一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，包括柔性模安裝支架系統(tǒng)、柔性模運動系統(tǒng)、約束層壓緊系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)；柔性模安裝支架系統(tǒng)包括柔性模放置臺和支架，柔性模放置臺上開設(shè)有多個雙“U”形凹槽；柔性模運動系統(tǒng)包括依次連接的推桿、連接桿、加載桿和電機；約束層壓緊系統(tǒng)包括依次連接的氣缸、傳動塊、轉(zhuǎn)動軸和壓頭；運動控制系統(tǒng)包括控制箱和計算機；計算機與控制箱電連接；所述柔性模放置臺、電機和氣缸均與控制箱電連接。本發(fā)明通過利用電機和氣缸相結(jié)合的方式實現(xiàn)整個柔性模的安裝過程，保證了柔性模的平整性，提高了制造過程的可復(fù)制性和工作效率。
【專利說明】
一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機械先進制造微零件領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，微納米科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得微制造業(yè)迅速發(fā)展，微器件在人們的生活、工作、研究等領(lǐng)域中廣泛地被關(guān)注和使用，金屬薄板微成形技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注。
[0003]激光柔性加載成形金屬薄板的方法以其較高的柔性和精度等優(yōu)點，成為制造微零件的重要方法。但目前，柔性模的安裝主要靠人工手動進行，存在著一些問題，包括:(I)柔性模為橡膠薄膜，質(zhì)地較軟，易起皺，在安裝過程中會產(chǎn)生起皺不平的現(xiàn)象，不能很好的貼合約束層，這會影響制造零件的尺寸精度。(2)手工安裝柔性模不能對柔性模進行定位，導(dǎo)致柔性模在約束層上的位置和形態(tài)無法保證，這給下一個步驟的操作帶來了很大的不確定因素，影響下一步驟的生產(chǎn)效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中人工手動安裝柔性模的不足，本發(fā)明提供了一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置與方法，利用電機和氣缸相結(jié)合的方式實現(xiàn)整個柔性模的安裝過程，提高制造過程的可復(fù)制性和工作效率。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]—種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，包括柔性模安裝支架系統(tǒng)、柔性模運動系統(tǒng)、約束層壓緊系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)；
[0007]所述柔性模安裝支架系統(tǒng)包括柔性模放置臺和支架，所述柔性模放置臺固定在支架的上表面中心位置處;所述柔性模放置臺上開設(shè)有多個雙“U”形凹槽;所述支架的正面兩端設(shè)有基座;所述支架的正面開有運動系統(tǒng)放置腔;所述運動系統(tǒng)放置腔底部外側(cè)開有避讓槽；
[0008]所述柔性模運動系統(tǒng)包括推桿、連接桿、加載桿和電機;所述電機固定在運動系統(tǒng)放置腔底部內(nèi)側(cè);所述電機的輸出軸緊固連接加載桿;所述加載桿通過銷釘連接連接桿;所述連接桿通過銷釘連接推桿;所述推桿穿出支架的上表面，且可在支架中上下移動；
[0009]所述約束層壓緊系統(tǒng)包括氣缸、傳動塊、轉(zhuǎn)動軸和壓頭;所述氣缸安裝在支架的底部，且位于避讓槽的外側(cè);所述氣缸的輸出軸通過銷釘與傳動塊連接;所述轉(zhuǎn)動軸安裝在傳動塊的圓孔內(nèi)，且為緊固連接;所述轉(zhuǎn)動軸的兩端安裝到基座的孔內(nèi)；所述壓頭安裝在轉(zhuǎn)動軸上，且為緊固連接；
