CN105880659B - 一种高精度涨紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高精度涨紧装置，所述的高精度涨紧装置由步进电机(2‑6)，编码器(2‑5)，谐波减速器(2‑7)，转盘(2‑2)，连杆(2‑3)，触头(2‑4)，力传感器(2‑12)，转盘连接件(2‑8)，垫片(2‑10)，螺母(2‑9)，螺栓(2‑14)，紧定螺钉(2‑13)，外壳(2‑1)及端盖(2‑11)组成。本发明所述的涨紧装置可以实现涨紧力的闭环控制，用以提高其涨紧精度。只要其加工装配误差满足设计要求，就可以保证三个触头稳定地同步涨紧，提高轮毂的定位精度。本发明采用简单的曲柄滑块机构来实现三个触头的同步运动，而且采用通用的元器件实现了涨紧力的闭环控制，其调节精度可以达到很高的程度，足以满足对现有轮毂的加工精度的要求。

Description

一种高精度涨紧装置
技术领域
本发明涉及一种涨紧装置，具体地说是在汽车铝合金轮毂机加工过程中，用于涨紧轮毂中心孔的高精度涨紧装置。
背景技术
在汽车轮毂机加工过程中，需要用涨紧装置夹紧轮毂的中心孔。由于轮毂的加工精度要求较高，这就必然要求涨紧装置具有良好的精度。
一方面，轮毂在加工过程中，需要涨紧装置能够提供稳定的涨紧力。若涨紧力小于一定数值时，轮毂不能被很好的夹紧，在加工过程中可能出现松动，从这将严重影响轮毂的加工质量；若涨紧力大于一定数值时，轮毂将会发生弹性变形甚至塑性变形，直接影响轮毂的尺寸精度。并且若加工过程中涨紧力较大，在加工后，当涨紧装置松开时，轮毂存在应力释放现象，再次影响其加工精度。
另一方面，由于涨紧装置一般有多个触头，为保证轮毂的加工精度，就必须要求这几个触头具有良好的同步性。若几个触头不能同时作用在轮毂内孔上，则可能导致轮毂倾斜，使得最终的加工尺寸超差。
鉴于上述两方面的需求，急需开发一种高精度的涨紧装置，以满足轮毂较高的加工精度要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于轮毂机加工过程的高精度涨紧装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种新型涨紧装置，从轮毂加工基座和轮毂的内孔穿过，固定在基座上。主要由步进电机，编码器，谐波减速器，转盘，连杆，触头，力传感器，转盘连接件，垫片，螺母，螺栓，紧定螺钉，外壳及端盖组成。步进电机后端连接有编码器，输出端则连接有谐波减速器，谐波减速器通过螺栓固定在外壳的内部结构上，其输出轴则通过紧定螺钉与转盘连接件连接。转盘与转盘连接件通过螺纹连接，并且用垫片与螺母进行紧固。在转盘的外边缘均布有三个凸起的偏心轴，偏心轴上连接有连杆，连杆的另外一端则连接在触头上凸起的小轴上。触头安装在外壳的圆孔内，只能沿着圆孔的轴向移动。这样，转盘、连杆、触头及外壳上的圆孔就组成了一个典型的曲柄滑块机构。当电机带动谐波减速器进行旋转时，连杆就能带动触头进行直线运动，而触头的直线运动可以完成涨紧和松开轮毂中心孔的动作。
在本发明的一个方面，提供了一种高精度涨紧装置，所述的高精度涨紧装置由步进电机(2-6)，编码器(2-5)，谐波减速器(2-7)，转盘(2-2)，连杆(2-3)，触头(2- 4)，力传感器(2-12)，转盘连接件(2-8)，垫片(2-10)，螺母(2-9)，螺栓(2-14)，紧定螺钉(2-13)，外壳(2-1)及端盖(2-11)组成，其特征在于：步进电机(2-6)后端连接有编码器(2-5)，输出端则连接有谐波减速器(2-7)；谐波减速器(2-7)通过螺栓 (2-14)固定在外壳(2-1)的内部结构上，其输出轴则通过紧定螺钉(2-13)与转盘连接件(2-8)连接；转盘(2-2)与转盘连接件(2-8)通过螺纹连接，并且用垫片(2-10) 