CN105965421A - 一种真空装夹系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空装夹系统，包括治具底板、折叠杠杆式真空拉块、真空吸盘、真空管道和定位基准挡边，治具底板的X向和Y向分别设有一个折叠杠杆式真空拉块和相应的定位基准挡边，治具底板的Z向设有两个真空吸盘，折叠杠杆式真空拉块分别通过管道连接到真空源，折叠杠杆式真空拉块的管道同时也连接到真空顺序阀的控制气路口，两个所述真空吸盘通过管道连接到真空顺序阀再连接到真空源，所述折叠杠杆式真空拉块包括拉杆内嵌金属块、折叠式吸拉块和底座内嵌金属块。本发明只需一个动力来源、一个控制信号和一个完成判断信号就可以完成定位与装夹与信号交互，保证其运动与控制的可靠性，易于集成与小型化，对小型产品的适用性更为突出。

Description

一种真空装夹系统

技术领域

本发明涉及工装辅具领域，具体是一种真空装夹系统。

背景技术

众所周知，在产品定位与装夹中，定位是需要通过外力将产品靠住基准边或孔，装夹则要一个可以抵抗外力的作用力将产品固定住，这样才能保证产品在组装、加工、传送等作业中有确定的位置，而且这两个动作必须是要先定位，再装夹，这样才能保证定位的准确性与夹紧的可靠性。而目前这些定位和夹紧所需的力一般来自气缸，电机、真空或是弹簧，一般都必须组合起来才能达到定位与夹紧两个动作的需求，所以其缺点也体现出来，一是其动力元件，如气缸电机弹簧等，都需要较大有安装空间，有的如弹簧还需要外力退位，对一些要求小型小巧的场合几乎无法设计，对于小产品更是如此，再者，其必需按动作先后进行控制，即用一个输出 开关量去控制产品 的定位，然后检测到产品定位完成信号或一定的延时后，再进行夹紧控制信号的输出，再进行夹紧的完成状态判断信号，其需求很较多输入输出口进行判断和控制，不利于简单化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空装夹系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种真空装夹系统，包括治具底板、折叠杠杆式真空拉块、真空吸盘、真空管道和定位基准挡边，所述治具底板的X向和Y向分别设有一个折叠杠杆式真空拉块和相应的定位基准挡边，所述治具底板的Z向设有两个真空吸盘进行Z向的产品的定位与夹紧，所述真空管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，X向的所述折叠杠杆式真空拉块的管道口通过气管接头连接第一管道，Y向的所述折叠杠杆式真空拉块的管道口通过气管接头连接第三管道，X向的所述折叠杠杆式真空拉块和Y向的所述折叠杠杆式真空拉块分别连接的第一管道和第三管道通过第一多通接头连接到真空源，第一管道和第三管道再通过第一多通接头连接到真空顺序阀的控制气路口，所述第二管道和第四管道分别通过气管接头与两个真空吸盘连接，两个所述真空吸盘分别连接的第二管道和第四管道通过第二多通接头连接到真空顺序阀，真空顺序阀再通过三通接头连接到真空源，与真空吸盘相连的第二管道和第四管道上设有真空负压表，所述折叠杠杆式真空拉块包括拉杆内嵌金属块、折叠式吸拉块和底座内嵌金属块，所述拉杆内嵌金属块和底座内嵌金属块内嵌并固定在折叠式吸拉块内。

作为本发明进一步的方案：所述折叠式吸拉块由橡胶或胿胶软性材料制作并设有一个密封的中空腔体。

作为本发明再进一步的方案：所述折叠式吸拉块两侧设有固定孔，底座内嵌金属块中心设有负压直通孔，固定孔通过螺丝将折叠式吸拉块固定到治具底板侧边的安装面上，折叠式吸拉块内嵌金属块中心孔与治具底座的管道相通使折叠式吸拉块的中空腔体与真空源相通而产生吸力。

作为本发明再进一步的方案：真空回路中设有真空顺序阀，其控制气路与折叠式吸拉块的管路相通，真空顺序阀的阀体上设有二个阀位，一个阀位是初始位，为阻止气体流入的单向阀，另一个阀位为工作阀位，是将两个气孔连通，控制真空源与真空吸盘管道真空的通断，通过折叠式吸拉块中的真空度来对真空吸盘的开关控制，实现其动作的先后顺序。

作为本发明再进一步的方案：所述真空顺序阀替换为带压力的单向阀或是电气控制的方式。

作为本发明再进一步的方案：所述折叠杠杆式真空拉块替换为采用同样应用密封腔体的原理制作的活塞式或气囊式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明专利的定位与装夹动力采用同一个动力来源-真空，并应用了真空顺序阀对其进行动作顺序的控制，与传统的产品定位装夹系统相比，其只需求一个动力来源、一个控制信号和一个判断信号就可以完成定位与装夹，与原来的至少需要二到三个进行了很大的简化与集成，并保证了其运动与控制的可靠性；

