本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及五金鉗類工具的加工生產(chǎn)領域，具體涉及一種應用于五金鉗類工具磨削的夾持裝置及其方法。

背景技術：

歐美國家因為文化差異、生活習慣以及社會性服務成本等原因，對各類五金工具的數(shù)量和質(zhì)量的需求不斷的增加；金磚四國等新興高速發(fā)展中國家，特別是中國的長期高速發(fā)展，使得五金工具的需求呈現(xiàn)持續(xù)高速增長的態(tài)勢。五金鉗類工具從原料到成品通常需要鍛外形、銑刀口、鉆鉸鏈孔、鉚釘固定、表面熱處理、磨削表面、套皮套等多個步驟才能制成外表光澤堅硬的五金鉗類工具。

現(xiàn)在人口紅利消耗殆盡的今天，五金工具的加工工藝還是非常的落后，大量依賴人工，加工工藝還是傳統(tǒng)手工和部分工藝半自動化的生產(chǎn)相結合的方式，這種生產(chǎn)方式和工藝，對作業(yè)人員要求高，培訓周期長，作業(yè)效率較低，加工環(huán)境對工人健康危害較大，而且磨削產(chǎn)生的粉塵，在一定條件下，容易產(chǎn)生爆炸等災難性安全事故，尤其是這與中國制造業(yè)2025和工業(yè)4.0標準的要求相距甚遠。因此，設計完成一套具有柔性的智能多工位一體化五金鉗類工具自動化磨削裝備意義重大。

由于我國制造水平還不是特別高，生產(chǎn)的五金鉗類工具的把手對稱度不高，使得在自動化磨削裝備的研制上尋找基準點成為難以突破的鴻溝。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊綜合體裝置及其方法。所述感知定位夾緊綜合體裝置可以準確的在五金鉗類工具磨削過程中對五金鉗類工具進行同步夾緊定位動作，并且能夠感知磨削過程中磨削裝置與五金鉗類工具是否貼合，同時能夠使得五金鉗類工具柔性的貼合磨削裝置，進行柔性磨削。

技術方案：

一種應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊綜合體裝置，包括同步夾持機構、柔性磨削機構和磨削感知機構；其中：所述同步夾持機構，能夠同步夾持住五金鉗類工具處于軸向?qū)ΨQ的兩端，包括夾持安裝座、同步機構、夾具以及電磁鐵；同步機構、電磁鐵均安裝在夾持安裝座上；五金鉗類工具通過磁吸作用吸附于電磁鐵；夾具包括兩塊夾持鉗口，分別為左夾持鉗口和右夾持鉗口，對稱地分設在五金鉗類工具的軸線兩側(cè)；兩塊夾持鉗口中至少一塊夾持鉗口與驅(qū)動左夾持鉗口、右夾持鉗口相向/相背運動的動力驅(qū)動機構連接，且左夾持鉗口通過同步機構與右夾持鉗口聯(lián)動連接；所述柔性磨削機構，用于柔性支撐同步夾持機構，包括安裝底座以及三個以上的彈性支撐件，夾持安裝座通過各均勻分布的彈性支撐件與安裝底座連接；夾持安裝座在彈性支撐件的回復力作用下做相對于安裝底座的彈性伸縮運動；所述磨削感知機構，能夠通過感知同步夾持機構位移量來控制五金鉗類工具的磨削工作，包括前后接觸板、放大器擺桿以及傳感器；放大器擺桿定位安裝在安裝底座上，且放大器擺桿的一端通過前后接觸板與夾持安裝座固定，另一端則活動設置，并處于固定安裝在安裝底座上的傳感器的檢測頭感測范圍內(nèi)；放大器擺桿的定位安裝位點與前后接觸板之間的間距小于放大器擺桿的定位安裝位點與傳感器檢測頭之間的間距。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的左、右夾持鉗口通過鉗口固定板分別對應地固定在左、右直線軸承殼上，左、右直線軸承殼均安裝在直線導軌上，而直線導軌則固定于夾持安裝座上；左、右直線軸承殼通過同步機構連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，同步機構為w形狀的四連桿機構，包括左平衡連桿、右平衡連桿以及處于左平衡連桿、右平衡連桿之間的左平衡桿、右平衡桿，左平衡連桿的一端與左直線軸承殼連接，另一端則依次與左平衡桿、右平衡桿以及右平衡連桿的一端連接，右平衡連桿的另一端與右直線軸承殼；左、右平衡桿分別通過平衡桿銷軸固定在夾持安裝板上；左夾持鉗口和右夾持鉗口在動力驅(qū)動機構的動力驅(qū)動下，以及同步機構的作用下，做同步的左右運動；且左夾持鉗口與右夾持鉗口的運動方向相反。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述彈性支撐件包括直線軸承、滑桿、套在滑桿上的彈簧以及緊固組件；滑桿的一端固定在夾持安裝座上，另一端穿過安裝底座后通過緊固組件固定；其中滑桿和安裝底座之間通過直線軸承連接；所述的彈簧套在滑桿上；在磨削機構抵壓同步夾持機構時，在彈性支撐件的作用下，通過同步夾持機構夾持的五金鉗類工具能完全貼合磨削機構，進行柔性磨削。

