鉚接是工業(yè)中常見的一種部件連接方式,廣泛應(yīng)用于電子、汽車制造及改裝、電器、儀表和機(jī)械制造等行業(yè)。目前市場上常見鉚接以傳統(tǒng)手工鉚接和半自動(dòng)鉚接為主,工作效率較低。國外雖有少數(shù)公司研制出全自動(dòng)鉚接裝置,但使用條件較高,靈活性有限,價(jià)格十分昂貴。同時(shí),市面上現(xiàn)有的鉚接裝置,一般需采用其他鉆孔裝置鉆完孔后,再采用鉚接裝置進(jìn)行鉚接,工作繁瑣,進(jìn)一步影響工作效率和連接效果。
針對這些問題,寧波材料所所屬先進(jìn)制造所得復(fù)合材料智能制造與裝備團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)市場需求,著力于開發(fā)一款集鉆孔與鉚接功能為一體的全自動(dòng)鉆鉚裝置。研發(fā)人員為保證所研發(fā)的全自動(dòng)鉆鉚裝置高效、高精度與穩(wěn)定性,對選釘-送釘-出釘控制技術(shù)、鉚釘槍體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉚接壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制、鉚接工藝參數(shù)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了深入研究,成功開發(fā)出國內(nèi)首款全自動(dòng)鉆鉚裝置。主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)集鉆孔裝置與鉚接裝置為一體,實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保全自動(dòng)化鉆鉚操作。
整體尺寸小、成本低、操作便捷,配備智能化人機(jī)交互系統(tǒng),一鍵化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鉆孔、除塵、送料、上鉚、拉鉚抽芯、廢鉚芯收集等工作,鉚接速率高達(dá)24個(gè)/分鐘,性價(jià)比高,無粉塵污染,具有極高的市場推廣應(yīng)用價(jià)值。
(2)使用靈活,適用不規(guī)則制件及不同的應(yīng)用場合。
采用可移動(dòng)的操作平臺(tái)設(shè)計(jì),鉚釘槍體不僅可以安裝于機(jī)器人末端,亦可單獨(dú)手持式使用,操作簡單、方便。
(3)可實(shí)現(xiàn)對直徑Φ3mm-Φ6mm鉚釘?shù)你T接,滿足不同產(chǎn)品的性能需求。
當(dāng)前國外市場上的全自動(dòng)鉚接裝置大多只適合于最大直徑Φ4mm鉚釘?shù)你T接能力。我們突破鉚接槍機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)最大鉚釘直徑Φ6mm的自動(dòng)化鉚接操作。
(4)可實(shí)現(xiàn)高精度、高強(qiáng)度的快速鉆孔操作。
本裝置不僅可用于普通金屬的鉚接,特別適合鉆鉚要求較高的碳纖維復(fù)合材料一類產(chǎn)品的連接。在鉆孔過程中,能有效的防止復(fù)合材料部件局部裂紋及脫層的產(chǎn)生,可推廣應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料新能源汽車總成裝配,對促進(jìn)我國碳纖維復(fù)合材料新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化具有非常重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。
本研發(fā)的全自動(dòng)鉆鉚裝置申請專利2項(xiàng)(授權(quán)專利號(hào):ZL201520394106.4;申請專利號(hào):CN201510314182.4),同時(shí)作為“熱塑性碳纖維復(fù)合材料-綠色制造”中的關(guān)鍵設(shè)備,榮獲中國創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟“中國好設(shè)計(jì)”銀獎(jiǎng)。
以上研究工作得到了中科院中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃(KFJ-EW-STS-080)和浙江省機(jī)器人與智能制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(2013DP173296)的資助。