CN113102972A - 一种反向进气式气缸力可控的压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，包括装置支架、与装置支架固定并可保持直线运动的压紧导向机构、使用软管与气缸连接可进行力调整的力调整部分以及安装在压紧导向机构下方的缓冲机构这四部分。本发明结构简单，相比现有技术方案有效的降低了设计空间及成本，且反向进气式气缸力可控的压紧装置与传统调节气缸进气压力相比，其通过气缸两端同时进气，控制气缸推、回程力，可使气缸输出不同范围力，从而实现气缸推、回程力的控制，解决了气缸输出力单一的问题，提高了气缸的使用效率，在自动化装配过程中提高压装效率，具有较高的实用价值。

Description

一种反向进气式气缸力可控的压紧装置

技术领域

本发明属于压紧装置技术领域，尤其涉及一种反向进气式气缸力可控的压紧装置。

背景技术

在自动化装配领域中，零部件的装配力调整主要方式是调整气缸的进气压力，来调节气缸输出力。在进气压力一定的情况下气缸输出力较为一定，无法实现不同范围力输出，而在零部件装配中，由于存在特殊的装配要求，需在不同阶段使气缸输出不同范围的力。

为满足这种多阶段不同力的输出需求，常使用多气缸或电缸与力传感器的设计，此种设计结构复杂，占用空间大，设计及使用成本较高。

因此，本发明提供了一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，结构简单，相比现有技术方案有效的降低了设计空间及成本，提高了气缸的使用效率，在自动化装配过程中提高压装效率，具有较高的实用价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，包括装置支架、与装置支架固定并可保持直线运动的压紧导向机构、使用软管与气缸连接可进行力调整的力调整部分以及安装在压紧导向机构下方的缓冲机构这四部分，所述装置支架包含底板、底座、导向轴Ⅰ、导向轴Ⅱ、顶板，所述底板上方两侧分别与导向轴Ⅰ、导向轴Ⅱ的一端通过螺栓固定连接，所述底板上方中心位置通过螺栓固定连接有底座，所述顶板下方两侧分别与导向轴Ⅰ、导向轴Ⅱ的另一端通过螺栓固定连接，所述反向进气式气缸力可控的压紧装置与传统调节气缸进气压力相比，其通过气缸两端同时进气，控制气缸推、回程力，可使气缸输出不同范围力，从而实现气缸推、回程力的控制，解决了气缸输出力单一的问题。

优选的，所述压紧导向机构包括压头、连接柱、直线轴承Ⅰ、直线轴承Ⅱ、连接导向板、气缸接头、双作用气缸，所述双作用气缸安装在顶板无导向轴侧，所述气缸接头设置在双作用气缸下端，并与双作用气缸通过螺纹连接，所述气缸接头一端为半球形，且所述气缸接头的半球形端穿过连接导向板插入到连接柱的内腔中，所述连接柱与连接导向板通过螺栓固定安装，所述直线轴承Ⅰ和直线轴承Ⅱ分别固定在连接导向板的两端，所述直线轴承Ⅰ与导向轴Ⅱ套合，所述直线轴承Ⅱ与导向轴Ⅰ套合，所述压头的定位轴与连接柱的定位孔相配合，所述压头通过螺栓固定连接在连接柱下端，所述连接导向板、连接柱、压头在双作用气缸作用下可沿导向轴Ⅰ、导向轴Ⅱ直线运动。

优选的，所述双作用气缸上设置有多个磁性开关，分别为下限位磁性开关、位置磁性开关、上限位磁性开关，所述位置磁性开关的位置设置在下限位磁性开关与上限位磁性开关之间。

优选的，所述连接柱内部设置有缓冲空腔，以减小力变换过程中出现刚性冲击。

优选的，所述力调整部分包含下限位磁性开关、位置磁性开关、上限位磁性开关、减压阀Ⅰ、减压阀Ⅱ、减压阀Ⅲ、两位四通电磁阀Ⅰ、两位四通电磁阀Ⅱ、两位三通电磁阀，所述减压阀Ⅰ的进口与气源连接，所述减压阀Ⅰ的出口与两位四通电磁阀Ⅰ连接，所述两位四通电磁阀Ⅰ的出口与双作用气缸的推出口连接，所述减压阀Ⅱ的进口与气源连接，所述减压阀Ⅱ的的出口与两位三通电磁阀连接，所述减压阀Ⅲ的进口与气源连接，所述减压阀Ⅲ的出口与两位三通电磁阀连接，所述两位三通电磁阀的出口与两位四通电磁阀Ⅱ连接，所述两位四通电磁阀Ⅱ的出口与双作用气缸的退回口连接。

