一种薄壁管件铆钉自动化内装设备及方法与流程

1.本发明涉及铆钉精密装配技术领域，具体而言，涉及一种薄壁管件铆钉自动化内装设备及方法。


背景技术：

2.相关技术中，针对小直径(比如管件内径4mm)的薄壁管件铆钉内装装配，一般都是人工配合简易工具进行手动完成，需要单侧一个一个地进行装配，存在以下技术缺陷：
3.(1)装配效率低下，劳动强度较大，装配标准化程度低，稳定性差，质量难以保障。
4.(2)不能进行规模化、批量化的自动生产，严重影响了生产效率。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明的一个目的在于提供一种薄壁管件铆钉自动化内装设备及方法，通过独特的薄壁管件内装装置设计，以及旋转马达带动第一同步带轮、第二同步带轮旋转，能够实现自动化地向小直径薄壁管件中内装铆钉，而且利用旋转机构，使得自动吸钉设备从支撑外套上方向其圆柱通孔内预埋铆钉，准确方便，能够实现薄壁管件双侧铆钉同时装配，能够应用于规模化、批量化的自动生产，大幅度提高薄壁管件内装铆钉的装配质量和生产效率。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种薄壁管件铆钉自动化内装设备，包括：支撑框架；配合设置的第一同步带轮和第二同步带轮，分别安装在所述支撑框架的底部一侧和顶部一侧，且通过同步带传动连接；旋转马达，安装在所述支撑框架的内部，且与所述第一同步带轮相连接；薄壁管件内装装置，包括配合设置的支撑外套和推拉芯轴，所述推拉芯轴套设在所述支撑外套的内部，所述支撑外套套设在所述第二同步带轮内，且两者过盈配合连接，所述支撑外套上开设上下对称的第一圆柱通孔和第二圆柱通孔，所述支撑外套的前端部内侧固定安装上下对称的第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件和所述第二弹性件的活动端分别连接第一磁吸件和第二磁吸件，所述第一磁吸件和所述第二磁吸件的部分结构分别置于所述第一圆柱通孔和所述第二圆柱通孔内，所述推拉芯轴的后端从所述第二同步带轮中伸出，推拉芯轴的前端为楔形结构，对应于所述第一弹性件和所述第二弹性件中间位置，以插入所述第一弹性件和所述第二弹性件中间位置，分别带动第一磁吸件和第二磁吸件向外侧运动，将铆钉分别推出第一圆柱通孔和第二圆柱通孔；推拉气缸，安装在所述支撑框架的顶部，与所述推拉芯轴的后端配合设置，以带动所述推拉芯轴的前进和后退。
8.优选地，所述推拉芯轴的后端安装过渡板，所述过渡板与所述推拉气缸配合设置，所述推拉气缸与所述过渡板相接触，以推动所述推拉芯轴前进，所述推拉气缸的两侧通过固定件安装复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与所述过渡板相连接。
9.优选地，所述过渡板上设置燕尾槽，与所述推拉芯轴可拆卸卡接。
10.优选地，薄壁管件铆钉自动化内装设备还包括：支撑底座，与所述支撑底架通过运动滑台滑动连接。
11.优选地，所述第一磁吸件和所述第二磁吸件的高度之和大于所述支撑外套的内径；所述第一磁吸件、所述第二磁吸件的高度大于所述第一圆柱通孔、所述第二圆柱通孔的深度。
12.优选地，所述第一磁吸件、所述第二磁吸件为磁铁，所述第一弹性件、所述第二弹性件为弹簧。
13.优选地，所述薄壁管件内装装置还包括：封堵件，安装在所述支撑外套的前端，所述封堵件的内端部与所述支撑外套卡接，所述封堵件的外端部呈圆滑球面状。
14.优选地，所述楔形结构自后端向前端逐渐变窄，最前端的宽度小于所述第一弹性件和所述第二弹性件中间位置的最小值，所述楔形结构的长度大于所述第一磁吸件、所述第二磁吸件的宽度且小于所述第一弹性件、所述和第二弹性件的长度。
15.优选地，所述支撑外套的外径小于薄壁管件的内径，且其径值差不大于0.1mm。
16.本发明的技术方案还提供了一种薄壁管件铆钉自动化内装方法，采用上述技术方案中的薄壁管件铆钉自动化内装设备，包括以下步骤：
