CN107470823A - 夹紧器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种夹紧器，包括传动源组件(100)、传动组件(200)、传感器组件(300)、压臂组件(400)。本发明还提供了一种上述的夹紧器的控制方法，包括通过传动源组件(100)、传动组件(200)对压臂组件(400)进行驱动的步骤。本发明具有增设了自锁机构，使夹臂组件在夹紧位置自动锁死，即使失去工作气压，工件也能被安全夹紧，安全性高。通过采用曲柄连杆机构，用相对较小的工作气压就可以产生较大的夹紧力；且夹紧力大，恒定，不受气源波动的影响，内置机械限位，转动部件有滚针轴承，保证其夹紧重复精度及夹紧力等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车车身焊装生产线的部件，具体地，涉及一种夹紧器及其控制方法，尤其涉及一张全封闭一体式夹紧器及其控制方法。
背景技术
汽车车身焊装生产线是汽车最主要的生产线之一，焊装夹具是焊装生产线的重要组成部分，在焊装夹具中主要是通过夹紧器来实现对车身件的夹紧，目前传统汽车焊接装配制造业使用的夹紧器主要是拉杆式气缸，拉杆式气缸普遍存在以下几个不足：1、一般无自锁功能，安全性能不够完善；2、夹紧力小，而且会随气源波动而波动，采用的杠杆结构，容易造成压力过紧或空压，对冲压件的形变补偿不能保证一致性，影响焊接质量；3、非模块化设计，零配件多且没有统一的标准，易造成设计繁琐，非标件数量较多，增加用户备件压力，且不易安装调试，长期使用后连接件易磨损松动，需要经常维护，大大增加了维护成本；4、非封闭式设计，最主要的活塞杆运动机构长期暴露在外，容易受到焊渣侵蚀，导致气缸损坏；5、没有统一的标准规定信号输出端口位置，易造成夹具布局混乱，为今后的正常生产和设备维修留下隐患，且感应元件外置，信息可靠性和防外力损伤能力有限；6、打开角度调节需在设计时就确定，无法应对现场突发需要调角度的需求；7、圆形缸体，容易发生自转，且气缸行程长，导致夹具占用空间多。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种夹紧器及其控制方法。
根据本发明提供的一种夹紧器，包括传动源组件、传动组件、传感器组件、压臂组件；
所述传动源组件、传动组件、传感器组件、压臂组件通过连接机构相互连接；
所述传动组件包括活塞、活塞杆以及连接组件；
所述活塞、活塞杆以及连接组件构成传动机构，能够使压臂组件做打开、夹紧的动作。
优选地，还包括壳体，所述壳体中安装设置有所述传动源组件、传动组件以及传感器组件；
所述壳体朝向传动源组件的一侧具有压臂连接孔，压臂连接孔能够与所述压臂组件经连接机构相互连接；
所述壳体能够保护传动源组件、传动组件以及传感器组件，避免遭受损坏。
优选地，传动源组件包括上盖、下盖、缸体；
所述上盖通过缸体与所述下盖相连接；
所述上盖、下盖的端部具有突出部构成所述缸体的限定位；
所述上盖、下盖与所述缸体之间具有第二密封圈；
所述上盖的侧部设置有第一气孔；
所述下盖的侧部设置有第二气孔；
所述上盖内设置有第一通孔；
所述连接机构经第二孔使所述传动源组件通过所述活塞与所述传动组件相连接；
所述下盖内设置有限位块；
所述上盖、缸体以及下盖构成活塞安置空间；
所述活塞安置于所述活塞安置空间内，并且沿纵向进行活塞运动；
所述限位块能够调节活塞的运动距离。
优选地，传送组件还包括第二轴承、第一带孔销、第二带孔销以及第一轴承；
所述连接组件包括连接块、转轴
活塞内设置有第二通孔；
所述第二通孔与所述传动源组件的上盖的第一通孔构成连接安装孔；
所述连接机构的连接杆通过连接安装孔使所述活塞杆的一端与活塞相连接；
所述活塞杆的另一端设置有第二带孔销；
所述第二带孔销的侧部设置有第一轴承；
所述第二带孔销与所述连接块的一端相连接；
所述转轴内设置有开口槽；
所述连接块的另一端通过第一带孔销安置在所述转轴内；
所述转轴延伸出的另一端通过所述壳体的压臂连接孔沿横向与所述第二轴承活动连接；
所述活塞与缸体接触的面具有活塞密封圈；
