一种工件压紧装置的制作方法

本申请涉及机械设备的领域，尤其是涉及一种工件压紧装置。

背景技术：

1、在焊接等加工工件的过程中，通常会设计一套压紧装置用来对工件进行固定，并且通常通过气缸或电缸等来压紧工件，而为了提高焊接的精度，通常需要知道气缸或电缸作用于工件上的实际压紧力。

2、而目前的压紧装置在压紧工件时，工件所受到的力，除了气缸或电缸作用于工件上的压紧力，还包括压紧装置中的上夹具、气缸杆或电缸杆、导柱等零件自身重量所产生的压力，同时还夹杂了导柱沿轴承移动时产生的摩擦力，这些力共同作用于工件上，而操作人员需要得到的压紧装置对工件施加的压紧力数据，是指气缸或电缸作用于工件上的压紧力，相关技术中通过减去固定重量的方法来消除压板、夹具等的自重影响，但实际使用中，夹具可能会发生更换，重量也发生改变，通过减去固定重量的方法，会导致最终的计算结果不精确。

技术实现思路

1、为了减小压板等零件的自重对压紧装置的压紧力计算精度的影响，本申请提供一种工件压紧装置施加的压紧力的计算方法及工件压紧装置。

2、本申请提供一种工件压紧装置，采用如下的技术方案：

3、一种工件压紧装置，包括直线驱动源、力传感器和压板，所述直线驱动源具有能够沿竖直方向往复移动的输出杆，所述力传感器的上端与输出杆的下端相连接，所述力传感器的下端与所述压板相连接，所述力传感器能够检测以下三种状态下的压力数据：

4、1.直线驱动源的输出杆匀速上升，此时力传感器测得的拉力数据为sup；

5、2.直线驱动源的输出杆处于静止且非压紧状态，此时力传感器测得的拉力数据为s0；

6、3.直线驱动源的输出杆向下移动，通过压板压紧工件，此时力传感器测得的压力数据为sdown。

7、通过采用上述技术方案，力传感器测得的拉力数据sup包括压板等零件的自身重力g，以及零件移动时受到的摩擦力f，通常是sup＝g+f，力传感器测得的拉力数据s0包括压板等零件的自身重力g，通常s0＝g，力传感器测得的压力数据sdown综合了压板等零件的自身重力g以及受到的摩擦力f，通过力传感器对上述三个数值进行检测，并且无论使用者的压板、夹具等零件的重量是否发生改变，均可通过力传感器即时测出，减小压板等零件的自重对压紧装置的压紧力计算精度的影响，提高后续计算压紧力时的精确性。压紧力可采用以下方式进行计算，如n＝k(sdown+s0-sup)，n为作用于压板上的直线驱动源的数量，k为实际压力值与压力信号数据之比的标定值，则消除了压紧装置在挤压工件时，摩擦力对压紧力的干扰，同时，即使后续压板下方加装不同重要的上夹具，又或者其它地方的重量改变，均可通过上述计算方法，将零件的重量改变因素消除，得到精确的压紧力。

8、优选的，所述直线驱动源和力传感器的数量均为1，所述力传感器为拉伸压缩双向力传感器。

9、通过采用上述技术方案，拉伸压缩双向力传感器可同时测量拉力和压力，sup、s0和sdown均通过同一力传感器进行检测，结构简单。

10、优选的，所述直线驱动源的数量和力传感器的数量均为2个，2个直线驱动源分别定义为第一直线驱动源和第二直线驱动源，2个力传感器分别定义为第一力传感器和第二力传感器，所述第一力传感器与第一直线驱动源的输出杆相连接，用于测量拉力数据sup和拉力数据s0，所述第二力传感器与第二直线驱动源的输出杆相连接，用于测量压力数据sdown。