17.自动吸钉设备将铆钉送至支撑外套上的第一圆柱通孔上方，抛钉后，铆钉在自重和第一磁吸件的吸力下降至支撑外套的第一圆柱通孔内，铆钉的小端低于支撑外套上的第一圆柱通孔的最高点；
18.控制旋转马达带动第一同步带轮旋转，从而带动第二同步带轮以及支撑外套旋转，旋转180
°
，使得支撑外套上的第二圆柱通孔朝上；
19.自动吸钉设备将铆钉送至支撑外套上的第二圆柱通孔上方，抛钉后，铆钉在自重和第二磁吸件的吸力下降至支撑外套的第二圆柱通孔内，铆钉的小端低于支撑外套上的第二圆柱通孔的最高点；
20.上料设备将薄壁管件套设在支撑外套上，输送至铆钉预埋位置；
21.控制驱动气缸伸出，推动过渡板前进，带动推拉芯轴前进，推拉芯轴前端的楔形结构插入第一弹性件和第二弹性件中间位置，随着楔形结构的伸入，第一弹性件和第二弹性件分别带动第一磁吸件和第二磁吸件向外运动，双侧铆钉被推出支撑外套，插入薄壁管件的双侧孔内；
22.在辅助夹指配合下，控制薄壁管件向支撑外套后端移动，将第一圆柱通孔和第二圆柱通孔位置让开；
23.控制推拉气缸退回，复位弹簧带动过渡板复位，推拉芯轴随之复位，第一弹性件和第二弹性件分别带动第一磁吸件和第二磁吸件复位，完成双侧铆钉装配；
24.自动吸钉设备继续向支撑外套上的第一圆柱通孔或第二圆柱通孔上方输送铆钉，依次完成薄壁管件其他位置的双侧铆钉装配。
25.本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备及方法具有以下有益技术效果：
26.(1)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中通过旋转马达带动第一同步带轮、第二同步带轮旋转，从而带动支撑外套实现180
°
翻转，从而能够实现由自动吸钉设备从支撑外套上方依次向其两侧圆柱通孔内预埋铆钉，铆钉预埋准确方便，有利于实现薄壁管件双侧铆钉同时装配，能够应用于规模化、批量化的自动生产，大幅度提高薄壁管件内
装铆钉的装配质量和生产效率。
27.(2)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中推拉芯轴后端安装过渡板，由推拉气缸与过渡板相接触，从而推动推拉芯轴前进，克服了推拉芯轴直径小(一般只有2毫米)，难以与推拉芯轴直接连接的机械限制，在推拉气缸的两侧通过固定件安装复位弹簧，复位弹簧与过渡板相连接，可以在推拉气缸退回后，由复位弹簧带动过渡板复位，从而实现推拉芯轴的复位，结构简单可靠，能够实现对推拉芯轴的自动化控制，有利于实现规模化、批量化的自动生产。
28.(3)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中在过渡板上设置燕尾槽，燕尾槽与推拉芯轴可拆卸卡接，便于实现推拉芯轴的拆卸更换，而且安装可靠性高。
29.(4)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中支撑底座与支撑底架通过运动滑台滑动连接，便于对支撑底架及其上的部件进行整体位置调整，适用性更强，进一步有利于实现规模化、批量化的自动生产。
30.(5)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中具有独特设计的薄壁管件内装装置，推拉芯轴一次推拉就能够实现小直径薄壁管件双侧铆钉同时装配，大大提高薄壁管件铆钉内装的效率和自动化水平。
31.(6)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中预先将铆钉预埋在支撑外套内部，然后使薄壁管件上的通孔移动到达铆钉正上方，控制推拉芯轴前进，使得铆钉被顶出并穿过薄壁管件上的通孔，实现铆钉装配，在双侧铆钉装配完成后，推拉芯轴退回，弹性件带动磁吸件自动复位，为下次预埋铆钉做准备，从而可以应用于规模化、批量化地自动生产，大幅度提高薄壁管件铆钉的装配质量和生产效率。
