专利名称：旋摆自动气缸保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气缸，尤其是涉及一种旋摆自动气缸保护装置。
背景技术：
进入21世纪，中国制造业既面临提升制造水平的需求而引发的制造装备发展的良机，也遭遇激烈的市场竞争的压力，从技术层面来讲加速以推进数控技术装备为核心的电传气动随行系统柔性工装的应用将是提高行业竞争力的关键之一。目前，气动技术在自动化装配工艺及生产线上的应用已经非常普遍，例如，汽车的自动化生产线上的自动焊接、电子器件的装配、食品自动化包装等，但是在数控加工中，应用气动技术以实现加工的柔性夹持还没有先例。在数控加工中实现柔性夹持，在气动夹具工装设备中有大量的气缸使用。通过数控机床生产现场的加工情况观察，存在大量的切屑、切屑液等，在正常使用中，若不对夹具体、气缸、传感器进行用效的保护，则金属切屑、切屑液等不可避免的将飞溅到气缸的缸体、活塞杆、传感器及夹具体内部机构中，所带来的后果就是缸体、活塞杆、传感器及夹具体内部机构长期浸泡在冷却液中必然遭到腐蚀，影响正常工作。传感器及夹具体内部的电气线路在切屑和切屑液的破坏下，可能造成瞬间破坏而使整个系统瘫痪并报废。所以在对气缸机构及夹具体的有效保护是一个重点问题。与气缸保护相关的现有技术，目前有日本专利2001-241406，中国专利200510127947.X、200910008830.8等，这些气缸保护机构涉及的对象都为自动气缸。但是作为Festo的新产品——旋摆、自动气缸，目前国内外，包括德国Festo公司自身都没有设计出能对其进行有效保护的机构。因为与普通气缸不同，此柔性夹持系统所应用的气缸具有旋摆和直动运动功能，要在气缸活塞杆进行旋摆和直行运动对整体进行有效的保护是个技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋摆自动气缸保护装置。本发明设有波纹管、波纹管底部固定机构、上部旋转保护机构、波纹管下拉板、波纹管上拉板；所述波纹管的下端面与波纹管底部固定机构固定在自动气缸的缸体安装位置上，所述波纹管的另一端通过波纹管下拉板、波纹管上拉板和螺栓固定在上部旋转保护机构上，所述上部旋转保护机构的下部与波纹管上拉板之间设有滚动轴承，在上部旋转保护机构的顶部设有套帽，在套帽内侧设有受力垫。所述波纹管下端面与波纹管底部固定机构可通过螺栓固定在自动气缸的缸体安装位置上。所述滚动轴承上可设有锁紧螺套。本发明为了实现对旋摆自动气缸的有效保护，又不影响其他气路或器械的顺畅运动，本发明的波纹管机构由覆盖气缸整体且一端开通，另一端有一偏心圆孔的筒状体制成，所述开通的一端通过波纹管底部的凸缘压边与波纹管底部固定机构通过螺钉锁紧在气缸安装部位上，另一端通过一特殊固定连接机构与旋转保护机构连接，底部固定机构与波纹管凸缘相配合将气缸安装面及夹具体内部与外部完全隔绝开来，有效地防止了切屑、切屑液等其他东西的进入；波纹管的特殊波纹机构能吸收由于活塞杆的伸缩、旋摆运动而产生的多余的松弛。波纹管机构是由交互重复具有使折皱状伸缩的细径部和粗径部的折皱结构而形成，由此能够防止伴随活塞杆的旋摆、伸缩而发生的保护机构的膨胀和松弛，使各个波纹间能实现整齐的折叠收缩，有效地保证工作过程中的美观。而且特殊的橡胶材料保证了机构在运动过程的灵活性，波纹管在非自然状态下有很强的回复性。波纹管另一端的偏心圆孔机构，根据气缸的气管布线而设计，可在实现气路的顺畅同时，又保证结构的简约、大方、美观。波纹管机构与旋转保护机构用一环状连接板通过螺钉螺母均布连接，可实现可靠的防水功能。在自动气缸中实现有效的保护,非常容易,但在旋摆自动气缸中，活塞杆要带动动作执行部分进行直动和旋转运动，旋转保护机构加设的滚动轴承很好解决了问题，在波纹管上拉板中设计的轴承支撑座和轴承止动套使滚动轴承很好地固定住，又可实现顺畅的运动。活塞杆保护罩在活塞杆的作用下，就可实现整个旋摆自动气缸保护装置的顺畅、有序的运动。特殊结构的活塞杆保护罩和压臂处特制密封圈可完全地阻止切屑液的进入，经过一系列的热处理、防锈、防腐处理，所以不会因腐蚀而破坏，可以实现整个机构在有效的工作寿命期间实现保护作用。