有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机技术方案

本实用新型专利技术提出一种有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机，其特征在于：伺服电机、丝杆机构、缸体、受压平台、压力传感器和控制器；所述丝杆机构将伺服电机输出轴的转动转换为缸体中的冲头的直线运动；所述受压平台位于冲头的直线运动路径上；所述压力传感器安装在受压平台底部；所述伺服电机和压力传感器分别与控制器构成电气连接，所述压力传感器作为伺服电机工作状态的触发开关。其在冲压铆钉时，由闭环伺服驱动系统控制铆接，保证了铆接的效率和精确的控制冲压的铆钉长度，从而保证稳定铆接和铆接的质量，并且可以生成压力随铆钉长度的变化曲线。化曲线。化曲线。

【技术实现步骤摘要】
有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机


[0001]本技术属于铆钉机
，尤其涉及一种有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机。

技术介绍

[0002]铆钉机是指用铆钉（实心铆钉、空心铆钉、中空铆钉）把物体铆接起来的机械装备。主要靠旋转和压力完成装配，主要应用于需要铆钉铆接的场合。常见的铆钉机有使用气动和液压铆接，应用于特定场合的有电磁铆接技术等。
[0003]对于气动铆接和液压铆接而言，常见的铆接有径向铆接法和摆辗铆接法，摆辗铆接法是铆头对工件首先进行点接触边通过气缸或液压缸对工件表面加压同时进行全方位的辗压,使工件表面瞬时变形而产生铆合的效果。而径向铆接法则是对中心点加压然后使金属向四周变形碾压。对于气动铆接和液压铆接技术因不易精确控制冲压铆钉的长度所以铆接质量不稳定和效率低下，而且机器运作噪声大，对于气动铆接要注意气管和接头的连接是否牢固，防止漏气，而对于液压铆接要防止液压缸漏油，液压环境也会不太好。而对于电磁铆接，电磁铆接是利用初级线圈和次级线圈之间产生的涡流斥力使铆钉发生塑性变形的一种新型铆接工艺。加载速率高、应变速率大，材料的变形方式与压铆等准静态加载方式不同，铆钉钉杆变形均匀。但由于价格会比较昂贵点，设备也比较大型，应用的场合是针对那些大直径铆钉铆接的场合。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷和不足，本技术提出了一种有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机的方案，以提供一种铆接质量稳定、效率高并且工作环境良好的装置，形成铆接闭环伺服系统，达成精确铆接。同时可以获取在冲压铆钉的过程中压力随时间变化的曲线，从而有利于研究压力和铆钉状态的对比，以获得最佳的冲压控制参数。
[0005]其采用伺服电机做动力，伺服电机驱动丝杆，把伺服电机的旋转运动转换成直线运动，使得冲头向前运动冲压铆钉，铆钉向四周变形，使得两构件完成铆接。
[0006]本技术具体采用以下技术方案：
[0007]一种有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机，其特征在于，包括：伺服电机、丝杆机构、缸体、受压平台、压力传感器和控制器；所述丝杆机构将伺服电机输出轴的转动转换为缸体中的冲头的直线运动；所述受压平台位于冲头的直线运动路径上；所述压力传感器安装在受压平台底部；所述伺服电机和压力传感器分别与控制器构成电气连接，所述压力传感器作为伺服电机工作状态的触发开关。
[0008]优选地，所述控制器为PLC。
[0009]优选地，所述PLC连接触摸屏控制器。
[0010]相较于现有技术，本技术及其优选方案具有以下有益效果：
[0011]（1）有完整的闭环伺服驱动系统，使得整个铆接的效率大大提高，伺服控制还能保
证精准的铆接，铆接质量大大提高。
[0012]（2）根据采集的数据能生成铆接时压力随铆钉长度的变化曲线，方便观察铆钉长度多少时铆接质量最好。
[0013]（3）伺服驱动更便于维护，加工环境也比较好。
