CN108015137B - 一种送料主轴装置、弯管机及料夹机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种送料主轴装置、弯管机及料夹机构，属于弯管技术领域。送料主轴装置包括夹持驱动器和送料主轴，送料主轴包括旋转主轴、夹头及推套；夹头包括夹持复位件、固设在旋转主轴上的夹头座及通过第一铰轴铰接至夹头座上的活动夹料爪；夹持复位件的复位力迫使活动夹料爪绕第一铰轴从夹持工件位置转向释放工件位置；推套受夹持驱动器驱动地相对旋转主轴而往复移动，挤压活动夹料爪而迫使活动夹料爪克服夹持复位件的复位力以绕第一铰轴从释放工件位置转向夹持工件位置，或释放对活动夹料爪的挤压。通过对送料主轴的结构进行改进，能有效地提高其料夹机构的行程，可广泛地应用于空调、汽车等制造领域。

Description

一种送料主轴装置、弯管机及料夹机构

技术领域

本发明涉及一种弯管设备及用于构建该弯管机的组件，具体地说，涉及一种结构改进的送料主轴装置及以该送料主轴装置构建的弯管机与用于构建该送料主轴的料夹机构。

背景技术

公告号为CN206316192U的专利文献中公开了一种数控弯管机，如其附图1所示，该数控弯管机包括控制单元7、机架1及安装在该机架1上的送料小车与弯管机头，送料小车包括进给装置2与送料主轴装置3，弯管机头包括机头组件4、换模组件5及靠模组件6。

如该专利文献的附图2所示，进给组件2包括固设在机架1上的送料导轨8与送料齿条23，可滑动地安装在送料导轨8上的滑台21，固设在滑台21上且转子轴上固设有与送料齿条23相配合的送料齿轮的伺服电机22，及固设在机架1上用于对滑台21的可移动位置范围进行定位的定位块机构24；从而通过伺服电机22的正反转而驱动欧滑台在送料导轨8上的往复滑动，即伺服电机22、送料齿条23及送料齿轮一起构成送料驱动器，以驱动安装在滑台21上的送料主轴装置3在送料方向上往复移送。

如该专利文献的附图3所示，送料主轴装置3包括在前端部上设有固定夹料爪33的送料主轴32，用于驱动送料主轴32绕自身旋转轴线转动的伺服电机31，及用于驱动固定夹料爪33夹持或释放工件的夹料气缸34。

其中，送料主轴32包括旋转主轴及套设在旋转主轴外且与旋转主轴受伺服电机31驱动而同步转动的推套，其前端部结构如公开号为CN104552076A的专利文献的背景技术中所公开的夹紧机构结构所示，如该专利文献的附图1所示，其包括固定夹料爪20及套设在固定夹料爪20外且为筒状结构的推套10；其中，固定夹料爪20为通过将旋转主轴的管端部切割成多瓣式的弹性筒部结构，并在弹性筒部结构上固设用于夹持工件的料夹，推套10由夹料气缸驱动而沿平行于送料主轴的旋转轴线往复移动，以通过对弹性筒部结构朝里的挤压力而迫使弹性筒部结构向内挤压而对工件进行夹持，此时，固定夹料爪处于夹持工件位置；当推套往后移动至释放对弹性筒部结构的挤压时，弹性筒部结构在自身弹性恢复力的作用下而复位至对释放工件，此时，固定夹料爪处于释放工件位置。为了提高送料主轴对工件进行夹持的机械强度，不能对送料主轴切割太深，且为获取具有单瓣弹性筒部结构具有更好的弹性，通常要切割成三瓣以上的结构，多数为4瓣至6瓣结构，导致其固定夹料爪的可打开行程偏小而对管件直径的适应范围偏小，且随装夹次数的增多而对弹性筒部结构进行多次折弯而产生折弯疲劳或折弯记忆而降低对工件的夹持精度。

此外，该弯管机在对工件进行弯管处理的过程中，均为采用固定夹料爪的前端面作为受夹工件加工的定位基准，由于其采用三瓣或四瓣以上结构时，在夹紧时由于各瓣弹性变形存在差异而使整个前端面很难对齐，导致对不同工件的定位基准产生偏差，从而使加工出的同批次工件的一致性较差，且随着固定夹料爪的工作次数增多而偏差更大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构改进的送料主轴装置，以提高该送料主轴装置的可送料工件径向尺寸范围；本发明的另一目的是提供一种有效提高其对工件的定位精度的送料主轴装置；本发明的另一目的是提供一种以上述送料主轴装置构建的的弯管机；本发明的再一目的是提供一种用于构建上述送料主轴装置的料夹机构。

为了实现上述主要目的，本发明提供的送料主轴装置包括安装座及安装在该安装座上的夹持驱动器和可绕自身旋转轴线转动地安装在该安装座上的送料主轴，送料主轴包括旋转主轴、固设在旋转主轴的前端上的夹头及与旋转主轴相套设的推套；夹头包括夹持复位件、固设在旋转主轴上的夹头座及通过第一铰轴铰接至夹头座上的活动夹料爪，活动夹料爪绕第一铰轴可在夹持工件位置与释放工件位置间往复转动；夹持复位件的复位力迫使活动夹料爪绕第一铰轴从夹持工件位置转向释放工件位置；推套受夹持驱动器驱动地相对旋转主轴可沿平行前述旋转轴线的方向往复移动，挤压活动夹料爪而迫使活动夹料爪克服夹持复位件的复位力以绕第一铰轴从释放工件位置转向夹持工件位置，或释放对活动夹料爪的挤压。

通过将送料主轴装置上至少部分夹料爪设置成通过铰轴铰接至旋转主轴的前端上的活动夹料爪，以替代现有技术中与旋转主轴为一体或固定式的弹性筒部结构，不仅能有效地提高料夹机构的相对张开行程以匹配更大径向尺寸范围的工件，且可避免由于多次装夹工件所产生夹持精度降低的问题。此外，其活动夹料爪的数量可设置成两个或三个以上，并不局限于现有技术中的三瓣式结构，具有更大的设计自由度。

