通过两个轴向之间具有弹性间隙的独立小滚轮来滚动夹持。

沿旋转工作台的回转边缘设置有：激光焊接机构、定位质检机构、套筒预装机构、套筒装夹机构；激光焊接机构、定位质检机构和套筒装夹机构设置在旋转工作台的“环外”，而套筒预装机构则设置在旋转工作台的“环内”。

激光焊接机构设置在一个用于实现空间内位置调整的位移模组上，其通过位移模组实现空间内的位置调节；激光焊接机构包括激光镜头、保护气喷嘴、喷气构件；保护气喷嘴与喷气构件围绕焊接位置设置，且保护气喷嘴与喷气构件同步移动调节。

定位质检机构包括：至少从两个方向进行定位的视觉相机组件、从第一夹具上取出工件并进行方向转动的第一夹持组件、从第一夹持组件上取出工件并送入第二夹具的第二夹持组件；

套筒预装机构包括：从竖向进行视觉检测的镜头组件、通过相向运动实现套筒套装的第三夹持组件；

套筒装夹机构包括设置在升降组件上的装夹转盘组件；所述装夹转盘组件包括安装在导槽中的装夹头；多个装夹头沿各自导槽滑动并聚拢冲压套筒与工件对接处。

优选的是，传感器引脚套筒铆压装置还包括送料机构和引脚整形机构；送料机构包括循环送料的双向料带和用于工件运输过渡的送料夹持组件。送料夹持组件架设于旋转工作台上，其用于双向料带和工装夹具之间产品的过渡运输。引脚整形机构至少包括气压推动的整形头，其还用于引脚对接材料的送料，整形通过气动源将引脚冲压整形成工艺要求的对接外形，以便于后续加工中对接及定位。

优选的是，工件通过第一夹具维持水平夹持，工件通过第二夹具维持竖向夹持；激光镜头包括处于同一光轴上的：视觉相机、激光发生单元、相机光源；激光发生单元内置震荡器和光学镜片，激光穿过相机光源的中心后被聚焦于焊接位置上熔融引脚。以激光线束为中线，在焊接位置的两侧分别设置有间距调整构件拉动的保护气喷嘴；在焊接位置的侧面还设置有一个与间距调整构件同步移动的且可伸出至焊接位置下方的喷气构件。

定位质检机构中的视觉相机组件包括两个视觉相机，两个视觉相机沿第一夹具的两侧方向来对第一夹具上的工件进行位置校准；同时，设置一个背部光源，可以配合视觉相机对检测位置打亮；套筒预装机构中的镜头组件对移动至其下方的第二夹具上的工件上端角度进行检测；所述装夹转盘组件对移动至其下方的第二夹具上的工件及套筒进行夹紧。

优选的是，间距调整构件包括具有高度差的两根平行滑动的导向杆，导向杆则配合于底座上的导向槽内；两根导向杆之间设置一根连杆，连杆上开设有导槽，以导槽的中心为转动中心固定在底座上。通过导向杆上的凸起配合在导槽内来使两根导向杆同时产生相向或相背的位移动作；导向杆上设置了用于固定保护气喷嘴的连接端；至少一根导向杆连接至第一气缸；第一气缸还同时驱动喷气构件；喷气构件包括第二气缸推出的喷气头；喷气头的表面设置了多个出气孔。在第一气缸上还设置了止行开关，用于第一气缸的位置传感。

优选的是，位移模组包括x轴构件、y轴构件和z轴构件；x轴构件与y轴构件均为电机驱动的水平直线模组；z轴构件为气缸推拉的竖直直线模组。z轴构件包括第三气缸、z轴滑轨；第三气缸的缸体滑动配合在竖向导轨上；z轴滑轨上设置导向的滑块；激光焊接组件同时固定在第三气缸的缸体和滑块上。

优选的是，第一夹持组件包括第一横向气缸、第一竖向气缸、转动气缸、第一夹手；z轴方向的第一竖向气缸竖直推拉第一夹手；转动气缸带动第一竖直气缸转动；x轴方向的第一横向气缸带动转动气缸横向移动。

优选的是，第二夹持组件包括第二横向气缸、第三横向气缸、第四横向气缸和第二夹手；x轴方向的第二横向气缸同时推动y轴方向的：第三横向气缸、第四横向气缸；第三横向气缸推拉第二夹手；第四横向气缸推拉一根顶杆；顶杆与第一夹具上的工件端部对齐块对齐。

