專利名稱：旋擺自動氣缸保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣缸，尤其是涉及一種旋擺自動氣缸保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，中國制造業(yè)既面臨提升制造水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇激烈的市場競爭的壓力，從技術(shù)層面來講加速以推進(jìn)數(shù)控技術(shù)裝備為核心的電傳氣動隨行系統(tǒng)柔性工裝的應(yīng)用將是提高行業(yè)競爭力的關(guān)鍵之一。目前，氣動技術(shù)在自動化裝配工藝及生產(chǎn)線上的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，例如，汽車的自動化生產(chǎn)線上的自動焊接、電子器件的裝配、食品自動化包裝等，但是在數(shù)控加工中，應(yīng)用氣動技術(shù)以實現(xiàn)加工的柔性夾持還沒有先例。在數(shù)控加工中實現(xiàn)柔性夾持，在氣動夾具工裝設(shè)備中有大量的氣缸使用。通過數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)現(xiàn)場的加工情況觀察，存在大量的切屑、切屑液等，在正常使用中，若不對夾具體、氣缸、傳感器進(jìn)行用效的保護(hù)，則金屬切屑、切屑液等不可避免的將飛濺到氣缸的缸體、活塞桿、傳感器及夾具體內(nèi)部機(jī)構(gòu)中，所帶來的后果就是缸體、活塞桿、傳感器及夾具體內(nèi)部機(jī)構(gòu)長期浸泡在冷卻液中必然遭到腐蝕，影響正常工作。傳感器及夾具體內(nèi)部的電氣線路在切屑和切屑液的破壞下，可能造成瞬間破壞而使整個系統(tǒng)癱瘓并報廢。所以在對氣缸機(jī)構(gòu)及夾具體的有效保護(hù)是一個重點問題。與氣缸保護(hù)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，目前有日本專利2001-241406，中國專利200510127947.X、200910008830.8等，這些氣缸保護(hù)機(jī)構(gòu)涉及的對象都為自動氣缸。但是作為Festo的新產(chǎn)品——旋擺、自動氣缸，目前國內(nèi)外，包括德國Festo公司自身都沒有設(shè)計出能對其進(jìn)行有效保護(hù)的機(jī)構(gòu)。因為與普通氣缸不同，此柔性夾持系統(tǒng)所應(yīng)用的氣缸具有旋擺和直動運動功能，要在氣缸活塞桿進(jìn)行旋擺和直行運動對整體進(jìn)行有效的保護(hù)是個技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋擺自動氣缸保護(hù)裝置。本發(fā)明設(shè)有波紋管、波紋管底部固定機(jī)構(gòu)、上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)、波紋管下拉板、波紋管上拉板；所述波紋管的下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)固定在自動氣缸的缸體安裝位置上，所述波紋管的另一端通過波紋管下拉板、波紋管上拉板和螺栓固定在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)上，所述上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的下部與波紋管上拉板之間設(shè)有滾動軸承，在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)有套帽，在套帽內(nèi)側(cè)設(shè)有受力墊。所述波紋管下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)可通過螺栓固定在自動氣缸的缸體安裝位置上。所述滾動軸承上可設(shè)有鎖緊螺套。本發(fā)明為了實現(xiàn)對旋擺自動氣缸的有效保護(hù)，又不影響其他氣路或器械的順暢運動，本發(fā)明的波紋管機(jī)構(gòu)由覆蓋氣缸整體且一端開通，另一端有一偏心圓孔的筒狀體制成，所述開通的一端通過波紋管底部的凸緣壓邊與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)通過螺釘鎖緊在氣缸安裝部位上，另一端通過一特殊固定連接機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)連接，底部固定機(jī)構(gòu)與波紋管凸緣相配合將氣缸安裝面及夾具體內(nèi)部與外部完全隔絕開來，有效地防止了切屑、切屑液等其他東西的進(jìn)入；波紋管的特殊波紋機(jī)構(gòu)能吸收由于活塞桿的伸縮、旋擺運動而產(chǎn)生的多余的松弛。波紋管機(jī)構(gòu)是由交互重復(fù)具有使折皺狀伸縮的細(xì)徑部和粗徑部的折皺結(jié)構(gòu)而形成，由此能夠防止伴隨活塞桿的旋擺、伸縮而發(fā)生的保護(hù)機(jī)構(gòu)的膨脹和松弛，使各個波紋間能實現(xiàn)整齊的折疊收縮，有效地保證工作過程中的美觀。