專利名稱：機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工件壓鉚鉚接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及不同材質(zhì)工件壓鉚鉚接技術(shù)領(lǐng)域，具 體是指 一種機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在汽車零部件自動化裝備制造中，需要對不同材質(zhì)(如鋁板與鋼板之間)板材進(jìn)行壓鉚 鉚接，現(xiàn)有的技術(shù)為通過鉚接專機(jī)實(shí)現(xiàn)，對于產(chǎn)品有相應(yīng)位置的固定鉚接頭，由于各種產(chǎn)品 的鉚接位置不同，再者需要的鉚接產(chǎn)品外形較大，使得鉚接專機(jī)的外形尺寸較大，適用的產(chǎn) 品的類型較單一，產(chǎn)品兼容性差，不同的產(chǎn)品需要多種不同的鉚接專機(jī)，設(shè)備投入大，占地 面積廣，另外其操作步驟為裝件—設(shè)備將工件送入鉚接區(qū)域進(jìn)行鉚接—設(shè)備將鉚接完成的產(chǎn) 品帶回裝卸件位置—操縱者進(jìn)行卸件并裝入新的工件，其中設(shè)備存在等待時間(操縱者裝卸 件時間)，單件生產(chǎn)節(jié)拍較長(包含裝卸件時間和鉚接工作時間)，從而造成對時間的浪費(fèi)； 由于鉚接專機(jī)的鉚接角度固定，不同點(diǎn)的鉚接角度相同，而工件自身的鉚接角度有細(xì)微不同， 最終造成鉚接效果不佳，質(zhì)量不穩(wěn)定。
因此，迫切需要一種壓鉚鉚接設(shè)備，該設(shè)備產(chǎn)品兼容性好、鉚接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)、占地面 積小。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，該 系統(tǒng)產(chǎn)品兼容性好、鉚接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)、占地面積小，且非常安全。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)具有如下構(gòu)成
該機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括機(jī)器人控制單元、壓鉚鉚接單元、伺服旋轉(zhuǎn)平 臺、工件定位單元和產(chǎn)品選型電控單元，所述產(chǎn)品選型電控單元分別與所述機(jī)器人控制單元 和所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺電連接，所述工件定位單元位于所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺上，所述機(jī)器人控制 單元連接所述壓鉚鉚接單元并和所述工件定位單元配合設(shè)置用于控制所述壓鉚鉚接單元對位于所述工件定位單元上的工件進(jìn)行壓鉚鉚接。
較佳地，所述機(jī)器人控制單元是6自由度工業(yè)機(jī)器人控制單元。
較佳地，所述壓鉚鉚接單元包括壓鉚鉚接頭、工件加工部位和與所述機(jī)器人控制單元電 連接的氣液增壓驅(qū)動部件，所述工件加工部位采用C型件，所述C型件包括上端部和下端部， 所述上端部安裝在所述氣液增壓驅(qū)動部件上，所述壓鉚鉚接頭安裝在所述氣液增壓驅(qū)動部件 上與所述下端部相對。
更佳地，所述壓鉚鉚接單元還包括質(zhì)量監(jiān)控部件，所述質(zhì)量監(jiān)控部件設(shè)置在所述工件加 工部位上并與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接。
較佳地，所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺包括雙工位平臺和與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接的旋轉(zhuǎn)部 件，所述雙工位平臺位于所述旋轉(zhuǎn)部件上。
較佳地，所述工件定位單元包括基板和位于所述基板上的至少一工件定位件，所述基板 位于所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺上，所述工件定位件包括氣缸、定位銷和固定在所述基板上的定位架， 所述氣缸固定在所述定位架上并與所述定位銷連接用于將所述工件固定在所述定位架上。
更佳地，所述工件定位單元還包括傳感器，所述傳感器設(shè)置在所述定位架上并與所述產(chǎn) 品選型電控單元電連接。