优选的是，第三夹持组件包括y轴方向的第五横向气缸、z轴方向的第二竖向气缸、传感器、第三夹手、z轴方向的第三竖向气缸、套筒装载头；第五横向气缸同时推拉第二竖向气缸和第三夹手；第二竖向气缸位于第三夹手上侧，且第二竖向气缸同时推拉传感器和第三竖向气缸；第三竖向气缸推拉套筒装载头，且套筒装载头上的套筒定位孔与第三夹手上的工件夹持孔相对应；传感器用于检测套筒装载头上的套筒。

优选的是，升降组件包括沿着竖向导杆滑动的底板；装夹转盘组件固定于底板上；装夹转盘组件包括同轴设置且可产生相对转动的盘体和盖板；在盘体上沿径向设置有多个滑槽；装夹头配合于滑槽内；盖板上设有与装夹头配合且推动装夹头沿滑槽移动的腰型槽；盖板由气动件沿其回转方向推动。

本发明的优点是：

1、基于传感器引脚的加工工序，以自动控制的机械化结构来实现每个加工步骤的实施。并且，遵循引脚加工过程中的工艺特点，确保每个加工工装都具有特定的且精确可靠的响应动作，为传感器引脚加工过程提供了全面的自动化帮助。

2、根据产品加工特点来配合不同的工作夹具，通过控制夹具对引脚夹持的位置及角度来达到精准的定位及监控。以一系列传感设备的配合达到多个方位的精确定位效果，提升了结构的操作精度和产品的加工质量。

3、以视觉检测结构来进行焊接位置的高精度定位，解决了人工校准的问题。尤其是，在配合焊接装置时能够进行位置的精确定位与反馈，提高了设备控制程度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为传感器引脚的自动整形结构的立体图；

图2为激光焊接机构的立体图；

图3为激光焊接机构的局部结构图；

图4为定位质检机构正面向的立体图;

图5为定位质检机构后面向的立体图;

图6为定位质检机构的侧视图;

图7为套筒预装机构正面向的立体图;

图8为套筒预装机构后面向的立体图;

图9为套筒装夹机构正面向的立体图;

图10为套筒装夹机构上装夹转盘组件的立体图;

图11为装夹转盘组件的内部结构图

其中：1、激光焊接机构；2、定位质检机构；3、套筒预装机构；4、套筒装夹机构；5、第一夹具；6、第二夹具；7、旋转工作台；8、送料机构；9、引脚整形机构；11、激光镜头；12、保护气喷嘴；13、喷气构件；14、间距调整构件；15、保护罩；16、x轴构件；17、y轴构件；18、z轴构件；111、视觉相机；112、激光发生单元；113、相机光源；114、调焦器；131、第二气缸；132、喷气头；141、导向杆；142、底座；143、连杆；144、连接端；145、u型板；146、第一气缸；147、止行开关；20、顶杆；21、视觉相机；22、第一横向气缸；23、转动气缸；24、第一夹手；25、第一竖向气缸；26、第二横向气缸；27、第三横向气缸；28、第四横向气缸；29、第二夹手；30、镜头组件；31、第五横向气缸；32、第二竖向气缸；33、第一传感器；34、第三夹手；35、第三竖向气缸；36、第三竖向气缸；37、第二传感器；40、亿猫购物车；41、底板；42、盘体；43、盖板；44、装夹头；45、装夹头；46、导槽。

具体实施方式

实施例：

如附图1-11所示，传感器引脚的自动整形结构，包括旋转工作台7以及设置在旋转工作台7上的工装夹具组。旋转工作台7为环状的圆形转盘，其基于轴承件的支撑，通过底部的转动力源7实现回转运动。工装夹具组包括两个不同夹持方向的夹具；工件通过第一夹具5维持水平夹持，工件通过第二夹具6维持竖向夹持。第一夹具5上夹持的工件呈水平状态，其通过气动的两个夹指钳住工件，并在工件的前端位置设置了用于端部对齐的工件端部对齐块。第二夹具6上夹持的工件呈竖直状态，其通过两个轴向之间具有弹性间隙的独立小滚轮来滚动夹持。