与螺母(2-9)进行紧固；在转盘(2-2)的外边缘均布有三个凸起的偏心轴，偏心轴上连接有连杆(2-3)，连杆(2-3)的另外一端则连接在触头(2-4)上凸起的小轴上；触头(2-4)安装在外壳(2-1)的圆孔内，设置为只沿着圆孔的轴向移动，这样，转盘(2- 2)、连杆(2-3)、触头(2-4)及外壳(2-1)上的圆孔就组成了曲柄滑块机构；当步进电机(2-6)带动谐波减速器(2-7)进行旋转时，连杆(2-3)就带动触头(2-4)进行直线运动，而触头(2-4)设置为其直线运动完成涨紧和松开轮毂(4)内孔的动作；以及在触头(2-4)中安装有力传感器(2-12)，力传感器(2-12)实时测量触头(2-4)与轮毂(4)内孔之间的涨紧力的大小，并且实时传输给步进电机(2-6)的控制器，一旦涨紧力超出轮毂(4)所能允许的范围，就控制步进电机(2-6)旋转进行调节。
在本发明优选的方面，所述的触头(2-4)有三个并且由同一个转盘(2-2)驱动。
在本发明优选的方面，步进电机的步距角小于或等于0.9°。
在本发明优选的方面，步进电机的步距角通过编码器(2-5)和谐波减速器(2-7)细分。
本发明所述的涨紧装置可以实现涨紧力的闭环控制，用以提高其涨紧精度。具体地：在触头中安装有力传感器，力传感器实时测量触头与轮毂中心孔之间的涨紧力的大小，并且实时传输给步进电机的控制器。一旦涨紧力超出轮毂所能允许的范围，就控制电机旋转进行调节。步进电机的步距角可以低至0.9°甚至更低，然后再通过编码器进行细分，最后通过谐波减速器还能大幅度细分电机旋转角度，因此，可以实现很小的角度旋转。这样，就可以通过控制步进电机的微小转动来实现触头的高精度涨紧力调节功能。另外，本发明所述的涨紧装置只有一个原动机，三个触头都是由同一个转盘驱动的。因此，只要其加工装配误差满足设计要求，就可以保证三个触头稳定地同步涨紧，提高轮毂的定位精度。本发明采用简单的曲柄滑块机构来实现三个触头的同步运动，而且采用通用的元器件实现了涨紧力的闭环控制，其调节精度可以达到很高的程度，足以满足对现有轮毂的加工精度的要求。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1是本发明所述的一种高精度涨紧装置的安装示意图。
图2所示为本发明所述的一种高精度涨紧装置的A-A向剖视图。
图3所示为当连杆中心线运动到与触头轴线平行时的B-B向剖视图。
图中，1：基座，2：高精度涨紧装置，3：轮毂加工基座，4：轮毂，A：高精度涨紧装置的第一剖视方向，2-1：外壳，2-2：转盘，2-3：连杆，2-4：触头，B：B-B：高精度涨紧装置的第二剖视方向，A-A：高精度涨紧装置的第一剖视面，2-5：编码器， 2-6：步进电机，2-7：谐波减速器，2-8：转盘连接件，2-9：螺母，2-10：垫片，2-11：端盖，2-12：力传感器，2-13：紧定螺钉，2-14：螺栓，B-B：高精度涨紧装置的第二剖视面。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图，详细说明依据本发明提出的装置的细节和工作情况。
本实施例提出一种新型涨紧机构，其安装如图1所示，本发明所述的高精度涨紧装置2从轮毂加工基座3和轮毂4的内孔穿过，固定在基座1上。主要由步进电机2- 6，编码器2-5，谐波减速器2-7，转盘2-2，连杆2-3，触头2-4，力传感器2-12，转盘连接件2-8，垫片2-10，螺母2-9，螺栓2-14，紧定螺钉2-13，外壳2-1及端盖2-11组成。步进电机2-6后端连接有编码器2-5，输出端则连接有谐波减速器2-7，谐波减速器2-7通过螺栓2-14固定在外壳2-1的内部结构上，其输出轴则通过紧定螺钉2-13与转盘连接件2-8连接。