具体的本方案为夹头座包括具有沿平行前述旋转轴线的方向布置的中心通孔的筒状本体，及自筒状本体的前端面沿平行前述旋转轴线的方向外凸形成的铰接耳座，铰接耳座上设有与第一铰轴相配合的铰轴孔；活动夹料爪与铰接耳座间通过第一铰轴连接的连接结构为叉式接头结构。便于夹头座的加工与在该夹头座上安装活动夹料爪。

更具体的方案为活动夹料爪包括与夹头座铰接的夹爪基体及可拆卸地安装在夹爪基体上的料夹；推套套装在旋转主轴外；夹爪基体为横截面圆心角小于180度的锥筒部结构，锥筒部结构的外筒面构成与推套相挤压配合的受压锥形面；铰接耳座上设有沿方向布置且与铰轴安装孔连通的螺孔，与螺孔相配合的紧定螺钉用于固定第一铰轴。将夹料爪设置由夹爪基体与可拆卸地安装在该夹爪基体上的料夹，可通过更换料夹而适配不同形状的工件或更多尺寸的工件。将推套与旋转主轴间的套设方式配置成推套套设在旋转主轴外，从而使夹头座的受挤压面为朝外倾斜的外锥筒面，从而可将夹头座内的容纳腔设置成较大而能匹配更大直径范围的工件。通过紧定螺钉对铰轴进行固定，与常规中的焊接技术方案相比，不仅便于对活动夹料爪进行拆卸更换，且在拆卸过程中不会对夹爪座与活动夹料爪造成破坏。

优选的方案为夹持复位件采用压缩弹簧，压缩弹簧的一端抵压在夹头座上，另一端抵压在活动夹料爪的尾端上；在垂直于旋转轴线的横截面上的投影中，尾端的受抵压部的投影朝指向另旋转轴线的方向偏离对应的第一铰轴的投影。不仅便于夹持复位件与周边部件间的组装，且能提供更好的复位转矩。

更优选的方案为夹头座上设有沿平行于前述旋转轴线的方向布置的弹簧安装孔，压缩弹簧套装在弹簧安装孔内，且一端抵压在弹簧安装孔的底面上，另一端抵压尾端的端面上；活动夹料爪的数量为两个，两根第一铰轴相平行布置；在同一夹料爪中，沿平行于前述旋转轴线的方向，尾端位于第一铰轴的一轴向端侧的端部为短端部，位于第一铰轴的另一轴向端侧的端部为长端部；两个活动夹料爪的长端部分别位于第一铰轴的一个轴向端侧，一个活动夹料爪的长端部朝指向另一个活动夹料爪的短端部的方向弯折延伸形成受抵压部，受抵压部在平行于前述旋转轴线的方向上的两端面均为朝远离第一铰轴的方向布置的斜面，压缩弹簧抵压在受抵压部的外尾端部上。基于前述活动夹料爪的设计结构，在提供较大复位力矩的同时，有效地避免两个活动夹料爪在同步张开过程中产生尾端干涉的问题。

另一个优选的方案为推套与旋转主轴间设有沿平行于前述旋转轴线的方向布置的导向键结构；推套的后端部的外侧面上设有环绕旋转轴线布置的环形凹槽，夹持驱动器包括固设安装座上的连杆座，固定端通过第二铰轴与连杆座铰接的推拉连杆，用于推动推拉连杆绕第二铰轴摆动的摆动驱动器，及可沿环形凹槽的槽壁面滚动地固设在推拉连杆上的滚轮。

为了实现上述另一目的，本发明提供的再一个优选方案为推套套装在旋转主轴外；夹头上的夹料爪均为活动夹料爪，且活动夹料爪的数量为两个以上；安装座上安装有用于驱动送料主轴转动预定角度的旋转分度装置；推套的侧壁上设有第一贯通孔，夹头上设有在夹持工件状态与释放工件状态时均能与第一贯通孔至少部分对接以构成定位通道的第二贯通孔，定位通道的内端口位于送料主轴的工件容纳腔的腔壁上；安装座上固设有的工件定位机构，工件定位机构包括操控机构及安装在该操控机构的位移输出端上的定位组件；定位组件受操控机构控制地穿过定位通道并进入工件容纳腔内以检测工件端部是否伸至预定位置，或按序退出工件容纳腔与定位通道。在现有送料主轴装置的结构上，增设前述结构的工件定位，可有效地为弯管工件提供一致的精确定位基准的同时，解决了现有技术中无法对定位检测传感器进行布信号线的问题。

进一步的方案为操控机构包括固定端通过第三铰轴铰接在安装座上的摆动连杆，及用于驱动摆动连杆绕第三铰轴在预定摆角范围内摆动的摆动驱动器；摆动连杆的摆动端构成位移输出端。有效地简化操控机构的结构。

进一步的方案为定位组件包括通过第四铰轴铰接至位移输出端上的定位挡块，及用于与定位端部配合以检测工件端部是否抵推定位挡块至预定位置的传感器；定位端部为定位挡块在定位时伸入工件容纳腔内的端部。

其中，定位端部伸入工件容纳腔内，且定位挡块被工件抵推至预定位置时，定位挡块与位移输出端上的定位止挡面相抵靠，且定位端部绕第二铰轴可朝远离安装座的方向摆动，且定位端部与工件相抵靠定位的端侧面的法向相对旋转轴线朝下倾斜布置；或，定位端部伸入工件容纳腔内，且定位挡块被工件抵推至预定位置时，定位挡块与安装在位移输出端上的受控可伸缩式定位挡件相抵靠定位。

更进一步的方案为定位挡块与位移输出端间设有摆动复位件，摆动复位件的复位力迫使定位挡块伸入工件容纳腔内的端部绕第四铰轴朝远离安装座的方向摆动。

为了实现上述另一目的，本发明提供的弯管机包括控制单元、机架及安装在机架上的送料小车及弯管机头；送料小车包括送料导轨、可滑动地安装在该送料导轨上的滑台、安装在该滑台上的送料主轴装置及驱动滑台沿送料导轨往复滑动的送料驱动器，送料主轴装置为上述任一技术方案所描述的送料主轴装置。