所述传送组件还包括调节块；
所述调节块位于所述第二带孔销的一侧；
所述传动组件还包括解锁销；
通过第二带孔销、连接块、转轴将所述活塞杆的第一平动方向转化为所述第二轴承的第二平动方向；
当所述活塞杆沿第一平动方向运动时，解锁销被活塞杆顶起，实现自锁状态。
优选地，连接机构包括第一连接件、第一密封圈、防尘圈以及连接杆；
所述连接杆贯穿于所述传动源组件的上盖的第一通孔和所述活塞的第二通孔；
所述连接杆一端具有防尘圈、第一密封圈；
所述连接杆一端与所述活塞杆的一端相连接；
所述连接杆的另一端设置有第一连接件；
所述第一连接件构成所述活塞的限定位。
所述连接杆的另一端通过连接安装孔与所述活塞相连接。
优选地，传感器组件包括传感器、传感器支架以及感应器；
所述传感器支架通过连接部与所述壳体相连接；
所述传感器的感应头通过传感器支架的第三通孔与所述传感器支架固定连接；
所述活塞杆的任一侧设置有感应器；
所述传感器和在同一侧的所述感应器相互感应。
优选地，压臂组件包括压臂、一个或多个压臂安装块；
所述压臂具有第一凹槽；
所述压臂安装块具有第二凹槽；
所述第一凹槽与第二凹槽构成的连接槽；
所述连接槽与连接组件的转轴的任一面相匹配，能够使所述压臂通过连接部与转轴紧密连接；
当转轴进行转动时，所述转轴带动所述压臂转动，使所述压臂做夹紧、打开的动作。
优选地，还包括连接部；
所述传动源组件的上盖、下盖均还包括多个壳体安装孔；
所述壳体的任一侧设置有传动源组件安装孔；
所述壳体安装孔与所述传动源组件安装孔通过连接部固定连接。
本发明还提供了一种上述的夹紧器的控制方法，包括通过传动源组件、传动组件对压臂组件进行驱动的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、增设了自锁机构，使夹臂组件在夹紧位置自动锁死，即使失去工作气压，工件也能被安全夹紧，安全性高。
2、通过采用连杆组件，用相对较小的工作气压就可以产生较大的夹紧力；且夹紧力大，恒定，不受气源波动的影响，内置机械限位，转动部件有滚针轴承，保证其夹紧重复精度及夹紧力。
3、标准模块化结构，输出扭矩值固定，方便夹具设计及型号选择，并可大大降低最终用户的备件需求。
4、全封闭一体式设计，即连杆组件设置在传动源组件内部，防止焊接过程中，焊渣飞溅对气缸活塞杆的损伤，降低维修需求。
5、感应件集成在传动源组件内部，抗干扰能力强，信息检测准确可靠，特别适合于要求高的自动化线。
6、传动源组件中的缸体为扁缸设计，可有效防止自转。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的夹紧器的整体结构示意图。
图2为图1沿A-A方向的剖面图。
图3为本发明的传动组件。
图4为本发明中的活塞密封圈与活塞连接方式的示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种夹紧器，包括传动源组件100、传动组件200、传感器组件300、压臂组件400；所述传动源组件100、传动组件200、传感器组件300、压臂组件400通过连接机构相互连接；所述传动组件200包括活塞12、活塞杆7以及连接组件；所述活塞12、活塞杆7以及连接组件构成传动机构，能够使压臂组件400做打开、夹紧的动作。
本发明提供的夹紧器，还包括壳体1，所述壳体1中安装设置有所述传动源组件100、传动组件200以及传感器组件300；所述壳体1朝向传动源组件100的一侧具有压臂连接孔，压臂连接孔能够与所述压臂组件400经连接机构相互连接；所述壳体1能够保护传动源组件100、传动组件200以及传感器组件300，避免遭受损坏。
所述传动源组件100包括上盖16、下盖18、缸体17；所述上盖16通过缸体17与所述下盖18相连接；所述上盖16、下盖18的端部具有突出部构成所述缸体17的限定位；所述上盖16、下盖18与所述缸体17之间具有第二密封圈26；所述上盖16的侧部设置有第一气孔24；所述下盖18的侧部设置有第二气孔25；所述上盖16内设置有第一通孔；所述连接机构经第二孔使所述传动源组件100通过所述活塞12与所述传动组件200相连接；所述下盖18内设置有限位块19；所述上盖16、缸体17以及下盖18构成活塞安置空间；所述活塞12安置于所述活塞安置空间内，并且沿纵向进行活塞运动；所述限位块19能够调节活塞12的运动距离。
