一种全自动铆合设备的制作方法

本发明是一种全自动铆合设备。

背景技术：

在汽车或者五金行业的生产过程中，通常需要将螺母与螺母进行铆合，用于装配过程中的部件/零件的连接与紧固，这会使用到铆压设备。在传统的铆压设备中，以凸轮式冲床为例：设备使用时，需人手进行螺母定位，再放置螺母进行铆合，全过程系人工操作，对人工的熟练技能的依赖性大，噪音大，安全隐患多，工序繁多，自动化程度低，不良品率高，造成较高生产成本，而且存在不可避免的人为因素损失。传统冲床由于自身结构的特性与限制，还存在以下问题而：1、通常采用皮带式电机驱动、皮带易磨损；2、一般采用直冲下压的工作模式，该动作模式力度相当大，对模具的硬度要求高，而且造成模损坏的可能性大；3、下压压力不可调。

随着快速多变的市场需求及企业的发展,改换为自动化以及能够并入流水线生产的模式,用以提高整体效率,减少人为因素损失以及安全隐患,追求同步化生产越来越受到重视，决定着企业设备、人员的利用率，并直接关系到产品品质和生产能力的提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述不足，提供一种自动化对相适配的螺母以及垫片进行铆合作业，效率高、利于产品品质保持一致性的全自动铆合设备。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种全自动铆合设备，其特征是：包括自动对工件进行压铆组合的气液增压机构、设置于气液增压机构的工件输入端位置的螺母输送机构、设置于所述工件输入端位置同步于螺母输送机构进行送料的垫片输送机构，设置于气液增压机构并且对应所述螺母输送机构以及垫片输送机构的出料端位置的分度机构、分度机构的工件输出端位置设置有的排料机构，以及控制上述机构实现压铆过程的控制电箱。

作为对本发明的进一步阐述：

本发明的全自动铆合设备还包括支承架、模压架和装设于支承架顶端的罩壳，所述模压架装设于所述支承架的顶端，模压架包括安装底座、顶板和立柱，所述立柱竖直分布于所述安装底座和顶板之间，并所述安装底座的顶部具有作业区域，所述气液增压机构呈竖直状态装设于所述顶板的顶面中心位置，并且气液增压机构的末端工具贯穿顶板朝向所述作业区域；

所述气液增压机构具有至少一个储气罐，所述储气罐以及所述控制电箱均装设于所述支承架内，所述罩壳设置有控制面板，所述控制面板和气液增压机构均对应与所述控制电箱连接。

在上述技术方案中，所述末端工具通过冲头组件连接于所述气液增压机构的输出轴，末端工具包括插销部分、以及以插销部分为圆心均匀分布的顶针，所述顶针均相平行并垂直朝向所述作业区域，所述插销部分的长度尺寸长于所述顶针的长度尺寸。

在上述技术方案中，所述螺母输送机构包括螺母振动盘装置、送螺母滑道和第一辅助送料装置，所述螺母振动盘装置装设于所述支承架中，所述送螺母滑道通过所述第一辅助送料装置装设于支承架的顶端的上方位置，送螺母滑道的出料口向所述作业区域内的预定位置延伸，第一辅助送料装置与所述控制电箱连接，所述螺母振动盘装置通过控制器与控制电箱连接。

在上述技术方案中，所述垫片输送机构包括垫片振动盘装置、垫片滑道和第二辅助送料装置，所述垫片振动盘装置装设于所述支承架中，所述垫片滑道通过所述第二辅助送料装置装设于支承架的顶端的上方位置，并位于所述送螺母滑道一旁，垫片滑道的出料口向所述作业区域内的预定位置延伸，第二辅助送料装置与所述控制电箱连接，所述垫片振动盘装置通过对应的控制器与控制电箱连接。

