挖掘机动臂对中装夹工装及对中装夹方法

技术领域

本发明涉及挖掘机生产技术领域，尤其涉及一种挖掘机动臂对中装夹工装及对中装夹方法。

背景技术

挖掘机动臂是挖掘机的主要用于支配挖斗的挖掘、装车等动作，它通常分为大臂和小臂，与机架相连的臂较长，俗称为大臂，其术语称作动臂。

在挖掘机的生产过程中，挖掘机动臂的加工过程是极其重要的，当挖掘机动臂框架生产完成后，需要在装夹工装上装夹，便于通过大型数控机床，在挖掘机动臂框架上进行各部件的装配。

现有技术中，对于挖掘机动臂对中装夹的工装缺乏准确的对中校准过程，例如授权公告号为CN209078275U公开的一种动臂机加工工装，其进行动臂定位的过程是：先将销轴穿过动臂的连接孔后，通过起吊机构将动臂两个连接部对准调高座放下，销轴首先与等高块接触，并对动臂进行支撑；再控制卡爪对动臂两端的连接部进行接触，对中调节，再转动调高座，调至动臂两端等高支撑，然后将支撑销轴取走，动臂两端定位完成，然后同时启动各压紧装置，从四周对动臂进行压紧，动臂定位完成。

由此可见，以上专利方案中，仅对挖掘机动臂的两端进行定位后，就同时启动各压紧装置对动臂进行压紧，这种对中方式在实际应用中，对于动臂中部的装夹对中误差较大，而挖掘机动臂的中部装夹对中精度极其重要，因此亟需提供一种能够提高挖掘机动臂对中精度的挖掘机动臂对中装夹工装及对中装夹方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够提高挖掘机动臂对中精度的挖掘机动臂对中装夹工装及对中装夹方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种挖掘机动臂对中装夹工装，包括机架、头部夹持机构、尾部夹持机构、对中夹持机构以及多组辅助夹紧机构；

所述头部夹持机构位于机架的前部，所述头部夹持机构包括前定位座、第一正反牙丝杆、第一驱动机构、第一Y向导轨、第一内夹臂和第二内夹臂；

所述前定位座连接于机架，所述前定位座设有用于支撑挖掘机动臂头部的第一支撑部，所述第一正反牙丝杆可转动地连接于前定位座，所述第一正反牙丝杆的轴向为Y向，所述第一Y向导轨连接于前定位座，所述第一驱动机构与所述第一正反牙丝杆传动连接，用于驱动第一正反牙丝杆转动；所述第一内夹臂与所述第一Y向导轨滑动配合连接，所述第一内夹臂与所述第一正反牙丝杆的正牙螺纹配合连接，所述第二内夹臂与所述第一Y向导轨滑动配合连接，所述第二内夹臂与所述第一正反牙丝杆的反牙螺纹配合连接，所述第一内夹臂和第二内夹臂相背的夹持面均为弧面；

所述尾部夹持机构位于机架的尾部，所述尾部夹持机构包括后定位座、第二正反牙丝杆、第二驱动机构、第二Y向导轨、第一外夹臂和第二外夹臂；

所述后定位座连接于机架，所述后定位座设有用于支撑挖掘机动臂尾部的第二支撑部，所述第二正反牙丝杆可转动地连接于后定位座，所述第二正反牙丝杆的轴向为Y向，所述第二Y向导轨连接于后定位座，所述第二驱动机构与所述第二正反牙丝杆传动连接，用于驱动第二正反牙丝杆转动；所述第一外夹臂与所述第二Y向导轨滑动配合连接，所述第一内夹臂与所述第二正反牙丝杆的正压螺纹配合连接，所述第二外夹臂与所述第二Y向导轨滑动配合连接，所述第二外夹臂与所述第二正反牙丝杆的反牙螺纹配合连接，所述第一外夹臂和第二外夹臂相对的夹持面为弧面；

所述对中夹持机构包括第一激光位移监测装置、第二激光位移监测装置、第一对中液压油缸、第一对中压紧件、第二对中液压油缸和第二对中压紧件；

所述对中夹持机构连接于机架中部，所述第一激光位移监测装置和第二激光位移监测装置分别相对且对称地设置于机架的Y向侧和Y向反向侧；所述第一对中液压油缸和第二对中液压油缸分别相对且对称地设置于机架的Y向侧和Y向反向侧，所述第一对中压紧件连接于第一对中液压油缸，所述第二对中压紧件连接于第二对中液压油缸；所述第一对中压紧件连接有朝向Y向反向侧的接近开关，所述第二对中压紧件连接有朝向Y向侧的接近开关；