所述传送组件200还包括第二轴承23、第一带孔销21、第二带孔销22以及第一轴承4；所述连接组件包括连接块5、转轴6活塞12内设置有第二通孔；所述第二通孔与所述传动源组件100的上盖16的第一通孔构成连接安装孔；所述连接机构的连接杆通过连接安装孔使所述活塞杆7的一端与活塞12相连接；所述活塞杆7的另一端设置有第二带孔销22；所述第二带孔销22的侧部设置有第一轴承4；所述第二带孔销22与所述连接块5的一端相连接；所述转轴6内设置有开口槽；所述连接块5的另一端通过第一带孔销21安置在所述转轴6内；所述转轴6延伸出的另一端通过所述壳体1的压臂连接孔沿横向与所述第二轴承23活动连接；所述活塞12与缸体17接触的面具有活塞密封圈11；具体地说，如图4所示，活塞密封圈11的内表面与活塞12的外表面的轮廓相互贴合，从而达到密封效果。所述传送组件200还包括调节块3；所述调节块3位于所述第二带孔销22的一侧；所述传动组件200还包括解锁销2；通过第二带孔销22、连接块5、转轴6将所述活塞杆7的第一平动方向转化为所述第二轴承23的第二平动方向；当所述活塞杆7沿第一平动方向运动时，解锁销2被活塞杆7顶起，实现自锁状态。
所述连接机构包括第一连接件15、第一密封圈14、防尘圈13以及连接杆；所述连接杆贯穿于所述传动源组件100的上盖16的第一通孔和所述活塞12的第二通孔；所述连接杆一端具有防尘圈13、第一密封圈14；所述连接杆一端与所述活塞杆7的一端相连接；所述连接杆的另一端设置有第一连接件15；所述第一连接件15构成所述活塞12的限定位。所述连接杆的另一端通过连接安装孔与所述活塞12相连接。
所述传感器组件300包括传感器10、传感器支架9以及感应器8；所述传感器支架9通过连接部与所述壳体1相连接；所述传感器10的感应头通过传感器支架9的第三通孔与所述传感器支架9固定连接；所述活塞杆7的任一侧设置有感应器8；所述传感器10和在同一侧的所述感应器8相互感应。
所述压臂组件400包括压臂20、一个或多个压臂安装块28；所述压臂20具有第一凹槽；所述压臂安装块28具有第二凹槽；所述第一凹槽与第二凹槽构成的连接槽；所述连接槽与连接组件的转轴6的任一面相匹配，能够使所述压臂20通过连接部与转轴6紧密连接；当转轴6进行转动时，所述转轴6带动所述压臂20转动，使所述压臂20做夹紧、打开的动作。
本发明提供的夹紧器，还包括连接部；所述传动源组件100的上盖16、下盖18均还包括多个壳体安装孔；所述壳体1的任一侧设置有传动源组件安装孔；所述壳体安装孔与所述传动源组件安装孔通过连接部固定连接。
本发明还提供了一种上述的夹紧器的控制方法，包括通过传动源组件100、传动组件200对压臂组件400进行驱动的步骤。所述第一轴承4优选的为滚针轴承。
如图2所示，所述壳体1，即，外壳优选地为铝合金材料，因铝合金材料具有结构紧凑，重量轻，用于保护内部组件不受外部焊渣飞溅而损坏。壳体1优选地分为左右两半，两半之间由三个螺栓及两个销钉，即，连接部进行连接。优选地，在壳体1上方设置有压臂连接孔，压臂连接孔内设有第二轴承23，优选的为滚针轴承，此外还设置有调压块3，用于与传动组件200配合以实现自锁。优选地，在外壳顶部还设置有解锁销2，当夹紧器处于自锁状态时，解锁销2会顶起，解除自锁状态后，解锁销2落下。上盖16中设置有供气体进出的第一气孔24，中心孔，即，第一通孔内设置有防尘圈13及杆用密封圈14，上盖16通过上端凸台与壳体1内的卡槽进行配合连接。缸体17优选为扁缸，其固定在上盖16和下盖18的优选的U形槽内，上盖16和下盖18的U形槽内各设置有一个优选的O型第二密封圈26，防止气缸漏气。下盖18同样设置有供气体进出的第二气孔25，中心孔内设置有限位块19，气缸可通过改变限位块19的长短调整活塞12的行程，从而改变气缸打开角度。四根螺杆，即，第二连接件27分别穿过下盖18与上盖16的四个通孔，最终与壳体1下方的螺纹孔进行连接，从而将壳体1、上盖16、缸体17和下盖18固定在一起。
