CN105058118B - 一种能自动装夹到位的铸件工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动装夹到位的铸件工装夹具，包括PLC、气管、底板、转角油缸、旋转套筒、顶升圆台和正反转电机，底板上设有圆形滑槽，圆形滑槽内均布若干个均设有基准凸柱的基准定位块；每个基准凸柱均能在圆形滑槽内滑动每个基准凸柱的中心均同轴设置有一个轴向通孔；底板中埋设有气管，每根气管上均设有压力传感器。采用上述结构后，压力传感器能检测铸件是否装夹到位，当检测到铸件未安装到位时，PLC将指令自动锁紧把手解除锁紧。接着，PLC指令正反转电机正转，顶升圆台能将铸件顶升；然后，正反转电机反转，带动旋转套筒旋转一定角度后；正反转电机继续正转，顶升圆台下降，使铸件与基准定位块进行再次定位。

Description

一种能自动装夹到位的铸件工装夹具

技术领域

本发明涉及一种铸件生产辅助工具，特别是一种能自动装夹到位的铸件工装夹具。

背景技术

铸件工装有如下几种安装定位方式：

1.台肩固定：通孔套板采用的固定方式。将底部带有凸台的镶块，压入套板后，在通过螺钉将动模支承板或定模座板与套板压紧。如果镶块尺寸过大，还可以在中间设置增强螺钉。 通常圆形镶块一周均带凸台，非圆形镶块只需设置部分凸台，大的镶块两面带凸台，小的镶块单面带凸台即可。对于圆形且有方向要求时，还需设防转销以防止错位。这种固定方式一般适用于型腔较深或多型腔或窄小的镶块不能使用螺钉紧固的压铸模具。

2.螺钉紧固：对圆柱镶块或型腔较浅的模具采用螺钉紧固，对非圆柱形镶块的单型腔压铸模具也可采用螺钉紧固，此时，镶块与套板以及套板与座板之间均为螺钉固定。而对于深型腔，为了便于加工，镶块常采用两块以上的镶块组拼结构。

3.台肩和圆柱销配合紧固：当镶块较单薄且数量多时，加工凸台难度较大，此时只将两外侧镶块加工成凸台，用圆柱销将所有小镶块串接起来，再将所有镶块一道压入套板。

然而，上述装夹定位是否装夹到位，也就是铸件粗基准面到工装定位基准面是否装夹到位，目前主要还是通过人工使用塞尺进行检测，凭粗略的塞尺数据与工作经验判断铸件的工装到位情况。此方式存在着检测不便、精度低、局限性较大、自动化程度差等问题，限制了铸件产品的生产效率。

2012年2月1日公开的申请号为201110230286.9的中国发明专利，其发明名称为“铸件工装检测夹具及其检测方法”，其包括底板、转角油缸和基准凸台，基准凸台由带定位销的基准凸台和内设通孔的基准凸台构成；内设通孔的基准凸台的下方通过管路装有压力传感器，该压力传感器与微电脑控制器相接。上述专利申请，通过监测各个压力传感器中压力的变化，可以监测对应的基准凸台是否有缝隙，也即是否安装到位。

上述铸件工装安装是否到位的检测夹具及工装，确实为操作者和使用者提供了便利，然而，仍然存在着如下不足：

1.当发现铸件工装安装不到位，也即压力传感器所检测压力小于设定值时，微电脑控制器只能进行预警，不能进行调整，仍需人工将铸件搬起后，重新放置及定位调整，然后再次检测。人工定位调整准确度低，一般均需要多次操作，调整时间长，效率低。

2.加工过程中，当转角油缸出现夹紧松动，压力传感器所检测压力小于设定值时，微电脑控制器也只能进行预警，当现场没有操作人员时，设备将会自动停机，当现场长时间无人值班或修理时，该设备也将一直处于停滞状态，这将严重影响生产的加工效率。

