CN110907080B - 一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法。该方案采用测量装置，测量装置包括压力采集块以及压力显示装置，压力采集块包括夹持块以及压力传感元件，夹持块的两端与卡盘上待测夹紧力的两个卡爪的夹持面适配，压力传感元件设置于夹持块上，压力传感元件与压力显示装置电性连接，两个卡爪夹紧夹持块并抵压压力传感元件。该测量方法为将压力采集块放置于待测夹紧力的两个的卡爪之间，通过卡爪夹紧夹持块并抵压压力传感元件，从而对待测夹紧力的两个卡爪对夹持块施加的压力进行测量，得到卡爪之间产生夹紧力，再通过压力显示装置对压力测量值进行采集并显示，测量方便、快捷，为生产过程中管材的夹持提供参考，有利于提高生产效率与生产质量。

Description

一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法

技术领域

本发明涉及卡盘辅助装置领域，具体涉及一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法。

背景技术

卡盘是机械加工过程中常见的辅助加工工具，例如在激光切管机中，在管材切割过程中，卡盘用来夹持管材。

现有技术中，卡盘的结构一般包括卡盘主体、卡爪、驱动气缸以及旋转驱动电机，卡爪沿卡盘本体径向设置，驱动气缸用于驱动卡爪沿卡盘本体的径向移动相互靠近或相互远离，旋转驱动电机用于驱动卡盘本体旋转。

因卡爪是在驱动气缸的驱动下移动的，卡爪的夹紧力的提供也与驱动气缸的气压有关，对驱动气缸提供不同的气压，成对的卡爪之间的夹紧力不同。

在生产过程中，针对不同壁厚、不同刚度的管材的夹持，需要提供适配的夹紧力，即向驱动气缸提供适配的气压，否则，将对管材夹持不稳或者将管材夹持变形。

现在常用的手段是根据现场工作人员的经验进行提供驱动气缸的工作气压，这将导致以下问题的产生：无法获取提供的工作气压实际产生的夹紧力值，从而无法根据不同管材的情况进行工作气压参数的选用。

因此，需要提供一种便于测量不同气压下卡爪之间产生的夹紧力值的测量方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，该测量方法采用测量装置，该测量装置包括压力采集块以及压力显示装置，该气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法具有测量方便、便捷的优点。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，该测量方法使用测量装置进行，所述测量装置包括压力采集块以及压力显示装置，所述压力采集块包括夹持块以及压力传感元件，所述夹持块的两端与卡盘上待测夹紧力的两个卡爪的夹持面适配，所述压力传感元件设置于所述夹持块上，所述压力传感元件与所述压力显示装置电性连接，两个所述卡爪夹紧夹持块并抵压所述压力传感元件；

所述夹持块包括第一块件、第二块件，所述第一块件上开设有容纳槽，所述第二块件与所述容纳槽滑动连接，所述压力传感元件设置于所述容纳槽的底部，所述第二块件位于所述容纳槽内的端部与所述压力传感元件抵接；

所述第一块件上和/或第二块件上设置有调节装置，所述调节装置可调节所述第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件上和卡爪抵接的表面之间的间距；

所述容纳槽内设置的内壁上设置有第一限位凸起部，所述第二块件在容纳槽内的一端的外壁上设置有与所述第一限位凸起部抵接的第二限位凸起部；

该测量方法包括：

S1：卡盘复位，使相对设置的待测夹紧力的两个卡爪分开；

S1-1：通过调节装置，调整夹持块两端与卡爪抵接的表面之间的间距；

S2：将夹持块放置于卡盘待测夹紧力的两个卡爪之间；

S3：卡盘动作，使两个卡爪分别夹持夹持块的两端并抵押压力传感元件；

S4：压力显示装置接收所述压力传感元件采集的压力信号并显示压力值，完成夹紧力测量。

通过这样设置，夹持块的两端分别与卡盘上待测夹紧力的两个卡爪的夹持面适配，从而在测量时，可使卡盘上待测夹紧力的两个卡爪同时分别对夹持块的两端进行夹持，卡爪夹紧夹持块后对压力传感元件进行抵压，从而压力传感元件对两个卡爪之间对夹持块施加的压力进行测量，进而通过与压力传感元件连接的压力显示装置将压力传感元件采集的压力数据进行收集并显示，从而对测量两个卡爪之间产生的夹紧力进行实时的显示，测量方便、快捷，便于对卡盘上成对设置的待测夹紧力的两个夹爪之间产生的夹紧力进行测量并显示，将测试的结果作为对卡盘工作气压选用的参考，有利于提高生产的质量；

