电驱自适应定心伺服夹持系统的制作方法

1.本发明涉及夹持系统领域，具体涉及一种适用于多规格负载且夹持力度大的电驱自适应定心伺服夹持系统。


背景技术：

2.目前的夹持系统多数采用的三爪自定心卡盘，用卡盘扳手转动任意一个伞齿，从而带动平面螺纹转动并带动三个卡爪一齐移动，起到自定心夹持的作用；但这种手动方式缺少反馈，夹持力不易控制，容易损坏被夹持物，同时手动方式也麻烦不方便。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电驱自适应定心伺服夹持系统，以实现对不同负载夹持物的自定心夹持。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种电驱自适应定心伺服夹持系统，包括卡盘固定架，卡盘固定架中通过轴承连接有一齿盘；卡盘固定架上沿周向均布设置有至少3个沿卡盘固定架半径方向设置的卡爪滑轨，每个卡爪滑轨上滑动连接有用于夹持工件的卡爪，齿盘顶部设置有周向均布的、与卡爪数量对应的阿基米德螺线形状的平面螺纹，卡爪底部设置有与齿盘顶部平面螺纹相配合的平面螺纹，各卡爪与齿盘之间通过所述的平面螺纹配合连接，所述平面螺纹的中心与卡盘固定架的圆心重合；齿盘由驱动组件驱动；卡爪内设有用于采集卡爪夹持力的压力传感器；卡爪滑轨外侧下方由内向外依次设置有第一限位开关和第二限位开关，卡爪外侧端部连接有卡盘限位感应片；该系统还包括控制器和伺服驱动器，其中压力传感器通过信号处理模块与伺服驱动器连接，控制器、驱动组件以及第一第二限位开关分别与伺服驱动器电性连接；伺服驱动器用于接受控制器的指令进而驱动组件驱动齿盘，从而带动卡爪夹持所述工件，并在卡爪夹持力达到预设值或卡盘限位感应片与第一第二限位开关接触时停止。
5.按上述方案，所述的卡爪包括卡爪本体，卡爪本体上连接有卡盘压块，卡盘压块内侧设置有用于与工件直接接触的夹持组件，所述的压力传感器设置在卡盘压块内侧。
6.按上述方案，所述驱动组件包括相互连接的减速机和伺服电机以及设置于减速机的小齿轮。
7.按上述方案，所述夹持组件包括与卡盘压块连接的卡盘替换压块和与卡盘替换压块连接的卡爪软垫块。
8.按上述方案，卡盘替换压块与卡盘压块之间连接有定位销。
9.按上述方案，卡爪数量为四个。
10.按上述方案，齿盘的轮齿为直齿。
11.按上述方案，卡爪的平面螺纹相较于齿盘的平面螺纹窄，并且卡爪的平面螺纹端部倒圆角。
12.按上述方案，压力传感器上方设置有压力传感器盖。
13.一种使用上文所述电驱自适应定心伺服夹持系统实现的电驱自适应定心伺服夹持控制方法，
14.当夹持系统上未放置工件时，卡爪进行夹持过程中，卡爪向内移动带动卡盘限位感应片移动，当卡盘限位感应片与与第一限位开关或第二限位开关相接触时，限位开关向伺服驱动器发送电信号，伺服驱动器使驱动组件停止驱动；
15.当夹持系统上放置工件时，卡爪进行夹持过程中，自夹持组件接触工件起夹持力逐渐增大，压力传感器所检测到的压力值逐渐增大，当信号处理模块识别到压力值超过预设的压力值时，信号处理模块向伺服驱动器发送电信号，伺服驱动器使驱动组件停止驱动。
16.本发明的有益效果是：该夹持系统工作时，通过驱动组件对齿盘进行驱动，齿盘通过平面螺纹使多个卡爪进行同步运动，进而实现了自定心夹持。
17.进一步地，通过在卡盘压块上设置的可更换的夹持组件，使夹持系统能够适应各类被夹持物，并且卡爪软垫块能够减少夹持系统对被夹持物的损害。
18.进一步地，通过在卡盘压块和卡盘替换压块之间设置定位销，提升了二者之间的装配精度，进而提升了夹持的精度。
19.进一步地，通过在卡盘压块内设置的压力传感器，可以对夹持力度进行监测，避免因为夹持力度过大对被夹持物造成损坏。
20.进一步地，通过设置的卡盘限位感应片和限位开关，避免了卡爪运动超限造成的损坏。
21.进一步地，通过特殊设置的卡爪的窄且端部倒圆角的平面螺纹，使得卡爪在被齿盘带动运行的过程中更为顺畅。
附图说明
22.图1是本发明一实施例的电驱自适应定心伺服夹持系统结构示意图；
23.图2是本发明一实施例的电驱自适应定心伺服夹持系统剖面视图；
24.图3是本发明一实施例的卡盘固定架结构示意图；