结合图2及图3所示，传动组件200主要包括活塞12及由活塞杆7、连接块5、转轴6构成的连杆传动机构。其中，活塞杆7穿过活塞12中心孔用第一连接件15优选的螺母进行连接，活塞密封圈11设置在活塞7的外围，与缸体17内壁接触，在活塞17直线运动时，起到密封作用。活塞杆7穿过上盖16中心孔，通过带孔销，即第二带孔销与连接块5相连，带孔销两端分别设有第一轴承4优选的为滚针轴承。连接块5设置于转轴6的开口槽内，并通过第一带孔销21，即，带孔销进行连接。转轴6两端穿过设置于壳体1上的滚针轴承，当活塞12向上运动时，活塞杆7带动滚针轴承向上运动，通过连接块5带动转轴6进行旋转运动，使转轴6与壳体1端面接触，此时滚针轴承与调压块3过盈接触后向上运动至顶部，解锁销2被活塞杆7顶起，连接块5与活塞杆7之间形成一定夹角，实现自锁，保证工件在失去工作气压时仍处于夹紧状态。此外，活塞杆7上设置有感应件8，用于感应传感器信号。
根据图2所示，传感器支架9优选地以螺丝固定在壳体1外侧，传感器10的感应头穿过传感器支架9中间优选的方孔，以螺丝锁紧在传感器支架9上下两边，用来感应活塞杆感应件8的位置，由此判断夹紧器的工作状态。
根据图2所示，压臂组件包括压臂20、优选为2个的压臂安装块28，压臂20两端设有优选为2个的V型卡槽，与转轴6两端的其中优选为两个的方形面相贴合，2个压臂安装块28的V型槽与压臂20相对设置，与转轴6两端的另外两个方形面贴合，并用螺丝将压臂安装块28与压臂20固定，使转轴6带动压臂20进行旋转运动，实现对工件的夹紧及打开。
如下详细阐述一下一体式气动夹紧器工作原理：
在气动夹紧过程中：
压缩空气从下盖18第二气孔25进入缸体17，缸体上腔的空气从上盖16的第一气孔24排出，推动活塞12向上运动，从而带动活塞杆7向上运动，通过连接块5转换为转轴6的旋转运动，进而带动压臂20旋转，使压缩空气的压力转换为压臂20对工件的夹紧力，在夹紧点产生增力，同时产生自锁，使工件夹紧。
气动打开过程：
压缩空气从上盖16的第一气孔24进入缸体17，缸体下腔的空气从下盖18的气孔排出，推动活塞12向下运动，从而带动活塞杆7向下运动，通过连接块5转换为转轴6的旋转运动，进而带动压臂20反向旋转，夹臂打开。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种夹紧器，其特征在于，包括传动源组件(100)、传动组件(200)、传感器组件(300)、压臂组件(400)；
所述传动源组件(100)、传动组件(200)、传感器组件(300)、压臂组件(400)通过连接机构相互连接；
所述传动组件(200)包括活塞(12)、活塞杆(7)以及连接组件；
所述活塞(12)、活塞杆(7)以及连接组件构成传动机构，能够使压臂组件(400)做打开、夹紧的动作。
2.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，还包括壳体(1)，所述壳体(1)中安装设置有所述传动源组件(100)、传动组件(200)以及传感器组件(300)；
所述壳体(1)朝向传动源组件(100)的一侧具有压臂连接孔，压臂连接孔与所述压臂组件(400)通过连接机构相互连接；
所述壳体(1)能够保护传动源组件(100)、传动组件(200)以及传感器组件(300)，避免遭受损坏。
3.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，传动源组件(100)包括上盖(16)、下盖(18)、缸体(17)；
所述上盖(16)通过缸体(17)与所述下盖(18)相连接；
所述上盖(16)、下盖(18)的端部具有突出部构成所述缸体(17)的限定位；
所述上盖(16)、下盖(18)与所述缸体(17)之间具有第二密封圈(26)；
所述上盖(16)的侧部设置有第一气孔(24)；
所述下盖(18)的侧部设置有第二气孔(25)；
所述上盖(16)内设置有第一通孔；