而且特殊的橡膠材料保證了機(jī)構(gòu)在運動過程的靈活性，波紋管在非自然狀態(tài)下有很強(qiáng)的回復(fù)性。波紋管另一端的偏心圓孔機(jī)構(gòu)，根據(jù)氣缸的氣管布線而設(shè)計，可在實現(xiàn)氣路的順暢同時，又保證結(jié)構(gòu)的簡約、大方、美觀。波紋管機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)用一環(huán)狀連接板通過螺釘螺母均布連接，可實現(xiàn)可靠的防水功能。在自動氣缸中實現(xiàn)有效的保護(hù),非常容易,但在旋擺自動氣缸中，活塞桿要帶動動作執(zhí)行部分進(jìn)行直動和旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)加設(shè)的滾動軸承很好解決了問題，在波紋管上拉板中設(shè)計的軸承支撐座和軸承止動套使?jié)L動軸承很好地固定住，又可實現(xiàn)順暢的運動?；钊麠U保護(hù)罩在活塞桿的作用下，就可實現(xiàn)整個旋擺自動氣缸保護(hù)裝置的順暢、有序的運動。特殊結(jié)構(gòu)的活塞桿保護(hù)罩和壓臂處特制密封圈可完全地阻止切屑液的進(jìn)入，經(jīng)過一系列的熱處理、防銹、防腐處理，所以不會因腐蝕而破壞，可以實現(xiàn)整個機(jī)構(gòu)在有效的工作壽命期間實現(xiàn)保護(hù)作用。保護(hù)套帽安裝、拆卸方便簡易，有利于壓臂的更換，再加上聚銨脂受力的作用，使套帽受力均勻，避免了機(jī)構(gòu)因受力不而引起的破壞現(xiàn)象。旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，波紋管機(jī)構(gòu)材料為耐高溫、耐腐蝕、耐磨的橡膠材料通過注塑成型的，波紋管可為各種形狀，具體根據(jù)工作要求進(jìn)行設(shè)計，本方案采用筒形。其他機(jī)構(gòu)部件為經(jīng)過熱處理一加工一熱處理一噴塑的A3材料制成。通過這種旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，可以使氣缸發(fā)揮更好的工作性能，同時提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。本發(fā)明為了解決對數(shù)控機(jī)床氣動隨行夾具中氣缸的有效保護(hù)，提供不僅能吸收伴隨氣缸的活塞桿的伸縮、旋擺運動中的松弛波紋管保護(hù)罩機(jī)構(gòu)，而且可保證夾具體的動作執(zhí)行部件在氣缸活塞桿的旋擺過程中能實現(xiàn)順暢運動，在更換壓臂時很容易實現(xiàn)安裝和拆卸的氣缸保護(hù)機(jī)構(gòu)，同時也保證夾具體在正常工作時所產(chǎn)生的切屑、切屑液等不損壞氣缸、傳感器及其他電氣線路等，保證所有器械的正常使用壽命，降低成本。采用上述機(jī)構(gòu)的旋擺自動氣缸保護(hù)裝置可實現(xiàn)對夾具體運動執(zhí)行部分、氣缸體、活塞桿、傳感檢測器件及夾具體內(nèi)容器械和電氣線路的有效保護(hù)，保證了整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效順暢的工作，使整個設(shè)備美觀大方，與現(xiàn)場其他設(shè)備搭配協(xié)調(diào)。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的波紋管整體視圖。
圖3為本發(fā)明實施例的波紋管上拉板正視圖。圖4為本發(fā)明實施例的波紋管上拉板俯視圖。圖5為本發(fā)明實施例的套帽的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。如圖1 5所示，本發(fā)明設(shè)有波紋管12、波紋管底部固定機(jī)構(gòu)1、上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)5、波紋管下拉板3、波紋管上拉板4 ;所述波紋管12的下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)I固定在自動氣缸2的缸體安裝位置14上，所述波紋管12的另一端通過波紋管下拉板3、波紋管上拉板4和螺栓固定在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)5上，所述上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)5的下部與波紋管上拉板4之間設(shè)有滾動軸承6，在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)5的頂部設(shè)有套帽9，在套帽9內(nèi)側(cè)設(shè)有受力墊8。所述波紋管12下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)I可通過螺栓13固定在自動氣缸2的缸體安裝位置14上。所述滾動軸承6上可設(shè)有鎖緊螺套7。本發(fā)明在夾具體的工作過程中，旋擺、自動氣缸作為主要運動執(zhí)行部件將帶動壓臂及整個保護(hù)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)旋擺及上下運動，在使用過程中，通過保護(hù)機(jī)構(gòu)防止加工切屑、切屑液對氣缸缸體、活塞桿、傳感檢測器件及夾具體內(nèi)容器械和電氣線路的破壞。