基于上述送料主轴装置构建的送料弯管机，可有效地提高工件夹持径向尺寸的适配范围的同时，提高工件弯管处理的精度。

为了实现上述再一目的，本发明提供的料夹机构包括夹头及推筒，推筒可沿自身轴向往复移动地与夹头相套装；夹头包括夹持复位件、夹头座及通过铰轴铰接至所述夹头座上的活动夹料爪，活动夹料爪绕铰轴可在夹持工件位置与释放工件位置间往复转动；夹持复位件的复位力迫使活动夹料爪绕铰轴从夹持工件位置转向释放工件位置；推筒沿轴向往复移动，挤压活动夹料爪而迫使活动夹料爪克服复位力以绕铰轴从释放工件位置转向夹持工件位置，或释放对活动夹料爪的挤压。

由于将该料夹机构的夹料爪中的至少部分设置成活动夹料爪，于现有技术相比，不仅能有效地提高夹料爪的相对张开行程以匹配更大径向尺寸范围的工件的同时，可避免由于多次装夹工件所产生夹持精度降低的问题。

具体的方案为推筒套装在夹头外；夹头上的夹料爪均为活动夹料爪，且活动夹料爪的数量为两个以上；夹头座包括具有沿轴向布置的中心通孔的筒状本体及自筒状本体的前端面沿轴向外凸形成的铰接耳座，铰接耳座上设有与铰轴相配合的铰轴孔，活动夹料爪与铰接耳座间通过铰轴连接的连接结构为叉式接头结构；铰接耳座上设有沿推筒轴向布置且与铰轴孔连通的螺孔，与螺孔相配合的紧定螺钉用于固定铰轴；活动夹料爪包括与夹头座铰接的夹爪基体及可拆卸地安装在该夹爪基体上的料夹；推筒与夹头座间设有沿推筒轴向布置的导向键结构。便于夹头座的加工与在该夹头座上安装活动夹料爪。

附图说明

图1为本发明弯管机实施例1中送料主轴装置的主视图；

图2为图1所示送料主轴装置的仰视图；

图3为图1的A局部放大图；

图4为图2的B局部放大图；

图5为本发明弯管机实施例1中夹头在略去料夹后的立体图；

图6为本发明弯管机实施例1中夹头在略去料夹后的主视图；

图7为图6所示的结构的左视图；

图8为本发明弯管机实施例1中夹头沿图7所示A1-A1向的轴向剖视图；

图9为图8中C局部放大图；

图10为图6所示的结构的仰视图；

图11为图10所示结构的左视图；

图12为本发明弯管机实施例1中夹头沿图11所示A2-A2向的轴向剖视图；

图13为本发明弯管机实施例1中推套筒与略去料夹后夹头的主视图；

图14为图13所示结构的轴向剖视图；

图15为图14的D局部放大图；

图16为本发明弯管机实施例1中处于释放工件位置的夹头在略去料夹后的立体图；

图17为本发明弯管机实施例1中处于释放工件位置的夹头的主视图；

图18为图17的E局部放大图；

图19为图17所示的夹头在略去料夹后的仰视图；

图20为图19的F局部放大图；

图21为本发明弯管机实施例1中推套筒与处于释放工件位置的夹头在略去料夹后的主视图；

图22为图21所示结构的轴向剖视图；

图23为图22的G局部放大图；

图24为本发明弯管机实施例2中送料主轴装置的立体图；

图25为本发明弯管机实施例2中送料主轴的前端局部结构的立体图；

图26为本发明弯管机实施例2中工件定位机构的立体图；

图27为本发明弯管机实施例2中工件定位机构在非定位状态下的主视图；

图28为本发明弯管机实施例2中送料主轴装置在工件定位机构处于非定位状态时的主视图；

图29为图26的H局部放大图；

图30为图27的K局部放大图；

图31为本发明弯管机实施例2中送料主轴装置在工件定位机构处于定位状态时的主视图；

图32为本发明弯管机实施例2中送料主轴装置在对工件进行定位过程中的初始状态的状态示图；

图33为本发明弯管机实施例2中送料主轴装置在对工件进行定位过程中的完成状态的状态示图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

本发明主要是对弯管机上送料主轴装置的结构进行改进，以在提高活动夹料爪的夹持行程而获取更大工件径向尺寸匹配范围，在下述实施例中，主要对送料主轴装置的结构进行示例性说明，送料小车及弯管机的其他功能单元的结构参考现有产品设计，比如本申请人之前申请的公告号为CN206316192U或公开号为CN107282720A及CN107202157A的专利申请。

弯管机实施例1

本发明弯管机包括控制单元、机架及安装在该机架上弯管机头及送料小车，送料小车受控制单元控制地向弯管机头按照设定速度进行进给送料及按照设定转角速度驱动工件绕旋转轴线转动预定角度，弯管机头受控制单元控制地对送料小车所进给的工件按照预设方案进行弯管处理。

控制单元包括处理器、存储器及触摸屏，存储器存储有计算机程序，处理器接收操作人员通过触摸屏输入的操作指令，从存储器中调取对应程序并执行该计算机程序，以实现按步骤地控制送料小车进行送料的同时，控制弯管机头对管件进行弯管处理。

送料小车包括固定在机架上的送料导轨，可滑动地安装在送料导轨上的滑台，安装在滑台上的送料主轴装置，及推动滑台而带动送料主轴装置沿送料导轨往复移动的送料驱动器。送料驱动器包括沿送料导轨长度方向布置的送料齿条，转子轴上设有与送料齿条相配合的齿轮的送料伺服电机，及固设在机架用于对滑台行程进行控制的行程开关，这些行程开关布置在不同行程节点位置上，以对滑台是否移至该位置的状态进行监测。

参见图1至图4，本发明送料主轴装置1包括用于将整个装置安装在送料小车的滑台上的安装座10及安装在该安装座上的夹持驱动器2、送料主轴3及旋转驱动器。在本实施例中，旋转驱动器包括通过同步带与伺服电机传动连接的同步轮11，该伺服电机通过同步轮驱动送料主轴3绕旋转轴线300旋转预定角度，继而带动夹持在送料主轴3上的工件绕旋转轴线300转动。在下述描述中，将沿平行于旋转轴线300的方向简称为送料方向。

