具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备的制作方法

1.本发明涉及一种自动化生产设备，特别是涉及一种具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备。


背景技术：

2.随着劳动力成本提升，企业于生产制作工艺内导入自动化生产设备，取代劳动密集的人工操作。自动化生产设备所带来的经济效益，俨然成为创造企业价值与提升产业竞争力的关键之一。举例来说，自动化生产设备应用在生产线整合冲压制作工艺、组装，针对繁琐的加工处理程序，通过制作工艺整合进行高效率的控管。
3.对于程序加工处理来说，由于每阶段制作工艺的操作都会直接影响到产出的成果，若全仰赖人工对每阶段的制作工艺做分别管理，更换生产线的等待期及在途存货往往会降低营运效率与垫高成本及交货期拉长，因此整合不同的制作工艺加工程序可说是自动化生产顺畅的成败关键。
4.举例来说，薄板状的卷料从模具的进料端送入后，经由冲压工站完成所需的形状的半成品，之后续加工必须转移更换至其他工站设备进行后续的加工工程，以单工站而言，仅能作一次加工工程，因随加工工程越多所需要的生产线也随之增加，频繁更换产线造成成本高、加工过程冗长以及无法提升生产效率的问题。


技术实现要素：

5.本发明的一目的在于提供一种具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备，用以解决以上先前技术所提到的困难。
6.本发明的一实施例提供一种具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备。自动化生产设备包括一钣金料带送料装置组、一连续冲压模具组与一铆钉提供机构。钣金料带送料装置组用以沿一料带前进方向连续输送一料带，并使料带每次前进一步距单位至一准确位置。连续冲压模具组包含一冲压上模座与一冲压下模座。冲压下模座包含一下模板、一料带避位槽、一滑动块与一引导槽。料带避位槽位于下模板上，以供放置料带。滑动块可滑移地位于料带避位槽上。引导槽形成于滑动块的一侧面，且沿一冲压行程方向接通所述料带避位槽。冲压上模座包含一上模夹板、一拨杆与一铆合冲头。拨杆与铆合冲头分别位于上模夹板上。铆钉提供机构连接滑动块，用以将多个铆钉逐一送入引导槽内。当冲压上模座沿冲压行程方向移至冲压下模座时，钣金料带送料装置组停止推送料带，且冲压上模座朝所述料带前进方向推动滑动块，使得引导槽内的其中一铆钉同轴对准拨杆，拨杆将引导槽内的此铆钉送至料带，以供铆合冲头后续将此铆钉冲压至料带上。
7.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，铆钉提供机构包含一料斗、一铆钉输送轨道及一振动机模块。料斗用以存放这些铆钉于其中。铆钉输送轨道分别连接料斗与滑动块。振动机模块连接料斗与铆钉输送轨道，用以输出能够将这些铆钉经由铆钉输送轨道逐一送至引导槽的振动能。
8.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，振动机模块包含一圆振式振动模块与一直振式振动模块。圆振式振动模块实体接触料斗的一底部，用以对料斗输出一垂直振动能。直振式振动模块实体接触铆钉输送轨道，用以对铆钉输送轨道输出一水平振动能。
9.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，钣金料带送料装置组包含一钣金料带卷支架与二钣金送料滚轮。钣金料带卷支架捆绕料带的一部分。此二钣金送料滚轮位于钣金料带卷支架与连续冲压模具组之间，用以将料带夹合于这些钣金送料滚轮之间。这些钣金送料滚轮彼此反向转动以连续地推动料带，且这些钣金送料滚轮每次于一时间间隔等距地推动料带前进所述步距单位。
10.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，冲压下模座包含一止挡块、一滑块侧挡板、一弹性元件与一横轴柱。滑块侧挡板位于下模板上，且介于止挡块与滑动块之间。滑块侧挡板与滑动块之间具有一空隙，且滑动块具有一面向空隙的引导斜面。弹性元件抵接止挡块与滑块侧挡板。横轴柱贯穿滑块侧挡板。横轴柱的二相对端分别固接滑动块与止挡块。冲压上模座还包含一推块。推块位于上模夹板上，拨杆位于推块与铆合冲头之间。当推块伸入空隙时，推块沿着引导斜面推动滑动块朝料带前进方向滑动，使得止挡块与滑块侧挡板压缩弹性元件，且滑动块的此侧面抵靠铆钉提供机构上的其中一铆钉。
