一种电动穿针装置的制作方法

1.本实用新型涉及铆钉装配领域，特别是涉及一种电动穿针装置。


背景技术：

2.在各类连接方式中，铆接用于铆钉自身形变或过盈连接实现物体间的连接，在铆接的过程中，需要先将铆钉装配到铆钉的连接孔中，再通过铆接机对铆钉进行铆接，由于壳体以及连接孔的空间位置限制，以往的人工铆钉装配效率低，再将装好的铆钉的壳体用铆接机完成铆接，工作效率低，随着自动化的发展，人们开发了一系列铆钉铆接设备已解决这一问题。
3.铆钉铆接前需要先用穿针设备将铆钉与产品装配到一起，由于铆钉包含空心、半空心、实心铆钉、以及无头铆钉(即铆钉没有大头，呈圆柱形)等多种类型，不同铆钉由于其大头的形状不同，长度也不同，目前对于不同的铆钉需要采用不同的设备来装配，通用性较差，因此如何在一个设备内实现对不同种类铆钉的自动装配是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、通用性高的电动穿针装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种电动穿针装置，包括升降机构和装配机构，升降机构驱动对铆钉进行装配的装配机构沿着竖直方向做升降运动，所述装配机构包括导料器、夹料器和夹钉组件，导料器包括传送铆钉的中心孔，导料器和夹料器之间开设有对铆钉主体部分进行夹持的夹持通道，夹持通道与中心孔连通，夹钉组件分别与导料器和夹料器连接，用于驱动导料器和夹料器之间分离打开或靠近夹紧，导料器和夹料器将夹持通道内的铆钉主体部分进行夹持后，升降机构带动装配机构下降将铆钉装配到相应的产品内。
7.优选地，所述装配机构包括安装角座，夹钉组件包括电爪，所述电爪与安装角座相连，所述导料器和夹料器分别安装在电爪的两个夹爪上；所述电爪的夹爪能够控制导料器和夹料器向相对或相反方向运动。
8.优选地，还包括定位机构，所述定位机构包括导杆气缸和连接于导杆气缸上的挡板气缸，挡板气缸上连接有挡板，导杆气缸能够带动挡板气缸做升降运动。
9.优选地，所述挡板气缸为薄型气爪。
10.优选地，所述导料器的底部开设有对铆钉主体部分一侧进行夹持的第一夹持面，夹料板对应的侧壁上设有对铆钉主体部分另一侧进行夹持的第二夹持面，第一夹持面和第二夹持面之间形成用于对铆钉主体部分进行夹持的夹持通道，所述第一夹持面为平面，第二夹持面为开口朝向第一夹持面的v型槽。
11.优选地，所述导料器和夹料器之间还形成装配通道，装配通道位于中心孔和夹持通道之间，所述导料器下部一侧为断开缺口，在导料器下部另一侧形成第一装配半孔，夹料
器对应第一装配半孔的位置处开设有第二装配半孔，第一装配半孔和第二装配半孔形成供铆钉通过的圆柱形的装配通道，所述第一夹持面位于第一装配半孔的下方。
12.优选地，所述第一装配半孔与第一夹持面之间设有向下逐渐缩小的第一倾斜台阶，第二装配半孔和第二夹持面之间设有向下逐渐缩小第二倾斜台阶，第一倾斜台阶和第二倾斜台阶形成限位铆钉的头部的限位台阶。
13.优选地，所述导料器的侧壁上设有上下间隔分布的与导料器内部连通的多个光纤传感器。
14.优选地，所述导料器的上端加工有螺纹，螺纹上安装有与铆钉下料设备相连的快速接头，螺纹的底部开设有退刀槽；所述安装角座的一侧设有安装板，所述升降机构包括支撑座、竖直连接于支撑座内的电缸和与电缸的活塞杆相连的支撑板，所述支撑板竖直设置并与安装板相连；所述支撑座的侧壁上设有竖直设置的导轨，安装板的侧壁上连接有与导轨滑移连接的滑块。
15.优选地，所述导料器的侧壁上开设有上下间隔分布的与导料器内部连通的三组螺孔，每组螺孔内均连接有光纤传感器，从下至上依次为一号光纤传感器、二号光纤传感器和三号光纤传感器，其中一号光纤传感器位于装配通道的底部，二号光纤传感器位于装配通道的上方，三号光纤传感器位于导料器中心孔的中部位置。
