CN105858177A - 管状工件单端加工精准定位送料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管状工件单端加工精准定位送料装置，包括底座、第一拱门、第二拱门、三爪卡盘、卡盘驱动气缸、卡盘驱动电机、滚珠丝杠、丝杠驱动电机、直线导轨、滑动座、丝杠螺母和丝杠螺母连接板；第一拱门和第二拱门相互靠近的一侧上均设有用于装夹管状工件两端的四个压紧轮，三爪卡盘的前端固定有推板，卡盘驱动气缸上设有三根螺杆，底座上还固定有限位板，限位板上设置有限位阶梯杆。本发明结构简单紧凑，生产成本低，自动化程度高，利用四个压紧轮对管状工件的两端进行压紧，在通过三爪卡盘伸入管状工件的一端并夹紧管状工件，在管状工件水平移动时依旧保持管状工件位于两端的四个压紧轮之间，定位的精度非常高，提高了送料的准确性。

Description

管状工件单端加工精准定位送料装置

技术领域

本发明涉及机械制造领域，更具体的说，尤其涉及一种管状工件单端加工精准定位送料装置。

背景技术

在机械加工领域，对管状工件单端进行特定要求的加工通常较为常见。管状工件需要通过上料设备或者人工手动运送到加工位置，然后经夹紧装置固定再由加工装置进行加工。现有的管状工件送料装置结构较为简单，一般是采用传送带直接输送，再通过夹紧装置进行夹紧送料，不仅夹紧定位精度低，而且操作比较繁琐，自动化程度低，经常需要人工进行辅助。

发明内容

本发明的目的在于解决现有管状工件送料装置功能单一、夹紧定位精度低、操作较为繁琐以及自动化程度低的问题，提供了一种管状工件单端加工精准定位送料装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：管状工件单端加工精准定位送料装置，包括底座、第一拱门、第二拱门、三爪卡盘、卡盘驱动气缸、卡盘驱动电机、滚珠丝杠、丝杠驱动电机、直线导轨、滑动座、丝杠螺母和丝杠螺母连接板；

所述直线导轨固定在底座上，滑动座套装在所述直线导轨上，所述第一拱门固定在直线导轨的左侧端部，第二拱门固定在所述滑动座上，所述第一拱门和第二拱门上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘和管状工件的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠平行于所述直线导轨设置并固定在所述底座上，所述滚珠丝杠的一端通过丝杠轴承座固定在第一拱门上，滚珠丝杠的另一端通过第一联轴器连接驱动所述滚珠丝杠转动的丝杠驱动电机，所述丝杠螺母套装在滚珠丝杠上，丝杠螺母通过丝杠螺母连接板与滑动座固定连接；所述丝杠驱动电机转动时带动所述滚珠丝杠转动，从而带动丝杠螺母、丝杠螺母连接板和滑动座构成的整体沿所述直线导轨来回运动；

所述三爪卡盘固定在驱动所述三爪卡盘张开与收缩的卡盘驱动气缸的前端，所述卡盘驱动电机通过第二联轴器连接所述卡盘驱动气缸并带动所述卡盘驱动气缸和三爪卡盘构成的整体进行转动；所述卡盘驱动电机通过电机座固定在所述滑动座上，三爪卡盘穿过所述第二拱门上的圆形通孔并位于所述第二拱门的左侧，卡盘驱动气缸和卡盘驱动电机位于所述第二拱门的右侧；

所述第一拱门和第二拱门相互靠近的一侧上均设有用于装夹管状工件两端的四个压紧轮，四个压紧轮呈方形分布且均布在垂直于管状工件运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮连接在下端连接座上，下端连接座固定连接相应的第一拱门或第二拱门上，上端的两个压紧轮分别固定在两个水平设置的转动臂的一端，转动臂的另一端通过水平设置的铰接轴铰接在对应的第一拱门或第二拱门上；每个所述转动臂的中部设有第一弹簧接口，相对应的第一拱门或第二拱门的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧，所述旋转臂在所述第一弹簧和铰接轴的作用下能绕所述铰接轴转动0～90°；

