用于车身镶板和铆钉螺母固定的可编程装置和方法

专利名称：用于车身镶板和铆钉螺母固定的可编程装置和方法
用于车身镶板和铆钉螺母固定的可编程装置和方法 相关申请的交叉参考
本申请是MarkA. Savoy的未决美国申请No. 10/329,893的部分 继续申请，该申请于2002年12月26日提交并且转让给其受让人。
联邦资助的研究或开发 不适用。
縮微胶片附件参考 不适用。
背景技术：
发明领域
本发明涉及将第一元件精确地固定到第二元件，并且提供了用 于根据第二元件相对于预定最终基准位置(net reference position)的 实际位置将第二元件重新成形一个可变程度的方法和装置。本发明 具体地涉及将汽车的外车身镶板元件精确地固定到内车身镶板结 构的非精确定位的元件上。本发明还具体地涉及将紧固件精确地固 定到车身镶板元件以及新颖的施力设备。
背景技术：
在汽车工业中，车辆的装配涉及将外车身镶板固定到内车身镶 板或车身结构。因此重要的是将内车身镶板固定位置相对于预定的 三维坐标精确地定位以使得其变形不会通过外车身镶板的固定而 移动以致于用户能看到。
W. S. Zaydel等的美国专利No. 4, 438， 971描述了一种在精确的位置将塑料的汽车车身镶板固定到内车身镶板结构上相对不精确 定位的元件上的方法和装置。根据该专利的教导，塑料填充的金属 固定块或垫在选定的位置处被焊接到内车身镶板结构。然后将内车 身镶板结构放置在定位和加工夹具内，并且每个塑料填充固定块被 铣削到精确位置，内车身镶板结构和塑料填充固定块的铣削面之间 的距离随着内车身镶板结构的位置而变化。随后在塑料填充固定块 上钻出孔以容纳固定到塑料外车身镶板元件内部的螺纹紧固件或 紧固件之后，将塑料外车身镶板元件固定到塑料填充固定块的铣削 面。通过这种方法和装置，每个这种塑料外车身镶板元件安装在精 确确定的表面上，并且与每个相邻的塑料镶板精确地表面对准。
前述美国专利No. 4， 438, 971的方法和装置没有得到塑料外车 身镶板与相对不精确定位的汽车内车身镶板结构的定位精度，这就 使得在将塑料填充的固定块固定到内车身镶板结构时增加了材料 和处理成本。另外，随后对塑料填充的固定块的铣削产生了碎屑， 碎屑是金属和塑料填充物材料的混合物并且为了以在环境上可接 受的方式处理碎屑，就涉及到了额外的花费，并且在所有情况下， 塑料填充的固定块的铣削产生了主要相应于塑料填充物成本的灰 尘。这在环境和工作场所健康和安全范围上是有害的，除非在对塑 料填充的固定块执行铣削和钻孔之后进行严格的预防措施。
从现有技术中还已知，相对不精确地定位的汽车内车身镶板元 件能被建立来通过将一个或多个金属垫片固定到内车身镶板元件 上将要在其上固定外车身元件的表面上而使得外车身镶板元件能 在更精确确定的位置固定到其上，这种要固定的垫片的数目基于内 车身镶板元件的初始位置。然而，这是耗时且昂贵，并且这种垫片 的固定增加了车辆的重量，并且带来了一个不希望的特点，具体地 说，由此降低了燃料效率。Dacey, Jr.的美国专利4,760, 633和4,884, 431公开了一种用于 车身镶板固定的方法和装置，其将内镶板元件的一部分重新成形到 精确的定位。这种方法和装置采用了被移动入已知位置的砧台，所 述已知位置限定了内镶板固定表面期望的精确定位。浮动支撑元件 接合并且从而定位内镶板，并且随后被锁定在固定的位置。
液力压头被致动来在相对于内镶板的力之下移动安装在其上的 垫片成形元件以将内镶板介于浮动支撑元件之间的部分变形为与 砧台相接合。这样就会在内镶板上形成固定垫片，其表面定位在期 望固定到另一元件(比如外车身镶板)的精确位置处。在垫片成形 元件仍然与砧台相接合时，进行冲压操作来在垫片中形成孔。 一个 冲头由分离的液压缸移动穿过垫片来形成该孔。
虽然Dacey, Jr.的确提供了将外车身镶板精确地装配到不精确 定位的内车身镶板的可选方法，但是这两个专利都依赖于压头和冲 头的液压传动。液压装备通常具有成本显著增大和需要维修、操作 缓慢以及需要辅助冷却的缺点。另外，液压设备包括加压流体(通 常是油)，在装配操作环境内偶尔会由于长时间使用而泄漏。液压 泄漏很脏、致癌、在环境上不可接受、并且具有严重的火灾危险。 最后，还必须考虑液压流体的加热和由此导致的膨胀以精确地控制 液力压头设备的可变速度和/或可变行程。
Jackson的美国专利5,133,206公开了用于将一部分镶板元件成 形到预定基准位置的方法和装置。这种装置包括有定位镶板元件实 际位置的传感设备。接着， 一个可伸縮的杆将包括第一和第二对臂 的保持装置定位在利用传感设备建立的镶板元件的实际定位位置。 随后致动驱动装置来将第一和第二对臂移动使之与镶板元件相接 合，以保持镶板元件待重新成形到预定基准位置的部分的相邻侧 面。
ii在将镶板元件定位并保持之后， 一个包括第四对臂的成形装置 被移动而迫使成形元件进入镶板元件，以将镶板元件的该部分重新 成形到预定基准位置。可选地通过随后迫使安装在第三对臂端部上 的穿孔销进入镶板元件的已重新变形部分来在其中穿刺出孔。
Jackson所公开的发明还包括以下步骤在第一和第二位置之间 凸轮转动第一和第二对臂，以及将第三和第四对臂从与镶板元件间 隔开的第一位置凸轮转动到第二位置，以使得成形元件和穿孔销接 合镶板元件。在启动凸轮转动成形装置之前，启动将保持装置从第 一位置凸轮转动到第二位置的步骤，以在成形装置接合镶板元件之 前将保持装置带入与镶板元件的接合。
Jackson的发明认识到Dacey， Jr.所提及的同样问题，并且教导 了一种适于提供与Dacey， Jr.的教导相同的解决方案的装置。尽管 Jackson的发明声称了一种改进的装置，但是提供来支持这种声明 的只是该装置采用了用于将内车身镶板保持在固定位置处的单一 致动设备。然而，Jackson的发明仍然是有问题的，原因如下。
Jackson的发明所教导的装置非常复杂并且因而导致不必要的 昂贵并且易于出现故障。更具体地，Jackson的发明结合了很多移 动部件，包括具有可伸縮的杆的定位装置，响应于传感设备输岀的 液压或气动驱动装置，以及四对可调节的臂，每对臂都具有凸轮设 备，其中每个移动部件带来了另外的故障模式。
此外，Jackson的发明公幵了一种复杂的传感器设备，其适于定 位镶板元件并且将相应的输出信号传递到由此受控的驱动装置。这 种传感器设备是该发明的关键特点，由此其任何不精确都会被按比 例地传递到形成于内车身镶板上的固定垫片，并且潜在地带来了与 外车身镶板可见的不对准。由于期望Jackson的装置的作用在很多 次循环之后仍然保持传感器设备的高精度，该设备就变得非常昂贵。最后，Jackson的发明没有公开用于分析传感器设备精度以进 行误差验证的设备，从而其精度损失很可能会在能识别和注意到之 前就已经导致了很多有缺陷地装配的汽车。
Copeman的美国专利5,440,912公开了一种适于将工件成形到 最终位置并在工件中穿出孔的装置。该装置通常包括有内和外滑动 组件。外滑动组件包括可滑动地安装到基部的成形液压缸，该成形 液压缸具有通过一对外滑轨安装到其上的成形冲头。内滑动组件包 括具有成形支撑的穿孔液压缸，并且通过液压缸安装块延伸部分结 合到成形液压缸杆端部。
工件被定位在内滑动组件的成形支撑和外滑动组件的成形冲头 之间。成形液压缸的致动迫使液压缸安装块延伸部分连同整个内滑 动组件一起朝着工件运动直到成形支撑接触到工件。连接到内滑动 组件的从动缸可装配有 一 个单向阀以使得当内滑动组件的成形支 撑接触到工件时从动缸将成形支撑锁定在适当的位置。
成形液压缸继续推动成形液压缸杆端部从而将通过外滑轨连接 的成形冲头和砧台朝着工件推动。成形液压缸延伸一个预定的量以 将工件模压到最终位置。在已经模压了工件之后，内滑动组件的穿 孔液压缸致动冲头以在工件中穿出孔。Copeman的发明中液压缸的 使用对于这种设备来说具有与Dacey,Jr.设备相同的缺点。
Dacey， Jr.、 Jackson禾B Copeman的发明公开了类似的设备。 Jackson声称比Dacey, Jr.需要更少的步骤，Copeman声称更紧凑， 然而，这些设备以大致相同的方式实现同样的目标。Dacey， Jr.、 Jackson和Copeman的发明的一个共同特点包括具有恒定速度和行 程的致动设备。由于下文中详细描述的很多原因，更复杂编程的冲 压和成形动作(包括可变速度和行程)是有利的。
可变速度的冲压和成形设备通过在循环中将压头的速度改变为压头快速地前进和回縮并且当工件接近时和在实际冲压或成形期 间速度较慢来降低循环时间。可变的速度允许了更宽的工作范围， 因为一单个致动设备能适应很多不同尺寸的模具和/或冲头，并且能 成形和/或冲压很多不同的材料和材料构造。
可变行程的成形设备允许已成形零件的正深度控制。可变行程 的成形设备能用一单个刀具制成很多不同尺寸和形状的孔。这例如 通过提供具有主切割面和与之相距预定轴向距离的辅切割面的刀 具来实现，其中辅接合面的有效直径必须大于主接合面的有效直 径。具有这种刀具的可变行程的设备能利用短的行程来成形小孔以 使得辅切割面不与待冲压的材料相接触。同样的设备液能利用长的 行程来成形较大的孔以使得主和辅切割面都穿过待冲压的材料。