送料主轴3可转动地安装在安装座10上，包括旋转主轴31、套装在旋转主轴31外的推套32及固设在旋转主轴31的前端上且用于夹持工件的夹头30；在本实施例中，旋转主轴31为管状结构，夹头30具有与旋转主轴31的内孔对接的通孔结构，通孔结构与旋转主轴的内孔一起构成弯管芯棒通道；推套32包括连接管33及固设在连接管33的前端上推套筒34，连接管33与推套筒34可为一体结构，也可通过焊接等不可拆卸的固连方式将推套筒34固定在连接管33上，也可通过固定销、固定螺栓等可拆卸的固连方式将推套筒固定在连接管33上；在本实施例中为可拆卸连接结构，便于两者的加工的同时，便于对推套筒34的更换、保养与维修，如图14所示，在推套筒34的后端口上设有用于与连接管33的前端相套接的内肩台结构，以对二者在组装时的轴向上与径向上的定位。对于夹头30与旋转主轴31之间的连接关系，二者既可为一体结构，也可为可拆卸或不可拆卸的多体连接结构；在本实施例中，采用可拆卸的连接结构，以便于加工的同时，便于对夹头30进行更换、保养及维修，且如图8所示，其后端口的内腔400用于套装在旋转主轴31外，且在内腔400内加工成型有用于抵靠旋转主轴300端面的内肩台结构，以便于组装时的定位。

夹持驱动器2包括U结构的连杆座21、推拉连杆23、气缸24、铰接头25及两个滚针轴承28；推拉连杆23的固定端通过两根第二铰轴27可转动地安装在连杆座27的两叉臂上，摆动端与铰接头25铰接，铰接头25与气缸24的活塞杆固定连接，且铰接头25上的铰轴与活塞杆端面间的间距可调，以对送料主轴3的行程范围进行调整。在连接管33的后端部的外表面上设有环绕送料主轴3的旋转轴线300布置的环形凹槽35，两个滚针轴承28的外圈可沿环形凹槽35的槽壁面滚动地置于环形凹槽35内，通过气缸24驱动摆动连杆21绕第二铰轴27摆动的过程中，通过固定轴26固定在摆动连杆21上的滚针轴承也随之摆动而推动推套32相对旋转主轴31沿送料方向往复移动，同时由于滚针轴承28与环形凹槽35的配合而使推套32绕旋转轴线转动的过程中，滚针轴承28不会对其旋转产生干涉。气缸24构成本实施例中的用于驱动摆动连杆23绕第二铰轴27在预定摆角范围内摆动的摆动驱动器，其也可选用油缸、直线电机等其他直线位移输出装置替代气缸24进行摆动驱动，此时，直线位移输出装置的定子通过铰轴与安装座10铰接，动子通过铰接头25与摆动连杆23的摆动端铰接。滚针轴承28构成本实施例中沿环形凹槽35的槽壁面滚动的滚轮，即在滚动过程，滚轮的轮面与环形凹槽35的两槽壁面均相接触或者与一者接触且与另一者形成有很小的容差间隙。

参见图5至图23，夹头30包括夹头座4、两个活动夹料爪、两根压缩弹簧61及两根第一铰轴62，夹头座4包括筒状本体40及两个自该筒状本体40的前端面沿送料方向外凸形成的铰接耳座41，筒状本体40具有沿送料方向的中心通孔400，筒状本体40可拆卸地固定在旋转主轴31的前端上，在筒状本体40的后端口400处设有内肩台，用于在将旋转主轴31套装在旋转主轴31的前端部上时进行定位，铰接耳座41上设有铰轴孔410。

活动夹料爪5包括夹爪基体5及可拆卸地固设在夹爪基体5的前端部上的料夹54，可通过更换不同规格的料夹54以夹持不同径向尺寸的工件，且可将料夹54设置成如图8及图12所示的缩口结构，即料夹54的夹持腔室在径向上尺寸小于夹爪基体5的工件容纳腔500，从而可夹持有外肩台或法兰结构的工件；夹爪基体5为横截面圆心角略小于180度的锥筒部结构，其前端部用于与料夹54固定连接，后端面内凹形成有与铰接耳座41相配合的U型叉臂结构，即叉臂52与叉臂53，在两个叉臂上设有与铰轴孔410相对应的铰轴通孔5200、5300，通过第一铰轴62依次穿过一个铰轴通孔5200、铰轴孔410及另一个铰轴通孔5300，从而在夹爪基体5与夹头座4之间构建出用于使二者相铰接连接的叉式接头结构；其中，铰接耳座41构成该叉式接头结构中的单耳片，两叉臂52、53构成该叉式接头结构中的双耳片；当然了，可在夹头座4上设置双耳片而在夹爪基体50上设置单耳片以组合出叉式接头结构；此外，叉式接头结构中的双边耳片数量并不局限前述所列举的一片与两片结构，可根据结构尺寸与设计需要而设置双边均为两片以上多耳片结构。

如图9及图23所示，在铰接耳座41的前端面设有沿送料方向布置且与铰轴孔410连通的螺孔402，以通过与该螺孔402配合的紧定螺钉对第一铰轴62在铰轴孔410中的安装位置进行定位及固定。当然了，也可采用其他方式进行定位与固定，比如直接将第一铰轴62中的一端或两端与叉臂焊接、胶粘接固定。

在筒状本体40的前端面上加工出两个沿送料方向布置的弹簧安装孔403。通过将压缩弹簧61套装在该弹簧安装403孔内，且使压缩弹簧61的一端抵压在弹簧安装孔403的底面上，而另一端抵压在夹爪基体5的尾端端面上，以使压缩弹簧61的弹性恢复力对第一铰轴62形成一迫使夹爪基体5绕第一铰轴转动的转矩；如图18所示，在垂直于旋转轴线300的横截面3000上的投影中，下夹爪基体5的尾端面的受抵压部在该横截面3000上的投影朝上活动夹料爪5的方向偏离下第一铰轴62的投影，从而使压缩弹簧61对下夹爪基体所产生近似沿送料方向布置的恢复力相对下第一铰轴62形成使下夹爪基体5绕第一铰轴62朝逆时针方向转动的转矩，即压缩弹簧61相对第一铰轴62所产生的转矩迫使活动夹料爪绕第一铰轴62从如图5、13所示的夹持工件位置转向如图17、21所示的释放工件位置。即压缩弹簧61构成本实施例中的夹持复位件，该复位件的复位力迫使活动夹料爪绕第一铰轴62从如图5所示的夹持工件位置转向如图17所示的释放工件位置；如图22及图23所示，并利用后退的推套筒34的前端面对夹爪基体5的抵靠作用而活动夹料爪不会继续绕第一铰轴62转动，即后退的推套筒34的端面构成将活动夹料爪限位在释放工件位置处的限位止挡件；当然了，可通过在夹爪座4上设置限位止挡块以止挡活动夹料爪在复位件复位力的作用下继续转动而张开更大。对于夹持复位件，其结构形式并不局限于前述压缩弹簧61的结构，还可采用扭簧构成夹持复位件，其中，该扭簧的簧圈套设在第一铰轴62上，一扭臂抵靠夹头座4，另一扭臂抵靠夹爪基体5；还可采用两个同极相对布置的磁铁块替代压缩弹簧构成夹持复位件，其中一个磁铁块固定在夹头座4上，另一磁铁块固定在活动夹料爪5上；也还可采用拉伸弹簧构成夹持复位件，即用其拉动夹爪基体5尾端的外侧部而使其绕第一铰轴62转动。