在上述技术方案中，所述分度机构包括上置分度装置、对应于上置分度装置的下方位置设置的下置分度装置、以及同步传动连接所述上置分度装置和下置分度装置的分动装置，上置分度装置包括垫片底盘和旋转组配于垫片底盘的垫片转盘，所述垫片底盘通过承重柱装设于所述安装底座、位于所述作业区域的上方位置，所述垫片转盘上预设数个均匀分布的垫片容置孔，所述垫片底盘中设置有预定位置的上置通过孔，所述上置通过孔为圆孔，所述垫片容置孔为开口孔，所述垫片底盘的周沿开设有一上置缺口，所述垫片滑道的出料口对接于所述上置缺口；所述下置分度装置包括螺母底盘、旋转组配于螺母底盘的螺母转盘、以及装设于螺母底盘下方的预设位置的下模座，所述螺母底盘对应于所述垫片底盘的下方位置、通过对应的承重柱装设于所述安装底座，所述螺母转盘上预设数个均匀分布的螺母容置孔，所述螺母底盘中设置有预定位置的铆压位，所述下模座对应于所述铆压位的位置装设于所述安装底座上，并且下模座构成铆压位的受力支承结构，所述螺母容置孔为开口孔，并且螺母底盘的周沿开设有至少两个的下置缺口，所述螺母滑道的出料口对接于其中一所述下置缺口，另一下置缺口为排料口；所述分动装置包括驱动元件、减速机和齿轮箱，所述齿轮箱包括箱壳和装设于箱壳内的齿轮组，所述箱壳装设于所述安装底座的底面，所述齿轮组由相啮合的第一齿轮和第二齿轮组成，所述第一齿轮传动连接所述垫片转盘，所述第二齿轮传动连接所述螺母转盘，所述驱动元件通过所述减速机传动连接第一齿轮和第二齿轮。

在上述技术方案中，所述插销部分以及顶针均相平行垂直朝向所述铆压位，并朝向所述下模座的位置。

在上述技术方案中，所述螺母输送机构和垫片输送机构均装设有缺料检测装置，所述缺料检测装置对应位于所述垫片滑道的出料口以及所述螺母滑道的出料口的位置，所述缺料检测装置对应与所述控制电箱连接。

在上述技术方案中，所述排料机构包括吹料喷管和导料管道，吹料喷管的喷口对应于所述排料口，导料管道的管口对应位于所述排料口的位置。

在上述技术方案中，所述第一齿轮和第二齿轮均为相同规格的直齿轮。

本发明的有益效果为：设计精巧，结构紧凑；设置有气液增压机构、螺母输送机构、垫片输送机构、分度机构和排料机构五大模块，在控制电箱的控制下实现自动送料、同步分度定位、自动铆压和自动排料完成，整个工作过程在控制电箱的控制下由各机构的驱动装置实现全自动化生产，生产效率高，产品的一致性高，全线生产可无需人工值守，利于节约人工成本；其中，每个结构均可独立调整，实际实用中的灵活度高。本发明能够应用于汽车制造和五金行业，用于螺母压铆垫片的组配生产。

实际使用中，通过更换相对应的末端工具和配件，往控制电箱中写入新的程序，兼容多种规格的螺母和垫片的压铆生产；控制电箱根据设定，由软件进行柔性控制，无需人工参与，实现全自动，实用性高，符合现代化生产标准。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中。

图1是本发明剖切掉罩壳局部的总装结构示意图

图2是本发明剖切掉支承架局部的总装结构示意图。

图3是本发明去除罩壳以及隐藏支承架部分侧板的结构示意图。

图4是图3的另一视角的结构示意图。

图5是本发明中的气液增压机构、模压架、分度机构、排料机构、螺母输送机构以及垫片输送机构的组配结构示意图。

图6是图5中局部a的放大结构示意图。

图7是本发明中的分度机构与模压架的组配结构示意图；其中包含排料机构、冲头组件和末端工具的安装位置示意。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

本发明的全自动铆合设备用于对螺母和相适配的垫片进行铆压，铆压后形成一个整体结构；在一个实施例中，用于外六角螺母铆合垫片的生产。

本发明通过外部空气压缩机（图中未示）供给5-7kg/cm2的气源作为动力源，单相ac220v作为驱动电压，对整机进行逻辑程序动作，通过末端铆压工具对产品进行铆压作业，提供了铆压过程中实现精准对位以及对位后的压合成型自动化的解决方案。参见图1，示出了本发明的结构构成。