所述三爪卡盘的前端还固定有推板，所述卡盘驱动气缸上设有三根绕三爪卡盘外侧均布的螺杆，所述螺杆上套装有第二弹簧，所述推板靠近第一拱门的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片，三个硬垫片上开有三个与上述三根螺杆位置一一对应的螺孔，推板通过所述螺孔套装在三根螺杆上，三根螺杆的另一端固定有防止所述推板从螺杆中脱出的限位螺母；

所述底座上还固定有限位板，所述限位板上设置有若干平行于所述螺杆的限位阶梯杆，所述限位阶梯杆的左端直径小于右端直径，所述第二拱门上设有与所述限位阶梯杆位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆的左端直径并小于限位阶梯杆的右端直径，第二弹簧处于非伸缩状态时限位阶梯杆的左端端部刚好抵在所述推板上。

进一步的，所述卡盘驱动气缸上设有第一挡块，所述滑动座上设有第二挡块，卡盘驱动电机驱动所述卡盘驱动气缸转动时带动第一挡块沿圆周转动，所述第二挡块设置在所述第一挡块运动路径上，第二挡块限制所述第一挡块在0～360°范围内转动。

进一步的，所述丝杠螺母连接板上还固定有拖链，所述拖链设置在底座的一侧，并用于所述卡盘驱动气缸、卡盘驱动电机和丝杠驱动电机的走线。

进一步的，所述限位阶梯杆设有呈正方形分布四根。

进一步的，所述第二拱门上的四个压紧轮位于所述推板的左侧。

进一步的，所述三爪卡盘上固定有三个柔性基座，三爪卡盘通过柔性基座夹紧管状工件的内壁。

本发明的有益效果在于：

1、本发明结构简单紧凑，生产成本低，自动化程度高，利用四个压紧轮对管状工件的两端进行压紧，在通过三爪卡盘伸入管状工件的一端并夹紧管状工件，在管状工件水平移动时依旧保持管状工件位于两端的四个压紧轮之间，定位的精度非常高，提高了送料的准确性。

2、本发明同时实现了管状工件的夹紧、定位、送料、转动工序，功能多，适用范围广。

3、本发明采用三爪卡盘、卡盘驱动气缸、卡盘驱动电机同时移动的方式，同时实现管状工件一端贴合推板，同时三爪卡盘伸入该端内对管状工件进行夹紧，自动化程度高，装夹效率高；卡盘驱动气缸既可以在三爪卡盘完全伸入后夹紧三爪卡盘，也可以在管状工件运动到加工位置后再夹紧三爪卡盘，卡盘驱动气缸的运动式方式灵活。

4、本发明利用固定在限位板上的限位阶梯杆对推板进行限位，在管状工件加工完成后三爪卡盘往回运动时自动脱出三爪卡盘，防止三爪卡盘与管状工件的摩擦力导致管状工件一直无法与三爪卡盘脱开，方便自动卸料工序的进行。

5、本发明操作简单，管状工件的初始位置和最终位置适中保持在一定范围内，方便上下料装置直接将管状工件送入或送出本装置中，极大提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明管状工件单端加工精准定位送料装置的轴测图。

图2是本发明管状工件单端加工精准定位送料装置的主视图。

图中，1-底座、2-第一拱门、3-第二拱门、4-三爪卡盘、5-卡盘驱动气缸、6-卡盘驱动电机、7-滚珠丝杠、8-丝杠驱动电机、9-直线导轨、10-滑动座、11-丝杠螺母、12-丝杠螺母连接板、13-丝杠轴承座、14-第一联轴器、15-第二联轴器、16-电机座、17-压紧轮、18-下端连接座、19-转动臂、20-第一弹簧、21-铰接轴、22-第二弹簧、23-推板、24-螺杆、25-硬垫片、26-限位板、27-限位阶梯杆、28-第一挡块、29-第二挡块、30-拖链、31-管状工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示，管状工件单端加工精准定位送料装置，包括底座1、第一拱门2、第二拱门3、三爪卡盘4、卡盘驱动气缸5、卡盘驱动电机6、滚珠丝杠7、丝杠驱动电机8、直线导轨9、滑动座10、丝杠螺母11和丝杠螺母连接板12。

