CN108246901B - 一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置及方法,装置包括自冲铆枪、自冲铆***撑架、升降板、下铆模固定装置、升降支撑杆、升降丝杆、升降螺母、升降滑动杆、下铆模基座底板、下铆模基座旋钮、连杆机构、X轴滑板、X轴丝杆、X轴把手、Y轴轴向导轨、Y轴把手、Y轴丝杆、Y轴滑板和同步带。本发明在铆接过程中可实现精确定位,能够对任一指定位置进行自冲铆接;能够实现对面积较大构件的自冲铆接;构件的移动通过控制X、Y轴把手旋转即可,不需要人工用手去搬动构件,省工省时省力,提高了工作效率,保证了铆接质量。被铆接构件尺寸不受限制,并易于实现连续自动自冲铆接,提高了铆接效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置及方法,属于自冲铆工艺技术领域。
背景技术
自冲铆接技术是近年来快速发展的一种新的薄板材料连接技术,特别适用于轻合金、复合材料等难焊接板材,是传统点焊技术最理想的替代技术,已被越来越多于航天航空、高速列车及汽车等的白车身制造中。在目前使用的自冲铆连接技术中,都使用具有C型框架的传统自冲铆设备,其下铆模是固定的,当对同一构件连续进行铆接时需要手动移动构件,当铆接多点时,需要不断的移动构件,这样操作上比较费力且可能因为放置的不平稳而导致铆接质量差。此外,因为C型框架喉深的限制,使得传统自冲铆设备不能铆接面积较大的构件,例如大飞机机身构件,因此,传统自冲铆方法及设备仅适于铆接面积小,铆接点数量少的构件。
发明内容
本发明提供了一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置及方法,以用于解决需要人工搬动构件带来的不足。
本发明的技术方案是:一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置,包括自冲铆枪1、自冲铆***撑架2、升降板3、下铆模固定装置4、升降支撑杆5、升降丝杆6、升降螺母7、升降滑动杆8、下铆模基座底板9、下铆模基座旋钮10、连杆机构11、X轴滑板12、X轴丝杆13、X轴把手14、Y轴轴向导轨15、Y轴把手16、Y轴丝杆17、Y轴滑板18和同步带19;
所述Y轴轴向导轨15固定,Y轴丝杆17安装在Y轴轴向导轨15中,Y轴滑板18放置在Y轴轴向导轨15上,X轴丝杆13安装在X轴滑板12中,X轴滑板12安装在Y轴滑板18上,下铆模基座底板9安装在X轴滑板12上,下铆模固定装置4在下铆模基座底板9上通过同步带19带动,升降板3通过升降支撑杆5支撑在下铆模基座底板9上,连杆机构11套在升降丝杆6上,自冲铆枪1紧固在自冲铆***撑架2中;
旋转下铆模基座旋钮10来带动同步带19的移动,同步带19的移动带动下铆模固定装置4来实现安装在下铆模固定装置4孔中的下铆模的移动;
转动连杆机构11的曲柄,套在铰链处的两根升降丝杆6会同步转动,与升降丝杆6构成螺旋副的升降螺母7会在X方向来回运动,升降螺母7的运动带动与其相连的升降滑动杆8在下铆模基座底板9两侧的滑动槽中来回运动,升降滑动杆8的运动又会改变套在杆上的升降支撑杆5的张开度,升降支撑杆5的张开度改变带动安装在升降板3两侧的滑动槽中的升降滑动杆8来回运动及带动升降板3的升降;
通过旋转X轴把手14使得X轴滑板12在X轴方向移动,通过旋转Y轴把手16使得Y轴滑板18在Y轴方向移动。
所述升降支撑杆5为两组,每组两个,每个升降支撑杆5两端设有孔用于升降滑动杆8穿过,每组中的两个升降支撑杆5之间通过铆钉连接。
所述X轴滑板12安装在Y轴滑板18上并通过滑台移动。
所述Y轴滑板18放置在Y轴轴向导轨15上并通过燕尾槽滑动。
所述Y轴滑板18的上下表面分别焊有螺母,其下螺母与Y轴丝杆17组成螺旋副,其上螺母与安装在X轴滑板12上的X轴丝杆13组成螺旋副。
所述螺母通过焊接固定在Y轴滑板18上。
所述下铆模固定装置4下表面与下铆模基座底板9上表面平齐。
所述自冲铆枪1在下铆模基座底板9上的投影位于其中心位置处。
一种基于直角坐标定位的自冲铆接方法,所述方法步骤如下:
S1、通过转动连杆机构11的曲柄来调节升降板3在竖直方向的移动,使构件与下铆模隔开;
