一种凸轮式铆接自动送钉装置的制作方法

本发明涉及航空制造技术领域，特别涉及一种凸轮式铆接自动送钉装置。

背景技术：

在飞机制造过程中，铆接作业大量存在并且占有相当大的比例。在飞机铆接技术的发展过程中，不仅铆接技术由传统的人工经验操作、人工辅助和机械化，向自动化、数字化、柔性化和智能化的方向发展，铆接过程中的自动送钉技术也同样扮演者重要的角色。目前世界上仅有少数的厂商具有自动铆接机的开发和制造能力，国内的几家飞机公司多是在引进国外自动铆接的同时引进了送钉装置，并在此基础上进行自主研制，近几年虽有一定研究和发展，但与国外相比仍有很大差距。

申请公布号为cn105665606a的专利公开了公开了一种自动钻铆机送钉装置，该自动钻铆机送钉装置结构庞大，对自动钻铆机的承载要求高，因此需要进一步改善。现有技术中的送钉装置送钉时间长、生产效率低、机构结构庞大、不能实现自动将铆钉送入安装孔。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种凸轮式铆接自动送钉装置，结构紧凑、安全可靠、操作简单，能够提高铆接效率，并铆钉精准送入安装孔。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种凸轮式铆接自动送钉装置，包括面板、套筒、气动机构、夹持机构、送钉机构和驱动机构；

所述面板设置在套筒的一端；

所述气动机构用于传送铆钉，其包括送钉管、软管、三通阀、振动盘和空气泵，所述送钉管设置在面板上；

所述送钉机构用于控制夹持机构的直线和旋转运动，其包括旋转支撑板、旋转轴、圆柱凸轮、圆柱凸轮杆、齿轮二、齿轮三和轴承一，所述旋转支撑板设置在面板远离套筒的一侧；

所述夹持机构用于夹持铆钉，其包括夹手组件、弹簧组件、凸轮、夹手凸轮轴、齿轮一和轴承二，所述夹手组件包括左夹手、右夹手、夹手板、夹手挡板和扭簧，所述弹簧组件包括弹簧、弹簧板、弹簧轴和弹簧挡板，所述凸轮设置在所述旋转支撑板远离面板的一侧，所述夹手挡板和弹簧挡板分别与旋转支撑板靠近送钉管的一侧连接；

所述驱动机构用于驱动夹持机构和送钉机构，其设置在套筒内，分别与送钉机构和夹持机构连接。

所述气动机构的送钉管通过软管与三通阀的一个通口连接，所述三通阀的另外两个通口分别与振动盘和空气泵连接，所述三通阀、振动盘和空气泵设置在所述套筒远离面板的一侧。

所述送钉机构的旋转轴、圆柱凸轮、圆柱凸轮杆、齿轮二、齿轮三和轴承一均设置在套筒内，所述旋转轴的设置方向与所述套筒的轴向方向平行，且旋转轴和所述送钉管分别设置在套筒的轴的两侧，所述面板套设在旋转轴伸出套筒的一端，面板与旋转轴之间设置有轴承一，所述旋转轴与齿轮二键连接，且与圆柱凸轮杆固连，所述圆柱凸轮杆与圆柱凸轮接触配合，所述圆柱凸轮的轴与齿轮三键连接。

所述夹持机构的夹手凸轮轴设置在所述旋转轴的内部，其与旋转轴同轴且两端伸出旋转轴，所述凸轮和旋转支撑板套设在夹手凸轮轴伸出套筒的一端，旋转支撑板和夹手凸轮轴之间设置有轴承二，所述夹手凸轮轴在套筒内一端与齿轮一键连接，所述夹手板设置在送钉管和凸轮之间，夹手板的一侧与凸轮接触配合，与其相对的一侧分别与左夹手和右夹手连接，所述左夹手和右夹手通过扭簧连接，所述左夹手和右夹手用于夹持铆钉。

所述夹手组件为一组，弹簧组件为两组且相对设置在夹手组件的两侧，所述弹簧挡板远离送钉管的一侧平行设置有弹簧板，弹簧挡板和弹簧板套设在弹簧轴上，所述弹簧套设在弹簧板和弹簧挡板之间的弹簧轴上，所述夹手挡板设置在所述左夹手和右夹手之间，所述夹手板与弹簧板连接，以保证夹手板与凸轮的接触配合。