转盘2-2与转盘连接件2-8通过螺纹连接，并且用垫片2-10与螺母2-9进行紧固。在转盘2-2的外边缘均布有三个凸起的偏心轴，偏心轴上连接有连杆2-3，连杆2-3的另外一端则连接在触头2-4上凸起的小轴上。触头2-4安装在外壳 2-1的圆孔内，只能沿着圆孔的轴向移动。这样，转盘2-2、连杆2-3、触头2-4及外壳 2-1上的圆孔就组成了一个典型的曲柄滑块机构。当步进电机2-6带动谐波减速器2-7 进行旋转时，连杆2-3就能带动触头2-4进行直线运动，而触头2-4的直线运动可以完成涨紧和松开轮毂4内孔的动作。
本实施例所述的涨紧装置可以实现涨紧力的闭环控制，用以提高其涨紧精度。具体技术方案为：在触头2-4中安装有力传感器2-12，力传感器2-12实时测量触头2-4 与轮毂4内孔之间的涨紧力的大小，并且实时传输给步进电机2-6的控制器。一旦涨紧力超出轮毂4所能允许的范围，就控制步进电机2-6旋转进行调节。步进电机的步距角可以低至0.9°甚至更低，然后再通过编码器2-5进行细分，最后通过谐波减速器 2-7还能大幅度细分步进电机2-6的旋转角度，因此，可以实现很小的角度旋转。这样，就可以通过控制步进电机2-6的微小转动来实现触头2-4的高精度涨紧力调节功能。
另外，本实施例所述的涨紧装置只有一个原动机，三个触头2-4都是由同一个转盘2-2驱动的，因此，只要其加工装配误差满足设计要求，就可以保证一定的同步性，提高轮毂4的加工精度。
本实施例采用简单的曲柄滑块机构实现了三个触头2-4同步运动，而且采用通用的元器件实现了涨紧力的闭环控制，其调节精度可以根据需要做得很高，足以满足现有轮毂的加工精度要求。

Claims (4)

1.一种高精度涨紧装置，所述的高精度涨紧装置由步进电机(2-6)，编码器(2-5)，谐波减速器(2-7)，转盘(2-2)，连杆(2-3)，触头(2-4)，力传感器(2-12)，转盘连接件(2-8)，垫片(2-10)，螺母(2-9)，螺栓(2-14)，紧定螺钉(2-13)，外壳(2-1)及端盖(2-11)组成，其特征在于：步进电机(2-6)后端连接有编码器(2-5)，输出端则连接有谐波减速器(2-7)；谐波减速器(2-7)通过螺栓(2-14)固定在外壳(2-1)的内部结构上，其输出轴则通过紧定螺钉(2-13)与转盘连接件(2-8)连接；转盘(2-2)与转盘连接件(2-8)通过螺纹连接，并且用垫片(2-10)与螺母(2-9)进行紧固；在转盘(2-2)的外边缘均布有三个凸起的偏心轴，偏心轴上连接有连杆(2-3)，连杆(2-3)的另外一端则连接在触头(2-4)上凸起的小轴上；触头(2-4)安装在外壳(2-1)的圆孔内，设置为只沿着圆孔的轴向移动，这样，转盘(2-2)、连杆(2-3)、触头(2-4)及外壳(2-1)上的圆孔就组成了曲柄滑块机构；当步进电机(2-6)带动谐波减速器(2-7)进行旋转时，连杆(2-3)就带动触头(2-4)进行直线运动，而触头(2-4)设置为其直线运动完成涨紧和松开轮毂(4)内孔的动作；以及在触头(2-4)中安装有力传感器(2-12)，力传感器(2-12)实时测量触头(2-4)与轮毂(4)内孔之间的涨紧力的大小，并且实时传输给步进电机(2-6)的控制器，一旦涨紧力超出轮毂(4)所能允许的范围，就控制步进电机(2-6)旋转进行调节。
2.根据权利要求1所述的高精度涨紧装置，其特征在于，所述的触头(2-4)有三个并且由同一个转盘(2-2)驱动。
3.根据权利要求1所述的高精度涨紧装置，其特征在于，步进电机的步距角小于或等于0.9°。
4.根据权利要求3所述的高精度涨紧装置，其特征在于，步进电机的步距角通过编码器(2-5)和谐波减速器(2-7)细分。
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