直线导轨9固定在底座1上，滑动座10套装在直线导轨9上，第一拱门2固定在直线导轨9的左侧端部，第二拱门3固定在滑动座10上，第一拱门2和第二拱门3上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘4和管状工件31的直径均小于圆形通孔的直径；滚珠丝杠7平行于直线导轨9设置并固定在底座1上，滚珠丝杠7的一端通过丝杠轴承座13固定在第一拱门2上，滚珠丝杠7的另一端通过第一联轴器14连接驱动滚珠丝杠7转动的丝杠驱动电机8，丝杠螺母11套装在滚珠丝杠7上，丝杠螺母11通过丝杠螺母连接板12与滑动座10固定连接；丝杠驱动电机8转动时带动滚珠丝杠7转动，从而带动丝杠螺母11、丝杠螺母连接板12和滑动座10构成的整体沿直线导轨9来回运动。

三爪卡盘4固定在驱动三爪卡盘4张开与收缩的卡盘驱动气缸5的前端，卡盘驱动电机6通过第二联轴器15连接卡盘驱动气缸5并带动卡盘驱动气缸5和三爪卡盘4构成的整体进行转动；卡盘驱动电机6通过电机座16固定在滑动座10上，三爪卡盘4穿过第二拱门3上的圆形通孔并位于第二拱门3的左侧，卡盘驱动气缸5和卡盘驱动电机6位于第二拱门3的右侧。

第一拱门2和第二拱门3相互靠近的一侧上均设有用于装夹管状工件31两端的四个压紧轮17，四个压紧轮17呈方形分布且均布在垂直于管状工件31运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮17连接在下端连接座18上，下端连接座18固定连接相应的第一拱门2或第二拱门3上，上端的两个压紧轮17分别固定在两个水平设置的转动臂19的一端，转动臂19的另一端通过水平设置的铰接轴21铰接在对应的第一拱门2或第二拱门3上；每个转动臂19的中部设有第一弹簧接口，相对应的第一拱门2或第二拱门3的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧20，旋转臂在第一弹簧20和铰接轴21的作用下能绕铰接轴21转动0～90°。

三爪卡盘4的前端还固定有推板23，卡盘驱动气缸5上设有三根绕三爪卡盘4外侧均布的螺杆24，螺杆24上套装有第二弹簧22，推板23靠近第一拱门2的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片25，三个硬垫片25上开有三个与上述三根螺杆24位置一一对应的螺孔，推板23通过螺孔套装在三根螺杆24上，三根螺杆24的另一端固定有防止推板23从螺杆24中脱出的限位螺母。

底座1上还固定有限位板26，限位板26上设置有若干平行于螺杆24的限位阶梯杆27，限位阶梯杆27的左端直径小于右端直径，第二拱门3上设有与限位阶梯杆27位置一一对应的限位孔，限位孔的直径大于限位阶梯杆27的左端直径并小于限位阶梯杆27的右端直径，第二弹簧22处于非伸缩状态时限位阶梯杆27的左端端部刚好抵在推板23上。

卡盘驱动气缸5上设有第一挡块28，滑动座10上设有第二挡块29，卡盘驱动电机6驱动卡盘驱动气缸5转动时带动第一挡块28沿圆周转动，第二挡块29设置在第一挡块28运动路径上，第二挡块29限制第一挡块28在0～360°范围内转动。第一挡块28和第二挡块29的相互配合控制卡盘驱动气缸5的转动范围在0-360°内，同时第二挡块29也用于第一挡块28的零位设置，方便了解管状工件31的加工初始位置；卡盘驱动气缸5的转动角度限制在360°范围内能够有效防止气管缠绕。