S2、铆接开始前,先将装有激光笔的激光笔套套在自冲铆枪1上,打开激光笔,转动下铆模基座旋钮10使得激光投射在下铆模中心;然后将待铆接构件放在升降板3上,通过旋转X轴把手14、Y轴把手16使得X轴滑板12在X轴方向移动距离x,Y轴滑板18在Y轴方向移动距离y;经过X轴滑板12、Y轴滑板18分别带动构件在X轴方向移动距离x、在Y轴方向移动距离y,使得构件的待铆接点正好与激光在构件上的投射光斑重合,此时待铆接点位于自冲铆枪1正下方;
S3、通过调节下铆模基座旋钮10使同步带19带动下铆模反向移动x、y距离,让下铆模回到自冲铆枪1的正下方;
S4、自冲铆枪1、铆接点和下铆模中心在同一直线上,取下激光笔套并调节升降板3在竖直方向的移动,使下铆模与构件接触,铆接开始。
当下铆模基座旋钮10旋向相同时,通过同步带19的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在Y轴方向移动;当下铆模基座旋钮10旋向相反时,通过同步带19的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在X轴方向移动。
本发明的有益效果是:本发明在铆接过程中可实现精确定位,能够对任一指定位置进行自冲铆接;能够实现对面积较大构件的自冲铆接;构件的移动通过控制X、Y轴把手旋转即可,不需要人工用手去搬动构件,省工省时省力,提高了工作效率,保证了铆接质量。被铆接构件尺寸不受限制,并易于实现连续自动自冲铆接,提高了铆接效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为自冲铆***撑架机构示意图;
图3为激光笔套剖面示意图;
图4为用于控制升降板在竖直方向上移动的结构示意图;
图5为下铆模基座底板示意图;
图6为下铆模固定装置、同步带、下铆模基座旋钮配合俯视示意图;
图7为X轴滑板与丝杆配合示意图;
图8为Y轴滑板结构示意图;
图9为Y轴轴向导轨与丝杆配合示意图;
图10为下铆模固定装置结构示意图;
图11为连杆机构结构示意图;
图中,1-自冲铆枪,2-自冲铆***撑架,3-升降板,4-下铆模固定装置,5-升降支撑杆,6-升降丝杆,7-升降螺母,8-升降滑动杆,9-下铆模基座底板,10-下铆模基座旋钮,11-连杆机构,12-X轴滑板,13-X轴丝杆,14-X轴把手,15-Y轴轴向导轨,16-Y轴把手,17-Y轴丝杆,18-Y轴滑板,19-同步带。
具体实施方式
实施例1:如图1-图11所示,一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置,包括自冲铆枪1、自冲铆***撑架2、升降板3、下铆模固定装置4、升降支撑杆5、升降丝杆6、升降螺母7、升降滑动杆8、下铆模基座底板9、下铆模基座旋钮10、连杆机构11、X轴滑板12、X轴丝杆13、X轴把手14、Y轴轴向导轨15、Y轴把手16、Y轴丝杆17、Y轴滑板18和同步带19;所述Y轴轴向导轨15固定,Y轴丝杆17安装在Y轴轴向导轨15中,Y轴滑板18放置在Y轴轴向导轨15上,X轴丝杆13安装在X轴滑板12中,X轴滑板12安装在Y轴滑板18上,下铆模基座底板9安装在X轴滑板12上,下铆模固定装置4在下铆模基座底板9上通过同步带19带动,升降板3通过升降支撑杆5支撑在下铆模基座底板9上,连杆机构11套在升降丝杆6上,自冲铆枪1紧固在自冲铆***撑架2中;旋转下铆模基座旋钮10来带动同步带19的移动,同步带19的移动带动下铆模固定装置4来实现安装在下铆模固定装置4孔中的下铆模的移动;转动连杆机构11的曲柄,套在铰链处的两根升降丝杆6会同步转动,与升降丝杆6构成螺旋副的升降螺母7会在X方向来回运动,升降螺母7的运动带动与其相连的升降滑动杆8在下铆模基座底板9两侧的滑动槽中来回运动,升降滑动杆8的运动又会改变套在杆上的升降支撑杆5的张开度(如图4所示,靠图右侧上下各有一根升降滑动杆8,位于上部的升降滑动杆8在升降板3上的滑动槽中来回运动,位于下部的升降滑动杆8在下铆模基座底板9上的滑动槽中来回运动;靠图4左侧上下部的连杆与升降板3、下铆模基座底板9分别是固定连接,即图右侧的升降滑动杆8为运动,图左侧连杆为固定),升降支撑杆5的张开度改变带动安装在升降板3两侧的滑动槽中的升降滑动杆8来回运动及带动升降板3的升降;
进一步地,可以设置所述升降支撑杆5为两组,每组两个,每个升降支撑杆5两端设有孔用于升降滑动杆8穿过,每组中的两个升降支撑杆5之间通过铆钉连接。