11、通过采用上述技术方案，设计有两个直线驱动源，施加的压力更为稳定，压板多了一个受力处，受力更为均匀，使得压板对工件的压力更稳定。

12、优选的，所述第一力传感器为拉伸力传感器，所述第二力传感器为压缩力传感器。

13、通过采用上述技术方案，将第一力传感器设计为拉伸力传感器，第一直线驱动源的输出杆匀速上升及保持静止时，能够对拉伸力传感器施加拉力，第一力传感器能够测量此时受到的拉力，从而得到sup、s0的压力数据，而由于第二力传感器为压缩力传感器，因此，此时压缩力传感器不进行测量；第二直线驱动源的输出杆下移通过压板压紧工件，第二力传感器为压缩力传感器，能够测量此时的压力数据sdown，而第一力传感器不进行测量。

14、优选的，所述第一直线驱动源的输出杆包括第一杆体和第一连接件，所述第一连接件的上端与第一杆体的下端相连接，所述第一连接件的下端与所述第一力传感器相连接，所述第一连接件的侧壁开设有第一凹槽，所述工件压紧装置还包括第一支撑件，所述第一支撑件的上端与所述第一凹槽的上侧壁相连或相抵接，所述第一支撑件的上端与所述第一凹槽的下侧壁间隔分布；所述第二直线驱动源的输出杆包括第二杆体和第二连接件，所述第二连接件的上端与第二杆体的下端相连接，所述第二连接件的下端与所述第二力传感器相连接，所述第二连接件的侧壁开设有第二凹槽，所述工件压紧装置还包括第二支撑件，所述第二支撑件的上端与所述第二凹槽的上侧壁间隔分布，所述第二支撑件的上端与所述第二凹槽的下侧壁相连或相抵接。

15、通过采用上述技术方案，当第一驱动源的输出杆上升或静止时，由于第一支撑件的上端与第一凹槽的下侧壁间隔分布，因此不会干扰第一力传感器检测拉力数据sup、s0，当第一驱动源的输出杆下移压紧工件时，由于第一支撑件的上端与第一凹槽的上侧壁相连或抵接，因此第一力传感器不会检测压力数据sdown，当第二驱动源的输出杆上升或静止时，由于第二支撑件的上端与第二凹槽的下侧壁相连或抵接，因此第二力传感器不会检测拉力数据sup、s0，当第二驱动源的输出杆下移压紧工件时，由于第二支撑件的上端与第二凹槽的上侧壁间隔分布，因此不会干扰第二力传感器检测压力数据sdown。

16、优选的，所述第一支撑件的上端朝所述第一凹槽的方向弯折形成第一上折边，所述第一上折边的上表面与所述第一凹槽的上侧壁相连或相抵接，所述第一上折边的下表面与所述第一凹槽的下侧壁间隔分布，所述第二支撑件的上端朝所述第二凹槽的方向弯折形成第二上折边，所述第二上折边的上表面与所述第二凹槽的上侧壁间隔分布，所述第二上折边的下表面与所述第二凹槽的下侧壁相连或相抵接。

17、通过采用上述技术方案，第一支撑件通过第一上折边与第一凹槽配合，第二支撑件通过第二上折边与第二凹槽配合，以控制第一力传感器和第二力传感器在上升和下降状态时的受力情况。

18、优选的，所述工件压紧装置还包括框架，所述框架沿竖直方向滑动设置有导柱，所述导柱的下端与所述压板相连接，所述压板的下板面具有上夹具，所述压板的下方具有下夹具，所述工件设置于上夹具和/或下夹具上。

19、通过采用上述技术方案，设计有导柱后，可提高压板升降时的稳定性。

技术特征：

1.一种工件压紧装置，其特征在于，包括直线驱动源(1)、力传感器(2)和压板(3)，所述直线驱动源(1)具有能够沿竖直方向往复移动的输出杆，所述力传感器(2)的上端与输出杆的下端相连接，所述力传感器(2)的下端与所述压板(3)相连接，所述力传感器(2)能够检测以下三种状态下的压力数据：

