【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于夹紧设备，涉及一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置。
技术介绍
1、工装夹具是一种用于制造、加工和组装过程中的工业工具，旨在固定、定位和保持工件的位置，以便进行精确的加工、装配和检测。它们在制造业中起到关键作用，可以提高生产效率、确保产品质量。其中虎钳是一种常用的工装夹具，用于固定和定位工件，以便进行各种切削、铣削、钻孔、镗削等加工操作。
2、虎钳使用过程中一般由人工控制夹持力，在对夹持力控制要求较高的场景中无法满足要求。一方面，夹紧力过大会导致薄壁工件变形或硬脆材料破碎，过小会导致工件受力松动，降低加工精度甚至产生事故。一方面，在加工过程中由于切削力、振动和热变形的影响，夹紧力会有持续的动态变化，变化幅度过大同样会产生上述风险。
3、现有专利中鲜有类似专利技术，而涉及夹持力的如中国专利技术专利cn202110266218.1公开了一种带有压力传感器的多功能夹具及控制方法，其中包括用以对工件进行支撑的夹板、用以对工件施加夹持力的施力结构、用以对夹持力监控测量的压力传感器、为整体夹具提供支撑作用的支撑结构，施力螺栓下端通过螺纹固定有压力传感器固定螺母，压力传感器固定螺母与压力传感器胶粘连接，压力传感器和平面轴承开槽方块胶粘连接，平面轴承开槽方块内设置有轴承滚珠，通过压力传感器来检测夹持力，通过施力螺栓来调整夹持力。但该专利技术仅能实现对夹持力的测量，并不能在工作过程中实现对夹持力的实时补偿。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，包括柔性铰链、双层盖板外层、护口板、护口板固定螺栓、基座固定螺栓、柱状压电陶瓷、压电陶瓷预紧螺栓、装置框架、双层盖板内层、虎钳基座和片状压电陶瓷；
4、其中，护口板通过护口板固定螺栓固定在双层盖板外层上；双层盖板外层与双层盖板内层分别通过柔性铰链连接于装置框架；装置框架后侧中间设置有螺纹孔，压电陶瓷预紧螺栓通过上述螺纹孔将柱状压电陶瓷固定于双层盖板内层与装置框架后侧之间；装置框架通过基座固定螺栓固定于虎钳基座的后侧顶部；片状压电陶瓷置于双层盖板外层与双层盖板内层之间。
5、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，通过旋拧压电陶瓷预紧螺栓施加预紧力，预紧力为柱状压电陶瓷出力的10％～25％。
6、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述柱状压电陶瓷、双层盖板外层、片状压电陶瓷和双层盖板内层通过串联方式连接；同时实现检测功能和补偿功能。
7、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述片状压电陶瓷实现检测夹持力；片状压电陶瓷为片状结构，实现减小装置体积。
8、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述柱状压电陶瓷实现补偿夹持力；柱状压电陶瓷为柱状，截面积较小，实现高精度逆压电效应调控压力。
9、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述柱状压电陶瓷、双层盖板外层、片状压电陶瓷和双层盖板内层实现在水平方向小幅度自由移动。
10、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述柱状压电陶瓷置于双层盖板外层后端和电陶瓷预紧螺栓之间；双层盖板内层的外层设置有两个螺纹孔，通过两个螺纹孔连接护口板。
11、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，持力实时监测与动态补偿装置还包括电控系统；电控系统包括电压放大器、ad采集模块、信号发生器和计算机；通过电控系统实现根据片状压电陶瓷受到的夹持力进行数据处理，为双层盖板内层提供补偿压力。
12、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，所述片状压电陶瓷焊接正负极导线与电压放大器连接；电压放大器连接ad采集模块；ad采集模块连接计算机；柱形压电陶瓷焊接正负极导线与电压放大器连接；电压放大器与信号发生器连接。
13、在上述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，持力实时监测与动态补偿装置的工作过程为：
14、工作时，片状压电陶瓷受夹持力作用产生压电效应，通过电压放大器放大电压信号，利用ad采集模块采集放大后的电压信号传输至计算机，计算机利用信号发生器将处理后的电压信号施加给柱状压电陶瓷；压电陶瓷产生逆压电效应为双层盖板内层提供补偿压力，实现夹持力的实时补偿。
15、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
