CN1138616C - 一种机械保持机构的安置装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于安置机械性保持机构的装置，配有第一机构，在安置保持机构时用于调节、限制和/或测量一个路段或者长度或距离。还配有第二机构，用于调节、限制和/或测量保持机构上的至少一个分力，这个分力是在经过或越过该路段时在保持机构上或由保持机构所生成的。
Description
技术领域
本发明涉及机械保持机构的一种安置装置即用于固定或压紧一个夹子、电线夹或压环的装置，还涉及用于安置、夹紧或压紧夹子、电线夹、夹环或压环的装置的应用，并涉及一种用于机械保持机构的受监控安置的方法。
背景技术
根据公司认证，例如根据ISO 9000、ISO 9001，ISO 9002等以及其它标准，对生产工艺和装配工艺的质量控制或质量安全和监督赋予了更高的意义。
尤其在机器制造工业及汽车制造工业中，重要之点是，在装配时每一个组件或每一个部件不仅在材质方面而且在各部件的装配方面都要达到规定的质量标准。此外，还有一点也很重要，就是随时即也对以后的时刻除了对材料参数之外还应能够对装配过程进行检查和复验。在出现损伤或故障的情况下，上述之点尤显重要，以便能确部件的毛病还是装配上的毛病，从而弄清楚这是否就是造成损伤或故障的根源。
材料参数都是早已记录在案的，这可以通过生产参数的说明得出，即从所谓的“批料参数或配料参数”中得出，或者从生产单位，或者也可以通过质量报告书及质量记录等上所载的指示得出。
与上述情况相反的，关于装配则往往缺乏资料，特别是多个组件的并合，这些组件都是利用机械保持机构例如夹子、电线夹之类而组合、安装或彼此连接起来的。
DE 40 14 221，DE 40 38 653及DE 298 06 179中公开了与夹子或紧圈如卡环及管配件有关的装置、方法和质量保证方法，其中通常借助夹钳紧缩卡环或压环。但在各种文献中描述的控制却不能或不适于满足目前根据各种标准或认证法中所规定的对固定例如卡环的要求。
EP 0 463 530中还公开了一电控卡紧工具，其适于压紧或紧缩金属件。但所述工具无法用于前述类型的卡环或压环的安置。
发明内容
因此，本发明的任务是指出一种装置及一种方法，以便能控制或监督乃至记录装配过程或装配过程中的质量监控，特别是用机械保持机构如夹具、夹子、压环之类执行的生产工艺或加工工艺的质量控制。
根据本发明，所提出的任务是通过以下加以解决的：
一种保持机构用的固定或压紧设备，其特征在于：
-一种夹紧或压紧机构，用于固定、夹紧或压置保持机构如夹子、电线夹、电缆夹箍或压环，这种夹紧或压紧机构具有一个夹钳状的元件，该元件可以液压式、气动式或电机式操作，其中，夹钳颚在夹紧过程中所经过的路段、在夹紧过程之前和夹紧过程结束之后夹钳颚之间的距离以及关闭间隙、夹紧过程的速度和/或夹紧力，都是可调节的或可控制的，
-第一机构，用于调节、限制和/或测量在夹紧过程中的路段或者长度或距离，以及
-第二机构，用于调节、限制和/或测量在夹紧或压紧机构上的至少一个夹紧力，该夹紧力是在经过或越过路段时在保持机构上或者由保持机构生成的。以及
受监控地安置一机械性保持机构的方法，其特征在于：在安置和工作保持机构时，经过或越过一个事先确定的工作路段和/或如果在保持机构上测量到一个事先确定的长度和距离的话结束工作过程；在保持机构上测量在工作过程生成的一个分力。
提出如下建议：根据本发明用于安置机械保持机构的设备首先有一个夹紧或压紧机构以固定、夹紧或压置保持机构，该夹紧或压紧机构有一个可液压、气动或电机驱动的夹钳状元件。夹钳颚在夹紧过程中经过的路段、夹紧过程前和结束夹紧过程后在夹钳颚之间的距离、以及关闭间隙、夹紧过程的速度和/或夹紧力都是可调的或可控的，另外该设备还具有第一机构，以用于一个路段或一个长度或距离的调节、限制和/或测量，这种路段或长度或距离在安置保持机构时是必须经过或越过的和/或是可以在保持机构上确定的；还具有第二机构，以用于调节、限制和/或测量保持机构上的至少一个分力，这个分力是在经过或越过上述路段时在保持机构上形成的或者是通过保持机构形成的。