保护套帽安装、拆卸方便简易，有利于压臂的更换，再加上聚铵脂受力的作用，使套帽受力均匀，避免了机构因受力不而引起的破坏现象。旋摆自动气缸保护装置，波纹管机构材料为耐高温、耐腐蚀、耐磨的橡胶材料通过注塑成型的，波纹管可为各种形状，具体根据工作要求进行设计，本方案采用筒形。其他机构部件为经过热处理一加工一热处理一喷塑的A3材料制成。通过这种旋摆自动气缸保护装置，可以使气缸发挥更好的工作性能，同时提高了生产效率和加工质量。本发明为了解决对数控机床气动随行夹具中气缸的有效保护，提供不仅能吸收伴随气缸的活塞杆的伸缩、旋摆运动中的松弛波纹管保护罩机构，而且可保证夹具体的动作执行部件在气缸活塞杆的旋摆过程中能实现顺畅运动，在更换压臂时很容易实现安装和拆卸的气缸保护机构，同时也保证夹具体在正常工作时所产生的切屑、切屑液等不损坏气缸、传感器及其他电气线路等，保证所有器械的正常使用寿命，降低成本。采用上述机构的旋摆自动气缸保护装置可实现对夹具体运动执行部分、气缸体、活塞杆、传感检测器件及夹具体内容器械和电气线路的有效保护，保证了整个系统安全、稳定、高效顺畅的工作，使整个设备美观大方，与现场其他设备搭配协调。
图1为本发明实施例的结构组成示意图。图2为本发明实施例的波纹管整体视图。
图3为本发明实施例的波纹管上拉板正视图。图4为本发明实施例的波纹管上拉板俯视图。图5为本发明实施例的套帽的结构示意图。
具体实施例方式下面结合
本发明的具体结构和工作原理。如图1 5所示，本发明设有波纹管12、波纹管底部固定机构1、上部旋转保护机构5、波纹管下拉板3、波纹管上拉板4 ;所述波纹管12的下端面与波纹管底部固定机构I固定在自动气缸2的缸体安装位置14上，所述波纹管12的另一端通过波纹管下拉板3、波纹管上拉板4和螺栓固定在上部旋转保护机构5上，所述上部旋转保护机构5的下部与波纹管上拉板4之间设有滚动轴承6，在上部旋转保护机构5的顶部设有套帽9，在套帽9内侧设有受力垫8。所述波纹管12下端面与波纹管底部固定机构I可通过螺栓13固定在自动气缸2的缸体安装位置14上。所述滚动轴承6上可设有锁紧螺套7。本发明在夹具体的工作过程中，旋摆、自动气缸作为主要运动执行部件将带动压臂及整个保护机构实现旋摆及上下运动，在使用过程中，通过保护机构防止加工切屑、切屑液对气缸缸体、活塞杆、传感检测器件及夹具体内容器械和电气线路的破坏。整个机构的装配过程为:1、波纹管与上部旋转保护机构的固定连接机构进行装配，通过螺栓、螺母将波纹管上拉板、波纹管内固定板和波纹管连接固定成一体，装配时要保证螺栓、螺母可靠的固定，防止机构在进行频繁运动后发生松动；2、将滚动轴承6装入保护罩的轴承座中，装配后应保证轴承运动的顺畅性；3、装配轴承后的保护罩与步骤I中装配好的波纹管与旋转保护机构的固定连接机构进行装配，将轴承座慢慢敲入液往管上拉板中的轴承座中，安装后必须保证装配的整个机构能实现顺畅的旋转运动；4、完成步骤3后将轴承锁紧套用专用工具上紧，可靠地定位夹紧轴承，保证刚好可靠的固定滚动轴承的内圈；5、将安装好的整个机构放入已安装好气缸的位置，此时要特别注意气管的安装位置，正确的安装使波纹管中的偏心位置在没有气管的方向上，用螺栓通过波纹管固定板将整个机构锁紧在夹具体上；6、安装压臂11与防水密封圈10，将防水密封圈先套在压臂上，安装过程中再根据具体位置要求调整好位置，并气缸的压紧位置；7、最后将装有受力垫的套帽与旋转保护罩通过螺钉连接。根据加工要求，气缸成品件的形状如图1所示，气缸的气管与旋摆、直线运动的导向螺母在同一侧，故将气缸的波纹管保护罩的结构设计为中空的直筒状，底部通孔，顶部根据气缸的特殊要求设计为一偏心孔。旋摆自动气缸保护装置装设在夹具体座与压臂之间，保护机构与夹具体通过螺栓用固定板将波纹管与夹具体座连接，并保证了有效的防水功能，因为波纹管的凸缘部分相当于防水密封圈的作用。压臂与气缸活塞杆通过螺母连接，在旋转保护机构处有一特殊设计的防水密封圈。在工作过程中，旋摆自动气缸保护装置为气缸、夹具体提供了一个封闭的空间，这一封闭空间与夹具体内部相通，夹具体底部又与大气相通，所以可以有效地保证封闭空间的气体顺畅的排出，在不影响保护机构的正常工作时，同时保证在机床加工时将切屑、切屑液与设备的关键零部件完全隔绝开来。