16.本实用新型的电动穿针装置对导料器进行改进，实现铆钉的上料传送，同时通过设置导料器和夹料器对铆钉的主体部分进行夹持并装配，能够实现不同铆钉种类铆钉的有效装配，通用性较高。
17.此外，设置定位机构，通过挡板阻挡长铆钉的下落，能够适配各种长度的铆钉装配，并且定位机构的挡板还能够用于将装配到产品中的铆钉的尾部压入到产品中。
18.此外，所述导料器的侧壁上设有多个光纤传感器，用于感应铆钉是否落入以及判断铆钉的类型，能够适于不同类型的铆钉落。
附图说明
19.图1是本实用新型电动穿针装置的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型电动穿针装置的夹钉组件的整体结构示意图；
21.图3是本实用新型电动穿针装置的夹钉组件的爆炸结构示意图；
22.图4是本实用新型电动穿针装置导料器剖视结构示意图；
23.图5是本实用新型电动穿针装置夹料器剖视结构示意图；
24.图6是本实用新型电动穿针装置夹钉组件与定位机构的结构示意图；
25.图7是本实用新型电动穿针装置装配机构的底部结构示意图；
26.图8是本实用新型电动穿针装置凸显1、2极断路器所用铆钉的剖视结构示意图；
27.图9是本实用新型电动穿针装置凸显3极断路器所用铆钉的剖视结构示意图；
28.图10是本实用新型电动穿针装置凸显4极断路器所用铆钉的剖视结构示意图。
29.图中：1、升降机构；11、支撑座；12、电缸；13、支撑板；14、滑轨；15、滑块；2、装配机构；21、安装角座；211、安装板；22、夹钉组件；221、电爪；2211、连接板；2212、夹爪；222、导料器；2221、第一夹持面；2222、第一装配半孔；2223、第一倾斜台阶；2224、中心孔；223、夹料器；2231、第二夹持面；2232、第二装配半孔；2233、第二倾斜台阶；23、定位机构；231、导杆气
缸；232、薄型气爪；233、挡板；24、一号光纤；25、二号光纤；26、三号光纤；27、螺纹；271、退刀槽；28、快速接头；3、产品；31、铆钉。
具体实施方式
30.以下结合附图1至10给出的实施例，进一步说明本实用新型的电动穿针装置的具体实施方式。本实用新型的电动穿针装置不限于以下实施例的描述。
31.一种电动穿针装置，如图1
‑
2所示，包括升降机构1和装配机构2，升降机构1驱动对铆钉31进行装配的装配机构2沿着竖直方向做升降运动。铆钉31通常包括杆状的主体部分，以及直径大于主体部分的头部，装配机构2包括导料器222、夹料器223和夹钉组件22，导料器222包括传送铆钉31的中心孔2224，导料器222和夹料器223之间开设有对铆钉31主体部分进行夹持的夹持通道，夹持通道与中心孔2224连通，铆钉31从导料器222的中心孔2224进入导料器222和夹料器223之间形成的夹持通道，夹钉组件22分别与导料器222和夹料器223连接，用于驱动导料器222和夹料器223之间分离打开或靠近夹紧，导料器222和夹料器223将夹持通道内的铆钉31主体部分进行夹持后，铆钉31的头部位于夹持通道的上方，而后升降机构1带动装配机构2下降将铆钉31装配到相应的产品3内。
32.在铆钉31装配之前，夹持通道处于半打开状态，铆钉31的主体部分能够进入到夹持通道内，而铆钉31的头部将留在夹持通道的上方，铆钉31由铆钉送料装置送出，采用高压吹气的方式将铆钉31送入到导料器222处，其主体部分经导料器222的中心孔2224滑入到导料器222和夹料器223之间形成的夹持通道内，而后导料器222和夹料器223工作，将铆钉31的主体部分夹紧，升降机构1工作，带动导料器222和夹料器223下降，将铆钉31装配到相应的产品3中，装入到产品3内之后，导料器222与夹料器223打开。由于不需要考虑铆钉31头部的形状即可完成装配，通用性大幅提高。