在本实施例中，将活动夹料爪的数量设为两个，以简化整体结构即便于对各零部件进行布局及安装，并不代表本发明中的活动夹料爪的数量限定为两个，还可以为三个以上。对于只有两个活动夹料爪的布局，两根第一铰轴62相平行布置，进一步的结构为两根第一铰轴62相对旋转轴线300中心对称布置，且关于两个相互正交且过旋转轴线300的对称面对称布置；如图6、图10、图18及图20所示，对于同一夹爪基体5，其尾端，即叉臂52、53的外端部，在沿送料方向上，叉臂52为长端部，而叉臂53相对叉臂52为短端部，即夹爪基体5的尾端位于第一铰轴62的一轴向端侧的端部为短端部，而位于第一铰轴62的另一轴向端侧的端部为长端部。对于两个夹爪基体5而言，二者位于第一铰轴62的同一轴向端侧为长度不同的尾端部，即一者为叉臂52而另一者为叉臂53，即两个夹爪基体的长端部分别位于第一铰轴62的一个轴向端侧上。如图18所示，下夹爪基体5的叉臂52尾端部朝向上夹爪基体5的叉臂53的弯折形成受抵压部，且该受抵压部在送料方向双方的两端面521、522均为朝远离下第一铰轴62的方向倾斜布置；叉臂53的尾端与叉臂52的尾端部在两个活动夹料爪从夹持工件位置转向释放工件位置的过程，二者间均存有间隙；即一个活动夹料爪的长端部朝向另一个活动夹料爪的短端部弯折延伸形成受抵压部，且受抵压部在送料方向上的两端面均为朝远离第一铰轴62的方向布置的斜面，压缩弹簧61抵压在受抵压部的外尾端部上，且位于第一铰轴62的同轴侧端上的长端部与短端部在两个活动夹料爪从夹持工件位置转向释放工件位置的过程中均存有间隙，从而避免在尾端上产生干涉。

如图14、图21、图22及图23所示，推套筒34包括主体套设在夹头座4之外的筒基部341及套设在两个夹爪基体5之外的膨胀筒部342，膨胀筒部342的内孔直径大于筒基部341的内孔直径，以匹配夹爪基体5的锥形外筒面。

送料主轴3在旋转驱动器的驱动下绕旋转轴线300转动，即旋转主轴31与推套32绕旋转轴线300以等角速度的方式同步转动，在本实施例中，通过设置于旋转主轴31与推套32之间的导向键结构进行实现，即该导向键结构既对二者间在平行于旋转轴线300方向上的相对移动进行导向的同时，还迫使二者在绕旋转轴线300的转动为等角速的同步转动；如图22及图23所示，导向键结构包括设在夹头座4的筒状体40外侧壁面上的一条以上键槽405，可滑动地置于该键槽405内的滑动键404，筒基部341上与键槽405相对应的位置处设有沉头孔340，一沉头螺钉343穿过该沉孔孔340后与滑动键404固定连接，从而将滑动键404固定在推套筒34内壁面上，同时便于对推套筒34与夹头座4进行组装或拆卸。当然了，可通过设于推套筒34上的腰圆孔与穿过该腰圆孔并与夹头座4可拆卸地固定连接的紧定螺钉相配合以达到导向键槽的功能，其中，腰圆孔的长轴沿送料方向布置。

工作过程中，在控制单元的控制下，即处理器执行存储在存储器内的计算机程序以实现如下步骤：

（1）夹持驱动器2通过连接管33拉动推套筒34沿送料方向朝后端移动，即驱动推套32朝靠近安装座10的方向移动，从而使夹头30与推套筒34间的相对位置，由如图13所示的位置变为如图21所示的位置；两个活动夹料爪由于失去推套筒34对它们的挤压力，并在夹持复位件复位力的作用下，迫使料夹54绕第一铰轴62朝外转动，即从如图13与图5所示的夹持工件位置转向如图21与图17所示的释放工件位置。

（2）在有工件伸入工件容纳腔500内时，夹持驱动器2通过连接管33拉动推动套34沿送料方向朝前端移动，即驱动推套32朝远离安装座10的方向移动，从而使夹头30与推套筒34间的相对位置，由如图21所示的位置变为如图13所示的位置；两个活动夹料爪在推套筒34对它们的锥形筒面的挤压力作用下，克服夹持复位件的复位力，以使料夹54绕第一铰轴62朝里转动而对工件端部进行夹持操作，即从如图21与图17所示的释放工件位置转向如图13与图5所示的夹持工件位置。

（3）送料驱动器通过滑台驱动整个送料主轴装置1携带管件朝前移送的同时，旋转驱动器按照弯管进程驱动送料主轴3带动管件旋转预定角度，且控制弯管机头对送料小车输送的管件进行弯管处理。