11.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，冲压上模座还包含一压板本体、一曲柄转轴、一曲柄元件、一曲柄导块与一弹簧元件。压板本体固接上模夹板。曲柄元件通过曲柄转轴枢设于压板本体上。曲柄元件的一部分抵接拨杆，且曲柄元件的长轴方向相交冲压行程方向。曲柄导块可移动地位于上模夹板上，且抵接曲柄元件的另一部分。弹簧元件连接曲柄导块与压板本体。当冲压机带动压板本体下移，使得压板本体通过弹簧元件推动曲柄导块时，曲柄导块与压板本体压缩弹簧元件而储存一回复弹力。当引导槽同轴对准拨杆时，弹簧元件的回复弹力带动曲柄导块上升，使得曲柄导块转动曲柄元件一摆动角度，并使曲柄元件的此部分下压拨杆，以致此铆钉被送至料带上。
12.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，冲压上模座还包含多个冲刀。这些冲刀位于该下模板上，且沿料带前进方向依序排列，用以对料带的不同位置进行冲切，以依序完成多个工件。
13.依据本发明一或多个实施例，在上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备中，每个工件被设计是由多种冲压工序于料带上所依序成形，且这些冲刀分别用以于料带上同时执行这些冲压工序。
14.依据本发明一或多个实施例，上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备进一步包括一贴片装置。贴片装置连接连续冲压模具组，用以对工件贴附一绝缘片。
15.依据本发明一或多个实施例，上述的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备进一步包括一搬移装置。搬移装置用以将贴附有绝缘片的工件装入一箱体中。
16.如此，通过以上各实施例的所述架构，本发明不仅能够降低生产线配置成本，同时也能够提升加工过程及提升生产效率。
17.以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的
功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
18.为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
19.图1为本发明一实施例的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备的示意图；
20.图2为本发明一实施例的自动化生产设备的连续冲压模具组与铆钉提供机构的立体图；
21.图3为图2的连续冲压模具组的上/下模分解图；
22.图4为图2的铆钉提供机构于另一视角的立体图；
23.图5a与图5b为图2的冲压上模座的推块推动冲压下模座的滑动块的操作示意图；
24.图6a为图5a的正视图；
25.图6b为图5b的正视图；
26.图7a为图2的送钉机构的立体图；
27.图7b为沿图7a的线段aa所制成的局部剖视图；
28.图8为图7a的送钉机构的操作剖视图；以及
29.图9为本发明一实施例的自动化生产设备的搬运包装装置的示意图。
30.符号说明
31.10:自动化生产设备
32.100:钣金料带送料装置组
33.110:钣金料带卷支架
34.120:整平机
35.130:钣金送料滚轮
36.200:冲压连续模块
37.210:冲压上模座
38.211:上模夹板
39.212:拨杆
40.212a:拨杆通道
41.213:铆合冲头
42.214:推块
43.220:冲压下模座
44.221:下模板
45.222:料带避位槽
46.223:凸模板
47.224:贯孔
48.225:凹槽
49.230:滑动块
50.231:引导槽
51.232:引导斜面
52.233:侧面
53.240:料带浮升导料梢
54.241:导料梢
55.250:冲刀
56.260:滑块侧挡板
57.270:弹性元件
58.280:横轴柱
59.281:止挡块
60.290:空隙
61.300:铆钉提供机构
62.310:料斗
63.311:顶部
64.312:底部
65.313:螺旋轨道
66.320:铆钉输送轨道
67.330:振动机模块
68.331:圆振式振动模块
69.332:直振式振动模块
70.400:预铆送钉装置
71.410:压板本体
72.420:曲柄转轴
73.430:曲柄元件
74.431:第一部分
75.432:第二部分
76.430l:长轴方向
77.440:曲柄导块
78.450:弹簧元件
79.500:贴片装置