作為本發(fā)明的進一步改進，放大器擺桿通過定位安裝組件定位安裝在安裝底座上，該定位安裝組件包括放大器軸、放大器軸承殼；放大器軸承殼與安裝底座相固定，放大器擺桿通過放大器軸與放大器軸承殼相連。

作為本發(fā)明的進一步改進，動力驅(qū)動機構為氣缸；安裝底座為安裝板。

本發(fā)明的另一技術目的是提供一種應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊工件的方法，包括以下步驟：（1）從送料機構送工件到夾持安裝板的電磁鐵上，在氣缸的驅(qū)動下，同步夾持機構的左右兩個夾持鉗口同步向中心靠近，使得工件處于中心線位置；（2）磨削機構逐步靠近夾緊在夾具上的工件，直至磨削機構與工件之間的間距滿足要求時，磨削感知機構通過傳感器給出信號，磨削機構啟動磨削工作；（3）在彈性支撐件的作用下，通過同步夾持機構夾持的五金鉗類工具能完全貼合磨削機構，進行柔性磨削；直至磨削完成。

進一步地，步驟（1）中同步夾持機構對工件的同步夾持，具體運動過程如下：待工件安放到電磁鐵上，在氣缸以及同步機構的共同作用下，左右兩個夾持鉗口向中間靠近，由于氣缸存在壓力差，或者氣缸氣動不同時，包括以下兩種工作情況：

當驅(qū)動左夾持鉗口的氣缸先啟動，則先帶動左夾持鉗口向中心運動，同時帶動左直線軸承殼向中心運動，同時推動左平衡連桿運動，帶動左平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動右平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，進而帶動右夾持鉗口向中心運動，保證了左、右夾持鉗口運動的同步性；

同理，若驅(qū)動右夾持鉗口的氣缸先啟動，則先帶動右夾持鉗口向中心運動，同時帶動右直線軸承殼向中心運動，推動右平衡連桿運動，帶動右平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動左平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，進而帶動右夾持鉗口向中心運動，也能保證左、右夾持鉗口運動的同步性；

工件在左右夾持鉗口同步運動靠近的左右下，牢牢的固定在中心線。

步驟（2）中磨削感知機構的具體工作過程如下：當磨削機構的砂帶向固定在同步夾持機構上的工件靠近時，帶動前后接觸板朝向安裝底座移動，此時，放大器擺桿將繞著定位安裝位點旋轉(zhuǎn)，使得與前后接觸板相對的另一端產(chǎn)生背離安裝底座的放大的位移量，該放大的位移量能夠被傳感器探測到。

對于所述的同步夾持機構夾持五金鉗，具體運動過程如下：待工件安放到電磁鐵上，在左右氣缸的動力驅(qū)動下，左右兩個夾持鉗口向中間靠近，由于氣缸存在壓力差，或者氣缸氣動不同時，下面分兩種情況進行說明：1、若左邊的氣缸先啟動，則先帶動左邊的夾持鉗口向中心運動，同時帶動左直線軸承殼向中心運動，同時推動平衡連桿運動，帶動平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動右平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，帶動右夾持鉗口向中心運動，保證了左右鉗口的同步性；2、同理，若右邊氣缸先啟動，也能保證左右夾持鉗口運動的同步性。因此工件在左右夾持鉗口同步運動靠近的左右下，牢牢的固定在中心線。