所述连接机构经第二孔使所述传动源组件(100)通过所述活塞(12)与所述传动组件(200)相连接；
所述下盖(18)内设置有限位块(19)；
所述上盖(16)、缸体(17)以及下盖(18)构成活塞安置空间；
所述活塞(12)安置于所述活塞安置空间内，并且沿纵向进行活塞运动；
所述限位块(19)能够调节活塞(12)的运动距离。
4.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，传送组件(200)还包括第二轴承(23)、第一带孔销(21)、第二带孔销(22)以及第一轴承(4)；
所述连接组件包括连接块(5)、转轴(6)
活塞(12)内设置有第二通孔；
所述第二通孔与所述传动源组件(100)的上盖(16)的第一通孔构成连接安装孔；
所述连接机构的连接杆通过连接安装孔使所述活塞杆(7)的一端与活塞(12)相连接；
所述活塞杆(7)的另一端设置有第二带孔销(22)；
所述第二带孔销(22)的侧部设置有第一轴承(4)；
所述第二带孔销(22)与所述连接块(5)的一端相连接；
所述转轴(6)内设置有开口槽；
所述连接块(5)的另一端通过第一带孔销(21)安置在所述转轴(6)内；
所述转轴(6)延伸出的另一端通过所述壳体(1)的压臂连接孔沿横向与所述第二轴承(23)活动连接；
所述活塞(12)与缸体(17)接触的面具有活塞密封圈(11)；
所述传送组件(200)还包括调节块(3)；
所述调节块(3)位于所述第二带孔销(22)的一侧；
所述传动组件(200)还包括解锁销(2)；
通过第二带孔销(22)、连接块(5)、转轴(6)将所述活塞杆(7)的第一平动方向转化为所述第二轴承(23)的第二平动方向；
当所述活塞杆(7)沿第一平动方向运动时，解锁销(2)被活塞杆(7)顶起，实现自锁状态。
5.根据权利要求1、4中任一项所述的夹紧器，其特征在于，连接机构包括第一连接件(15)、第一密封圈(14)、防尘圈(13)以及连接杆；
所述连接杆贯穿于所述传动源组件(100)的上盖(16)的第一通孔和所述活塞(12)的第二通孔；
所述连接杆一端具有防尘圈(13)、第一密封圈(14)；
所述连接杆一端与所述活塞杆(7)的一端相连接；
所述连接杆的另一端设置有第一连接件(15)；
所述第一连接件(15)构成所述活塞(12)的限定位。
所述连接杆的另一端通过连接安装孔与所述活塞(12)相连接。
6.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，传感器组件(300)包括传感器(10)、传感器支架(9)以及感应器(8)；
所述传感器支架(9)通过连接部与所述壳体(1)相连接；
所述传感器(10)的感应头通过传感器支架(9)的第三通孔与所述传感器支架(9)固定连接；
所述活塞杆(7)的任一侧设置有感应器(8)；
所述传感器(10)和在同一侧的所述感应器(8)相互感应。
7.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，压臂组件(400)包括压臂(20)、一个或多个压臂安装块(28)；
所述压臂(20)具有第一凹槽；
所述压臂安装块(28)具有第二凹槽；
所述第一凹槽与第二凹槽构成的连接槽；
所述连接槽与连接组件的转轴(6)的任一面相匹配，能够使所述压臂(20)通过连接部与转轴(6)紧密连接；
当转轴(6)进行转动时，所述转轴(6)带动所述压臂(20)转动，使所述压臂(20)做夹紧、打开的动作。
8.根据权利要求1所述的夹紧器，其特征在于，还包括连接部；
所述传动源组件(100)的上盖(16)、下盖(18)均还包括多个壳体安装孔；
所述壳体(1)的任一侧设置有传动源组件安装孔；
所述壳体安装孔与所述传动源组件安装孔通过连接部固定连接。
9.一种权利要求1至9中任一项所述的夹紧器的控制方法，其特征在于，包括通过传动源组件(100)、传动组件(200)对压臂组件(400)进行驱动的步骤。
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