根据另一个结构变型，至少配置了一个驱动装置以及至少一个与此驱动装置相连的工作机构以用于安置保持机构，其中，用于调节、限制和/或测量的第一机构是如此地与该驱动装置和/或工作机构相连的，使得在保持机构上在工作过程中经过或越过一个路段或距离，和/或当在保持机构上测量或求得一定的长度或距离时便中止驱动装置。
此外还规定，用于至少一个分力的调节、限制和/或测量的第二机构如此地与工作机构和/或保持机构相连，使得至少一个在保持机构上在安置时产生的保持力或恢复力是可以测量的。
此外，既提出一个执行机构以用于控制和监视第一机构，以便于工作过程的受控执行；又提出另一个执行机构，以便于将在工作过程中形成的分力限制在最大值。此外，还配置了额定值/实际值比较装置，以便于一方面能将传递给第一机构的额定值同有效的所经过或越过的或者在保持机构上测得的长度或距离进行比较，另一方面将结束工作过程时有效地测得的在工作机构上的分力同相应的额定值进行比较。
在一个控制、测量和检查设备上，一方面利用相应输入的调节值或额定值以控制和监视工作过程，另一方面可以获得在工作过程中或者工作过程结束后在工作机构上求得或测得的实际值，并将之同相应的额定值进行比较，于此，在实际值与额定值的不一致仍在规定容差范围内时，利用显示装置例如光学或声学显示装置或者信号来指示出偏差。
所提出的设备特别适用于下述作业中夹子、夹具、夹环或压环的安置、夹紧或压紧：建立软管或管子连接；将软管和管子连接到例如一个管接头上；安置保护套等；以及将管子、电缆、软管安置或固定在电动机、机器等上。
此外，还提出一种方法，以用于一种机械保持机构的受监控安置，其中，在安置或工作保持机构时，要经过或越过一个事先确定的工作路段和/或如果在保持机构上测量到一个事先确定的长度或距离的话结束工作过程。此外，在保持机构上测量一个在工作过程中形成的分力。
在工作过程结束之后，既要测量出有效的经过的路段或者长度或距离，也要测量出有效的在工作过程中形成的分力，所得之值要同一定容差范围内的相应额定值进行比较，于此，若实际值与额定值不一致，则上述过程被显示出是执行得不成功的。
最好在一个电子控制-测量和检查设备中对额定值和实际值进行调定或测得，利用该装置一方面可控制工作过程，另一方面可执行额定值/实际值的比较；最后，最好在该装置上或者同该装置联合地配置一些存储装置，在此存储装置中既可为有关工作过程保存额定值，也可为之保存实际值，以便在日后某个时刻仍然对工作过程进行检查或复验。
下面将举例并参照附图对本发明做更详细的说明。
附图说明
图1示意地绘出一种设备，用于安置一管夹时受监控的工作过程的执行；
图2安置一管夹所用压紧夹钳的示意图；
图3图2所示压紧夹钳的工作机构或夹钳颚；
图3a至3d示意地表明工作过程或本发明的独创性基本设想；
图4用于压紧过程受监控执行的一种控制-测量和检查机构；
图5以曲线图形式表示利用图1至3中所示夹紧钳执行的压紧过程或夹紧过程；
具体实施方式
图1示意地表示用于受控制和可检查的安置一个夹环的一种设备，例如在将一条塑料或橡皮软管安置到一个管接头上时所采用的，或者为建立管道-软管连接所用的，如在液压系统或汽车上。
