CN104128836A - 一种气压定位夹紧的快换机构 - Google Patents

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    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting

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Abstract

本发明涉及一种气压定位夹紧的快换机构。目的是提供的快换机构应具有操作快速、定位精度高、夹紧力大的特点，并且结构紧凑、可提高机床的生产效率。技术方案是：一种上下料气压定位夹紧的快换机构，包括与待加工工件连接的母本体1；其特征在于：该机构还包括通过一钢珠夹紧结构与母本体进行啮合和分离运动的公本体以及驱动公本体的动力组件；所述母本体上制作有用于配合的直孔，公本体端面上则制有一可与所述直孔插接配合的柱形头。

Description

一种气压定位夹紧的快换机构
技术领域
本发明涉及一种机床的上下料定位夹紧装置，具体是一种气压夹紧的快换机构。
背景技术
现有机床的生产过程中，机床的上下料通常需要花费较多的时间；操作人员需要先取下已加工完成的工件，然后把待加工工件移送至机床夹具中并进行定位锁紧。由于此类操作需要耗费一定的时间，因此降低了生产效率，尚需作进一步改进。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种上下料气压定位夹紧的快换机构；该快换机构应具有操作快速、定位精度高、夹紧力大的特点，并且结构紧凑、可提高机床的生产效率。
本发明的技术方案是：一种上下料气压定位夹紧的快换机构，包括与待加工工件连接的母本体1；其特征在于：该机构还包括通过一钢珠夹紧结构与母本体进行啮合和分离运动的公本体以及驱动公本体的动力组件；所述母本体上制作有用于配合的直孔，公本体端面上则制有一可与所述直孔插接配合的柱形头；
所述钢珠夹紧结构包括放射状分布在柱形头上的若干个滑道、可滑动地定位在每个滑道内的钢珠、沿着柱形头内的滑孔轴向运动以驱动钢珠的活塞以及对活塞施加顶压力的弹簧；所述若干个滑道均自柱形头的轴线贯通于柱形头的圆周面；所述滑孔与柱形头同轴布置；
所述动力组件为通过输气管对公本体输入压缩气体的外部气源。
所述滑孔为上小下大的阶梯孔，所述活塞为与阶梯孔相配合的倒T形。
所述公本体的底端由底座封闭，使阶梯孔中的大孔形成密闭气腔。
所述公本体上制作有至少两个通气道；两个通气道自公本体的外圆周面或/公本体的底端分别与阶梯孔的大孔顶端和底端相通，外部气源的压缩气体分别通过两个通气道进入所述气腔驱使活塞作上升运动或下降运动。
所述直孔的孔壁上制作有强化钢珠啮合力的突起，该突起沿着孔壁的周向延伸并连接成圈。
所述活塞的顶端边沿制成与钢珠配合的锥形面。
所述柱形头的顶端端面布置一通过螺纹固定的防尘盖。
本发明的工作原理是：操作人员把公本体的柱形头对准并插入母本体的直孔，然后切换电磁阀使压缩气体从公本体的一个通气道b进入气腔的底端，产生的气体压力P1驱使活塞上升运动(另一个通气道a被同时切换至与外部导通，以释放气体)，活塞顶端的锥形面推动着钢珠沿着柱形头的外径方向运动，并将钢珠顶压在母本体的直孔孔壁上；由于锥形面上小角度的锥面对钢珠施压的结果，钢珠对母本体的直孔孔壁产生了强大的啮合力，因而公本体与母本体之间的啮合连接极为牢固，可确保两者不会分开。
需要分离时，电磁阀再次切换；压缩气体从另一个通道a输入气腔的顶端，产生的气体压力P2(图5所示)克服弹簧力并推动活塞往下运动(通道b被同时切换与外部导通，以释放气体)，钢珠即脱离母本体的直孔孔壁，在滑道内往柱形头的轴线方向运动，公本体就与母本体脱开。
本发明的有益效果是:
1、只需数秒钟对气路切换就可以夹紧或松开，操作简单，省时省力；
2、结构紧凑，夹紧力大，定位精度高，可显著提高机床生产效率；
3、活塞的动力源为压缩气体，所以无污染，无损耗。
附图说明
图1是本发明分解状态的立体结构示意图。
图2是本发明中母本体与公本体配合过程的主视结构示意图。
图3是图2的剖视结构示意图(过通气道a轴线的旋转视图)。
图4是本发明中母本体与公本体啮合状态的主视结构示意图。
图5是图4的剖视结构示意图(过通气道b轴线的旋转视图)。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示的上下料气压定位夹紧的快换机构，包括相互之间可分离和啮合的公本体4、母本体1，以及动力组件。
所述公本体4连接在机器人手掌上(与机器人手掌连接的视图省略)，母本体1连接待加工工件(连接待加工工件的视图也省略)。
本发明中：所述母本体上制作有直孔1-2(图中显示直孔与母本体同轴布置)，公本体端面上则制有一柱形头4-1；该柱形头与与所述直孔相适合并且可进行插接配合，具体是通过一钢珠夹紧结构进行插接配合，动力由外部气源(通常是气泵)提供，进而实现公本体与母本体的夹紧和分离运动，并且达到中心定位的目的。
所述钢珠夹紧结构中：柱形头上放射状分布着若干个滑道4-11(通常是三个或四个滑道)，这些滑道均自柱形头的轴线贯通于柱形头的圆周面(作为优选，这些滑道的轴线形成的平面垂直于柱形头的轴线)；钢珠3定位在滑道内并且可沿着滑道滑动；柱形头内制作有沿着轴线布置的滑孔4-2，活塞6可在滑孔内沿着柱形头的轴向滑动；弹簧5位于活塞下方，对活塞施加往上的顶压力(目的是保持公本体与母本体的啮合状态)，弹簧的下端由公本体的底座7托持；活塞顶端边沿与钢珠配合时，可顶推钢珠使其产生与母本体孔壁的啮合力。
所述滑孔与柱形头同轴布置并且为上小下大的阶梯孔，公本体的底端与底座7密封并固定连接，使得阶梯孔中的大孔形成一密闭气腔；所述活塞杆则制成与阶梯孔相配合的礼帽状结构(倒T形)，帽檐状的下摆6-1置入前述密闭气腔内。所述公本体上制作有至少两个通气道(通气道a、通气道b)；每个通气道与阶梯孔的大孔贯通；由图可知：通气道a或通气道b均自公本体的外圆周面与阶梯孔的大孔贯通(图中显示：通气道a与阶梯孔的大孔顶端相通，通气道b与阶梯孔的底端相通)，或/从公本体的底端与阶梯孔的大孔贯通，外部气源通过公本体上的通气道与密闭气腔相通后，压缩空气的压力就转换为机械能，即可对活塞施加往上或往下的推力。显然，外部气源与两个通气道的通断控制，可通过电磁阀实现(如二位四通阀)；这是常规知识，无需细述。
作为进一步的改进，所述直孔的孔壁上制作有突起1-1，该突起沿着孔壁的周向延伸并连接成圈；在母本体与公本体啮合状态时，可有效强化两者之间的锁紧力。
再进一步的改进，所述活塞的顶端边沿制成与钢珠配合的锥形面6-3；该锥形面的角度和宽度可根据需要确定。
此外，所述柱形头的顶端端面布置一防尘盖2；该防尘盖通过螺纹固定在柱形头上。并且，公本体上还制作有清洁孔C；活塞以及帽檐的外圆周面上分别通过沟槽定位着密封圈。
本发明的工作过程是：
机床连接有公本体，机器人手掌也连接有公本体,另外有多个母本体，每个母本体均连接在工夹具上(工夹具上固定有工件，每个工夹具上连接着至少两个母本体)；当机床完成工件加工后，机器人手掌靠近机床，手掌上的公本体与机床上的母本体(其工夹具上固定的工件已加工完毕)快速吸合(同时机床上的公本体与母本体脱开)，接着机器人带动工件(连同母本体与工夹具)到指定位置，公本体和母本体快速分离释放工件(公本体与母本体脱开)；连接公本体的机器人手掌再迅速地与下一个(连接待加工工件的)母本体快速吸合，并迅速靠近机床移送给机床上的公本体固定；这样本发明就达到了快速更换工件的目的，可节省大量时间。