3. 当基准凸台顶部或铸件工装底部定位腔内部不平整时，直接将铸件搬起再放下进行定位的方法，很难使铸件工装安装到位，一般需要将铸件工装旋转，调换铸件工装内腔与基准凸台的配对顺序，方能进行准确的安装定位。这样，将增加操作人员的劳动强度，生产效率也将降低。

2015年3月4日公开的申请号为201410491560.1的中国发明专利，其发明创造的名称为“一种铸件工装自动检测与调整夹具”，包括底板、设置于底板中心的转角油缸和均匀设置于转角油缸外周的若干块定位块，每块所述定位块的轴向上均设置有一根中空螺杆，每根中空螺杆的底部均固定在底板上，定位块能相对与其对应的中空螺杆进行轴向移动并锁紧，每根中空螺杆的内腔均连接有一根气管，每根气管上均设置有压力传感器。

上述专利申请中，由于每块定位块均能够轴向移动，因此，也就失去了定位基准的目的，铸件装夹后，在后续操作时，易出现倾斜现象，废品率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种安装定位准确、自动化程度高、生产效率高的能自动调整定位的能自动装夹到位的铸件工装夹具。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种能自动装夹到位的铸件工装夹具，包括PLC、气管、底板和设置于底板中心的转角油缸，所述转角油缸的顶部设置有与PLC相连接的自动锁紧把手；所述转角油缸的底部外周同轴套装有一个旋转套筒，该旋转套筒的外圆周沿周向呈辐射状设置有若干根辐射筋；位于旋转套筒外周的底板上同轴设置有一个圆形滑槽，该圆形滑槽内均布有与辐射筋数量相等的基准定位块；每个基准定位块的底部同轴设置有一个基准凸柱，每个基准凸柱均能在圆形滑槽内滑动，且每个基准凸柱的底平面与圆形滑槽的底凹面相贴合；每个基准凸柱的中心均同轴设置有一个轴向通孔；所述底板中埋设有若干根能与对应轴向通孔相连通的气管，每根所述气管上均设置有与PLC相连接的压力传感器；所述旋转套筒的顶部同轴设置有一个顶升圆台，该顶升圆台下降后的最低高度小于基准定位块的高度；所述底板内还设置有一个与PLC相连接的正反转电机，当正反转电机正转时，能驱动顶升圆台升降；当正反转电机反转时，能驱动旋转套筒旋转。

所述旋转套筒的底部同轴设置有一圈弹性圈。

所述顶升圆台的下表面设置有至少两根顶升柱，两根顶升柱均从旋转套筒中伸出，并与所述正反转电机相连接。

所述基准定位块为四个。

所述底板底部设置有若干个支脚。

本发明采用上述结构后，具有如下有益效果：

上述压力传感器能检测铸件是否装夹到位，当检测到铸件未安装到位时，PLC将指令自动锁紧把手解除锁紧。接着，PLC指令正反转电机正转，顶升圆台能将铸件顶升；然后，正反转电机反转，带动旋转套筒旋转一定角度后；正反转电机继续正转，顶升圆台下降，使铸件与基准定位块进行再次定位。

上述整个检测及调整过程均为自动完成，不需人工操作，安装定位准确、自动化程度高、生产效率高。

附图说明

图1是本发明一种能自动装夹到位的铸件工装夹具的结构示意图。

其中有：1.底板；11.圆形滑槽；2.支脚；3.转角油缸；4.自动锁紧把手；5.PLC；6.旋转套筒；61.弹性圈；62.辐射筋；7.基准定位块；71.基准凸柱；72.轴向通孔；8.顶升圆台；81.顶升柱；9.正反转电机；10.气管；101.压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种能自动装夹到位的铸件工装夹具，包括PLC 5、气管10、底板1和设置于底板1中心的转角油缸3。

