CN102873568B - 直线型材的夹装系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工设备领域，具体为一种用于大型直线型材的夹装系统；其特征是：它包括至少一组夹装装置；夹装装置包括两只对称设置的基架，基架包括垂直交叉连接的竖基板和横基板；位于两只基架之间分别与两只基架的竖基板连接的纵向升降的外夹紧臂；设置于每只基架横基板上的纵向转动的内夹紧臂；设置于基架横基板上的与内夹紧臂匹配使用的水平移动的内靠山；安置在与基架交叉设置的水平轨道上的外靠山，所述外靠山位于内靠山的对立面，与外夹紧臂匹配使用并拥有水平、竖直两个自由度。本发明具有组合灵活，模组化安装易于管理，控制简单，夹持精确的特点。

Description

直线型材的夹装系统

技术领域

本发明涉及加工设备领域，具体为一种用于大型直线型材的夹装系统。

背景技术

用于制造船舶、铁路、地铁等大型主体结构的型材，一般由强度高、延展性好、抗腐蚀、防火、重量轻的有色合金材料如铝合金、钛合金等制成。此类材料的特点在于：长度、宽度尺寸大，壁薄，可用焊接和铆接方法加工，但是不可进行铸造、锻造、机加工和热处理。由于上述特性的存在，当制造例如列车机身这种长度尺寸达到27米甚至尺寸更大的船舶板时，传统的加工设备存在无法满足最大加工长度、没有配套的具有足够柔性的夹具的问题以至于不能一次性将材料加工完毕，上述问题导致的缺陷就是分段生产的方式生产效率底下，需要耗费大量的人力、物力来回搬运待加工材料；同时，加工质量难以控制，多次定位固定导致材料的加工精度降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有传统加工设备无法一次性加工超长直线型材的缺陷，提供一种能够以多组组合的方式无限延长，配有可移动、具有柔性的夹具的直线型材夹装系统。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种直线型材的夹装系统，它包括至少一组夹装装置；每一组夹装装置包括：

1）、两只对称设置的基架，所述基架包括垂直交叉结合的竖基板和横基板；各基架的竖基板之间用法兰式连接横梁连接；安装基架时，各基架的横基板应处于同一水平面上；

2）、位于两只基架之间分别与两只基架的竖基板连接的纵向升降的外夹紧臂；所述的外夹紧臂包括第一纵向驱动油缸、第一水平驱动油缸、连接横梁、夹座支架、支撑架、连接竖板、第一夹座、第一夹紧头、第一纵向滚动直线导轨副、第二纵向滚动直线导轨副、第一水平滚动直线导轨副；夹座支架的一端与支撑架通过第一纵向滚动直线导轨副连接，夹座支架的另一端与连接竖板的底部通过第二纵向滚动直线导轨副连接，支撑架的一端与连接竖板转动连接，另一端与连接竖板螺纹连接；第一纵向驱动油缸竖立于夹座支架顶部，其一端与连接横梁转动连接，另一端与夹座支架转动连接；第一水平驱动油缸横置于夹座支架内，其一端与第一水平直线导轨副转动连接，另一端与夹座支架转动连接，第一水平直线导轨副设于夹座支架的底部；第一夹座位于夹坐支架下方，其与第一水平直线导轨副连接，第一夹紧头设于第一夹座底部；各组夹装装置上的外夹紧的第一纵向驱动油缸统一由一套外夹紧调压阀组控制，该调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与第一纵向驱动油缸连接的第二低压大流量减压阀和第二大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与第一纵向驱动油缸连接的第二比例减压阀和设置于第一夹紧头上的第二压力传感器；

3）、设置于每只基架横基板上的纵向转动的内夹紧臂；所述的内夹紧臂包括驱动油缸、旋转臂、旋转臂支座、第二夹座、第二夹紧头；驱动油缸的头端与旋转臂的尾端连接，驱动油缸的尾端与横基板旋转连接；旋转臂的头端与第二夹座尾部连接，旋转臂竖立于横基板上并通过旋转臂支座与横基板转动连接；第二夹紧头设于第二夹座的头部；安装于每组夹装装置基架横基板上的内夹紧统一由一套内夹紧调压阀组控制，该调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与驱动油缸连接的第一低压大流量减压阀和第一大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与驱动油缸连接的第一比例减压阀和设置于第二夹紧头上的第一压力传感器；内夹紧臂的第二夹座头端部还设有一个由弹簧连接的端部呈半球形的圆柱体，所述圆柱体与第二夹座头插接；