沿旋转工作台7的回转边缘依次设置有：送料机构8、引脚整形机构9、激光焊接机构1、定位质检机构2、套筒预装机构3、套筒装夹机构4；送料机构、引脚整形机构、激光焊接机构1、定位质检机构2和套筒装夹机构4设置在旋转工作台7的“环外”，而套筒预装机构则设置在旋转工作台7的“环内”。送料机构8包括循环送料的双向料带和用于工件运输过渡的送料夹持组件，双向料带为平行的两条料带，其两者输送方向相反且持续滚送。送料夹持组件架设于旋转工作台上，其用于双向料带和工装夹具之间产品的过渡运输。引脚整形机构9至少包括气压推动的整形头，整形通过气动源将引脚冲压整形成工艺要求的对接外形，以便于后续加工中对接及定位。引脚整形机构还用于引脚对接材料的送料及安装，其中主要体现在引脚端部接头与引脚的定位对接上。

当工件随着旋转工作台7的转动，依次的经过各个机构时，就可以在对应工位上完成相应加工。其中在工件经过定位质检机构时，其被夹持在第一夹具5上；当工件被送入套筒预装机构时，其被套筒预装机构从第一夹具5上移动至第二夹具6上，实现了其夹持方位的改变。

激光焊接机构1设置在一个位移模组上。位移模组用于实现空间内位置调整，位移模组具备了空间内x、y、z轴方向的位移调整能力。位移模组具体包括x轴构件、y轴构件和z轴构件，其中x轴构件与y轴构件均为电机驱动的水平直线模组，且在水平直线模组上配合有3个接近传感器用于其三个节点位置传感。x轴构件16与y轴构件17均是基于电机驱动的丝杆实现传动，丝杆则与导向的轨道配合实现了直线移动。z轴构件18则为气缸推拉的竖直直线模组，与x轴构件16与y轴构件17不同的是，z轴构件18动力源为响应迅速的气动件。

激光焊接机构1主要包括设置在保护罩15内的：激光镜头11、保护气喷嘴12，当激光焊接机构1随着z轴构件18下降后，保护罩15可以将焊接位置包围起来，同时由保护气喷嘴喷射保护气体。

激光镜头11在提供高能量的激光射线同时也可以通过视觉构件进行焊接位置的检测、定位。激光镜头11包括处于同一光轴上的：视觉相机111、激光发生单元112、相机光源113，激光发生单元112内置震荡器和光学镜片，激光穿过相机光源113的中心后被聚焦于焊接位置上熔融引脚。视觉相机111位于激光发生单元112上侧，其竖直向下定位画面，视觉相机通过高清画面对激光线束的聚焦点与焊接点进行位置精度检测。设备的控制系统则将视觉相机的摄录画面与系统预设画面进行识别比较，对位置偏离情况进行警报并暂停动作，直至调整准确后解除暂停禁制。激光镜头11上还设置有调焦器114，操作者可以通过调焦器114来实现激光镜头的焦距调整。

以激光线束为对称中线，在焊接位置的两侧分别设置有保护气喷嘴12，同时在焊接位置的侧面设置有一个与保护气喷嘴移动同步的喷气构件13。喷气构件13同步伸出至焊接位置的下侧，从焊接位置下方进行保护气的喷射，为焊接位置提供全面角度的环境保护。

两侧的保护气喷嘴12由间距调整构件14来实现两者之间的位移动作联动，间距调整构件14包括具有高度差的两根平行滑动的导向杆141，导向杆141则配合于底座142上的导向槽内。两根导向杆141之间设置一根连杆143，连杆143上开设有导槽，以导槽的中心为转动中心固定在底座142上，通过导向杆141上的凸起配合在导槽内来使两根导向杆141同时产生相向或相背的位移动作。在导向杆141上设置了用于固定保护气喷嘴的连接端144，连接端144可以绕其轴向转动以满足多角度的调整。如图所示，右侧的导向杆141上的连接端144卡在一块u型板145上，该u型板145由第一气缸146横向推拉。在第一气缸146上还设置了止行开关147，用于第一气缸146的位置传感。同时，在u型板145上安装了喷气构件13，喷气构件13包括第二气缸131推出的喷气头132，喷气头132的表面设置了多个出气孔。喷气头132从焊接位置的下侧向上喷射保护气体。

定位质检机构2包括：分别从工件两侧方向进行定位的视觉相机组件、从第一夹具上5取出工件并进行方向转动的第一夹持组件、从第一夹持组件上取出工件并送入第二夹具6的第二夹持组件。其中的视觉相机组件包括两个视觉相机21，两个视觉相机21由可旋转固定的板材来设置在工位的两侧的型材上，因为引脚一般是两根，两根引脚在平铺位置时两个视觉相机21就可以同时从工件的两侧方向来进行位置校准，同时通过调整视觉相机21固定的板材来调整其拍摄的角度。为了进一步的保障检测的准确性，还设置一个背部光源，背部光源固定在第一夹持组件上，其对准第一夹具上的工件并配合视觉相机21对检测位置打亮。