通过夹持块分成第一块件与第二块件，并在第一块件上开设有容纳槽，将压力传感元件设置在容纳槽的底部，待测夹紧力的两个卡爪与第一块件、第二块件抵接并夹紧时，第二块件在容纳槽内的端部与压力传感元件抵接槽，从而将卡爪施加的压力传递至压力传感元件上，从而压力传感元件可采集两个卡爪之间产生的夹紧力值，而将压力传感元件设置在容纳槽内，一方面是为了避免压力传感元件的测量端暴露在夹持块外，减少其受到损伤而影响精度的可能；另一方面，因卡爪夹持面的形状为了适应不同截面形状的管材而设置不同，因此，将测力传感元件设置在容纳槽内，而通过第一块件、第二块件与夹持面配合，避免需要对测力传感元件的结构设计的麻烦，方便加工生产；

在第一块件和/或第二块件上设置调节装置，对第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件的和卡爪抵接的表面之间间距进行调节，从而，可根据不同截面大小管材，将第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件的和卡爪抵接的表面之间间距调节为管材的截面大小，从而可测量在夹持不同截面大小的管材时，对卡盘采用相同工作气压驱动时产生的夹紧力。

通过在容纳槽内设置第一限位凸起部部，在第一块件在容纳槽内的一端的外壁上设置第二限位凸起部，从而第二限位凸起部与第一限位凸起部，限制第一块件从容纳槽中滑出，从而可将压力采集块以任意的角度放置，以适应位于不同角度状态下的待测夹紧力的相对设置的两个卡爪之间，减少需将卡爪的位置调整后再进行测量的麻烦，方便测量。

作为优选，所述的第二块件包括滑动部以及支撑部，所述滑动部与所述容纳槽滑动连接，所述调节装置包括设置于所述支撑部的外螺纹柱以及设置于所述滑动部一端面上的内螺纹孔，所述滑动部远离所述内螺纹孔的一端与所述压力传感元件抵接，所述支撑部与所述滑动部通过外螺纹柱与所述内螺纹孔螺纹连接。

通过这样设置，通过外螺纹柱与内螺纹孔的螺纹配合实现滑动部与支撑部的连接，并可通过调节外螺纹柱与内螺纹孔配合的长度，对滑动部与支撑部后的整体长度进行调节，进而对第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件和卡爪抵接的表面之间的间距进行调节，结构简单，调节方便。

作为优选，所述容纳槽的横截面形状为圆形，所述滑动部为圆柱状。

通过这样设置，当支撑部远离滑动部的一端根据卡爪的形状设置成特殊的结构时，在螺纹调节过程中，支撑部远离滑动部的端面在水平面内的角度会发生变化，而将容纳槽的截面设置为圆形，滑动部设置为圆柱状，便于将支撑部远离滑动部的端面的方向调整至与卡爪的夹持面相适应。

作为优选，所述的第二块件包括滑动部以及支撑部，所述调节装置包括开设于所述支撑部上的连接凹槽，所述滑动部的一端与所述容纳槽滑动连接，另一端与所述连接凹槽滑动连接，所述支撑部上开设有第一调节孔，所述第一调节孔沿垂直于所述连接凹槽的方向开设并与所述连接凹槽连通，所述滑动部上沿其滑动方向开设有至少两个第二调节孔，所述第二调节孔与所述第一调节孔适配，所述调节装置还包括调节插接件，所述调节插接件插接于所述第一调节孔与其中一所述第二调节孔内。

通过这样设置，通过滑动部与支撑部上的连接凹槽滑动连接，可通过将调节插接件穿过第一调节孔插接于不同的第二调节孔中，从而调整滑动部与支撑部连接后的整体长度，二调节孔的开设间距可根据不同规格的管材进行设置，相比于螺纹调节，调节的速度快。

作为优选，所述第一调节孔贯穿所述支撑部，所述第二调节孔贯穿所述滑动部设置，所述调节插接件从所述支撑部一侧的第一调节孔穿入、贯穿其中一所述第二调节孔、再从所述支撑部另一侧的第一调节孔中穿出。