进一步地,可以设置所述X轴滑板12安装在Y轴滑板18上并通过滑台移动。
进一步地,可以设置所述Y轴滑板18放置在Y轴轴向导轨15上并通过燕尾槽滑动。
进一步地,可以设置所述Y轴滑板18的上下表面分别焊有螺母,其下螺母与Y轴丝杆17组成螺旋副,其上螺母与安装在X轴滑板12上的X轴丝杆13组成螺旋副(当转动Y轴丝杆17时,因为Y轴轴向导轨15固定,所以下螺母带动Y轴滑板18沿着Y轴方向移动。X轴丝杆13装在X 轴滑板12上,当转动X轴丝杆13时,Y轴滑板18在X方向上是不能运动的,所以X轴滑板12沿着X轴方向移动。)。
进一步地,可以设置所述螺母通过焊接固定在Y轴滑板18上。
进一步地,可以设置所述下铆模固定装置4下表面与下铆模基座底板9上表面平齐。
进一步地,可以设置所述自冲铆枪1在下铆模基座底板9上的投影位于其中心位置处。
一种基于直角坐标定位的自冲铆接方法,所述方法步骤如下:
S1、通过转动连杆机构11的曲柄来调节升降板3在竖直方向的移动,使构件与下铆模隔开(在铆接过程中必须确保自冲铆枪、铆接点和下铆模中心在同一直线上,其中自冲铆枪在水平方向固定,需通过调整构件和下铆模位置使自冲铆枪、铆接点和下铆模中心共线。因为铆接时下铆模的上表面要与构件下表面相接触,在调整下铆模位置时其会带动构件移动,因此在调整下铆模位置前要将承载构件的升降板3升起,使构件与下铆模隔开。通过转动连杆机构11的曲柄来调节升降板3在竖直方向的移动,使构件与下铆模隔开);
S2、铆接开始前,先将装有激光笔的激光笔套套在自冲铆枪1上,打开激光笔,转动下铆模基座旋钮10使得激光投射在下铆模中心;然后将待铆接构件放在升降板3上,通过旋转X轴把手14、Y轴把手16使得X轴滑板12在X轴方向移动距离x,Y轴滑板18在Y轴方向移动距离y;经过X轴滑板12、Y轴滑板18分别带动构件在X轴方向移动距离x、在Y轴方向移动距离y,使得构件的待铆接点正好与激光在构件上的投射光斑重合,此时待铆接点位于自冲铆枪1正下方;
S3、通过调节下铆模基座旋钮10使同步带19带动下铆模反向移动x、y距离,让下铆模回到自冲铆枪1的正下方(因在调整构件位置的同时下铆模固定装置4也在带动下铆模移动,使下铆模偏离自冲铆枪正下方x、y距离);
S4、自冲铆枪1、铆接点和下铆模中心在同一直线上,取下激光笔套并调节升降板3在竖直方向的移动,使下铆模与构件接触,铆接开始。
进一步地,当下铆模基座旋钮10旋向相同时,通过同步带19的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在Y轴方向移动;当下铆模基座旋钮10旋向相反时,通过同步带19的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在X轴方向移动。
对于下铆模基座机构,下铆模放在下铆模固定装置4的孔(下铆模上表面与下铆模固定装置4上表面平齐)中。该机构上装有齿形同步带,由于皮带不打滑,按照如图6所示的布置,旋转下铆模基座旋钮10(2个)来带动同步带的移动继而通过带动下铆模固定装置4来实现下铆模的移动。对下铆模基座联动原理进行分析:△X=(△A-△B)/2,△Y=(△A+△B)/2,其中△A、△B分别表示两个同步带移动的距离,△X、△Y分别表示下铆模固定装置4在X、Y方向的移动距离。当下铆模基座的两个旋钮10旋向相同时,通过同步带的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在Y轴方向移动,当下铆模基座的两个旋钮10旋向相反时,通过同步带的传动,下铆模固定装置4会带动下铆模在X轴方向移动。通过适当的调节下铆模基座旋钮10(2个)的旋向和旋转刻度即可实现下铆模在一定空间内的任意移动。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:包括自冲铆枪(1)、自冲铆***撑架(2)、升降板(3)、下铆模固定装置(4)、升降支撑杆(5)、升降丝杆(6)、升降螺母(7)、升降滑动杆(8)、下铆模基座底板(9)、下铆模基座旋钮(10)、连杆机构(11)、X轴滑板(12)、X轴丝杆(13)、X轴把手(14)、Y轴轴向导轨(15)、Y轴把手(16)、Y轴丝杆(17)、Y轴滑板(18)和同步带(19);