优选的，所述缓冲机构包含固定环Ⅰ、固定环Ⅱ、L型支撑块、阻挡板、压缩弹簧Ⅰ、压缩弹簧Ⅱ、直线轴承Ⅲ、直线轴承Ⅳ、挡片、连接轴Ⅰ、连接轴Ⅱ，所述固定环Ⅰ套合在导向轴Ⅰ上，并位于阻挡板下方，所述固定环Ⅱ套合在导向轴Ⅱ上，并位于阻挡板下方，所述L型支撑块的个数为四个，且四个所述L型支撑块分别固定在导向轴Ⅰ、导向轴Ⅱ的两侧，所述的连接轴Ⅰ与连接轴Ⅱ插入到阻挡板上的定位孔内并通过螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅲ套合在连接轴Ⅰ上，并与连接导向板使用螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅳ套合在连接轴Ⅱ上，并与连接导向板使用螺栓固定连接，所述压缩弹簧Ⅰ套合在连接轴Ⅰ外部下端，且压缩弹簧Ⅰ的上下两端分别与连接导向板、阻挡板接触，所述压缩弹簧Ⅱ套合在连接轴Ⅱ的外部下端，所述压缩弹簧Ⅱ的上下两端分别与连接导向板、阻挡板接触，底端挡片的个数为两个，两个所述挡片分别设置在直线轴承Ⅲ、直线轴承Ⅳ的上方，且两个所述挡片通过螺栓分别固定连接连接轴Ⅰ和连接轴Ⅱ。

优选的，所述缓冲机构在双作用气缸无动作时，能够依靠连接轴Ⅰ、连接轴Ⅱ与直线轴承Ⅲ、直线轴承Ⅳ完成直线运动。

优选的，所述缓冲机构到达规定变换输出力的位置时，能够通过调节固定环Ⅰ、固定环Ⅱ的位置和位置磁性开关的位置进行位置调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明结构简单，相比现有技术方案有效的降低了设计空间及成本，且反向进气式气缸力可控的压紧装置与传统调节气缸进气压力相比，其通过气缸两端同时进气，控制气缸推、回程力，可使气缸输出不同范围力，从而实现气缸推、回程力的控制，解决了气缸输出力单一的问题，提高了气缸的使用效率，在自动化装配过程中提高压装效率，具有较高的实用价值。

附图说明

图1是本发明的装置待机状态结构示意图；

图2是本发明的装置待机状态剖视图；

图3是本发明的装置到达变力位置的结构示意图；

图4是本发明的装置到达变力位置的剖视图；

图5是本发明的装置到达下限位的结构示意图；

图6是本发明的装置到达下限位的剖视图；

图7是本发明的装置待机及气缸上升动作时的电磁阀示意图；

图8是本发明的装置在重力下降动作时的电磁阀示意图；

图9是本发明的装置在正常下压动作时的电磁阀示意图；

图10是本发明的装置在反向进气控力动作时的电磁阀示意图。

图中；

1、底板；2、底座；3、导向轴Ⅰ；4、导向轴Ⅱ；5、固定环Ⅰ；6、固定环Ⅱ；7、L型支撑块；8、压头；9、阻挡板；10、连接柱；11、直线轴承Ⅰ；12、直线轴承Ⅱ；13、压缩弹簧Ⅰ；14、压缩弹簧Ⅱ；15、连接导向板；16、直线轴承Ⅲ；17、直线轴承Ⅳ；18、挡片；19、气缸接头；20、顶板；21、双作用气缸；22、下限位磁性开关；23、位置磁性开关；24、上限位磁性开关；25、连接轴Ⅰ；26、连接轴Ⅱ；27、气源；28、减压阀Ⅰ；29、减压阀Ⅱ；30、减压阀Ⅲ；31、两位四通电磁阀Ⅰ；32、两位四通电磁阀Ⅱ；33、两位三通电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1、2所示：