[0010]所述運動控制系統(tǒng)包括控制箱和計算機;所述計算機與控制箱電連接;所述柔性模放置臺、電機和氣缸均與控制箱電連接。
[0011 ]進一步的，所述壓頭安裝在轉(zhuǎn)動軸的中心位置處;所述壓頭相對于柔性模放置臺一端的下表面與支架上表面平行。
[0012]進一步的，所述柔性模放置臺上均勻分布有4個雙“U”形凹槽，每個雙“U”形凹槽之間間隔90° ;每一個雙“U”形凹槽分為約束層放置槽和柔性模放置槽，約束層放置槽尺寸大于柔性模放置槽尺寸，約束層放置槽在柔性模放置槽的上方。
[0013]進一步的，所述約束層放置槽和柔性模放置槽的高度相同，均為3mm。
[0014]進一步的，所述避讓槽為矩形槽，其深度為10mm。
[0015]進一步的，所述柔性模放置臺的側(cè)面呈“凸”字型。
[0016]一種激光柔性加載中柔性模安裝的方法，包括如下步驟:
[0017]S1:將電機安裝在運動系統(tǒng)放置腔中，將電機、加載桿、連接桿和推桿依次連接，并將推桿安裝到支架上表面的開孔內(nèi)，使推桿可以在支架上下移動；
[0018]S2:將柔性模放置臺通過螺釘安裝在支架的上表面的中心位置處，且保證安裝好的柔性模放置臺的上平面和支架上平面保持水平；
[0019]S3:將壓頭安裝在轉(zhuǎn)動軸的中心位置處;將傳動塊安裝在轉(zhuǎn)動軸偏右一側(cè);隨后將轉(zhuǎn)動軸安裝在支架的基座孔內(nèi)；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動軸，以調(diào)整壓頭的位置，使安裝完成時壓頭與支架上表面相齊平，到達可以接觸的狀態(tài);根據(jù)此時傳動塊的位置，將氣缸通過螺釘安裝在支架上，安裝完成時保證氣缸與支架保持垂直;隨后利用銷釘將氣缸和傳動塊連接起來；
[0020]S4:將計算機與控制箱進行電連接，并分別將控制箱電連接到柔性模放置臺、電機和氣缸；
[0021 ] S5:調(diào)整氣缸使得壓頭處于卸載位置，此時壓頭呈打開狀態(tài)，不與支架上表面相接觸;利用控制箱將柔性模放置臺旋轉(zhuǎn)角度，使得雙“U”形凹槽正好位于推桿的正上方，同時推桿與雙“U”形凹槽之間仍有間隙；
[0022]S6:將涂有吸收層的柔性模表面沾上水，放置到推桿的上平面;將約束層放置在約束層放置槽中，且保證4個約束層放置槽中都放有約束層；利用控制箱，驅(qū)動氣缸、加載壓頭，使得壓頭正好可以壓緊約束層;驅(qū)動柔性模運動系統(tǒng)中的推桿向上運動，直到一面涂有吸收層的柔性?？梢哉觅N合在約束層上，柔性模的安裝完成。
[0023]S7:推桿向下運動，壓頭回到卸載狀態(tài)，柔性模放置臺順時針旋轉(zhuǎn)90°;重復(fù)步驟S6和步驟S7，即可實現(xiàn)多次柔性模的安裝。
[0024]進一步的，步驟S6所述吸收層為黑漆;所述柔性模為具有高彈特性的橡膠薄膜;所述約束層的材料為亞克力板;所述約束層的結(jié)構(gòu)尺寸和約束層放置槽的結(jié)構(gòu)尺寸一樣。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]本發(fā)明所述一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置與方法克服了傳統(tǒng)技術(shù)中手動對柔性模進行安裝的不足，利用電機和氣缸相結(jié)合的方式，實現(xiàn)整個過程的自動化安裝。利用柔性模運動系統(tǒng)和約束層壓緊系統(tǒng)，從而保證了安裝柔性模的可靠性，能夠使柔性模較為平整地安裝在約束層上。通過利用推桿和約束層放置槽之間的固定位置關(guān)系，保證了柔性模在約束層中的安裝位置，提高了制造過程的可復(fù)制性和工作效率。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所述激光柔性加載中柔性模安裝的裝置軸側(cè)示意圖。