33.如图3所示，优选的，所述的装配机构2包括设于安装角座21下方的夹钉组件22。如图2
‑
4所示，夹钉组件22包括电爪221、导料器222和夹料器223。电爪221通过上方连接的连接板2211与安装角座21相连，导料器222和夹料器223分别装在电爪221的两个夹爪2212上，电爪221上的夹爪2212能够控制导料器222和夹料器223向相对或相反方向运动。
34.优选的，所述导料器222的底部开设有对铆钉31主体部分一侧进行夹持的第一夹持面2221，夹料板对应的侧壁上设有对铆钉31主体部分另一侧进行夹持的第二夹持面2231，第一夹持面2221和第二夹持面2231之间形成用于对铆钉31主体部分进行夹持的夹持通道，所述导料器222和夹料器223随着两者之间距离的变化共形成三种状态：中间位、夹紧位和打开位，处于中间位时导料器222和夹料器223处于半夹持状态，夹持通道的宽度适中，此时夹持通道的宽度仅能够容纳铆钉31的主体部分进入；处于夹紧位时导料器222和夹料器223处于夹持状态，夹持通道的宽度最小，此时夹持通道对铆钉31的主体部分进行稳定夹紧；处于打开位时导料器222和夹料器223处于分开状态，夹持通道的宽度最大，此时夹持通道能够使得铆钉31整体下落。
35.如图4和图5所示，优选地，第一夹持面2221为平面，第二夹持面2231为开口朝向第一夹持面2221的v型槽，对于不同的铆钉31来说，其铆钉31外径的尺寸会有一定的误差，而通过平面配合v型面的方式进行夹持，随着夹持时第一夹持面2221和第二夹持面2231的不断接近，v型面的两侧能够始终与铆钉31的主体部分紧贴，实现对铆钉31的稳定夹持，铆钉
31的位置精确，在对铆钉31进行装配时更为准确。
36.优选地，所述导料器222和夹料器223之间还形成装配通道，装配通道位于中心孔2224和夹持通道之间。所述导料器222下部一侧为断开缺口，在导料器222下部另一侧形成第一装配半孔2222，夹料器223对应第一装配半孔2222的位置处开设有第二装配半孔2232，第一装配半孔2222和第二装配半孔2232形成供铆钉31通过的圆柱形的装配通道，所述第一夹持面2221位于第一装配半孔2222的下方。进入到导料器222内的铆钉31由中心孔2224下落，先进入到装配通道内，再由装配通道进入到夹持通道内，由于装配通道位于导料器222和夹料器223结合处的上部，两者紧密配合以防止铆钉31偏移。
37.优选地，所述第一装配半孔2222与第一夹持面2221之间设有向下逐渐缩小的第一倾斜台阶2223，第二装配半孔2232和第二夹持面2231之间设有向下逐渐缩小第二倾斜台阶2233，第一倾斜台阶2223和第二倾斜台阶2233形成限位铆钉31的头部的限位台阶，由中心孔2224进入到夹持通道内的铆钉31主体部分可以通过第一倾斜台阶2223和第二倾斜台阶2233顺利地滑落到台阶的下方，铆钉31的头部则会被限位台阶所阻挡，从而更加方便导料器222和夹料器223对铆钉31进行夹持。
38.导料器222和夹料器223在初始状态下处于中间位，铆钉31由导料器222的上方先进入到导料器222的中心孔2224内，铆钉31沿着中心孔2224下落到夹持通道内，铆钉31的主体部分进入到夹持通道内，而铆钉31的头部被卡在装配通道内；电爪221工作，带动导料器222和夹料器223相向移动，夹持通道缩紧到夹紧位，将铆钉31夹紧；升降机构1工作，带动装配机构2和铆钉31下降，铆钉31的下部向下装入到产品3内；电爪221工作，带动导料器222和夹料器223向相反方向移动，夹持通道进入打开位，此时，电爪221的两个夹爪2212处于行程的最大位置，第一夹持面2221和第二夹持面2231远离铆钉31，整个装配机构2上升，离开铆钉31后，电爪221的两个夹爪2212处于中间位，等待进入下一个循环。由于采用对铆钉31主体部分进行夹持的方式对铆钉31进行装配，通用性高，能够实现对不同铆钉31的稳定装配。
