基于非平整工件加工用的自适应夹持模组

技术领域

本发明涉及非平整工件加工技术领域，尤其涉及基于非平整工件加工用的自适应夹持模组。

背景技术

非平整工件是指表面不平坦、形状不规则或存在一定凸起、凹陷、毛刺等缺陷的工件。这些不规则能够对工件的功能性、耐用性、外观等产生影响，以及根据工件设计需求特例设置成型的，在此类非平整工件在进一步的表面处理过程中，需要根据其表面非平整特性调整相关夹具，以适应性的对其进行夹持限定，配合相关设备对其进行深加工；

结合上述内容需要说明的是：传统夹具难以对非平整工件进行适应性夹持，受非平整工件本身重心和表面形态各异，易导致非平整工件表面存在夹持性的摩擦刮伤、划痕，以及非平整工件在夹持期间存在掉落风险，进而影响非平整工件在深加工过程中的处理效果，以及整体非平整工件成型后品质；

针对上述的技术缺陷，现提出解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于非平整工件加工用的自适应夹持模组，去解决传统夹具难以对非平整工件进行适应性夹持，受非平整工件本身重心和表面形态各异，易导致非平整工件表面存在夹持性的摩擦刮伤、划痕，以及非平整工件在夹持期间存在掉落风险，进而影响非平整工件在深加工过程中的处理效果，以及整体非平整工件成型后品质的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于非平整工件加工用的自适应夹持模组，包括滑动横梁，所述滑动横梁外壁上滑动卡接有环形托举架和进料架，且进料架位于滑动横梁的一端，所述进料架的内壁上嵌设有图像传感器，所述进料架一端设置有靠近滑动横梁的控制面板，所述滑动横梁的内壁上滑动套接有限位夹具，所述限位夹具内部顶部和底部对称套接有调节块，所述限位夹具的内部嵌设有称重传感器，所述滑动横梁的下方设置有与环形托举架连接的防脱横梁；

所述防脱横梁顶部固定安装有软锥胶块，所述防脱横梁两侧对称滑动套接有弧形架，所述弧形架内部转动连接有中心杆，且中心杆靠近防脱横梁的一侧设置有软垫。

优选的，所述滑动横梁内壁上凹陷开设有朝向限位夹具的限位槽，所述限位槽内壁中滑动套接有电动滑块，且电动滑块表面安装有与限位夹具连接的电动旋转件，所述滑动横梁外壁上设置有与环形托举架和进料架外壁抵接的限位块一，所述滑动横梁远离限位槽的一侧外壁上安装有延伸至环形托举架内部的调节电机一。

优选的，所述环形托举架内壁中心凹陷开设有环形槽，所述环形托举架外壁上套接有外齿环，多组所述环形托举架并排设置在滑动横梁两端外壁上。

优选的，所述限位夹具顶部和底部对称设置有与调节块连接的回转气缸一，所述调节块靠近滑动横梁的一侧嵌设有多组限位气缸，且限位气缸设置有贯穿调节块的限位柱，所述调节块远离限位气缸的一侧表面卡接有靠近限位柱的防滑胶套，所述防滑胶套一侧的调节块表面嵌设有电磁吸盘，且电磁吸盘之间设置有注气口，所述限位夹具中部嵌设有与电动旋转件连接的支撑气缸，且支撑气缸与称重传感器抵接。

优选的，所述防脱横梁底部设置有与环形托举架和进料架卡接的限位块二，多组所述限位块二之间设置有与环形托举架和进料架连接的调节电机二，所述防脱横梁内部嵌设有多组驱动电机，所述防脱横梁两个对称开设有异型槽。

优选的，所述弧形架靠近防脱横梁的一侧设置有与异型槽滑动套接的异型滑块，且异型滑块与驱动电机传动连接，所述弧形架远离防脱横梁的一侧设置有与中心杆套接的回转气缸二，所述中心杆远离回转气缸二的一侧设置有与软垫连接的托举杆，且中心杆与托举杆之间套接有回转气缸三，所述托举杆与软垫之间套接有回转气缸四。

优选的，所述控制面板内部设置有处理器、数据采集模块、自检反馈模块和信号控制模块；

数据采集模块用于采集非平整工件在时间阈值内经夹持模组运输个体的异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W，并将异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W经处理器发送至自检反馈模块；将夹持模组在限定输送时间内的一段时间设置为时间阈值；