在控制-测量和检查设备1上，可以调定和检查各种工作参数，这些参数在安置一夹子或夹具33时都是至关重要的，借此才能建立符合于所要求的质量标准的安全可靠的软管-管接头连接或软管-管道连接。在设备1上首先可以调定不同的长度或距离值3，例如这样才能够确定工作过程中一个路段的经过，或者确定所安置的夹子或夹具上的长度或距离。此外，设备1还包含容差值5的调节可能性，在容差值范围内路段或者长度或距离是可以改变的。最后，有效的经过的路段或测得的长度或距离9被显示在一显示屏9上，在这一显示的基础上还有另一显示7例如目视显示，借以确定在工作过程中是否达到了容差5范围内所调定的或给定的额定值3。为此，显示7例如可以有红色和绿色小灯，其中，在正的情况下，绿灯亮起；在负的情况下，红灯亮起。当然，也可以设定声信号，以便可立即辩别是否达到了额定值。
此外，安置了不同的调节按钮11，借此便可调节工作时的操作条件。因此，可以利用调节按钮11来选择工作速度、复位速度，等等。
此外，还备有一个输入端13，以便于调定在夹环或夹具上所要达到的夹力或工作过程中的恢复力的额定值。再者，还有一个容差值15以及显示器17，借以指出：在显示器19上显示的和在夹环或夹具上所测得的值是否同额定值13相一致。
经过一条电导线25及一条气动控制导管27，便可由设备1来控制夹钳29，该夹钳在其前端有两个钳颚或钳腿31，借以执行夹子33的工作过程或固定过程，以实现将软管37固定在一管子或管接头39上的目的。
图2中夹钳29加以放大示出，其中，例如在夹钳29的后侧可以设置一个触发按钮26，以便触发夹紧过程或压紧过程。当然，夹紧或压紧过程的触发或执行也可以通过在设备1上的相应控制来实现，但这种触发也可以自动地周期地实现，特别是涉及到一种自动化的或机械手式的工作方法时更可如此。
在夹钳29的前部30，安置了(图中未示出)一个或多个高压活塞或压力气缸，如一般从有关关于夹钳操作的现有技术中所知道的那样。通过这些活塞或气缸可依纵向位移地操纵一个夹紧楔32，该夹紧楔在向前运动时便将两个辊子38彼此推开，这两个辊子是对夹钳腿31的并合或彼此再次推开起作用的。该夹钳颚31经过栓42而被保持在工作头40上。
图3中工作头40是放大示出的，并处于拆开的状态，于此，纵楔32是从前部30伸出而表示的。为了在纵楔32完成向前推进之后，它又可再次地被推回到前部30中，一方面安置了一个间隔衬套36，同时又为此间隔衬套安置了一个冲击复位弹簧34。
借助纵楔32的向前推动，两个辊子38以及夹钳腿31被随之一起推动，如参照图2已表明的，夹钳腿被保持在凸轮或销钉42上。
在图3a至3d中示意地绘出了本发明提出的工作过程。
于此，图3a表示两个夹钳腿31处于其初始位置上，即它们相距一个值a。通过对夹钳29的操作，将两夹钳腿31推向一起，如在图3b中所示。借助控制-测量和检查设备便可以输入一个指令：在夹环或夹具工作之后，两个夹钳腿31要一直推到一个终点距离b。但也可以将由两个夹钳腿31所经过的路段即将值a-b输入。
通过例如夹环或耳夹33的耳部35的压合，如图3c中所示，便会自然地产生一个恢复力或夹紧力，这个力作用于两个夹钳腿31。在初始状态中，如图3c中所示，力K1即通过耳部35作用于两个夹钳腿31的力实际上等于零。
通过对两个夹钳腿31的压合，耳部35会变形，或者说夹环33被压合到如此程度，使得一软管被牢固地安置在一夹子上。但是，通过耳部35的上述压合，会产生一个恢复力K3，这个力一方面是通过耳夹33的变形而且特别是通过耳夹对软管(图中未示出)的外表面的夹紧作用而产生的。于此，重要的是，将两个夹钳腿31推合到这样的程度，直到它们的距离等于b，该距离是通过控制-测量和检查设备规定的。这时还可附带地测量出恢复力K3，并将之与输入在设备1中的额定值13加以比较。假如值b(或者a-b)以及值K3分别与容差范围5和15内的额定值3及13相一致的话，就表示压紧过程或夹紧过程成功地执行了。换言之，可以这样认为：例如一条须安置在一个管接头或管子上的软管已按照给定的质量标准完全合格地加以安置或压紧了。当然这一情况总得有下述先决条件：所用的管子或管接头和软管也在所要求的质量标准范围中，这就是说，不仅是待连接或待压紧的材料的材质而且它们的几何尺寸都符合某些规定。