對于所述的磨削感知機構，具體原理如下：在磨削機構靠近被固定在同步夾持機構上的工件，同時在彈簧的作用下，磨削機構的砂帶牢牢與工件緊靠，由于位移量十分微小，采用放大位移的放大器，使得傳感器能夠檢測到。當磨削機構靠近，前后接觸板向后移動，帶動放大器擺桿運動，采用杠桿原理，放大擺桿一端的位移，使得傳感器測的。

根據(jù)上述的技術方案，相對于現(xiàn)有技術而言，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明所述的感知定位夾綜結合體裝置，不僅能夠通過夾持鉗口實現(xiàn)工件夾持，而且能再同步機構的作用下使得工件準確的保持在中心，而且能夠在磨削過程中感知磨削，同時起到柔性磨削的作用，因此，可以滿足工件（五金鉗類工具）在工位上的磨削加工。

本發(fā)明采用氣缸的往復運動，配合同步機構對五金鉗類工具準確的定位夾持；通過放大器機構，準確感知磨削，采用彈簧，滿足柔性磨削。因此，本發(fā)明大大提高五金鉗類工具后處理的自動化程度，節(jié)約成本，提高效率，提高可靠性。

附圖說明

圖1為五金鉗類工具感知定位夾緊綜合體裝置結構示意圖

圖2為五金鉗類工具感知定位夾緊綜合體裝置結構示意圖

圖3為五金鉗類工具感知定位夾緊綜合體裝置的同步機構結構圖示意圖

圖4為五金鉗類工具感知定位夾緊綜合體裝置的柔性磨削機構和磨削感知機構結構圖示意圖

圖中標號：1、同步夾持機構；2、柔性磨削機構；3、磨削感知機構；4、夾持安裝座；5、同步機構；6、夾具；7、電磁鐵；8、直線軸承；9、直線導軌；10、鉗口固定板；11、平衡連桿；12、平衡桿；13、平衡桿銷軸；14、左夾持鉗口；15、右夾持鉗口；16、安裝板；17、直線軸承；18、滑桿；19、彈簧；20、防脫尼龍片；21、滑桿連接桿；22、前后接觸板；23、放大器擺桿；24、放大器軸；25、放大器軸承殼；26傳感器。

具體實施方案

一種應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊綜合體裝置，包括同步夾持機構、柔性磨削機構和磨削感知機構；其中：

所述同步夾持機構，能夠同步夾持住五金鉗類工具處于軸向?qū)ΨQ的兩端，包括夾持安裝座、同步機構、夾具以及電磁鐵；同步機構、電磁鐵均安裝在夾持安裝座上；五金鉗類工具通過磁吸作用吸附于電磁鐵；夾具包括兩塊夾持鉗口，分別為左夾持鉗口和右夾持鉗口，對稱地分設在五金鉗類工具的軸線兩側(cè)；兩塊夾持鉗口中至少一塊夾持鉗口與驅(qū)動左夾持鉗口、右夾持鉗口相向/相背運動的動力驅(qū)動機構連接，且左夾持鉗口通過同步機構與右夾持鉗口聯(lián)動連接。

所述的左、右夾持鉗口通過鉗口固定板分別對應地固定在左、右直線軸承殼上，左、右直線軸承殼均安裝在直線導軌上，而直線導軌則固定于夾持安裝座上；左、右直線軸承殼通過同步機構連接。

同步機構為w形狀的四連桿機構，包括左平衡連桿、右平衡連桿以及處于左平衡連桿、右平衡連桿之間的左平衡桿、右平衡桿，左平衡連桿的一端與左直線軸承殼連接，另一端則依次與左平衡桿、右平衡桿以及右平衡連桿的一端連接，右平衡連桿的另一端與右直線軸承殼；左、右平衡桿分別通過平衡桿銷軸固定在夾持安裝板上；左夾持鉗口和右夾持鉗口在動力驅(qū)動機構的動力驅(qū)動下，以及同步機構的作用下，做同步的左右運動；且左夾持鉗口與右夾持鉗口的運動方向相反。

所述柔性磨削機構，用于柔性支撐同步夾持機構，包括安裝底座以及三個以上的彈性支撐件，夾持安裝座通過各均勻分布的彈性支撐件與安裝底座連接；夾持安裝座在彈性支撐件的回復力作用下做相對于安裝底座的彈性伸縮運動。

