专利名称：大型工件液压支承调平夹紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工的装置，尤其涉及一种大型工件液压支承调平夹紧
直O
背景技术：
机械加工设备的切削机床工件大都安装在工作台上加工，对于大型重载工件若安 装在工作台上，机床设备需要很大的拖动装置和驱动力。这样机床设备结构复杂庞大，驱动 系统需要很大的动力源，设备造价高，很不经济，因此现有机床设备缺乏安装大型重载工件 的运动式装置。即使有种落地式的机床，工件安装固定不动的形式，但也需要有落地式的工 作台用来安装工件，并且需要相应的场地基础，工件需人工校正调平，费时费力。而另一个 重要的情况是此二种形式都不能用于生产线，不适用于流水线自动化作业。
发明内容本实用新型主要目的是解决并满足用于生产线自动化作业上安装大型重载工件 的一种大型工件液压支承调平夹紧装置。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种大型工 件液压支承调平夹紧装置，由支撑油缸组件、顶升油缸组件、调压油缸组件、定位油缸组件、 夹紧油缸组件、纵向定位机构、传送支承滚轮组件、滚轮导向机构、控制系统组成，其特征在 于所述顶升油缸组件与调压油缸组件等高安装在基面A上，呈品字形三点相互交叉平行 分布；所述支撑油缸组件安装在基面A上，同轴线位于顶升油缸组件与调压油缸组件之间 均勻分布且与之等高；所述定位油缸组件与夹紧油缸组件分别位于顶升油缸组件、调压油 缸组件的左右两侧，且等高对称分布；所述传送支承滚轮组件位于支撑油缸组件、顶升油缸 组件、调压油缸组件与定位油缸组件、夹紧油缸组件之间，并略高于支撑油缸组件、顶升油 缸组件、调压油缸组件；所述滚轮导向机构设置有若干个，位于定位油缸组件或夹紧油缸组 件的旁边；所述纵向定位机构位于夹紧装置的的前端位置，安装在定位油缸组件或夹紧油 缸组件5的底座支架一侧。本实用新型的技术方案还可以进一步完善作为优选，所述顶升油缸组件、调压油缸组件由顶盘、力传感器、油缸锁紧器A、油 缸A、圆柱支架、传感器组成；所述油缸锁紧器A、与油缸A相连，籍螺丝钉固定在圆柱支架 上，力传感器与油缸锁紧器A相连，顶部与顶盘相连接，传感器装在油缸锁紧器A中部。作为优选，所述控制系统由液压系统及电气系统分别控制组合而成，包括力传感 器、比例伺服阀，电磁阀、压力开关、PLC控制器、传感器，通过管路、线路、液压站构成闭环反 馈系统；力传感器通过线路与PLC控制器连接；比例伺服阀通过线路使调压油缸组件与PLC 控制器连接，通过管路分别与调压油缸组件、液压站连接；支撑油缸组件、顶升油缸组件、定 位油缸组件、夹紧油缸组件，通过电磁阀及管路与液压站，且通过压力开关经线路和管路， 分别与PLC控制器、液压站连接；传感器通过线路分别使支撑油缸组件、顶升油缸组件、调
4压油缸组件、定位油缸组件、夹紧油缸组件与PLC控制器连接。作为优选，所述支撑油缸组件由托盘、油缸锁紧器B、油缸B、传感器、圆柱支架组 成；所述油缸锁紧器B与油缸B相连，籍螺丝钉固定在圆柱支架上，托盘装在油缸B上部位 置，传感器装在油缸锁紧器B中部。作为优选，所述定位油缸组件由底座支架、角尺架、油缸C、油缸锁紧器C、球头压 紧块、传感器组成；所述油缸锁紧器C与油缸C相连，籍螺丝钉固定在角尺架上，角尺架装在 底座支架上部位置，传感器装在油缸锁紧器c(29)中部，球头压紧块(30)装在油缸C(28) 前端。作为优选，所述夹紧油缸组件由底座支架、角尺架、油缸、球头压紧块组成；所述油 缸装在角尺架上，角尺架装在底座支架上面，球头压紧块(30)装在油缸(31)前端。作为优选，所述传送支承滚轮组件高于支撑油缸组件、顶升油缸组件、调压油缸组 件3-5公分，由滚轮、横滚轮轴、焊接支架组成；所述横滚轮轴上装有滚轮，横滚轮轴安装在 焊接支架上。作为优选，所述滚轮导向机构由导向滚轮、竖滚轮轴、平支架、铰接锁紧机构、气 缸、滑块架组成；所述竖滚轮轴上装有滚轮，安装在滑块架上，滑块架可在平支架上滑移，铰 接锁紧机构一端与滑块架相连接，另一端与气缸相连接，平支架安装在底座支架上。作为优选，所述纵向定位机构由控制气缸、定位杆、支架组成；所述控制气缸一端 装在基面A上，另一端与定位杆相铰接，定位杆中部与支架铰接，支架装在底座支架一侧。因此，本实用新型有益效果是1)解决了大型重载工件的安装和调平，并不需要机械加工机床设备上配置复杂庞 大的驱动机构，不仅可以节省设备成本，而且对机电设备节能减排大有好处；2)本实用新型的技术方案设计有传送支承滚轮组件、滚轮导向机构，能适用于生 产线上自动化作业；3)本实用新型的技术方案设计有控制系统，具有闭环反馈功能，能实现工件的无 应力下的支承和自动调平夹紧工件，提高了生产效率，有明显的经济效益。