較佳地，所述產(chǎn)品選型電控單元包括觸摸屏和電控部件，所述觸摸屏和所述電控部件電 連接，所述電控部件分別與所述機(jī)器人控制單元和所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺電連接。
較佳地，還包括安全防護(hù)單元，所述安全防護(hù)單元包括封閉工作區(qū)，所述封閉工作區(qū)設(shè) 置有裝卸口和維修門，所述機(jī)器人控制單元、所述壓鉚鉚接單元、所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺和所述 工件定位單元位于所述封閉工作區(qū)內(nèi)，所述產(chǎn)品選型電控單元位于所述封閉工作區(qū)外。
更佳地，所述維修門上裝有與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接的安全門鎖，所述裝卸口設(shè) 置有與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接的安全光柵。
采用本實(shí)用新型，由于本實(shí)用新型采用機(jī)器人控制單元控制氣液增壓壓鉚鉚接單元對工 件進(jìn)行壓鉚鉚接，機(jī)器人控制單元可以保證每次鉚接點(diǎn)的位置唯一、精確，有效控制工件鉚
接后的尺寸精度；氣液增壓壓鉚鉚接單元即可滿足壓鉚對壓力的要求，又避免使用液壓系統(tǒng) 帶來的噪音以及環(huán)境的污染；伺服旋轉(zhuǎn)平臺實(shí)現(xiàn)了兩工位切換功能；快換氣動工件定位單元 利用氣缸壓緊力實(shí)現(xiàn)對工件的充分定位，確保工件鉚接后的尺寸精度，另外可以通過快速更 換夾具從而實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的鉚接工作；安全防護(hù)單元充分考慮人的安全，確保設(shè)備對人的傷 害幾率為零；產(chǎn)品選型電控單元實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人控制單元的互相通訊，確保不同產(chǎn)品的不同鉚點(diǎn)的準(zhǔn)確性、唯一性，因此本實(shí)用新型產(chǎn)品兼容性好、鉚接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)、占地面積小，且 非常安全。


圖1是本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例的立體示意圖。
圖2是圖1所示的具體實(shí)施例的機(jī)器人控制單元的立體示意圖。
圖3是圖1所示的具體實(shí)施例的壓鉚鉚接單元的立體示意圖。
圖4是圖1所示的具體實(shí)施例的伺服旋轉(zhuǎn)平臺的立體示意圖。
圖5是圖1所示的具體實(shí)施例的工件定位單元的立體示意圖。
圖6是圖1所示的具體實(shí)施例的產(chǎn)品選型電控單元的立體示意圖。
圖7是圖1所示的具體實(shí)施例的安全防護(hù)單元的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。 請參閱圖1 圖7所示，本實(shí)用新型的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，包括機(jī)器人控制單元l、壓 鉚鉚接單元2 、伺服旋轉(zhuǎn)平臺3 、工件定位單元4和產(chǎn)品選型電控單元5,所述產(chǎn)品選型電控 單元5分別與所述機(jī)器人控制單元1和所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺3電連接，所述工件定位單元4位 于所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺3上，所迷機(jī)器人控制單元1連接所述壓鉚鉚接單元2并和所述工件定 位單元4配合設(shè)置用于控制所述壓鉚鉚接單元2對位于所述工件定位單元4上的工件進(jìn)行壓 鉚鉚接。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述機(jī)器人控制單元1是6自由度工業(yè)機(jī)器人控制單 元。工業(yè)機(jī)器人控制單元1的優(yōu)點(diǎn)在于工作范圍大，重復(fù)精度高，滿足不同角度，不同位 置的鉚接工作；操作簡便，穩(wěn)定性較高；可以兼容多種產(chǎn)品鉚接工作。