2.根据权利要求1所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述直线驱动源(1)和力传感器(2)的数量均为1，所述力传感器(2)为拉伸压缩双向力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述直线驱动源(1)的数量和力传感器(2)的数量均为2个，2个直线驱动源(1)分别定义为第一直线驱动源(11)和第二直线驱动源(12)，2个力传感器(2)分别定义为第一力传感器(21)和第二力传感器(22)，所述第一力传感器(21)与第一直线驱动源(11)的输出杆相连接，用于测量拉力数据sup和拉力数据s0，所述第二力传感器(22)与第二直线驱动源(12)的输出杆相连接，用于测量压力数据sdown。

4.根据权利要求3所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述第一力传感器(21)为拉伸力传感器，所述第二力传感器(22)为压缩力传感器。

5.根据权利要求4所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述第一直线驱动源(11)的输出杆包括第一杆体(111)和第一连接件(112)，所述第一连接件(112)的上端与第一杆体(111)的下端相连接，所述第一连接件(112)的下端与所述第一力传感器(21)相连接，所述第一连接件(112)的侧壁开设有第一凹槽(1121)，所述工件压紧装置还包括第一支撑件(4)，所述第一支撑件(4)的上端与所述第一凹槽(1121)的上侧壁相连或相抵接，所述第一支撑件(4)的上端与所述第一凹槽(1121)的下侧壁间隔分布。

6.根据权利要求5所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述第二直线驱动源(12)的输出杆包括第二杆体(121)和第二连接件(122)，所述第二连接件(122)的上端与第二杆体(121)的下端相连接，所述第二连接件(122)的下端与所述第二力传感器(22)相连接，所述第二连接件(122)的侧壁开设有第二凹槽(1221)，所述工件压紧装置还包括第二支撑件(5)，所述第二支撑件(5)的上端与所述第二凹槽(1221)的上侧壁间隔分布，所述第二支撑件(5)的上端与所述第二凹槽(1221)的下侧壁相连或相抵接。

7.根据权利要求6所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述第一支撑件(4)的上端朝所述第一凹槽(1121)的方向弯折形成第一上折边(41)，所述第一上折边(41)的上表面与所述第一凹槽(1121)的上侧壁相连或相抵接，所述第一上折边(41)的下表面与所述第一凹槽(1121)的下侧壁间隔分布，所述第二支撑件(5)的上端朝所述第二凹槽(1221)的方向弯折形成第二上折边(51)，所述第二上折边(51)的上表面与所述第二凹槽(1221)的上侧壁间隔分布，所述第二上折边(51)的下表面与所述第二凹槽(1221)的下侧壁相连或相抵接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种工件压紧装置，其特征在于，所述工件压紧装置还包括框架(6)，所述框架(6)沿竖直方向滑动设置有导柱(7)，所述导柱(7)的下端与所述压板(3)相连接，所述压板(3)的下板面具有上夹具(8)，所述压板(3)的下方具有下夹具(9)，所述工件设置于上夹具(8)和/或下夹具(9)上。

技术总结
本申请涉及机械设备的领域，尤其是涉及一种工件压紧装置。本工件压紧装置包括直线驱动源、力传感器和压板，直线驱动源具有能够沿竖直方向往复移动的输出杆，力传感器的上端与输出杆的下端相连接，力传感器的下端与压板相连接，力传感器能够检测以下三种状态下的压力数据：①、直线驱动源的输出杆匀速上升，此时力传感器测得的拉力数据为Sup；②、直线驱动源的输出杆处于静止且非压紧状态，此时力传感器测得的拉力数据为S0；③、直线驱动源的输出杆向下移动，通过压板压紧工件，此时力传感器测得的压力数据为Sdown。本申请能够减小压板等零件的自重对压紧装置的压紧力计算精度的影响。

技术研发人员：仲晓静,冯学明
受保护的技术使用者：必能信超声（上海）有限公司
技术研发日：20230116
技术公布日：2024/1/13