一种全自动铆骨的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全自动铆骨机，用于对待装配件进行铆接组装，所述铆骨机包括：支撑台，位于支撑台上的工作台，以及驱动所述工作台转动的伺服电机，所述工作台上安装有至少一个夹具，所述铆骨机还包括控制台和至少一个机械手，所述控制台通过通讯线缆连接所述机械手和伺服电机，所述控制台控制所述伺服电机驱动所述工作台转动，并控制所述机械手抓取所述零件，并放置在所述夹具上进行自动铆接。本实用新型的全自动铆骨机由机械手一步完成零件的抓取、铆钉的制作和铆接，不需要每个工序由人工进行操作，有效降低人力成本压力，提高产品质量。
【专利说明】一种全自动铆骨机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械加工设备【技术领域】，尤其涉及一种用于雨伞伞骨铆接的全自动铆骨机。
【背景技术】
[0002]雨伞作为人类最实用的遮阳避雨工具，与人类相伴已逾数千年之久，是寻常百姓必须的生活用品，使用十分频繁。目前雨伞的主流结构已被世界雨伞制造业所认同，通常包括伞面、伞骨和主支撑杆。伞骨作为雨伞的重要组成部分，一般使用钢铝材质，即方便生产，又有足够的强度。常见的三折伞的伞骨结构一般由六个零件组成，分别被称为一档、二档、三档、四档、五档和六档，每档之间通过铆钉来铆接固定。铆钉一般为直径等于1.5毫米的钢丝，在铆接时由人工操作来剪断和铆接。
[0003]现有技术三折伞伞骨的六个零件需要经过七道工序制作完成，目前的制作方法基本还停留在较为原始的制造工艺上，以手工操作单钉铆接为主，属于劳动密集型产业。
[0004]雨伞行业中伞骨的铆接和组合是使用劳动力最多的一个制造流程，但如今人力资源紧缺，特别是熟练工人更少，流动性也大，传统企业普遍面临用工问题；加上人工工资的上涨也为企业带来了成本上涨的压力。同时手工操作单钉铆接也对产品质量带来了不稳定因素，无论是铆钉制作，还是铆接的过程中都容易出现长短钉、铆接不良等生产损耗的现象。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种全自动铆骨机，代替手工操作单钉铆接，从而提高生产力，降低人力成本，使企业摆脱用工难题。同时有效提高生产的成品率，保证了产品质量。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下:
[0007]—种全自动铆骨机，用于对待装配件进行铆接组装，所述待装配件包括至少两个零件，所述铆骨机包括:支撑台，位于支撑台上的工作台，以及驱动所述工作台转动的伺服电机，所述工作台上安装有至少一个夹具，所述铆骨机还包括控制台和至少一个机械手，所述控制台通过通讯线缆连接所述机械手和伺服电机，所述控制台控制所述伺服电机驱动所述工作台转动，并控制所述机械手抓取所述零件，并放置在所述夹具上进行自动铆接。
[0008]进一步地，所述工作台为圆形台面，所述工作台与所述支撑台之间设置有滚轮。设置的滚轮将有效降低工作台的转动阻力，保证工作台转动更加顺畅。
[0009]本实用新型所述待装配件为伞骨，所述伞骨包括六个零件，分别为伞骨的一档、二档、三档、四档、五档和六档，伞骨零件通过铆接点相连，则所述工作台上安装有八个夹具，所述夹具上设置有对应每个伞骨零件的挡板和气压顶机，所述挡板和气压顶机按照伞骨的形状对应设置，所述夹具上还设置有对应于铆接点的铆模。
[0010]进一步地，所述每个夹具旁设置有至少一个所述机械手。具体地，伞骨铆接需要七道铆接工序和最后一个将铆接好的伞骨拿下工作台的工序，对应于第一道工序需要两个机械手，而对于其他工序只需要一个机械手。
[0011]进一步地，所述机械手包括底座，和垂直动力臂，以及驱动所述垂直动力臂旋转的伺服电机；所述机械手还包括水平动力臂以及驱动所述水平动力臂上下旋转的伺服电机；所述机械手还包括抓手动力臂以及驱动所述抓手动力臂运动的伺服电机；所述水平动力臂的一端与所述垂直动力臂活动连接，另一端与所述抓手动力臂活动连接。
[0012]进一步地，所述垂直动力臂与底座(之间还设置有滚轮，所述驱动所述垂直动力臂旋转的伺服电机位于所述底座内。增加滚轮设置将有效降低垂直动力臂转动的阻力。
[0013]所述机械手的抓手动力臂下端还设置有抓手固定盘以及驱动所述抓手固定盘旋转的伺服电机，所述抓手固定盘下设置有零件抓手、铆钉加工头和冲头。在一个机械手上设置了抓取零件的零件抓手，和进行铆钉制作和插入的铆钉加工头，以及进行铆接的冲头，只需要在伺服电机的驱动下进行旋转，就能采用一个机械手完成零件的抓取、铆钉的制作和铆接工作，速度快，结构简单。