多组所述辅助夹紧机构分别设置于头部夹持机构和尾部夹持机构之间，用于挖掘机动臂的辅助夹紧；

还包括控制器，所述控制器分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第一对中液压油缸、第二对中液压油缸、各辅助定位油缸、各接近开关、第一激光位移监测装置和第二激光位移监测装置电连接。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述辅助夹紧机构包括对称且相对设置于机架的Y向侧和Y向反向侧的辅助定位油缸，所述辅助定位油缸的活塞杆连接有辅助夹紧件，所述辅助夹紧件连接有接近开关。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述第一对中压紧件和第二对中压紧件均设有相对设置且平行于竖直方向的压紧面，所述压紧面的高度为40-60cm。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述辅助夹紧件设有平行于竖直方向的压紧面，所述压紧面的高度为30-50cm。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述辅助夹紧机构还包括分别对称设置于机架的Y向侧及Y向反向侧的第一固定限位板和第二固定限位板，所述第一固定限位板和第二固定限位板之间的间距大于挖掘机动臂中部宽度5-10cm。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述第一固定限位板的Y向反向侧的上端设有倒角，所述第二固定限位板的Y向侧的上端设有倒角。

本发明还保护上述挖掘机动臂对中装夹工装的对中装夹方法，包括以下步骤：

步骤1：吊机将挖掘机动臂本体两端朝下地吊装至机架，使挖掘机动臂本体的头部支撑于第一支撑部，使挖掘机动臂本体的尾部支撑于第二支撑部；

步骤2：控制第一驱动机构带动第一正反牙丝杆转动，使第一内夹臂和第二外夹臂的弧形夹持面从内向外夹持于挖掘机动臂本体的头部；控制第二驱动机构带动第二正反牙丝杆转动，使第一外夹臂和第二外夹臂的弧形夹持面从外向内夹持于挖掘机机动臂本体的尾部；

步骤3：控制第一对中液压油缸和第二对中液压油缸移动，当第一对中压紧件接触挖掘机动臂本体时，相应的接近开关获取信号，控制第一对中液压油缸停止移动，当第二对中压紧件接触挖掘机动臂本体时，相应的接近开关获取信号，控制第二对中液压油缸停止移动；

步骤4：控制第一激光位移监测装置监测其与挖掘机动臂本体之间的Y向间距为第一间距，控制第二激光位移监测装置监测其与挖掘机动臂本体之间的Y向间距为第二间距，比对第一间距与第二间距的差值d，计算得到第一对中液压油缸和第二对中液压油缸分别需要调整的位移距离为d/2；

步骤5：控制第一对中液压油缸和第二对中液压油缸分别同时向同向移动d/2的距离；

步骤6：控制各辅助夹紧机构的辅助定位油缸移动，当各辅助夹紧件接触挖掘机动臂本体时，相应的接近开关获取信号，控制各辅助定位油缸停止移动。

本发明的有益效果在于：通过先对挖掘机动臂的头部进行内侧夹紧定位，对挖掘机动臂的尾部进行外侧夹紧定位，再对挖掘机动臂中部进行初步抵接定位，然后通过第一激光位移监测装置和第二激光位移监测装置测量其与挖掘机动臂之间的间距，通过计算两者间距的差值d来计算第一对中液压油缸和第二对中液压油缸的分别调整移动行程d/2，通过控制第一对中液压油缸和第二对中液压油缸同步移动d/2达到挖掘机动臂中部对中调节的目的；在第一对中液压油缸和第二对中液压油缸同步移动d/2过程中，由于第一内夹臂、第二内夹臂、第一外夹臂和第二外夹臂的夹持面均为弧面，能够适应在对中过程中，挖掘机动臂发生的轻微摆动，不会对挖掘机动臂的两端产生扭曲损伤，对中完成后，通过其他辅助夹紧机构进行辅助夹紧定位；具有对中定位精度高，对挖掘机动臂损伤小的优点。

附图说明

图1为本发明具体实施方式涉及的一种挖掘机动臂对中装夹工装定位装夹挖掘机动臂本体的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式涉及的一种挖掘机动臂对中装夹工装的结构示意图；