4）、设置于基架横基板上的与内夹紧臂匹配使用的水平移动的内靠山；所述的内靠山包括第一螺旋升降机、丝杠螺母副、滑动底板、丝杠螺母副支座、第二水平滚动直线导轨副以及靠山头；丝杠螺母副的两端分别与固定在基架横基板上的水平往复运动的第一螺旋升降机以及固定在基架竖基板上的丝杠螺母副支座连接，从而在螺旋升降机的驱动下做水平往复运动；滑动底板的顶部与丝杠螺母副连接，在丝杠螺母副的驱动下做水平往复运动，其底部与第二水平滚动直线导轨副连接，所述的第二水平滚动直线导轨副固定于基架的横基板上；靠山头设置于滑动底板的端部且位于螺旋升降机的对面；

5）、安置在与基架交叉设置的水平轨道上的外靠山，所述外靠山位于内靠山的对立面，与外夹紧臂匹配使用并拥有水平、竖直两个自由度；它包括框架；末端转动连接于框架一侧的摆动臂；设置于摆动臂顶端的替换式的外靠山头；与外靠山头连接，水平设置于框架内并与框架连接的，驱动外靠山头水平往复运动的第三水平驱动油缸；与外靠山头连接，由第三水平驱动油缸驱动的水平移动的做夹持动作的夹钳，设置于框架内驱动夹钳做夹持动作的夹持动作驱动油缸；设置于框架内的驱动框架纵向升降的第二螺旋升降机；与第二螺旋升降机配合使用的纵向设置在连接大梁上的第三纵向升降滚动直线导轨副；连接大梁横向铺设于水平轨道上并与水平轨道滑动连接；各组夹装装置的外靠山上的第三水平驱动油缸统一由一套外靠山调压阀组控制，所述外靠山调压阀组包括用于控制快速靠定材料动作的、与第三水平驱动油缸连接的第三底压大流量减压阀和第三大通径单向阀以及用于精确靠紧动作的、同样与第三水平驱动油缸连接的第三比例减压阀和设置与外靠山头上的第三压力传感器；该调压阀组还包括第四压力传感器；夹持动作驱动油缸由第三比例减压阀控制，并由安装于夹钳头部的第四压力传感器传回夹钳的夹持力；所述外靠山还包括设置于框架两侧的配重块搁板、设置于配重块搁板一侧的配重块以及设置于框架两侧并位于配重块搁板底部中段的纵向升降的托轮；摆动臂、外靠山头、配重块搁板由一根销轴连接，该销轴与配重块搁板的连接处位于设置在配重块搁板上的配重块的另一侧。

上述的各组夹装装置，其所装备的外夹紧臂、内夹紧臂、外靠山、内靠山统一由一套预先编写的PLC系统程序控制，该PLC系统程序设有HMI人机交互接口以便于操作。

如上所述，本夹装系统的各个驱动油缸均由一套完整的、单独的液压系统来驱动，所有的动作信号由一套PLC系统处理控制。其特点在于自动化程度非常高，能实现全自动精确控制且从各个方位对材料进行固定。组成本夹装系统的各组夹装装置可无限扩展，适应不同长度的加工材料的需求；较传统的加工设备而言，本发明具有组合灵活，模组化安装易于管理，控制简单，夹持精确的特点。

附图说明

图1为本夹装系统的局部右视图。

图2为本夹装系统的局部主视图。

图3为本夹装系统的局部俯视图。

图4为本夹装系统中的内夹紧臂的主视图。

图5为本夹装系统中的内夹紧臂的俯视图。

图6为本夹装系统中的内夹紧臂的左视图。

图7为本夹装系统中的外靠山的主视图。

图8为本夹装系统中的外靠山的俯视图。

图9为本夹装系统中的内靠山的主视图。

图10为本夹装系统中的内靠山的俯视图。

图11为本夹装系统中的内靠山的右视图。

图12为本夹装系统中的外夹紧臂的主视图。

图13为本夹装系统中的外夹紧臂的左视图。

图14为本夹装系统中的外夹紧臂的俯视图。

图15为本夹装系统中的基架的主视图。

图16为本夹装系统中的基架的左视图。

具体实施方式

本发明可以作为制造列车壁板中的夹装设备；

下面，以制造列车壁板的夹装设备作为本实用新型的实施例来详细说明本实用新型：

如图1、图2和图3所示，一种用于制造列车壁板的夹装系统，它包括七组夹装装置；每一组夹装装置包括：

1）、两只对称设置的基架1，如图15，图16所示，所述基架包括垂直交叉结合的竖基板101和横基板102；各基架1的竖基板101之间用法兰式连接横梁7连接；安装基架1时，各基架1的横基板102应处于同一水平面上；