39.由于铆钉31的长度越长，铆钉31前端离开夹持通道的距离就会越大，定位精度就会越低，因此控制铆钉31前端离开导料器222和夹料器223夹持部位的距离，就能提高铆钉31的定位精度和装配精度。
40.如图1、6所示，优选地，为了对长铆钉31进行精准的定位，还包括定位机构23，定位机构23包括导杆气缸231和连接于导杆气缸231活塞杆上的挡板气缸232，导杆气缸231安装于安装角座21的上方，挡板气缸232设于安装角座21的下方，挡板气缸232可以采用薄型气爪，每个挡板气缸232上均连接有水平设置的挡板233，导杆气缸231能够带动挡板气缸232做升降运动，挡板气缸232能够带动挡板233一端移动到夹持通道的下方用于防止阻挡铆钉31，或从夹持通道的下方移出。当有较长的铆钉31从夹持通道内下落时，会被挡板233所阻挡而防止其继续下落，这样被装配铆钉31的定位精度就可以保证。
41.上述说明中的挡板233能够对长铆钉31进行阻挡，防止长铆钉31掉落，并对长铆钉31进行定位，此为挡板233的第一个作用。
42.当装配长度较短的铆钉31时，如1极、2极的断路器产品3，定位机构23不工作，当装配长度较长的铆钉31时，如3极、4极的断路器产品3，在铆钉31供料系统供料之前，2个导杆气缸231处于下降状态，两个挡板气缸232处于打开状态，挡板233一端伸出到夹持通道的下方，此时4个夹钉机构中落下的较长的铆钉31会被4块挡板233阻挡，铆钉31前端离开导料器
222和夹料器223的夹持通道的距离被控制在设计的范围内，本实施例的控制距离范围为20.5mm，导杆气缸231能够驱动挡板233在设计范围内调整。当夹钉机构的电爪221进入夹紧位时，两个挡板气缸232闭合，带动挡板233从夹持通道的下方移开，2个导杆气缸231上升回到原位，由于该装配在铆钉31的下方设置了挡板233，因此即便是应用很少的无头铆钉31也能够进行自动装配。挡板气缸232可以带动挡板233伸出或回缩，或者带动挡板233摆动。
43.如图7所示，优选地，所述夹钉组件22共有四组并且沿着安装角座21的中心处呈圆周分布，定位机构23共有两组并沿着安装角座21的中心处呈对称分布，每组定位机构23的挡板气缸232上的挡板233并排设置两组，两组定位机构23共四组挡板233，分别对四组夹钉组件22内的夹持通道进行阻挡，从而能够同时完成4组铆钉31的装配。
44.如图8所示，优选地，为了有效地判断导料器222内落入的为何种种类的铆钉31，进而决定是否控制定位机构23打开，所述导料器222的侧壁上设有上下间隔分布的与导料器222内部连通的多个光纤传感器24，用于感应铆钉31是否落入以及判断铆钉31的类型。在本实施例的导料器222的侧壁上开设有上下间隔分布的与导料器222内部连通的螺孔，每个螺孔内均连接有光纤传感器，光纤传感器用于感应导料器222内是否有铆钉31落入。本实施例中螺孔的数量优选为三组，从下至上依次为一号光纤传感器24、二号光纤传感器25和三号光纤传感器26，其中一号光纤传感器24位于装配通道的底部，二号光纤传感器25位于装配通道的上方，三号光纤传感器26位于导料器222中心孔2224的中部位置。
