一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，该并联机械手的动力输入端固接在龙门式机架的调节臂上，并联机械手的动力输出端固接FDS铆接系统，并联机械手包括顶板、底板及铰装连接在顶板与底板之间的多根伸缩杆；顶板及底板均为正三角形结构，且顶板与底板的边角交错设置；伸缩杆的顶部均切向铰装连接在顶板转角处的底面上，且伸缩杆的底部均切向铰装连接在底板转角处的顶面上。该并联机械手具备刚性大、负载能力高、微动精度高等特点，可以克服FDS工艺作业过程中巨大反作用力对系统的影响，保证工艺质量稳定性，尤其适用于汽车车身的小型部件铆接加工。于汽车车身的小型部件铆接加工。于汽车车身的小型部件铆接加工。

【技术实现步骤摘要】
一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手


[0001]本技术涉及自动化机床
，尤其涉及一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手。

技术介绍

[0002]热熔自攻铆接工艺(英文缩写FDS)是通过高速旋转使板料热变形后攻丝铆接的冷成型工艺，是铝合金等有色金属零件或者异种金属材料零件的重要连接工艺。FDS工艺自1990年诞生后就主要应用于汽车车身制造，随着新能源汽车的快速发展，尤其是轻量化车身技术的大量应用，FDS工艺需求增长迅猛。
[0003]FDS工艺通过螺钉的高速旋转软化待连接板材，并在巨大的轴向压力作用下挤压并旋入待连接板材，最终在板材与螺钉之间形成螺纹连接，而中心孔出的母材则被挤出并在下层板的地底部形成一个环状套管。
[0004]传统的自动热熔自攻铆接系统一般由三部分组成：FDS系统、六轴工业机器人系统、产品工装夹具。其中FDS系统实现自动送钉、螺钉旋转以及轴向压力等。工业机器人负责将FDS系统移动到工作位置并提供支撑。产品工装夹具用于单品零件定位与固定。
[0005]传统的自动热熔自动铆接系统所使用的工业机器人为六轴串联式机械臂，而在FDS工艺作业时，系统施加的轴向力往往超过200kgF，其反作用力将对机器人造成很大影响。首先是串联机器人的刚度较差，巨大的反作用力往往会造成机器人的反向窜动，螺钉施加到工件上的轴向力、转矩和位移都会偏离设定值，降低工艺质量。其次，串联机器人各个关节的误差会积累到末端工具，导致微动精度低。再有，长期反复施加的反作用力将大大降低机器人齿轮箱等传动机构的使用寿命。为此，目前常见的自动热熔自攻铆接系统大都选用负载超过300公斤的大负载机器人型号，设备成本很高。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，该并联机械手尤其适用于汽车车身的小型部件铆接加工。
[0007]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，该并联机械手的动力输入端固接在龙门式机架的调节臂上，并联机械手的动力输出端固接FDS铆接系统，并联机械手包括顶板、底板及铰装连接在顶板与底板之间的多根伸缩杆；顶板及底板均为正三角形结构，且顶板与底板的边角交错设置；伸缩杆的顶部均切向铰装连接在顶板转角处的底面上，且伸缩杆的底部均切向铰装连接在底板转角处的顶面上。
[0009]优选的，顶板设置在底板上方，且顶板正三角形的边下方对应底板正三角形的锐角。
[0010]优选的，顶板的顶面与龙门式机架的调节臂固定连接。
[0011]优选的，底板的底面上固定连接FDS铆接系统。
[0012]优选的，伸缩杆为电动伸缩杆。
[0013]优选的，伸缩杆为液压伸缩杆。
[0014]本技术的优点和技术效果是：
[0015]本技术的一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，其具备刚性大、负载能力高、微动精度高等特点，可以克服FDS工艺作业过程中巨大反作用力对系统的影响，保证工艺质量稳定性，其制造成本和使用寿命也有一定优势。
附图说明
[0016]图1为本技术的混联热熔自攻铆接系统结构示意图；
[0017]图2为本技术中并联机械手的结构示意图；
[0018]图3为本技术中FDS铆接系统的结构示意图；
[0019]图中：1、龙门式机架；2、并联机械手；201
‑
顶板；202
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伸缩杆；203