所述彈性支撐件包括直線軸承、滑桿、套在滑桿上的彈簧以及緊固組件；滑桿的一端固定在夾持安裝座上，另一端穿過安裝底座后通過緊固組件固定；其中滑桿和安裝底座之間通過直線軸承連接；所述的彈簧套在滑桿上；在磨削機構抵壓同步夾持機構時，在彈性支撐件的作用下，通過同步夾持機構夾持的五金鉗類工具能完全貼合磨削機構，進行柔性磨削。

所述磨削感知機構，能夠通過感知同步夾持機構位移量來控制五金鉗類工具的磨削工作，包括前后接觸板、放大器擺桿以及傳感器；放大器擺桿定位安裝在安裝底座上，且放大器擺桿的一端通過前后接觸板與夾持安裝座固定，另一端則活動設置，并處于固定安裝在安裝底座上的傳感器的檢測頭感測范圍內(nèi)；放大器擺桿的定位安裝位點與前后接觸板之間的間距小于放大器擺桿的定位安裝位點與傳感器檢測頭之間的間距。

放大器擺桿通過定位安裝組件定位安裝在安裝底座上，該定位安裝組件包括放大器軸、放大器軸承殼；放大器軸承殼與安裝底座相固定，放大器擺桿通過放大器軸與放大器軸承殼相連。

動力驅(qū)動機構為氣缸；安裝底座為安裝板。

一種應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊工件的方法，包括以下步驟：（1）從送料機構送工件到夾持安裝板的電磁鐵上，在氣缸的驅(qū)動下，同步夾持機構的左右兩個夾持鉗口同步向中心靠近，使得工件處于中心線位置；（2）磨削機構逐步靠近夾緊在夾具上的工件，直至磨削機構與工件之間的間距滿足要求時，磨削感知機構通過傳感器給出信號，磨削機構啟動磨削工作；（3）在彈性支撐件的作用下，通過同步夾持機構夾持的五金鉗類工具能完全貼合磨削機構，進行柔性磨削；直至磨削完成。

步驟（1）中同步夾持機構對工件的同步夾持，具體運動過程如下：待工件安放到電磁鐵上，在氣缸以及同步機構的共同作用下，左右兩個夾持鉗口向中間靠近，由于氣缸存在壓力差，或者氣缸氣動不同時，包括以下兩種工作情況：

當驅(qū)動左夾持鉗口的氣缸先啟動，則先帶動左夾持鉗口向中心運動，同時帶動左直線軸承殼向中心運動，同時推動左平衡連桿運動，帶動左平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動右平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，進而帶動右夾持鉗口向中心運動，保證了左、右夾持鉗口運動的同步性；

同理，若驅(qū)動右夾持鉗口的氣缸先啟動，則先帶動右夾持鉗口向中心運動，同時帶動右直線軸承殼向中心運動，推動右平衡連桿運動，帶動右平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動左平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，進而帶動右夾持鉗口向中心運動，也能保證左、右夾持鉗口運動的同步性；

工件在左右夾持鉗口同步運動靠近的左右下，牢牢的固定在中心線。

步驟（2）中磨削感知機構的具體工作過程如下：當磨削機構的砂帶向固定在同步夾持機構上的工件靠近時，帶動前后接觸板朝向安裝底座移動，此時，放大器擺桿將繞著定位安裝位點旋轉(zhuǎn)，使得與前后接觸板相對的另一端產(chǎn)生背離安裝底座的放大的位移量，該放大的位移量能夠被傳感器探測到。

下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述：

如圖1至4所示，本發(fā)明所述的應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊綜合體裝置，包括同步夾持機構1、柔性磨削機構2和磨削感知機構3；其中：同步夾持機構，包括夾持安裝座、安裝在夾持安裝座上的同步機構、安裝在同步機構上的夾具以及安裝在夾持安裝座上的電磁鐵；所述柔性磨削機構，包括安裝板、直線軸承、滑桿、套在滑竿上的彈簧以及固定滑桿的防脫尼龍片以及滑竿連接桿；所述磨削感知機構，包括前后接觸板、放大器擺桿、放大器軸、放大器軸承殼、以及傳感器。

