SPR设备技术规范

一、目的

1、本规范是为了进一步延伸我之前写的焊装连接技术——Clinch连接技术。

2、通过本规范的制定，提供一个平台化的技术规范以辅助供应商进行SPR设备的设计、制造，让大家在开标、规划生产线的时候参考。

3、降低设备整体成本并提高设备整体运行效率，确保工作环境的安全性。

4、确保所有关于SPR设备的信息被规范化为一个统一的格式，简化系统整体架构的评估过程，提供一个功能性的规范以辅助供应商或负责焊接设备的二级供应商建立整体架构。

二、术语及定义

SPR：全称为自穿刺铆接，是一个在铆钉与两层或多层板料之间形成牢固互锁的一种冷连接工艺，在连接过程中板材不需要预先打孔，通过冲模将铆钉压入装配后的板材形成具有一定强度的连接接头的一种连接方式，英文全称Self-PiercingRivet，简称SPR。SPR连接过程如下图所示。

三、技术条件

3.1、运行条件

3.2、送钉项目

1）吹送供钉系统由供钉桶、供钉终端、分钉器（部分配置）、供钉管等机构组成，设备故障率≤0.15%；

2）弹仓式供钉系统由供钉桶、供钉终端、立柱侧弹仓、铆枪侧弹仓、供钉管等机构组成，设备故障率≤0.15%；

3）供钉系统以气源为动力，通过CPU控制板及气源阀岛控制供钉；

4）每个铆头可使用两种同系列铆钉，对于弹仓式供钉系统，铆枪侧弹仓每种铆钉均可至少储存30颗；

5）送料器应该配备铆钉长度检测功能，防止铆钉输送错误；

6）送钉过程应该具备防翻转，防送错，防卡钉功能；

7）同一种供钉管应能满足铆钉长度范围5-11mm(5mm铆钉)，4-6mm（3mm铆钉）；

3.3、驱动部分

1）电动伺服型自冲铆接设备由伺服电机提供动力，伺服电机具备单独的控制模块，铆接质量持续稳定、精度高；

2）铆接速度最高可达mm/s，铆接额定压力应可达85KN，具有连续可调、稳定性高等特点，最小调整精度1mm/s。压力精度±0.1KN，位移精度0.01mm；

3.4、控制部分

1）控制系统主要集中于电气柜中，主要由CPU控制板、电源模块、通讯模块及各种电路组成；

2）控制系统具有铆接过程控制、逻辑控制、参数设置、故障判定与输出、急停保护、内外部系统通信等功能；

3）操作界面为触屏显示，可对系统的相关参数进行设置、调整，实时显示设备所有输入、输出状态，并具备故障信息显示以及故障报警功能，集成于控制柜面板上；

4）电动伺服型自冲铆接系统具有自动模式、手动模式、维护模式，可以满足不同情况下的工作需求。设备手动、维护模式下需接入操作手柄实现手动或维护功能；

5）电动伺服型自冲铆接系统在使用同一系列铆钉（3mm或5mm系列）时，能实现多种铆接参数的自动切换。通过操作界面，操作人员可对每个铆点设置不同的参数。通过机器人控制程序，可调用任一铆点参数；

6）电动伺服型自冲铆接系统具有保存数据功能，会自动存储系统故障报错信息、铆接质量报错信息，铆点参数等数据。这些数据可通过以太网输出到本地电脑或者服务器，并满足在服务器上查阅、编辑、追踪和管理等功能，需要配备相应的软件。系统自带存储组过程监控数据和故障记录，并可在其他设备上实现铆接参数的存放与参数分析工作。同时可将设备故障记录保存，便于设备维护；

7）控制柜自带直接控制软件，且保证功能齐全，并负责后续使用过程中的免费更新和升级。自冲铆接系统同时可对消耗性备件设置预防性维护工作，到达阈值后设备自动输出报警，更换相应配件后可复位故障，并复位计数器；

8）自冲铆接系统有密码保护功能，会自动或手动进行锁屏，密码分为四级，不同等级密码可行性的操作权限不同；

9）关于连接线缆细节，铆接设备可独立完成铆接工作，也可通过Profinet/Enthenet与机器人或外部控制源通讯，实现自动控制；

10）控制器与上位机器人之间使用Profinet/Enthenet总线通讯方式；

11）控制器与上位监控系统之间使用Profinet/Enthenet以太网通讯，需配置独立板卡(需要根据质量在线监控方案决定)；

3.5、质量保证能力

1）铆接系统可以测量铆钉长度及板材厚度，测量数据会与设定数据对比，如果任何数据超出误差系统会停止并报警；

2）SPR系统必须是一个可实现SPR连接质量自我监控的系统，调试完成后能通过系统本身的监控功能对连接质量做出判断，可及时在控制系统调整铆接参数；

3）控制系统具有在线质量监测功能，铆接完成后可自动判断每个铆点铆接质量是否合格。操作人员可根据不同要求，修改每个铆点的上下公差范围，满足不同质量体系的要求。当出现不良品时设备输出质量报警，同时会诊断出问题可能的原因，并显示最可能的原因，帮助技术人员排查；

4）自冲铆接在线质量监测系统，对于每个铆点实时显示时间-位移曲线，速度-位移曲线，压力-位移曲线，并可对压力-位移曲线进行公差带进行设置，形成铆接质量合格包络线。全面检测保证铆接质量；

3.6、机械部分

1）电动伺服型自冲铆接设备的C型钳属于铆接设备的核心部件，额定力矩下，寿命需≥万点，并保持铆鼻和铆模的对中性，整枪寿命≥万点；

2）铆杆、铆鼻、铆模选取合适材质，耐磨损，并进行表面处理，具备一定的防腐蚀能力；

3）铆模与C型钳采用顶丝固定连接，稳定可靠，便于更换。铆模还可选配或者设计相应的防错装置，以防止铆模安装错误；

4）电动伺服型自冲铆接设备铆接快速高效，纯铆接时间（不包含供钉时间）不超过1.5秒，满足节拍要求；

5）铆接设备具备防尘防腐能力，能适应各种恶劣环境。铆钉具有涂层镀层保护，防止电化学腐蚀效应，防腐蚀能力强；

6）设备预压力和下压速度可调；

7）采用直接吹送式供钉的铆枪需要预留安装弹仓式供钉系统的功能，后期无需进行大改造或者大设变；

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