[0014]进一步地，所述零件抓手设置有安装在抓手固定盘下方的固定板，所述固定板下方设置有两根固定臂，所述每根固定臂上设置有两个齿轮，其中一根固定臂上还设置有驱动所述齿轮旋转的伺服电机，所述每根固定臂下方还设置有夹持臂，所述齿轮转动带动夹持臂闭合或张开，以夹取或放下零件。
[0015]进一步地，所述铆钉加工头设置有安装在所述抓手固定盘下方的固定板，所述固定板下方设置有钢丝管，在所述钢丝管的两侧设置有夹持齿轮，所述铆钉加工头还设置有驱动所述夹持齿轮的伺服电机，以及气压顶机、杠杆臂、支撑臂和刀片，所述刀片设置在所述杠杆臂的下端，所述气压顶机固定在钢丝管上，推动所述杠杆臂绕所述支撑杆转动，推动所述刀片进行剪切。
[0016]进一步地，所述冲头设置有安装在所述抓手固定盘下方的固定板，所述固定板下方设置有冲压臂，所述冲压臂中设置有气压管和气压顶机，所述气压顶机下方设置有铆接头。
[0017]本实用新型提出的一种全自动铆骨机，通过在圆形的工作台上设置对应的夹具，并采用机械手将装配零件抓取放置在夹具上，分别对铆接头进行自动铆接，能够实现精准的铆钉制作、插入铆接点以及有效的铆接，不需要每个工序由人工进行操作，有效降低人力成本压力,提高产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实施例中采用的伞骨结构示意图；
[0019]图2为本实用新型全自动铆骨机结构位置示意图；
[0020]图3为本实用新型全自动铆骨机侧面结构位置示意图；
[0021]图4为本实用新型夹具的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型机械手的结构示意图；
[0023]图6为本实用新型机械手的零件抓手的结构示意图；
[0024]图7为本实用新型机械手的铆钉加工头的结构示意图；
[0025]图8为本实用新型机械手的冲头的结构示意图；[0026]图9为本实用新型控制台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本实用新型的限定。
[0028]本实施例以伞骨铆接为例，通过图示来进一步阐述本实用新型全自动铆骨机的结构。常见的三折伞的伞骨结构一般由六个零件组成，如图1所示，分别被称为一档110、二档120、三档130、四档140、五档150和六档160，在三档130与四档140之间具有铆接点3_4，二档120与三档130之间具有铆接点2-3，四档140与五档150之间具有铆接点4_5，二档120与五档150之间具有铆接点2-5，六档160与一档110之间有铆接点1_6，一档110与五档150之间具有铆接点1-5，二档120与六档160之间具有铆接点2_6。各档对应铆接点的位置具有相应的铆接孔，每档之间的铆接点通过铆钉来铆接固定，铆钉一般为直径等于1.5毫米的钢丝，在铆接时将钢丝制作的铆钉插入对应的铆接孔，进行铆接。每个铆接点对应一个加工工序，共需要7个工序，加上最后将铆接好的伞骨取下工作台，共需要8个工序。
[0029]本实施例的全自动铆骨机就是对上述铆接点进行铆接，如图2、图3所示全自动铆骨机包括:支撑台4，位于支撑台4上的工作台1，以及驱动工作台I转动的伺服电机5，工作台I上安装有至少一个夹具2。
[0030]本实施例对应每道工序设置有一个夹具2，总共设置了 8个夹具2，夹具2在工作台I上均匀分布。工作台I为圆形台面，伺服电机5驱动工作台I旋转，依次进行每道工序的加工。在工作台I与支撑台4之间设置了滚轮6，以减少工作台I旋转的阻力。
[0031]对应于每个夹具2，配备了至少一个机械手7。具体地，对于第一道工序，通常是对二档120和三档130之间的铆接点2-3进行铆接，由于首先要抓取两个伞骨的零件，即二档1120和三档130，因此在第一道工序对应的夹具2两边设置了两台机械手3，分别抓取两个伞骨的零件二档1120和三档130放置在夹具2上进行铆接。其余工序对应的夹具2旁边只需设置一台机械手3，就可以完成铆接工作。
[0032]对应于伞骨的夹具2上设置有对应每个伞骨零件的挡板23和气压顶机22，挡板23和气压顶机22按照伞骨的形状对应设置。具体地，如图4所示，每个零件即伞骨的每档对应有各自的挡板23和气压顶机22。在夹具2上对应每个铆接点的位置还设置有铆模21。机械手3将伞骨的零件抓取后，放置在夹具2上对应的位置，该零件对应的气压顶机22启动，将零件固定在挡板23上，使零件上的铆接孔对准铆模21，机械手3紧接着进行铆钉的剪断，将铆钉穿入铆接孔，随后进行铆接。
[0033]需要说明的是，本实施例全自动铆骨机只需更换不同的夹具，就可以对不同的产品进行铆接，并不仅仅限于伞骨的铆接。