其中：所述同步夾持機構，如圖1、圖3所示，包括夾持安裝座4、安裝在夾持安裝座上的同步機構5、安裝在同步機構上的夾具6以及安裝在夾持安裝座上的電磁鐵7；其中所述的同步機構，包括左右兩個直線軸承8、直線導軌9、鉗口固定板10、平衡連桿11、平衡桿12和平衡桿銷軸13；所述夾具包括兩塊夾持鉗口，分別為左夾持鉗口14和右夾持鉗口15；所述的左右兩個夾持鉗口分別通過鉗口固定板固定在左右兩個直線軸承殼上，直線軸承殼安裝在直線導軌上，直線導軌固定于夾持安裝座上；左右兩個直線軸承殼通過左右兩個平衡連桿和平衡桿相連，平衡桿通過平衡桿銷軸固定在夾持安裝板上。左夾持鉗口和右夾持鉗口在氣缸的動力驅(qū)動下，并且在同步機構的作用下，做同步的左右運動；且左夾持鉗口與右夾持鉗口的運動方向相反。

所述的柔性磨削機構，如圖1、圖2、圖4所示，包括安裝板16、直線軸承17、滑桿18、套在滑竿上的彈簧19、固定滑桿的防脫尼龍片20以及滑桿連接桿21；所述的柔性磨削機構與同步夾持機構通過滑桿相連，滑桿的一端固定在夾持安裝座上，另一端通過防脫尼龍片滑桿連接桿固定，其中滑桿和安裝板之間通過直線軸承連接；所述的彈簧套在滑桿上。在磨削機構抵壓同步夾持機構時，由于彈簧和滑桿的作用，同步夾持機構能完全貼合磨削機構，進行柔性磨削。

所述的磨削感知機構，如圖4所示，包括前后接觸板22、放大器擺桿23、放大器軸24、放大器軸承殼25、以及傳感器26。所述的前后接觸板一端與夾持安裝板固定，另一端與放大器擺桿相連；所述的放大器擺桿通過放大器軸與放大器軸承殼相連；放大器軸承殼與安裝板相固定。傳感器安裝在放大器擺桿的另一端，用來感知放大器擺桿的位置。

對于所述的同步夾持機構夾持五金鉗，具體運動過程如下：待工件安放到電磁鐵上，在左右氣缸的動力驅(qū)動下，左右兩個夾持鉗口向中間靠近，由于氣缸存在壓力差，或者氣缸氣動不同時，下面分兩種情況進行說明：1、若左邊的氣缸先啟動，則先帶動左邊的夾持鉗口向中心運動，同時帶動左直線軸承殼向中心運動，同時推動平衡連桿運動，帶動平衡桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動右平衡連桿運動，帶動右直線軸承殼運動，帶動右夾持鉗口向中心運動，保證了左右鉗口的同步性；2、同理，若右邊氣缸先啟動，也能保證左右夾持鉗口運動的同步性。因此工件在左右夾持鉗口同步運動靠近的左右下，牢牢的固定在中心線。

對于所述的磨削感知機構，具體原理如下：在磨削機構靠近被固定在同步夾持機構上的工件，同時在彈簧的作用下，磨削機構的砂帶牢牢與工件緊靠，由于位移量十分微小，采用放大位移的放大器，使得傳感器能夠檢測到。當磨削機構靠近，前后接觸板向后移動，帶動放大器擺桿運動，采用杠桿原理，放大擺桿一端的位移，使得傳感器測的。

因此，本發(fā)明所述的應用于五金鉗類工具磨削的感知定位夾緊工件的方法，包括以下步驟：（1）從送料機構送工件到夾持安裝板的電磁鐵上，在氣缸的驅(qū)動下，同步夾持機構的左右兩個夾持鉗口同步向中心靠近，使得工件處于中心線位置；（2）磨削機構靠近夾緊在感知定位夾緊綜合體上的工件，只有磨削機構靠近一定程度，在感知機構的作用下，傳感器得到信號，此時磨削才能進行；（3）在彈簧的作用下，進行柔性磨削。（4）待磨削完成好，在夾持機構的幫助下進行換面動作；（5）重復步驟2-3，直至磨削完成。

本發(fā)明方案所公開的技術手段不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。