通过这样设置，增加滑动部与支撑部连接的稳定性。

作为优选，所述第一块件包括固定部以及连接部，所述容纳槽开设于所述固定部其中一端面上，所述调节装置包括开设于所述固定部背离所述容纳槽的端面的调节螺纹盲孔以及设置于所述连接部其中一端的外螺纹部，所述外螺纹部与所述调节螺纹盲孔螺纹连接。

通过这样设置，通过外螺纹部与调节螺纹盲孔螺纹连接，将固定部与连接部连接成第一块件，并可通过外螺纹部与调节螺纹盲孔配合的长度，对固定部与连接部后的整体长度进行调节，进而对第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件和卡爪抵接的表面之间的间距进行调节，结构简单，调节方便。

作为优选，所述第一块件上连接有把手。

通过这样设置，通过设置于第一块件上的把手，便于将压力采集块放置于卡盘上待测夹紧力的两个夹爪之间，放置方便，并有利于提高测量的安全性。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1、提供一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，通过将压力采集块放置于待测夹紧力的两个的卡爪之间，通过卡爪夹紧夹持块并抵压压力传感元件，从而对待测夹紧力的两个卡爪对夹持块施加的压力进行测量，得到卡爪之间产生夹紧力，再通过压力显示装置对压力测量值进行采集并显示，测量方便、快捷，为生产过程中管材的夹持提供参考，有利于提高生产效率与生产质量。

2、将夹持块分成第一块件与第二块件两部分，将压力传感元件设置于第一块件内部，对压力传感元件进行保护，并减少压力传感元件为适应卡爪的夹持面形状而需对自身结构进行复杂设计的麻烦。

3、通过在第一块件和/或第二块件上设置调节装置，对第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件的和卡爪抵接的表面之间间距进行调节，可测量在夹持不同截面大小的管材时，对卡盘采用相同工作气压驱动时产生的夹紧力。

4、通过在第二块件上设置第二限位凸起部，在第一块件上的容纳槽内设置第一限位凸起部，从而避免第二块件从容纳槽中滑出，便于测量。

附图说明

图1是本发明实施例1中测量装置的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是本发明实施例1中测量装置使用时的三维示意图；

图4是本发明实施例1中测量装置使用时的主视图；

图5是本发明实施例1中压力采集块的平面示意图；

图6是本发明实施例1中压力采集块的内部结构示意图；

图7是本发明实施例1中压力采集块的三维结构示意图；

图8是本发明实施例2中压力采集块的结构示意图；

图9是本发明实施例3中压力采集块的结构示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1、压力采集块；101、夹持块；1011、夹持凹槽；1012、第二限位凸起部；102、压力传感元件；2、压力显示装置；3、卡盘本体；4、卡爪；401、夹持辊；5、第一块件；501、容纳槽；502、固定部；5021、调节螺纹盲孔；503、连接部；5031、外螺纹部；6、第二块件；601、滑动部；6011、内螺纹孔；6012、第二调节孔；602、支撑部；6021、外螺纹柱；6022、连接凹槽；6023、第一调节孔；7、调节插接件；8、把手。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1

本实施例公开了一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，参考图1、图2、图3以及图4，该测量方法采用测量装置，测量装置包括压力采集块1以及压力显示装置2，本实施例中采用的卡盘包括卡盘本体3、设置于卡盘本体3上成对设置并相对设置的卡爪4以及驱动成对卡爪4相向移动或相背移动的驱动气缸(图中为未示出)。

压力采集块1包括夹持块101以及压力传感元件102，夹持块101的两端与卡盘上待测夹紧力的两个卡爪4的夹持面适配，本实施例中，卡爪4的夹持面为夹持辊401的圆弧面，夹持块101的两端对应夹持辊401的圆弧面均开设有夹持凹槽1011。

压力传感元件102设置于夹持块101上，压力传感元件102与压力显示装置2电性连接，两个卡爪4夹紧夹持块101并抵压压力传感元件102。

参考图1，本实施例中，夹持块101包括第一块件5、第二块件6，第一块件5上开设有容纳槽501，第二块件6与容纳槽501滑动连接，压力传感元件102设置于容纳槽501的底部，第二块件6位于容纳槽501内的端部与压力传感元件102抵接。

