可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置及其方法。
【背景技术】
[0002]目前，加工不规则薄壁零件时，定位夹紧是保证加工精度的关键，在对薄壁外廓进行夹紧的同时为防止夹紧处产生变形，通常在夹紧处相对内廓位置加一个支撑机构，支撑机构虽然能起到支撑作用，但是在多点支撑时往往因为每个支撑点的支撑力不同而使得零件产生微量的变形，影响工件的加工精度。
[0003]气动系统夹紧装置夹紧力波动大，不稳定，传统的液压夹紧系统夹紧力可调，但如有泄漏会对贵重或不可清洗零件产生污染，而且没有监控装置，夹紧力无法调整。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置及其方法。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
[0006]可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，特点是:包含伺服电机、传动轴、固定座和槽型凸轮，所述传动轴旋转自如地支承于固定座上，传动轴的一端由伺服电机驱动连接，传动轴的另一端通过联轴器安装一槽型凸轮，槽型凸轮端面上设有导向槽，所述固定座上方固定一导向座，导向座中安装有导向套，导向套中设有可沿其导向孔滑动的压杆，压杆的顶端固定一传感器座，传感器座上依次安装有测力传感器和压头，压杆的内孔中部设有凸台，调节杆从上至下穿过凸台上的通孔，其上套装一碟簧组件，压杆的内孔下部配装一碟簧座，调节杆的下端嵌装于碟簧座中，碟簧组件的上端与凸台的下端面相抵接，碟簧组件的下端与碟簧座的上端面相抵接，碟簧座的下部通过其内螺纹连接一长度调节杆，长度调节杆的下端安装一销轴，销轴的轴线与长度调节杆的轴线相垂直，销轴嵌入槽型凸轮上的导向槽中，销轴的轴线与传动轴的轴线相平行；所述测力传感器与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机传输连接，计算机与PLC传输连接，PLC与伺服电机控制连接。
[0007]进一步地，上述的可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，其中，所述传动轴安装有齿轮。
[0008]更进一步地，上述的可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，其中，所述伺服电机的传动轴与减速箱的输入轴相连，减速箱安装于固定座的侧面，减速箱的输出轴与传动轴驱动连接。
[0009]更进一步地，上述的可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，其中，所述销轴通过滚子嵌入槽型凸轮上的导向槽中。
[0010]更进一步地，上述的可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，其中，所述传动轴通过轴承旋转自如地支承于固定座上。
[0011]本发明可监控夹紧力定行程凸轮支撑方法，伺服电机驱动传动轴旋转，传动轴带动槽型凸轮转动，继而销轴沿槽型凸轮的导向槽行程上升曲线段运动，长度调节杆推动压杆在导向套中移动，直至压头接触到工件表面，继续移动，压缩碟簧组件，销轴上滚子移至槽型凸轮与其凸轮基圆同心的曲线段，压杆不再移动，碟簧组件压缩的弹力压紧工件，压头支撑到工件的表面时，测力传感器检测压头所受到的力，数据采集卡采集测力传感器检测到的力，并且将所采集到的数据传输给计算机，计算机将检测到的力与预设的力进行对比计算出结果，再将数据传输给PLC，PLC控制伺服电机，对夹紧力进行调整，直到满足预设的力的要求；当槽型凸轮反转，销轴上滚子沿导向槽移动，压杆组件后退，夹紧松开。
[0012]再进一步地，上述的可监控夹紧力定行程凸轮支撑方法，其中，所述碟簧组件由调节杆进行预压，使弹力调至所需压紧力范围，防止夹紧行程超过槽型凸轮提升行程；长度调节杆可调节其长度，确保压头接触到工件时，碟簧组件以设定的压力压紧工件。
[0013]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
[0014]本发明设计独特、结构新颖，采用凸轮驱动，夹紧行程由设计好的凸轮升程确定；夹紧力由压杆内碟簧组件提供，夹紧力大小通过调整碟簧预压力和压杆长度实现；夹紧力由串接在压杆上的测力传感器检测监控；同样的机构在同一驱动下通过齿轮传动并联，实现多点夹紧；独立机构也可设计成内胀式多点夹紧；可通过设计不同的凸轮及碟簧组件，每组夹紧机构夹紧行程、夹紧力大小均可独立可调。避免采用液压系统，消除可能的污染源。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
[0016]图1:本发明的主视结构示意图；
[0017]图2:本发明的侧视结构示意图；
[0018]图3:槽型凸轮的结构示意图；
[0019]图4:本发明的控制原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1、图2所示，可监控夹紧力定行程凸轮支撑装置，包含伺服电机10、传动轴13、固定座I和槽型凸轮2，传动轴13通过轴承12旋转自如地支承于固定座I上，伺服电机10的传动轴与减速箱11的输入轴相连，减速箱11安装于固定座I的侧面，减速箱11的输出轴与传动轴13驱动连接，传动轴13上安装有齿轮14，传动轴13的另一端通过联轴器安装一槽型凸轮2，槽型凸轮2端面上设有导向槽，固定座I上方固定一导向座3，导向座3中安装有导向套18，导向套18中设有可沿其导向孔滑动的压杆6，压杆6的顶端固定一传感器座16，传感器座16上依次安装有测力传感器5和压头4，压杆6的内孔中部设有凸台，调节杆19从上至下穿过凸台上的通孔，其上套装一碟簧组件20，压杆6的内孔下部配装一碟簧座7，调节杆19的下端嵌装于碟簧座7中，由锁紧螺钉21锁紧，碟簧组件20的上端与凸台的下端面相抵接，碟簧组件20的下端与碟簧座7的上端面相抵接，碟簧座7的下部通过其内螺纹连接一长度调节杆18，长度调节杆18上安装调节锁紧螺母22，长度调节杆18的下端安装一销轴24，销轴24的轴线与长度调节杆18的轴线相垂直，销轴24通过滚子25嵌入槽型凸轮2上的导向槽中，销轴24的轴线与传动轴13的轴线相平行；测力传感器5与数据采集卡30相连，如图4，数据采集卡30与计算机31传输连接，计算机31与PLC32传输连接，PLC32与伺服电机10控制连接。
[0021]具体应用时，伺服电机10驱动传动轴13旋转，传动轴13带动槽型凸轮2转动，继而销轴24沿槽型凸轮2的导向槽的行程上升曲线段B运动，如图3，长度调节杆18推动压杆6在导向套18