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底板；3、FDS铆接系统；4、工件；5、工装夹具柔性平台；6、伺服滑台。
具体实施方式
[0020]为能进一步了解本技术的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本技术的保护范围。
[0021]一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，该并联机械手2的动力输入端固接在龙门式机架1的调节臂上，并联机械手的动力输出端固接FDS铆接系统3，并联机械手包括顶板201、底板203及铰装连接在顶板与底板之间的多根伸缩杆202；顶板及底板均为正三角形结构，且顶板与底板的边角交错设置；伸缩杆的顶部均切向铰装连接在顶板转角处的底面上，且伸缩杆的底部均切向铰装连接在底板转角处的顶面上。
[0022]优选的，顶板设置在底板上方，且顶板正三角形的边下方对应底板正三角形的锐角。
[0023]优选的，顶板的顶面与龙门式机架的调节臂固定连接。
[0024]优选的，底板的底面上固定连接FDS铆接系统。
[0025]优选的，伸缩杆为电动伸缩杆。
[0026]优选的，伸缩杆为液压伸缩杆。
[0027]为了更清楚地描述本技术的具体实施方式，下面提供一种实施例：
[0028]本技术中的混联热熔自攻铆接系统，包括伺服滑台6，该伺服滑台的上部滑动跨设龙门式机架，且伺服滑台的顶面上滑动支撑工装夹具柔性平台5，由工装夹具柔性平台夹装固定工件4。该自攻铆接系统在加工工件时需执按照以下步骤执行：
[0029]1、工人在产品工装夹具上安装工件单品零件；
[0030]2、工装夹具随伺服滑台移动到工作位置；
[0031]3、在工作位置并联机器人将FDS系统移动到预设位置，FDS系统在工件上铆接一颗螺钉。
[0032]4、并联机器人将FDS系统移动到下一个预设位置，重复3的工作。直到所有铆接工作都完成。
[0033]5、工件随伺服滑台返回人工作业位置，人工取走完成工件。
[0034]本技术的的混联热熔自攻铆接系统，通过其并联机械手可在保证铆接支撑刚度的基础上实现多自由度调节，且可以实现生产线的连续生产，尤其适用于电动汽车的电池壳铆接生产线使用，其结构紧凑，可实现多种产品柔性化切换生产。
[0035]如图1所示，混联热熔自攻铆接系统包含了一套并联机械手2，该机构采用了Stewart平台结构，六轴驱动，可6自由度运动。并联机械手2安装在龙门式机架1上，为倒挂安装方式。并联机械手2的工具端法兰连接安装了FDS铆接系统3。FDS铆接系统3包括弹夹及送钉系统、电主轴、轴向加压系统等。工件4安装在工装夹具柔性平台5上，工装夹具柔性平台5安装在伺服滑台6上。伺服滑台6为齿轮齿条传动，单轴伺服电机驱动。并联机械手2与伺服滑台6共同形成了本技术的混联机构系统。
[0036]系统工作时，工装夹具柔性平台5首先位于伺服滑台6的人工作业位置，人工在工装夹具柔性平台5上安装工件的单品零件。完成安装后工装夹具柔性平台5随着伺服滑台6移动到自动工作位置。然后并联机械手2带动FDS铆接系统3移动到程序预设铆接位置，FDS铆接系统3的送钉系统弹出一颗螺钉，系统将其旋转并压入到工件中形成一个连接点。此后并联机械手2与伺服滑台6配合运动，依次将FDS铆接系统3和工件4移动到程序预设位置，完成所有连接点的FDS铆接工艺。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，该并联机械手的动力输入端固接在龙门式机架的调节臂上，并联机械手的动力输出端固接FDS铆接系统，其特征在于：所述并联机械手包括顶板、底板及铰装连接在顶板与底板之间的多根伸缩杆；所述顶板及底板均为正三角形结构，且顶板与底板的边角交错设置；所述伸缩杆的顶部均切向铰装连接在顶板转角处的底面上，且伸缩杆的底部均切向铰装连接在底板转角处的顶面上。2.根据权利要求1所述的一种混联热熔自攻铆接系统的并联机械手，其特征在于：所述顶板设置在底板上方，且顶板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，洪涛，王晓撰，唐立峰，
申请(专利权)人：天津七所高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：