2）、如图12、图13、图14所示，位于两只基架1之间分别与两只基架1的竖基板101连接的纵向升降的外夹紧臂3；所述的外夹紧臂3包括第一纵向驱动油缸304、第一水平驱动油缸309、连接横梁303、夹座支架307、支撑架302、连接竖板301、第一夹座310、第一夹紧头311、第一纵向滚动直线导轨副305、第二纵向滚动直线导轨副306、第一水平直线导轨副308；夹座支架307的一端与支撑架308通过第一纵向滚动直线导轨副305连接，夹座支架307的另一端与连接竖板301的底部通过第二纵向滚动直线导轨副306连接，支撑架302的一端与连接竖板301转动连接，另一端与连接竖板301螺纹连接；第一纵向驱动油缸竖304立于夹座支架307顶部，其一端与连接横梁303转动连接，另一端与夹座支架307转动连接；第一水平驱动油缸309横置于夹座支架307内，其一端与第一水平直线导轨副308转动连接，另一端与夹座支架307转动连接，第一水平直线导轨副308设于夹座支架307的底部；第一夹座位310于夹座支架307下方，其与第一水平直线导轨副308连接，第一夹紧头311设于第一夹座310底部；各组夹装装置上的外夹紧3的第一纵向驱动油缸304统一由一套外夹紧调压阀组控制，该调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与第一纵向驱动油缸连接的第二低压大流量减压阀和第二大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与第一纵向驱动油缸连接的第二比例减压阀和设置于第一夹紧头上的第二压力传感器；

3）、如图4、图5、图6所示的设置于每只基架1横基板102上的纵向转动的内夹紧臂2；所述的内夹紧臂2包括驱动油缸202、旋转臂201、旋转臂支座206、第二夹座203、第二夹紧头205；驱动油缸202的头端与旋转臂201的尾端连接，驱动油缸202的尾端与横基板102旋转连接；旋转臂201的头端与第二夹座203尾部连接，旋转臂201竖立于横基板102上并通过旋转臂支座206与横基板102转动连接；第二夹紧头205设于第二夹座203的头部；安装于每组夹装装置基架1横基板102上的内夹紧臂2统一由一套内夹紧调压阀组控制，该调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与驱动油缸连接的第一低压大流量减压阀和第一大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与驱动油缸连接的第一比例减压阀和设置于第二夹紧头上的第一压力传感器；内夹紧臂2的第二夹紧头205端部还设有一个由弹簧连接的端部呈半球形的圆柱体204，所述圆柱体与第二夹紧头205插接；

4）、如图9、图10、图11所示的设置于基架1横基板102上的与内夹紧臂2匹配使用的水平移动的内靠山5；所述的内靠山5包括第一螺旋升降机506、丝杠螺母副505、滑动底板504、丝杠螺母副支座503、第二水平滚动直线导轨副502以及靠山头501；丝杠螺母副505的两端分别与固定在基架1横基板102上的水平往复运动的第一螺旋升降机506以及固定在基架1竖基板101上的丝杠螺母副支座503连接，从而在螺旋升降机506的驱动下做水平往复运动；滑动底板504的顶部与丝杠螺母副505连接，在丝杠螺母副505的驱动下做水平往复运动，其底部与第二水平滚动直线导轨副502连接，所述的第二水平滚动直线导轨副502固定于基架1的横基板102上；靠山头501设置于滑动底板504的端部且位于第一螺旋升降机506的对面；