上述底板1底部设置有若干个支脚2，使底板1保持水平。

上述转角油缸3的顶部设置有与PLC 5相连接的自动锁紧把手4。

上述转角油缸3的底部外周同轴套装有一个旋转套筒6，该旋转套筒6的外圆周沿周向呈辐射状设置有若干根辐射筋62，优选为4根。

上述旋转套筒6的底部同轴设置有一圈弹性圈61。

位于旋转套筒6外周的底板1上同轴设置有一个圆形滑槽11，该圆形滑槽11内均布有与辐射筋62数量相等的基准定位块7，也即基准定位块7优选为4个。

每个基准定位块7的底部同轴设置有一个基准凸柱71，每个基准凸柱71均能在圆形滑槽11内滑动，且每个基准凸柱71的底平面与圆形滑槽11的底凹面相贴合。

每个基准凸柱71的中心均同轴设置有一个轴向通孔71。

上述底板1中埋设有若干根，优选为4根，均能与对应轴向通孔72相连通的气管10，每根气管10上均设置有与PLC 5相连接的压力传感器101。

上述旋转套筒6的顶部同轴设置有一个顶升圆台8，该顶升圆台8下降后的最低高度小于基准定位块7的高度。

上述底板1内还设置有一个与PLC 5相连接的正反转电机9，当正反转电机9正转时，能驱动顶升圆台8升降；当正反转电机9反转时，能驱动旋转套筒6旋转。

进一步，上述顶升圆台8的升降优选控制方式为：在顶升圆台8的下表面设置有至少两根顶升柱81，两根顶升柱81均从旋转套筒6中伸出，并与正反转电机9相连接。

一种铸件工装夹具自动装夹到位的调整方法，包括如下步骤：

第一步，铸件工装夹具的安装：将旋转套筒同轴套装在转角油缸的底部，在底板的环形滑槽内均布若干个基准定位块，每个基准定位块与旋转套筒之间均通过一根辐射筋固定连接；在旋转套筒的顶部同轴套装一个顶升圆台，并将该顶升圆台与底板内的正反转电机相连接，且使顶升圆台的初始高度小于基准定位块的高度；在底板内埋设气管，每根气管上均连接一个压力传感器；然后，使基准定位块上的轴向通孔与相应的气管相连通；将转角油缸、正反转电机和压力传感器均与PLC相连接；

第二步，铸件初步装夹：将铸件放置于第一步中的基准定位块上，锁紧位于转角油缸顶部的自动锁紧把手；

第三步，铸件初步装夹到位检测：第一步中的气管内通气，压力传感器对气管内的压力进行监测；当气管内压力不小于设定压力时，则铸件的装夹已经到位，直接等待后道工序的操作；否则，判定铸件的装夹为不到位；