自检范阔模块在接收到异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W后，立即对夹持模组的限定输送平稳效率进行分析，具体分析步骤如下：获取到时间阈值内非平整工件的异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W，并经过公式获得限定运输效率Xo，立即从处理器中调取录入存储的预设限定输送平稳效率Eo与限定输送平稳效率Xo进行比对分析：

若限定输送平稳效率Xo≥预设限定输送平稳效率Eo，则判定滑动横梁上非平整工件存在掉落风险，生产调节信号，并将调节信号发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调节信号后，立即控制驱动电机进行工作；

若限定输送平稳效率Xo＜预设限定输送平稳效率Eo，则不生成任何信号。

基于非平整工件加工用的自适应夹持模组的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：非平整工件经沿进料架运送靠近滑动横梁，电动滑块带动限位夹具沿限位槽移动靠近非平整工件头部，远离进料架一端的多组限位夹具经支撑气缸带动调节块靠近非平整工件，并将其夹持限位固定，电动滑块带动此多组限位夹具移动并牵引非平整工件，直至非平整工件尾部越过进料架，此时，靠近进料架一端的多少限位夹具将非平整工件尾部夹持限定，且多组限定夹具同步沿滑动横梁运输非平整工件至加工位置；

步骤二：在多组限定夹具将非平整工件夹持并运输移动过程中，若限定输送平稳效率Xo≥预设限定输送平稳效率Eo，则判定滑动横梁上非平整工件存在掉落风险，生产调节信号，并将调节信号发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调节信号后，立即控制驱动电机进行工作，防脱横梁经驱动电机带动弧形架沿异型槽滑动靠近被夹持的非平整工件下方，回转气缸二带动中心杆沿弧形架偏转靠近非平整工件底部，此过程中，回转气缸三带动托举架偏转朝向非平整工件，且回转气缸四同步带动软垫的截面朝向非平整工件底部平面，直至将被夹持且存在掉落风险的非平整工件进一步托举限定。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过采集非平整工件的异常体型呈现值和非平整工件自重紊乱值，及从运输过程中的前、中、后进行全面高效监管调控，即将采集对象和处理流程的实施层级划分，并将其相结合、比较，故而达到提高夹持模组对废非平整工件限定运输平稳效果，即使弧形架在防脱横梁上进行滑动调节，并展开中心杆和托举杆，促进软垫契合朝向存在倾斜掉落风险的非平整工件底部，并将其进行托举支撑固定，进而有助于非平整工件在滑动横梁上进行自适应适配性架空限定运输，以及配合外部设备对其表面进行加工处理，避免非平整工件个体形态和自重导致的中心不稳，影响夹持运输效果和其表面加工效率的问题；

(2)通过环形托举架辅助滑动横梁结构联动使用，其对滑动横梁不仅构成位置上的灵活偏转调节，更有助于根据非平整工件形态进行适配性的限定夹持，利用调节块便于对宽度范围内的非平整工件实时上下对夹式固定，由限位柱结合防滑胶套构成对表面凹凸的非平整工件区域实时多点抵接式适配性挤压防滑固定，再由注气口和电磁吸盘配合上述两种方案对非平整工件进行气动膨胀抵接和电磁吸附固定，实现限位夹具对非平整工件的自适应夹持；

(3)通过环形托举架辅助滑动横梁结构联动使用，其有助于防脱横梁与滑动横梁进行过程配合式联动限位非平整工件，避免非平整工件受外部因素和自身重心等因素干扰，导致存在的掉落风险，实现结构上的补偿互助。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1是本发明整体结构立体图；