80.510:滚轮
81.600:搬移装置
82.610:载盘周转机
83.611:长臂
84.612:吸盘
85.620:机械手臂
86.621:抓取件
87.700:控制单元
88.810:铆钉
89.811:首位铆钉
90.820:料带
91.830:工件
92.840:绝缘片
93.850:载盘
94.860:空载盘
95.870:箱体
96.a1:良品收集区
97.a2:空盘区
98.a3:载盘收集区
99.a4:箱体收集区
100.c:检验区
101.d1:料带前进方向
102.d2:冲压行程方向
103.d3:观察方向
104.r1:第一方向
105.r2:第二方向
106.p:枢轴
107.θ:摆动角度
具体实施方式
108.以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。
109.图1绘示依照本发明一实施例的具有钣金冲切与模内铆合的自动化生产设备10的示意图。图2绘示依照本发明一实施例的自动化生产设备10的连续冲压模具组200与铆钉提供机构300的立体图。图3绘示图2的连续冲压模具组200的分解图。如图1至图3所示，此自动化生产设备10包括一钣金料带送料装置组100、一连续冲压模具组200与二铆钉提供机构300。钣金料带送料装置组100沿一料带前进方向d1连续地推送一料带820(例如钣金料带等)，并带动料带820每次前进一步距单位。连续冲压模具组200包含能够彼此闭合的一冲压上模座210与一冲压下模座220，意即，冲压机带动冲压上模座210与冲压下模座220能够重复地进行闭模与开模动作。冲压下模座220包含一下模板221、一凸模板223固定二滑动块230(如图5a)。料带避位槽222位于凸模板223上，以供通过料带820。每个滑动块230的一侧面都形成至少一引导槽231，此引导槽231沿一冲压行程方向d2接通下方的料带避位槽222。冲压上模座210包含一上模夹板211、二铆合冲头213与二推块214。铆合冲头213及推块214分别位于上模夹板211上，铆钉提供机构300分别连接滑动块230，用以将多个铆钉810逐一送入每个引导槽231内。如此，每当冲压上模座210向下朝冲压行程方向d2移至与冲压下模座220彼此闭模时，钣金料带送料装置组100停止推送料带820，且固定于冲压上模座210的推块214推动滑动块230，使得引导槽231内的其中一铆钉810正好同轴对准拨杆212，拨杆212将引导槽231内的此铆钉810送至料带820，以供铆合冲头213后续将此铆钉810冲压至料
带820上。反之，每当冲压机行程向上开模冲压上模座210上升至上位，推块214跟随上模回到上位，滑动块230回位，拨杆212上升复位离开引导槽231、铆合冲头213被带离料带820，且钣金料带送料装置组100继续推送料带820。
110.更具体地，钣金料带送料装置组100包含一钣金料带卷支架110、一整平机120与二钣金送料滚轮130。整平机120位于钣金料带卷支架110与钣金送料滚轮130之间。钣金料带卷支架110上，将料带820送入连续冲压模具组200内。此二钣金送料滚轮130位于钣金料带卷支架110与连续冲压模具组200之间，用以将料带820夹合于这些钣金送料滚轮130之间，并使料带820连续地朝料带前进方向d1前进。
111.在本实施例中，此二钣金送料滚轮130受到一动力装置(图中未示)的驱动，使得这些钣金送料滚轮130彼此反向转动，以便连续地朝料带前进方向d1推动料带820，而且这些钣金送料滚轮130于每一时间间隔(例如0.5-0.7秒)等距地推动料带820前进一个步距单位，然而，本发明不限于此。
112.此外，冲压下模座220还包含多个料带浮升导料梢240与一凸模板223。料带浮升导料梢240依序配置于下模板221上。每个料带浮升导料梢240具有二导料梢241，每个料带浮升导料梢240的二导料梢241分别接触料带820的二相对侧，使得料带820能够于导料梢241之间稳定地朝料带前进方向d1前进。凸模板223位于下模板221上，以供推块214与铆合冲头213分别通过对应的贯孔224进入凸模板223内，以推动滑动块230可滑动地位于凸模板223内。
113.再者，冲压上模座210还包含多个冲刀250。这些冲刀250位于下模板221上，且沿料带前进方向d1依序排列，用以对料带820的不同位置进行冲切，以依序完成多个工件830。在本实施例中，每个工件830被设计是由多种冲压工序于料带820上所依序成形。举例来说，上述工件830为一处理器支架(cpu bracket)，并且处理器支架是由包含冲孔、轮廓冲切及支架分离的多个冲压工序所依序完成。