[0028]圖2為本發(fā)明所述激光柔性加載中柔性模安裝的裝置側(cè)面示意圖。
[0029]圖3為本發(fā)明所述柔性加載的布置示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明如下:
[0031]丨-控制箱，2-計算機，3-氣缸，4-傳動塊，5-轉(zhuǎn)動軸，6-壓頭，7-柔性模放置臺，8_推桿，9-支架，I O-基座，11-連接桿，12-加載桿，13-電機，14-避讓槽，15-約束層放置槽，16_柔性模放置槽，17-約束層，18-吸收層，19-柔性模，20-運動系統(tǒng)放置腔。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0033]如圖1和圖2所示，一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，包括柔性模安裝支架系統(tǒng)、柔性模運動系統(tǒng)、約束層壓緊系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng);所述柔性模安裝支架系統(tǒng)包括柔性模放置臺7和支架9，所述柔性模放置臺7的側(cè)面呈“凸”字型，所述柔性模放置臺7固定在支架9的上表面中心位置處;所述柔性模放置臺7上均勻開設(shè)有4個雙“U”形凹槽;每個雙“U”形凹槽之間間隔90° ；每一個雙“U”形凹槽分為約束層放置槽15和柔性模放置槽16，約束層放置槽15尺寸大于柔性模放置槽16尺寸，約束層放置槽15在柔性模放置槽16的上方。所述支架9的正面兩端設(shè)有基座10;所述支架9的正面開有運動系統(tǒng)放置腔20;所述運動系統(tǒng)放置腔20底部外側(cè)開有避讓槽14，所述避讓槽14為矩形槽，其深度為10mm。所述約束層放置槽15和柔性模放置槽16的高度相同，均為3mm。
[0034]所述柔性模運動系統(tǒng)包括推桿8、連接桿11、加載桿12和電機13;所述電機13固定在運動系統(tǒng)放置腔20底部內(nèi)側(cè);所述電機13的輸出軸緊固連接加載桿12，不可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)動;所述加載桿12通過銷釘連接連接桿11，它們之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)動。所述連接桿11通過銷釘連接推桿8，它們之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)動;所述推桿8穿出支架9的上表面，保證推桿8可以在支架9中上下自由移動。
[0035]所述約束層壓緊系統(tǒng)包括氣缸3、傳動塊4、轉(zhuǎn)動軸5和壓頭6;所述氣缸3通過螺釘安裝在支架9的底部，且位于避讓槽14的外側(cè)，安裝完成時保證氣缸3與支架9之間保證垂直。所述氣缸3的輸出軸通過銷釘與傳動塊4連接，保證傳動塊4與氣缸3之間可以發(fā)生相對轉(zhuǎn)動;所述轉(zhuǎn)動軸5安裝在傳動塊4的圓孔內(nèi)，且為緊固連接，轉(zhuǎn)動軸5和傳動塊4之間不可以發(fā)生轉(zhuǎn)動;所述轉(zhuǎn)動軸5的兩端安裝到基座10的孔內(nèi)；所述壓頭6安裝在轉(zhuǎn)動軸5上，且為緊固連接;所述壓頭6安裝在轉(zhuǎn)動軸5的中心位置處;所述壓頭6相對于柔性模放置臺7—端的下表面與支架9上表面平行。
[0036]所述運動控制系統(tǒng)包括控制箱I和計算機2;所述計算機2與控制箱I電連接;所述柔性模放置臺7、電機13和氣缸3均與控制箱I電連接。
[0037]—種激光柔性加載中柔性模安裝的方法，包括如下步驟:
[0038]S1:將電機13安裝在運動系統(tǒng)放置腔20中，將電機13、加載桿12、連接桿11和推桿8依次連接，并將推桿8安裝到支架9上表面的開孔內(nèi)，使推桿8可以在支架9上下移動，實現(xiàn)柔性模19的運動，達到安裝柔性模19的目的；
[0039]S2:將柔性模放置臺7通過螺釘安裝在支架9的上表面的中心位置處，且保證安裝好的柔性模放置臺7的上平面和支架9上平面保持水平；