32.(7)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中通过弹性件和磁吸件两者相互配合，既可以实现铆钉地牢靠性预埋，也可以在铆钉装配后，自动复位，保障了薄壁管件铆钉内装的可靠性，而且对第一磁吸件和第二磁吸件的高度进行了限制，确保了第一磁吸件和第二磁吸件分别被限位在第一圆柱通孔和第二圆柱通孔内，保障了被顶出和复位的路径一致性，进一步保障了薄壁管件铆钉内装的可靠性。
33.(8)本发明提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备中在支撑外套的前端安装封堵件，封堵件的外端部呈圆滑球面状，一方面可以对支撑外套内部的部件结构起到保护的作用，另一方面，方便由辅助夹指将薄壁管件套设在支撑外套上，有利于实现规模化、批量化地自动生产。
34.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
35.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
36.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备的结构示意图；
37.图2示出了根据本发明的一个实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备的主视结构示意图；
38.图3示出了根据本发明的一个实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备的侧视结构示意图；
39.图4示出了根据本发明的一个实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备的俯视结构示意图；
40.图5示出了根据本发明的一个实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备的剖视结构示意图；
41.图6示出了图5中a处的放大结构示意图，
42.其中，图1至图6中附图标记与部件之间的对应关系为：
43.102支撑框架，104第一同步带轮，106第二同步带轮，108同步带，110旋转马达，112薄壁管件内装装置，1122支撑外套，1122-1第一圆柱通孔，1122-2第二圆柱通孔，1124推拉芯轴，1124-1楔形结构，1126第一弹性件，1128第二弹性件，1130第一磁吸件，1132第二磁吸件，1134封堵件，114推拉气缸，116过渡板，118复位弹簧，120固定件，122支撑底座，124运动滑台，126铆钉。
具体实施方式
44.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
46.下面结合图1至图6对根据本发明的实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备及方法进行具体说明。
47.如图1至图6所示，根据本发明的实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装设备包括：支撑框架102、第一同步带轮104、第二同步带轮106、同步带108、旋转马达110、薄壁管件内装装置112、推拉气缸114等。第一同步带轮104和第二同步带轮106配合设置，分别安装在支撑框架102的底部一侧和顶部一侧，且通过同步带108传动连接。旋转马达110安装在支撑框架102的内部，且与第一同步带轮104相连接。由旋转马达110带动第一同步带轮104旋转，从而带动同步带108旋转，进而带动第二同步带轮106旋转。薄壁管件内装装置112包括配合设置的支撑外套1122和推拉芯轴1124，推拉芯轴1124套设在支撑外套1122的内部，支撑外套1122套设在第二同步带轮106内，且两者过盈配合连接，从而可以由第二同步带轮106带动支撑外套1122旋转，实现支撑外套1122的180
°