一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，包括装置支架、与装置支架固定并可保持直线运动的压紧导向机构、使用软管与气缸连接可进行力调整的力调整部分以及安装在压紧导向机构下方的缓冲机构这四部分，所述装置支架包含底板1、底座2、导向轴Ⅰ3、导向轴Ⅱ4、顶板20，所述底板1上方两侧分别与导向轴Ⅰ3、导向轴Ⅱ4的一端通过螺栓固定连接，所述底板1上方中心位置通过螺栓固定连接有底座2，所述顶板20下方两侧分别与导向轴Ⅰ3、导向轴Ⅱ4的另一端通过螺栓固定连接；所述压紧导向机构包括压头8、连接柱10、直线轴承Ⅰ11、直线轴承Ⅱ12、连接导向板15、气缸接头19、双作用气缸21，所述双作用气缸21安装在顶板20无导向轴侧，所述气缸接头19设置在双作用气缸21下端，并与双作用气缸21通过螺纹连接，所述气缸接头19一端为半球形，且所述气缸接头19的半球形端穿过连接导向板15插入到连接柱10的内腔中，所述连接柱10与连接导向板15通过螺栓固定安装，所述直线轴承Ⅰ11和直线轴承Ⅱ12分别固定在连接导向板15的两端，所述直线轴承Ⅰ11与导向轴Ⅱ4套合，所述直线轴承Ⅱ12与导向轴Ⅰ3套合，所述压头8的定位轴与连接柱10的定位孔相配合，所述压头8通过螺栓固定连接在连接柱10下端，所述连接导向板15、连接柱10、压头8在双作用气缸21作用下可沿导向轴Ⅰ3、导向轴Ⅱ4直线运动。

具体的，所述双作用气缸21上设置有多个磁性开关，分别为下限位磁性开关22、位置磁性开关23、上限位磁性开关24，所述位置磁性开关23的位置设置在下限位磁性开关22与上限位磁性开关24之间。

具体的，所述连接柱10内部设置有缓冲空腔，以减小力变换过程中出现刚性冲击。

具体的，所述力调整部分包含下限位磁性开关22、位置磁性开关23、上限位磁性开关24、减压阀Ⅰ28、减压阀Ⅱ29、减压阀Ⅲ30、两位四通电磁阀Ⅰ31、两位四通电磁阀Ⅱ32、两位三通电磁阀33，所述减压阀Ⅰ28的进口与气源27连接，所述减压阀Ⅰ28的出口与两位四通电磁阀Ⅰ31连接，所述两位四通电磁阀Ⅰ31的出口与双作用气缸21的推出口连接，所述减压阀Ⅱ29的进口与气源27连接，所述减压阀Ⅱ29的的出口与两位三通电磁阀33连接，所述减压阀Ⅲ30的进口与气源27连接，所述减压阀Ⅲ30的出口与两位三通电磁阀33连接，所述两位三通电磁阀33的出口与两位四通电磁阀Ⅱ32连接，所述两位四通电磁阀Ⅱ32的出口与双作用气缸21的退回口连接。

具体的，所述缓冲机构包含固定环Ⅰ5、固定环Ⅱ6、L型支撑块7、阻挡板9、压缩弹簧Ⅰ13、压缩弹簧Ⅱ14、直线轴承Ⅲ16、直线轴承Ⅳ17、挡片18、连接轴Ⅰ25、连接轴Ⅱ26，所述固定环Ⅰ5套合在导向轴Ⅰ3上，并位于阻挡板9下方，所述固定环Ⅱ6套合在导向轴Ⅱ4上，并位于阻挡板下方，所述L型支撑块7的个数为四个，且四个所述L型支撑块7分别固定在导向轴Ⅰ3、导向轴Ⅱ4的两侧，所述的连接轴Ⅰ25与连接轴Ⅱ26插入到阻挡板9上的定位孔内并通过螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅲ16套合在连接轴Ⅰ25上，并与连接导向板15使用螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅳ17套合在连接轴Ⅱ26上，并与连接导向板15使用螺栓固定连接，所述压缩弹簧Ⅰ13套合在连接轴Ⅰ25外部下端，且压缩弹簧Ⅰ13的上下两端分别与连接导向板15、阻挡板9接触，所述压缩弹簧Ⅱ14套合在连接轴Ⅱ26的外部下端，所述压缩弹簧Ⅱ14的上下两端分别与连接导向板15、阻挡板9接触，底端挡片18的个数为两个，两个所述挡片18分别设置在直线轴承Ⅲ16、直线轴承Ⅳ17的上方，且两个所述挡片18通过螺栓分别固定连接连接轴Ⅰ25和连接轴Ⅱ26。