[0018]附图1是本实用新型的一种俯视示意图；[0019]附图2是图1的正视示意图；[0020]附图3是图1的调压油缸组件、顶升油缸组件示意图[0021]附图4是控制系统示意图；[0022]附图5是图1的支撑油缸组件示意图；[0023]附图6是图1的传送支承滚轮组件示意图；[0024]附图7是图1的定位油缸组件示意图；[0025]附图8是图1的夹紧油缸组件示意图；[0026]附图9是图1的滚轮导向机构示意图；[0027]附图10是图1的纵向定位机构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。实施例图示中A是基面、1是支撑油缸组件、2是顶升油缸组件、3是调压油缸组件、4是 定位油缸组件、5是夹紧油缸组件、6是纵向定位机构、7是传送支承滚轮组件、8是滚轮导 向机构、9是控制系统、10是工件、11是顶盘、12是力传感器、13是油缸锁紧器A、14是油缸 A、15是圆柱支架、16是比例伺服阀，17是电磁阀、18是压力开关、19是PLC控制器、20是管 路、21是线路、22是传感器、23是托盘、24是油缸锁紧器B、25是油缸B、26底座支架、27是 角尺架、28是油缸C、29是油缸锁紧器C、30是球头压紧块、31是油缸、32是滚轮、33是横滚 轮轴、34是焊接支架、35是导向滚轮、36是竖滚轮轴、37平支架、38是铰接锁紧机构、39是 气缸、40是控制气缸、41是定位杆、42是支架、43是滑块架、液压站44。实施例1 加工对象是用于时速每小时350公里，高速铁路建设上用的CRTS II型博格无碴轨道 板。工件外形长x宽X高尺寸6450X2550X200(毫米)，重9吨。材质是特殊的混凝土。本实用新型也可用于其他大型重载板件、箱体类构件的支承调平夹紧安装。工件10运动、调平、夹紧工作过程和原理如图1、2、3、4所示，工件10由传送支承滚轮组件7，经过滚轮导向机构8的导向， 从上一个工位送到加工位置上，纵向定位机构6对工件10进行纵向定位。在控制系统9的 控制下，三个顶升油缸组件2和三个调压油缸组件3将工件10顶出传送支承滚轮组件7。 并通过压力调节，在控制系统9的指令下调节工件10的水平调整，在此过程中会自动将不 同压力分配到每个点上，使得工件10在无受压的情况下处于平放状态。在工件10调水平 后，顶升油缸组件2和调压油缸组件3自动进行机械锁紧；同时工件10将受到四个支撑油 缸组件1的辅助支撑，在控制系统9的控制下自动对工件顶支，到达一定的压力后，油缸自 动锁紧。随后，在加工工位工件10两侧各有三个定位油缸组件4和三个夹紧油缸组件5，对 工件10进行水平夹紧。先是三个定位油缸组件4以低压力对工件接近，当油缸压力达到预 定压力后，油缸自动定位并锁紧；另外一侧的三个夹紧油缸组件5自动对工件10进行高压 力夹紧，当达到预定的夹紧压力后自动停止夹紧动作。工件10磨削加工完成后，接受控制系统9的指令信号，三个夹紧油缸组件5退回， 三个定位油缸组件4解锁并回退。四个支撑油缸组件1先解锁下降，然后三个顶升油缸组 件2、三个调压油缸组件3，在控制电磁阀17与比例伺服阀16的控制下，使其同步下降，取 到位信号。控制系统9收到信号后处理，发出指令信号进入下一工作程序，如此循环往复。控制系统中的液压系统工作原理液压系统可根据磨削参数要求自动调整相关支撑控制系统压力从而控制油缸输 出力，实现各点支撑力要求及多个油缸同步运动。各个支撑油缸组件1、顶升油缸组件2、调 压油缸组件3、定位油缸组件4、夹紧油缸组件5，进行夹紧、置解锁动作，利用各液压油缸的 运动及锁紧达到工件10在无应力水平状态下夹紧。液压系统由变量叶片泵加齿轮泵系向液压系统供油，变量叶片泵向系统供油，系 统压力50-200bar，而齿轮泵系负责油液的循环冷却，保持液压站油液适当温度，减缓油液 劣化速度。为保证液压系统安全可靠运行以及数控化操作，液压管路上安装有压力开关18。