（2）本发明专利设计了折叠杠杆式真空拉块，与原来的气缸、电机、弹簧等动作件的结构相比，其巧妙小巧的结构也让整体系统需求的设计的安装空间大幅度减小，非常适合于自动化生产与装配的应用，而且其易于集成与小型化，对小型产品的适用性更为突出。

附图说明

图1为真空装夹系统的结构示意图。

图2为真空装夹系统的气路原理图。

图3为真空装夹系统中折叠杠杆式真空拉块的结构示意图。

图4为真空装夹系统中折叠杠杆式真空拉块的剖视图。

图5为真空装夹系统中夹具模组及接线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种真空装夹系统，包括治具底板1、折叠杠杆式真空拉块2、真空吸盘3、真空管道4和定位基准挡边5，所述治具底板1的X向和Y向分别设有一个折叠杠杆式真空拉块2和相应的定位基准挡边5，所述治具底板1的Z向设有两个真空吸盘3进行Z向的产品6的定位与夹紧，所述真空管道4包括第一管道41、第二管道42、第三管道43和第四管道44，X向的所述折叠杠杆式真空拉块2的管道口通过气管接头45连接第一管道41，Y向的所述折叠杠杆式真空拉块2的管道口通过气管接头45连接第三管道43，X向的所述折叠杠杆式真空拉块2和Y向的所述折叠杠杆式真空拉块2分别连接的第一管道41和第三管道43通过第一多通接头46连接到真空源7，第一管道41和第三管道43再通过第一多通接头46连接到真空顺序阀8的控制气路口，所述第二管道42和第四管道44分别通过气管接头45与两个真空吸盘3连接，两个所述真空吸盘3分别连接的第二管道42和第四管道44通过第二多通接头47连接到真空顺序阀8，真空顺序阀8再通过三通接头48连接到真空源7，与真空吸盘3相连的第二管道42和第四管道44上设有真空负压表9，当开启真空后，首先折叠杠杆式真空拉块2将产品6压向X向和Y向的定位基准挡边5，在真空吸盘3产生吸力产将产品6贴紧基准，完成产品6的定位，此后真空顺序阀8动作，真空管道4与真空源7相通，产生吸力将产品6吸紧到治具底板1上，完成产品6的定位与夹紧，此时真空负压表9也未完成信号的输出。

所述折叠杠杆式真空拉块2包括拉杆内嵌金属块21、折叠式吸拉块22和底座内嵌金属块23，所述折叠式吸拉块22由橡胶或胿胶等软性材料制作并有一个密封的中空腔体，保证其在大气或负压的作用下能变形产生相对应的作用力，所述拉杆内嵌金属块21和底座内嵌金属块23内嵌并固定在折叠式吸拉块22内，其起到固定支撑及传撑力的作用，所述折叠式吸拉块22两侧设有固定孔，底座内嵌金属块23中心设有负压直通孔，当用螺丝将折叠式吸拉块22固定到治具底板1上时，通过底座内嵌金属块23再压紧折叠式吸拉块22到治具底板1的安装面，折叠式吸拉块22的软性材料也起密封的作用，保证折叠式吸拉块22的中空腔体的密封性，而底座内嵌金属块23中心的负压直通孔则是为了折叠式吸拉块22的中空腔体与真空源7相通而产生吸力。

本发明的工作原理是：本发明设计了折叠杠杆式真空拉块2并结合真空顺序阀8来实现定位和装夹功能，首先真空顺序阀8按设定的阀值将真空负压分成大小两个部分，当回路的负压从小变大而未到阀值时，此阶段负压接通到折叠杠杆式真空拉块2中密封腔体内，因负压与大气压间的压差与折叠杠杆式真空拉块2的变形特性，折叠杠杆式真空拉块2会产品拉力，使产品6贴位基准边或面，到达一定拉力后，回路内的真空负压值就会增大超过设定的阀值，阀就切换工作位，真空吸盘3再与真空连接并起作用，产生的吸力会将产品6吸紧。而此时管道中的真空负压会继续增大，当大于真空压力开关的值时，则完成产品的夹紧，输出完成信息给控制器。当无产品或产品夹紧不到位时，因真空吸盘3有管口相当于大气相连，真空度是无法增加到压力开关设计的值，所以不会输出完成信号，这样可以让整个动作安全可靠。具体步骤为：当真空源7产生真空或与真空设备相通时，首先与之相通的元件有折叠式吸拉块22、真空顺序阀8、真空负压表9，因为管道的密封性和气压的滞后性，相通后管道中的真空负压是一个由小变大的过程，在这过程中，折叠式吸拉块22通过上述的原理则会产生将产品6压向基准的拉力，而未达到一定值时，真空顺序阀8则是初始位工作，即此时的真空是无法通过阀内的单向阀结构通向吸盘，真空负压表也是与大气相通，无法达到预设值而进行完成信号的输出。当管道中的负压逐渐增大，而折叠式吸拉块22的拉力足够将产品贴紧基准，则与真空顺序阀8连接的负压达到的真空顺序阀8的动作阀值时，真空顺序阀8就会动作，即其在真空负压的作用下切换到直通的工作位，此时真空吸盘3就会与真空源7连通，真空吸盘3就会产生吸力将产品6吸紧到基准面上。而此后管道中的真空负压值会进一步增大，直至到位真空负压表9的阀值时，输出定位装夹完成信号。如果治具上没有产品6时，真空吸盘3就会与大气相通，由于管道的气流流通会使管道中的负压无法增加，也无法达到真空负压表9的阀值则不会输出完成信号。要控制程序上可以设计在一定的延时后仍无完成信号输出，则可判断是无产品或产品定位装夹失败。其中折叠式吸拉块22也可用其它方式与真空源7相通产生相应的作用力，真空顺序阀8也可用带压力的单向阀或是电气控制的方式。