最后，具有可编程冲压动作并结合有线性换能器的装置提供了 工艺的自动误差验证以确保已经冲压出孔。如同现有技术中所公知 的，由线性换能器提供的电流信号表示了冲头,/金属阻力，因为冲头 所遇到的阻力在与金属镶板接合过程中大大地增加，这样就产生了 电流尖脉冲。于是，电流尖脉冲就表示成功的冲压操作，并且相反 地没有出现电流尖脉冲则表示没有执行期望的冲压操作(即沖头破 裂并且没有与镶板接合)。
已经公开了各种用于施力以锁定工件支架设备的各种装置，所 述工件支架设备被结合入更大的整体设备，比如焊接机、夹钳和金 属成形设备。这种装置通常不可伸展以适应各种力需求，但是却非 常复杂并且因而不必要地昂贵并且会带来新的故障模式。
例如，Folmer的美国专利2,661,599教导了使用气动操纵的焊 接机头。这种焊接机头包括均匀薄壁的气缸，其在一端用接头封闭 并且在相反端用衬套封闭。该气缸包括具有扩口部的内径，其由台 阶或台肩限定在气缸壁中。 一个套筒在台肩和衬套之间被保持在内径扩口部分内，以将气缸内径分隔成两个小室。提供两个分别布置 在两个小室中的活塞，并且由一个延伸穿过套筒隔板的杆连接起来 以使活塞一起运动。该杆包括贯穿其中延伸的轴向通道以及横截该 轴向通道的径向通道。当两个活塞都完全回縮时，径向通道被套筒 封闭。不幸地，这种气缸不够紧凑并且不易于用于更大或更小的焊 接机头应用。而且，这种气缸要求深的内径以获得台阶状的放大孔 径。类似地，套筒也要求其内径相对较深。这种钻孔操作必须精确 以使活塞能在孔内平稳地运动并且这种钻孔难以控制并且因此非
常耗时且成本很高。Grimes的3,457,840， Ott等的3,485,141和 Retterer的6,314,862等美国专利也描述了同样复杂的设备。
Sedoff的美国专利2,983,256教导了使用多个活塞的椭圆形流 体液压缸来驱动其它设备。Seeloff的这个专利公开了由多个壁元件 和间隔元件装配的液压缸。该液压缸通过使用系杆来完成，所述系 杆延伸贯穿壁和间隔元件并且紧固到液压缸相对端上的前头和后 头。壁和间隔元件被中心地开孔以容纳贯穿其中的活塞杆。前头和 后头以及壁和间隔元件在其间限定了流体腔，流体腔包括布置在其 中并且利用卡环固定到活塞杆的活塞。在活塞杆和活塞或间隔元件 之间以及在活塞和壁元件之间需要多个O形密封环。类似于Fdlmer
专利，Seeloff的发明并不紧凑并且不易于适于很多不同应用。类似 地，Seeloff的发明需要过多的部件，其中绝大多数需要精确加工和 装配，并且很多是代表流体泄漏故障模式的密封件。
从上面能理解到，通过将第二元件的一部分成形到预定最终基 准位置来将第一元件精确地定位和固定到一个不精确定位的第二 元件上的现有技术方法和装置并没有完全地优化。而且，现有技术 的施力设备也没有被优化来降低复杂性和成本并且增加可靠性和 性能。因此，需要一种具有可变速度和行程的成形、冲压和铆钉螺
15母固定装置，其无需依赖于液压致动、简单可靠、成本低廉并且从 环境上说是可接受的。还需要一种施力设备，其更紧凑可靠、成本 更低并且易于与具有不同力需求的宽范围设备一起使用。

发明内容
根据本发明的优选实施例，提供了一种用于将工件可编程地重 新变形一定程度以使其表面或一个或多个选定部分定位在让一个 互补元件固定在其上的精确位置的方法和装置。这种方法和装置特 别适于重新变形内车身镶板的一部分，以在一个位置处接收外车身 镶板，所述位置比该内车身镶板的原始位置更精确地定位。
一单个这种装置可以构造来在工件上的特定位置处形成一个或 多个固定垫片，以使得每个固定垫片的外表面在可接受的误差范围 内精确地定位在预定的最终基准位置而与工件的初始位置无关，并 且此后可选地在每个固定垫片中冲出孔或槽。对于不同的车辆，每 个特定位置的预定最终基准位置保持在固定的位置。然而，本领域 的技术人员能认识到，这个固定的位置可以随着位置的不同而变 化，因为不同轮廓的互补元件被固定到工件。
本发明的装置包括布置在固定砧台的中空部内的冲头，所述中 空部又由面板通道限定，以使得冲头、固定砧台的中空部以及面板 通道同轴地对准。冲头具有位于其端部的主切割面和与之相距预定 轴向距离的辅切割面，辅切割面的轮廓包围主切割面的轮廓。固定 砧台具有垫片接触面，垫片接触面提供了固定的最终位置阻挡器以 在固定垫片的成形过程中定位和支撑其外表面。面板包括支撑面和 贯穿其中的通道。冲头可以在朝向或远离工件被接合部分的方向上 平移穿过固定砧台的中空部。面板在远离固定砧台的方向上被偏置 以相对于内车身镶板定位并且在固定砧台被移动到预定的最终基 准位置以具体定位时与内车身镶板相比被可滑动地回縮。面板在完全伸展的位置上被偏置，以使得支撑面在固定砧台的 垫片接触面之上轴向地突出。垫片接触面最初定位为距离工件一个 足以保证面板的支撑面不会过早地接合工件的量。此后，本发明的 装置沿着固定砧台的轴线在大致与其正交的方向上朝着工件移动。 在垫片接触面靠近具体位置的预定最终基准位置时，完全伸展的端 面的支撑面就与工件相接触。垫片接触面朝着预定最终基准位置的 额外前进超越了面板完全伸展时的偏置位置，这就相对于固定砧台 的垫片接触面有效地回縮面板的支撑面。
本发明的装置通过将固定砧台的垫片接触面的所有三个轴定位 在具体位置的预定最终基准位置来"发现"工件，以使得支撑面和 垫片接触面之间的轴向距离表示工件的最初位置和其精确定位的 预定最终基准位置之间的差。在将固定砧台定位在具体工件位置的 预定最终基准位置之后，面板被气动地锁定到适当的位置以使得面 板的支撑面仍然与工件接触。气动地致动的锁定机构有利地替换常 规的液动地致动的设备从而避免上述相关的缺点。
本发明的装置还包括成形压头，其优选地由滚珠丝杠设备和可 逆伺服电机驱动以使得压头的速度、加速度和行程长度可编程。另 外，压头的电动致动避免了与上述类似的液压致动相关的缺点。一 个具有中空部的成形模具安装到成形压头从而成形压头的致动就 在成形模具和固定砧台的垫片接触面之间成形工件。面板的支撑面 将表面金属的位置保持在成形模具周围，这就导致了凸起垫片的成 形。
于是，只要工件最初处于可接受的误差范围内，就会形成精确 定位在预定最终基准位置处的具有外表面的固定垫片。每个这种垫 片的高度根据一个具体位置处预定的最终基准位置和该具体位置 处工件的最初位置之间的差而变化。每个根据本发明方法成形的垫片可用来将一个互补元件固定到其上而无需任何进一步处理或最 终手工装配来建立其最终固定位置。
本发明的装置可选地适于在成形的垫片中提供孔或异形槽来接 受紧固件并且从而便于将一个互补元件固定到其上。为此，类似于 上述公开的第二滚珠丝杠设备或伺服电机用来致动冲头。在成形模 具仍然与固定垫片相接合并且从而支撑其内表面时，冲头前进穿过 工件并进入成形模具的中空部。 一个孔可以通过限制冲突的行程长 度以使得只是主切割面接合工件来形成，而延伸行程长度以使得主 和辅切割面都穿过工件则提供了异形槽。
最后，如同现有技术中公知的，这里公开的可编程冲压动作提 供了自动误差验证以确保的确冲出了孔。可编程冲头所产生的电流 信号表示阻力，并且当冲头所遇到的阻力在与工件接合过程中大大 地增大时，就产生了电流尖脉冲。电流尖脉冲表示成功的冲压操作， 并且相反地没有出现电流尖脉冲则表示没有正确地执行期望的操 作(即冲头破裂并且没有接合工件)。
根据另一实施例，本发明还包括用于将一个部件固定到固定垫 片的装置。具体地， 一个成形模具用来让铆钉螺母安装到其上，从 而成形模具与固定砧台相互配合，并且工件位于它们之间，从而成 形固定垫片并且同时或几乎同时地将铆钉螺母铆钉到固定垫片。
根据本发明的又一实施例，提供了具有多个串联布置的独立活 塞模块的施力设备。所述多个独立活塞模块包括其中具有空间的壳 体，并且包括安装在壳体的空间内的活塞。活塞包括从动面和基本 上与从动面相对的驱动面，其中活塞适于相对于从动面接受流体压 力来在前进方向上驱动活塞，以使得活塞的驱动面邻接所述多个独 立活塞模块中其它模块的其它从动面。
因此，本发明的目的是提供一种用于将第一元件精确地定位和固定到不精确定位的第二元件上的方法和装置，其中该装置包括具 有可变速度和行程的冲压和成形设备。
本发明的另一目的是提供一种用于将第一元件精确地定位和固 定到不精确定位的第二元件上的方法和装置，其中该装置不是液压 地致动并且因此不会受到上述相关的缺点。
本发明的又一目的是提供一种简单可靠且成本低廉的方法和装 置，用于将第一元件精确地定位和固定到不精确定位的第二元件 上。
本发明的再一 目的是提供一种用于将镶板元件的一部分成形为 预定最终基准位置的方法和装置，其循环时间减小。
本发明的又一 目的是提供一种用于将镶板元件的一部分成形为 预定最终基准位置并且在镶板元件的成形部分中冲出孔的方法和 装置，其中该装置具有广泛的工作范围，因为一单个致动设备能适 用于不同尺寸的成形模具和冲头，并且能成形或冲压很多不同的材 料和材料构造。
