CN102632411B - 一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置，主要包括一个整体自走式机架、多组随动弹性压紧轮组件、PLC控制系统组件。所述整体自走式机架左右支撑的左立臂和右立臂和连接左、右立臂的一横臂，三者间组成龙门式结构，两立臂底部均安装有一组上下自走轮对；所述随动弹性压紧轮组件包括沿整体自走式机架可上下相对移动的轴、轴滑动导向套筒、轴上端的限位螺母、拉伸弹簧以及与所述轴的下端相连接的轮毂；所述PLC控制系统组件包括PLC控制器、距离测量传感器和电磁制动器，所述距离测量传感器安装在所述横臂上。本发明的轮毂上面安装有充气式橡胶轮胎，并充入一定压力的气体，该装置在压紧板材的同时，在运动过程中通过弹簧的弹力和橡胶内的胎压实现压力的调整，防止加工中出现压紧松动现象，并可降低加工中的噪音。

Description

一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置

技术领域

本发明涉及机械制造领域，特别涉及高速加工应用中一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置。

背景技术

在目前的机械加工中，大面积的不平整板材工件(如具有加强筋、局部具有弧面结构等)由于长度和宽度较大、厚度较小等特征，使其刚性较差，造成在装夹夹紧力较大时出现变形、夹紧力较小时工件容易出现松动或夹紧不牢靠等问题，且由于尺寸较大，夹紧点的位置在加工中随刀具加工点的变化需要不断更换，且传统装夹耗时较长，使得在目前机加工中使用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量低等问题。因此，大面积不平整板材工件加工中的高可靠性装夹是目前机械加工面临的重要难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有装备和技术存在的不足，提供一种用于大面积不平整板材工件的压紧装置，可以有效减少工件在加工过程中的装夹时间和辅助时间，减轻工人劳动强度和作业时间。使得在加工中由于装夹的可靠性的提高和装夹变形的减小而大幅提高加工质量、加工精度和降低加工噪音，从而提高了企业的加工效率、生产效益和环保水平。

为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置，包括一个整体自走式机架、多组随动弹性压紧轮组件、PLC控制系统组件；所述整体自走式机架包括左右支撑的左立臂和右立臂和连接左、右立臂的一横臂，三者间组成龙门式结构，两立臂底部均安装有一组上下自走轮对；所述随动弹性压紧轮组件包括沿整体自走式机架可上下相对移动的轴、轴滑动导向套筒、轴上端的限位螺母、拉伸弹簧以及与所述轴的下端相连接的轮毂；所述PLC控制系统组件包括PLC控制器、距离测量传感器和电磁制动器，所述距离测量传感器安装在所述横臂上。进一步地，所述上下自走轮对之间的间距与工作平台外伸板材厚度相等，并可通过螺栓调整上下轮的间距值，便于轮对与工作平台实现紧密结合，所述横臂结构为平行双梁结构，两双梁通过焊接钢管连接，钢管焊接的结构形式为“V”形结构。

进一步地，左、右立臂上各安装有一个步进电机，所述步进电机输出端与上链轮连接并带动上链轮转动，所述上链轮通过链条带动下链轮转动，所述下链轮与所述上下自走轮对连接，并将动力传递给所述上下自走轮对。两个步进电机分别通过螺栓连接在左右两立臂上，步进电机转动时带动链轮转动，链轮带动两行走轮对转动，实现整体自走机架的前进和后退。

进一步地，所述沿整体自走式机架可上下相对移动的轴的上端设有限位螺母，限位螺母与机架之间设有拉伸弹簧。

进一步地，所述沿整体自走式机架可上下相对移动的轴的上端设有限位螺母，限位螺母与机架之间设有拉伸弹簧。

进一步的，所述轮毂上面安装有充气式橡胶轮胎，并充入一定压力的气体。轮胎充气应根据板材表面弯曲情况的不同，确定初始的胎压值，使得板材与加工工作台保持紧密结合。

所述整体自走式机架随动机构包括：距离测量传感器，用于接受机床主轴附近信号发射装置发射的距离信号，用于确定整体自走式机架与机床主轴之间的间距，使得该装置保持在一个合理的安全距离之内。

所述整体自走式机架随动机构包括：PLC控制器，用于控制步进电机的前进和后退，当距离测量传感器接收到距离值后，PLC控制器根据判断比较值，确定电机的正反转，进而带动机架的运动。

此外，当沿整体式机架可上下相对移动的轴下端受到的力较大时，轴将沿着滑动导向套筒向上运动，减弱压紧部分与不平整表面之间的挤压力，减少变形量，为了减缓压力的变化，通过拉伸弹簧作用，使得轴在向上移动过程中，减缓压紧力的变化速度。

与现有技术相比，本发明的优势包括：该板材加工随动压紧装置设置在大面积板材加工平台上，不需要额外设置压紧平台，通过调整轴两端弹簧的弹力和橡胶轮胎的胎压值对压紧力进行调整，也能在动态运动过程中实现压紧力的自我调整和补偿作用，保证压紧的连续性和提高了作业效率。另外，该随动压紧装置结构简单，控制方式较为方便，实施成本较低。

