夹紧装置、系统及控制方法、棒材的夹紧输送方法与流程

1.本申请涉及加工领域，具体而言，涉及一种夹紧装置、系统及控制方法、棒材的夹紧输送方法。


背景技术：

2.棒材在剥皮切屑过程中，通常是通过旋转刀轮沿着棒材的直径方向进刀切去一层平行于棒材轴线的外皮。
3.目前，一般是通过移动棒材由固定设置的旋转刀轮完成上述作业，也就是说通过夹紧装置先将棒材固定，然后由移送机构将棒材及夹紧装置一同送向旋转的刀轮进行切屑。为保证棒材在夹送过程时要保持轴线和刀轮中心始终一致，现有的夹紧机构一般由两个推杆从两个方向将棒材夹紧，但两个推杆的移动并不能始终保持同步，同时推杆在使用长久后，移动同步性也会发生误差，使得棒材的轴线与旋转的刀轮的中心发生偏离，容易使棒材表面在切屑过程出现切屑厚度不一或者有的没有被切除，且产生被切屑后的棒材易发生椭圆的现象，造成产品质量问题，同时也会影响旋转刀轮的刀具的使用寿命，导致剥皮设备的使用及维护成本的提高。


技术实现要素：

4.本申请实施例的目的在于提供一种夹紧装置、系统及控制方法、棒材的夹紧输送方法，其旨在提高夹紧输送精度。
5.第一方面，本申请提供一种夹紧装置，包括：
6.驱动机构，包括驱动件、升压杆和调节机构；驱动件传动连接于升压杆；调节机构设置在升压杆和驱动件的连接处，且能够产生轴向弹性力作用于驱动件和升压杆；
7.传动机构，包括拉杆和传动组件；传动组件安装在升压杆上；传动组件传动连接于拉杆，传动组件用于在驱动件驱动升压杆沿第一方向运动时，驱动拉杆反向运动；以及
8.夹紧机构，包括第一压辊支座和第二压辊支座；第一压辊支座浮动连接于升压杆；第二压辊支座固定连接于拉杆；第一压辊支座与第二压辊支座能够在驱动机构和传动机构的驱动下，相互靠近缩小夹持空间或者相互远离扩大夹持空间。
9.在本申请的其他实施例中，上述调节机构包括第一压套和弹性件；弹性件设置在第一压套内，第一压套连接在驱动件的输出轴上，驱动件的输出轴穿过弹性件并伸出第一压套连接于升压杆；沿轴向，弹性件的两端能够分别抵持于第一压套和升压杆。
10.在本申请的其他实施例中，上述第一压套包括第一紧固件和本体，第一紧固件设置在驱动件的输出轴，且抵持于本体的入口端；弹性件的一端能够抵持于第一紧固件。
11.在本申请的其他实施例中，上述调节机构包括第二压套；
12.第二压套套设在第一压套外部，且连接于升压杆。
13.在本申请的其他实施例中，上述传动组件包括齿轮和齿条；齿条包括第一齿条和第二齿条；
14.齿轮设置在拉杆和升压杆之间，第一齿条设置在拉杆上，第二齿条设置在升压杆上；第一齿条和第二齿条均与齿轮啮合连接。
15.在本申请的其他实施例中，上述第一压辊支座通过平衡机构浮动连接于升压杆；
16.平衡机构包括连接杆、连接座以及固定套；
17.连接杆一端开设有腔体，升压杆连接在腔体内，连接杆另一端具有凸型球面，连接座具有凹陷部，凹陷部具有凹型弧面，凸型球面与凹型弧面配合连接；
18.固定套套设在连接座和连接杆外部，第一压辊支座连接于固定套。
19.在本申请的其他实施例中，上述平衡机构包括第二紧固件，第二紧固件连接于升压杆，且抵持于连接杆的腔体的开口端。
20.第二方面，本申请提供一种夹紧系统，包括前述任一项的夹紧装置；
21.检测组件，检测组件设置在夹持空间的入口和出口；用于检测待夹持件的运输位置，并发出信号；以及
22.控制系统，控制系统用于接收信号，并根据信号控制驱动机构运行，以驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近或者相互远离。
23.第三方面，本申请提供一种夹紧系统的控制方法，包括：
24.检测组件检测待夹持件的运行位置，并发出信号；
25.控制系统接收信号，并根据信号控制驱动机构运行，以驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近或者相互远离。
26.第四方面，本申请提供一种棒材的夹紧输送方法，包括：
27.前述的夹紧系统的检测组件检测到棒材运输到第一预设位置时，控制系统驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互远离，使棒材传输到夹持空间内；
28.检测组件检测到棒材运输到第二预设位置时，控制系统驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近，夹紧棒材。
29.本申请提供的一种夹紧装置、系统及控制方法、棒材的夹紧输送方法的有益效果包括：
30.本申请夹紧装置通过驱动件驱动升压杆沿第一方向运动时带动第一压辊支座向第一方向运动，传动组件带动第二压辊支座沿相反的方向运动，使得第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近缩小夹持空间或者相互扩大扩大夹持空间。当工件进入到夹持空间内后，第一压辊支座与第二压辊支座能够加工工件夹紧。通过使调节机构设置在升压杆和驱动件的连接处，且能够产生轴向弹性力作用于驱动件和升压杆，从而能够消除升压杆与驱动件之间的连接间隙，保证精度、避免累积误差。通过使第一压辊支座浮动连接于升压杆，能够在第一压辊支座和升压杆的连接处产生较大的位移浮动补偿功能，避免了常规技术中采用不可调节式的硬连接，无法适应棒材等工件输送过程出现上下晃动等偏差的问题。本申请的装置即使夹紧机构受力后摆动或张开，也能避免工件跑偏现象的发生，从而能够保证后续在加工中夹紧的棒材的轴线与旋转的刀轮的中心始终保持一致，进而能够避免棒材表面在切屑过程出现切屑厚度不一或者有的没有被切除等产品质量问题，同时也能够提高旋转刀轮的使用寿命，降低剥皮等加工设备的使用及维护成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本申请实施例提供的夹紧装置的第一视角的结构示意图；