参考图5，本实施例中，第一块件5上和/或第二块件6上设置有调节装置(图中未标注)，调节装置可调节第一块件5和卡爪4抵接的表面与第二块件6上和卡爪4抵接的表面之间的间距，如图中的参数H。

因对驱动气缸提供相同气压，夹持不同的管径的管材时，卡爪4之间产生的夹紧力也可能不同，因此增加调节装置，进一步适用于测量针对不同管径夹持时的测量，提高测量装置使用的适用性。

本实施例中，第二块件6包括滑动部601以及支撑部602，滑动部601与容纳槽501滑动连接，容纳槽501的截面为圆形，滑动部601为圆柱状，调节装置包括设置于支撑部602的外螺纹柱6021以及设置于滑动部601一端面上的内螺纹孔6011，滑动部601远离内螺纹孔的一端与压力传感元件102抵接，支撑部602与滑动部601通过外螺纹柱6021与内螺纹孔6011螺纹连接，调节时，支撑部602远离外螺纹柱6021的一端为卡爪4抵接的一端，该端上设置夹持凹槽1011，在螺纹调节过程中，夹持凹槽1011在水平面内的角度会发生变化，而将容纳槽501的截面设置为圆形，滑动部601设置为圆柱状，便于将夹持凹槽1011的方向调整至与卡爪4上的夹持辊401相适应。

参考图6，容纳槽501内设置的内壁上设置有第一限位凸起部(图中未标注)，第二块件6在容纳槽501内的一端的外壁上设置有与第一限位凸起部抵接的第二限位凸起部1012。

参考图2以及图6，本实施例中，第二限位凸起部1012设置于滑动部601的外壁上，第二限位凸起部1012绕第一滑动部601的轴线设置一周。

参考图7，第一块件5上还可以连接有把手8，便于将压力采集块1放置于卡盘上的两个待测夹紧力的卡爪4之间。

本实施例中，压力传感元件102为现有技术中的压力传感器，压力显示装置2选用MCK-Z-I型高精度智能显示控制仪。

该测量方法包括：

S1：卡盘复位，使相对设置的待测夹紧力的两个卡爪分开；

S1-1：通过调节装置，调整夹持块两端与卡爪抵接的表面之间的间距，使其等于待夹持管材的管径；

S2：将夹持块放置于卡盘待测夹紧力的两个卡爪之间，并使夹持块的两端分别朝向两个的夹爪；

S3：卡盘动作，使两个卡爪分别夹持夹持块的两端并抵押压力传感元件；

S4：压力显示装置接收压力传感元件采集的压力信号并显示压力值，完成夹紧力测量。

在S1与S2之间增加一个调整步骤，从而可测量不同管径的管材在相同工作气压下所受卡爪夹紧力的大小。

实施例2

参考图8，本实施例公开了另一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，基于实施例1，本实施例与实施例1区别的地方在于：

调节装置包括开设于支撑部602上的连接凹槽6022，滑动部601的一端与容纳槽501滑动连接，另一端与连接凹槽6022滑动连接，支撑部602上开设有第一调节孔6023，第一调节孔6023沿垂直于连接凹槽6022的方向开设并与连接凹槽6022连通，本实施例中，第一调节孔6023贯穿支撑部602设置。

滑动部601上沿其滑动方向开设有至少两个第二调节孔6012，第二调节孔6012间距可根据常用的不同管径的管材进行设置，第二调节孔6012与第一调节孔6023适配，第二调节孔6012的大小、形状均与第一调节孔6023相同，调节装置还包括调节插接件7，调节插接件7插接于第一调节孔6023与其中一个第二调节孔6012内，本实施例中，第二调节空的孔贯穿滑动部设置，调节插接件7从所述支撑部一侧的第一调节孔6023穿入、贯穿其中一所述第二调节孔6012、再从所述支撑部另一侧的第一调节孔6023中穿出，相比于将第一调节孔、第二调节孔均设置于盲孔的情况，通过这样的设置可增加滑动部与支撑部连接的稳定性。

调节插接件7插接于第一调节孔6023与其中一个第二调节孔6012内后，第一块件5和卡爪4抵接的表面与第二块件6和卡爪4抵接的表面之间的间距等于对应设计的待测管材的管径。

实施例3

参考图9，本实施例公开了另一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，基于实施例1，本实施例与实施例1区别的地方在于：

