一种圆柱形销钉的自动送钉系统的制作方法

本发明涉及航空航天制造技术领域，具体地说，涉及一种圆柱形销钉的自动送钉系统。

背景技术：

航天技术产业是一个国家的战略高地，保障着国家的国防安全和国际地位。陶瓷基复合材料由于其优异的耐热性能，在尖端航天器的制造中得到了越来越广泛的应用。在陶瓷基复合材料结构件装配过程中，销钉连接仍然是目前的最主要连接方法，占据了极大的工作量。

传统的人工装配劳动条件差，生产效率低，连接质量严重依赖于工人的经验和技术，且不符合产品数字化装配的发展要求，因此采用自动钻铆系统来代替人工操作势在必行。研发拥有自主知识产权的陶瓷基复合材料智能加工系统，不仅对于航天器装配具有重大意义，对于推动我国的高端装备制造战略也深具影响。

对于陶瓷基复合材料自动钻铆系统而言，拥有一套可靠高效、经济环保的自动送钉系统相当重要。公布号为cn107009115a的中国专利文献公开了一种具有自动选钉与送钉功能的插钉系统，该插钉系统包括储钉单元、推钉单元、选钉单元及插钉拧紧单元；储钉单元包括用于储存待送临时螺钉紧固件的弹夹；推钉单元包括与弹夹出口连通的推钉槽、用于沿推钉槽将临时螺钉紧固件推至推钉槽的槽口处的第一推钉机构及用于将临时螺钉紧固件沿其轴向推出槽口的第二推钉机构；选钉单元包括用于对从推钉单元推出的临时螺钉紧固件进行尺寸测量的测量模块及根据预设尺寸范围对螺钉紧固件进行筛选的筛选模块；插钉拧紧单元用于将筛选模块筛选出在预设尺寸范围内的临时螺钉紧固件进行插钉拧紧。另有公布号为cn103706752a的中国专利文献公开了一种配合多功能自动钻柳末端执行器使用的自动选钉与送钉系统，包括固定料站支架、振动盘上料架、固定料站料仓、移动料站料仓、自动选钉模块、自动柳接机器人承载模块、自动钻柳末端执行器、自动柳接机器人单元承重地轨、放料气缸与自动柳接机器人单元承重滑板。

现有技术中的自动送钉系统送钉过程复杂，送钉结构庞大，不利于提高生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种圆柱形销钉的自动送钉系统，能实现不同规格销钉的快速输送、装夹和转移，保证送钉过程可靠高效、经济环保，提高加工效率。

为了实现上述目的，本发明提供的圆柱形销钉的自动送钉系统包括底座，底座上设有若干并排设置的送钉机构，分别用于输送不同规格的销钉；所述送钉机构包括：

夹钉头，通过夹钉驱动器驱动以夹取销钉；

出钉头，其内设有送钉管道，且在所述送钉管道的出钉端设有与所述夹钉头对接的出钉嘴；

送钉驱动机构，用于驱动所述夹钉头沿所述出钉嘴的轴向进行移动，方便所述夹钉头的夹钉操作；

移钉驱动机构，用于驱动所述夹钉头与所述出钉嘴错位移动，便于夹钉后夹钉头与后续执行机构对接；

光纤传感器，成对设置在所述夹钉头与所述出钉嘴对接处的两侧，用于检测夹钉头夹钉是否到位。

上述技术方案中，通过并排设置的若干送钉机构，能快速完成不同规格销钉的输送、装夹和转移；通过送钉管道输送销钉，结构紧凑、可靠高效、经济环保；采用光纤传感器检测送钉、夹钉是否到位，提高了系统的可靠性。

可选地，在一个实施例中，所述的夹钉头包括相对的两个夹钉块，所述夹钉驱动器为设置在其中一夹钉块上的顶升气缸。顶升气缸横向设置。

可选地，在一个实施例中，两夹钉块之间还设有复位弹簧。接钉时，顶升气缸驱动两夹钉块打开，当接钉完毕后，在复位弹簧的作用下两夹钉块闭合。

可选地，在一个实施例中，两夹钉块相对设有夹钉槽，两夹钉槽构成与销钉配合的圆孔；所述圆孔的入口端设有方便销钉进入的倒圆。

可选地，在一个实施例中，所述的出钉头上活动设有送钉支架，所述送钉支架上活动设有接钉支架，所述夹钉头安装在所述接钉支架上。

可选地，在一个实施例中，所述的送钉驱动机构为设置在所述送钉支架上的送钉气缸，所述送钉气缸的气缸杆与所述出钉头固连。

可选地，在一个实施例中，所述的送钉支架上设有导轨滑块和与所述导轨滑块配合的送钉滑板，所述接钉支架固定在所述送钉滑板的端部；所述的移钉驱动机构为设置在所述送钉支架上的移钉气缸。