图3为图2的A部放大图；

图4为图2的B部放大图；

图5为本发明具体实施方式涉及的一种挖掘机动臂对中装夹工装的结构示意图；

图6为图5的C部放大图；

标号说明：

1、机架；

2、头部夹持机构；21、前定位座；22、第一正反牙丝杆；23、第一驱动机构；24、第一Y向导轨；25、第一内夹臂；26、第二内夹臂；27、第一支撑部；

3、尾部夹持机构；31、后定位座；32、第二正反牙丝杆；33、第二驱动机构；34、第二Y向导轨；35、第一外夹臂；36、第二外夹臂；37、第二支撑部；

4、对中夹持机构；41、第一激光位移监测装置；411、第一储藏盒；412、第一扭簧压盖；413、第一升降柱；42、第二激光位移监测装置；421、第二储藏盒；422、第二扭簧压盖；423、第二升降柱；43、第一对中液压油缸；44、第一对中压紧件；45、第二对中液压油缸；46、第二对中压紧件；

5、辅助夹紧机构；51、辅助定位油缸；52、辅助夹紧件；53、第一固定限位板；54、第二固定限位板；

6、挖掘机动臂本体。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6，本发明具体实施方式涉及一种挖掘机动臂对中装夹工装，包括机架1、头部夹持机构2、尾部夹持机构3、对中夹持机构4以及多组辅助夹紧机构5；

所述头部夹持机构2位于机架1的前部，所述头部夹持机构2包括前定位座21、第一正反牙丝杆22、第一驱动机构23、第一Y向导轨24、第一内夹臂25和第二内夹臂26；

所述前定位座21连接于机架1，所述前定位座21设有用于支撑挖掘机动臂头部的第一支撑部27，所述第一正反牙丝杆22可转动地连接于前定位座21，所述第一正反牙丝杆22的轴向为Y向，所述第一Y向导轨24连接于前定位座21，所述第一驱动机构23与所述第一正反牙丝杆22传动连接，用于驱动第一正反牙丝杆22转动；所述第一内夹臂25与所述第一Y向导轨24滑动配合连接，所述第一内夹臂25与所述第一正反牙丝杆22的正牙螺纹配合连接，所述第二内夹臂26与所述第一Y向导轨24滑动配合连接，所述第二内夹臂26与所述第一正反牙丝杆22的反牙螺纹配合连接，所述第一内夹臂25和第二内夹臂26相背的夹持面均为弧面；

所述尾部夹持机构3位于机架1的尾部，所述尾部夹持机构3包括后定位座31、第二正反牙丝杆32、第二驱动机构33、第二Y向导轨34、第一外夹臂35和第二外夹臂36；

所述后定位座31连接于机架1，所述后定位座31设有用于支撑挖掘机动臂尾部的第二支撑部37，所述第二正反牙丝杆32可转动地连接于后定位座31，所述第二正反牙丝杆32的轴向为Y向，所述第二Y向导轨34连接于后定位座31，所述第二驱动机构33与所述第二正反牙丝杆32传动连接，用于驱动第二正反牙丝杆32转动；所述第一外夹臂35与所述第二Y向导轨34滑动配合连接，所述第一内夹臂25与所述第二正反牙丝杆32的正压螺纹配合连接，所述第二外夹臂36与所述第二Y向导轨34滑动配合连接，所述第二外夹臂36与所述第二正反牙丝杆32的反牙螺纹配合连接，所述第一外夹臂35和第二外夹臂36相对的夹持面为弧面；

所述对中夹持机构4包括第一激光位移监测装置41、第二激光位移监测装置42、第一对中液压油缸43、第一对中压紧件44、第二对中液压油缸45和第二对中压紧件46；

所述对中夹持机构4连接于机架1中部，所述第一激光位移监测装置41和第二激光位移监测装置42分别相对且对称地设置于机架1的Y向侧和Y向反向侧；所述第一对中液压油缸43和第二对中液压油缸45分别相对且对称地设置于机架1的Y向侧和Y向反向侧，所述第一对中压紧件44连接于第一对中液压油缸43，所述第二对中压紧件46连接于第二对中液压油缸45；所述第一对中压紧件44连接有朝向Y向反向侧的接近开关，所述第二对中压紧件46连接有朝向Y向侧的接近开关；

多组所述辅助夹紧机构5分别设置于头部夹持机构2和尾部夹持机构3之间，用于挖掘机动臂的辅助夹紧；

还包括控制器，具体可选择PLC，所述控制器分别与第一驱动机构23、第二驱动机构33、第一对中液压油缸43、第二对中液压油缸45、各辅助定位油缸51、各接近开关、第一激光位移监测装置41和第二激光位移监测装置42电连接。

以上实施方式中，所述对中夹持机构4还包括用于收纳第一激光位移监测装置41的第一储藏盒411，所述第一储藏盒411的顶部设有第一扭簧压盖412，所述第一储藏盒411内设有第一升降柱413，所述第一激光位移监测装置41连接于所述第一升降柱413；