丝杠螺母连接板12上还固定有拖链30，拖链30设置在底座1的一侧，并用于卡盘驱动气缸5、卡盘驱动电机6和丝杠驱动电机8的走线。卡盘驱动气缸5的气管和卡盘驱动电机6与丝杠驱动电机8的电线均设置在拖链30内并由拖链进行牵引和保护。

限位阶梯杆27设有呈正方形分布四根。四根限位阶梯杆27共同抵在推板23的右侧端面上，使三爪卡盘4回到初始位置时不会将管状工件31一同带回，管状工件31会被推板23挡住。

第二拱门3上的四个压紧轮17位于推板23的左侧。推板23在第二拱门3和第二拱门上的四个压紧轮17之间的范围内沿螺杆24自由滑动。

三爪卡盘4上固定有三个柔性基座，三爪卡盘4通过柔性基座夹紧管状工件31的内壁。柔性基座能够防止三爪卡盘4直接抓紧管状工件31时对管状工件31产生磨损。

具体工作时，第二弹簧20处于非伸缩状态，此时推板23位于限位阶梯杆27的最左端；利用上料装置直接将管状工件31从侧面推送进行本装置中，管状工件31将八个压紧轮17中其中一侧上端的两个压紧轮顶起并进入到本装置中，两端的四个压紧轮17分别对管状工件31的两端压紧定位；再启动丝杠驱动电机8，带动滑动座10沿直线导轨9方向向加工装置运动，滑动座10移动时带动第二拱门3、三爪卡盘4、卡盘驱动气缸5、卡盘驱动电机6、推板23和螺杆24共同运动，逐渐将三爪卡盘4伸入到管状工件31中，且管状工件31的一端靠近并向右压紧推板23，推板23沿螺杆24向右运动并压紧第一弹簧20，直到管状工件31的左端进入加工装置内，管状工件31的右端将推板23完全压紧，此时推板23的另一侧与卡盘驱动气缸5的一侧面相互压紧；启动卡盘驱动气缸5，驱动三爪卡盘4将管状工件31的内壁夹紧，再启动卡盘驱动电机6，首先转一圈找加工零位，再旋转卡盘驱动电机6以便于对管状工件31的另一端进行加工；加工完成后丝杠驱动电机8反转，带动管状工件31脱离加工装置被回复到原位置，此时松开卡盘驱动气缸5，三爪卡盘4松开管状工件31，丝杠驱动电机8带动滑动座10上的三爪卡盘4继续往回移动，推板23被限位板26上的限位阶梯杆27顶住无法继续向右移动，而三爪卡盘4仍然继续移动，管状工件31会被推板23挡住，直至完全脱离三爪卡盘4；三爪卡盘4完全脱离管状工件31后，利用上料装置直接将管状工件31从本装置中顶出，即完成单个管状工件31的送料加工操作。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：包括底座(1)、第一拱门(2)、第二拱门(3)、三爪卡盘(4)、卡盘驱动气缸(5)、卡盘驱动电机(6)、滚珠丝杠(7)、丝杠驱动电机(8)、直线导轨(9)、滑动座(10)、丝杠螺母(11)和丝杠螺母连接板(12)；

所述直线导轨(9)固定在底座(1)上，滑动座(10)套装在所述直线导轨(9)上，所述第一拱门(2)固定在直线导轨(9)的左侧端部，第二拱门(3)固定在所述滑动座(10)上，所述第一拱门(2)和第二拱门(3)上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘(4)和管状工件(31)的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠(7)平行于所述直线导轨(9)设置并固定在所述底座(1)上，所述滚珠丝杠(7)的一端通过丝杠轴承座(13)固定在第一拱门(2)上，滚珠丝杠(7)的另一端通过第一联轴器(14)连接驱动所述滚珠丝杠(7)转动的丝杠驱动电机(8)，所述丝杠螺母(11)套装在滚珠丝杠(7)上，丝杠螺母(11)通过丝杠螺母连接板(12)与滑动座(10)固定连接；所述丝杠驱动电机(8)转动时带动所述滚珠丝杠(7)转动，从而带动丝杠螺母(11)、丝杠螺母连接板(12)和滑动座(10)构成的整体沿所述直线导轨(9)来回运动；

