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专利号: 202111305104X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,利用一种四爪自动调心装置,其特征在于,按照以下步骤实施:

步骤1、固定工件(1),将工件(1)放入四爪夹盘套筒(2)中,通过四爪夹盘套筒(2)的前、后夹爪固定好工件(1);

步骤2、启动位移传感器,将测量架(25)伸进工件(1)的内部,使得位移传感器D1、位移传感器D2分别与前夹爪位置A、后夹爪位置B对应,位移传感器与四爪夹盘套筒(2)的回转中心的偏移量为P0;

步骤3、测量与绘制工件内圆曲线,操纵驱动电机(24)带动四爪夹盘套筒(2)及工件(1)旋转,以X轴为参考位置开始记录旋转角度信息θi及通过位移传感器D1、位移传感器D2采集的位移信息Qi,根据所采集到的位移和角度信息绘制工件内圆曲线图,该工件内圆曲线图的坐标如下:步骤4、确定偏心位置和夹爪位移量,对工件内圆曲线图进行圆拟合,确定出工件内圆的圆心位置,进而得到偏心量r和偏心角 进一步确定出工件(1)在X、Y方向的偏移量分别为:若得到前夹爪位置A处内圆的偏心量r1和偏心角 得到后夹爪位置B处内圆的偏心量r2和偏心角 则每个夹爪的位移量如下:前夹爪A1、前夹爪A4的位移量为‑

前夹爪A2、前夹爪A3的位移量为‑

后夹爪B1、后夹爪B4的位移量为‑

后夹爪B2、后夹爪B3的位移量为‑

步骤5、按照逻辑顺序拧紧和放松各个夹爪;

步骤6、重新利用两个位移传感器检测工件(1)的偏心量是否满足要求,若不满足要求,重复上述步骤2‑步骤5;

步骤7、如果工件(1)满足偏心要求后,再通过调节组件W1、调节组件W2、调节组件W3、调节组件W4将所有夹爪拧紧到预定值,使工件装夹牢靠,即成。

2.根据权利要求1所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于:所述的四爪自动调心装置的结构是,包括四爪夹盘套筒(2),在四爪夹盘套筒(2)前后端沿径向分别安装有四个前夹爪和四个后夹爪,四个前夹爪沿圆周均匀分布,四个后夹爪同样沿圆周均匀分布,所有的前夹爪和后夹爪的结构一致,并且前后夹爪之间对应连线与四爪夹盘套筒(2)的回转轴线平行;在四爪夹盘套筒(2)前后端外侧分别设置有两个调节组件,总共四个调节组件,每两个调节组件一一水平相对对称设置;还包括测量架(25),测量时测量架(25)伸进工件(1)内腔中,测量架(25)后端与电机一(30)驱动连接,测量架(25)前端间隔安装有两个位移传感器。

3.根据权利要求2所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于:所述的前夹爪或后夹爪的结构是,包括作为安装主体的夹爪套(4),夹爪套(4)的外圆周设置有螺纹台阶面,螺纹台阶面上套装有紧固螺母(6),夹爪套(4)的螺纹台阶面从内向外穿出四爪夹盘套筒(2)并且通过紧固螺母(6)固定在四爪夹盘套筒(2)上;夹爪套(4)内腔中通过向心轴承(7)和推力轴承(8)定位支撑安装有转轴(9),转轴(9)的内端通过螺纹与顶头(5)套装连接,夹爪套(4)圆周开有径向销孔,该径向销孔中安装有挡销(3),挡销(3)的内端头伸进顶头(5)外圆上的轴向限位槽中;转轴(9)外端头形状为莫氏锥。

4.根据权利要求2所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于:所述的调节组件的结构是,包括安装在底座(22)上的底板(20),底板(20)上安装有导轨条(18),导轨条(18)的外端上表面安装有缸体(21),导轨条(18)上通过两组导轨块(17)支撑有滑座(16),滑座(16)上固定安装有支架(15)和支座(26);支架(15)上固定安装有伺服电机(19),支座(26)的孔洞中套装有轴承(11),轴承(11)内端面设置有端盖(10),轴承(11)中套装有拧紧轴(13),拧紧轴(13)为空心轴,拧紧轴(13)的内端头为莫氏锥孔,拧紧轴(13)外段套装有固定套(12),拧紧轴(13)外端通过减速器(14)与伺服电机(19)驱动连接;固定套(12)径向设置有通入压缩空气的通孔一(27)。

5.根据权利要求4所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于:所述的拧紧轴(13)沿径向设置有若干通孔二(28)。

6.根据权利要求4所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于:所述的拧紧轴(13)的莫氏锥孔沿径向开有透气孔(29),在拧紧轴(13)内端的莫氏锥孔内段设置有一个活塞挡块(23)。

7.根据权利要求1所述的基于莫氏锥结合的四爪自动调心方法,其特征在于,所述的步骤5的具体过程是,由于只有位于水平方向的夹爪才能够实现夹爪的拧紧或放松,按照如下逻辑顺序进行偏心调节:

5.1)将工件(1)逆时针旋转90°,使前夹爪A3、后夹爪B3位于水平左侧位置,分别与调节组件W4、调节组件W3对应;

5.2)通过调节组件W4、调节组件W3使前夹爪A3、后夹爪B3放松,然后,将工件(1)顺时针旋转90°,使前夹爪A1、前夹爪A4、后夹爪B1、后夹爪B4位于水平位置,并分别与调节组件W4、调节组件W1、调节组件W3、调节组件W2对应;

5.3)根据计算出的工件(1)在X向的偏心量转换成的夹爪位移量,使调节组件W4、调节组件W3分别对前夹爪A1、后夹爪B1进行相应的放松操作,然后调节组件W1、调节组件W2分别对前夹爪A4、后夹爪B4进行相应的拧紧操作,达到初拧紧值即可,以实现X方向的偏心调整;

5.4)将工件(1)继续顺时针旋转90°,使前夹爪A2、前夹爪A3、后夹爪B2、后夹爪B3位于水平位置,并分别与调节组件W4、调节组件W1、调节组件W3、调节组件W2对应;

5.5)根据计算出的工件(1)在Y向偏心量转换成的夹爪位移量,使调节组件W4、调节组件W3分别对前夹爪A2、后夹爪B2进行相应的放松操作,然后使调节组件W1、调节组件W2分别对前夹爪A3、后夹爪B3进行相应的拧紧操作,达到初拧紧值即可,以实现Y方向的偏心调整。