航天器热控多层用接地线自动铆接设备

摘要

本申请公开了一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备，包括设于机台上的铆钉送料单元和执行单元；所述铆钉送料单元包括铆钉储罐、铆钉送料机构及下料流道，将铆钉储罐中的铆钉从漏口逐一排出，铆钉送料机构用于将排出的铆钉通过所述下料流道入口逐一送至底部的铆接位置；所述执行单元包括冲孔机构和铆接机构，冲孔机构完成热控多层的冲孔加工，铆接机构实现铆钉、接地线、热控多层和垫片的铆接固定。本发明通过自动冲孔、铆钉自动下料、自动铆接等方式完成航天器热控多层接地线的自动铆接，并且铆接过程中可量化控制铆接力，控制铆接效果，大大提升了铆接效率。

说明书

技术领域

本发明一般涉及航天器热控多层制作领域，尤其涉及一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备。

背景技术

热控多层是航天器上的一类柔性产品，安装在航天器及设备表面，它直接影响到航天器的温度控制及在轨运行效果。热控多层用接地线可保证热控多层与航天器等电位，防止因电位差引起放电损伤航天器。面对多层制造数量和难度的不断增加，使用手锤、冲头手工铆接的传统模式严重影响了航天器热控多层制造的效率和质量一致性水平，是航天器热控多层制造过程中亟待解决的难题之一。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备，将手工铆接转变为自动化铆接，提升了接地线铆接效率和铆接质量的一致性水平。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备，其特殊之处在于，包括机架以及设于所述机架上的铆钉送料单元和执行单元；

所述铆钉送料单元包括铆钉储罐、铆钉送料机构及下料流道，所述铆钉储罐能够旋转将放置其中的铆钉从所述铆钉储罐的漏口逐一排出，所述铆钉送料机构用于将排出的铆钉逐一送至所述下料流道入口，铆钉自动沿所述下料流道滑至底部的铆接位置；

所述执行单元包括气缸、冲孔机构和铆接机构，两者共用同一气缸作为动力；所述冲孔机构包括冲孔冲头和冲孔底座，通过所述冲孔冲头与所述冲孔底座的圆孔配合完成热控多层用接地线的铆接孔加工；所述铆接机构包括铆接冲头和铆接底座，所述铆接底座用于定位接地线、热控多层和垫片，所述铆接冲头下冲过程中自动穿过所述下料流道底部的铆钉和铆接底座上的接地组件、热控多层和垫片，完成铆钉翻边铆接。

在一个实施例中，所述气缸能够平移往返于所述冲孔机构和所述铆接机构实现铆接模式和冲孔铆接的模式切换，所述模式切换的时间＜1s。

在一个实施例中，铆接过程每消耗一个铆钉，所述铆钉送料机构会进行铆钉补充；所述铆钉送料机构能设定铆钉的下料数量，当所述下料数量达到设定值，所述铆钉储罐停止旋转，所述铆钉储罐的漏口不再排出铆钉。

在一个实施例中，自动铆接设备还包括监控单元，所述监控单元包括压力测量装置22，所述压力测量装置22包括设于所述气缸下方的压力传感器，所述压力传感器实时测量冲孔力和铆接力，当所述铆接力达到预设值时，停止铆接冲头下压动作完成铆接。

在一个实施例中，所述压力测量装置22还包括控制面板，所述控制面板用于获取压力测量装置22采集的测量信息，并根据所述测量信息绘制所述冲孔力和所述铆接力的曲线，自动记录每次所述冲孔力和所述铆接力的最大值。

在一个实施例中，所述监控单元还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于监控操作位置的状态，当有异物位于安全范围内，则无法进行冲孔或铆接操作。

在一个实施例中，自动铆接设备还包括升降单元，所述升降单元包括动力机构、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构和支撑支脚，所述第一传动机构的传动方向沿第一方向，所述第二传动机构的传动方向沿第二方向，所述第三传动机构的传动方向沿第三方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一方向沿所述动力机构的传输方向，第三方向沿所述支撑支脚的方向。

在一个实施例中，所述动力机构包括电机和联轴器，所述第一传动机构包括第一转换器和第一传动杆，所述第二传动机构包括第二转换器和第二传动杆，所述第三传动机构包括第三转换器，所述电机通过所述联轴器与所述第一转换器连接，所述第二转换器通过所述第一传动杆与所述第二转换器连接，所述第三转换器通过所述第二传动杆与所述第二转换器连接，所述支撑脚连接于第三转换器下方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

根据本申请实施例提供的技术方案提出了一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备，包括设于机台上的铆钉送料单元和执行单元；所述铆钉送料单元包括铆钉储罐、铆钉送料机构及下料流道，将铆钉储罐中的铆钉从漏口逐一排出，铆钉送料机构用于将排出的铆钉通过所述下料流道入口逐一送至底部的铆接位置；所述执行单元包括冲孔机构和铆接机构，冲孔机构完成热控多层的冲孔加工，铆接机构实现铆钉、接地线和热控多层的铆接固定。本发明通过自动冲孔、铆钉自动下料、自动铆接等方式完成航天器热控多层接地线的自动铆接，并且铆接过程中可量化控制铆接力，控制铆接效果，大大提升了铆接效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例航天器热控多层用接地线自动铆接设备的结构示意图；