33.图2为本申请实施例提供的夹紧装置的第二视角的结构示意图；
34.图3为本申请实施例提供的夹紧装置的第一支座和第二支座的结构示意图；
35.图4为本申请实施例提供的夹紧装置的侧板的结构示意图；
36.图5为图2中
ⅴ
处放大图；
37.图6为图2中k处b
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b＇视角示意图。
38.图标：100
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夹紧装置；101
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第一支座；102
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第二支座；103
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侧板；1031
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工件入口；1032
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工件出口；104
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导向孔；105
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支撑导板；106
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机座；110
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驱动机构；111
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驱动件；1111
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输出轴；112
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升压杆；1121
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凹端；1122
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凸端；113
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调节机构；1131
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本体；1132
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弹性件；1133
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第一紧固件；1134
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第二压套；1135
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入口端；120
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传动机构；121
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拉杆；1221
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齿轮；1222a
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第一齿条；1222b
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第二齿条；130
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夹紧机构；131
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第一压辊支座；132
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第二压辊支座；133
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夹持空间；1311
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转轴；1312
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夹辊；1313
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联轴器；140
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平衡机构；141
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连接杆；1411
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腔体；1412
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凸型球面；142
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连接座；1422
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凹型弧面；143
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固定套；144
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第二紧固件。
具体实施方式
39.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
41.参照图1～图6，本申请实施方式提供了一种夹紧装置100，包括：机座106、驱动机构110、传动机构120、夹紧机构130以及平衡机构140。
42.进一步地，参照图3～图4，机座106包括第一支座101、第二支座102和侧板103。第一支座101、第二支座102和侧板103组成框体结构，用于安装驱动机构110、传动机构120、夹紧机构130以及平衡机构140。在侧板103上开设有工件入口1031和工件出口1032。夹紧机构130安装在侧板103上，工件入口1031和工件出口1032分别设置在两个相对设置的侧板103上，工件能够从工件入口1031进入到夹紧机构130，并从工件出口1032输送出。
43.进一步地，驱动机构110包括驱动件111、升压杆112和调节机构113。进一步地，驱动件111传动连接于升压杆112；调节机构113设置在升压杆112和驱动件111的连接处，且能够产生轴向弹性力作用于驱动件111和升压杆112。
44.进一步地，图示的实施例中，上述的驱动件111为液压缸。驱动件111的输出轴1111
连接于升压杆112。图中为液压缸的活塞杆的自由端连接于升压杆112。从而能够在驱动件111的驱动下，使得输出轴1111做直线往复运动。
45.进一步地，图示的实施例中，上述的升压杆112具有凹端1121和凸端1122。驱动件111的输出轴1111连接在凹端1121内。可选地，采用螺纹装配的方式进行连接。从而能够在驱动件111的驱动下，使得输出轴1111作用于升压杆112，使得升压杆112与输出轴1111同步做直线往复运动。
46.进一步地，参照图2和图5，调节机构113包括第一压套弹性件1132以及第二压套1134。其中，第一压套包括第一紧固件1133和本体1131。
47.进一步地，弹性件1132设置在第一压套的本体1131内，本体1131连接在驱动件111的输出轴1111上，驱动件111的输出轴1111穿过弹性件1132并伸出本体1131连接于升压杆112。
48.需要说明的是，上述本体1131和输出轴1111可拆卸地连接。例如螺纹连接。在图示的实施例中，本体1131螺纹装配在输出轴1111上。
49.进一步地，沿轴向，弹性件1132的两端能够分别抵持于第一压套和升压杆112。即，在该装置运动的过程中，弹性件1132的一端能够抵持于第一压套，另一端能够抵持于升压杆112。
50.通过设置弹性件1132，能够产生轴向弹性作用力，从而能够消除升压杆112与输出轴1111之间的连接间隙，保证精度、避免累积误差。
51.进一步地，第一紧固件1133设置在驱动件111的输出轴1111，且抵持于本体1131的入口端1135。弹性件1132一端能够抵持于第一紧固件1133，另一端能够抵持在升压杆112的入口端。
52.通过设置第一紧固件1133能够沿轴向对弹性件1132产生反向作用力，阻止输出轴1111向远离升压杆112的凹端1121的方向运动，从而能够减小升压杆112与输出轴1111之间的连接间隙，保证连接精度、避免累积误差。
53.进一步地，第一紧固件1133抵持于本体1131，也能够使得本体1131与输出轴1111的连接更加紧固。
54.在本申请其他可选的实施例中，第一压套的本体1131内部设置成台阶孔，本体1131入口端的内径小于出口端的内径，从而使得弹性件1132一端能够抵接在本体1131的内壁，另一端能够抵接于升压杆112。