本发明的又一 目的是提供一种能用一单个刀具制造出很多不同 大小和形状的孔的装置。
本发明的又一目的是提供一种用于对冲压操作进行误差验证从 而使冲压操作不成功变得很明显的方法和装置。
本发明的又一目的是提供一种用于气动地致动和维持工件支架 设备的内锁定机构的装置。
本发明的又一目的是避免汽车工作环境中与液压相关的费用。
本发明的又一 目的是避免汽车工作环境与液压油相关的环境和 安全危险。
本发明的又一目的是提供一种用于最终位置固定部件(比如尾 灯、缓冲器、仪表板、前灯、加油门等)的方法和装置。本发明的又一目的是提供一种用于将一个元件精确地定位和固 定到另一部件的方法和装置，其中该装置包括具有可变速度和行程 的成形和铆钉设备。
本发明的另一目的是提供一种用于将一个元件精确地定位和固 定到另一部件的方法和装置，其中该装置不是液压地致动并且因此 不会受到上述相关的缺点。
本发明的又一目的是提供一种简单可靠且成本低廉的方法和装 置，用于将一个元件精确地定位和固定到一个紧固件上。
在阅读下述详细描述、所附权利要求以及附图之后，本发明的 这些目的和其它特点、方面和优点将会更加明显。


图l是根据本发明装置的一个优选实施例的侧视图，示出为固 定到机械手；
图2是图l装置的立体图3是图2装置的侧面剖视图4是沿着图2中4一4线截取的截面；
图5是示出图2装置的成形和铆钉部件细节的分解视图； 图6a是示出本发明利用图2装置的方法中一个步骤的局部示意
图6b是类似于图6a的视图，示出了本发明方法中一个后续步
骤；
图6c是类似于图6a—6b的视图，示出了本发明方法中一个后 续步骤；
图6d是类似于图6a—6c的视图，示出了本发明方法中一个后 续步骤；
图6e是类似于图6a—6d的视图，示出了本发明方法中一个后续步骤；
图7是局部立体图，示出了用根据图6a—6e的方法由图2的装 置成形和冲压的内车身镶板；
图8a是图2所示装置的工件支架和气动工件支架致动器的分解 立体图8b是图8a所示气动工件支架致动器的肘节锁定设备的立体
图8c是图8a所示气动工件支架致动器的壳体的立体图； 图9是图8a所示工件支架和气动工件支架致动器的侧视图； 图10是图8a所不工件支架和气动工件支架致动器的平面图； 图11是沿着图10中11-11线截取的剖面图，示出了图8b的肘
节锁定设备处于锁定位置；
图12是沿着图10中11-11线截取的剖面图，示出了图8b的肘
节锁定设备处于解锁位置；
图13是根据本发明装置的一个可选实施例的侧视图，示出为固
定到机械手；
图14是图13装置的立体图15是图14装置的侧面剖视图16是沿着图14中16-16线截取的截面；
图17是示出图14装置的成形和铆钉部件细节的分解视图18a是示出本发明利用图14装置的方法中一个步骤的局部示
意图18b是类似于图18a的视图，示出了本发明方法中一个后续 步骤；
图18c是类似于图18a-18b的视图，示出了本发明方法中一个 后续步骤；
21图18d是类似于图18a-18c的视图，示出了本发明方法中一个 后续步骤；
图18e是类似于图18a-18d的视图，示出了本发明方法中一个 后续步骤；
图18f是类似于图18a-18e的视图，示出了本发明方法中一个 后续步骤；
图19是局部立体图，示出了用根据图18a-18e的方法由图14
的装置成形和铆钉的内车身镶板；
图20是图14所示装置的工件支架和施力设备的分解立体图21是图20a所示工件支架和施力设备的立体图22是图20所示工件支架和施力设备的顶视图23a是沿着图20中23-23线所截取的横截面或四分截面视
图，示出了图20中施力设备处于内縮位置；
图23b是类似于图23a的横截面视图，示出了施力设备处于内
缩位置；
图24是图23a中一个活塞的平面图；
具体实施例方式
现在详细地参考附图，图l和2示出了根据本发明构造的垫片 成形设备10形式的最终位置定位设备。根据优选实施例， 一个或 多个可编程的机械手11将垫片成形设备10移动进出与工件WP的 工作接合，以及垫片成形设备10相对于工件WP上特定位置的精 确定位。垫片成形设备10适于在工件WP上一个或多个特定位置 处形成固定垫片P (如图7所示)，以使得每个固定垫片P的外表面 被精确地定位在预定的最终基准位置(对于每个位置来说独立地限 定)，并且此后在固定垫片P中冲出孔H (如图7所示)或槽(未 示出)。只要工件WP在可接受的误差范围内，就提供了外表面精确地定位在预定的最终基准位置处的固定垫片，并且一个互补元件 可在无需任何处理或调整的情况下固定到其上。
在对于优选实施例的下述详细描述中，工件WP应当视为表示 内车身镶板，然而应当理解的是，工件WP还应当涵盖其它情况下 的其它结构元件。此外，尽管这里公开的优选实施例涉及外车身镶 板的最终位置固定，但是本发明同样适于比如尾灯、缓冲器、仪表 板、前灯、加油门之类的其它部件的最终位置固定。最后，相对性
的词语(比如前、后、上、下等)应用到如图2所示的垫片成形设 备10，其中模板130限定了前面，伺服电机140、 140'限定了后面。
如图2 — 4所示，垫片成形设备10包括有大致矩形的电机板12， 其具有位于孔12b下面的孔12a。伺服电机140、 140'分别与孔12a、 12b对准，并且此后如同以下将更完整地解释那样安装到电机板12。 垫片成形设备IO还包括彼此间隔开且大致平行的侧板14、 16，它 们与伺服电机140、 140'相对地固定到电机板12并且由此在向前方 向上延伸。侧板14、 16分别具有凹陷部14a (未示出)、16a，它们 限定了大致平行于电机板12的台肩14b (未示出)、16b。应当理解 的是，侧板14和16大致相同并且虽然凹陷部14a和台肩14b在附 图中未标识出，但是它们分别类似于凹陷部16a和台肩16b。
具有在前后方向上贯穿延伸的通道17a的保持块17安装到侧板 14、 16以使得保持块17在前后方向上由台肩14b、 16b支撑，并且 在上下方向上刚性地固定到凹陷部14a、 16a。适于为保持块17提 供上下调整的间隔物19布置在保持块17和凹陷部14a、 16a之间， 并且在保持块17之上在向前方向上伸展。如同现有技术中公知的， 间隔物19最初在上下方向上超尺寸，并且相应地保持块17最初处 于调整的上端，此后间隔物19被磨削一定程度以便将保持块17降 低到上下方向上的对准位置。具有腿部25a和脚部25b的L形隔离物25布置在侧板14、 16 之间并且固定到其上以使得腿部25a定位在凹陷部14a、 16a下面并 且脚部25b在侧板14、 16的凹陷部14a、 16a之上伸展。现在参考 图4和5，具有前表面20、后表面22以及贯穿通道24的滑块18 定位在保持块17的前面以使得通道17a与通道24对准。滑块18 适于在前后方向上移动、在延伸穿过通道24的固定砧台36周围导 向、并且与脚部25b的最上表面相接合，所述最上表面构造为导向 滑块18和防止其旋转。滑块18的上下位置可以以类似于以上公开 的保持块17的方式来调整，其具体地涉及磨削L形间隔物25的脚 部25b—定程度以将滑块18降低到对准的上下位置。滑块18包括 由此在向下方向上伸展的突起18a，其适于通过在行程的前端与L 形间隔物25的脚部25b相接合以及在行程后端与间隔物19相接合 来限制运动范围。
具有支撑面30和贯穿其中的通道28的面板26被安装到滑块 18的前表面20以使得面板26的通道28和滑块18的通道24相对 准。固定砧台36布置在保持块17的通道17a内并且刚性地固定到 其上以使得固定砧台36延伸穿过滑块18的通道24并且进入面板 26的通道28，并且在那里终止于垫片接触面40。固定砧台36的垫 片接触面40在垫片的成形期间支撑固定垫片P (如图7所示)的外 部，并且因此受到在冲击期间产生的合力。应当理解的是，电机板 12、侧板14、 16以及保持块17被构造来吸收在向后方向上作用在 固定砧台36的垫片接触面40上的这种力。具有主切割面34a和辅 切割面34b的冲头34适于在前后方向上移动穿过固定砧台36的中 空部38、保持块17的通道17a、滑块18的通道24以及面板26的 通道28。
参考图6a—6e，滑块18将会像如下将详细描述的那样在完全伸展的位置偏置。于是，面板26的支撑面30在固定砧台36的垫 片接触面40之上轴向地突出一个程度，所述程度相当于特定应用 的最大许可垫片深度，并且L形间隔物25与突出18a相接合。机 械手11和相关的可编程运动控制设备迅速地将垫片成形设备IO(如 图1所示)移动入相对于工件WP的位置，以使得固定砧台36以 公知的距离定位在工件W附近。可编程的运动控制设备随后将垫片 形成设备10移动入最终位置(通过沿着固定砧台36的轴线在大致 垂直于工件WP的方向上移动该设备)以使得固定砧台36的垫片 接触面40的X、 Y和Z轴相对于工件WP上将要进行作业的特定 位置的预定最终基准位置的X、 Y和Z轴精确地定位。