[0040]S3:將壓頭6安裝在轉(zhuǎn)動軸5的中心位置處;將傳動塊4安裝在轉(zhuǎn)動軸5偏右一側(cè);隨后將轉(zhuǎn)動軸5安裝在支架9的基座10孔內(nèi)；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動軸5，以調(diào)整壓頭6的位置，使安裝完成時壓頭6與支架9上表面相齊平，到達可以接觸的狀態(tài)，使得約束層17可以較平地壓緊;根據(jù)此時傳動塊4的位置，將氣缸3通過螺釘安裝在支架9上，安裝完成時保證氣缸3與支架9保持垂直;隨后利用銷釘將氣缸3和傳動塊4連接起來；
[0041]S4:將計算機2與控制箱I進行電連接，并分別將控制箱I電連接到柔性模放置臺7、電機13和氣缸3;
[0042]S5:調(diào)整氣缸3使得壓頭6處于卸載位置，此時壓頭6呈打開狀態(tài)，不與支架9上表面相接觸;利用控制箱I將柔性模放置臺7旋轉(zhuǎn)角度，使得雙“U”形凹槽正好位于推桿8的正上方，同時推桿8與雙“U”形凹槽之間仍有間隙；
[0043]S6:將涂有吸收層18的柔性模19表面沾上水，放置到推桿8的上平面;將約束層17放置在約束層放置槽15中，且保證4個約束層放置槽15中都放有約束層17;利用控制箱1，驅(qū)動氣缸3、加載壓頭6，使得壓頭6正好可以壓緊約束層17;驅(qū)動柔性模運動系統(tǒng)中的推桿8向上運動，直到一面涂有吸收層18的柔性模19可以正好貼合在約束層17上，柔性模19的安裝完成。
[0044]S7:推桿8向下運動，壓頭6回到卸載狀態(tài)，柔性模放置臺7順時針旋轉(zhuǎn)90° ;重復(fù)步驟S6和步驟S7，即可實現(xiàn)多次柔性模19的安裝。
[0045]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，包括柔性模安裝支架系統(tǒng)、柔性模運動系統(tǒng)、約束層壓緊系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)； 所述柔性模安裝支架系統(tǒng)包括柔性模放置臺(7)和支架(9)，所述柔性模放置臺(7)固定在支架(9)的上表面中心位置處;所述柔性模放置臺(7)上開設(shè)有多個雙“U”形凹槽;所述支架(9)的正面兩端設(shè)有基座(10);所述支架(9)的正面開有運動系統(tǒng)放置腔(20);所述運動系統(tǒng)放置腔(20)底部外側(cè)開有避讓槽(14); 所述柔性模運動系統(tǒng)包括推桿(8)、連接桿(11)、加載桿(12)和電機(13);所述電機(13)固定在運動系統(tǒng)放置腔(20)底部內(nèi)側(cè);所述電機(13)的輸出軸緊固連接加載桿(12);所述加載桿(12)通過銷釘連接連接桿(11);所述連接桿(11)通過銷釘連接推桿(8);所述推桿(8)穿出支架(9)的上表面，且可在支架(9)中上下移動； 所述約束層壓緊系統(tǒng)包括氣缸(3)、傳動塊(4)、轉(zhuǎn)動軸(5)和壓頭(6);所述氣缸(3)安裝在支架(9)的底部，且位于避讓槽(14)的外側(cè);所述氣缸(3)的輸出軸通過銷釘與傳動塊(4)連接;所述轉(zhuǎn)動軸(5)安裝在傳動塊(4)的圓孔內(nèi)，且為緊固連接;所述轉(zhuǎn)動軸(5)的兩端安裝到基座(10)的孔內(nèi)；所述壓頭(6)安裝在轉(zhuǎn)動軸(5)上，且為緊固連接； 所述運動控制系統(tǒng)包括控制箱(I)和計算機(2);所述計算機(2)與控制箱(I)電連接；所述柔性模放置臺(7)、電機(13)和氣缸(3)均與控制箱(I)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，所述壓頭(6)安裝在轉(zhuǎn)動軸(5)的中心位置處;所述壓頭(6)相對于柔性模放置臺(7)—端的下表面與支架(9)上表面平行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，所述柔性模放置臺(7)上均勻分布有4個雙“U”形凹槽，每個雙“U”形凹槽之間間隔90° ;每一個雙“U”形凹槽分為約束層放置槽(15)和柔性模放置槽(16)，約束層放置槽(15)尺寸大于柔性模放置槽(16)尺寸，約束層放置槽(15)在柔性模放置槽(16)的上方。