将Y轴轴向导轨(15)固定,Y轴丝杆(17)安装在Y轴轴向导轨(15)中,Y轴滑板(18)放置在Y轴轴向导轨(15)上,X轴丝杆(13)安装在X轴滑板(12)中,X轴滑板(12)安装在Y轴滑板(18)上,下铆模基座底板(9)安装在X轴滑板(12)上,下铆模固定装置(4)在下铆模基座底板(9)上通过同步带(19)带动,升降板(3)通过升降支撑杆(5)支撑在下铆模基座底板(9)上,连杆机构(11)套在升降丝杆(6)上,自冲铆枪(1)紧固在自冲铆***撑架(2)中;
旋转下铆模基座旋钮(10)来带动同步带(19)的移动,同步带(19)的移动带动下铆模固定装置(4)来实现安装在下铆模固定装置(4)孔中的下铆模的移动;
转动连杆机构(11)的曲柄,套在铰链处的两根升降丝杆(6)会同步转动,与升降丝杆(6)构成螺旋副的升降螺母(7)会在X方向来回运动,升降螺母(7)的运动带动与其相连的升降滑动杆(8)在下铆模基座底板(9)两侧的滑动槽中来回运动,升降滑动杆(8)的运动又会改变套在杆上的升降支撑杆(5)的张开度,升降支撑杆(5)的张开度改变带动安装在升降板(3)两侧的滑动槽中的升降滑动杆(8)来回运动及带动升降板(3)的升降;
通过旋转X轴把手(14)使得X轴滑板(12)在X轴方向移动,通过旋转Y轴把手(16)使得Y轴滑板(18)在Y轴方向移动;
所述X轴滑板(12)安装在Y轴滑板(18)上并通过滑台移动;
所述Y轴滑板(18)放置在Y轴轴向导轨(15)上并通过燕尾槽滑动。
2.根据权利要求1所述的基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:所述升降支撑杆(5)为两组,每组两个,每个升降支撑杆(5)两端设有孔用于升降滑动杆(8)穿过,每组中的两个升降支撑杆(5)之间通过铆钉连接。
3.根据权利要求1所述的基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:所述Y轴滑板(18)的上下表面分别焊有螺母,其下螺母与Y轴丝杆(17)组成螺旋副,其上螺母与安装在X轴滑板(12)上的X轴丝杆(13)组成螺旋副。
4.根据权利要求3所述的基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:所述螺母通过焊接固定在Y轴滑板(18)上。
5.根据权利要求1所述基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:所述下铆模固定装置(4)下表面与下铆模基座底板(9)上表面平齐。
6.根据权利要求1所述基于直角坐标定位的自冲铆接装置,其特征在于:所述自冲铆枪(1)在下铆模基座底板(9)上的投影位于其中心位置处。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的基于直角坐标定位的自冲铆接装置进行铆接的方法,其特征在于:所述方法步骤如下:
S1、通过转动连杆机构(11)的曲柄来调节升降板(3)在竖直方向的移动,使构件与下铆模隔开;
S2、铆接开始前,先将装有激光笔的激光笔套套在自冲铆枪(1)上,打开激光笔,转动下铆模基座旋钮(10)使得激光投射在下铆模中心;然后将待铆接构件放在升降板(3)上,通过旋转X轴把手(14)、Y轴把手(16)使得X轴滑板(12)在X轴方向移动距离x,Y轴滑板(18)在Y轴方向移动距离y;经过X轴滑板(12)、Y轴滑板(18)分别带动构件在X轴方向移动距离x、在Y轴方向移动距离y,使得构件的待铆接点正好与激光在构件上的投射光斑重合,此时待铆接点位于自冲铆枪(1)正下方;
S3、通过调节下铆模基座旋钮(10)使同步带(19)带动下铆模反向在X轴方向移动x距离、在Y轴方向移动y距离,让下铆模回到自冲铆枪(1)的正下方;
S4、自冲铆枪(1)、铆接点和下铆模中心在同一直线上,取下激光笔套并调节升降板(3)在竖直方向的移动,使下铆模与构件接触,铆接开始。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:当下铆模基座旋钮(10)旋向相同时,通过同步带(19)的传动,下铆模固定装置(4)会带动下铆模在Y轴方向移动;当下铆模基座旋钮(10)旋向相反时,通过同步带(19)的传动,下铆模固定装置(4)会带动下铆模在X轴方向移动。
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