在上述工作过程中，活动夹料爪绕第一铰轴62相对夹头座4可在如图5所示的夹持工件位置与如图17所示的释放工件位置之间往复转动。推套32在夹持驱动器2的驱动下沿平行于旋转轴线300的方向往复移动；在其相对夹头座4朝前移动的过程中，推套筒34的前端面抵靠锥筒部结构的锥形外筒面上，即锥筒部结构的锥形外筒面构成与推套32挤压配合的受压锥形面，其挤压力迫使活动夹料爪克服压缩弹簧61的弹性恢复力，即克服夹持复位件的复位力而从如图17所示的释放工件位置转向如图5所示的夹持工件位置；在其相对夹头座4朝后移动的过程中，其将逐步释放对锥筒部结构的挤压力，即释放对活动夹料爪的挤压，从而使活动夹料爪在夹持复位件的复位力作用下，从夹持工件位置转向释放工件位置。当然，可将锥形面设置在推套筒34上，而将夹爪基体5与该锥形面的抵压处设置成直角结构或斜面结构，从而使夹爪基体5的外侧面相对推套筒34上的锥形面滑动而实现张开或闭合操作；即，在夹爪基体5的受挤压部与推套32的挤压部中，一者为相对旋转轴线300呈倾斜布置的引导面，该引导面优选为锥形面以提高挤压接触面积，另一者为在夹持复位件复位力的作用下而始终抵靠在引导面上的被引导部，被引导部沿引导面滑动时将使夹爪基体5受到推套筒34的挤压力。

弯管机实施例2

作为对本发明弯管机实施例2的说明，以下主要是对与上述弯管机实施例1的不同之处进行说明，即在上述弯管机实施例1的送料主轴装置上增设能对被夹持工件进行更精确定位的工件定位机构。

如图24所示，在本弯管机实施例中，用于驱动送料主轴3绕旋转轴线300转动预定角度的旋转驱动器为旋转分度装置，该旋转分度装置包括通过同步带16驱动同步轮11转动的伺服电机15，及设于同步轮11侧旁用于对同步轮11的转角进行监测的传感器17。

参见图25，在送料主轴3的前端部设有贯通其侧壁并与工件容纳腔连通的定位通道305，即定位通道305的内端口位于如图8所示的工件容纳腔500的腔壁上，定位通道305包括设于推套筒34侧壁上的第一贯通孔344与设于夹头上的第二贯通孔；在两活动夹料爪处于夹持工件位置或处于释放工件位置时，第一贯通孔344与第二贯通孔间均存在至少部分对接而构成定位通道305。在本实施例中，第二贯通孔设于两夹爪基体5的合缝501处。

参见图24至图33，工件定位机构包括操控机构及安装在该操控机构的位移输出端上的定位组件9。操控机构通过输出位移，以操控安装在其位移输出端上的定位组件相对送料主轴3做三维空间移动或做二维平面移动，其中该二维平面移动为过旋转轴线300的平面内的二维运动。对于操控机构的具体结构形式，可采用现有技术中的机械手结构进行设计；在本实施例中，为了简化其结构与控制方法，将操控机构设置成包括固定端70通过第三铰轴64铰接在安装座10上的摆动连杆7，及用于驱动摆动连杆7绕该第三铰轴64在预定摆角范围内摆动的摆动驱动器8；该摆动连杆7的摆动端71构成操控机构的位移输出端，即定位组件9安装在摆动端71上。

在摆动连杆7的固定端71上设有长度方向沿第三铰轴64的径向布置的摆动驱动杆83，摆动驱动器8包括摆动驱动杆83及直线位移输出机构，该直线位移输出机构的定子与安装座10铰接，动子通过铰接头82与摆动驱动杆83的外端铰接。直线位移输出机构可选自直线电机、气缸及油缸等，在本实施例中选为气缸，即气缸的缸体81通过铰轴85铰接于安装座10上，活塞杆通过铰接头82铰接至摆动驱动杆83的外端上，具体为缸体81通过铰接座86而间接地铰接在安装座10上，即铰接座86可拆卸地固设在安装座10上，且其上设有与铰轴85相配合的铰轴孔。并在气缸上固设有用于调节其活塞杆行程范围的调节螺钉84，在缸体81上固设有用于安装调节螺钉84的调节支架85，调节螺钉84可转动地安装在调节支架85的安装板的螺孔上，以使调节螺杆84与气缸的活塞杆同步绕铰轴85以等角速的方式转动，且使调节螺钉84的调节方向平行活塞杆的位移输出方向，从而通过将调节螺钉84的螺杆端位于铰接头82的摆动路径上，以对活塞杆的行程范围进行可调的限定。在工作过程中，气缸的活塞杆通过铰接头82推动摆动驱动杆83绕第三铰轴64转动，继而带动摆动连杆7绕第三铰轴64往复摆动。

定位组件9包括通过第四铰轴65铰接至摆动端72上的定位挡块91、固设在摆动端72上的接近开关94及拉伸复位弹簧93，接近开关94的感应端940位于定位挡块91邻近第三铰轴64的一侧。在摆动端72的前端面上内凹形成有贯穿其上下两侧面的U型安装槽720，在该U型安装槽720上设有与第四铰轴65相配合的铰轴孔，从而使定位挡块91可转动地安装在U型安装槽720内，U型安装槽720的两槽壁构成定位挡块91在绕第四铰轴65摆动过程中的限位引导面；定位挡块91的下端部构成对工件进行定位的定位端部，该定位端部绕第四铰轴65转动的过程中，其邻近第三铰轴64的一侧面910与接近开关94的感应端940相感应触发。拉伸复位弹簧93的一拉钩套挂在螺钉92上，另一拉钩套挂在螺钉73上，螺钉92固设在定位挡块91的上端面上，螺钉73固定在摆动端72上，拉伸复位弹簧93的弹性恢复力迫使定位挡块91的定位端部部绕第四铰轴65转向偏离第三铰轴64的方向，即转向使接近开关94从触发状态复位为非触发状态的位置。如图29、图30、图32及图33所示，摆动端72在U型安装槽720内设有止挡限位面7201与止挡限位面7202。

在弯管机工作过程中，使用该工件定位机构对夹持在送料主轴3上的工件进行定位的过程具体如下：

（1）摆动驱动器8驱动摆动连杆7在预定摆动范围内摆动，使安装在摆动端72上的定位挡块91的定位部穿过定位通道305以进入如图8所示的工件容纳腔500内，即定位挡块91抵靠触发端的下部进入工件容纳腔500内，中部位于定位通道305内，而上部与接近开关94一起位于定位通道305及工件容纳腔500之外。此时，在拉伸复位弹簧93弹性恢复力的作用下，并使设于定位挡块91上的被限位部9100抵靠止挡限位面7201，即止挡限位面7201构成迫使定位端部绕第二铰轴65朝远离安装座10的方向的摆角小于预设阈值摆动的限位止挡部，使定位挡块91的定位端部偏离接近开关94的感应头940，以使接近开关94处于非触发状态。为了防止定位挡块91在其下端部已进入工件容纳腔500内后，摆动驱动器8继续驱动摆动连杆7绕第三铰轴64沿如图27中的逆时针方向摆动，可在第三铰轴64的铰轴架上固设行程开关、接近开关、光电传感器以对其摆动到位状态进行检测，即限制摆动连杆7绕第三铰轴64沿逆时针方向摆动摆角范围。