5）、如图7、图8所示的安置在与基架1交叉设置的水平轨道6上的外靠山4，所述外靠山4位于内靠山5的对立面，与外夹紧臂3匹配使用并拥有水平、竖直两个自由度；它包括框架420；末端转动连接于框架420一侧的摆动臂405；设置于摆动臂405顶端的替换式的外靠山头403；与外靠山头403连接，水平设置于框架420内并与框架420连接的，驱动外靠山头403水平往复运动的第三水平驱动油缸404；与外靠山头403连接，由第三水平驱动油缸404驱动的水平移动的做夹持动作的夹钳402，设置于框架420内驱动夹钳402做夹持动作的夹持动作驱动油缸412；设置于框架420内的驱动框架420纵向升降的第二螺旋升降机401；与第二螺旋升降机401配合使用的纵向设置在连接大梁409上的第三纵向升降滚动直线导轨副408；连接大梁409横向铺设于水平轨道6上并与水平轨道6滑动连接；各组夹装装置的外靠山上的第三水平驱动油缸统一由一套外靠山调压阀组控制，所述外靠山调压阀组包括用于控制快速靠定材料动作的、与第三水平驱动油缸连接的第三底压大流量减压阀和第三大通径单向阀以及用于精确靠紧动作的、同样与第三水平驱动油缸连接的第三比例减压阀和设置与外靠山头上的第三压力传感器；该调压阀组还包括第四压力传感器；夹持动作驱动油缸由第三比例减压阀控制，并由安装于夹钳头部的第四压力传感器传回夹钳的夹持力；所述外靠山4还包括设置于框架420两侧的配重块搁板407、设置于配重块搁板407一侧的配重块415以及设置于框架420两侧并位于配重块搁板407底部中段的纵向升降的托轮406；摆动臂405、外靠山头403、配重块搁板407由一根销轴411连接，该销轴411与配重块搁板407的连接处位于设置在配重块搁板407上的配重块415的另一侧。

上述的各组夹装装置，其所装备的外夹紧臂、内夹紧臂、外靠山、内靠山统一由一套预先编写的PLC系统程序控制，该PLC系统程序设有HMI人机交互接口以便于操作。

如上所述，本夹装系统的各个驱动油缸均由一套完整的、单独的液压系统来驱动，所有的动作信号由一套PLC系统处理控制。其特点在于自动化程度非常高，能实现全自动精确控制且从各个方位对列车壁板进行固定。

同时组成本夹装系统的各组夹装装置可无限扩展，适应不同长度的壁板类材料的加工的需求；较传统的加工设备而言，本发明具有组合灵活，模组化安装易于管理，控制简单，夹持精确的特点。

Claims (12)

1.一种直线型材的夹装系统，其特征是：它包括至少一组夹装装置；所述夹装装置包括两只对称设置的基架，所述基架包括垂直交叉连接的竖基板和横基板；位于两只基架之间分别与两只基架的竖基板连接的纵向升降的外夹紧臂；设置于每只基架横基板上的纵向转动的内夹紧臂；设置于基架横基板上的与内夹紧臂匹配使用的水平移动的内靠山；安置在与基架交叉设置的水平轨道上的外靠山，所述外靠山位于内靠山的对立面，与外夹紧臂匹配使用并拥有水平、竖直两个自由度；上述外夹紧臂、内夹紧臂、外靠山统一由一套PLC系统控制，该PLC系统设有HMI接口。

2.根据权利要求1所述的一种直线型材的夹装系统，其特征是：外夹紧臂包括第一纵向驱动油缸、第一水平驱动油缸、连接横梁、夹座支架、支撑架、连接竖板、第一夹座、第一夹紧头、第一纵向滚动直线导轨副、第二纵向滚动直线导轨副、第一水平滚动直线导轨副；夹座支架的一端与支撑架通过第一纵向滚动直线导轨副连接，夹座支架的另一端与连接竖板的底部通过第二纵向滚动直线导轨副连接，支撑架的一端与连接竖板转动连接，另一端与连接竖板螺纹连接；第一纵向驱动油缸竖立于夹座支架顶部，其一端与连接横梁转动连接，另一端与夹座支架转动连接；第一水平驱动油缸横置于夹座支架内，其一端与第一水平直线导轨副转动连接，另一端与夹座支架转动连接，第一水平直线导轨副设于夹座支架的底部；第一夹座位于夹坐支架下方，其与第一水平直线导轨副连接，第一夹紧头设于第一夹座底部。