16、(1)本专利技术通过压电陶瓷、柔性铰链与支撑框架组合形成压电驱动模块，可实现在切削加工过程中对夹持力的实时动态调整，与压电测力模块共同形成闭环反馈控制，实现切削加工中夹持力的精确控制；
17、(2)本专利技术使用压电陶瓷驱动补偿，与电机驱动方式相比，压电驱动定位精度高、体积小、响应速度快、无电磁干扰、负载高；
18、(3)本专利技术使用柔性铰链替代导轨实现补偿位移导向，体积小，降低装置的体积和重量；
19、(4)本专利技术选用的压电陶瓷传感器等仪器均为测力实验所需的常规仪器，成本较低。采用模块化设计，整体结构简单，便于制造、组装、维护和维修。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：包括柔性铰链(1)、双层盖板外层(2)、护口板(3)、护口板固定螺栓(4)、基座固定螺栓(5)、柱状压电陶瓷(6)、压电陶瓷预紧螺栓(7)、装置框架(8)、双层盖板内层(9)、虎钳基座(10)和片状压电陶瓷(11)；
2.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：通过旋拧压电陶瓷预紧螺栓(7)施加预紧力，预紧力为柱状压电陶瓷(6)出力的10％～25％。
3.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)、双层盖板外层(9)、片状压电陶瓷(11)和双层盖板内层(2)通过串联方式连接；同时实现检测功能和补偿功能。
4.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述片状压电陶瓷(11)实现检测夹持力；片状压电陶瓷(11)为片状结构，实现减小装置体积。
5.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)实现补偿夹持力；柱状压电陶瓷(6)为柱状
6.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)、双层盖板外层(9)、片状压电陶瓷(11)和双层盖板内层(2)实现在水平方向小幅度自由移动。
7.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)置于双层盖板外层(9)后端和电陶瓷预紧螺栓(7)之间；双层盖板内层(2)的外层设置有两个螺纹孔，通过两个螺纹孔连接护口板(3)。
8.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：持力实时监测与动态补偿装置还包括电控系统；电控系统包括电压放大器、AD采集模块、信号发生器和计算机；通过电控系统实现根据片状压电陶瓷(11)受到的夹持力进行数据处理，为双层盖板内层(9)提供补偿压力。
9.根据权利要求8所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述片状压电陶瓷(11)焊接正负极导线与电压放大器连接；电压放大器连接AD采集模块；AD采集模块连接计算机；柱形压电陶瓷(6)焊接正负极导线与电压放大器连接；电压放大器与信号发生器连接。
10.根据权利要求9所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：持力实时监测与动态补偿装置的工作过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：包括柔性铰链(1)、双层盖板外层(2)、护口板(3)、护口板固定螺栓(4)、基座固定螺栓(5)、柱状压电陶瓷(6)、压电陶瓷预紧螺栓(7)、装置框架(8)、双层盖板内层(9)、虎钳基座(10)和片状压电陶瓷(11)；
2.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：通过旋拧压电陶瓷预紧螺栓(7)施加预紧力，预紧力为柱状压电陶瓷(6)出力的10％～25％。
3.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)、双层盖板外层(9)、片状压电陶瓷(11)和双层盖板内层(2)通过串联方式连接；同时实现检测功能和补偿功能。
4.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述片状压电陶瓷(11)实现检测夹持力；片状压电陶瓷(11)为片状结构，实现减小装置体积。
5.根据权利要求1所述的一种虎钳夹持力实时监测与动态补偿装置，其特征在于：所述柱状压电陶瓷(6)实现补偿夹持力；柱状压电陶瓷(6)为柱状，截面积较小，实现高精度逆压电效应调控压力。
6.根据权利要求1所述的一种虎钳夹...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭辉，杜浩轩，宋楠，王松，王新永，李俊宁，杨云华，隋天一，张津硕，王俊虎，黄凤春，崔文龙，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。