如图6a所示，垫片接触面40最初与预定的基准位置对准并且 定位为距离工件WP —定程度，其程度足以保证面板26的支撑面 30不会过早地接合工件WP。此后，机械手11沿着固定砧台36的 轴线将垫片成形设备10 (如图1所示)朝着工件WP在大致垂直于 工件的方向上移动，以将垫片接触面40的X、 Y和Z轴带入与预 定最终基准位置的X、 Y和Z轴对准。在垫片接触面40接近工件 WP时，面板26完全伸展的支撑面30就与工件WP相接触(如图 6b所示)。垫片接触面40朝着工件WP的额外前进超越了滑块18 完全伸展时的偏置位置，这有效地相对于固定砧台36的垫片接触 面40回縮了面板26的支撑面30直到固定砧台36达到了预定的最 终基准位置。
如图6c所示，垫片成形设备10通过将垫片接触面40的所有三 个轴定位在预定的最终基准位置"发现"工件WP以使得支撑面30 和垫片接触面40之间的轴向距离表示内车身镶板固定位置的最初 不精确位置和精确定位的预定最终基准位置之间的差。在"发现" 工件WP之后，滑块18被锁定入固定位置，如同以后将要详细描述的那样，以使得面板26的支撑面30保持与工件WP的接触。垫 片成形设备IO现在就处于适当的位置以成形垫片P和冲出孔H。
如图6d所示， 一旦垫片成形设备10已经"发现"工件WP并 且滑块18己经锁定在适当的位置，那么工件WP径向地位于面板 26的支撑面30内的部分就被向外变形直到其与固定砧台36的垫片 接触面40相接触以成形固定垫片P。如图5中最佳地示出，这个变 形是在由具有贯穿中空中心部128的成形模具126所施加的负荷之 下完成。参考图6e，在成形模具126与工件WP相接触时，冲头34 穿过固定垫片P径向地位于成形模具126内并且因此不被其支撑的 部分，并且进入其中空的中心部128以冲出孔H。
再次参考图2，滑块18的往复运动由已知类型的第一和第二液 压工件支架设备42、 42，(即Hytec液压工件支架No. 100998弹簧 前进型工件支架)所致动，所述设备以常规的方式分别固定到第一 和第二侧板14、 16。 Solie等名下的美国专利3， 938， 798提供了对 于类似工件支架设备的详细公开并且于是其全部内容以参考的方 式结合于此。
为了清楚起见，将只是公开第一工件支架42的组成和操作，然 而应当理解的是，垫片成形设备10的优选实施例包括第二个同样 的工件支架42'。如图8a所示，工件支架42包括有可移置地安装 在其中并终止于垫片46的柱塞或活塞杆44。柱塞44由内弹簧(未 示出)正常地偏置到完全伸展的位置。工件支架42适于通过收縮 内套筒或夹头(未示出)以在其前进位置将柱塞44的周边部分(未 示出)锁定地夹紧从而将柱塞44锁定在适当的位置。参考图9和 10，本发明的优选实施例包括气动工件支架致动器60、 60'，其适 于气动地致动工件支架42、 42'的锁定机构以使得无需液压装备来 操作垫片成形设备10。
26再次参考图8a，通过向工件支架42的气缸48内的可移动活塞 (未示出)施加力来使内套筒(未示出)回縮从而锁定柱塞44。尽 管施加到可移动活塞的力常规地是通过液压力来施加，应当理解的 是，工件支架锁定机构可以相应于由适于此目的的可选来源所施加 的力而被致动。另外，应当理解的是，虽然这种致动只需足够大的 力来克服标称预负荷，但是将工件支架保持在锁定状态下所必需的 大小与预负荷和任何从外面施加到柱塞的相反力的组合成比例。为 此，受到较大外力的工件支架通常需要液压致动，因为空气的可压 縮性使得气动设备是不实用的。
再次为了清楚起见，将只是公开第一气动工件支架致动器60 的组成和操作，然而应当理解的是，垫片成形设备10包括有第二 个同样的气动工件支架致动器60'，其构造来致动第二工件支架 42，。如图8a—8c所示，气动工件支架致动器60致动肘节锁定设备 94，肘节锁定设备适于致动工件支架的内锁定机构(未示出)，从 而将柱塞锁定在适当的位置，并且此后机械地抵抗从外面施加到柱 塞上的相反力，从而气动工件支架致动器60能抵抗比至今为此用 常规气动设备所能抵抗的力大得多的力。
气动工件支架致动器60包括具有进口端64和开口式出口端66 的壳体62。壳体的开口式出口端66以常规的方式(比如如图8a所 示的有头螺钉)固定到工件支架气缸48。托架76、 78类似地固定 到壳体62进口端64附近的相对侧68、 70，并且在远离壳体62进 口端64的方向上伸展。已知类型的气动缸80 (即Bimba型号 FM-1740-2FMT)在壳体62的进口端64附近枢轴地布置在托架76、 78之间并固定到其上。气动缸80包括主体82、响应于气动压力可 伸展和回縮的活塞杆84、以及固定到活塞杆84外露端的结合元件 86。具有大致平面90和其中具有槽段92的相对面的固定间隔块88布置在壳体62内并固定在其上，以使得平面90由有头螺钉安装到 进口端64的内部并且槽段92在壳体的相对侧68、 70之间伸展。
气动工件支架致动器60的肘节锁定部94布置在壳体内并且优 选地包括第一链接元件96和第二链接元件104。链接元件96、 104 呈具有互补径向端部的大致矩形。第一链接元件96包括有枢轴地 接合在固定间隔块88的槽段92内的凸端98、适于容纳第二链接元 件104的相对凹端100、以及枢轴地固定到气动缸80的结合元件 86上的整体杠杆臂102。第二链接元件104包括有适于分别枢轴地 接合第二链接元件96和活塞接合元件110的相对凸端106、 108。 活塞接合元件110包括具有适于容纳第二链接元件104的槽段112 的表面和适于接合工件支架42的可动活塞(未示出)的相对平面 114。支撑销116插入穿过壳体下部72中的孔73以使得支撑销116 的点接合端118支撑肘节锁定设备94以防止其超行程。布置在支 撑销116的头部120和壳体62的下部72之间的间隔元件122优选 地被磨削到一个宽度，所述宽度精确地限制支撑销116的点接合端 118的插入以使得当肘节锁定设备94因此被支撑时链接元件96、 104处于±3°的共面对准。固定到壳体62另外开口上部74的顶板 124 (优选地具有有头螺钉)将链接元件96、 104保持在壳体62内 并且还防止了肘节锁定设备94的超行程。
气动缸活塞杆84以及间接固定到其上的杠杆臂102的延伸绕着 第一链接元件的凸端98施加一个转动惯量，倾向于对准链接元件 96、 104并且从而接合肘节锁定设备94，所述凸端枢轴地接合在固 定间隔块88的槽段92中。相反地，活塞杆84的回縮施加相对的 转动惯量，倾向于使链接元件96、 104不对准从而使肘节锁定设备 94脱离。图11和12分别示出了肘节锁定设备94的锁定和解锁位 置。再次参考图8a—8c，当气动缸活塞杆84伸展时，链接元件96、 104的相应对准具有使活塞接合元件110前进进入工件支架42的气 缸48以致于一个力施加到可动活塞(未示出)上的作用，工件支 架42的内套筒(未示出)回縮并且工件支架柱塞44被锁定。当肘 节锁定设备94被接合时，其能机械地抵抗沿着其对准轴线施加的 绝大部分力，如同外力施加到工件支架柱塞44那样，因为任何这 样的力被沿着其对准轴线传递穿过可动活塞并且传递到肘节锁定 设备94。这样，气动工件支架致动器60能在比至今为止专门依赖 于气动压力的设备大得多的负荷之下将工件支架42保持在锁定状 态下。
再次参考图6d，在垫片成形设备10已经如上所述那样"发现" 工件WP之后，工件WP径向地位于面板26的支撑面30内的部分 就被向外变形直到其与固定砧台36的垫片接触面40相接触。如图 2 — 5中最佳地示出，这个变形是在由固定到模块130的成形模具 126所施加的负荷之下完成。模块130由成形压头132驱动在图4 所示的虚线位置和实线位置之间往复运动，所述成形压头由以后详 细描述的滚珠丝杠设备134驱动。
如图4中最佳地示出，可逆的伺服电机140与孔12a对准地安 装到电机板12的背面以驱动地接合适于将伺服电机140的旋转转 变成平移运动的滚珠丝杠设备134。滚珠丝杠设备134包括螺旋元 件136、螺旋在其上的螺母元件138、以及多个介于它们支架的滚 珠(未示出)。滚珠丝杠设备134布置为大致平行于第一和第二侧 板14、 16并位于它们之间、在第一方向上延伸穿过电机板12的孔 12a以接合伺服电机140、并且在相反的方向上延伸为与成形压头 132相接合。螺母元件138布置在成形压头132的中空接合部132a (未示出)内并固定到其上，并且响应于伺服电机140沿着螺旋元件136的长度在前后方向上平移。伺服电机140的致动由可编程的 控制设备(未示出)控制，所述控制设备通常是公知的并且可采取 任何适当的可编程微处理器的形式。
工作地连接到成形压头132的线性换能器(未示出)产生由可 编程的控制设备使用的位置反馈信号以获得成形模具126期望的位 置和运动。于是，伺服电机140由可编程控制设备操纵来驱动成形 压头132经历各种行程模式，在各种行程模式中可以编程来在行程 过程中改变压头位置、速度和加速度并且同时进行监视。以上公开 的更复杂的可编程成形运动增加了灵活性以使得一单个垫片成形 设备IO能适应各种不同的应用。例如， 一单个垫片成形设备10可 利用较慢的行程速度在工件WP相对薄的部分形成第一垫片P，并 且此后利用较快的行程速度在工件WP相对厚的部分形成第二垫片 P。作为另一个例子，在快速的压头前进和回縮并结合实际成形和/ 或穿刺过程中缓慢速度的情况下，能通过改变成形循环期间成形压 头的速度来减小循环时间。
