随着汽车制造商越来越多地使用铝、复合材料和其他轻量化材料,他们发现,点焊等可靠的连接方法变得越来越没用。

美国铝业紧固系统和环部的高级设计工程师特洛伊·皮尔斯说:“多年来,工程师们在设计紧固件时都倾向于焊接。“现在他们需要连接不同的金属,这是一个巨大的推动力,设计紧固件,特别是结构盲紧固件,回到他们的产品中。”

它不仅仅是摔跤的汽车制造商也是如此。重型卡车,白色商品,拖拉机和其他大型装配制造商也正在寻找加入不同材料的方法。例如,John Deere最近推出了一种由铝和高强度钢制成的喷雾器吊杆。它与来自Alcoa的结构盲系紧固件组装。

“我们最近没有发布了很多新的紧固件,但我们正在进入很多新市场,”皮尔斯说。“我们正在进入更多的汽车应用。我们正在进入太阳能电池板制造和基础设施应用,如[手机塔]。这是一个令人兴奋的几年。“

虽然新的技术,如流钻螺丝,甚至结构粘合剂,已经引起了混合材料装配的注意,工程师们开始重新熟悉盲铆钉。事实上,一些制造商在许多应用中使用结构盲孔紧固件来补充结构粘合剂。铆钉提供结构强度和固定的部分,而粘合剂固化。

“当人们想到铆钉时,他们想到了他们在五金店购买的便宜,非结构铆钉,”他说。“但非结构铆钉和高强度结构铆钉之间存在巨大差异。”

例如,美国铝业哈克BOM结构抽芯铆钉具有很高的抗剪强度,抗拉强度和抗振动性能。0.1875英寸紧固件的抗剪强度为2800磅,抗拉强度为1800磅。它的抓地力范围小至0.093至0.156英寸或大至0.72至0.781英寸。0.75英寸的紧固件产生的抗剪强度为45100磅,抗拉强度为29100磅。它的抓地力范围小至0.251至0.5英寸,大至1.001至1.25英寸。

BOM铆钉像任何其他盲扣一样安装,但在紧固件的正面有一个额外的压模动作。将紧固件插入孔中,安装工具滑过销尾。按下扳机,工具就会拉动销尾。该紧固件有一个独特的衣领设计,“站立”的模压行动,直到最大允许球在背面形成。

继续拉动步长者将工件拉到一起,锻造砧座克服了支架并沿着套环的长度移动,将套环牢固地锁定到销钉。一旦衣领进行锻造,销打破,留下高强度,抗振动接头。

自动铆接

结构抽芯铆钉需求的增加反过来刺激了安装工具的创新。用于安装抽芯铆钉的半自动设备——带有自动送铆钉功能的手持式工具——早已问世。然而,完全自动化的系统却很难得到。

现在,系统集成商ARM自动化公司推出了roborivet,这是一种全自动机器,将钻孔和铆接工具组合成一个单一、紧凑的组件,可以安装在支柱、龙门或六轴机器人上。

大约面包盒大小,机器人铆钉自动安装结构抽芯铆钉的应用,如汽车,卡车,拖车和轨道车组装。

ARM自动化业务发展副总裁Derek Black说:“我们的目标是需要比传统手工工具更多的大批量应用。”“在大批量应用中,手动工具在可靠性和占空比方面都达不到标准。一些制造商安装了数以百万计的铆钉,所以我们的设备设计得坚固、安全、可靠。”

该系统可以容纳直径高达0.3125英寸的铆钉。几乎可以使用系统安装任何类型的结构盲紧固件:长或短;宽或薄;桁架头或柜台头。

布莱克说:“我们可以在同一个头上安装多种类型的紧固件,只要它们有相似的针尾。”“所以,如果一个组装需要三种不同的紧固件,我们可以在我们的供应站设置三个馈线,按顺序将它们馈线到枪上。”

或者,一个馈线可以提供多达四个铆钉工具与相同的紧固件。

该系统的工作方式如下:机器人将Robo-Rivet定位在紧固位置。(每个孔位置需要约1英寸的间隙。)然后,主轴延伸以在部件中钻孔。主轴可以转到高达24,000 rpm。芯片收集和钻孔冷却是可选的。