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，所述約束層放置槽(15)和柔性模放置槽(16)的高度相同，均為3mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，所述避讓槽(14)為矩形槽，其深度為I Omm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的裝置，其特征在于，所述柔性模放置臺(7)的側(cè)面呈“凸”字型。7.—種激光柔性加載中柔性模安裝的方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:將電機(13)安裝在運動系統(tǒng)放置腔(20)中，將電機(13)、加載桿(12)、連接桿(11)和推桿(8)依次連接，并將推桿(8)安裝到支架(9)上表面的開孔內(nèi)，使推桿(8)可以在支架(9)上下移動； S2:將柔性模放置臺(7)通過螺釘安裝在支架(9)的上表面的中心位置處，且保證安裝好的柔性模放置臺(7)的上平面和支架(9)上平面保持水平； S3:將壓頭(6)安裝在轉(zhuǎn)動軸(5)的中心位置處;將傳動塊(4)安裝在轉(zhuǎn)動軸(5)偏右一偵L隨后將轉(zhuǎn)動軸(5)安裝在支架(9)的基座(10)孔內(nèi)；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動軸(5)，以調(diào)整壓頭(6)的位置，使安裝完成時壓頭(6)與支架(9)上表面相齊平，到達可以接觸的狀態(tài);根據(jù)此時傳動塊(4)的位置，將氣缸(3)通過螺釘安裝在支架(9)上，安裝完成時保證氣缸(3)與支架(9)保持垂直;隨后利用銷釘將氣缸(3)和傳動塊(4)連接起來；S4:將計算機(2)與控制箱(I)進行電連接，并分別將控制箱(I)電連接到柔性模放置臺(7)、電機(13)和氣缸(3);S5:調(diào)整氣缸(3)使得壓頭(6)處于卸載位置，此時壓頭(6)呈打開狀態(tài)，不與支架(9)上表面相接觸;利用控制箱(I)將柔性模放置臺(7)旋轉(zhuǎn)角度，使得雙“U”形凹槽正好位于推桿(8)的正上方，同時推桿(8)與雙“U”形凹槽之間仍有間隙；S6:將涂有吸收層(18)的柔性模(19)表面沾上水，放置到推桿(8)的上平面;將約束層(17)放置在約束層放置槽(15)中，且保證4個約束層放置槽(15)中都放有約束層(17);利用控制箱(I)，驅(qū)動氣缸(3)、加載壓頭(6)，使得壓頭(6)正好可以壓緊約束層(17);驅(qū)動柔性模運動系統(tǒng)中的推桿(8)向上運動，直到一面涂有吸收層(18)的柔性模(19)可以正好貼合在約束層(17)上，柔性模(19)的安裝完成。 S7:推桿(8)向下運動，壓頭(6)回到卸載狀態(tài)，柔性模放置臺(7)順時針旋轉(zhuǎn)90°;重復(fù)步驟S6和步驟S7，即可實現(xiàn)多次柔性模(19)的安裝。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種激光柔性加載中柔性模安裝的方法，其特征在于，步驟S6所述吸收層(18)為黑漆;所述柔性模(19)為具有高彈特性的橡膠薄膜;所述約束層(17)的材料為亞克力板，所述約束層(17)的結(jié)構(gòu)尺寸和約束層放置槽(15)的結(jié)構(gòu)尺寸一樣。
【文檔編號】B23P19/027GK106002185SQ201610382533
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】劉會霞, 沙朝飛, 王霄, 孫先慶, 李聰, 李立銀, 高帥, 沈宗寶, 馬友娟
【申請人】江蘇大學(xué)