25.图4是本发明一实施例的卡盘固定架结构俯视图；
26.图5是图4的a向视图；
27.图6是图4的a-a剖面图；
28.图7是本发明一实施例的卡盘固定架结构仰视图；
29.图8是图7的b向视图；
30.图9是本发明一实施例的齿盘俯视图；
31.图10是图9的c-c剖面图；
32.图11是本发明一实施例的卡爪俯视图；
33.图12是图11的d-d剖视图；
34.图13是本发明一实施例的卡爪仰视图；
35.图14是本发明一实施例的卡爪右视图；
36.图15是本发明一实施例的第一限位开关与压力传感器间的逻辑判断拓补图；
37.图16是本发明一实施例的电驱自适应定心伺服夹持系统控制原理图；
38.图17是本发明一实施例的电驱自适应定心伺服夹持系统程序逻辑图。
39.图中：1-卡盘固定架，2-齿盘，3-小齿轮，4-卡爪本体，5-卡盘压块，6-卡盘替换压块，7-卡爪软垫块，8-减速机，9-伺服电机，10-卡盘限位感应片，11-限位开关，12-轴承，13-压力传感器，14-压力传感器盖，15-卡爪滑轨，1101-第一限位开关，1102-第二限位开关。
具体实施方式
40.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
41.参见图1～图14；一种电驱自适应定心伺服夹持系统，包括卡盘固定架1，卡盘固定架1中通过轴承12连接有一齿盘2；卡盘固定架1上沿周向均布设置有至少3个沿卡盘固定架1半径方向设置的卡爪滑轨15，每个卡爪滑轨15上滑动连接有用于夹持工件的卡爪，齿盘2顶部设置有周向均布的、与卡爪数量对应的阿基米德螺线形状的平面螺纹，卡爪底部设置有与齿盘2顶部平面螺纹相配合的平面螺纹，各卡爪与齿盘2之间通过所述的平面螺纹配合连接，所述平面螺纹的中心与卡盘固定架1的圆心重合；齿盘2由驱动组件驱动；卡爪内设有用于采集卡爪夹持力的压力传感器13；卡爪滑轨15外侧下方由内向外依次设置有第一限位开关1101和第二限位开关1102，卡爪外侧端部连接有卡盘限位感应片10；该系统还包括控制器和伺服驱动器，其中压力传感器13通过信号处理模块与伺服驱动器连接，控制器、驱动组件以及第一第二限位开关分别与伺服驱动器电性连接；伺服驱动器用于接受控制器的指令进而驱动组件驱动齿盘2，从而带动卡爪夹持所述工件，并在卡爪夹持力达到预设值或卡盘限位感应片10与第一第二限位开关接触时停止。
42.进一步地，所述的卡爪包括卡爪本体4，卡爪本体4上连接有卡盘压块5，卡盘压块5内侧设置有用于与工件直接接触的夹持组件，所述的压力传感器13设置在卡盘压块5内侧。
43.进一步地，所述驱动组件包括相互连接的减速机8和伺服电机9以及设置于减速机的小齿轮3；在其他实施例中伺服电机9被替换为步进电机。
44.进一步地，所述夹持组件包括与卡盘压块5连接的卡盘替换压块6和与卡盘替换压块6连接的卡爪软垫块7。
45.进一步地，卡盘替换压块6与卡盘压块5之间连接有定位销。
46.进一步地，卡爪数量为四个；在其他的实施例中，卡爪的数量为三个。
47.进一步地，齿盘2的轮齿为直齿；在其他的实施例中，齿盘2的轮齿为锥齿。
48.进一步地，卡爪的平面螺纹相较于齿盘2的平面螺纹窄，并且卡爪的平面螺纹端部倒圆角。
49.进一步地，压力传感器13上方设置有压力传感器盖14。
50.上述夹持平台的工作原理如下：
51.1.压力传感器13的信号与第一限位开关1101的信号并联。
52.2.卡爪4在齿盘2驱动下沿着夹持平台径向平移。在未放置工件时，卡爪4上附加的卡盘限位感应片10正常触发第一限位开关1101和第二限位开关1102，卡爪4的行程始终控制在两个限位开关之间，参见图15。
53.当夹持平台上放置了工件时，卡爪4在齿盘2的带动下向夹持平台的圆心运动，当
卡爪4接触到工件并达到设定的压力值时，压力传感器13输出的电压信号经过处理电路，输出一个开关信号，让控制系统认为已经到达了内侧限位，参见图16。
54.3.此方式可以用一组控制程序应用于多种不同直径的工件，减少重复的调试及软件编写工作，参见图17。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。