在己经以上述方式成形固定垫片P (如图7所示)之后并且在 伸展成形压头132以将成形模具126从工件WP回縮之前，通常希 望通过切出开口、冲出棒条或者通过穿刺来在凸起的固定垫片P中 形成孔从而提供适于方便外车身镶板后续固定步骤的固定孔，比如 孔H (如图7所示)。凸起的固定垫片P的切割、冲压或穿刺可以 用垫片成形设备IO在其从工件WP撤回之前最方便地进行。为此， 第二滚珠丝杠设备134，提供来以类似于滚珠丝杠设备134驱动成形 模具126的方式来驱动冲头34。第二个可逆伺服电机140'与孔12b 对准地安装到电机板12的背面以驱动地接合第二滚珠丝杠设备 134'。第二滚珠丝杠设备134'布置为大致平行于第一和第二侧板 14、 16并位于它们之间、在第一方向上延伸穿过电机板12的孔12b以接合第二伺服电机140，、并且在相反的方向上延伸为与成形压头 142相接合。第二滚珠丝杠设备134，的螺母元件138，布置在成形压 头142的中空接合部142a (未示出)内并固定到其上，并且响应于 伺服电机140，沿着螺旋元件136，的长度在前后方向上平移。支架 146安装到冲头压头142并且由此在向上方向上延伸。支持件148 安装到支架146以使得冲头134被可移除地固定在它们之间。于是， 如图6e所示，第二伺服电机140'的致动就驱动冲头34穿过凸起的 固定垫片P径向地位于成形模具126内并且因此不被其支撑的部 分，并且进入其中空的中心部分128以冲出孔H (如图7所示)。
工作地连接到成形压头142的第二线性换能器(未示出)产生 由可编程的控制设备使用的位置反馈信号以获得冲头34期望的位 置和运动。第二伺服电机140'由可编程控制设备操纵来驱动成形压 头142经历各种行程模式，在各种行程模式中可以编程来在一单个 行程过程中改变压头位置、速度和加速度。由于冲头34的行程长 度是可变的， 一单个垫片成形设备10可被构造来为不同的应用冲 出各种孔尺寸和/或形状。为此，如图5所示，冲头34包括位于其 端部的主切割面34a和定位为距离其端部预定轴向距离的辅切割面 34b。在一个例子中，主切割面34a限定了圆而辅切割面34b限定 了椭圆，所述椭圆径向地包围由主切割面34a所限定的圆。能通过 限制冲头34的行程长度以使得只是辅切割面34b接合工件WP来 形成圆孔，而延伸形成长度以使得主和辅切割面34a、 34b都穿过 工件WP就提供了细长的槽。
另外，第二线性换能器能被构造来为冲头34提供电流信号，其 如同现有技术中公知的那样能用来验证冲压工艺中的误差。与工件 WP接合期间的冲压抗力产生了表示成功操作的电流尖脉冲，并且 相反地没有出现电流尖脉冲表示没有正确地执行期望的操作(即冲头破裂并且没有接合工件WP)。因此，垫片成形设备IO能被编程
来在冲压操作第一次不成功时自动地关闭并警告操作者，并且能即 时地处理任何相关问题。
现在参考一个可选实施例，图13和14示出了根据本发明构造 的最终位置定位设备或成形和铆钉设备210。成形和铆钉设备210 的很多子组件和部件都与前述实施例的子组件和部件相同。因而， 用于描述本实施例的很多附图标记都与前述实施例所用的相同。
一个或多个可编程的机械手11将成形和铆钉设备210移动进出 与工件WP的工作接合，以及成形和铆钉设备210相对于工件WP 上特定位置的精确定位。成形和铆钉设备210适于在工件WP上一 个或多个特定位置处形成固定垫片P (如图19所示)，以使得每个 固定垫片P的外表面S被精确地定位在预定的最终基准位置(对于 每个位置来说独立地限定)，并且此后将螺母N (如图19所示)铆 钉到固定垫片P。只要工件WP在可接受的误差范围内，就提供了 外表面S精确地定位在预定的最终基准位置处的固定垫片，并且一 个互补元件可在无需任何处理或调整的情况下固定到其上。
再次，工件WP应当视为表示车身镶板，然而应当理解的是， 工件WP还应当涵盖其它情况下的其它结构元件。此外，尽管这里 公开的实施例涉及紧固件与车身镶板的最终位置固定，但是本发明 同样适于比如铰链、栓锁等其它部件的最终位置固定以及比如尾 灯、缓冲器、仪表板、前灯、加油门之类的其它部件的最终位置固 定。最后，相对性的词语(比如前、后、上、下等)应用到如图14 所示的成形和铆钉设备210，其中模板130限定了前面，伺服电机 140、 140'限定了后面。
现在整体地参考图14一16，成形和铆钉设备210包括大致矩形 的电机板12,所述电机板具有孔12a (参见图16)。伺服电机140相应地与孔12a对准并且此后安装到电机板12，如同以下将更完全 地解释那样。成形和铆钉设备210还包括有间隔开且大致平行的侧 板14、 16，它们与伺服电机140相对地固定到电机板12，并且由 此在向前方向上延伸。侧板14、 16分别具有凹陷部(例如16a)， 它们限定了大致平行于电机板12的台肩(例如16b)。应当理解的 是，侧板14和16大致相同并且虽然侧板14的凹陷部和台肩在附 图中未标识出，但是它们分别类似于凹陷部16a和台肩16b。
保持块17安装到侧板14、 16以使得保持块17在前后方向上由 台肩16b支撑，并且在上下方向上刚性地固定到凹陷部16a。如图 16中最佳地示出，保持块17包括有位于其中的通道17a。保持块 17因而被刚性地固定到侧板14、 16并且提供来保持该处的固定砧 台36'，比如通过如图所示的固定螺钉设备。
具有腿部25a和脚部25b的L形隔离物25布置在侧板14、 16 之间并且固定到其上以使得腿部25a定位在凹陷部14a、16a下面并 且脚部25b在侧板14、 16的凹陷部14a、 16a之上伸展。参考图16 和17，滑块18，包括前表面20'、后表面22'、贯穿通道24'以及外 部凹槽23'。滑块18'可相对于刚性固定的保持块17自由地移动， 并且适于在前后方向上移动。而且，滑块18'在延伸穿过通道24' 的固定砧台36，周围导向，并且通过脚部25b的最上表面接合在外 部凹槽23，内，所述最上表面构造为导向滑块18'并防止其旋转。滑 块18'的上下位置可以调整，这具体地涉及磨削L形间隔物25的脚 部25b —定程度以将滑块18，降低到对准的上下位置。滑块18，包括 形成于其中的环形凹槽23'，其适于通过在行程的前端与L形间隔 物25的脚部25b的一面相接合以及在行程后端与脚部25b的另一 面来限制滑块18'的运动范围。
类似于前面所公开的实施例，具有支撑面30'和贯穿其中的通道28，的面板26'被安装到滑块18，的前表面20，以使得面板26'的通 道28，和滑块18'的通道24'相对准。固定砧台36'布置在保持块17' 的通道17a，内并且刚性地固定到其上以使得固定砧台36，延伸穿过 滑块18，的通道24'并且进入面板26，的通道28'，并且在那里终止于 垫片接触面40'(如图18a所示)。固定砧台36'的垫片接触面40' 在垫片的成形期间支撑固定垫片P (如图19所示)的表面S，并且 因此受到在冲击期间产生的合力。应当理解的是，电机板12、侧板 14、 16以及保持块17被构造来吸收在向后方向上作用在固定砧台 36'的垫片接触面40'上的这种力。铆钉螺母固定装置由保持螺母N 的成形模具32来限定。成形模具32包括纵向地延伸贯穿其中的通 孔33。
如图16中最佳地示出，可逆的伺服电机140与孔12a对准地安 装到电机板12的背面以驱动地接合适于将伺服电机140的旋转转 变成平移运动的滚珠丝杠设备134。滚珠丝杠设备134包括螺旋元 件136、螺旋在其上的螺母元件138、以及多个介于它们支架的滚 珠(未示出)。滚珠丝杠设备134布置为大致平行于第一和第二侧 板14、 16并位于它们之间、在第一方向上延伸穿过电机板12的孔 12a以接合伺服电机140、并且在相反的方向上延伸为与成形压头 132相接合。螺母元件138布置在成形压头132的中空接合部132 (未示出)内并固定到其上，并且响应于伺服电机140沿着螺旋元 件136的长度在前后方向上平移。伺服电机140的致动由可编程的 控制设备(未示出)控制，所述控制设备通常是公知的并且可采取 任何适当的可编程微处理器的形式。
工作地连接到成形压头132的线性换能器(未示出)产生由可 编程的控制设备使用的位置反馈信号以获得成形模具32期望的位 置和运动。于是，伺服电机140由可编程控制设备操纵来驱动成形压头132经历各种行程模式，在各种行程模式中可以编程来在行程 过程中改变压头位置、速度和加速度并且同时进行监视。以上公开 的更复杂的可编程成形运动增加了灵活性以使得一单个成形和铆 钉设备210能适应各种不同的应用。例如， 一单个成形和铆钉设备 210可利用较慢的行程速度在工件WP相对薄的部分形成第一垫片 P,并且此后利用较快的行程速度在工件WP相对厚的部分形成第 二垫片P。作为另一个例子，在快速的压头前进和回縮并结合实际 成形和/或穿刺过程中缓慢速度的情况下，能通过改变成形循环期间 成形压头132的速度来减小循环时间。