所述驱动机构包括电机、齿轮四、齿轮五和齿轮六，所述齿轮四与齿轮一啮合，齿轮五与齿轮二啮合，齿轮六与齿轮三啮合。

本发明中的凸轮式铆接自动送钉装置的技术效果是，结构紧凑、安全可靠、操作简单、能够提高铆接效率、并且能将铆钉精准送入安装孔。

附图说明

图1是本发明提供的凸轮式铆接自动送钉装置的结构示意图；

图2是本发明提供的面板前后局部剖面示意图；

图3是本发明提供的旋转支撑板和夹持机构的结构示意图；

图4是本发明提供的套筒内部结构示意图；

图5是本发明提供的齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四、齿轮五和齿轮六的示意图。

其中，

1、套筒，2、送钉管，3-1、左夹手，3-2、右夹手，4、弹簧挡板，5、弹簧，6、弹簧轴，7、弹簧板，8、夹手板，9、凸轮，10、扭簧，11、夹手挡板，12、夹手凸轮轴，13、旋转轴，14、齿轮一，15、齿轮二，16、齿轮三，17、圆柱凸轮，18、圆柱凸轮杆，19、轴承一，20、旋转支撑板，21、面板，22、轴承二，23、齿轮四，24、齿轮五，25、齿轮六，26、电机，27、软管，28、空气泵，29、铆钉、30、三通阀，31、振动盘。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本发明提供了一种凸轮式铆接自动送钉装置，包括面板21、套筒1、气动机构、夹持机构、送钉机构和驱动机构，面板21设置在套筒1的一端。面板21与自动铆接设备连接，实现凸轮式铆接自动送钉装置与安装孔的相对位置固定。

气动机构用于传送铆钉29，其包括送钉管2、软管27、三通阀30、振动盘31和空气泵28，送钉管2设置在面板21上，气动机构的送钉管2通过软管27与三通阀30的一个通口连接，三通阀30的另外两个通口分别与振动盘31和空气泵28连接，三通阀30、振动盘31和空气泵28设置在套筒1远离面板21的一侧。

送钉机构用于控制夹持机构的直线和旋转运动，其包括旋转支撑板20、旋转轴13、圆柱凸轮17、圆柱凸轮杆18、齿轮二15、齿轮三16和轴承一19，旋转支撑板20设置在面板21远离套筒1的一侧，送钉机构的旋转轴13、圆柱凸轮17、圆柱凸轮杆18、齿轮二15、齿轮三16和轴承一19均设置在套筒1内，旋转轴13的设置方向与套筒1的轴向方向平行，且旋转轴13和送钉管2分别设置在套筒1的轴的两侧，面板21套设在旋转轴13伸出套筒1的一端，面板21与旋转轴13之间设置有轴承一19，旋转轴13与齿轮二15键连接，且与圆柱凸轮杆18固连，圆柱凸轮杆18与圆柱凸轮17接触配合，圆柱凸轮17的轴与齿轮三16键连接。本实施例中，齿轮三16的旋转带动圆柱凸轮17旋转，使得圆柱凸轮杆18带动旋转轴13移动，齿轮二15旋转带动旋转轴13旋转，旋转轴13的旋转和移动带动旋转支撑板20的旋转和移动，其中，轴承一19起导向作用。

