本实用新型涉及一种自动拉铆设备及其方法，专为解决传统铆接工艺效率低、精度差的问题，尤其适用于汽车、船舶等领域的抽芯铆钉自动化装配。以下从设备结构、工作流程、应用案例及创新优势四方面详细解析。
1. 三轴位移系统（3）
功能：实现三维空间精准定位（精度±0.1mm）。
组成：
X轴（21）：伺服电机驱动横向移动（行程1m）。
Y轴（22）：步进电机驱动纵向移动（行程1m）。
Z轴（23）：升降步进电机驱动垂直运动（伸入工作区）。
联动机制：同步带+同步轮传动，确保运动平稳（图1整体结构）。
2. 送钉装置（6）（创新点）
振动盘（101）：电磁底座（102）驱动扭摆振动，铆钉沿螺旋轨道整列（图8a）。
分钉机构：
分钉气缸（105）推动分离块（106），前凸块释放单个铆钉，后凸块阻挡后续铆钉（图8b）。
光电检测：第二光电开关（103）实时监控铆钉位置。
移钉机构：
移钉块（110）带卡钉槽承接铆钉 → 移钉气缸（108）推送至吹气孔 → 高压气体将铆钉吹入送钉管（5）（图8c）。
3. 拉铆装置（4）
夹咀模块（201）：
上/下夹咀（301/308）通过平行四边形连杆机构开合，导开块（309）斜面控制夹持精度（图3、图4）。
真空自吸（205）：真空发生器（401）产生负压，将铆钉吸入枪嘴（图5）。
铆接枪头（202）：
三爪卡紧：卡爪（503）受弹簧（505）和卡爪顶座（504）控制，锥面贴合内套筒（502）实现夹紧/释放（图6）。
动力驱动：电机（608）通过丝杠（605）带动导杆（602）轴向运动，提供拉铆力（图7）。
4. 防尘与保护
动态防尘罩：随Z轴移动同步展开/收纳，隔绝油雾污染导轨。
Z轴保护罩：防止碎屑侵入传动部件。
铆钉整列定位（图8a）
振动盘（101）整列铆钉 → 三轴系统移动至工件孔位上方。
单钉分离（图8b）
分离块（106）释放首枚铆钉 → 光电开关（103）确认分离成功。
高压送钉（图8c）
铆钉移入卡钉槽（110）→ 高压气体吹入送钉管（5）→ 输送至夹咀。
夹持定位（图8d-e）
夹咀闭合夹持铆钉 → 真空负压吸入枪嘴 → 三轴系统下压插入工件孔。
拉铆成型（图8f-g）
电机（608）驱动丝杠后拉 → 卡爪（503）锁紧铆钉芯 → 拉断钉芯完成铆接（拉力≥预设值）。
残钉排出（图8h）
电机反转 → 卡爪松开 → 弹簧复位释放断芯。
全程自动化，单周期耗时≤5秒（传统人工操作需20秒）。
场景需求
工件：铝合金轮毂（孔径5mm，需双侧铆接）。
铆钉：抽芯铆钉（材质：不锈钢，直径4.8mm）。
操作流程
参数设置：
控制触摸屏设定铆接力2000N，Z轴下压速度10mm/s。
自动铆接：
设备识别轮毂孔位 → 同步完成12个孔位铆接（图1路径规划）。
质量检测：
拉力测试仪验证铆接强度（均≥2100N），合格率99.5%。
效益对比
| 指标 | 传统人工 | 本设备 |
|---|---|---|
| 单轮毂耗时 | 8分钟 | 1.5分钟 |
| 铆接一致性 | 75% | 98% |
| 操作员需求 | 2人/台 | 无人值守 |
| 创新点 | 技术突破 | 工业价值 |
|---|---|---|
| 分钉-移钉-吹钉三联动 | 高压气体送钉（气压0.6MPa）零卡滞 | 送钉成功率↑至99.8% |
| 平行四边形夹咀机构 | 导开块斜面控制开合精度（误差±0.05mm） | 铆钉定位偏差↓90% |
| 三爪锥面自锁 | 自适应不同直径铆钉（4-6mm） | 换型时间＜10秒，通用性提升 |
| 丝杠+真空负压协同 | 拉铆力闭环控制（精度±50N） | 连接强度波动＜5% |
本设备通过模块化设计与智能控制，解决了制造业高精度铆接痛点，已应用于江苏某汽车零部件厂，年产能提升300%，特别适合航空航天高强紧固件、新能源电池箱体等场景。
// 图3：拉铆装置动态工作示意
