[发明专利]一种异形条材自动定位导向装置及方法

权利要求书

1.一种异形条材自动定位导向装置及方法，其特征在于：包括开口厚壁圆筒(2)、二个连接转盘(3)、底座圆盘(4)、弧形挡块(5)、连接螺母(6)、顶盖圆盘(7)、螺纹杆(8)、异形条材(9)、滚动轴承(10)、轴承座(11)、销轴(12)、销钉(13)、压力传感器(14)、驱动电机(15)、联轴器(16)；所述驱动电机(15)输出轴与螺纹杆(8)通过联轴器(16)相连，所述螺纹杆(8)与所述连接螺母(6)螺纹连接，所述连接转盘(3)通过销钉(13)与连接螺母(6)连接并形成转动副；

所述连接转盘(3)设有二个导向槽(301)，所述销轴(12)贯穿所述轴承座(11)且上下两端卡设在所述导向槽(301)中，所述滚动轴承(10)安装于轴承座(11)中且沿周向均布在所述开口厚壁圆筒(2)内；

所述弧形挡块(5)通过第一螺钉(101)沿Y轴固定在所述底座圆盘(4)和所述顶盖圆盘(7)之间；所述开口厚壁圆筒(2)通过第二螺钉(102)与所述弧形挡块(5)连接，所述开口厚壁圆筒(2)侧壁均匀开有四个窗口；

二个所述连接转盘(3)分别位于开口厚壁圆筒(2)的上下两端，通过底座圆盘(4)、开口厚壁圆筒(2)与顶盖圆盘(7)限制连接转盘(3)沿Y轴方向的移动，通过弧形挡块(5)限制连接转盘(3)沿X轴与Z轴方向的移动，只保留所述连接转盘(3)绕所述连接转盘(3)轴线方向转动的自由度；所述底座圆盘(4)、连接转盘(3)、开口厚壁圆筒(2)、顶盖圆盘(7)同轴。

2.根据权利要求1所述的一种异形条材自动定位导向装置及方法，其特征在于：所述驱动电机(15)启动，带动螺纹杆(8)转动，通过螺纹杆(8)与连接螺母(6)之间的螺纹配合带动连接螺母(6)沿螺纹杆(8)轴线方向移动；所述连接螺母(6)带动连接转盘(3)绕所述连接转盘(3)轴线转动；所述连接转盘(3)转动，通过销轴(12)带动轴承座(11)和滚动轴承(10)在窗口内运动；所述压力传感器(14)测量所述滚动轴承(10)夹紧所述异形条材(9)的夹紧力大小，当压力达到设定值时，所述驱动电机(15)停止转动。

3.根据权利要求1所述的一种异形条材自动定位导向装置及方法，其特征在于：可对横截面边数不等的异形条材(9)进行定位和导向，二个所述连接转盘(3)可控制四个所述滚动轴承(10)以实现边数S的异形条材(9)定位和导向：

S＝4n(n＝1,2,...)

4.根据权利要求1所述的一种异形条材自动定位装置及方法，其特征在于：当异形条材(9)的大小发生变化时，可通过控制驱动电机(15)的转动圈数N，实对异形条材的夹紧与放松，转动圈数N可通过以下公式(1)方式确定：

式中β是导向槽(301)与连接转盘把手(302)之间夹角，a为异形条材(9)横截面的长边长度，R为初始位置时导向槽(301)中销轴(12)距所述连接转盘(3)轴线的距离，R_L为销钉(13)与所述连接转盘(3)轴线的距离，P为螺纹杆(8)的螺距。

5.根据权利要求1所述的一种异形条材自动定位导向装置及方法，其特征在于：所能穿过异形条材(9)横截面的长边长度a可通过底座圆盘(4)中心孔的半径r和滚动轴承(10)的宽度来确定，公式(2)如下：

所能通过最大尺寸的异形条材(9)满足

所能通过最小尺寸的异形条材(9)满足

a＝l

式中a为异形条材(9)横截面的长，b为异形条材(9)横截面的宽，l为滚动轴承(10)的宽度，r为底座圆盘(4)中心孔半径。

6.根据权利要求4或5所述的一种异形条材自动定位导向装置及方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、判断异形条材(9)横截面的长边长度a是否在l与2r之间，若在，则满足加工条件；

S2、根据公式(1)确定螺纹杆(8)转动圈数，启动驱动电机(15)带动滚动轴承(10)向外转动；

S3、通过人工引导异形条材(9)穿过本装置；

S4、驱动电机(15)带动连接转盘(3)转动，连接转盘(3)控制滚动轴承(10)夹紧物料，当夹紧力达到预定值后，通过力反馈回路控制驱动电机(15)停止转动；

S5、进行下一个工序处理。