参考图18a—18e，滑块18'将会像如下将详细描述的那样在完 全伸展的位置由工件支架42、 42'(如图14所示)所偏置。于是， 面板26，的支撑面30，在固定砧台36，的垫片接触面40'之上轴向地突 出一个程度，所述程度相当于特定应用的最大许可垫片深度，并且 L形间隔物25与外部凹槽23'相接合。机械手11和相关的可编程运 动控制设备迅速地将成形和铆钉设备210 (如图13所示)移动入相 对于工件WP的位置。如图18a所示，这种运动以使得固定砧台36' 以公知的距离定位在工件W附近。机械手随后将形成和铆钉设备 210移动入最终位置(通过沿着固定砧台36'的轴线在大致垂直于工 件WP的方向上移动设备210)以使得固定砧台36'的垫片接触面 40，的X、 Y和Z轴相对于工件WP上将要进行作业的特定位置的预 定最终基准位置的X、 Y和Z轴精确地定位。
如图18a所示，垫片接触面40'最初与预定的基准位置对准并 且定位为距离工件WP —定程度，其程度足以保证面板26，的支撑 面30，不会过早地接合工件WP。此后，机械手11沿着固定砧台36' 的轴线将成形和铆钉设备210(如图13所示)朝着工件WP在大致 垂直于工件的方向上移动，以将垫片接触面40'的X、 Y和Z轴带
35入与预定最终基准位置的X、 Y和Z轴对准。在垫片接触面40'接 近工件WP时，面板26'完全伸展的支撑面30'就与工件WP相接触， 如图18b所示。
如图18c所示，垫片接触面40'朝着工件WP的额外前进超越 了滑块18'完全伸展时的偏置位置，这有效地相对于固定砧台36' 的垫片接触面40'回縮了面板26'的支撑面30'直到固定砧台36'达到 了预定的最终基准位置。从图18c中能看出，成形和铆钉设备210 通过将垫片接触面40，的所有三个轴定位在预定的最终基准位置来 "发现"工件WP以使得支撑面30，和垫片接触面40，之间的轴向距 离表示内车身镶板固定位置的最初不精确位置和精确定位的预定 最终基准位置之间的差。在"发现"工件WP之后，滑块18'被锁 定入固定位置，如同以后将要详细描述的那样，以使得面板26'的 支撑面30'仍然与工件WP相接触。成形和铆钉设备210现在就处 于成形垫片P和铆钉螺母N的开始位置。螺母被保持在形成模具的 凹穴内并且工件WP平放在砧台36，的垫片接触面40'上。
参考图18d，在成形和铆钉设备210如上所述那样已经"发现" 工件WP之后，模块朝着工件WP撞击。于是，螺母N就与工件 WP相接触并且如现有技术中所公知的那样，螺母N的凸起在工件 WP中冲出一个孔，从而生产出坯料(未示出)。这种铆钉螺母可以 从ARNOLD & SHINJO GmbH & Co. KG买到。坯料落下穿过成形 模具32的通孔33。可选的，坯料能够落下穿过砧台36'的中空部 38，，在这种情况下，能够在保持块17中提供与砧台36，的中空部 38，同心的脱离通道(未示出)。在螺母N冲压工件WP时，垫片接 触面40，将工件WP的环形部分变形为与螺母N内的环形通道相互 接合地锁定。与已知的螺母铆钉技术相结合，本发明独特地使工件 WP径向地位于面板26'的支撑面30'内的部分向外地变形直到其与固定砧台36，的垫片接触面40，相接触。如图14一17中最佳地示出， 这个变形是在由固定到模块130'的成形模具126'所施加的负荷之 下完成。模块130，由成形压头132驱动在图16所示的虚线位置和 实线位置之间往复运动，所述成形压头由前面详细描述的滚珠丝杠 设备134驱动。
现在参考图18e和18f，模块130回縮，并且随后机械手11将 整个成形和铆钉设备210回缩远离工件WP以完成整个工艺。
再次参考图14，滑块18'的往复运动由第一和第二液压工件支 架设备42、 42，所致动，所述设备可部分地包括Hytec液压工件支 架No. 100998弹簧前进型工件支架，并且以常规的方式分别固定到 第一和第二侧板14、 16。 Solie等名下的美国专利3, 938, 798提供 了对于类似工件支架设备的详细公开并且于是其全部内容以参考 的方式结合于此。
为了清楚起见，将只是公开第一工件支架42'的组成和操作， 然而应当理解的是，成形和铆钉设备210的优选实施例包括第二个 同样的工件支架42。如图20所示，工件支架42'包括有可移置地安 装在其中并终止于垫片46'的柱塞或活塞杆44'。柱塞44'由内弹簧 (未示出)或如图所示的外弹簧45'正常地偏置到完全伸展的位置。 如图14所示，工件支架42'的柱塞垫片46'被逆着滑块18'的后表面 22'偏置以将滑块18'偏置到前进位置。
工件支架42'适于通过收缩内套筒或夹头(未示出)以在其前 进位置将柱塞44'的周边部分(未示出)锁定地夹紧从而将柱塞44' 锁定在适当的位置。参考图21和22，本发明的优选实施例包括施 力设备410，其适于气动地致动工件支架42'的锁定机构以使得无需 液压装备来操作成形和铆钉设备210。
再次参考图20，通过向工件支架42的气缸48内的可移动活塞(未示出)施加力来使工件支架42的内套筒(未示出)在一部分 柱塞44，周围回縮从而锁定柱塞44'。尽管施加到可移动活塞的力常 规地是通过液压力来施加，应当理解的是，工件支架锁定机构可以 相应于由适于此目的的可选来源所施加的力而被致动。另外，应当 理解的是，虽然这种致动只需足够大的力来克服标称预负荷，但是 将工件支架保持在锁定状态下所必需的大小与预负荷和任何从外 面施加到柱塞的44，相反力的组合成比例。过去，工件支架由液压 单元几乎均匀地致动，所述液压单元提供高的力输出。以前认为气 动致动是不适用的，因为用气动设备只能得到相对低的力输出。
再次为了清楚起见，将只是公开第一施力设备410的组成和操 作，因为其与工件支架42'相关，然而应当理解的是，成形和铆钉 设备210包括有第二个同样的施力设备(未示出)，其构造来致动 另一工件支架42。如图20 — 22所示，施力设备410致动多个独立 的活塞组件或模块412,所述活塞组件或模块适于致动工件支架42 的内锁定机构(未示出)，从而将柱塞46'锁定在适当的位置，并且 此后机械地抵抗从外面施加到柱塞46，上的相反力，从而施力设备 410能抵抗比至今为此用常规气动设备所能抵抗的力大得多的力。
施力设备410通常包括下述子部件用于紧固到工件支架的止 动模块或适配器模块414;多个用于产生要施加到工件支架的驱动 力的活塞模块412;端盖止动模块416，其与止动模块414相对地 布置用于在其间保持盖多个活塞模块412;中心地布置穿过模块 412、 414、 416以将流体供应到活塞模块412的轴(未示出)；用于 将压力从活塞模块412传递到工件支架42'的工件支架驱动元件(未 示出)；以及四个延伸穿过模块412、 414、 416的系杆或止动螺钉 418，所述系杆或止动螺钉螺旋到四个止动螺母420以将模块412、 414、 416夹持起来。现在参考图23a和23b，其中示出了呈四分截面的施力设备， 其中为了清楚起见省略了交叉影线。适配器模块414由四个有头螺 钉424紧固到工件支架42'，并且其间具有间隔块422。适配器模块 414优选地呈矩形形状并且包括有用于容纳止动螺钉418的贯穿螺 栓通道426。适配器模块414包括扁平地安装到间隔块422的第一 表面428，并且包括与第一表面相对地布置的第二表面430。通孔 432中心地布置在第一和第二表面之间；并且沉孔434布置在第二 表面中以给有头螺钉424提供离隙。如图所示，通孔432和沉孔434 限定了台肩436，用于安装到工件支架42'。环形舌键或凸起438 在轴向地远离第二表面430的方向上延伸，并且环形密封凹槽440 布置在相对于环形凸起450直径上的外侧并且与之同心。 一个密封 件(比如0形环422)布置在环形密封凹槽内。
活塞模块412包括三个相同的模块412a和一个基部活塞模块 412b。相同的活塞模块412a以同轴串联的布置叠置以使得模块412a 彼此直接接触并且实际上彼此相互接合。类似于适配器模块414， 相同的模块412优选地呈矩形形状并且包括贯穿的螺栓通道426。
相同的模块412包括相同的壳体444并且具有贯穿的螺栓通道 426。每个壳体444包括第一表面446，所述第一表面扁平地安装到 相邻模块并且相对于相邻模块的O形环454密封。每个壳体444包 括与第一表面446相对地布置的第二表面448。环形舌键或凸起450 在轴向地远离第二表面448的方向上延伸，并且环形密封凹槽452 布置在相对于环形凸起450直径上的外侧并且与之同心。O形环454 布置在环形密封凹槽452内。第一表面446包括形成于其中的环形 凹槽451,用于容纳相邻模块的环形凸起450或与之相互接合。一 个孔或通孔456中心地布置在第一和第二表面446和448之间，并 且一个孔或沉孔458布置在第二表面448中。径向密封凹槽457形成于壳体444中的通孔456内，并且环形密封455布置在其中。