3.根据权利要求1所述的一种直线型材的夹装系统，其特征是：所述的内夹紧臂包括驱动油缸、旋转臂、旋转臂支座、第二夹座、第二夹紧头；驱动油缸的头端与旋转臂的尾端连接，驱动油缸的尾端与横基板旋转连接；旋转臂的头端与第二夹座尾部连接，旋转臂竖立于横基板上并通过旋转臂支座与横基板转动连接；第二夹紧头设于第二夹座的头部。

4.根据权利要求1所述的一种直线型材的夹装系统，其特征是：所述的内靠山包括第一螺旋升降机、丝杠螺母副、滑动底板、丝杠螺母副支座、第二水平滚动直线导轨副以及靠山头；丝杠螺母副的两端分别与固定在基架横基板上的水平往复运动的第一螺旋升降机以及固定在基架竖基板上的丝杠螺母副支座连接，从而在螺旋升降机的驱动下做水平往复运动；滑动底板的顶部与丝杠螺母副连接，在丝杠螺母副的驱动下做水平往复运动，其底部与第二水平滚动直线导轨副连接，所述的第二水平滚动直线导轨副固定于基架的横基板上；靠山头设置于滑动底板的端部且位于螺旋升降机的对面。

5.根据权利要求1所述的一种直线型材的夹装系统，其特征是：所述的外靠山包括框架；末端转动连接于框架一侧的摆动臂；设置于摆动臂顶端的外靠山头；与外靠山头连接，水平设置于框架内并与框架连接的、驱动外靠山头水平往复运动的第三水平驱动油缸；与外靠山头连接，由在第三水平驱动油缸驱动下水平移动的夹钳，设置于框架内驱动夹钳的夹持动作驱动油缸；设置于框架内的驱动框架纵向升降的第二螺旋升降机；与第二螺旋升降机配合使用的纵向设置在连接大梁上的第三纵向升降滚动直线导轨副；所述的连接大梁横向铺设于水平轨道上并与水平轨道滑动连接。

6.根据权利要求1或5所述的直线型材的夹装系统，其特征是：设置于外靠山摆动臂顶端的外靠山头为可替换式；外靠山还包括设置于框架两侧的配重块搁板、设置于配重块搁板一侧的配重块以及设置于框架两侧并位于配重块搁板底部中段的纵向升降的托轮；摆动臂、外靠山头、配重块搁板由一根销轴连接，该销轴与配重块搁板的连接处位于设置在配重块搁板上的配重块的另一侧。

7.根据权利要求1所述的直线型材的夹装系统，其特征是：各基架的竖基板间用法兰式连接横梁连接；各基架的横基板位于同一水平面上。

8.根据权利要求1或3所述的直线型材夹装系统，其特征是：各安装于基架横基板上的内夹紧臂由一套内夹紧调压阀组控制，所述内夹紧调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与驱动油缸连接的第一低压大流量减压阀和第一大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与驱动油缸连接的第一比例减压阀和设置于第二夹紧头上的第一压力传感器。

9.根据权利要求2所述的直线型材的夹装系统，其特征是：各外夹紧臂上的第一纵向驱动油缸统一由一套外夹紧调压阀组控制，所述外夹紧调压阀组包括用于快速夹紧动作的、与第一纵向驱动油缸连接的第二低压大流量减压阀和第二大通径单向阀以及用于精确夹紧动作的、同样与第一纵向驱动油缸连接的第二比例减压阀和设置于第一夹紧头上的第二压力传感器。

10.根据权利要求5所述的直线型材的夹装系统，其特征是：各外靠山上的第三水平驱动油缸统一由一套外靠山调压阀组控制，所述外靠山调压阀组包括用于控制快速靠定材料动作的、与第三水平驱动油缸连接的第三低压大流量减压阀和第三大通径单向阀以及用于精确靠紧动作的、同样与第三水平驱动油缸连接的第三比例减压阀和设置与外靠山头上的第三压力传感器。

11.根据权利要求10所述的直线型材的夹装系统，其特征是：外靠山调压阀组还包括第四压力传感器；夹持动作驱动油缸由第三比例减压阀控制，并由安装于夹钳头部的第四压力传感器传回夹钳的夹持力。

12.根据权利要求3所述的直线型材的夹装系统，其特征是：第二夹座头端部还设有一个由弹簧连接的端部呈半球形的圆柱体，所述圆柱体与第二夹座头插接。