一種自動鉆鉚機的插釘壓鉚單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機加工領域，特別是涉及一種自動鉆鉚機的插釘壓鉚單元。
【背景技術】
[0002]飛機裝配是飛機制造的主要環(huán)節(jié)，而鉚接是飛機壁板裝配過程中的主要連接方法，鉚接的質量和效率直接影響著飛機裝配、飛機制造的質量和效率。近年來，隨著裝配技術的發(fā)展，自動鉆鉚機的使用已經(jīng)逐漸代替了傳統(tǒng)的人工鉚接，鉚接質量和鉚接效率都有了大幅度的提高。目前，國內(nèi)自動鉆鉚機的開發(fā)和制造依然處于空白狀態(tài)，國內(nèi)飛機制造廠商所使用自動鉆鉚機全部采購于國外廠商。
[0003]自動鉆鉚機的整個鉚接過程分為插釘和鉚接兩個階段，壓鉚是目前已有自動鉆鉚機實現(xiàn)鉚接的主流方式，這就需要設計專用的插釘壓鉚單元以滿足鉆鉚機的工裝需求。自動鉆鉚機工作時，插釘壓鉚單元位于待裝配壁板的外側的多功能末端執(zhí)行器上，在能夠準確插釘?shù)耐瑫r還要能夠提供足夠大的壓鉚力，并且要有足夠的剛度來承受壓鉚力帶來的自身變形。為了保證插釘?shù)臏蚀_性以及鉚接質量，插釘壓鉚單元應該具備必要的位移及力反饋方式來控制插釘壓鉚過程。此外，上鉚模的尺寸決定了適用鉚釘?shù)某叽缂胺N類，所以為了適應不同的直徑和規(guī)格的鉚釘，不同規(guī)格的上鉚模應該能夠快速更換。綜上所述，插釘壓鉚單元的設計直接影響了鉚接質量，是自動鉆鉚機多功能末端執(zhí)行器的核心部件。同時，由于插釘壓鉚單元的結構設計難度大，反饋控制方式多樣化，需要具備很高的穩(wěn)定性和可靠性，如何設計好插釘壓鉚單元成為了臥式自動鉆鉚機設計的主要目標之一。
[0004]公開號為CN204975044U的中國專利文獻公開了一種壓鉚頭工具，C形框凹槽內(nèi)側上端面設有并列分布的兩個上壓鉚頭，凹槽內(nèi)側下端面設有下壓鉚頭，下壓鉚頭的下端面與C形框架的下端面在一個水平面，且下壓鉚頭與C形框架活動連接，下壓鉚頭與上壓鉚頭位置相對，C形框上端面設有通孔，通孔位于兩個上壓鉚頭中間，且三者中心線平行，C形框凹槽下方設有定位孔，定位孔中心線與通孔中心線正交。該技術方案就容易出現(xiàn)上文中提到的鉚接準確性以及質量不足的問題，且適用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種結構緊湊、反饋精確、安全性和可靠性高以及適應性好的自動鉆鉚機的插釘壓鉚單元。
[0006]本發(fā)明的技術方案為:
[0007 ] —種自動鉆鉚機的插釘壓鉚單元，所述插釘壓鉚單元包括殼體，該殼體的外側安裝有驅動模塊，該驅動模塊包括用于提供插釘壓鉚單元作業(yè)時所需動力的驅動電機;殼體內(nèi)設有進給模塊，該進給模塊包括與驅動電機相連并轉動安裝在殼體內(nèi)的滾珠絲杠副，該滾珠絲杠副中的絲杠螺母座背向滾珠絲杠副和驅動電機連接處的一面固定有伸出殼體外側的伸縮柱，伸縮柱背向絲杠螺母座的一端固定有用于作業(yè)的上鉚模;所述殼體上還設有通過檢測進給模塊的軸向載荷和伸縮柱的軸向位移的檢測模塊。
[0008]插釘壓鉚單元包括驅動模塊、進給模塊以及檢測模塊。驅動模塊包括驅動電機;進給模塊包括滾珠絲杠副，伸縮柱以及上鉚模。當進行作業(yè)時，通過驅動電機的轉動，通過進給模塊中的滾珠絲杠副將驅動電機的轉動轉換成滾珠絲杠副中的絲杠螺母座的直線進給，從而驅動上鉚模的運動，完成插釘壓鉚作業(yè)。該設計的好處在于，通過滾珠絲杠副進給能夠提供很高的進給精度，并且承受較大的軸向載荷，從而更好的完成作業(yè)。
[0009]作為優(yōu)選，所述驅動模塊中的驅動電機的軸向與所述滾珠絲杠副的絲杠軸向平行;驅動電機和絲杠上均設有同步帶輪，通過高扭矩同步帶連接驅動電機和滾珠絲杠副的動力傳輸。