（2）如图32所示，随着待弯管处理的管件01从送料主轴3的前端口伸入如图8所示的工件容纳腔500内，定位挡块91的下端部在管件01的推动下，克服拉伸复位弹簧93的弹性恢复力而绕第四铰轴65朝如图31所示的逆时针方向转动，并转至其侧面910抵靠止挡限位面7202并触发接近开关94；接近开关94向弯管机的控制单元输出触发信号，控制单元依据该触发信号而停止继续输送管件01，并对工件01的端面进行定位，此时位置如图33所示，即在此时，若无工件01的抵挡，定位端部绕第二铰轴65只可朝远离安装座10的方向摆动，定位端部与工件相抵靠定位的端侧面的法向相对旋转轴线300朝下倾斜布置，即抵挡侧面9101的法向相对旋转轴线300朝向下倾斜布置，也以为这定位挡块的中心轴线9102相对旋转轴线300其下端朝靠近安装座01的方向倾斜布置。从而可利用定位挡块91背离接近开关94的侧面所处位置为工件01的端面位置，以对管件01进行定位，有效地提高其定位精度。

（3）通过如图1所示的夹持驱动器1驱动送料主轴3对完成定位后的管件1进行夹持，接着控制摆动驱动器8驱动摆动连杆7绕第三铰轴64，朝如图27所示的顺时针方向摆动至定位挡块91下端部完全从定位通道305中抽离，如图33所示，由于定位挡块91中心轴线9102相对旋转轴线300其下端朝靠近安装座10的方向倾斜小角度布置，通常为5度至6度的小角度布置，从而使摆动连杆7绕第一铰轴64摆动而将定位挡块91拉出定位通道时，其定位侧面9101的运动轨迹如曲线01000所示，该运动轨迹不会与工件01产生干涉而已定位好的工件01产生影响，抽离之后的工件定位机构不会对送料主轴3的旋转及送料过程造成干涉。其可通过固设在第三铰轴64的铰轴架上的行程开关、接近开关或光线传感器等传感器进行摆动到位检测，从而使摆动连杆7的顺时针摆动的摆角范围进行限制，即摆动驱动器8驱动摆动连杆7绕第三铰轴64在预定摆角范围内摆动。

此外，可采用受控伸缩式定位挡件替代上止挡限位面7202以对定位挡块91的在定位推动过程的止挡而实现定位，即在定位时，式控制伸缩式定位挡件朝远离安装座10的方向伸出至其抵靠端面位于定位位置时，在完成对定位挡块91的定位后，其伸缩式定位挡件的抵靠面朝靠近安装座10的方向移动至远离定位位置，此时定位挡块91的定位端部可绕第二铰轴65朝靠近安装座10的方向摆动一小角度，从而可在定位挡块91抽离定位通道时，对工件01的端部施加为弹性力而不会对已定位好的工件01的定位精度产生影响。

（4）在将定位组件9与摆动连杆7摆动至避让送料主轴的送料过程与驱动管件01旋转的位置后，控制送料小车与弯管机头配合而对管件01进行弯管处理。

在定位过程中，接近开关94构成本实施例中用于与定位挡块91配合以检测工件端部是否抵压并推动定位挡块绕第四铰轴65转至预定位置的传感器，该预定位置为管件01的端部定位位置；当然，可采用其他传感器进行检测，优选为行程开关、压电压力传感器或上述接近开关等接触触发式传感器。操控机构用于控制定位组件9穿过定位通道305并进入工件容纳腔500内以检测工件端部是否伸至预定位置，或按序退出工件容纳腔500与定位通道305而避让送料主轴的工作过程。

在采用接触触发式传感器时，接触触发式传感器安装位置并不局限于前述描述技术方案，即将传感器安装在摆动连杆7的摆动端72上，且在定位挡块91的下端部伸入工件容纳腔500且被工件抵推至预定位置时，接触触发式传感器受定位挡块中抵压而触发，也可将接触触发式传感器安装在定位挡块91邻近第三铰轴64的侧面上，且在定位挡块91的端部伸入工件容纳腔500且受工件抵推至预定位置时，接触触发式传感器受摆动端72抵压而触发。

送料主轴装置实施例

在上述弯管机实施例的说明中已包含对本发明送料主轴装置实施例的说明，在此不再赘述。

料夹机构实施例

上述弯管机实施例中送料主轴装置中的夹头与推套筒一起构成本料夹实施例，其中推套筒构成本发明料夹机构中的推筒，即在上述弯管机实施例的说明中已包含对本发明料夹机构实施例的说明，在此不再赘述。

在本上述实施例中，“前端”与“后端”被配置为沿平行旋转轴线300的方向，邻近旋转驱动器11的一端为后端，而远离的一端被配置为前端，其中，“后端”也称为“尾端”。“工件的径向”被配置为一旋转轴线300为中心轴线的圆筒结构的径向，并将工件的横截面形状限定为圆形结构。“夹持工件位置”与“释放工件位置”为相对位置而言，前者被配置为夹料爪的张开角度比后者要小，即其在两者位置时的张开角度取决于所夹持工件的形状与尺寸，前者夹紧至能夹持住工件，而后者在前者基础上张开至能取出工件以上的角度，没有绝对的大小值。“通过铰轴将某部件铰接至安装座10上”等连接在或安装在某部件上的固定连接方式被配置为直接固定连接的方式或间接固定连接的方式，其中，间接固定连接的方式即为可在相固定连接的二者间可根据需要添设连接部件，当然了，也可将这些连接部件理解为安装座等相对基础部件的组成部分。