可选地，在一个实施例中，所述的送钉滑板竖直设置，所述的接钉支架固定在所述送钉滑板的顶端，所述夹钉头设置在所述接钉支架的顶部。

可选地，在一个实施例中，所述的底座上设有一悬梁，悬梁上布置有用于安装所述送钉机构的插槽。通过插槽送钉机构可以实现快速安装和更换。

可选地，在一个实施例中，所述的送钉管道连通高压气体发生装置，通过高压气体将销钉送至出钉嘴处。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明可快速完成不同规格销钉的输送、夹持和转移；通过送钉管道输送销钉，结构紧凑、可靠高效、经济环保；采用光纤传感器检测送钉、夹钉是否到位，提高了系统的可靠性；区别于传统的有头铆钉送钉系统，本发明可以完成圆柱形销钉的夹紧与松开。

附图说明

图1为本发明实施例中自动送钉系统的主视图；

图2为本发明实施例中自动送钉系统的轴测图；

图3为本发明实施例中自动送钉系统的底座的轴测图；

图4为本发明实施例中送钉机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中夹钉头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

参见图1和图2，本实施例中圆柱形销钉的自动送钉系统包括底座1、光纤传感器2和并排设置的四组送钉机构3。

参见图3，底座1通过连接孔和内六角螺栓安装到相关加工系统的末端执行器上，底座1中部设有悬梁，悬梁上并排布置了四个相同的插槽18，四组送钉机构3并排安装在插槽18上，使送钉机构可以实现快速的安装和更换。

底座1上设有传感器支架5，光纤传感器2通过传感器支架5对称安装在四组送钉机构3的两侧，用于检测送钉、夹钉是否到位。

参见图4，送钉机构3包括出钉头4、送钉支架15、送钉气缸10、移钉气缸9、送钉管道11、送钉滑板12、导轨滑块13、接钉支架6和夹钉块7。送钉管道11设置在出钉头4内，作为销钉的输送通道，用于将销钉从上位机输送到送钉系统。送钉头4与送钉气缸10通过螺栓固接，送钉气缸10安装在送钉支架15上，通过送钉气缸10驱动夹钉头7靠近和远离出钉头4，将销钉从管道11送入夹钉头7。导轨滑块13设置在送钉支架15的导轨滑块13上，与送钉气缸10相对安装，三者中轴线重合，保证销钉的顺利转移。接钉支架6安装在送钉滑板15顶部，夹钉头7安装于接钉支架6上。移钉气缸9与送钉支架端固接，驱动送钉滑板12在导轨滑块13上运动，实现销钉的接收与转移。

参见图5，夹钉头7包括相对设置的两个夹钉块，其中一夹块上设有一水平放置的顶升气缸8，通过顶升气缸8的作动控制夹钉块的开合，实现夹钉和松钉。同时在两夹钉块之间设有复位弹簧16，用于夹钉块复位并夹紧销钉。夹钉块夹持销钉的孔位设置倒圆，有利于销钉的准确进入并减小冲击。

整个自动送钉系统安装在末端执行器上，气压输入端连接高压气体，销钉输出端连接末端执行器上的插钉装置，自动送钉系统跟随末端执行器的移动而移动。自动送钉系统的具体工作流程如下：

(1)移钉气缸9伸出，送钉滑板12到达最低位置；送钉气缸10收回，出钉头4端部与夹钉头7接触；顶升气缸8伸出，夹钉头7张开准备接收销钉；

(2)高压气流驱动销钉通过送钉管道11从上位机到达出钉头4端部的出钉嘴，并进入夹钉头7上的接收孔；

(3)顶升气缸8收回，夹钉头7在复位弹簧16作用下复位，夹持住销钉；送钉气缸10伸出，出钉头4端部的出钉嘴与夹钉头7脱离接触；

(4)光纤传感器2检测夹钉是否到位；到位后，移钉气缸9收回，送钉滑板12到达最高位置；

(5)下位流程的执行机构，例如插钉装置的插钉头等接收夹钉头7上的销钉，顶升气缸8伸出，夹钉头7张开释放销钉；

(6)顶升气缸8收回，夹钉头7在复位弹簧16作用下复位；移钉气缸9伸出，送钉滑板12复位，并开始下一个送钉循环。