45.本案中1极、2极断路器产品3进行铆钉31的装配时，导杆气缸231和挡板气缸232不进行工作，进入到导料器222内的铆钉31沿着导料器222的中心孔2224下落，并进入到夹持通道内，当一号光纤传感器24检测到有铆钉31落入，而后又失去信号，系统就会判断铆钉31落入正确位置；
46.如图9所示，当3极断路器产品3进行铆钉31装配时，夹钉机构中落下的较长的铆钉31会被挡板233所阻挡，此时当一号光纤传感器24和二号光纤传感器25检测到有铆钉31落入，而后二号光纤传感器25失去信号，一号光纤传感器24始终保持信号，则系统会判断铆钉31落入正确位置；
47.如图10所示，当4极断路器产品3进行铆钉31装配时，夹钉机构中落下的长铆钉31会被挡板233所阻挡，此时一号光纤传感器24、二号光纤传感器25和三号光纤传感器26均检测到有光纤传感器落入，而后三号光纤传感器26失去信号，一号光纤传感器24和二号光纤传感器25始终保持信号，系统会判断铆钉31落入正确位置。
48.如图4所示，优选地，导料器222的上端加工有螺纹27，螺纹27上安装有与铆钉31下料设备相连的快速接头28，快速接头上插有导料软管，导料器222内部的中心孔2224与快速接头28和第一装配半孔2222连通，螺纹27的底部开设有退刀槽271，退刀槽271一方面有利于螺纹27加工，另一方面可以使快速接头28的底部与退刀槽271的底部在装配后基本吻合，退刀槽271与中心孔2224之间通过锥形面过渡。铆钉31下料设备的铆钉31通过高压吹气的方式将铆钉31送入到快速接头28内，而后铆钉31依次通过快速接头28、中心孔2224进入到装配通道、夹持通道内，在夹持通道处被导料器222和夹料器223进行夹持，而后进行装配。
49.如图1所示，优选地，安装角座21的一侧向上竖直翻折，形成安装板211，升降机构1包括支撑座11、竖直连接于支撑座11内的电缸12和与电缸12的活塞杆相连的支撑板13，所述支撑板13竖直设置并与安装板211相连。当电缸12的活塞杆伸出时，带动支撑板13上升，
支撑板13带动整个装配机构2上升；当电缸12的活塞杆收缩时，带动支撑板13下降，支撑板13带动整个装配机构2下降。
50.所述支撑座11的侧壁上设有竖直设置的导轨，安装板211的侧壁上连接有与导轨滑移连接的滑块15，当升降机构1带动装配机构2上下移动时，滑块15在导轨上滑动以对整个装配机构2起到支撑和导向作用。
51.当装配机构2完成对铆钉31的装配后，对于长度较长的铆钉31，如3、4极断路器的铆钉31，其尾部离开产品3的长度会比较大，难以直接完全进入到产品3内，虽然这一问题可以留给下道工序解决，优选的，本方案中可以将长度较长的铆钉31完全送入到产品3内。所述导杆气缸231能够驱动挡板气缸232和挡板233向下移动将装配到产品3中的铆钉31的尾部压入到产品3中，挡板233可以配合装配机构2阻挡长铆钉，还能够起到按压装配后铆钉的作用。
52.如图6所示，当长度较长的铆钉31完成装配后，装配机构2被安装在支架后面的电缸12驱动，沿着直线导轨的方向上升，夹钉机构也远离铆钉31，此时安装在安装角座21上方的两个导杆气缸231再次下降，安装在2个导杆气缸231前端的2个挡板气缸232再次打开，然后安装在角座后面的电缸12，驱动整个装配机构2的下将，由于两个挡板气缸处于打开状态，所有安装在2个挡板气缸232上的4块挡板233正好处于4个装配在产品3中的铆钉31的上方，随着装配机构2的下行，2块挡板233会将装配到产品3中的4个铆钉31的尾部离开产品3的长度压入到产品3之中，实现对长度较长的铆钉31的完全装配。
53.上述说明中的挡板233能够将长铆钉31压入到产品内，进行长铆钉31的装配，此为挡板233的第二个作用。
54.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。