本发明的主要构思是通过对送料主轴装置中的料夹机构的结构进行改进，以至少将部分夹料爪设置成通过铰轴铰接的活动夹料爪，以提高料爪机构的相对张开行程以匹配更大径向尺寸范围的工件，根据本构思，料夹机构的结构还有多种显而易见的变化，比如，夹料爪可由夹持面圆心角小于180度的固定夹料爪与活动夹料爪组成，或由三个以上的活动夹料爪组成，并不局限于上述实施例所描述的结构；此外，也可将推套设置成套装在形成有内通孔的夹头内部，推套从里面挤压位于其端部外侧的夹料爪，使夹料爪在张开状态对套状态其外面的管件进行夹持，而复位件的复位力迫使夹料爪合上而释放对管件的夹持，从而可将送料主轴的尺寸设置成在径向上尺寸小于等于待加工管件，有效减少与圆模、夹模的干涉而利于短管件的加工；此种情况下，“夹持工件位置”与“释放工件位置”也为相对位置而言，当前者被配置为夹料爪的张开角度比后者要大，且其在两者位置时的张开角度取决于所夹持工件的形状与尺寸，前者夹紧至能夹持住工件，而后者在前者基础上合上至能取出工件以上的角度，没有绝对的大小值。

Claims (6)

1.一种送料主轴装置，包括安装座及安装在所述安装座上的夹持驱动器和可绕旋转轴线转动地安装在所述安装座上的送料主轴，所述送料主轴包括旋转主轴、固设在所述旋转主轴的前端上的夹头及与所述旋转主轴相套设的推套，其特征在于：

所述夹头包括夹持复位件、固设在所述旋转主轴上的夹头座及通过第一铰轴铰接至所述夹头座上的活动夹料爪，所述活动夹料爪绕所述第一铰轴可在夹持工件位置与释放工件位置间往复转动；

所述夹持复位件的复位力迫使所述活动夹料爪绕所述第一铰轴从所述夹持工件位置转向所述释放工件位置；所述推套受所述夹持驱动器驱动地相对所述旋转主轴沿平行于所述旋转轴线的方向往复移动，挤压所述活动夹料爪而迫使所述活动夹料爪克服所述复位力以绕所述第一铰轴从所述释放工件位置转向所述夹持工件位置，或释放对所述活动夹料爪的挤压；

所述夹持复位件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵压在所述夹头座上，另一端抵压在所述活动夹料爪的尾端上；

在垂直于所述旋转轴线的横截面上的投影中，所述尾端的受抵压部的投影朝指向所述旋转轴线的方向偏离所述第一铰轴的投影；

所述推套套装在所述旋转主轴外；

所述夹头上的夹料爪均为所述活动夹料爪，且所述活动夹料爪的数量为两个以上；

所述安装座上安装有用于驱动所述送料主轴转动预定角度的旋转分度装置；

所述推套的侧壁上设有第一贯通孔，所述夹头上设有在夹持工件状态与释放工件状态时均能与所述第一贯通孔至少部分对接以构成定位通道的第二贯通孔，所述定位通道的内端口位于所述送料主轴的工件容纳腔的腔壁上；

所述安装座上固设有工件定位机构，所述工件定位机构包括操控机构及安装在所述操控机构的位移输出端上的定位组件；

所述定位组件受所述操控机构控制地穿过所述定位通道并进入所述工件容纳腔内以检测工件端部是否伸至预定位置，或按序退出所述工件容纳腔与所述定位通道。

2.根据权利要求1所述的送料主轴装置，其特征在于：

所述夹头座包括具有沿所述方向布置的中心通孔的筒状本体及自所述筒状本体的前端面沿所述方向外凸形成的铰接耳座，所述铰接耳座上设有与所述第一铰轴相配合的铰轴孔，所述活动夹料爪与所述铰接耳座间通过所述第一铰轴连接的连接结构为叉式接头结构。

3.根据权利要求2所述的送料主轴装置，其特征在于：

所述活动夹料爪包括与所述夹头座铰接的夹爪基体及可拆卸地安装在所述夹爪基体上的料夹；所述推套套装在所述旋转主轴外；

所述夹爪基体为横截面圆心角小于180度的锥筒部结构，所述锥筒部结构的外筒面构成与所述推套相挤压配合的受压锥形面；

所述铰接耳座上设有沿所述方向布置且与所述铰轴孔连通的螺孔，与所述螺孔相配合的紧定螺钉用于固定所述第一铰轴。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的送料主轴装置，其特征在于：

所述夹头座上设有沿所述方向布置的弹簧安装孔，所述压缩弹簧套装在所述弹簧安装孔内，且一端抵压在所述弹簧安装孔的底面上，另一端抵压所述尾端的端面上；

所述活动夹料爪的数量为两个，两根所述第一铰轴相平行布置；

在同一活动夹料爪中，沿所述方向，所述尾端位于所述第一铰轴的一轴向端侧的端部为短端部，位于所述第一铰轴的另一轴向端侧的端部为长端部；

两个活动夹料爪的长端部分别位于所述第一铰轴的一个轴向端侧，一个活动夹料爪的长端部朝指向另一个活动夹料爪的短端部的方向弯折延伸形成所述受抵压部，所述受抵压部在所述方向上的两端面均为朝远离所述第一铰轴的方向布置的斜面，所述压缩弹簧抵压在所述受抵压部的外尾端部上。

5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的送料主轴装置，其特征在于：

所述推套与所述旋转主轴间设有沿所述方向布置的导向键结构；

所述推套的后端部的外侧面上设有环绕所述旋转轴线布置的环形凹槽，所述夹持驱动器包括固设在所述安装座上的连杆座，固定端通过第二铰轴与所述连杆座铰接的推拉连杆，用于推动所述推拉连杆绕所述第二铰轴摆动的摆动驱动器，及可沿所述环形凹槽的槽壁面滚动地固设在所述推拉连杆上的滚轮。

6.一种弯管机，包括控制单元、机架及安装在所述机架上的送料小车及弯管机头，所述送料小车包括送料导轨、可滑动地安装在所述送料导轨上的滑台、安装在所述滑台上的送料主轴装置及驱动所述滑台沿所述送料导轨往复滑动的送料驱动器；

其特征在于：

所述送料主轴装置为权利要求1至5任一项权利要求所述的送料主轴装置。

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