最后，可以将压紧或夹紧过程中测得的实际值以及该过程所依据的额定值存储起来，并分配给当时已执行完毕的过程。所以在日后某一时刻仍可以断定夹紧或压紧过程是否完全合格地完成了。万一所完成的压紧或夹紧过程有缺陷而能及时报告或者使之能以可视或声音方式被觉察到，那当然是有利的，这样就可及时地从生产过程中排除不合要求的连接或者夹紧或压紧过程。
最后在图4中放大地绘出图1所示的控制-测量和检查设备1，也就是说，不同的调节按钮和显示器都清晰可见。因此，例如在额定值3时可调节出距离b，从而调节出夹钳腿31的初始位置a以及附带地调节出所谓的保持位置a’，例如图3c中所示的夹紧耳35就可以保持在上述保持位置上。特别在机械手工作情况下，这个保持位置是非常重要的，这时，一个包含管子夹钳的机械手首先从一储备点抓住夹子33的耳部35，该夹子33借助机械手的回转而被移出并被套在一管子或软管上，该管子或软管又自动地套在一管接头或另一管子上，随后如本发明所介绍的夹环或夹具的安置过程就算自动地完成了。紧接着，机械手又重新自动地回转开以执行下一个工作过程。
对于所有三个可调节的额定值3，相应的容差值5都是可调的。在容差值的调节器旁边还分别配置一个指示器7，该指示器可以指出所输入的额定值是否得到保持。在指示器9上可指示出在夹环或夹子上测得的值。利用调节按钮11，可以一方面调定压紧速度即用以向前推动夹紧楔33的速度，以便操纵两个夹紧颚或夹紧楔31。相应地，还可配置一个调节器，借以能够调节夹紧楔32的再张开或拉回。
如参照图1已说明的，为待获得的或待调节的力可以输入额定值13，其中一方面可以调定出最终将获得的夹紧力K3，另一方面也可以调定出在夹紧过程中将施加的最大压紧力。容差是可以重新调定的，而且可以根据指示器17来确定实际值是否与额定值相符。实际值又可在一指示器19上表示出来。
此外，本设备还包含调节按钮21，利用这些按钮可以调定工作方式，也就是说例如要么在装配时插入保持-中间步骤，或者要么直接让夹钳来执行从距离a至距离b的运动。最后，指示器23总结性地指出：整个夹紧或压紧过程是成功或不成功地结束了。
在装置1的背面上配置了一个插接装置24，压力导线和控制导线25和27可安置在该插接装置上。上述插接装置24或相应的插头可加以编码，使得在输入额定值到设备1中的情况下，分别只有一个与这些额定值相符的夹钳能够插入。
图5中以曲线图形式表示出夹紧或压紧过程，图中的曲线51表示装配过程中的夹钳行程，曲线53表示夹钳之间由夹环或压环产生的夹紧力。在区域P中，实现耳部35的夹合或压合，如图3c和3d中所示。于此，两个夹钳颚31走完图5中所示的路程，直到两个夹钳尖端已接近到例如2.5mm。然后中止工作过程，与此同时也在上述区域P中测量出分力53。于是清楚地表示出：夹紧时力的形成是稍微延迟发生的，也就是说，在达到例如2.5mm时仍未达到终结的夹紧力。但最后却形成一个例如为1.0KN的夹紧力，然后将之同设备1中的相应额定值进行比较。如果这两个值在所要求的容差范围内相一致的话，则装配过程便可认定是成功地结束了。
在图1至5中所示的设备，夹紧工具和压紧工具当然只是几个例子，以之用于更详细地说明本发明。从原则上说，指的是那种机械性的保持装置或固定装置，其中，按本发明所定义的装置或设备和方法特别适用于夹子、夹环、压环、电线夹、电缆夹箍等的安置。另外，结合这种情况还可以指出例如以下文献中所介绍的夹具：EP 570742，EP 591 648，EP 503 609，CH 561 383，CH 555 026，CH 669642以及CH 677 010。另外，带耳的夹具及无耳的夹具还可从其它许多专利文件中得知。涉及到一种压环，还应格外指出CH 679 954以及EP 543 338。
另外关于一种夹钳的作用原理还可见EP 591 648。