与现有技术中大多数的直线运动组件相似，第一夹持组件与第二夹持组件均基于此类的运动方式。第一夹持组件包括第一横向气缸22、第一竖向气缸25、转动气缸23、第一夹手24；x轴方向的第一横向气缸22沿其滑轨带动转动气缸23横向移动，转动气缸23实现至少90°的回转，其从第一夹具5上取下工件并将水平放置的工件转动至竖直放置方向。转动气缸23则带动第一竖直气缸25，z轴方向的第一竖向气缸25沿其滑轨竖直推拉第一夹手24进行工件夹持，第一夹手24则主要包括气缸推动的两个夹指。第二夹持组件包括第二横向气缸26、第三横向气缸27、第四横向气缸28和第二夹手29；x轴方向的第二横向气26缸沿其滑轨同时推动y轴方向的：第三横向气缸27、第四横向气缸28；第三横向气缸27沿其滑轨水平推拉第二夹手29，第二夹手29也为气动的夹指，其运动至第一夹手24处，从第一夹手24上取过工件在移动至第二夹具6位置并将工件嵌入第二夹具6。其中，第四横向气缸28推拉一根顶杆20，顶杆20与第一夹具5上的工件端部对齐块对齐，通过顶杆20与第一夹具上的工件端部对齐块可以进一步的确保工件被夹持时的初始位置，即其被夹持的准确尺寸，避免在随后的几次转移过程中造成过大的尺寸偏差。

套筒预装机构3包括：从竖向进行视觉检测的镜头组件、通过相向运动实现套筒套装的第三夹持组件。其中，镜头组件30以及其对应的光源31移动至第二夹具6上方，并对第二夹具6上的工件上端角度进行检测，因为套筒及引脚根部为椭圆外形，其对接时需要准确无误，否则会损坏产品。第三夹持组件包括y轴方向的第五横向气缸31、z轴方向的第二竖向气缸32、传感器、第三夹手34、z轴方向的第三竖向气缸35、套筒装载头36。第五横向气缸31沿其滑轨同时横向推拉第二竖向气缸35和第三夹手34，其将第二竖向气缸35和第三夹手34移动到夹具位置。且第二竖向气缸35位于第三夹手34上侧，且第二竖向气缸35同时上、下推拉第一传感器33和第三竖向气缸35，第三竖向气缸35推拉套筒装载头36。套筒装载头36上通过套筒定位孔来装载套筒，套筒定位孔与第三夹手34上的工件夹持孔相对应，第三竖向气缸35工作后，套筒装载头36带着套筒下降并准确套在第三夹手34夹持的工件上。传感器设置有两个，其中第一传感器设置位置较高，其发射出斜侧的检测光线，并用于对第一夹具5上竖直夹持的工件下端进行监测，确保其在无检测结果的状态才能证明第一夹具5的夹持状态正确。第二传感器37则用于检测套筒装载头36上的套筒，确定在运行时套筒装载头36上装载着套筒。

套筒装夹机构4包括设置在升降组件上的装夹转盘组件，装夹转盘组件对移动至其下方的第二夹具6上的工件及套筒进行夹紧。升降组件包括沿着竖向导杆40滑动的底板41，装夹转盘组件固定于底板41上。装夹转盘组件包括同轴设置且可产生相对转动的盘体42和盖板43；在盘体42上沿径向设置有多个滑槽46，每个滑槽46中装配着装夹头44。装夹头44配合于滑槽46内，多个装夹头44同时沿各自滑槽46滑动并聚拢冲压套筒与工件对接处。在滑槽外部的盘体42上设置盖板43，盖板43上设置有与每个装夹头对应的腰型槽45，在每个装夹头44上均设置了与腰型槽45匹配的圆形凸起，当盖板43与盘体42发生相对转动时，腰型槽45会起到导向作用，根据腰型槽45设置的角度，其会产生装夹头44的推动效果，所有的装夹头44会同时沿着滑46槽移动，装夹头44的前端设计成产品规定的夹持表面，通过冲压后达到固定的要求。盖板43的驱动由单独的气缸来实现，其设计好推动形成，与腰型槽45的尺寸匹配，可以满足装夹头44的夹持力度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。