所述对中夹持机构4还包括用于收纳第二激光位移监测装置42的第二储藏盒421，所述第二储藏盒421的顶部设有第二扭簧压盖422，所述第二储藏盒421内设有第二升降柱423，所述第二激光位移监测装置42连接于所述第二升降柱423；

当需要进行对中调节时，通过控制第一升降柱413带动第一激光位移监测装置41向上移动，将第一扭簧压盖412顶起，使第一激光位移监测装置41露出至第一储藏盒411的上方，当停用时，通过控制第一升降柱413带动第一激光位移监测装置41向下移动，收纳至第一储藏盒411内，第一扭簧压盖412则在扭簧作用下自动关闭，起到防尘的目的。第二激光位移监测装置42同理，不再赘述。

以上实施方式中，上述第一对中液压油缸43和第二对中液压油缸45上均连接有位移传感器，位移传感器与伺服液压站连接，油缸动作时由系统发出指令，伺服液压站根据接收到的指令转换成所需的泵油量，活塞位移精度可达0.1mm。

作为优选的实施方式，所述辅助夹紧机构5包括对称且相对设置于机架1的Y向侧和Y向反向侧的辅助定位油缸51，所述辅助定位油缸51的活塞杆连接有辅助夹紧件52，所述辅助夹紧件52连接有接近开关。

作为优选的实施方式，所述第一对中压紧件44和第二对中压紧件46均设有相对设置且平行于竖直方向的压紧面，所述压紧面的高度为40-60cm。

以上实施方式中，在第一对中压紧件44和第二对中压紧件46分别通过压紧面定位挖掘机动臂侧部时，由于压紧面的高度足够高，能够更稳定地对挖掘机动臂的侧面进行定位。

作为优选的实施方式，所述辅助夹紧件52设有平行于竖直方向的压紧面，所述压紧面的高度为30-50cm。

以上实施方式中，各辅助夹紧件52分别通过压紧面定位挖掘机动臂侧部时，由于压紧面的高度足够高，能够更稳定地对挖掘机动臂的侧面进行定位。

作为优选的实施方式，所述辅助夹紧机构5还包括分别对称设置于机架1的Y向侧及Y向反向侧的第一固定限位板53和第二固定限位板54，所述第一固定限位板53和第二固定限位板54之间的间距大于挖掘机动臂中部宽度5-10cm。

以上实施方式中，当挖掘机动臂吊装至机架1进行初步定位时，第一固定限位板53和第二固定限位板54能够起到初步定位的作用，避免挖掘机动臂在初步定位时发生倾倒，引导挖掘机动臂的两端分别准确地在第一支撑部27和第二支撑部37支撑定位。

进一步，上述挖掘机动臂对中装夹工装结构中，所述第一固定限位板53的Y向反向侧的上端设有倒角，所述第二固定限位板54的Y向侧的上端设有倒角。

本发明还保护上述挖掘机动臂对中装夹工装的对中装夹方法，包括以下步骤：

步骤1：吊机将挖掘机动臂本体6两端朝下地吊装至机架1，使挖掘机动臂本体6的头部支撑于第一支撑部27，使挖掘机动臂本体6的尾部支撑于第二支撑部37；

步骤2：控制第一驱动机构23带动第一正反牙丝杆22转动，使第一内夹臂25和第二外夹臂36的弧形夹持面从内向外夹持于挖掘机动臂本体6的头部；控制第二驱动机构33带动第二正反牙丝杆32转动，使第一外夹臂35和第二外夹臂36的弧形夹持面从外向内夹持于挖掘机机动臂本体的尾部；

步骤3：控制第一对中液压油缸43和第二对中液压油缸45移动，当第一对中压紧件44接触挖掘机动臂本体6时，相应的接近开关获取信号，控制第一对中液压油缸43停止移动，当第二对中压紧件46接触挖掘机动臂本体6时，相应的接近开关获取信号，控制第二对中液压油缸45停止移动；

步骤4：控制第一激光位移监测装置41监测其与挖掘机动臂本体6之间的Y向间距为第一间距，控制第二激光位移监测装置42监测其与挖掘机动臂本体6之间的Y向间距为第二间距，比对第一间距与第二间距的差值d，计算得到第一对中液压油缸43和第二对中液压油缸45分别需要调整的位移距离为d/2；

步骤5：控制第一对中液压油缸43和第二对中液压油缸45分别同时向同向移动d/2的距离；

步骤6：控制各辅助夹紧机构5的辅助定位油缸51移动，当各辅助夹紧件52接触挖掘机动臂本体6时，相应的接近开关获取信号，控制各辅助定位油缸51停止移动。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。