Claims (7)

1.一种上下料气压定位夹紧的快换机构，包括与待加工工件连接的母本体(1)；其特征在于：该机构还包括通过一钢珠夹紧结构与母本体进行啮合和分离运动的公本体(4)以及驱动公本体的动力组件；所述母本体上制作有用于配合的直孔(1-2)，公本体端面上则制有一可与所述直孔插接配合的柱形头(4-1)；
所述钢珠夹紧结构包括放射状分布在柱形头上的若干个滑道(4-11)、可滑动地定位在每个滑道内的钢珠(3)、沿着柱形头内的滑孔(4-2)轴向运动以驱动钢珠的活塞(6)以及对活塞施加顶压力的弹簧(5)；所述若干个滑道均自柱形头的轴线贯通于柱形头的圆周面；所述滑孔与柱形头同轴布置；
所述动力组件为通过输气管对公本体输入压缩气体的外部气源。
2.根据权利要求1所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述滑孔为上小下大的阶梯孔，所述活塞为与阶梯孔相配合的倒T形。
3.根据权利要求3所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述公本体的底端由底座(7)封闭，使阶梯孔中的大孔形成密闭气腔。
4.根据权利要求3所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述公本体上制作有至少两个通气道；两个通气道自公本体的外圆周面或/公本体的底端分别与阶梯孔的大孔顶端和底端相通，外部气源的压缩气体分别通过两个通气道进入所述气腔驱使活塞作上升运动或下降运动。
5.根据权利要求4所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述直孔的孔壁上制作有强化钢珠啮合力的突起(1-1)，该突起沿着孔壁的周向延伸并连接成圈。
6.根据权利要求5所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述活塞的顶端边沿制成与钢珠配合的锥形面(6-3)。
7.根据权利要求6所述的上下料气压定位夹紧的快换机构，其特征在于：所述柱形头的顶端端面布置一通过螺纹固定的防尘盖(2)。
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