較佳地，所述壓鉚鉚接單元2包括壓鉚鉚接頭21、工件加工部位22和與所述機(jī)器人控 制單元1電連接的氣液增壓驅(qū)動部件23,所述工件加工部位22采用C型件，所述C型件包 括上端部和下端部，所述上端部安裝在所述氣液增壓驅(qū)動部件23上，所述壓鉚鉚接頭21安 裝在所述氣液增壓驅(qū)動部件23上與所述下端部相對。因此，上述壓鉚鉚接單元2實(shí)質(zhì)上是一 種氣液增壓壓鉚鉚接單元。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述壓鉚鉚接單元2還包括質(zhì)量監(jiān)控部件，所述質(zhì)量 監(jiān)控部件設(shè)置在所述工件加工部位22上并與所述產(chǎn)品選型電控單元5電連接。氣液增壓壓鉚
6鉚接單元的優(yōu)點(diǎn)在于壓配力可以在80000N (6Bar氣壓)的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。避免了液壓 系統(tǒng)噪音大、維護(hù)不便的影響；后期維護(hù)簡潔、無漏油；配備的質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控 鉚接的質(zhì)量；壓機(jī)為一個封閉的C型結(jié)構(gòu)，作用力以及反作用力對設(shè)備沒有損壞，可以保證 設(shè)備工作的精度。當(dāng)然，所述壓鉚鉚接單元2也可以采用其它合適的壓鉚鉚接單元。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述伺服i走轉(zhuǎn)平臺3包括雙工位平臺31和與所述產(chǎn)品 選型電控單元5電連接的旋轉(zhuǎn)部件32,所述雙工位平臺31位于所述旋轉(zhuǎn)部件32上。因此， 上述伺服旋轉(zhuǎn)平臺3即為一種雙工位伺服旋轉(zhuǎn)平臺，具有水平180°往復(fù)旋轉(zhuǎn)功能、實(shí)現(xiàn)兩 工位的切換功能，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制單元1在A工位鉚接的同時B工位操作工在裝卸工件， 由于裝卸件時間小于機(jī)器人鉚接的工作時間，從而充分確保機(jī)器人處于不停機(jī)的工作狀態(tài)， 滿足客戶的產(chǎn)量要求。尤其，伺服旋轉(zhuǎn)平臺3利用閉環(huán)控制理念，其往復(fù)定位精準(zhǔn)，不宜出 現(xiàn)差錯，確保機(jī)器人在鉚接工作前工件的位置唯一。顯然，所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺3可以采用其 它適當(dāng)?shù)乃欧D(zhuǎn)平臺。
較佳地，所述工件定位單元4包括基板41和位于所迷基板上的至少一工件定位件42， 所述基板41位于所述雙工位伺服旋轉(zhuǎn)平臺3上，所迷工件定位件42包括氣缸、定位銷和固 定在所述基板41上的定位架，所迷氣缸固定在所述定位架上并與所迷定位銷連接用于將所述 工件固定在所述定位架上。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述工件定位單元4還包括傳感器，所述傳感器設(shè)置 在所述定位架上并與所迷產(chǎn)品選型電控單元5電連接。因此，該工件定位單元4是一種快換 氣動工件定位單元，其采用柔性定位思路，各工件定位銷保證X、 Y方向、定位面Z方向可 以調(diào)整，從而抵銷工件加工誤差帶來的變化；所以零件定位銷可以氣動縮回，卸件方便，避 免由于卸件造成的工件變形；工件定位采用氣缸夾緊，定位充分，使得工件的定位精準(zhǔn)，利 于保證工件的鉚接精度；工件定位件采用快換結(jié)構(gòu)，通過工件定位件的快換從而實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn) 品的鉚接工作；通過傳感器檢測工件的存在與否從而通知機(jī)器人是否進(jìn)行鉚接工作，避免對 設(shè)備造成不必要的傷害；通過傳感器檢測工件定位件是否正確，從而指揮機(jī)器人調(diào)用不同的 程序進(jìn)行鉚接工作；通過傳感器檢測工件的裝配正確與否，是否存在不同型號產(chǎn)品的錯裝現(xiàn) 象，避免出現(xiàn)不必要損失。顯然，所述工件定位單元4可以采用其它適當(dāng)?shù)墓ぜㄎ粏卧?br> 在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述產(chǎn)品選型電控單元5包括觸摸屏5i和電控部件 52，所迷觸摸屏51和所述電控部件52電連接，所迷電控部件52分別與所述機(jī)器人控制單無 1和所迷伺服旋轉(zhuǎn)平臺3電連接。所迷產(chǎn)品選型電控單元5通過觸摸屏幕51選擇，發(fā)出指令 給PLC從而選擇不同的程序來滿足不同產(chǎn)品的鉚接工作；其選擇指令與工件定位單元4中的工件定位件42、工件判別信號、工件有無信號之間進(jìn)行相互判斷，只有滿足所有的要求后， 機(jī)器人才可以選擇相應(yīng)的程序?qū)ぜM(jìn)行鉚接工作；各種錯誤信息可以通過觸摸屏幕直接顯 示出來，維修人員可以通過錯誤信息對設(shè)備進(jìn)行快速的檢修。