相同的模块412包括布置在壳体444内的工件元件或活塞460。 每个活塞460包括盘部462和轴向地远离盘部462延伸的轮毂部 464。活塞460包括与驱动面468相对地布置的从动面466，以及在 它们之间延伸的通孔470。如图24所示，从动面466包括径向外环 部472和径向内盘部474，所述径向内盘部包括四个形成于其中的 径向延伸凹槽476以向活塞460的减轻部473供应流体。再次参考 图23a，盘部462包括位于其径向周边中的环形密封凹槽478，其 中容纳有刮油或环形密封480。基部活塞模块412b几乎与其它模块 412a相同，除了以下不同之处工件元件或活塞460'布置壳体444 内并且与其它活塞相同，除了活塞460'还包括有阶梯部463之外， 所述阶梯部具有与其它活塞460的通孔470相比减小的内径。
数个流体腔482限定在活塞460、 460'的从动面466和各个模 块的第一表面446、 504之间。此外，排气腔484限定在壳体444 和活塞460、 460'之间。如同以下更详细地描述，在这些流体腔482 中形成流体压力以使活塞460、 460'从如图所示的原始位置前进到 如图23b所示的前进位置。活塞模块412设有排气口 485 (如图20 所示)，所述排气口将大气压力与各个排气腔484相通，从而使活 塞460、 460'很容易地前进和撤回。
端盖止动模块416优选地呈矩形形状并且由四个螺栓418和螺 母420紧固到适配器模块414，从而将活塞模块412保持在其间。 止动模块416包括第一表面504和相对地布置的第二表面506。第 一表面504用来相对于基部活塞模块412b的O形环454进行密封 并且包括有位于其中的环形凹槽508，所述环形凹槽用于与基部活 塞模块412b的环形凸起450相互接合。第二表面506轴向地终止 轮毂部510，所述轮毂部被内螺旋以适应将标准管配件512紧固到其上。第一表面中的沉孔514将流体传递到基部活塞460，后面的流 体腔482并且为螺母487和轴486减小的直径488提供了间隙同时 通孔516限定了端盖止动模块416的进口端。
参考图23a，轴486被中心地和纵向地布置穿过活塞460、460'。 轴486被一个螺母487保持在活塞模块412的组件内，所述螺母螺 旋到轴486上减小的直径部488。该轴包括外径489，其与减小的 直径488 —起限定了台肩490。减小的直径488延伸穿过基部活塞 模块412b的阶梯部463并且台肩490轴向地邻接阶梯部463。通孔 492设在轴486中以让流体贯穿其中流过。多个环形凹槽(未示出) 形成于轴486的外径中。同样地，多个径向孔494与轴486的纵轴 横向地形成、与轴4S6的环形凹槽相通、并且与通孔492相通。环 形凹槽和径向孔494轴向地间隔开以便于与各个流体腔482对准。
工件支架驱动元件496包括螺旋入轴486端部的有头螺钉498、 被保持在相同活塞460中第一个的驱动面468和绕着有头螺钉498 螺旋的螺母502之间的止动板500。于是，可以松开螺母502、转 动有头螺钉498、然后再紧固螺母502以调节工件支架驱动元件496 的长度。
首先，每个活塞模块421a-b被分开地装配。0形环454和密封 455、 480布置在壳体444中和活塞460、 460'中相应的凹槽452和 457、 478。然后活塞460、 460，被装配到相应的壳体444。轴486 随后插入到第一活塞460中并且紧固到工件支架驱动元件496，从 而将活塞460保持在它们之间。第二、第三和第四活四模块412接 连地彼此装配，确保环形凸起450方形地配合在相应的凹槽451内。 轴486随后插入穿过第二、第三和第四活塞模块412以使得轴486 减小的直径488在第四活塞模块412a之上轴向地延伸。同时，第 一活塞模块412a的环形凸起450方形地插入第二活塞模块412a的环形凹槽451内。止动螺母487随后螺旋到轴486减小的直径488 从而完成活塞模块子装配步骤。接着，0形环442被装配到适配器 模块414，随后用四个有头螺钉424将适配器模块紧固到工件支架 42'，并且它们之间具有间隔块422。然后，装配好的活塞模块412 与适配器模块414相配合以使得适配器模块414的环形凸起438与 第一活塞模块412a的环形凹槽451相互接合并且使得工件支架驱 动元件496的有头螺钉498延伸入工件支架421的内部。止动模块 416随后配合到装配好的活塞模块412以使得第四活塞模块412b的 环形凸起450与止动模块416的环形凹槽508相互接合。最后，四 个螺栓418插入到螺栓孔426内并且螺母420被紧固到螺栓418上 以完成装配。
在操作中，流体压力通过管接头512供应到施力设备410并且 被流体地传递到止动模块416的沉孔514以及轴486的通孔492。 流体压力优选地是由所属技术领域的普通技术人员公知的任何装 置供应和控制的气动压力。流体流动穿过轴486的通孔492、流出 径向孔494、沿着轴486的通孔492并传递到各个流体腔482。同 样，流体在止动模块416的沉孔514中形成，流动穿过活塞460的 径向凹槽476并进入流体腔482。于是，流体压力在流体腔482中 形成并且作用在活塞460、 460，的从动面466上以将活塞460、 460' 从如图23a所示的位置推进到如图23b所示的位置。图23b还示出 了工件支架驱动元件496的螺母502，其在适配器模块414的台肩 436上稳定在最低点。施力设备410的力输出是活塞460、 460'的从 动面466的表面积的函数，并且本发明提供了用于获取多个活塞合 力的新颖且非显而易见的布置，其中活塞彼此串联地叠置以将合力 传递到输出元件496上，而不只是传递到共同的载体(比如轴)上。
当活塞460、460'由流体压力致动时，它们推进以使得活塞460、
42460'的各个驱动面458接合或邻接相邻活塞460的从动面466。于 是，流体压力对每个活塞单独地起作用并且通过驱动和从动面466、 468的邻接而一起对活塞460、 460'起作用。因而，单独和集合的力 最终导致了一个力，该力通过工件支架驱动元件的止动板500和螺 母502被转移到工件支架驱动元件496的有头螺钉498。所述单独 和集合的力能移置活塞460、 460'和工件支架驱动元件496,如图 23b所示。当工件支架驱动元件496被延伸入工件支架42'的气缸 48'时，合力就施加到工件支架42'的可动活塞(未示出)，以使得 工件支架42'的内套筒(未示出)收縮并且工件支架柱塞44'被锁定。 当施力设备410被气动压力致动时，施力设备410能机械地抵抗沿 着起对准轴线施加的绝大部分力。因此，当外力施加到工件支架柱 塞44，时，该力被转移通过工件支架42，的可动活塞(未示出)并且 沿着起对准轴线转移到施力设备410。
本发明的施力设备410优于现有技术的施力设备。首先，施力 设备410能在比现有技术中类似大小的气动设备大得多的负荷下将 工件支架42，维持在锁定状态。其次，活塞模块是独立的，因此无 需较大的分离壳体或气缸来容纳活塞。如同现有技术中的设备那 样，用于容纳活塞的分离气缸必须是相对长的部件并且因而难以加 工出活塞所需的精确孔径。于是，每个活塞包含在其自身易于加工 的壳体内。第三，在活塞模块具有独立属性的情况下，本发明给其 自身带来了灵活性和模块化。换言之，在给定应用需要更大的力时， 可以容易地将活塞模块增加到整体的施力设备410。例如，如果发 现本发明的四个活塞模块不足以给一个给定应用提供足够的力，那 么用户可以简单地打开组件、在同样的活塞模块之间插入一个或多 个另外的模块、将螺栓和轴替换为更长的，并重新装配。实际上， 可以避免替换轴，而只是在工件支架驱动元件496中使用更长的有头螺钉498以补偿轴长度的不足。这样，模块是可独立操作的基本 上标准化的单元，以使得活塞可以在壳体内推进和回縮而无需分离 的更大壳体或气缸来容纳所有的活塞。
虽然已经公开了本发明的优选实施例，对于所属技术领域的技 术人员来说很明显，可以对本发明做出如权利要求所述的变化，并 且在一些情况下，本发明的某些特征可以有利地使用而无需其它特 征的相应使用。于是，这里的示例性和描述性内容只是用来例证本 发明的原理而不是限制其范围。随后这里公开的本发明实施例构成 了一个优选形式，可以理解的是，也可以采用其它形式，这些都落 入下述权利要求书的范围内。
权利要求
1. 一种可编程装置，用于重新成形主体元件以形成精确地定位在预定最终基准位置处的表面，并且适于将一个部件固定到所述表面，所述可编程装置包括砧台；用于将所述砧台相对于所述主体元件选择性地移动到所述最终基准位置的可编程设备；用于接合所述主体元件的设备；用于锁定和维持所述用于接合所述主体元件的设备的设备；与所述砧台对准的成形压头，所述成形压头具有固定到其上的垫片成形模具，所述垫片成形模具适于让所述部件安装到其上；和用于将旋转运动转换成平移运动的驱动设备，所述驱动设备连接到所述成形压头以实现其平移，从而所述成形压头的所述平移将重新成形所述垫片成形模具和所述砧台之间的所述主体元件，从而形成精确地定位在所述预定最终基准位置处的所述表面，并且将所述部件铆接到所述表面。