具体的，所述缓冲机构在双作用气缸21无动作时，能够依靠连接轴Ⅰ25、连接轴Ⅱ26与直线轴承Ⅲ16、直线轴承Ⅳ17完成直线运动；所述缓冲机构到达规定变换输出力的位置时，能够通过调节固定环Ⅰ5、固定环Ⅱ6的位置和位置磁性开关23的位置进行位置调节。

工作原理：

当压紧装置在控制系统控制下开始下压，控制系统控制力调整部分，如附图8所示，双作用气缸21退回口进压，在重力作用下，通过气缸接头19与双作用气缸21连接的压紧导向机构以及通过连接轴Ⅰ25、连接轴Ⅱ26与连接导向板15连接的缓冲机构开始直线下降；

如附图3、4所示，当缓冲机构的阻挡板9接触到L型支撑块7时，位置磁性开关23感应到双作用气缸21到位，力传感部分在控制系统的控制下变换到如图9所示，此时双作用气缸21推出口开始进压，增大压紧力，压缩弹簧Ⅰ13、压缩弹簧Ⅱ14被压缩，压头8下降直至达到下限位，下限位磁性开关22感应到位，如附图5、6所示；

当压紧动作完成后，双作用气缸21退回口开始进压，如图7所示，双作用气缸21正常上升，压缩弹簧Ⅰ13、压缩弹簧Ⅱ14被释放，直至达到上限位，上限位磁性开关24感应到位；

当压紧装置在控制系统控制下开始下压，控制系统控制力调整部分如图9所示，双作用气缸21推出口进压，在重力及双作用气缸21推力作用下，通过气缸接头19与双作用气缸21连接的压紧导向机构以及通过连接轴Ⅰ25、连接轴Ⅱ26与连接导向板15连接的缓冲机构开始直线下降。

如附图3、4所示，当缓冲机构的阻挡板9接触到L型支撑块7后，位置磁性开关23感应到双作用气缸21到位，力传感部分在控制系统的控制下变换到如图10所示，双作用气缸21退回口开始进压，减小压紧力，压缩弹簧Ⅰ13、压缩弹簧Ⅱ14被压缩，压头8下降直至达到下限位，下限位磁性开关22感应到位，如附图5、6所示；

当压紧动作完成后，双作用气缸21退回口开始进压，如图7所示，双作用气缸21正常上升，压缩弹簧Ⅰ13、压缩弹簧Ⅱ14被释放，直至达到上限位，上限位磁性开关24感应到位。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及等同物限定。

Claims (8)

1.一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，包括装置支架、与装置支架固定并可保持直线运动的压紧导向机构、使用软管与气缸连接可进行力调整的力调整部分以及安装在压紧导向机构下方的缓冲机构这四部分，所述装置支架包含底板(1)、底座(2)、导向轴Ⅰ(3)、导向轴Ⅱ(4)、顶板(20)，所述底板(1)上方两侧分别与导向轴Ⅰ(3)、导向轴Ⅱ(4)的一端通过螺栓固定连接，所述底板(1)上方中心位置通过螺栓固定连接有底座(2)，所述顶板(20)下方两侧分别与导向轴Ⅰ(3)、导向轴Ⅱ(4)的另一端通过螺栓固定连接。

2.如权利要求1所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述压紧导向机构包括压头(8)、连接柱(10)、直线轴承Ⅰ(11)、直线轴承Ⅱ(12)、连接导向板(15)、气缸接头(19)、双作用气缸(21)，所述双作用气缸(21)安装在顶板(20)无导向轴侧，所述气缸接头(19)设置在双作用气缸(21)下端，并与双作用气缸(21)通过螺纹连接，所述气缸接头(19)一端为半球形，且所述气缸接头(19)的半球形端穿过连接导向板(15)插入到连接柱(10)的内腔中，所述连接柱(10)与连接导向板(15)通过螺栓固定安装，所述直线轴承Ⅰ(11)和直线轴承Ⅱ(12)分别固定在连接导向板(15)的两端，所述直线轴承Ⅰ(11)与导向轴Ⅱ(4)套合，所述直线轴承Ⅱ(12)与导向轴Ⅰ(3)套合，所述压头(8)的定位轴与连接柱(10)的定位孔相配合，所述压头(8)通过螺栓固定连接在连接柱(10)下端，所述连接导向板(15)、连接柱(10)、压头(8)在双作用气缸(21)作用下可沿导向轴Ⅰ(3)、导向轴Ⅱ(4)直线运动。