6[0040]本实用新型可根据工件的不同来调整控制系统9中的液压系统。 各组件作用和结构如图3所示是装置的支撑部分三个顶升油缸组件2和三个调压油缸组件3，为工 件10的主支撑。均由顶盘11、力传感器12、油缸锁紧器A13、油缸A14、圆柱支架15组成。如图4所示控制系统9由液压系统及电气系统分别控制组合而成，构成闭环反馈 系统。主要器件有力传感器12、比例伺服阀16，电磁阀17、压力开关18、PLC控制器19、管 路20、线路21、传感器22、液压站44等组成。力传感器12通过线路21与PLC控制器19连 接；比例伺服阀16通过线路21使调压油缸组件3与PLC控制器19连接，通过管路20分别 与调压油缸组件3、液压站44连接；支撑油缸组件1、顶升油缸组件2、定位油缸组件4、夹 紧油缸组件5，通过电磁阀17及管路20与液压站44，且通过压力开关18经线路21和管路 20，分别与PLC控制器19、液压站44连接；传感器22通过线路21分别使支撑油缸组件1、 顶升油缸组件2、调压油缸组件3、定位油缸组件4、夹紧油缸组件5与PLC控制器19连接。如图5所示支撑油缸组件的四个支撑油缸组件1用于对工件10的辅助支撑。由 由托盘23、油缸锁紧器B24、油缸B25、圆柱支架15组成。如图6所示传送支承滚轮组件7作用是将工件10输送并定位到工位位置。由滚 轮32、横滚轮轴33、焊接支架34组成。在纵向传送支承滚轮组件7约3米左右之问，设置 带动力的传送支承滚轮，在电机的驱动下滚轮32转动，滚轮32带动工件10在传送支承滚 轮组件7上面作纵向传送，向下一个工位运动。如图7所示定位油缸组件4用于工件10左右位置定位，一般位于工件10的中部， 是夹紧安装的基准面。由底座支架26、角尺支架27、油缸C28、油缸锁紧器C29、球头压紧块 30组成。如图8所示夹紧油缸组件5用于安装过程中压紧工件10，与定位油缸组件4对称 分布。由底座支架26、角尺支架27、油缸31、球头压紧块30组成。如图9所示滚轮导向机构8对工件10的运动起导向作用，防止工件10运动方向 偏移，两侧导向滚轮35与工件10各有5毫米左右的间隙。由导向滚轮35、竖滚轮轴36、平 支架37、铰接锁紧机构38、气缸39组成。如图10所示纵向定位机构6对工件10进行纵向限制定位。由控制气缸40、定位 杆41、支架42组成，位于工件10的前端位置。本实用新型的大型工件液压支承调平夹紧装置，在MKB7025数控轨道板专用磨床 产品上应用和实施。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型 所属技术领域的技术人员，可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类 似的方式替代，但不会偏离本实用新型的精神或者超越本实用新型权利要求书所定义的范围。
权利要求一种大型工件液压支承调平夹紧装置，由支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3)、定位油缸组件(4)、夹紧油缸组件(5)、纵向定位机构(6)、传送支承滚轮组件(7)、滚轮导向机构(8)、控制系统(9)组成，其特征在于所述顶升油缸组件(2)与调压油缸组件(3)等高安装在基面(A)上，呈品字形三点相互交叉平行分布；所述支撑油缸组件(1)安装在基面(A)上，同轴线位于顶升油缸组件(2)与调压油缸组件(3)之间均匀分布且与之等高；所述定位油缸组件(4)与夹紧油缸组件(5)分别位于顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3)的左右两侧，且等高对称分布；所述传送支承滚轮组件(7)位于支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3)与定位油缸组件(4)、夹紧油缸组件(5)之间，并略高于支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3)；所述滚轮导向机构(8)设置有若干个，位于定位油缸组件(4)或夹紧油缸组件(5)的旁边；所述纵向定位机构(6)位于夹紧装置的的前端位置，安装在定位油缸组件(4)或夹紧油缸组件(5)的底座支架(26)一侧。
2.根据权利要求1所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述顶升油缸 组件(2)、调压油缸组件(3)由顶盘(11)、力传感器(12)、油缸锁紧器A(13)、油缸A(14)、圆 柱支架(15)、传感器(22)组成；所述油缸锁紧器A (13)、与油缸A (14)相连，籍螺丝钉固定 在圆柱支架(15)上，力传感器(12)与油缸锁紧器A(13)相连，顶部与顶盘(11)相连接，传 感器(22)装在油缸锁紧器A(13)中部。