55.进一步地，第二压套1134套设在第一压套外部，且连接于升压杆112。
56.需要说明的是，上述“套设”指第二压套1134和第一压套可拆卸地连接。例如螺纹连接。
57.在图示的实施例中，第二压套1134螺纹装配在第一压套的本体1131的外部。
58.通过设置第二压套1134，能够微调升压杆112与输出轴1111之间的连接距离，从而当将该夹紧装置100与旋转刀盘配合对棒材进行剥皮切削时，能够调节夹紧机构130的中心线，使夹紧机构130的中心与旋转刀盘的中心在同一水平的标高线上，从而能够保证切削的精度。
59.进一步地，在图示的实施例中，上述的弹性件1132为压簧。第一紧固件1133为螺母，弹性件1132设置在第一压套的底端，输出轴1111从第一压套的本体1131的入口端1135
伸入到第一压套内，并穿过底端的压簧，穿出第一压套的本体1131伸入到升压杆112的凹端1121，并螺纹连接。第二压套1134部分套设在第一压套，部分套设在升压杆112上，将二者连接在一起。通过设置压簧，能够有效消除升压杆112与输出轴1111螺纹连接间隙，极大地提高整个装置的精密度、避免累积误差。
60.进一步地，传动机构120包括拉杆121和传动组件。
61.进一步地，传动组件安装在升压杆112上；传动组件传动连接于拉杆121，传动组件用于在驱动件111驱动升压杆112沿第一方向运动时，驱动拉杆121反向运动。
62.进一步地，传动组件包括齿轮1221和齿条；齿条包括第一齿条1222a和第二齿条1222b。
63.进一步地，齿轮1221设置在拉杆121和升压杆112之间，第一齿条1222a设置在拉杆121上，第二齿条1222b设置在升压杆112上；第一齿条1222a和第二齿条1222b均与齿轮1221啮合连接。
64.进一步地，拉杆121包括两个，两个拉杆121分别设置在升压杆112相对的两侧；两个拉杆121分别与传动组件传动连接。
65.在图示的实施例中，在第一支座101和第二支座102上开设有导向孔104；两个拉杆121分别安装在导向孔104内。驱动件111安装在支撑导板105上。支撑导板105上开设有孔，两个拉杆121的一端分别通过螺栓等连接件安装在支撑导板105的孔内。从而使得两个拉杆121能够在驱动件111运动时，沿导向孔104往复运动。
66.进一步地，参照图2和图6，两个拉杆121与升压杆112之间均设置有齿轮1221，每个齿轮的两侧均设置有第一齿条1222a和第二齿条1222b，其中第一齿条1222a安装在拉杆121上，第二齿条1222b安装在升压杆112上，齿轮1221同时和第一齿条1222a、第二齿条1222b啮合连接。从而当驱动件111驱动升压杆112运动时，升压杆112上的第二齿条1222b与升压杆112同向运动，通过齿轮1221的传动，在齿轮1221另一侧的第二齿条1222b反向运动，进而带动拉杆121反向运行，如此固定连接于拉杆121的第二压辊支座132反向运动。
67.进一步地，夹紧机构130包括第一压辊支座131和第二压辊支座132；第一压辊支座131浮动连接于升压杆112；第二压辊支座132固定连接于拉杆121；第一压辊支座131与第二压辊支座132能够在驱动机构110和传动机构120的驱动下，相互靠近缩小夹持空间133或者相互远离扩大夹持空间133。
68.通过将第一压辊支座131浮动连接于升压杆112，当升压杆112随着驱动件111的输出轴1111同步运动时，能够带动第一压辊支座131同步运动。通过将第二压辊支座132固定连接于拉杆121，当传动组件带动拉杆121运动时，固定在拉杆121上的第二压辊支座132能够与拉杆121同步运动。
69.示例性地，当驱动件111沿第一方向(图中y轴方向)运动时，升压杆112沿第一方向运动，此时连接在升压杆112上的第一压辊支座131也沿第一方向运动。而传动组件将运动方向转换为相反的方向，从而使得拉杆121沿相反于第一方向的方向运动，进而带到固定连接在拉杆121上的第二压辊支座132沿第二方向运动，从而使得第一压辊支座131和第二压辊支座132相互远离扩大开夹持空间133，进而能够使得待夹紧物进入到该夹持空间133内。
70.进一步地，在图示的实施例中，上述的第一压辊支座131和第二压辊支座132均包括转轴1311、夹辊1312以及联轴器1313。
71.进一步地，夹辊1312安装在转轴1311的一端，联轴器1313安装在转轴1311的另一端。第一压辊支座131和第二压辊支座132上两个夹辊1312相互靠近时，缩小夹持空间133，待夹持物被夹持在该夹持空间133内，两个夹辊1312与待夹持物抵持，从而能够稳固地将待夹持物夹紧。联轴器1313用于与驱动装置连接，从而能够驱动转轴1311转动，进而能够在夹紧的待夹持物的同时实现转动传输待夹持物。
72.进一步地，第一压辊支座131通过平衡机构140浮动连接于升压杆112。
73.通过采用平衡机构140使第一压辊支座131浮动连接于升压杆112，能够在第一压辊支座131和升压杆112的连接处产生较大的位移浮动补偿功能，本申请的装置即使第一压辊支座131和使第二压辊支座132受力后摆动或张开，也能避免工件跑偏现象的发生，从而能够保证后续在加工中夹紧的棒材的轴线与旋转的刀轮的中心始终保持一致，进而能够避免棒材表面在切屑过程出现切屑厚度不一或者有的没有被切除等产品质量问题，同时也能够提高旋转刀轮的使用寿命，降低剥皮等加工设备的使用及维护成本。