波纹管是根据气缸的特殊结构形状，由专门开发的模具注塑成型，特殊的橡胶材料使波纹管在运动过程有很强的灵活性和回复性。特有的交互重复的细径部和粗径部的折皱结构，保证保护机构在工作过程中伴随活塞杆的旋摆、伸缩而发生的膨胀和松弛时，乃能使各个波纹间能实现整齐的折叠收缩，保证工作时美观。在工作过程中，整个夹具体虽然在满是切屑及切屑液的恶劣环境下工作，但是气缸保护机构的波纹管保护罩及其他构件是由特殊材料，且经过特殊处理过，具有很强的防油、防水、防腐功能，波纹管耐磨，在允许的工作寿命期间可以有效地实现对气缸及其他装备的保护。为了使所述保护机构对夹具体内部实现可靠的保护，在波纹管凸缘处加设了一固定板，在四周均布了 8个螺钉使波纹管凸缘面完全贴合在安装位置上，而数控机床加工时产生的切屑、切屑液被隔离在夹具体外部并在吹气机构的作用下并将其带走，方便加工。旋摆、自动气缸的旋转保护机构采用巧妙的结构设计，外加一滚动轴承，直接减少了运动过程的接触作用从而减少了旋摆保护机构各组成零件运动过程中的摩擦力。整个机构在运动过程中所受的负载就是各个组成零件本身的自重，通过计算综合结构尺寸要求采用深沟球轴承。旋转保护机构通过波纹管上拉板进行连接，波纹管上拉板又是通过一固定机构与波纹管进行固定，并在运动过程中带动波纹管的上下直行运动。装配时，波纹管上拉板安置在波纹管顶部，可以有效地防止切屑液从偏心孔及螺孔中进入，波纹管上拉板上平面有一定的斜度。当切屑液飞溅到上面时，立刻可以排走，上拉板上的轴承座又可以保证切屑液不会从偏心孔进入保护机构内部，因为轴承座为一突起的空心台阶，在保护罩的作用下便可以实现安全的保证，整个结构完全可靠。为方便压臂的更换，旋转机构上的保护罩与套帽设计成可以方便拆卸的特殊结构，在保护罩与套帽安装的上表面之间又加贴一层特殊材料的密封圈，保护罩的上突缘边沿又采用特殊的结构形式，为了方便压臂的更换，在与套帽连接安装压臂的位置，保护罩打通，如果缺少有效的保护方式，切屑液将会从这个部位进入机构内部，故与套帽相配合采用了特殊的方式。套帽结构上设计成突出特殊的形状，刚好与保护罩的缺口相结合，使切屑液无法进入内部。在保护罩、套帽与压臂之间又有一特殊形状，专门设计的密封圈，以阻止切屑液从压臂的安装位置进入保护机构内部。套帽上的受力垫将活塞杆的力传递到旋转机构，进而带动整个机构的顺畅运动和保护作用。以上表述为本发明的实施方式说明，但是实施方式并不仅限于上述，因为上述的气缸保护机构主要是面对德国Festo的旋摆、自动气缸进行说明的，也只是以柔性夹具为例进行说明的，但本发明也能够良好地应用于其他自动化生产线上。
权利要求
1.旋摆自动气缸保护装置，其特征在于设有波纹管、波纹管底部固定机构、上部旋转保护机构、波纹管下拉板、波纹管上拉板；所述波纹管的下端面与波纹管底部固定机构固定在自动气缸的缸体安装位置上，所述波纹管的另一端通过波纹管下拉板、波纹管上拉板和螺栓固定在上部旋转保护机构上，所述上部旋转保护机构的下部与波纹管上拉板之间设有滚动轴承，在上部旋转保护机构的顶部设有套帽，在套帽内侧设有受力垫。
2.如权利要求1所述旋摆自动气缸保护装置，其特征在于所述波纹管下端面与波纹管底部固定机构通过螺栓固定在自动气缸的缸体安装位置上。
3.如权利要求1所述旋摆自动气缸保护装置，其特征在于所述滚动轴承上设有锁紧螺套。
全文摘要
旋摆自动气缸保护装置，涉及一种气缸。设有波纹管、波纹管底部固定机构、上部旋转保护机构、波纹管下拉板、波纹管上拉板；所述波纹管的下端面与波纹管底部固定机构固定在自动气缸的缸体安装位置上，所述波纹管的另一端通过波纹管下拉板、波纹管上拉板和螺栓固定在上部旋转保护机构上，所述上部旋转保护机构的下部与波纹管上拉板之间设有滚动轴承，在上部旋转保护机构的顶部设有套帽，在套帽内侧设有受力垫。可实现对夹具体运动执行部分、气缸体、活塞杆、传感检测器件及夹具体内容器械和电气线路的有效保护，保证了整个系统安全、稳定、高效顺畅的工作，使整个设备美观大方，与现场其他设备搭配协调。
文档编号F15B15/20GK103174700SQ20131011233
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者胡国清, 吴灿云, 王新乡, 陈满足 申请人:厦门大学