114.由于连续冲压模具组200使用干式润滑防护剂与免清洗润滑剂以进行模具润滑功用，如此，冲压件在冲压过程中不致受到模具机械设备润滑油污染，进而不须将冲压件移出产线、使用专属设备清洗工件830脱脂及烘干。
115.更具体地，请一并参考图3及图4，铆钉提供机构300包含一料斗310、一铆钉输送轨道320及一振动机模块330。料斗310用以存放这些铆钉810于其中。铆钉输送轨道320的一端连接料斗310，另端伸入凸模板223的凹槽225内，且通过凸模板223连接滑动块230。振动机模块330连接料斗310与铆钉输送轨道320，用以输出振动能，以将这些铆钉810经由铆钉输送轨道320逐一送至引导槽231内。须了解到，由于这些铆钉810依据单列方式并连续无间隔排列于铆钉输送轨道320内，这些铆钉810将可以逐一地轮流被推入引导槽231内。
116.举例来说，料斗310内具有一螺旋轨道313。螺旋轨道313呈螺旋状地配置于料斗310内部，且螺旋轨道313的一端位于料斗310的底部312，螺旋轨道313的另端上升至料斗310的顶部311，且连接铆钉输送轨道320。振动机模块330包含一圆盘振式振动装置331与一直振式振动模块332。圆盘振式振动模块331实体接触料斗310的底部312，用以对料斗310输出一垂直振动能，通过垂直振动能的作用，能够将这些铆钉810导正和输送至铆钉输送轨道320。由于料斗310内的这些铆钉810受到这种振动而沿螺旋轨道313上升，且在上升的过程中，经过一系列轨道的校正排列，铆钉810能够按照组装铆合加工的方向要求呈统一状态自
动进入直列轨道位置。直振式振动模块332实体接触铆钉输送轨道320，用以对铆钉输送轨道320输出一振动能，通过振动的作用，能够将铆钉810自动有序定向排列整齐，且经由铆钉输送轨道320准确地逐一输送到引导槽231内。举例来说，圆盘振式振动装置331与直振式振动模块332分别为脉冲电磁铁，然而，本发明不限于此。
117.图5a与图5b绘示图2的推块214推动冲压下模座220的滑动块230的操作示意图。图6a绘示图5a的正视图。图6b绘示图5b的正视图。如图3与图5a所示，冲压上模座210更包含一推块214。推块214位于上模夹板211上。拨杆212位于推块214与铆合冲头213之间。冲压下模座220包含一止挡块281、一滑块侧挡板260、一弹性元件270(例如伸缩弹簧)与一横轴柱280。滑块侧挡板260位于下模板221上，且介于止挡块281与滑动块230之间。滑块侧挡板260与滑动块230之间具有一空隙290，且滑动块230具有一面向空隙290的引导斜面232。例如引导斜面232的斜度与冲压行程方向d2相隔出45度的夹角。弹性元件270套接于横轴柱280上，且弹性元件270的二端分别抵接止挡块281与滑块侧挡板260。横轴柱280贯穿滑块侧挡板260，且横轴柱280的二相对端分别固接滑动块230与止挡块281。
118.如图5a与图6a所示，当推块214沿着引导斜面232向下伸入空隙290时，推块214能够通过引导斜面232朝向料带前进方向d1推动滑动块230，进而让引导槽231内的铆钉810能够横向滑动(图5b与图6b)。此时，不仅让引导槽231内的其中一铆钉810正好同轴对准拨杆212，更让滑动块230的引导槽231内的铆钉810与铆钉输送轨道320内的首位铆钉811分离，改由滑动块230的侧面233抵靠铆钉输送轨道320内的首位铆钉811，进而避免铆钉输送轨道320内的首位铆钉811掉入冲压下模座220内(图5b)。同一时间下，止挡块281与滑块侧挡板260开始压缩所述弹性元件270，而储存一回复弹力。
119.反之，当冲压模具组200行程向上，使得冲压上模座210行程向上离开冲压下模座220，使得推块214被冲压上模座210带离空隙290时，弹性元件270的回复弹力开始拉回滑动块230且让空隙290缩小时，滑动块230的引导槽231能够横向贴齐铆钉输送轨道320滑动对位，与铆钉输送轨道320内的首位铆钉811对齐，以接收铆钉输送轨道320内的首位铆钉811。(如图5a与图6a)。