夹持机构用于夹持铆钉29，其包括夹手组件、弹簧组件、凸轮9、夹手凸轮轴12、齿轮一14和轴承二22，夹手组件包括左夹手3-1、右夹手3-2、夹手板8、夹手挡板11和扭簧10，弹簧组件包括弹簧5、弹簧板7、弹簧轴6和弹簧挡板4，凸轮9设置在旋转支撑板20远离面板21的一侧，夹手挡板11和弹簧挡板4分别与旋转支撑板20靠近送钉管2的一侧连接，夹持机构的夹手凸轮轴12设置在旋转轴13的内部，其与旋转轴13同轴且两端伸出旋转轴13，夹手凸轮轴12和旋转轴13之间设有轴承，旋转轴13和夹手凸轮轴12的转动相互独立，不互相干扰，凸轮9和旋转支撑板20套设在夹手凸轮轴12伸出套筒1的一端，旋转支撑板20和夹手凸轮轴12之间设置有轴承二22，使得旋转支撑板20不随着夹手凸轮轴12的旋转而旋转，夹手凸轮轴12在套筒1内一端与齿轮一14键连接，夹手板8设置在送钉管2和凸轮9之间，夹手板8的一侧与凸轮接触配合，与其相对的一侧分别与左夹手3-1和右夹手3-2连接，左夹手3-1和右夹手3-2通过扭簧10连接，左夹手3-1和右夹手3-2用于夹持铆钉29，夹手组件为一组，弹簧组件为两组且相对设置在夹手组件的两侧，弹簧挡板4远离送钉管2的一侧平行设置有弹簧板7，弹簧挡板4和弹簧板7套设在弹簧轴6上，弹簧5套设在弹簧板7和弹簧挡板4之间的弹簧轴6上，夹手挡板11设置在左夹手3-1和右夹手3-2之间，夹手板8与弹簧板7连接，以保证夹手板8与凸轮9的接触配合，由于弹簧有向下的作用力，使夹手板时刻受向下的力，与凸轮紧密接触。本实施例中，左夹手3-1和右夹手3-2分别设有爪一和爪二，左夹手3-1和右夹手3-2相对设置，扭簧10分别与两个爪二连接，在工作时，齿轮一14旋转带动夹手凸轮轴12旋转，夹手凸轮轴12带动凸轮9旋转，这时夹手板8作为从动件与凸轮9接触，凸轮9旋转驱动夹手板8上下移动，在夹取铆钉29之前，扭簧10使左夹手3-1和右夹手3-2保持张开一定距离，需要夹取铆钉29时，夹手板8向上移动，两个爪二与夹手挡板11接触，这时，在夹手挡板11的作用下使得两个爪一夹紧铆钉29。

驱动机构用于驱动夹持机构和送钉机构，其设置在套筒1内，分别与送钉机构和夹持机构连接，驱动机构包括电机26、齿轮四23、齿轮五24和齿轮六25，齿轮四23与齿轮一14啮合，齿轮五24与齿轮二15啮合，齿轮六25与齿轮三16啮合。

本发明的一种凸轮式铆接自动送钉装置的工作原理如下：

装置工作前要确定该装置设置在自动铆接设备上，按照实际工况与铆枪处于一定的相对安装位置。凸轮9与夹手板8的配合使左夹手3-1和右夹手3-2处于分开状态且正好处于送钉管2出口处。由于振动盘31的作用，铆钉29进入软管27，启动空气泵28，铆钉29被吹到左夹手3-1与右夹手3-2之间。电机26正转带动齿轮四23、齿轮五24和齿轮六25旋转，齿轮四23与齿轮一14啮合且齿轮六25与齿轮三16啮合，齿轮四23带动齿轮一14旋转，齿轮一14旋转带动夹手凸轮轴12旋转，夹手凸轮轴12带动凸轮旋转，凸轮9带动夹手板8上下运动，夹手板8向上运动，夹手板8上的左夹手3-1和右夹手3-2的爪二与夹手挡块接触，使左夹手3-1和右夹手3-2的爪一收紧夹住铆钉29，同时齿轮六25带动齿轮三16旋转，齿轮三16带动圆柱凸轮17旋转，圆柱凸轮17的旋转通过与圆柱凸轮杆18的配合带动旋转轴13向前移动，旋转轴13的移动带着旋转支撑板20向前移动。当旋转支撑板20向前移动了规定行程后，圆柱凸轮杆18与圆柱凸轮17脱离，此时齿轮五24与齿轮二15啮合并带动齿轮二15旋转，齿轮二15带动旋转轴13旋转，齿轮轴带动旋转支撑板20旋转到规定的角度，铆枪顶住铆钉29，夹手板8向下运动，左夹手3-1和右夹手3-2处于慢慢张开的状态，铆枪将铆钉29顶入安装孔，电机26进行反转，驱动所有部件返回初始位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。