3.如权利要求2所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述双作用气缸(21)上设置有多个磁性开关，分别为下限位磁性开关(22)、位置磁性开关(23)、上限位磁性开关(24)，所述位置磁性开关(23)的位置设置在下限位磁性开关(22)与上限位磁性开关(24)之间。

4.如权利要求2所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述连接柱(10)内部设置有缓冲空腔，以减小力变换过程中出现刚性冲击。

5.如权利要求1所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述力调整部分包含下限位磁性开关(22)、位置磁性开关(23)、上限位磁性开关(24)、减压阀Ⅰ(28)、减压阀Ⅱ(29)、减压阀Ⅲ(30)、两位四通电磁阀Ⅰ(31)、两位四通电磁阀Ⅱ(32)、两位三通电磁阀(33)，所述减压阀Ⅰ(28)的进口与气源(27)连接，所述减压阀Ⅰ(28)的出口与两位四通电磁阀Ⅰ(31)连接，所述两位四通电磁阀Ⅰ(31)的出口与双作用气缸(21)的推出口连接，所述减压阀Ⅱ(29)的进口与气源(27)连接，所述减压阀Ⅱ(29)的的出口与两位三通电磁阀(33)连接，所述减压阀Ⅲ(30)的进口与气源(27)连接，所述减压阀Ⅲ(30)的出口与两位三通电磁阀(33)连接，所述两位三通电磁阀(33)的出口与两位四通电磁阀Ⅱ(32)连接，所述两位四通电磁阀Ⅱ(32)的出口与双作用气缸(21)的退回口连接。

6.如权利要求1所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述缓冲机构包含固定环Ⅰ(5)、固定环Ⅱ(6)、L型支撑块(7)、阻挡板(9)、压缩弹簧Ⅰ(13)、压缩弹簧Ⅱ(14)、直线轴承Ⅲ(16)、直线轴承Ⅳ(17)、挡片(18)、连接轴Ⅰ(25)、连接轴Ⅱ(26)，所述固定环Ⅰ(5)套合在导向轴Ⅰ(3)上，并位于阻挡板(9)下方，所述固定环Ⅱ(6)套合在导向轴Ⅱ(4)上，并位于阻挡板下方，所述L型支撑块(7)的个数为四个，且四个所述L型支撑块(7)分别固定在导向轴Ⅰ(3)、导向轴Ⅱ(4)的两侧，所述的连接轴Ⅰ(25)与连接轴Ⅱ(26)插入到阻挡板(9)上的定位孔内并通过螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅲ(16)套合在连接轴Ⅰ(25)上，并与连接导向板(15)使用螺栓固定连接，所述直线轴承Ⅳ(17)套合在连接轴Ⅱ(26)上，并与连接导向板(15)使用螺栓固定连接，所述压缩弹簧Ⅰ(13)套合在连接轴Ⅰ(25)外部下端，且压缩弹簧Ⅰ(13)的上下两端分别与连接导向板(15)、阻挡板(9)接触，所述压缩弹簧Ⅱ(14)套合在连接轴Ⅱ(26)的外部下端，所述压缩弹簧Ⅱ(14)的上下两端分别与连接导向板(15)、阻挡板(9)接触，底端挡片(18)的个数为两个，两个所述挡片(18)分别设置在直线轴承Ⅲ(16)、直线轴承Ⅳ(17)的上方，且两个所述挡片(18)通过螺栓分别固定连接连接轴Ⅰ(25)和连接轴Ⅱ(26)。

7.如权利要求6所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述缓冲机构在双作用气缸(21)无动作时，能够依靠连接轴Ⅰ(25)、连接轴Ⅱ(26)与直线轴承Ⅲ(16)、直线轴承Ⅳ(17)完成直线运动。

8.如权利要求6所述的一种反向进气式气缸力可控的压紧装置，其特征在于，所述缓冲机构到达规定变换输出力的位置时，能够通过调节固定环Ⅰ(5)、固定环Ⅱ(6)的位置和位置磁性开关(23)的位置进行位置调节。

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