利用上面提出的这个发明便可对任何保持装置和固定装置实现受监视和受控制的安置、夹紧和压紧，其中，驱动既可用气动方式、液压方式也可用电机方式来执行。关于测量技术、传感技术、电子控制等，还应补充一点：这里指的是通用技术和已知的知识，对此在这里就不详述了。
最后，例如还要说明一下带耳夹钳的操作，它是怎样可以结合图1至4所示夹钳进行选择的。
以图1中所示夹钳29为基础，一种立式的电动气动夹钳是装备有传感装置和一种控制和分析电子装置的，以便能够调节夹紧位置、夹紧运动及夹紧力的物理量。
所得知的物理量可以同指示器(图1，图4)上调定的值加以比较，根据这一比较便可推导出各种数据。
例如这种立式的夹钳具有一个级联式的调节装置，后者由一个较高前置的路程调节装置和一个下置的力调节装置组成。夹钳的力调节是在压力调节基础上的一种间接调节，因为夹钳力＝f(输入压力×汽缸面积)。
在初始状态(a)，例如图3a中所示的，夹钳张开位置可以经过一个路程调节回路而取得任意一个位置。若夹钳张开位置略大于带耳夹子33的耳部35，则得出一最佳状态。从这一位置出发，可以选择两个用于压紧耳部的操作方式。
1.利用所调定的压紧力的规定，压紧到一个压紧位置上。触发之后，夹钳按着它的速度规定以夹钳张开位置a闭合到压紧位置b。
力调节回路随时都监视着力的曲线，并防止超过最大的力。如果达到了最大的力，则要么继续用这个力进行压紧，直到达到所调定的路程，要么(如上述之点不可能的话)就让夹钳停留在它的位置上。如果这个力未能按照规定达到，则夹钳关闭到夹紧位置上。
2.1利用一个可调节的保持力在固定带耳夹子a’时保持住。
2.2按照所调定的压紧力的规定压紧到一个压紧位置上。触发之后，夹钳按照它的速度规定从夹钳打开位置a闭合到保持位置a’。
上述保持位置不是一个给定的量，而是它在达到保持力时才得出的，因此保持力必须是如此之大，使得它既能保持夹子的耳部，又不会使之变形。
进一步触发之后，夹钳按照它的速度规定从保持位置闭合到压紧位置b。
力调节回路随时监视着力的曲线，并防止超过最大的力。如果达到最大的力，则要么继续以这个力压紧，直到达到所调定的路程，要么(如果上述之点不可能的话)就让夹钳停留在它的位置上。如果这个力按照规定没有达到，则夹钳闭合到夹紧位置b。
当耳部在施加一个确定的压紧力的条件下已达到一个符合数据页的压紧位置时，即达到了最佳压紧。
为了检查这些值，备有容差和时间监视装置，这些装置在保持各项规定的条件下发出一个O·K·-信号23，在超过或未达到规定时则发出一个非-O·K·-信号23。路程和力的物理量也可以在一个闭合点上使用数字9、19代替。
Claims (19)
1.一种保持机构用的固定或压紧设备，其特征在于：
-一种夹紧或压紧机构，用于固定、夹紧或压置保持机构如夹子、电线夹、电缆夹箍或压环，这种夹紧或压紧机构具有一个夹钳状的元件(31)，该元件可以液压式、气动式或电机式操作，其中，夹钳颚(31)在夹紧过程中所经过的路段、在夹紧过程之前和夹紧过程结束之后夹钳颚之间的距离以及关闭间隙、夹紧过程的速度和/或夹紧力，都是可调节的或可控制的，
-第一机构，用于调节、限制和/或测量在夹紧过程中的路段或者长度或距离，以及
-第二机构，用于调节、限制和/或测量在夹紧或压紧机构上的至少一个夹紧力，该夹紧力是在经过或越过路段时在保持机构上或者由保持机构生成的。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于：至少配置一个驱动装置，该驱动装置与用于安置保持机构的夹紧机构或压紧机构相连，其中用于调节、限制和/或测量的第一机构与该驱动装置和/或夹紧或压紧机构如此相连，使得在保持机构上在工作过程中经过或越过一个路段或距离，和/或在保持机构上在工作过程结束之后可测量一个长度或距离。