图2是本发明环形托举架与滑动横梁的连接结构示意图；

图3是本发明限定夹具的结构示意图；

图4是本发明调节块的局部截面结构示意图；

图5是本发明进料架与防脱横梁的连接结构示意图；

图6是本发明防脱横梁与弧形架的连接结构示意图；

图7是本发明系统的程序框图。

图例说明：1、滑动横梁；101、限位槽；102、限位块一；103、电动滑块；104、电动旋转件；105、调节电机一；2、环形托举架；201、环形槽；202、外齿环；3、限位夹具；301、回转气缸一；302、调节块；303、防滑胶套；304、限位柱；305、称重传感器；306、限位气缸；307、支撑气缸；308、注气口；309、电磁吸盘；4、控制面板；5、防脱横梁；501、限位块二；502、软锥胶块；503、驱动电机；504、调节电机二；505、异型槽；6、弧形架；601、异型滑块；602、回转气缸二；603、中心杆；604、回转气缸三；605、托举杆；606、回转气缸四；607、软垫；7、进料架；701、图像传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例用于解决传统夹具难以对非平整工件进行适应性夹持，受非平整工件本身重心和表面形态各异，易导致非平整工件表面存在夹持性的摩擦刮伤、划痕，以及非平整工件在夹持期间存在掉落风险，进而影响非平整工件在深加工过程中的处理效果，以及整体非平整工件成型后品质的问题。

请参阅图1－图7所示，本实施例为基于非平整工件加工用的自适应夹持模组，包括滑动横梁1，滑动横梁1外壁上滑动卡接有环形托举架2和进料架7，且进料架7位于滑动横梁1的一端，进料架7的内壁上嵌设有图像传感器701，进料架7一端设置有靠近滑动横梁1的控制面板4，滑动横梁1的内壁上滑动套接有限位夹具3，限位夹具3内部顶部和底部对称套接有调节块302，限位夹具3的内部嵌设有称重传感器305，滑动横梁1的下方设置有与环形托举架2连接的防脱横梁5；防脱横梁5顶部固定安装有软锥胶块502，防脱横梁5两侧对称滑动套接有弧形架6，弧形架6内部转动连接有中心杆603，且中心杆603靠近防脱横梁5的一侧设置有软垫607；

控制面板4内部设置有处理器、数据采集模块、自检反馈模块和信号控制模块；数据采集模块用于采集非平整工件在时间阈值内经夹持模组运输个体的异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W，并将异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W经处理器发送至自检反馈模块；将夹持模组在限定输送时间内的10—20min时间设置为时间阈值；

需要说明的是：异常体型呈现值Q表示为在时间阈值内获得的非平整工件整体外表凸出与凹瘪区域的比值，且异常体型呈现值Q的值大小反映出非平整工件与平整工件之间的外表差距多少，值越大，则非平整工件越容易出现重心偏移；非平整工件自重紊乱值W表示为在时间阈值内获取到非平整工件传递到各组限定夹具上的自重压力，如非平整工件四角抵接传递至限定夹具上的自重压力，非平整工件自重紊乱值W的值大小反映出非平整工件的自重和重心偏向，值越大，则非平整工件越容易超重心偏移方向发生侧翻；此外，异常体型呈现值Q是位于进料架7上的图像传感器701采集得到的，非平整工件自重紊乱值W是位于限定夹具内称重传感器305采集得到的；

自检范阔模块在接收到异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W后，立即对夹持模组的限定输送平稳效率进行分析，具体分析步骤如下：

获取到时间阈值内非平整工件的异常体型呈现值Q和非平整工件自重紊乱值W，并经过公式

若限定输送平稳效率Xo≥预设限定输送平稳效率Eo，则判定滑动横梁1上非平整工件存在掉落风险，生产调节信号，并将调节信号发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调节信号后，立即控制驱动电机503进行工作；防脱横梁5经驱动电机503带动弧形架6沿异型槽505滑动靠近被夹持的非平整工件下方，回转气缸二602带动中心杆603沿弧形架6偏转靠近非平整工件底部，此过程中，回转气缸三604带动托举架偏转朝向非平整工件，且回转气缸四606同步带动软垫607的截面朝向非平整工件底部平面，直至将被夹持且存在掉落风险的非平整工件进一步托举限定

若限定输送平稳效率Xo＜预设限定输送平稳效率Eo，则不生成任何信号。

实施例二：

本实施例用于解决传统夹具难以对非平整工件进行适应性夹持，受非平整工件本身重心和表面形态各异，易导致非平整工件表面存在夹持性的摩擦刮伤、划痕，以及非平整工件在夹持期间存在掉落风险，进而影响非平整工件在深加工过程中的处理效果，以及整体非平整工件成型后品质的问题。