[0014]其在冲压铆钉时，由闭环伺服驱动系统控制铆接，保证了铆接的效率和精确的控制冲压的铆钉长度，从而保证稳定铆接和铆接的质量，并且可以生成压力随铆钉长度的变化曲线。该产品可用于需要铆接精度和高效率稳定铆接的场合。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：
[0016]图1为本技术实施例整体结构侧视示意图；
[0017]图2为本技术实施例工作方法控制流程示意图；
[0018]图3为本技术实施例控制逻辑示意图；
[0019]图中：1、伺服电机；2、丝杆机构；3、缸体；4、冲头；5、第一构件；6、第二构件；7、铆钉；8、压力传感器。
具体实施方式
[0020]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
[0021]如图1、图3所示，本实施例提供的有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机设计方案，主要包括：伺服电机1、丝杆机构2、缸体3、受压平台、压力传感器8和控制器。
[0022]其中，丝杆机构2将伺服电机1输出轴的转动转换为缸体3中的冲头4的直线运动；受压平台位于冲头4的直线运动路径上；压力传感器8安装在受压平台底部；伺服电机1和压力传感器8分别与控制器构成电气连接，压力传感器8作为伺服电机工作状态的触发开关。
[0023]在本实施例中，控制器采用PLC，PLC连接触摸屏控制器。
[0024]其中，伺服电机1作为动力，工作时，电机旋转并通过丝杆机构2使得电机的旋转转换成冲头4的直线运动，缸体3里的冲头4进行直线运动，铆接时，冲压铆钉7，使得铆钉7向四周变形，让第一构件5和第二构件6完成配合，铆接成功。铆接时，压力可以通过压力传感器8把电信号传到模拟量转换设备仪器绘制出压力随铆钉长度的变化曲线，之后伺服电机1反转，冲头返回原点，铆接结束。
[0025]基于以上装置结构，本实施例利用构建的伺服闭环反馈机制，采用以下控制机制。
[0026]当控制器检测到压力传感器传递的压力信息从低值升高至突破第一阈值，则控制伺服电机从较高的第一转速降低至较低的第二转速。
[0027]当伺服电机在第二转速运行超过预设的时间或检测到压力传感器传递的压力信息大于第二阈值，则控制器控制伺服电机停转并执行反转，以保障设备运行的安全，并保证冲压的距离符合预设。
[0028]在本实施例中，预设的时间和第二阈值根据铆接时压力随铆钉长度的变化曲线确定。该曲线可以通过多次测试实验制图获得。
[0029]触摸屏控制器采集压力传感器的输出值，可以绘制压力随时间变化的数值曲线图。
[0030]基于以上控制机制，如图2所示，在本实施例设计的方案当中，通过触摸屏控制器控制PLC，可以设置冲压的速度以及时间，从而PLC控制伺服驱动器，使得伺服电机运动。在刚开始，还未开始冲压铆钉时，PLC控制着伺服电机较快前进，保证加工效率，当接触到铆钉时，受压平台上产生压力，压力传感器感受到压力把电信号传回PLC，PLC则控制伺服电机切换为缓行慢压铆钉的状态，以保障较慢的速度能使得冲压铆钉均匀，冲压稳定。当达到设定的冲压长度后，铆接成功，该冲压长度可以通过预设的时间量进行控制。这时PLC控制伺服电机开始返回，伺服电机反转，电动缸较快后退回原点，加工结束。
[0031]在使用的过程中，开始先用触摸屏设定要冲压铆钉的长度和铆接的速度，设定好之后启动，然后PLC控制伺服电机运动，主要有三个过程：铆接前，冲头较快运动直到接触到铆钉；铆接中，冲头较慢运动冲压铆钉，铆接配件；铆接后，冲头较快返回原点，完成铆接。
[0032]本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机，凡依本技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有完整伺服驱动系统的冲压铆钉机，其特征在于，包括：伺服电机、丝杆机构、缸体、受压平台、压力传感器和控制器；所述丝杆机构将伺服电机输出轴的转动转换为缸体中的冲头的直线运动；所述受压平台位于冲头的直线运动路径上；所述压力传感器安装在受压平台底部；所述伺服电机和压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑雄，潘文斌，张辉，余林康，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：