整個機(jī)構(gòu)的裝配過程為:1、波紋管與上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的固定連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配，通過螺栓、螺母將波紋管上拉板、波紋管內(nèi)固定板和波紋管連接固定成一體，裝配時要保證螺栓、螺母可靠的固定，防止機(jī)構(gòu)在進(jìn)行頻繁運動后發(fā)生松動；2、將滾動軸承6裝入保護(hù)罩的軸承座中，裝配后應(yīng)保證軸承運動的順暢性；3、裝配軸承后的保護(hù)罩與步驟I中裝配好的波紋管與旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的固定連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配，將軸承座慢慢敲入液往管上拉板中的軸承座中，安裝后必須保證裝配的整個機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)順暢的旋轉(zhuǎn)運動；4、完成步驟3后將軸承鎖緊套用專用工具上緊，可靠地定位夾緊軸承，保證剛好可靠的固定滾動軸承的內(nèi)圈；5、將安裝好的整個機(jī)構(gòu)放入已安裝好氣缸的位置，此時要特別注意氣管的安裝位置，正確的安裝使波紋管中的偏心位置在沒有氣管的方向上，用螺栓通過波紋管固定板將整個機(jī)構(gòu)鎖緊在夾具體上；6、安裝壓臂11與防水密封圈10，將防水密封圈先套在壓臂上，安裝過程中再根據(jù)具體位置要求調(diào)整好位置，并氣缸的壓緊位置；7、最后將裝有受力墊的套帽與旋轉(zhuǎn)保護(hù)罩通過螺釘連接。根據(jù)加工要求，氣缸成品件的形狀如圖1所示，氣缸的氣管與旋擺、直線運動的導(dǎo)向螺母在同一側(cè)，故將氣缸的波紋管保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計為中空的直筒狀，底部通孔，頂部根據(jù)氣缸的特殊要求設(shè)計為一偏心孔。旋擺自動氣缸保護(hù)裝置裝設(shè)在夾具體座與壓臂之間，保護(hù)機(jī)構(gòu)與夾具體通過螺栓用固定板將波紋管與夾具體座連接，并保證了有效的防水功能，因為波紋管的凸緣部分相當(dāng)于防水密封圈的作用。壓臂與氣缸活塞桿通過螺母連接，在旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)處有一特殊設(shè)計的防水密封圈。在工作過程中，旋擺自動氣缸保護(hù)裝置為氣缸、夾具體提供了一個封閉的空間，這一封閉空間與夾具體內(nèi)部相通，夾具體底部又與大氣相通，所以可以有效地保證封閉空間的氣體順暢的排出，在不影響保護(hù)機(jī)構(gòu)的正常工作時，同時保證在機(jī)床加工時將切屑、切屑液與設(shè)備的關(guān)鍵零部件完全隔絕開來。波紋管是根據(jù)氣缸的特殊結(jié)構(gòu)形狀，由專門開發(fā)的模具注塑成型，特殊的橡膠材料使波紋管在運動過程有很強(qiáng)的靈活性和回復(fù)性。特有的交互重復(fù)的細(xì)徑部和粗徑部的折皺結(jié)構(gòu)，保證保護(hù)機(jī)構(gòu)在工作過程中伴隨活塞桿的旋擺、伸縮而發(fā)生的膨脹和松弛時，乃能使各個波紋間能實現(xiàn)整齊的折疊收縮，保證工作時美觀。在工作過程中，整個夾具體雖然在滿是切屑及切屑液的惡劣環(huán)境下工作，但是氣缸保護(hù)機(jī)構(gòu)的波紋管保護(hù)罩及其他構(gòu)件是由特殊材料，且經(jīng)過特殊處理過，具有很強(qiáng)的防油、防水、防腐功能，波紋管耐磨，在允許的工作壽命期間可以有效地實現(xiàn)對氣缸及其他裝備的保護(hù)。為了使所述保護(hù)機(jī)構(gòu)對夾具體內(nèi)部實現(xiàn)可靠的保護(hù)，在波紋管凸緣處加設(shè)了一固定板，在四周均布了 8個螺釘使波紋管凸緣面完全貼合在安裝位置上，而數(shù)控機(jī)床加工時產(chǎn)生的切屑、切屑液被隔離在夾具體外部并在吹氣機(jī)構(gòu)的作用下并將其帶走，方便加工。旋擺、自動氣缸的旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)采用巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，外加一滾動軸承，直接減少了運動過程的接觸作用從而減少了旋擺保護(hù)機(jī)構(gòu)各組成零件運動過程中的摩擦力。整個機(jī)構(gòu)在運動過程中所受的負(fù)載就是各個組成零件本身的自重，通過計算綜合結(jié)構(gòu)尺寸要求采用深溝球軸承。旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)通過波紋管上拉板進(jìn)行連接，波紋管上拉板又是通過一固定機(jī)構(gòu)與波紋管進(jìn)行固定，并在運動過程中帶動波紋管的上下直行運動。裝配時，波紋管上拉板安置在波紋管頂部，可以有效地防止切屑液從偏心孔及螺孔中進(jìn)入，波紋管上拉板上平面有一定的斜度。