74.进一步地，平衡机构140包括连接杆141、连接座142以及固定套143。
75.进一步地，连接杆141一端开设有腔体1411，升压杆112连接在腔体1411内，连接杆141另一端具有凸型球面1412，连接座142具有凹陷部，凹陷部具有凹型弧面1422，凸型球面1412与凹型弧面1422配合连接。
76.连接杆141的凸型球面1412与连接座142的凹型弧面1422配合连接，凸面与凹面之间形成了浮动垫圈的效果，具有较大的位移浮动补偿功能，相对于常规的硬连接，这种浮动连接的结构极大地避免了第一压辊支座131和第二压辊支座132在夹紧时无法适应棒材等待夹持物输送过程出现上下晃动等偏差的问题。因此能够有效克服第一压辊支座131受力后摆动或张开现象，同时也能相应降低对夹送工件跑偏的精度要求。
77.进一步地，固定套143套设在连接座142和连接杆141外部，第一压辊支座131连接于固定套143。
78.通过将固定套143套设在连接座142和连接杆141的外部，能够通过固定套143将连接座142和连接杆141连接起来，并且从外部对二者实现紧固地包裹连接。
79.通过使第一压辊支座131连接于固定套143，从而能够将连接杆141连接于第一压辊支座131，进而将升压杆112连接在第一压辊支座131上，从而使得第一压辊支座131与升压杆112同步运动。
80.进一步地，在图示的实施例中，上述的固定套143的形状大致呈u型，开口端套设紧固连接座142和连接杆141的连接，封闭端通过螺栓等连接件连接于第一压辊支座131。
81.进一步地，平衡机构140包括第二紧固件144，第二紧固件144连接于升压杆112，且抵持于连接杆141的腔体1411的开口端。
82.通过设置第二紧固件144能够在轴向上对升压杆112产生抵持力，使得升压杆112紧固地连接在连接杆141内。进一步地，升压杆112通过螺纹装配的方式连接在连接杆141的腔体1411内。
83.本申请的一些实施方式提供一种夹紧系统，包括前述任一实施方式提供的夹紧装置。
84.进一步地，该系统还包括检测组件以及控制系统。
85.进一步地，检测组件设置在夹持空间的入口和出口；用于检测待夹持件的运输位
置，并发出信号。
86.控制系统用于接收信号，并根据信号控制驱动机构运行，以驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近或者相互远离。
87.进一步地，上述检测组件选择光电感应器。
88.本申请的一些实施方式提供一种夹紧系统的控制方法，包括：
89.检测组件检测待夹持件的运行位置，并发出信号；
90.控制系统接收信号，并根据信号控制驱动机构运行，以驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近或者相互远离。
91.本申请的一些实施方式提供一种棒材的夹紧输送方法，包括：
92.采用前述实施方式提供的夹紧系统的检测组件检测到棒材运输到第一预设位置时，控制系统驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互远离，使棒材传输到夹持空间内；
93.检测组件检测到棒材运输到第二预设位置时，控制系统驱动第一压辊支座与第二压辊支座相互靠近，夹紧棒材。
94.本申请的夹紧装置100适用于输送圆棒材进行加工或探伤检测。
95.示例性地，应用于输送棒材至旋转刀盘进行切削加工：
96.将两个夹辊形成的夹持空间的中心线与旋转刀盘的中心调整在同一水平的标高线上，然后再将样棒材夹紧后调整使其圆心与刀盘的中心保持同心。
97.输送棒材时，通过检测组件检测棒材的运行位置的信号，由控制系统对棒材进行夹紧和输送。进一步地，上述的控制系统还控制输送棒材的辊道速度，使输送速度与棒材加工(例如切削)速度保持同步进行，从而能够防止棒材速度过快造成对辊轮的撞击。也就是说，如果夹紧机构处于缩小状态时，当检测组件检测到棒材头部信号时,控制系统立即将辊道速度降到等于预设的加工速度，同时使夹紧机构立即扩大让棒材缓慢进入夹持空间，当夹持空间出口的检测组件检测到棒材头部信号时，夹紧机构立即缩小使两个夹辊夹紧棒材继续向前输送；当出口检测组件检测到棒材尾部离信号时，夹紧机构立即扩大等待下一支来料。另外，如果夹紧机构处于扩大状态时，当出口检测组件检测到棒材头部信号时，控制系统只要将辊道速度降到预设置的加工速度让棒材缓慢进入夹持空间后，当出口检测组件检测到棒材头部信号时，夹紧机构立即缩小使辊轮夹紧棒材继续向前输送。只要出口检测组件信号不消失，棒材切屑加工设备可进行连继不间断作业，直致完成全部棒材来料的切屑加工流程。
98.本申请的夹紧输送装置，夹紧输送精度高、无累积误差，移动结构更加简单、使用及维护成本得到降低。并且在作业过程中不用因为频凡更换规格不同的棒材的加工而随着更换夹辊，能够减少作业人员的劳动强度，提高棒材加工生产效。
99.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。