请参阅图1－图5所示，本实施例的基于非平整工件加工用的自适应夹持模组，包括滑动横梁1内壁上凹陷开设有朝向限位夹具3的限位槽101，限位槽101内壁中滑动套接有电动滑块103，且电动滑块103表面安装有与限位夹具3连接的电动旋转件104，滑动横梁1外壁上设置有与环形托举架2和进料架7外壁抵接的限位块一102，滑动横梁1远离限位槽101的一侧外壁上安装有延伸至环形托举架2内部的调节电机一105；限位夹具3顶部和底部对称设置有与调节块302连接的回转气缸一301，调节块302靠近滑动横梁1的一侧嵌设有多组限位气缸306，且限位气缸306设置有贯穿调节块302的限位柱304，调节块302远离限位气缸306的一侧表面卡接有靠近限位柱304的防滑胶套303，防滑胶套303一侧的调节块302表面嵌设有电磁吸盘309，且电磁吸盘309之间设置有注气口308，限位夹具3中部嵌设有与电动旋转件104连接的支撑气缸307，且支撑气缸307与称重传感器305抵接；

非平整工件经沿进料架7运送靠近滑动横梁1，电动滑块103带动限位夹具3沿限位槽101移动靠近非平整工件头部，远离进料架7一端的多组限位夹具3经支撑气缸307带动调节块302靠近非平整工件，当非平整工件表面厚度或宽度位于限定夹具夹持范围内，回转气缸一301带动调节块302沿限定夹具顶部和底部同步偏转，直至调节块302与非平整工件外壁抵接，此过程中，非平整工件被夹持区域存在凹瘪或凸出，则限位气缸306启动，限位气缸306带动限位柱304延伸凸出并靠近非平整工件表面，限位柱304推挤防滑胶套303与其表面摩擦抵接，注气口308为防滑胶套303内部注入气体，促使防滑胶套303大面积接触非平整工件表面，若非平整工件为可磁吸性金属，如铁质，电磁吸盘309通电产生吸力，进一步将非平整工件吸附固定在限定夹具上，电动滑块103带动此多组限位夹具3移动并牵引非平整工件，直至非平整工件尾部越过进料架7，此时，靠近进料架7一端的多少限位夹具3将非平整工件尾部夹持限定，且多组限定夹具同步沿滑动横梁1运输非平整工件至加工位置；回转气缸一301带动调节块302沿限位夹具3偏转，直至其与非平整工件外壁抵接，限位气缸306带动限位柱304延伸靠近非平整工件；

请参阅图1、图5、图6所示，环形托举架2内壁中心凹陷开设有环形槽201，环形托举架2外壁上套接有外齿环202，多组环形托举架2并排设置在滑动横梁1两端外壁上；防脱横梁5底部设置有与环形托举架2和进料架7卡接的限位块二501，多组限位块二501之间设置有与环形托举架2和进料架7连接的调节电机二504，防脱横梁5内部嵌设有多组驱动电机503，防脱横梁5两个对称开设有异型槽505；弧形架6靠近防脱横梁5的一侧设置有与异型槽505滑动套接的异型滑块601，且异型滑块601与驱动电机503传动连接，弧形架6远离防脱横梁5的一侧设置有与中心杆603套接的回转气缸二602，中心杆603远离回转气缸二602的一侧设置有与软垫607连接的托举杆605，且中心杆603与托举杆605之间套接有回转气缸三604，托举杆605与软垫607之间套接有回转气缸四606。

结合实施例一和实施例二，故而既能达到提高夹持模组对废非平整工件限定运输平稳效果，即使弧形架6在防脱横梁5上进行滑动调节，并展开中心杆603和托举杆605，促进软垫607契合朝向存在倾斜掉落风险的非平整工件底部，并将其进行托举支撑固定，进而有助于非平整工件在滑动横梁1上进行自适应适配性架空限定运输，以及配合外部设备对其表面进行加工处理，避免非平整工件个体形态和自重导致的中心不稳，影响夹持运输效果和其表面加工效率的问题，又有助于根据非平整工件形态进行适配性的限定夹持，利用调节块302便于对宽度范围内的非平整工件实时上下对夹式固定，由限位柱304结合防滑胶套303构成对表面凹凸的非平整工件区域实时多点抵接式适配性挤压防滑固定，再由注气口308和电磁吸盘309配合上述两种方案对非平整工件进行气动膨胀抵接和电磁吸附固定，实现限位夹具3对非平整工件的自适应夹持。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。