[0034]图5示出了本实施例机械手3的结构示意图，机械手3包括底座312，和垂直动力臂303，以及驱动垂直动力臂303旋转的伺服电机301 ;机械手3还包括水平动力臂305以及驱动水平动力臂305上下旋转的伺服电机304 ;机械手3还包括抓手动力臂311以及驱动抓手动力臂311运动的伺服电机306 ;水平动力臂305的一端与垂直动力臂302活动连接，另一端与抓手动力臂311活动连接。垂直动力臂303与底座312之间还设置有滚轮302以减少转动阻力，驱动垂直动力臂303旋转的伺服电机301位于底座312内。[0035]抓手动力臂311下端还设置有抓手固定盘313以及驱动抓手固定盘313旋转的伺服电机307，抓手固定盘313下设置有零件抓手308、铆钉加工头309和冲头310。
[0036]如图6所示，零件抓手308设置有安装在抓手固定盘313下方的固定板3081，所述固定板3081下方设置有两根固定臂3082，每根固定臂3082上设置有两个齿轮3085，其中一根固定臂3082上还设置有驱动齿轮3085旋转的伺服电机3083，每根固定臂3082下方还设置有夹持臂3084。齿轮3085转动带动夹持臂3084闭合或张开，以夹取或放下零件。
[0037]容易理解的是，齿轮3085转动方向不同，将造成夹持臂3084的闭合或张开，这里不再赘述。两个夹持臂3084的头部之间形成夹持部3086，夹持臂3084的头部包裹有橡胶，以便于抓取伞骨的零件。
[0038]如图7所示，铆钉加工头309设置有安装在抓手固定盘313下方的固定板3098，固定板3098下方设置有钢丝管3099，在钢丝管3099的两侧设置有夹持齿轮3091。铆钉加工头309还设置有驱动夹持齿轮3091的伺服电机3092，该夹持齿轮3091的转动将钢丝管3099中的钢丝3097往下移动恒定的距离，该距离等于需要剪切的铆钉的长度。铆钉加工头309还设置有气压顶机3093、杠杆臂3094、支撑臂3096和刀片3095，刀片3095设置在杠杆臂3094的下端，气压顶机3093推动杠杆臂3094上端时，杠杆臂3094绕支撑杆3096转动，产生杠杆作用，推动刀片3095进行剪切，将钢丝3097剪断为固定长度的铆钉。钢丝3097从钢丝管3099上端穿入，通常外接有钢丝转盘。
[0039]如图8所示，冲头310设置有安装在抓手固定盘313下方的固定板3104，固定板3104下方设置有冲压臂3105，冲压臂3105中设置有气压管3101和气压顶机3103，气压顶机3103下方设置有铆接头3102。容易理解的是，气压顶机3103在气压的作用下，推动铆接头3202向下运动，可以对铆接点用铆钉进行铆接。
[0040]如图9所示，铆骨机还包括控制台7，控制台7通过通讯线缆连接机械手3和伺服电机5，控制伺服电机5驱动工作台I转动，使夹具2在工序间流转，并控制机械手3抓取伞骨零件，并放置在夹具2上进行自动铆接。控制台7包括显示屏703，指示灯701，控制开关702和设置键盘704，该控制台7可以根据不同的待装配件，设置不同的程序，控制本实施例全自动铆骨机进行工作，完成铆接和装配。
[0041]需要说明的是，本实施例铆骨机还包括电源，为机械手、伺服电机、控制台供电。伞骨的零件分别经过加工后经过传送带输送到本实施例全自动铆骨机对应工序的夹具旁，机械手从传送带上抓取零件，放置在夹具上进行铆接装配，这里不再赘述。机械手放置的位置不限于本实施例的位置，也可以设置在工作台上，以进一步缩小占用的工作场地。
[0042]以下以伞骨的装配工序为例，来说明本实施例全自动铆骨机的工作过程。本实施例全自动铆骨机启动后，第一道工序对应的两个机械手的零件抓手从传送带抓取伞骨零件的二档和三档，放置在第一道工序对应的夹具上，夹具上的气压顶机动作将二档和三档固定在其各自的挡板上，二档和三档的铆接孔对上，并正好位于其对应的铆模的上方；其中一个机械手的抓手固定盘转动，铆钉加工头开始工作将钢丝插入铆接孔，并剪切钢丝制成铆钉；随后该机械手的抓手固定盘转动，冲头对准铆接点2-3，进行铆接。
[0043]第一道工序完成后，工作台在伺服电机的驱动下进行转动，二档与三档铆接好的夹具转入第二道工序操作。这时候第一道工序的机械手开始进行另一个伞骨二档和三档的铆接，而第二道工序对应的机械手开始从传送带上抓取伞骨的零件四档，放在夹具上进行3-4铆接点的铆接。随后依次对2-6，2-5，4-5，1-6,1-5铆接点依次铆接，直到全部铆接点铆接完成，伞骨装配结束，第八道工序的机械手将装配好的伞骨取走，放在传送带上进行装箱。
[0044]需要说明的是，本实施例中气压顶机都需要连接气压管，气压管接在外置的气泵上，这里不再赘述。
[0045]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种全自动铆骨机，用于对待装配件进行铆接组装，所述待装配件包括至少两个零件，其特征在于，所述铆骨机包括:支撑台(4)，位于支撑台(4)上的工作台(1)，以及驱动所述工作台(1)转动的伺服电机(5)，所述工作台(I)上安装有至少一个夹具(2)，所述铆骨机还包括控制台(7 )和至少一个机械手(3 )，所述控制台(7 )通过通讯线缆连接所述机械手(3)和伺服电机(5)，所述控制台(7)控制所述伺服电机(5)驱动所述工作台(1)转动，并控制所述机械手(3 )抓取所述零件，并放置在所述夹具(2 )上进行自动铆接。