3.根据权利要求1所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述控制系统 (9)由液压系统及电气系统分别控制组合而成，包括力传感器(12)、比例伺服阀(16)，电磁 阀(17)、压力开关(18)、PLC控制器(19)、传感器(22)、液压站(44)，通过管路(20)、线路 (21)构成闭环反馈系统；力传感器(12)通过线路(21)与PLC控制器(19)连接；比例伺服 阀(16)通过线路(21)使调压油缸组件(3)与PLC控制器(19)连接，通过管路(20)分别 与调压油缸组件(3)、液压站(44)连接；支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、定位油缸组 件(4)、夹紧油缸组件(5)，通过电磁阀(17)及管路(20)与液压站(44)，且通过压力开关 (18)经线路(21)和管路(20)，分别与PLC控制器(19)、液压站(44)连接；传感器(22)通 过线路(21)分别使支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3)、定位油缸组件 (4)、夹紧油缸组件(5)与PLC控制器(19)连接。
4.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述 支撑油缸组件(1)由托盘(23)、油缸锁紧器B(24)、油缸B(25)、传感器(22)、圆柱支架(15) 组成；所述油缸锁紧器B (24)与油缸B(25)相连，籍螺丝钉固定在圆柱支架(15)上，托盘 (23)装在油缸B (25)上部位置，传感器(22)装在油缸锁紧器B (24)中部。
5.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述定 位油缸组件(4)由底座支架(26)、角尺架(27)、油缸C(28)、油缸锁紧器C(29)、球头压紧块 (30)、传感器(22)组成；所述油缸锁紧器C (29)与油缸C (28)相连，籍螺丝钉固定在角尺架 (27)上，角尺架(27)装在底座支架(26)上部位置，传感器(22)装在油缸锁紧器C(29)中 部，球头压紧块(30)装在油缸C(28)前端。
6.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述 夹紧油缸组件(5)由底座支架(26)、角尺架(27)、油缸(31)、球头压紧块(30)组成；所述 油缸(31)装在角尺架(27)上，角尺架(27)装在底座支架(26)上面，球头压紧块(30)装在油缸(31)前端。
7.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述 传送支承滚轮组件(7)高于支撑油缸组件(1)、顶升油缸组件(2)、调压油缸组件(3) 3-5公 分，由滚轮(32)、横滚轮轴(33)、焊接支架(34)组成；所述横滚轮轴(33)上装有滚轮(32)， 横滚轮轴(33)安装在焊接支架(34)上。
8.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述 滚轮导向机构(8)由导向滚轮(35)、竖滚轮轴(36)、平支架(37)、铰接锁紧机构(38)、气缸 (39)、滑块架(43)组成；所述竖滚轮轴(36)上装有滚轮(35)，安装在滑块架(43)上，滑块 架(43)可在平支架(37)上滑移，铰接锁紧机构(38) —端与滑块架(43)相连接，另一端与 气缸(39)相连接，平支架(37)安装在底座支架(26)上。
9.根据权利要求1或2或3所述大型工件液压支承调平夹紧装置，其特征在于所述 纵向定位机构(6)由控制气缸(40)、定位杆(41)、支架(42)组成；所述控制气缸(40) — 端装在基面(A)上，另一端与定位杆(41)相铰接，定位杆(41)中部与支架(42)铰接，支架 (42)装在底座支架(26) 一侧。专利摘要本实用新型涉及一种大型工件液压支承调平夹紧装置。包括支撑油缸组件、顶升油缸组件、调压油缸组件、定位油缸组件、夹紧油缸组件、纵向定位机构、传送支承滚轮组件、滚轮导向机构、控制系统等。所述顶升油缸组件与调压油缸组件等高安装在基面A上，呈品字形三点相互交叉平行分布；所述支撑油缸组件设置有若干个，等高安装在基面A上，同轴线位于顶升油缸组件与调压油缸组件之间均匀分布且与之等高；所述定位油缸组件与夹紧油缸组件各设置有若干个，分别位于顶升油缸组件、调压油缸组件的左右两侧，且等高对称分布。本实用新型有节省设备成本，有利于节能减排的优点，能适用于生产线上自动化作业，能自动调平夹紧工件，提高了生产效率。
文档编号B24B41/00GK201613507SQ20102012932
公开日2010年10月27日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者叶铁, 吴强洪, 徐慧芳, 林晓, 林达, 董凯夫, 裘卓明, 陈晓, 黄春韶 申请人:杭州机床集团有限公司