較佳地，還包括安全防護(hù)單元6，所述安全防護(hù)單元6包括封閉工作區(qū)61,所述封閉工 作區(qū)設(shè)置有裝卸口 62和維修門63,所述機(jī)器人控制單元l、所述壓鉚鉚接單元2、所述伺服 旋轉(zhuǎn)平臺3和所述工件定位單元4位于所述封閉工作區(qū)61內(nèi)，所述產(chǎn)品選型電控單元5位于 所述封閉工作區(qū)61夕卜。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述維修門63上裝有與所述產(chǎn)品選型電控單元5電連 接的安全門鎖，所述裝卸口 62設(shè)置有與所述產(chǎn)品選型電控單元5電連接的安全光柵64。安 全防護(hù)單元6避免機(jī)器人在工作時由于人員的無意進(jìn)入而造成的對人員的傷害；安全維修門 63，即當(dāng)設(shè)備停機(jī)或需要調(diào)試時，維修人員可以通過維修門63進(jìn)入機(jī)器人工作范圍，從而對 機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試工作；維修門63上的安全門鎖，確保在維修門63打開時機(jī)器人只可以 在手動調(diào)試模式下工作，避免機(jī)器人自動運(yùn)行造成對維修人員的傷害；裝卸口 62增加了安全 光柵64，其在工人裝卸件工程中不起任何作用，但在伺服旋轉(zhuǎn)平臺3旋轉(zhuǎn)時立即進(jìn)入工作狀 態(tài)，此時當(dāng)有物體進(jìn)入檢測區(qū)域時，其立即發(fā)出信號給PLC，令系統(tǒng)立即停機(jī)，確保設(shè)備與 人員的安全。
本實(shí)用新型是一種不同板材材料的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其利用工業(yè)機(jī)器人帶動氣液增 壓鉚接機(jī)對不同產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)的精確的鉚接。其包含機(jī)器人控制單元l、壓鉚鉚接單元2、伺 服旋轉(zhuǎn)平臺3、工件定位單元4、產(chǎn)品選型電控單元5、安全防護(hù)單元6。機(jī)器人控制單元1 可以保證每次鉚接點(diǎn)的位置唯一、精確，有效控制工件鉚接后的尺寸精度；氣液增壓壓鉚鉚 接單元2采用氣液增壓壓鉚鉚接單元，即可滿足壓鉚對壓力的要求，又避免使用液壓系統(tǒng)帶 來的噪音以及環(huán)境的污染；伺服旋轉(zhuǎn)平臺3實(shí)現(xiàn)了兩工位切換功能；工件定位單元4采用快 換氣動工件定位單元，利用氣缸壓緊力實(shí)現(xiàn)對工件的充分定位，確保工件鉚接后的尺寸精度， 另外可以通過快速更換夾具從而實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的鉚接工作；產(chǎn)品選型電控單元5實(shí)現(xiàn)與機(jī)器 人控制單元1的互相通訊，確保不同產(chǎn)品的不同鉚點(diǎn)的準(zhǔn)確性、唯一性；安全防護(hù)單元6充 分考慮人的安全，確保設(shè)備對人的傷害幾率為零。
本實(shí)用新型在鉚接行業(yè)為一個全新理念，舍棄了原來的鉚接專機(jī)，使其更加柔性化，通 過設(shè)置機(jī)器人鉚接程序以及更換工件定位件，可以兼容多種產(chǎn)品的鉚接工作，適合多品種小 批量零件的生產(chǎn)，為客戶大大降低了生產(chǎn)成本。
綜上，本實(shí)用新型產(chǎn)品兼容性好、鉚接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)、占地面積小，且非常安全。