當(dāng)切屑液飛濺到上面時，立刻可以排走，上拉板上的軸承座又可以保證切屑液不會從偏心孔進(jìn)入保護(hù)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，因為軸承座為一突起的空心臺階，在保護(hù)罩的作用下便可以實現(xiàn)安全的保證，整個結(jié)構(gòu)完全可靠。為方便壓臂的更換，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的保護(hù)罩與套帽設(shè)計成可以方便拆卸的特殊結(jié)構(gòu)，在保護(hù)罩與套帽安裝的上表面之間又加貼一層特殊材料的密封圈，保護(hù)罩的上突緣邊沿又采用特殊的結(jié)構(gòu)形式，為了方便壓臂的更換，在與套帽連接安裝壓臂的位置，保護(hù)罩打通，如果缺少有效的保護(hù)方式，切屑液將會從這個部位進(jìn)入機(jī)構(gòu)內(nèi)部，故與套帽相配合采用了特殊的方式。套帽結(jié)構(gòu)上設(shè)計成突出特殊的形狀，剛好與保護(hù)罩的缺口相結(jié)合，使切屑液無法進(jìn)入內(nèi)部。在保護(hù)罩、套帽與壓臂之間又有一特殊形狀，專門設(shè)計的密封圈，以阻止切屑液從壓臂的安裝位置進(jìn)入保護(hù)機(jī)構(gòu)內(nèi)部。套帽上的受力墊將活塞桿的力傳遞到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)而帶動整個機(jī)構(gòu)的順暢運動和保護(hù)作用。以上表述為本發(fā)明的實施方式說明，但是實施方式并不僅限于上述，因為上述的氣缸保護(hù)機(jī)構(gòu)主要是面對德國Festo的旋擺、自動氣缸進(jìn)行說明的，也只是以柔性夾具為例進(jìn)行說明的，但本發(fā)明也能夠良好地應(yīng)用于其他自動化生產(chǎn)線上。
權(quán)利要求
1.旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，其特征在于設(shè)有波紋管、波紋管底部固定機(jī)構(gòu)、上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)、波紋管下拉板、波紋管上拉板；所述波紋管的下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)固定在自動氣缸的缸體安裝位置上，所述波紋管的另一端通過波紋管下拉板、波紋管上拉板和螺栓固定在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)上，所述上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的下部與波紋管上拉板之間設(shè)有滾動軸承，在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)有套帽，在套帽內(nèi)側(cè)設(shè)有受力墊。
2.如權(quán)利要求1所述旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，其特征在于所述波紋管下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)通過螺栓固定在自動氣缸的缸體安裝位置上。
3.如權(quán)利要求1所述旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，其特征在于所述滾動軸承上設(shè)有鎖緊螺套。
全文摘要
旋擺自動氣缸保護(hù)裝置，涉及一種氣缸。設(shè)有波紋管、波紋管底部固定機(jī)構(gòu)、上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)、波紋管下拉板、波紋管上拉板；所述波紋管的下端面與波紋管底部固定機(jī)構(gòu)固定在自動氣缸的缸體安裝位置上，所述波紋管的另一端通過波紋管下拉板、波紋管上拉板和螺栓固定在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)上，所述上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的下部與波紋管上拉板之間設(shè)有滾動軸承，在上部旋轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)有套帽，在套帽內(nèi)側(cè)設(shè)有受力墊?？蓪崿F(xiàn)對夾具體運動執(zhí)行部分、氣缸體、活塞桿、傳感檢測器件及夾具體內(nèi)容器械和電氣線路的有效保護(hù)，保證了整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效順暢的工作，使整個設(shè)備美觀大方，與現(xiàn)場其他設(shè)備搭配協(xié)調(diào)。
文檔編號F15B15/20GK103174700SQ20131011233
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者胡國清, 吳燦云, 王新鄉(xiāng), 陳滿足 申請人:廈門大學(xué)