图2是本发明实施例安装架及其上设置机构的结构示意图；

图3是本发明实施例铆钉送料单元的结构示意图；

图4是本发明实施例排序机构的结构示意图；

图5是本发明实施例铆钉送料机构的结构示意图；

图6是本发明实施例机台及其上设置机构的结构示意图；

图7是本发明实施例航天器热控多层接地线铆接过程示意图。

图中：1-铆钉送料单元，11-铆钉储罐，111-振动盘，112-螺旋形轨道，1121-进料端，1122-出料端，12-下料流道，13-铆钉送料机构，131-推料气缸，132-推料抓手，1321-槽，133-固定件，1331-空腔，1332-接料槽，2-监控单元，21-图像采集装置，22-压力测量装置，23-控制面板，3-执行单元，31-气缸，32-冲孔冲头，33-铆接底座，34-铆接冲头，35-冲孔底座，4-升降单元，41-电机，42-联轴器，43-第一转换器，44-第一传动杆，45-第二转换器，46-第二传动杆，47-第三转换器，48-支撑支脚，5-机架，51-机台，52-安装架，6-铆钉，7-接地线，8-热控多层，9垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，热控多层是航天器上的一类柔性产品，安装在航天器及设备表面，它直接影响到航天器的温度控制及在轨运行效果。热控多层用接地线可保证热控多层与航天器等电位，防止因电位差引起放电损伤航天器。面对多层制造数量和难度的不断增加，使用手锤、冲头手工铆接的传统模式严重影响了航天器热控多层制造的效率和质量一致性水平，是航天器热控多层制造过程中亟待解决的难题之一。

因此，如何提高接地线的铆接效率和铆接质量将成为本申请的改进方向。本发明的基本构思是提供一种航天器热控多层用接地线自动铆接设备，包括铆钉送料单元和执行单元；所述铆钉送料单元将铆钉逐一送至铆接位置，所述执行单元包括冲孔机构和铆接机构，冲孔机构完成热控多层的冲孔加工，铆接机构实现铆钉、接地线和热控多层的铆接固定。能够完成航天器热控多层接地线的自动铆接，并且铆接过程中可量化控制铆接力，控制铆接效果，大大提升了铆接效率。

如图1至图7所示，其示出了本发明的航天器热控多层用接地线自动铆接设备。

如图1和图2所示，自动铆接设备包括铆钉送料单元1和执行单元3。所述铆钉送料单元1包括铆钉储罐11、铆钉送料机构13及下料流道12，所述铆钉储罐11能够旋转将放置其中的铆钉6从所述铆钉储罐11的漏口逐一排出，所述铆钉送料机构用于将排出的铆钉逐一送至所述下料流道12入口，铆钉6自动沿所述下料流道12滑至底部的铆接位置。

如图3至图5所示，铆钉储罐11内设有排序机构，排序机构包括振动盘111，在振动盘内壁设置有螺旋形轨道112，螺旋形轨道112的进料端1121位于振动盘111的底端，螺旋形轨道112的出料端1122位于振动盘111的顶端并延伸出振动盘111的外侧。

如图3，铆钉送料机构13，包括推料气缸131和推料抓手132。推料抓手132固定在推料气缸131的缸杆上，推料抓手132开设有用于容纳物料的槽1321。在本方案中，推料气缸131推动推料抓手132在螺旋轨道的出料端和下料轨道的进料端之间移动，推料抓手132接收从螺旋轨道112的出料端送出的物料送至下料流道12的进料端。

进一步，铆钉送料机构13还包括一个固定件133，将推料气缸131于固定件133固定，固定件内部开设有容纳推料抓手132的空腔1331，固定件133开设有与推料抓子的槽相配合的接料槽1332，推料气缸131带动推料抓于132在空腔内运动。在本方案中，固定件133一方面用于固定驱动机构，另一方面对推料抓手起到导向和保护作用。推料抓子和固定件间隙配合，一方面使得结构紧凑，另一方面对推料抓手132可以起到更好的导向作用。

其中，固定件133的接料槽1331位于螺旋轨道112的出料端1122的下方，固定件133与下料流道12固定连接，固定件133底部开设有与下料流道12连通的通孔233，推料抓手132从螺旋轨道的出料端接收物料后，推料气缸拉动推料抓手132运动，当推料抓手的槽1321运动至通孔1333时，物料从通孔掉下到下料轨道3。