在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性 的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)器人控制單元、壓鉚鉚接單元、伺服旋轉(zhuǎn)平臺、工件定位單元和產(chǎn)品選型電控單元，所述產(chǎn)品選型電控單元分別與所述機(jī)器人控制單元和所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺電連接，所述工件定位單元位于所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺上，所述機(jī)器人控制單元連接所述壓鉚鉚接單元并和所述工件定位單元配合設(shè)置用于控制所述壓鉚鉚接單元對位于所述工件定位單元上的工件進(jìn)行壓鉚鉚接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人控制單元是6自由度 工業(yè)機(jī)器人控制單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述壓鉚鉚接單元包括壓鉚鉚 接頭、工件加工部位和與所述機(jī)器人控制單元電連接的氣液增壓驅(qū)動部件，所述工件加工 部位采用C型件，所述C型件包括上端部和下端部，所述上端部安裝在所述氣液增壓驅(qū)動 部件上，所述壓鉚鉚接頭安裝在所述氣液增壓驅(qū)動部件上與所述下端部相對。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述壓鉚鉚接單元還包括質(zhì)量 監(jiān)控部件，所述質(zhì)量監(jiān)控部件設(shè)置在所述工件加工部位上并與所述產(chǎn)品選型電控單元電連 接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺包括雙工位 平臺和與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接的旋轉(zhuǎn)部件，所述雙工位平臺位于所述旋轉(zhuǎn)部件上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述工件定位單元包括基板和 位于所述基板上的至少一工件定位件，所述基板位于所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺上，所述工件定位 件包括氣缸、定位銷和固定在所述基^1上的定位架，所述氣缸固定在所述定位架上并與所 述定位銷連接用于將所述工件固定在所述定位架上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述工件定位單元還包括傳感 器，所述傳感器設(shè)置在所述定位架上并與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述產(chǎn)品選型電控單元包括觸 摸屏和電控部件，所述觸摸屏和所述電控部件電連接，所述電控部件分別與所述機(jī)器人控 制單元和所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺電連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，還包括安全防護(hù)單元，所述安 全防護(hù)單元包括封閉工作區(qū)，所述封閉工作區(qū)設(shè)置有裝卸口和維修門，所述機(jī)器人控制單元、所述壓鉚鉚接單元、所述伺服旋轉(zhuǎn)平臺和所述工件定位單元位于所述封閉工作區(qū)內(nèi)， 所述產(chǎn)品選型電控單元位于所述封閉工作區(qū)外。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，其特征在于，所述維修門上裝有與所述產(chǎn)品 選型電控單元電連接的安全門鎖，所述裝卸口設(shè)置有與所述產(chǎn)品選型電控單元電連接的安全光柵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種該機(jī)器人壓鉚鉚接系統(tǒng)，包括機(jī)器人控制單元、氣液增壓壓鉚鉚接單元、雙工位伺服旋轉(zhuǎn)平臺、快換氣動工件定位單元、產(chǎn)品選型電控單元和安全防護(hù)單元，產(chǎn)品選型電控單元分別與機(jī)器人控制單元和雙工位伺服旋轉(zhuǎn)平臺電連接，快換氣動工件定位單元位于雙工位伺服旋轉(zhuǎn)平臺上，機(jī)器人控制單元連接氣液增壓壓鉚鉚接單元并和快換氣動工件定位單元配合設(shè)置用于控制氣液增壓壓鉚鉚接單元對位于快換氣動工件定位單元上的工件進(jìn)行壓鉚鉚接，只有產(chǎn)品選型電控單元位于安全防護(hù)單元外，本實(shí)用新型產(chǎn)品兼容性好、鉚接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)、占地面積小，且非常安全。
文檔編號B25J9/00GK201300420SQ20082015581
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者李正剛, 躒 楊, 春 潘 申請人:上海新松機(jī)器人自動化有限公司