附图说明

图1为本发明的大面积不平整表面板材加工随动压紧装置结构示意图。

图中各部件名称如下：

1-工作台，2-工件，3-轮毂，4-压板，5-上下自走轮对，6-链轮组，7-下链轮，8-电磁制动器，9-链条，10-上链轮，11-步进电机，12-左立臂，13-横臂，14-拉伸弹簧，15-限位螺母，16-压紧螺母，17-PLC控制器，18-距离测量传感器，19-右立臂，20-24可上下相对移动的轴，25-导向套筒，26-橡胶轮胎。

具体实施方式

参照附图，本发明的大面积不平整表面板材加工随动压紧装置包括：一个整体自走式机架部分，该机架部分主要由左立臂12，横臂13和右立臂19以及上下自走轮对5组成，在左立臂12和右立臂19上，各安装有步进电机11，步进电机11带动上链轮10转动，上链轮10通过链条9将动力传递给下链轮7上，下链轮7将动力传递给上下自走轮对5，实现机架动力的输出和前后移动。

参照附图，本发明的大面积不平整表面板材加工随动压紧装置还包括：多组随动弹性压紧轮组件，本实施例中为5组，以附图中最左边一组为例，随动弹性压紧轮组件由轮毂3、橡胶轮胎26、可上下相对移动的轴24、导向套筒25、拉伸弹簧14、限位螺母15、压紧螺母16组成，橡胶轮胎26安装在轮毂3上，轮毂3连接在可上下相对移动的轴24上，当需将工件2压紧时，将橡胶轮胎26内充入一定压力的气体，并调整限位螺母15的位置，使可上下相对移动的轴24对工件2的压紧力保持一定的量值，保证工件2与工作台1紧密接触，当横臂13带动5组随动弹性压紧轮组件移动时，由于工件2表面存在的高低不平，拉伸弹簧14将进行适当调节，使压紧力变化较小，保持工件2与工作台1原有的接触状态。

参照附图，本发明的大面积不平整表面板材加工随动压紧装置还包括：PLC控制系统组件，主要由PLC控制器17、距离测量传感器18和电磁制动器8组成，当距离测量传感器18检测出机床主轴上设置的测量点距离机架距离小于1.2m时，PLC控制器17发出指令，开动步进电机11带动上下自走轮对5向前移动，当距离大于1.4m时，PLC控制器17关闭步进电机11的电源，并向电磁制动器8发出指令，与上下自走轮对5发生摩擦接触，电磁制动器8对该自走轮对5实施制动，当距离小于1.2m时，电磁制动器8抬起，新的循环开始工作。

参照附图，本发明的横臂13及其中间焊接联接组件可采用V型结构，具体到本实施例，也可采用铰链结构以增强其刚性和减少不必要的热应力变形。

参照附图，本发明的横臂13与导向套筒25的连接为螺栓可拆卸连接，便于沿横臂13宽度方向进行适度调整，当工件2的宽度发生变化时，可将导向套筒25的位置沿横臂13宽度方向移动，使上下移动轴20-24的压紧位置发生变化。

参照附图，本发明的橡胶轮胎26充气压紧的方式也可采用弹性较好的橡胶辊进行代替，代替后，将橡胶轮胎26与工件2原有的压紧接触的“短线”形式转变为“长线”接触，降低工件的应力集中和变形量，进而提高加工精度。

以上所述仅为本发明的较好可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书内容及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种大面积不平整表面板材加工随动压紧装置，包括一个整体自走式机架、多组随动弹性压紧轮组件、PLC控制系统组件；其特征在于，所述整体自走式机架包括左右支撑的左立臂和右立臂和连接左、右立臂的一横臂，三者间组成龙门式结构，两立臂底部均安装有一组上下自走轮对；所述随动弹性压紧轮组件包括沿整体自走式机架可上下相对移动的轴、轴滑动导向套筒、轴上端的限位螺母、拉伸弹簧以及与所述轴的下端相连接的轮毂，所述轮毂上面安装有充气式橡胶轮胎，并充入一定压力的气体；所述PLC控制系统组件包括PLC控制器、距离测量传感器和电磁制动器，所述距离测量传感器安装在所述横臂上；所述上下自走轮对之间的间距与工作平台外伸板材厚度相等，并可调整轮对间距值，所述横臂结构为平行双梁结构，中间通过焊接“V”型钢管连接；所述左、右立臂上各安装有一个步进电机，所述步进电机输出端与上链轮连接并带动上链轮转动，所述上链轮通过链条带动下链轮转动，所述下链轮与所述上下自走轮对连接，并将动力传递给所述上下自走轮对。

2.根据权利要求1所述的随动压紧装置，其特征在于，所述沿整体自走式机架可上下相对移动的轴的上端设有限位螺母，限位螺母与机架之间设有拉伸弹簧。 

3.根据权利要求1所述的随动压紧装置，其特征在于，所述随动弹性压紧轮组件为5组。