第二块件上不设置调节装置，只将调节装置设置在第一块件上。

第一块件5包括固定部502以及连接部503，容纳槽501开设于所述固定部502其中一端面上，调节装置包括开设于固定部502背离容纳槽501的端面的调节螺纹盲孔5021以及设置于连接部503其中一端的外螺纹部5031，外螺纹部5031与所述调节螺纹盲孔5021螺纹连接。

实施例4

基于实施例3，本实施例与实施例3区别的地方在于：

调节装置既包括实施例1中在支撑部的外螺纹柱以及设置于滑动部一端面上的内螺纹孔，还包括实施例3中开设于固定部上的调节螺纹盲孔以及设置于连接部上的外螺纹部，从而第一块件、第二块件均可调节长度，更易于调节第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件和卡爪抵接的表面之间的间距，以测量夹持不同管径的管材夹持时夹爪产生的夹紧力。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，该测量方法使用测量装置进行，所述测量装置包括压力采集块以及压力显示装置，所述压力采集块包括夹持块以及压力传感元件，所述夹持块的两端与卡盘上待测夹紧力的两个卡爪的夹持面适配，所述压力传感元件设置于所述夹持块上，所述压力传感元件与所述压力显示装置电性连接，两个所述卡爪夹紧夹持块并抵压所述压力传感元件；

所述夹持块包括第一块件、第二块件，所述第一块件上开设有容纳槽，所述第二块件与所述容纳槽滑动连接，所述压力传感元件设置于所述容纳槽的底部，所述第二块件位于所述容纳槽内的端部与所述压力传感元件抵接；

所述第一块件上和/或第二块件上设置有调节装置，所述调节装置可调节所述第一块件和卡爪抵接的表面与第二块件上和卡爪抵接的表面之间的间距；

所述容纳槽内设置的内壁上设置有第一限位凸起部，所述第二块件在容纳槽内的一端的外壁上设置有与所述第一限位凸起部抵接的第二限位凸起部；

该测量方法包括：

S1：卡盘复位，使相对设置的待测夹紧力的两个卡爪分开；

S1-1：通过调节装置，调整夹持块两端与卡爪抵接的表面之间的间距；

S2：将夹持块放置于卡盘待测夹紧力的两个卡爪之间；

S3：卡盘动作，使两个卡爪分别夹持夹持块的两端并抵压 压力传感元件；

S4：压力显示装置接收所述压力传感元件采集的压力信号并显示压力值，完成夹紧力测量。

2.根据权利要求1所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述的第二块件包括滑动部以及支撑部，所述滑动部与所述容纳槽滑动连接，所述调节装置包括设置于所述支撑部的外螺纹柱以及设置于所述滑动部一端面上的内螺纹孔，所述滑动部远离所述内螺纹孔的一端与所述压力传感元件抵接，所述支撑部与所述滑动部通过外螺纹柱与所述内螺纹孔螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述容纳槽的横截面形状为圆形，所述滑动部为圆柱状。

4.根据权利要求1所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述的第二块件包括滑动部以及支撑部，所述调节装置包括开设于所述支撑部上的连接凹槽，所述滑动部的一端与所述容纳槽滑动连接，另一端与所述连接凹槽滑动连接，所述支撑部上开设有第一调节孔，所述第一调节孔沿垂直于所述连接凹槽的方向开设并与所述连接凹槽连通，所述滑动部上沿其滑动方向开设有至少两个第二调节孔，所述第二调节孔与所述第一调节孔适配，所述调节装置还包括调节插接件，所述调节插接件插接于所述第一调节孔与其中一所述第二调节孔内。

5.根据权利要求4所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述第一调节孔贯穿所述支撑部，所述第二调节孔贯穿所述滑动部设置，所述调节插接件从所述支撑部一侧的第一调节孔穿入、贯穿其中一所述第二调节孔、再从所述支撑部另一侧的第一调节孔中穿出。

6.根据权利要求1所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述第一块件包括固定部以及连接部，所述容纳槽开设于所述固定部其中一端面上，所述调节装置包括开设于所述固定部背离所述容纳槽的端面的调节螺纹盲孔以及设置于所述连接部其中一端的外螺纹部，所述外螺纹部与所述调节螺纹盲孔螺纹连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种气动卡盘卡爪夹紧力的测量方法，其特征在于，所述第一块件上连接有把手。

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