布莱克指出:“我们没有使用机器人的动作来钻井。”“机器人定位工具,工具扩展钻头。这是一个纯线性运动。六轴机器人很好,但它们不擅长线性运动。”

一旦钻好了孔,机器人就会对工具进行分类,以便安装铆钉。在这里,机器人铆钉,而不是机器人,推进铆工到工件。然后铆工将一个铆钉插入孔中并固定它。

整个过程只需要5秒钟。“如果需要的话,我们可以缩短到4秒,但这取决于应用程序,”布莱克说。

在钻孔期间,系统测量主轴的扭矩并验证芯片收集。在铆接期间,系统测量零件上的接触力和设置铆钉所需的拉力。它还验证了已经收集了花费的心轴。钻头和铆钉轴都是伺服控制的并提供力反馈和故障检测。

此外,供应支架的视觉系统在排出馈线时检查每个铆钉。

布莱克将他的技术视为机器人点焊和自穿孔铆钉或流动钻孔螺钉自动安装的竞争对手。roborivet已经被一家汽车OEM和一家重型卡车制造商所使用。

他说:“我们不是在发明一种新工艺。”“我们正在自动化一个已经存在了很长时间的过程。盲扣在过去的几年里受到了冷遇,但在今天的许多应用中,它们还是很有意义的。它们具有良好的夹紧性、良好的剪切性能,而且是结构紧固件。”

要观看机器人铆钉的视频,请点击http://tinyurl.com/p2x7jjp

新工具

虽然像机器人铆钉这样的技术已经吸引了人们的注意,但手持电动工具也没有被忽视。

4月,S-B Industries Inc.介绍了BZ103A和BZ123A气动铆接工具到北美市场。通过VVG紧固件在德国设计和制造,铆钉由铸铝制成,并在高强度树脂中包裹在艰难环境中的耐用性。四个无孔管方便地存储在工具的底部。

BZ103A重3.9磅,笔画为18毫米。它接受直径达3.4毫米的芯轴。它能产生11700牛顿的拉力,可以安装直径为2.4 - 5毫米的铝铆钉,直径为3 - 5毫米的钢、不锈钢和铜铆钉。

BZ123A重5.1磅,冲程为25毫米。它接受直径达4.8毫米的芯轴。它能产生18700牛顿的拉力,可以固定直径4到8毫米的铝和钢铆钉。它设置不锈钢铆钉直径4至6.4毫米和铜铆钉直径4至6毫米。

铆钉具有由“能友友好”的真空系统供给的高容量心轴收集器。操作员可以通过在工具底部转动旋钮来调节用于喷射熔花心轴的空气。真空可以一直在一直;它可以间歇地运行(每组1到5秒间隔);或者,当工具空闲时,它可以关闭。

S-B工业公司销售和营销副总裁Michael Mervis说:“许多铆接工具使用真空收集系统,但与此相关的成本很高。该功能降低了工具的运营成本。”

遵循螺丝刀和螺丝刀的趋势,现在有许多铆钉以无绳型号。S-B Industries,Gesipa USA,Alcoa和Vega Tool Corp.所有提供无绳工具。

“无线铆接工具已经存在了很长时间,但坦率地,直到现在,该技术没有达到与无绳螺丝刀和营养器相同的可靠水平,”莫里斯说。“我们现在在那里。事实上,我们有许多客户已经与他们的压缩空气系统一起完成并采取了植物的气动工具。“

这款由S-B工业公司生产的VT400 Rivdom无绳铆钉由14.4伏的锂离子电池供电,充电时间不到一小时。该工具具有2023磅的牵引力和21毫米的冲程,可安装铝、钢、不锈钢和铜抽芯铆钉,直径可达4.7毫米。没有电池,这个工具重3.39磅。它接受直径达3.4毫米的芯轴。

“我们将在今年年底之前提供无绳铆钉螺母塞子,”羊毛杆菌添加。

专家表示,铆接工具的下一个大趋势将是防错和数据收集。装配工需要能够计算废芯轴、测量夹紧压力和拉力的工具。虽然这种技术已经问世一段时间了,但还没有被广泛采用。

“汽车行业对数据报告的需求很大,”Mervis说。“但是,就像无线技术一样,铆接工具在数据收集方面姗姗来迟。”