参见图1至图4，本实施例提供的一种全自动铆合设备，包括自动对工件进行压铆组合的气液增压机构1、设置于气液增压机构1的工件输入端位置的螺母输送机构2、设置于所述工件输入端位置同步于螺母输送机构2进行送料的垫片输送机构3，设置于气液增压机构1并且对应所述螺母输送机构2以及垫片输送机构3的出料端位置的分度机构4、分度机构4的工件输出端位置设置有的排料机构5，以及控制上述机构实现压铆过程的控制电箱（图中未示）。控制电箱采用plc编程，对气液增压机构1、螺母输送机构2、垫片输送机构3、分度机构4和排料机构5的工作过程进行控制，包括按螺母的尺寸和铆压技术要求，控制螺母与垫片的输送动作和铆压动作调整到最佳状态，精确控制螺母和垫片的输送定位和铆压的位置，实现自动输送料、自动检测、自动铆压和排料完成，整个工作过程在控制电箱的控制下由各机构的驱动装置实现全自动。由于控制电箱采用plc编程，本发明能够并入生产线中，实现自动化流水线生产。

作为对本发明的进一步阐述：

参见图3和图4，本发明的全自动铆合设备还包括支承架6、模压架7和装设于支承架6顶端的罩壳8，所述模压架7装设于所述支承架6的顶端，模压架7包括安装底座71、顶板72和立柱73，所述立柱73竖直分布于所述安装底座71和顶板72之间，并所述安装底座71的顶部具有作业区域，所述气液增压机构1呈竖直状态装设于所述顶板72的顶面中心位置，并且气液增压机构1的末端工具贯穿顶板72朝向所述作业区域。设有的作业区域至所述顶板72的底面的空间构成所述分度机构4的安装空间。

气液增压机构1采用5-7kg/cm2的气源作为动力源，工作时利用等同于高压油泵瞬间高压效果的特性，提供足够的铆压力，工作高效，动作精确，用于保持产品品质的一致性。而且该结构利于小型化。

在一个具体实施例中，本实施例的气液增压机构1具有一气液增压缸总成11和两个储气罐12，实际的应用中用于稳定系统压力的作用，避免工作过程中工作气压没达到预定值、输入气源不稳定、气源压力过低等情况。所述储气罐12以及所述控制电箱均装设于所述支承架6内，所述罩壳8设置有控制面板81，所述控制面板81和气液增压机构1均对应与所述控制电箱连接。其中，控制面板81中设置有按键组件、指示/显示模块和人机交互模块，参见图2。进一步的，控制电箱为独立箱体，箱体设置有设置有便于连接的航空插头（图中未示），方便装配和运输。

本实施例中，罩壳8的顶部还设置有信号指示灯82和安全门83，参见图1和图2，通过信号指示灯82，就可以识别各机构的工作状态和故障状况，用于及时维护，体现了易用性和提升了使用体验。所述安全门83装设于罩壳8的正面与背面，在工作时，安全门83提供安全开启与关闭，便于生产和使用过程中的维护。

参见图5和图6，本实施例的末端工具通过冲头组件13连接于所述气液增压机构1的输出轴，末端工具包括插销部分14、以及以插销部分14为圆心均匀分布的顶针15，所述顶针15均相平行并垂直朝向所述作业区域，所述插销部分14的长度尺寸长于所述顶针15的长度尺寸。参见图3，图3中示出隐藏了冲头组件13、插销部分14与顶针15的组配状态的示意结构。具体的实施方案中，插销部分14能够做伸缩活动设置于所述冲头组件13，冲头组件13内设置有为插销部分14提供复位回弹作用力的结构（图中未示），并且插销部分14对应于所述顶针15呈相平行状态；工作时，插销部分14贯穿垫片与螺母的中心孔，用于垫片与螺母在铆压前的预定位；其中，插销部分14的下端部的直径尺寸为预定尺寸，为适应多种规格尺寸的垫片与螺母的铆压作业，所述预定尺寸根据生产要求进行变动。进一步的，所述顶针15与所述冲头组件13为刚性连接，提供足够的施力刚性。