所述三爪卡盘(4)固定在驱动所述三爪卡盘(4)张开与收缩的卡盘驱动气缸(5)的前端，所述卡盘驱动电机(6)通过第二联轴器(15)连接所述卡盘驱动气缸(5)并带动所述卡盘驱动气缸(5)和三爪卡盘(4)构成的整体进行转动；所述卡盘驱动电机(6)通过电机座(16)固定在所述滑动座(10)上，三爪卡盘(4)穿过所述第二拱门(3)上的圆形通孔并位于所述第二拱门(3)的左侧，卡盘驱动气缸(5)和卡盘驱动电机(6)位于所述第二拱门(3)的右侧；

所述第一拱门(2)和第二拱门(3)相互靠近的一侧上均设有用于装夹管状工件(31)两端的四个压紧轮(17)，四个压紧轮(17)呈方形分布且均布在垂直于管状工件(31)运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮(17)连接在下端连接座(18)上，下端连接座(18)固定连接相应的第一拱门(2)或第二拱门(3)上，上端的两个压紧轮(17)分别固定在两个水平设置的转动臂(19)的一端，转动臂(19)的另一端通过水平设置的铰接轴(21)铰接在对应的第一拱门(2)或第二拱门(3)上；每个所述转动臂(19)的中部设有第一弹簧接口，相对应的第一拱门(2)或第二拱门(3)的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧(20)，所述旋转臂在所述第一弹簧(20)和铰接轴(21)的作用下能绕所述铰接轴(21)转动0～90°；

所述三爪卡盘(4)的前端还固定有推板(23)，所述卡盘驱动气缸(5)上设有三根绕三爪卡盘(4)外侧均布的螺杆(24)，所述螺杆(24)上套装有第二弹簧(22)，所述推板(23)靠近第一拱门(2)的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片(25)，三个硬垫片(25)上开有三个与上述三根螺杆(24)位置一一对应的螺孔，推板(23)通过所述螺孔套装在三根螺杆(24)上，三根螺杆(24)的另一端固定有防止所述推板(23)从螺杆(24)中脱出的限位螺母；

所述底座(1)上还固定有限位板(26)，所述限位板(26)上设置有若干平行于所述螺杆(24)的限位阶梯杆(27)，所述限位阶梯杆(27)的左端直径小于右端直径，所述第二拱门(3)上设有与所述限位阶梯杆(27)位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆(27)的左端直径并小于限位阶梯杆(27)的右端直径，第二弹簧(22)处于非伸缩状态时限位阶梯杆(27)的左端端部刚好抵在所述推板(23)上。

2.根据权利要求1所述的管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：所述卡盘驱动气缸(5)上设有第一挡块(28)，所述滑动座(10)上设有第二挡块(29)，卡盘驱动电机(6)驱动所述卡盘驱动气缸(5)转动时带动第一挡块(28)沿圆周转动，所述第二挡块(29)设置在所述第一挡块(28)运动路径上，第二挡块(29)限制所述第一挡块(28)在0～360°范围内转动。

3.根据权利要求1所述的管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：所述丝杠螺母连接板(12)上还固定有拖链(30)，所述拖链(30)设置在底座(1)的一侧，并用于所述卡盘驱动气缸(5)、卡盘驱动电机(6)和丝杠驱动电机(8)的走线。

4.根据权利要求1所述的管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：所述限位阶梯杆(27)设有呈正方形分布四根。

5.根据权利要求1所述的管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：所述第二拱门(3)上的四个压紧轮(17)位于所述推板(23)的左侧。

6.根据权利要求1所述的管状工件单端加工精准定位送料装置，其特征在于：所述三爪卡盘(4)上固定有三个柔性基座，三爪卡盘(4)通过柔性基座夹紧管状工件(31)的内壁。