[0010]通過同步帶傳輸動力的好處在于能夠在提供足夠扭矩的同時起到過載保護的作用。伸縮柱推動上鉚模進給的過程中，尤其是壓鉚作業(yè)時，滾珠絲杠副需要承受較大的軸向載荷，因此傳動方式需要提供足夠的扭矩;上鉚模需要將鉚釘插入構件內(nèi)，如果壓力過大，可能造成構件的損壞和變形，因此需要設定保護機制。同步帶的保護好處在于能夠限制動力傳輸?shù)倪^程中保護驅動電機。
[0011]作為優(yōu)選，所述滾珠絲杠副的絲杠通過軸承轉動安裝在殼體內(nèi)部，沿軸向依次連接有同步帶輪，軸承，以及絲杠螺母座。
[0012]同步帶輪，軸承，以及絲杠螺母座布置順序好處在于能夠平衡滾珠絲杠副的負載，提供更為穩(wěn)定的進給動作。軸承位于同步帶輪和絲杠螺母座的中間相較于軸承位于兩側的設計的優(yōu)點在于能夠節(jié)省軸承布置，減輕自重，減少摩擦，提高效率。因為同步帶輪的徑向拉扯，會使?jié)L珠絲杠副偏向驅動電機方向，通過絲杠螺母座與殼體的配合，能很好的消除滾珠絲杠副的偏轉，提高進給的穩(wěn)定度。
[0013]作為優(yōu)選，所述伸縮柱和殼體之間設有多組導軌滑塊副。
[0014]伸縮柱固定在絲杠螺母座上，但是伸縮柱體積較大，長度較長，且為受力部件，倘若由絲杠螺母座提供緊固力，會影響絲杠螺母座和絲杠之間的配合，從而大大減少壽命，因此，在殼體上設有導軌滑塊副，幫助提高伸縮柱的穩(wěn)定性。為了減少伸縮柱在殼體內(nèi)的位移，導軌滑塊副設有多組，形成以絲杠為中心的徑向限位。大大提高了伸縮柱動作的穩(wěn)定性。
[0015]作為優(yōu)選，所述伸縮柱上設有與殼體配合的行程撞塊和光電限位開關。
[0016]伸縮柱活動形成需要限制防止設備損壞。因此伸縮柱設置了與殼體相配合的行程撞塊，通過機械結構限位的好處是穩(wěn)定，不容易失效，但是容易造成設備的損壞，因此縮柱上還設有光電限位開關，通過電氣控制能夠有效保護設備的運行。
[0017]作為優(yōu)選，所述檢測模塊包括安裝在進給模塊背向伸縮柱一側與殼體之間的壓力傳感器和安裝在伸縮柱和殼體之間的光柵尺。
[0018]檢測模塊需要檢測進給模塊的軸向載荷和伸縮柱的軸向位移，因此檢測模塊設置有壓力傳感器和光柵尺。
[0019]壓力傳感器布置在進給模塊的尾部，即背向伸縮柱的一側，與殼體之間，壓力傳感器一端與進給模塊相抵，另一端與殼體相抵。能夠測得進給模塊所受的推力，即進給模塊所施加的壓力。該設計的好處在于進給模塊的受力能夠直接傳遞到壓力傳感器，測量更為直接和精準。光柵尺分為光柵標尺和光柵標尺讀數(shù)頭，分別安裝在伸縮柱和殼體上，能夠精準的測得伸縮柱運動的行程。該設計的好處在于光柵尺處于殼體內(nèi)部，不容易受到外界的環(huán)境影響。更為精準。
[0020]作為優(yōu)選，所述伸縮柱背向絲杠螺母座的一端固定有伸縮柱前蓋板，所述上鉚模通過拉刀裝置固定在伸縮柱前蓋板上。
[0021]伸縮柱通過伸縮柱前蓋板固定上鉚模的好處在于能夠提供更大的接觸面積，從而提供更大的結構剛性，保證作業(yè)過程能夠承受足夠的壓力。上鉚模通過拉刀裝置固定，因此上鉚模能夠根據(jù)不同的加工要求方便的更換。
[0022]作為優(yōu)選，所述驅動電機為伺服電機和減速器一體機結構。
[0023]該設計的好處在于驅動電機結合位移反饋和力反饋實時控制整個進給模塊的動作，并且減少了自重。
[0024]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0025](I)驅動模塊和進給模塊結構緊湊，能夠提供足夠剛度以承受壓鉚力；
[0026](2)尾部具備壓力傳感器，能夠通過力反饋精確控制插釘壓鉚力；
[0027](3)伸縮柱和殼體的相對位移