2.根据权利要求1所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述工作台(1)为圆形台面，所述工作台(1)与所述支撑台(4 )之间设置有滚轮(6 )。
3.根据权利要求1所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述待装配件为伞骨，所述伞骨包括六个零件，分别为伞骨的一档、二档、三档、四档、五档和六档，伞骨零件通过铆接点相连，所述工作台(1)上安装有八个夹具(2 )，所述夹具(2 )上设置有对应每个伞骨零件的挡板(23)和气压顶机(22)，所述挡板(23)和气压顶机(22)按照伞骨的形状对应设置，所述夹具(2)上还设置有对应于铆接点的铆模(21)。
4.根据权利要求1所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述每个夹具(2)旁设置有至少一个所述机械手(3)。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述机械手(3)包括底座(312)，和垂直动力臂(303)，以及驱动所述垂直动力臂(303)旋转的伺服电机(301);所述机械手(3)还包括水平动力臂(305)以及驱动所述水平动力臂(305)上下旋转的伺服电机(304);所述机械手(3)还包括抓手动力臂(311)以及驱动所述抓手动力臂(311)运动的伺服电机(306);所述水平动力臂(305)的一端与所述垂直动力臂(302)活动连接，另一端与所述抓手动力臂(311)活动连接。
6.根据权利要求5所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述垂直动力臂(303)与底座(312)之间还设置有滚轮(302)，所述驱动所述垂直动力臂(303)旋转的伺服电机(301)位于所述底座(312)内。
7.根据权利要求5所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述抓手动力臂(311)下端还设置有抓手固定盘(313)以及驱动所述抓手固定盘(313)旋转的伺服电机(307)，所述抓手固定盘(313)下设置有零件抓手(308)、铆钉加工头(309)和冲头(310)。
8.根据权利要求7所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述零件抓手(308)设置有安装在抓手固定盘(313)下方的固定板(3081),所述固定板(3081)下方设置有两根固定臂(3082 )，所述每根固定臂(3082 )上设置有两个齿轮(3085 )，其中一根固定臂(3082 )上还设置有驱动所述齿轮(3085)旋转的伺服电机(3083)，所述每根固定臂(3082)下方还设置有夹持臂(3084)，所述齿轮(3085)转动带动夹持臂(3084)闭合或张开，以夹取或放下零件。
9.根据权利要求7所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述铆钉加工头(309)设置有安装在所述抓手固定盘(313)下方的固定板(3098)，所述固定板(3098)下方设置有钢丝管(3099 )，在所述钢丝管(3099 )的两侧设置有夹持齿轮(3091)，所述铆钉加工头(309 )还设置有驱动所述夹持齿轮(3091)的伺服电机(3092)，以及气压顶机(3093)、杠杆臂(3094)、支撑臂(3096)和刀片(3095)，所述刀片(3095)设置在所述杠杆臂(3094)的下端，所述气压顶机(3093)固定在所述钢丝管(3099)上，推动所述杠杆臂(3094)绕所述支撑杆(3096)转动，推动所述刀片(3095)进行剪切。
10.根据权利要求7所述的全自动铆骨机，其特征在于，所述冲头(310)设置有安装在所述抓手固定盘(313)下方的固定板(3104),所述固定板(3104)下方设置有冲压臂(3105)，所述冲压臂(3105)中设置有气压管(3101)和气压顶机(3103)，所述气压顶机(3103)下方设置有铆接头 (3102)。
【文档编号】B21J15/28GK203791557SQ201420081160
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】张明亮 申请人:张明亮