第四步，铸件顶升：当第三步中，判定铸件装夹不到位时，PLC指令自动锁紧把手解除锁紧，接着，PLC指令正反转电机正转，顶升圆台在顶升柱的带动下将铸件进行顶升；

第五步，基准定位块上移：在第四步中，当铸件顶升的同时，位于旋转套筒底部的弹性圈逐渐复位，带动旋转套筒和每个基准定位块均向上移动；

在这里，基准定位块的上移，一方面能使基准定位块旋转无阻力，旋转所需动力小；另一方面，能防止在旋转过程中，对基准定位块底部贴合面的损伤，使配合易出现间隙不良。

第六步，基准定位块旋转：正反转电机反转，带动旋转套筒以及与旋转套筒固定连接的基准定位块旋转，使基准定位块内的轴向通孔与其他气管相连通；

第七步，铸件再次装夹：正反转电机继续正转，顶升圆台下降，使铸件与基准定位块相接触，顶升圆台再次下降，使旋转套筒底部的弹性圈压缩，铸件与基准定位块的再次定位完成；

第八步，铸件再次装夹到位检测：检测方式与第三步相同；

第九步，重复第七步至第八步，直至压力传感器所检测的压力不小于设定压力。

进一步，在第一步中，基准凸柱底平面与环形凹槽内凹面之间的平行度误差小于0.003mm。

进一步，在第一步中，每个轴向通孔的直径均优选为1.1-1.2mm。

进一步，在第五步中，正反转电机反转前，PLC根据各压力传感器所检测的压力值，自动计算出旋转套筒所需要旋转的角度值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种能自动装夹到位的铸件工装夹具，包括PLC、气管、底板和设置于底板中心的转角油缸，所述转角油缸的顶部设置有与PLC相连接的自动锁紧把手；其特征在于：所述转角油缸的底部外周同轴套装有一个旋转套筒，该旋转套筒的外圆周沿周向呈辐射状设置有若干根辐射筋；位于旋转套筒外周的底板上同轴设置有一个圆形滑槽，该圆形滑槽内均布有与辐射筋数量相等的基准定位块；每个基准定位块的底部同轴设置有一个基准凸柱，每个基准凸柱均能在圆形滑槽内滑动，且每个基准凸柱的底平面与圆形滑槽的底凹面相贴合；每个基准凸柱的中心均同轴设置有一个轴向通孔；所述底板中埋设有若干根能与对应轴向通孔相连通的气管，每根所述气管上均设置有与PLC相连接的压力传感器；所述旋转套筒的顶部同轴设置有一个顶升圆台，该顶升圆台下降后的最低高度小于基准定位块的高度；所述底板内还设置有一个与PLC相连接的正反转电机，当正反转电机正转时，能驱动顶升圆台升降；当正反转电机反转时，能驱动旋转套筒旋转；压力传感器能检测铸件是否装夹到位，当检测到铸件未安装到位时，PLC将指令自动锁紧把手解除锁紧；接着，PLC指令正反转电机正转，顶升圆台能将铸件顶升；然后，正反转电机反转，带动旋转套筒旋转一定角度后；正反转电机继续正转，顶升圆台下降，使铸件与基准定位块进行再次定位；

铸件工装夹具装夹到位的调整方法如下：

第一步，铸件工装夹具的安装：将旋转套筒同轴套装在转角油缸的底部，在底板的环形滑槽内均布若干个基准定位块，每个基准定位块与旋转套筒之间均通过一根辐射筋固定连接；在旋转套筒的顶部同轴套装一个顶升圆台，并将该顶升圆台与底板内的正反转电机相连接，且使顶升圆台的初始高度小于基准定位块的高度；在底板内埋设气管，每根气管上均连接一个压力传感器；然后，使基准定位块上的轴向通孔与相应的气管相连通；将转角油缸、正反转电机和压力传感器均与PLC相连接；

第二步，铸件初步装夹：将铸件放置于第一步中的基准定位块上，锁紧位于转角油缸顶部的自动锁紧把手；

第三步，铸件初步装夹到位检测：第一步中的气管内通气，压力传感器对气管内的压力进行监测；当气管内压力不小于设定压力时，则铸件的装夹已经到位，直接等待后道工序的操作；否则，判定铸件的装夹为不到位；

第四步，铸件顶升：当第三步中，判定铸件装夹不到位时，PLC指令自动锁紧把手解除锁紧，接着，PLC指令正反转电机正转，顶升圆台在顶升柱的带动下将铸件进行顶升；

第五步，基准定位块上移：在第四步中，当铸件顶升的同时，位于旋转套筒底部的弹性圈逐渐复位，带动旋转套筒和每个基准定位块均向上移动；

第六步，基准定位块旋转：正反转电机反转，带动旋转套筒以及与旋转套筒固定连接的基准定位块旋转，使基准定位块内的轴向通孔与其他气管相连通；

第七步，铸件再次装夹：正反转电机继续正转，顶升圆台下降，使铸件与基准定位块相接触，顶升圆台再次下降，使旋转套筒底部的弹性圈压缩，铸件与基准定位块的再次定位完成；

第八步，铸件再次装夹到位检测：检测方式与第三步相同；

第九步，重复第七步至第八步，直至压力传感器所检测的压力不小于设定压力；所述旋转套筒的底部同轴设置有一圈弹性圈；所述顶升圆台的下表面设置有至少两根顶升柱，两根顶升柱均从旋转套筒中伸出，并与所述正反转电机相连接；所述基准定位块为四个；所述底板底部设置有若干个支脚。