根据上述技术方案，本实施例的螺母输送机构2包括螺母振动盘装置21、送螺母滑道22和第一辅助送料装置23，所述螺母振动盘装置21装设于所述支承架6中，所述送螺母滑道22通过所述第一辅助送料装置23装设于支承架6的顶端的上方位置，送螺母滑道22的出料口向所述作业区域内的预定位置延伸，第一辅助送料装置23与所述控制电箱连接，所述螺母振动盘装置21通过控制器9与控制电箱连接。较佳的，所述控制器9为调速控制器。进一步地，通过在螺母振动盘装置21的料道设置用于加大摩擦力的胶涂层（图中未示），防止螺母在输送过程的粘连;较佳的，胶涂层优选为pu胶涂层。其中，本实施例的第一辅助送料装置23为连接所述调速控制器的直线送料器，所述直线送料器选为（140型）规格。

进一步地，根据上述技术方案，所述垫片输送机构3包括垫片振动盘装置31、垫片滑道32和第二辅助送料装置33，所述垫片振动盘装置31装设于所述支承架6中，所述垫片滑道32通过所述第二辅助送料装置33装设于支承架6的顶端的上方位置，并位于所述送螺母滑道22一旁，垫片滑道32的出料口向所述作业区域内的预定位置延伸，第二辅助送料装置33通过对应的控制器9与所述控制电箱连接，所述垫片振动盘装置31通过对应的控制器9与控制电箱连接。所述控制器9均为调速控制器。其中，根据设计要求，垫片振动盘的料道均设置有pu胶涂层。所述第二辅助送料装置33相同于上述的直线送料器。

根据上述技术方案，本实施例的分度机构4位于所述安装空间中，包括上置分度装置41、对应于上置分度装置41的下方位置设置的下置分度装置42、以及同步传动连接所述上置分度装置41和下置分度装置42的分动装置43；

其中，上置分度装置41包括垫片底盘410和旋转组配于垫片底盘410的垫片转盘411，所述垫片底盘410通过承重柱44装设于所述安装底座71、位于所述作业区域的上方位置，所述垫片转盘411上预设数个均匀分布的垫片容置孔4110，所述垫片底盘410中设置有预定位置的上置通过孔4101，所述上置通过孔4101为圆孔，所述垫片容置孔4110为开口孔，所述垫片底盘410的周沿开设有一上置缺口4102，所述垫片滑道32的出料口对接于所述上置缺口4102。设有的承重柱44的数量为多个，呈竖直状态装设于所述安装底座71的顶部至所述垫片底盘410的底面之间，均匀分布于垫片底盘410的底面，构成垫片底盘410的定位安装以及支承作用。在具体的应用实例中，设有的垫片容置孔4110的外轮廓尺寸根据生产需要变化，适配于垫片的外轮廓尺寸；设有的上置通过孔4101适配于垫片的外轮廓尺寸，能够供垫片以朝下方向通过所述上置通过孔4101。所述上置通过孔4101的数量为一个，设置于所述垫片底盘410的预定位置。工作过程中，垫片由所述上置缺口4102进入所述垫片容置孔4110中，由所述垫片转盘411按预设的间歇时间进行旋转输送至所述上置通过孔4101的位置。