翻转，支撑外套1122上开设上下对称的第一圆柱通孔1122-1和第二圆柱通孔1122-2，控制支撑外套1122180
°
翻转，可以将第一圆柱通孔1122-1和第二圆柱通孔1122-2进行位置调换，可以实现由自动吸钉设备从支撑外套1122上方依次向其两侧圆柱通孔内预埋铆钉126，铆钉126预埋准确方便，从而有利于实现薄壁管件双侧铆钉126同时装配。在支撑外套1122的前端部内侧固定安装上下对称的第一弹性件1126和第二弹性件1128，第一弹性件1126和第二弹性件1128的活动端分别连接第一磁吸件1130和第二磁吸件1132，第一磁吸件1130和第二磁吸件1132的部分结构分别置于第一圆柱通孔1122-1和第二圆柱通孔1122-2内。这样在自动吸钉设备将铆钉126送至第一圆
柱通孔1122-1或第二圆柱通孔1122-2正上方，抛钉后，铆钉126在自身重力以及第一磁吸件1130或第二磁吸件1132的吸力作用下，下降到第一圆柱通孔1122-1或第二圆柱通孔1122-2内，铆钉126的小端低于支撑外套1122圆柱通孔的最高点，从而能够实现铆钉126的预埋。推拉芯轴1124的后端从第二同步带轮106中伸出，推拉芯轴1124的前端为楔形结构1124-1，对应于第一弹性件1126和第二弹性件1128中间位置。推拉气缸114安装在支撑框架102的顶部，与推拉芯轴1124的后端配合设置，从而带动推拉芯轴1124的前进和后退，推拉气缸114带动推拉芯轴1124插入第一弹性件1126和第二弹性件1128中间位置，分别带动第一磁吸件1130和第二磁吸件1132向外侧运动，将铆钉126分别推出第一圆柱通孔1122-1和第二圆柱通孔1122-2，插入薄壁管件内，从而可以实现薄壁管件双侧铆钉126的自动内装。而在推拉芯轴1124退回复位后，第一弹性件1126会带动第一磁吸件1130复位，第二弹性件1128会带动第二磁吸件1132复位，如此循环，实现向小直径薄壁管件中内装铆钉126的自动化操作，薄壁管件双侧铆钉126同时装配，大大提高了薄壁管件铆钉126内装的效率和自动化水平，可以应用于规模化、批量化地自动生产，大幅度提高薄壁管件铆钉126的装配质量和生产效率。
48.进一步地，如图4和图5所示，推拉芯轴1124的后端安装过渡板116，过渡板116与推拉气缸114配合设置，推拉气缸114与过渡板116相接触，以推动推拉芯轴1124前进，推拉气缸114的两侧通过固定件120安装复位弹簧118，复位弹簧118的另一端与过渡板116相连接。从而，克服了推拉芯轴1124直径小(一般只有2毫米)，难以与推拉芯轴1124直接连接的机械限制，在推拉气缸114的两侧通过固定件120安装复位弹簧118，复位弹簧118与过渡板116相连接，可以在推拉气缸114退回后，由复位弹簧118带动过渡板116复位，从而实现推拉芯轴1124的复位，结构简单可靠，能够实现对推拉芯轴1124的自动化控制，有利于实现规模化、批量化的自动生产。
49.进一步地，过渡板116上设置燕尾槽，与推拉芯轴1124可拆卸卡接。从而，便于实现推拉芯轴1124的拆卸更换，而且安装可靠性高。
50.进一步地，如图1至图5所示，薄壁管件铆钉自动化内装设备还包括：支撑底座122，与支撑底架通过运动滑台124滑动连接。从而，便于对支撑底架及其上的部件进行整体位置调整，适用性更强，进一步有利于实现规模化、批量化的自动生产。
51.进一步地，如图5和图6所示，第一磁吸件1130和第二磁吸件1132的高度之和大于支撑外套1122的内径；第一磁吸件1130、第二磁吸件1132的高度大于第一圆柱通孔1122-1、第二圆柱通孔1122-2的深度。从而确保了第一磁吸件1130和第二磁吸件1132分别被限位在第一圆柱通孔1122-1和第二圆柱通孔1122-2内，保障了被顶出和复位的路径一致性，进一步保障了薄壁管件铆钉126内装的可靠性。
52.进一步地，第一磁吸件1130、第二磁吸件1132为磁铁，第一弹性件1126、第二弹性件1128为弹簧。