120.图7a绘示图2的预铆送钉装置400的立体图。图7b绘示沿图7a的线段aa所制成的局部剖视图。图8绘示朝一观察方向d3观察图7a的预铆送钉装置400的操作剖视图。如图2与图7a所示，冲压上模座210还包含二预铆送钉装置400。每个预铆送钉装置400包含一压板本体410、一曲柄转轴420、一曲柄元件430、一曲柄导块440与一弹簧元件450。压板本体410固接冲压上模座210。曲柄元件430通过曲柄转轴420枢设于压板本体410上，其中曲柄元件430包含一第一部分431与一第二部分432，曲柄转轴420位于曲柄元件430的第一部分431与第二部分432之间。曲柄元件430的第一部分431抵接拨杆212，且曲柄元件430的长轴方向430l相交冲压行程方向d2。曲柄导块440可移动地位于冲压上模座210的上模夹板211上，且抵接曲柄元件430的第二部分432。弹簧元件450连接曲柄导块440与压板本体410。
121.如图7a与图8所示，同时曲柄压板本体410在冲压模具组200的作用下带动曲柄导块做往复运动，推动曲柄元件430以曲柄转轴420为圆心摆动，曲柄元件430在摆动时推动拨杆212，用于推送铆钉进入料带820的铆钉孔并进行预铆，压板本体410通过弹簧元件450向下推动曲柄导块440时，曲柄导块440与压板本体410压缩弹簧元件450而储存一回复弹力。同时，滑动块230的引导槽231相对位置横向滑动至对齐拨杆212下方，让引导槽231内的铆
钉810正好同轴对准拨杆212，且冲压上模座210尚未回复原位时，弹簧元件450的回复弹力开始带动曲柄导块440上升，使得曲柄导块440朝第一方向r1转动曲柄元件430一摆动角度θ，导致曲柄元件430的第一部分431下压拨杆212，让拨杆212通过拨杆通道212a将引导槽231内的铆钉810送至料带820上，并且进入料带820的铆钉孔。反之，当冲压上模座210行程向上，使得压板本体410与拨杆212被惯性送回原位时，拨杆212使曲柄元件430朝第二方向r2转动同一摆动角度θ。
122.图9绘示依照本发明一实施例的自动化生产设备10的搬移装置600的示意图。如图1与图9所示，自动化生产设备10包括一贴片装置500与一搬移装置600。贴片装置500连接连续冲压模具组200，且位于搬移装置600与连续冲压模具组200之间，用以对上述每一工件830贴附一绝缘片840。在本实施例中，贴片装置500包含一送料机械手，通过滚轮510将绝缘片840贴附至工件830上，且绝缘片840例如为聚酯薄膜(mylar)等类似元件。搬移装置600用以将贴附有绝缘片840的工件830依序装入一载盘850内。直到多个工件830装满载盘850后，搬移装置600再将此载盘850移至一箱体870中。直到多个载盘850装满箱体870后，搬移装置600再将此箱体870移至配送区。
123.在本实施例中，搬移装置600包含一载盘周转机610与一机械手臂620。载盘周转机610通过一枢轴p1可枢转地设置于现场，载盘周转机610的其中一长臂611的吸盘612能够抓取并移动工件830。机械手臂620通过另一枢轴p2可枢转地设置于现场，机械手臂620的一抓取件621能够将一空载盘860从一空盘区a2移至载盘收集区a3，以及将装满工件830的载盘850从载盘收集区a3移至箱体收集区a4的箱体870内。
124.如此，待贴附有绝缘片的工件830(后称完成工件830)在检验区c经检测无误后，完成工件830将可被送至良品收集区a1内。接着，载盘周转机610的吸盘612能提起完成工件830，且能够绕着枢轴p1旋转，使得完成工件830从良品收集区a1移至载盘收集区a3的一载盘850内。直到载盘850内装满特定数量的完成工件830后，机械手臂620能够绕着枢轴p2旋转，使得机械手臂620的抓取件621将装满工件830的载盘850从载盘收集区a3移至箱体收集区a4的箱体870内，同时，机械手臂620的另一抓取件621将一空载盘860从一空盘区a2移至载盘收集区a3。
125.此外，自动化生产设备10还包括一控制单元700，控制单元700连接铆钉提供机构300的振动机模块330、钣金料带送料装置组100的动力装置、连续冲压模具组200、搬移装置600的载盘周转机610与机械手臂620。控制单元700能够控制振动机模块330、钣金料带送料装置组100的动力装置、连续冲压模具组200、搬移装置600的载盘周转机610与机械手臂620分别在合适的时间点下匹配地作动。控制单元700例如为一可编程逻辑(programmable logic controller，plc)控制器。
126.如此，通过以上各实施例的所述架构，本发明不仅能够降低生产线配置成本，同时也能够提升加工过程及提升生产效率。
127.最后，上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，都可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。