[发明专利]用于确定紧固件压力机的最优插入力的方法

说明书

相关申请

本专利申请涉及2008年9月10日提交的、发明名称为“用于螺旋压力机的 双力压头驱动装置”、序列号12/207,925的共同未决的专利申请，和2007年9 月14日提交的、发明名称为“用于紧固件压力机的设定系统”、序列号60/972,436 的临时专利申请，以及2007年9月14日提交的、发明名称为“用于螺旋压力机的 双力压头驱动装置”、序列号60/972,447的临时专利申请，这里要求它们作为优 先权。

技术领域

本发明涉及紧固件压力机，它采用伺服电机以精确控制压头位置。更具体地， 本发明涉及用于对齿啮式紧固件的给定压入确定最优插入力的一种自动系统。

背景技术

齿啮式紧固件的两个主要特征与将它们保持在通常是金属板材的基质材料中 有关。它们是换置器(displacer)和流动槽(undercut)。将齿啮式紧固件压入到 基质材料是将紧固件的换置器按压到基质材料中的工序。然后基质材料的被换置的 体积被默认推到齿啮式紧固件的流动槽中，从而将它保留在板材中。由于紧固件的 换置器的几何形状，在所述按压工序的过程中需要不同的力以将齿啮式紧固件按压 到基质材料中。在按压工序的过程中所需要的力是变化的，但在恰当就位时所需的 力有一个即时和突然的增加以继续按压。如果力已经增大到超出了恰当插入的点， 会导致过插入，且其效果通常是齿啮式紧固件和/或基质材料的扭曲。如果按压力 不足，则结果是欠安装且通常齿啮式紧固件的保持值会减少。

目前，为紧固件选择恰当的插入力仅限于两种方案。第一个方案是从力表中 选择一个力，其中力按照紧固件尺寸、类型和将要插入紧固件的基质材料的种类分 为四类。这些类别是非常概括性的，只提供一个估计的力。该估计的力是进行工作 的基线，然后通过试错方法得出理想的力。试错方法包括以预先选择的力进行按压， 然后调整后续插入的力以确定最优的力。确定恰当插入力的第二种方法是将压头与 在基质板材上恰当放置的紧固件接触，然后逐步增加力，直到获得所需的插入结果。 同样，这通常需要反复试验以取得期望的效果，且需要高超的操作技能，如果需要 快速、高效地进行的话。这使得第二种方案比较昂贵。无论使用哪种方案，然后都 记录最优的力，且该批次中所有的后续紧固件压装都用该力安装。

因此，在现有技术中需要一种可靠的系统，它能够准确可靠地确定紧固件压 力机中的恰当插入力。另一个需求是一种准确和可靠的确定恰当插入力的工序，它 可以自动进行，使得只需要最少的操作技能。

发明内容

本发明被设计用于满足现有技术的上述需求，它消除了对力进行分类的需要， 也不需要通过试错方法来确定恰当的插入力。与机电线性驱动器中使用的伺服技术 和如应变计的测力装置相结合，在插入过程中监测插入数据。最优的插入力通过数 学算法在准备设定操作的过程中确定，其中在准备设定操作中通过指定的紧固件压 力机安装样品紧固件。这样的压力机例如是由宾科工程和制造公司(Penn Engineering and Manufacturing Corp.)生产和出售的Pemserter 3000系列压入 安装机，如图1所示，它是冲压机4，包括一个C型框架1，所述框架支撑被压头 3往复地冲击的一个铁砧2。

更具体地说，本申请人发明了一种用于确定将齿啮式紧固件压入到基质材料 中的最优插入力的方法，包括从所有同类型紧固件的一个批次中选择一样品紧固件 的步骤和在紧固件压力机的设定操作的过程中监测将紧固件压入到基质材料中的 时间、插入速度和插入力的步骤。设定操作包括选择在整个安装过程中将维持的一 个插入速度，与所需的力无关。接下来，执行设定操作以测量在压装工序的过程中 保持选定的插入速度所需的力。在该工序的过程中，将插入力和所用的插入时间相 比较以获得一个力斜率。记录力斜率突然增加的点，然后使用该点作为所述批次中 其它紧固件的压装力。

因此，本发明的一个目的是提供一种紧固件插入压力机，它具有用于确定紧 固件的恰当插入力的自动工序，其可以应用于几乎所有紧固件/基质材料组合。本 发明的另一个目的是提供一种自动的插入力确定系统，它可以由较少技能的操作者 快速和有效地执行。