53.另外，第一磁吸件1130、第二磁吸件1132也可以采用电磁铁。
54.进一步地，如图5和图6所示，薄壁管件内装装置112还包括：安装在支撑外套1122前端的封堵件1134，封堵件1134的内端部与支撑外套1122卡接，封堵件1134的外端部呈圆滑球面状。从而，一方面可以对支撑外套1122内部的部件结构起到保护作用，另一方面，方便由辅助夹指将薄壁管件套设在支撑外套1122上，有利于实现规模化、批量化的自动生产。
55.进一步地，如图6所示，楔形结构1124-1自后端向前端逐渐变窄，最前端的宽度小于第一弹性件1126和第二弹性件1128中间位置的最小值，楔形结构1124-1的长度大于第一磁吸件1130、第二磁吸件1132的宽度且小于第一弹性件1126、和第二弹性件1128的长度。从而，能够随着推拉芯轴1124前进，进入第一弹性件1126和第二弹性件1128的中间位置，随着其向前推进，处于第一弹性件1126和第二弹性件1128中间位置的楔形结构1124-1逐渐变宽，逐渐将铆钉126向外顶出，穿过薄壁管件上的通孔，实现铆钉126的装配，在双侧铆钉126装配完成后，楔形结构1124-1随着推拉芯轴1124退回，处于第一弹性件1126和第二弹性件1128中间位置的楔形结构1124-1逐渐变窄，第一弹性件1126和第二弹性件1128分别带动第一磁吸件1130和第二磁吸件1132逐渐自动复位，可靠性高，进而，保障了薄壁管件铆钉126内装的可靠性。
56.进一步地，支撑外套1122的外径小于薄壁管件的内径，且其径值差不大于0.1mm。从而，一方面，可以方便薄壁管件被辅助夹装控制套设在支撑外套1122上，另一方面，便于铆钉126被顶出后，穿过薄壁管件上的通孔，实现铆钉126装配，进一步保障薄壁管件双侧铆钉126内装的可靠性。
57.根据本发明的实施例的一种薄壁管件铆钉自动化内装方法，包括以下步骤：
58.自动吸钉设备将铆钉送至支撑外套上的第一圆柱通孔上方，抛钉后，铆钉在自重和第一磁吸件的吸力下降至支撑外套的第一圆柱通孔内，铆钉的小端低于支撑外套上的第一圆柱通孔的最高点；
59.控制旋转马达带动第一同步带轮旋转，从而带动第二同步带轮以及支撑外套旋转，旋转180
°
，使得支撑外套上的第二圆柱通孔朝上；
60.自动吸钉设备将铆钉送至支撑外套上的第二圆柱通孔上方，抛钉后，铆钉在自重和第二磁吸件的吸力下降至支撑外套的第二圆柱通孔内，铆钉的小端低于支撑外套上的第二圆柱通孔的最高点；
61.上料设备将薄壁管件套设在支撑外套上，输送至铆钉预埋位置；
62.控制驱动气缸伸出，推动过渡板前进，带动推拉芯轴前进，推拉芯轴前端的楔形结构插入第一弹性件和第二弹性件中间位置，随着楔形结构的伸入，第一弹性件和第二弹性件分别带动第一磁吸件和第二磁吸件向外运动，双侧铆钉被推出支撑外套，插入薄壁管件的双侧孔内；
63.在辅助夹指配合下，控制薄壁管件向支撑外套后端移动，将第一圆柱通孔和第二圆柱通孔位置让开；
64.控制推拉气缸退回，复位弹簧带动过渡板复位，推拉芯轴随之复位，第一弹性件和第二弹性件分别带动第一磁吸件和第二磁吸件复位，完成双侧铆钉装配；
65.自动吸钉设备继续向支撑外套上的第一圆柱通孔或第二圆柱通孔上方输送铆钉，依次完成薄壁管件其他位置的双侧铆钉装配。
66.本实施例提出的一种薄壁管件铆钉自动化内装方法，通过旋转马达带动第一同步带轮、第二同步带轮旋转，能够实现自动化地向小直径薄壁管件中内装铆钉，而且自动吸钉设备从支撑外套上方向其圆柱通孔内预埋铆钉，准确方便，能够实现薄壁管件双侧铆钉同时装配，能够应用于规模化、批量化的自动生产，大幅度提高薄壁管件内装铆钉的装配质量和生产效率。
67.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
69.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
70.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。