折叠杠杆式真空拉块2主要是应用真空的负压为动力产生使产品贴紧基准面的作用，其也可以采用同样的原理制作，如活塞式，气囊式也是本发明专利的范围，其原理也是应用密封的腔体，在真空负压与大气压的压力差产生相应的动力用进行动作。

真空顺序阀8作用是将真空分两部分进行控制，以保证产品的先定位再夹紧的动作顺序，也可以采用带一定预压力的单向阀代替，其原理是，在折叠杠杆式真空拉块2作用的负压力下，带压力的单向阀会因受到压力作用，无法打开，直至负压增大到设计的数值，才能克服弹簧力的作用连通真空源启动真空吸盘3的吸力。还可以采用电气配合的方式替代真空顺序阀8，其原理是采用同真空负压表9一样的压力开关对折叠杠杆式真空拉块回路中的负压进行检测，当负压达到预设值后，压力开关给出信号到控制电路，通过控制电路去激活电磁阀进行切换，同样也能实现真空吸盘3与真空源7的通断控制，保持其动作的可靠性与先后动作顺序。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种真空装夹系统，包括治具底板（1）、折叠杠杆式真空拉块（2）、真空吸盘（3）、真空管道（4）和定位基准挡边（5），其特征在于，所述治具底板（1）的X向和Y向分别设有一个折叠杠杆式真空拉块（2）和相应的定位基准挡边（5），所述治具底板（1）的Z向设有两个真空吸盘（3）进行Z向的产品（6）的定位与夹紧，所述真空管道（4）包括第一管道（41）、第二管道（42）、第三管道（43）和第四管道（44），X向的所述折叠杠杆式真空拉块（2）的管道口通过气管接头（45）连接第一管道（41），Y向的所述折叠杠杆式真空拉块（2）的管道口通过气管接头（45）连接第三管道（43），X向的所述折叠杠杆式真空拉块（2）和Y向的所述折叠杠杆式真空拉块（2）分别连接的第一管道（41）和第三管道（43）通过第一多通接头（46）连接到真空源（7），第一管道（41）和第三管道（43）再通过第一多通接头（46）连接到真空顺序阀（8）的控制气路口，所述第二管道（42）和第四管道（44）分别通过气管接头（45）与两个真空吸盘（3）连接，两个所述真空吸盘（3）分别连接的第二管道（42）和第四管道（44）通过第二多通接头（47）连接到真空顺序阀（8），真空顺序阀（8）再通过三通接头（48）连接到真空源（7），与真空吸盘（3）相连的第二管道（42）和第四管道（44）上设有真空负压表（9），所述折叠杠杆式真空拉块（2）包括拉杆内嵌金属块（21）、折叠式吸拉块（22）和底座内嵌金属块（23），所述拉杆内嵌金属块（21）和底座内嵌金属块（23）内嵌并固定在折叠式吸拉块（22）内。

2.根据权利要求1所述的真空装夹系统，其特征在于，所述折叠式吸拉块（22）由橡胶或胿胶软性材料制作并设有一个密封的中空腔体。

3.根据权利要求1所述的真空装夹系统，其特征在于，所述折叠式吸拉块（22）两侧设有固定孔，底座内嵌金属块（23）中心设有负压直通孔，固定孔通过螺丝将折叠式吸拉块（22）固定到治具底板（1）侧边的安装面上，折叠式吸拉块内嵌金属块（23）中心孔与治具底座的管道相通使折叠式吸拉块（22）的中空腔体与真空源（7）相通而产生吸力。

4.根据权利要求1所述的真空装夹系统，其特征在于，真空回路中设有真空顺序阀（8），其控制气路与折叠式吸拉块（22）的管路相通，真空顺序阀（8）的阀体上设有二个阀位，一个阀位是初始位，为阻止气体流入的单向阀，另一个阀位为工作阀位，是将两个气孔连通，控制真空源（7）与真空吸盘管道真空的通断，通过折叠式吸拉块（22）中的真空度来对真空吸盘（3）的开关控制，实现其动作的先后顺序。

5.根据权利要求1所述的真空装夹系统，其特征在于，所述真空顺序阀（8）替换为带压力的单向阀或是电气控制的方式。

6.根据权利要求1所述的真空装夹系统，其特征在于，所述折叠杠杆式真空拉块（2）替换为采用同样应用密封腔体的原理制作的活塞式或气囊式。