参见图1、图2以及图6，所述执行单元3包括气缸31、冲孔机构和铆接机构，两者共用同一气缸31作为动力；所述冲孔机构包括冲孔冲头32和冲孔底座35，通过所述冲孔冲头32与所述冲孔底座35的圆孔配合完成热控多层8用接地线的铆接孔加工；所述铆接机构包括铆接冲头34和铆接底座33，所述铆接底座33用于定位接地线7、热控多层8和垫片9，所述铆接冲头34下冲过程中自动穿过所述下料流道12底部的铆钉6和铆接底座33上的接地组件、热控多层8和垫片9，完成铆钉6翻边铆接。

所述机架5包括机台51和设于机台51上的安装架52，铆钉储罐11设置在安装架52上，下料流道12与铆钉储罐11连通，送料机构设于铆钉储罐11内。气缸31同样设于安装架52上，能够在安装架52的高度方向上上下移动，铆接底座33和冲孔底座35自上而下设于气缸31下方，铆接底座33设于安装架52上，冲孔底座35设于机台51上。需要说明的是，机台51用于放置电控系统并提供热控多层8操作放置台面，机台51的台面尺寸为950mm×650mm。

自动铆接设备的工作过程分为三种模式，即一直冲孔，一直铆接和冲孔与铆接切换。通过所述气缸31能够平移往返于所述冲孔机构和所述铆接机构实现铆接模式和冲孔铆接的模式切换，所述模式切换的时间＜1s。作为一种可实现方式，冲孔和铆接操作通过脚踏开关实现。铆接过程每消耗一个铆钉6，所述铆钉送料机构会进行铆钉补充；所述铆钉送料机构能设定铆钉的下料数量，当所述下料数量达到设定值，所述铆钉储罐11停止旋转，所述铆钉储罐11的漏口不再排出铆钉。

在一个实施例中，自动铆接设备还包括监控单元2，所述监控单元2包括压力测量装置22，所述压力测量装置22包括设于所述气缸31下方的压力传感器，所述压力传感器实时测量冲孔力和铆接力，当所述铆接力达到预设值时，停止铆接冲头34下压动作完成铆接。铆接力的控制精度优于1N。

所述监控单元2还包括图像采集装置21，所述图像采集装置21用于监控操作位置的状态，当有异物位于安全范围内，则无法进行冲孔或铆接操作。需要说明的是，安全范围为以铆接或冲孔部位为中心50mm×50mm的矩形，并可根据铆接或冲孔的切换自动调整安全范围。需要说明的是，图像采集装置21的图像采集结果也可以通过控制面板的屏幕显示。

优选的，所述压力测量装置22还包括控制面板23，所述控制面板23用于获取压力测量装置22采集的测量信息，并根据所述测量信息绘制所述冲孔力和所述铆接力的曲线，自动记录每次所述冲孔力和所述铆接力的最大值。需要说明的是，压力的曲线可以通过控制面板的屏幕显示，铆接力的预设值通过控制面板来设定，安全范围的区域通过控制面板来设定。

在一个实施例中，自动铆接设备还包括升降单元4，升降单元4设于机台的下方，通过升降单元4驱动自动铆接设备整体的升降，以适应不同高度的工作工况，可调整起升范围为0-150mm。此外，通过控制面板控制升降单元4的升降。

所述升降单元4包括动力机构、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构和支撑支脚48，所述第一传动机构的传动方向沿第一方向，所述第二传动机构的传动方向沿第二方向，所述第三传动机构的传动方向沿第三方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一方向沿所述动力机构的传输方向，第三方向沿所述支撑支脚48的方向。

具体地，所述动力机构包括电机41和联轴器42，所述第一传动机构包括第一转换器43和第一传动杆44，所述第二传动机构包括第二转换器45和第二传动杆46，所述第三传动机构包括第三转换器47，所述电机41通过所述联轴器42与所述第一转换器43连接，所述第二转换器45通过所述第一传动杆44与所述第二转换器45连接，所述第三转换器47通过所述第二传动杆46与所述第二转换器45连接，所述支撑脚连接于第三转换器47下方。

另外，为了便于整个装置的移动，机台51的下方四个角上分设有一个滚轮，通过滚轮与地面相对转动带动整个装置移动，方便且省力。

为便于对本发明的理解，下面结合实施例中航天器热控多层用接地线自动铆接设备的产生过程具体结构，对本发明提供的航天器热控多层用接地线自动铆接过程进行举例说明。

如图7所示，结合本发明各个部件对航天器热控多层用接地线自动铆接设备的工作过程进一步说明。利用升降单元4进行自动铆接设备高度的调整以便达到舒适的操作高度，铆钉送料单元1自动将铆钉输送至铆接位置，将热控多层8接地组件放置于执行单元3的冲孔底座35上，踩踏脚踏开关完成冲孔，执行单元3通过所述气缸31平移至铆接机构切换至铆接模式，将接地组件放置于执行单元3的铆接底座33上，踩踏脚踏开关完成接地组件的穿插铆接。整个过程通过监控单元2进行安全性监控和铆接力的反馈。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。