2. 根据权利要求1的可编程装置，还包括用于可编程地致动所 述成形压头的设备，所述可编程的致动设备包括与所述驱动设备相接合以将旋转运动转换成平移运动的可逆伺 服电机；用于对将旋转运动转换成平移运动的所述驱动设备的行程长度 进行编程的设备；和用于对成形压头的速度和加速度进行编程以使其在所述行程的 过程中发生变化的设备。
3. 根据权利要求1的可编程装置，其中所述用于锁定和维持的设备包括具有内锁定机构的工件支架；和用于气动地致动和维持所述工件支架的所述内锁定机构的设备。
4. 根据权利要求3的可编程装置，其中所述用于气动地致动和维持的设备包括多个串联布置且独立的活塞模块，所述多个独立的活塞模块中 的至少一个包括其中具有空间的壳体；和安装在所述壳体的所述空间内的活塞，所述活塞具有从动 面和驱动面，其中所述活塞适于靠着所述从动面接收流体压力，从 而在推进方向上驱动所述活塞，以使得所述活塞的所述驱动面抵靠 所述多个独立活塞模块中的另一活塞。
5. 根据权利要求4的可编程装置，还包括适配器模块，所述适 配器模块具有适于紧固到工件支架设备的第一表面并且还具有适 于让所述多个独立活塞模块安装到其上的第二表面。
6. 根据权利要求5的可编程装置，还包括止动模块，所述止动 模块与所述适配器模块相反地定位，以使得所述多个独立活塞模块 定位在所述止动模块和所述适配器模块之间，所述止动模块具有贯 穿其中的通道，所述通道用来将流体传递到所述多个独立活塞模 块。
7. 根据权利要求4的可编程装置，还包括对中地布置穿过所述 活塞的轴，用于将流体传递到所述活塞的所述从动面。
8. 根据权利要求7的可编程装置，其中所述轴包括通孔和至少一个与所述通孔相通的径向孔，用于将流体传递穿过所述轴达到所 述活塞的所述从动面。
9. 根据权利要求8的可编程装置，其中所述轴还包括减小的直 径部。
10. 根据权利要求9的可编程装置，还包括螺装到所述轴的所 述减小的直径部的螺母。
11. 根据权利要求4的可编程装置，其中所述多个独立活塞模块包括至少一个壳体，所述至少一个壳体包括 第一表面；与所述第一表面相反的第二表面；位于所述第一表面和所述第二表面之间的空间；从所述第一表面轴向地延伸的环形凸起；位于所述第二表面中的环形凹槽，用于容纳来自所述多个独立 活塞模块的另一壳体的另一环形凸起；位于所述第一表面和所述第二表面中至少一个中的第二环形凹 槽，用于在其中容纳密封。
12. 根据权利要求4的可编程装置，其中所述活塞沿纵向可滑 动地布置在所述壳体内，以使得排气腔纵向地限定在所述活塞和所 述壳体之间。
13. 根据权利要求4的可编程装置，其中所述壳体包括第一表 面和相反布置的第二表面，所述活塞的所述驱动面和相邻布置的壳 体的所述第一表面之间限定出流体腔。
14. 根据权利要求13的可编程装置，其中流体压力在所述流体 腔中聚集以使所述壳体内的所述活塞从原始位置可滑动地位移到推进位置。
15. 根据权利要求1的可编程装置，其中所述砧台包括中空部 和垫片接触面，而且其中所述垫片成形模具具有通孔。
16. 根据权利要求1的可编程装置，其中所述用于接合所述主体元件的设备包括其中具有贯穿通道和其上具有支撑面的面板，所述支撑面适于 接合所述主体元件；和用于将相对于所述砧台处在完全伸展的位置上的所述面板可回 縮地偏置的设备，从而与所述第一主体镶板的接合被用来超越所述 完全伸展位置，并且使所述面板的所述支撑面向回縮位置回縮一个 将所述垫片接触面与所述预定最终基准位置对准所必须的量。
17. —种用于重新成形主体元件从而形成一个精确地定位在预 定最终基准位置处的表面以及适于将一个部件固定到所述表面的装置，所述装置包括具有中空部和垫片接触面的固定砧台；用于可编程地移动所述固定砧台的设备，所述可编程移动设备 适于将所述固定砧台定位在所述预定最终基准位置；具有适于接合所述主体元件的支撑面的面板，所述面板还具有 一个通道，所述固定砧台布置为贯穿其中；用于将相对于所述砧台处在完全伸展位置上的所述面板可回縮 地偏置的设备，从而与所述第一主体镶板的接合被用来超越所述完 全伸展位置，并且使所述面板的所述支撑面向回縮位置回縮一个将 所述垫片接触面定位在所述预定最终基准位置所必须的量；用于将所述面板气动地锁定和维持在所述回縮位置的设备，使 得所述支撑面保持与所述主体元件的所述表面相接触；与所述砧台对准的成形压头，所述成形压头具有固定到其上的 成形模具，所述成形模具具有通孔，所述成形模具适于让所述部件 安装到其上；用于可编程地平移所述成形压头的设备，用于将所述成形模具 朝着所述固定砧台推进，从而重新成形位于所述成形模具和所述固 定砧台之间的所述主体元件，以使得所述第一元件的被重新成形部 分的所述外表面被精确地定位在所述预定最终基准位置处。
18. 根据权利要求17的装置，其中所述用于气动地锁定和维持 所述面板的设备包括具有内锁定机构的工件支架；和适于接合和维持所述工件支架的所述内锁定机构的施力设备。
19. 根据权利要求18的装置，其中所述施力设备包括多个彼此直接抵靠的独立活塞模块，所述多个独立的活塞模块 中的至少一个包括一壳体，其包括 第一表面；与所述第一表面相反的第二表面； 位于所述第一表面和第二表面之间的空间； 从所述第一表面轴向延伸的环形凸起； 位于所述第二表面中的环形凹槽，用于容纳所述多个独立活塞模块的另一壳体的另一环形凸起；位于所述第一表面和第二表面中至少一个中的第二环形凹槽，用于在其中容纳密封；一布置在所述壳体的所述空间中的活塞，所述活塞包括 从动面；与所述从动面基本上相反的驱动面； 所述驱动面与所述多个独立活塞模块的另一活塞直接抵靠。
20. 根据权利要求19的装置，还包括适配器模块，所述适配器 模块具有适于紧固到工件支架设备的第一表面，并且还具有适于让 所述多个独立活塞模块安装到其上的第二表面。
21. 根据权利要求20的装置，还包括止动模块，所述止动模块 与所述适配器模块相反地定位，以使得所述多个独立活塞模块定位 在所述止动模块和所述适配器模块之间，所述止动模块具有贯穿其 中的通道，所述通道用来将流体传递到所述多个独立活塞模块。
22. 根据权利要求19的装置，还包括对中地布置穿过所述活塞 的轴，用于将流体传递到所述活塞的所述从动面。
23. 根据权利要求22的装置，其中所述轴包括通孔和至少一个 与所述通孔相通的径向孔，用于将流体传递穿过所述轴达到所述活 塞的所述从动面。
24. 根据权利要求23的装置，其中所述轴还包括减小的直径部。
25. 根据权利要求24的装置，还包括螺装到所述轴的所述减小 的直径部的螺母。
26. 根据权利要求19的装置，其中所述活塞沿纵向可滑动地布 置在所述壳体内，以使得排气腔纵向地限定在所述活塞和所述壳体 之间。
27. 根据权利要求19的装置，其中所述活塞的所述驱动面和相 邻布置的壳体的所述第一表面之间限定出流体腔。
28. 根据权利要求27的装置，其中流体压力在所述流体腔中聚 集，以使所述壳体内的所述活塞从原始位置可滑动地位移到推进位 置。
29. —种用于重新成形镶板元件从而形成一个精确地定位在预 定最终基准位置处的表面以及将一个部件固定到所述表面的方法， 所述方法包括以下步骤提供具有固定砧台的最终位置定位设备；将所述最终位置定位设备移动使之与所述镶板元件接合，以使 得所述固定砧台与所述预定最终基准位置对准；利用定位设备相对于所述预定最终基准位置定位所述镶板元件；将所述定位设备机械地锁定就位；提供与所述砧台对准的成形压头，所述成形压头具有固定到其 上的成形模具，所述成形模具适于让所述部件安装到其上；和可编程地平移所述成形压头以将所述成形模具朝着所述固定砧 台推进，从而重新成形位于所述成形模具和所述固定砧台之间的所 述镶板元件，以使得所述镶板元件的所述表面被精确地定位在所述 预定最终基准位置处，并且使得所述部件被铆接到所述表面。
30. 根据权利要求29的方法，其中所述机械地锁定的步骤包括 以下步骤将多个独立活塞模块的串联布置安装到所述定位设备的至少一 部分；和将流体压力施加到所述多个独立活塞模块的所述串联布置以致 动所述定位设备。
全文摘要
本发明公开了用于在镶板上成形固定垫片以便让铆钉螺母固定到其上的方法和装置。镶板形成于成形模具和固定砧台之间，其占据了预定的最终基准位置。面板同时“发现”该镶板并且利用新颖的施力设备将其机械地锁定到适合的位置。面板将表面金属的位置维持在成形模具周围，从而在预定最终基准位置处形成凸起的垫片。这种新颖的施力设备包括串联布置的独立活塞模块。每个模块包括壳体，所述壳体具有空间和安装在所述空间内的活塞。活塞包括从动面和驱动面，其中流体压力作用在从动面上以在推进方向上驱动所述活塞以使得活塞的驱动面邻接另一活塞以形成累加效应。
文档编号B23P19/06GK101454092SQ200480023414
公开日2009年6月10日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年8月15日
发明者菲利普·J·摩根, 马克·A·萨沃伊 申请人:尤蒂卡企业公司