进一步地，本实施例的下置分度装置42包括螺母底盘420、旋转组配于螺母底盘420的螺母转盘421、以及装设于螺母底盘420下方的预设位置的下模座422，所述螺母底盘420对应于所述垫片底盘410的下方位置、通过对应的承重柱44装设于所述安装底座71，所述螺母转盘421上预设数个均匀分布的螺母容置孔4210，所述螺母底盘420中设置有预定位置的铆压位（图中未示），所述下模座422对应于所述铆压位的位置装设于所述安装底座71上，并且下模座422构成铆压位的受力支承结构，所述螺母容置孔4210为开口孔，并且螺母底盘420的周沿开设有两个位置相对的下置缺口（图中未示），所述螺母滑道的出料口对接于其中一所述下置缺口，另一下置缺口为排料口。下置分度装置42的结构设计以及结构的作用基本与上置分度装置41相同，区别点在于铆压位和下置缺口；在具体的装配中，螺母转盘421的盘面朝向所述垫片底盘410的底面，并且所述铆压位与所述上置通过孔4101的孔位相对应。工作过程中，上置通过孔4101以及铆压位用于提供铆合基准位置。设有的下模座422用于所述铆压位受力时的受力支撑。结构简洁、合理，受力稳固，易于实现。

进一步地，本实施例的分动装置43包括驱动元件430、减速机431和齿轮箱432，所述齿轮箱432包括箱壳4320和装设于箱壳4320内的齿轮组，所述箱壳4320装设于所述安装底座71的底面，所述齿轮组由相啮合的第一齿轮4321和第二齿轮4322组成，所述第一齿轮4321传动连接所述垫片转盘411，所述第二齿轮4322传动连接所述螺母转盘421，所述驱动元件430通过所述减速机431传动连接第一齿轮4321和第二齿轮4322。

在一个技术方案中，所述插销部分14以及顶针15均相平行并垂直朝向所述铆压位，而且朝向所述下模座422的位置。

进一步地，驱动元件430优选为伺服电机；所述第一齿轮4321和第二齿轮4322均为相同规格的直齿轮。具体的装配中，所述第一齿轮4321的转轴贯穿所述安装底座71，垫片转盘411通过所述转轴连接减速机431，为垫片转盘411提供支撑；所述第二齿轮4322通过对应的转轴贯穿安装底座71连接于所述螺母转盘421，为螺母转盘421提供支撑。其中，第一齿轮4321为主动齿轮，第二齿轮4322为从动齿轮。结构简洁，给料平稳。

根据上述技术方案，所述螺母输送机构2和垫片输送机构3均装设有缺料检测装置100，所述缺料检测装置100对应位于所述垫片滑道32的出料口以及所述螺母滑道22的出料口的位置，所述缺料检测装置100均对应与所述控制电箱连接。

根据上述技术方案，本实施例的排料机构5与所述储气罐12相连接，排料机构5包括吹料喷管51和导料管道52，吹料喷管51的喷口对应于所述排料口，导料管道52的管口对应位于所述排料口的位置。工作时，所述螺母转盘421旋转、铆压完成的产品通过所述螺母容置孔4210传送至所述排料口位置，由排料机构5利用高压气流、按照预定的间隔时间同步将产品由排料口的位置吹出，进而落入所述导料管道52导向成品箱中收集，整个过程产品的外表面不会出现划伤问题。工作高效，结构易于实现。

本发明通过控制电箱以及外部5-7kg/cm2动力气源，通过逻辑控制，其中的螺母振动盘装置21和垫片振动盘装置31结合对应的直线送料器，将对应的螺母和垫片送到对应的螺母容置孔4210和垫片容置孔4110中，通过伺服电机数字分度将产品送至铆压位，最后通过气液增压机构1带动末端工具对工件进行精准压制。这过程中，送料速度快，给料平稳；气液增压机构1用于提供足够的铆压力，工作高效，动作精确，大大提升了生产效率，同时也保证了铆压后产品品质的一致性，达到理想的生产效果。本发明能够很好应用于汽车制造和五金行业。

本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，改变了以往凸轮式冲床这类铆压设备存在的高能耗、生产效率较低、合格率低、工作环境噪音大的问题，以及工作过程中由于需要人工将工件手工定位所带来的人身安全隐患问题。所述末端工具通过更换用于配合不同规格的螺母和垫片使用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列应用，其完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限定特定的细节和这里示出与描述的图例。