3.按权利要求1或2之一所述的设备，其特征在于：用于调节、限制和/或测量至少一个分力的第二机构，如此与夹紧机构或压紧机构和/或保持机构相连，使得至少一个在保持机构上在安置时出现的保持力是可以测量的。
4.按权利要求2或3之一所述的设备，其特征在于：驱动装置是液压式的、气动的或电机式的。
5.按权利要求1至4的任一项所述的设备，其特征在于：至少配置了一个执行机构，用于控制第一机构，以实现受控执行关于所经过的或待越过的路段的工作过程，或受控执行关于在保持机构上产生的长度或距离的工作过程；至少配置一个额定值/实际值比较装置，以便将在工作过程中在保持机构上生成的和测得的至少一个分力同一个额定值进行比较。
6.按权利要求1至5的任一项所述的设备，其特征在于：配置了另一个执行机构，以便于将在工作过程中生成的分力限制在一个最大值；至少配置了另一个额定值/实际值比较装置，以便将在达到分力的最大值时在结束工作过程之后测得的路段或长度或距离同一个额定值进行比较。
7.按权利要求5或6之一所述的设备，其特征在于：配置了一个控制-测量和检查设备，以便控制在保持机构上的工作过程和求得在保持机构上结束工作过程之后所测量的路段或者长度或距离和分力，将所求得的值同相关的规定值进行比较，并最后指出：保持机构是否安置得符合额定值。
8.按权利要求7所述的设备，其特征在于：在控制-测量和检查设备上配置了指示装置如数字式的、光学的和/或声学的指示器，以便指示出所测量的和求得的值，和/或指出与额定值的偏差。
9.按权利要求7或8之一所述的设备，其特征在于：控制-测量和检查设备是电子的，并具有一个存储介体和/或同一个存储介体相连，以便存储那些在重复执行的工作过程中测量的和求得的值以及有关相应的额定值。
10.按权利要求1至9的任一项所述的设备，其特征在于：本设备至少有一个测量装置，以便在执行夹紧或压紧过程中或在结束此过程之后能测量出由夹子、电线夹、夹环或电缆夹箍作用于夹钳颚的反作用力。
11.按权利要求1至10的任一项所述的设备，其特征在于：压紧机构具有若干个呈圆形布置的压紧颚，这些压紧颚是可以依径向活动的；在初始位置上，由颚的前边形成的圆所具的直径大于在颚的压紧位置上的圆，其中，在压紧过程中的各个颚的径向运动和/或在初始位置的圆直径和在压紧位置的圆直径，都是可调节的或可控制的。
12.按权利要求1至11的任一项所述的设备，其特征在于：在本设备上和/或在压紧机构上至少配置了另一个测量装置，以便在执行压紧过程中或在结束此过程之后能够测量或调节由夹环或压环对压紧颚作用的力。
13.按权利要求1-11所述的设备，其特征在于：所述的保持机构是夹子。
14.按权利要求1-11所述的设备，其特征在于：所述的保持机构是电线夹。
15.按权利要求1-11所述的设备，其特征在于：所述的保持机构是电缆夹箍。
16.按权利要求1-11所述的设备，其特征在于：所述的保持机构是压环。
17.按权利要求1至16的任一项所述的设备的应用，在以下情况下用于安置、夹紧或压紧夹子、夹具、夹环或压环：建立软管或管子连接；将软管和管子连接到一个管接头上；安置保护橡皮套等，以及将管子、电缆、软管安置或固定在电动机、机器等中。
18.利用权利要求1至16的任一项所述的设备受监控地安置一机械性保持机构所用的方法，其特征在于：在安置和工作保持机构时，经过或越过一个事先确定的工作路段和/或如果在保持机构上测量到一个事先确定的长度和距离的话结束工作过程；在保持机构上测量在工作过程生成的一个分力。
19.按权利要求18所述的方法，其特征在于：通过在保持机构上测得的分力不得超过一个最大值限制工作过程；在结束工作过程后所经过的路段或长度或者距离以及在保持机构上测得的分力分别与一额定值进行比较；指示器指出，所测得的各值在一个预定的容差范围内是否与相关的额定值相一致。
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