CN106826623A - 一种双气路浮动夹头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双气路浮动夹头，包括底板、顶板、以及设置在顶板与底板之间的浮动结构；浮动结构包括活塞和气缸，活塞包括气腔分隔部和顶板连接部；气缸中部设有容纳气腔分隔部的气腔，气腔的上侧设有供顶板连接部穿过的气腔开口；气腔开口直径小于气腔分隔部直径，气腔分隔部将气腔分隔为上气腔和下气腔；顶板与活塞的顶板连接部固定连接；底板与浮动结构之间连通有第一气路和第二气路；通过第一进气口向第一气路通气，使气体充盈下气腔推动活塞向上运动，带动顶板上升；通过第二进气口向第二气路通气，使气体充盈上气腔，推动活塞向下运动，带动顶板下降。与现有技术相比，具有结构简单、响应迅速、动作精确的优点。

Description

一种双气路浮动夹头

技术领域

本发明属于工件夹持设备领域，具体涉及一种双气路浮动夹头。

背景技术

工件加工过程中，需要通过夹持装置，对工件进行移位，实现对工件与加工设备配合对位。夹持装置由夹头和夹手构成，一般夹头设置于下侧，夹手设置于上侧，两者可对应的平移运动，所述夹手可上下运动，与夹头配合，实现对工件的夹紧或松开。当需要夹持工件，并推送工件到达另一位置时，夹头和夹手移动到工件的上侧和下侧，并且夹手下降，使工件夹紧于夹手与夹头之间，带动工件移动，当工件移动到位后，夹头和夹手需要执行下一个动作，夹手向上运动离开工件上部平面，并和夹头一起行走，但由于夹头上端固定于和台面共面的位置，行走过程中夹头上端和工件底部平面发生摩擦，有可能带动工件移位，导致工件定位不准确，或者把工件底部刮花，对工件加工的精准度和美观度都带来了一定的影响。为了克服这一现象，现有技术人员研发出了一种浮动式夹头，该种浮动夹上部为可活动的顶板，夹头上设有对应的气缸，气缸连接气动机构，当需要夹持工件时，启动机构对气腔供气，使顶板上升；当需要移开夹头时，气动机构则停止通入气体，顶板依靠重力让下降，采用这种方式，在气缸下降的响应速度较慢，夹头移动时，容易出现顶板下降不充分的现象，仍然会存夹头上端面与工件分离不充分的现象。现有技术中为了改善这一缺点，采用加设弹性复位结构的方式，但是弹性复位结构的不仅使装置结构复杂，而且在高频率响应的情况下，弹性结构的使用寿命一般较短，需要经常检查、更换。

本申请人在之前申请的专利CN205437840U中，公开了一种新型气动浮动式夹头，其特征在于：包括有底板(10)，所述底板(10)上设置有若干个通气槽(14)，所述通气槽(14)的底部设置与所述通气槽(14)相连通的第二气孔(12)，所述第二气孔(12)的底部设置有第三气孔(13)，所述底板(10)的顶部设置有缸体(8)，所述缸体(8)上设置有若干个气腔(9)，所述气腔(9)的底部设置有与所述气腔(9)连通的第一气孔(11),每个所述气腔(9)内均设置有柱塞(3)，所述柱塞(3)上设置有密封圈(1)和弹性垫圈(2)，所述缸体(8)的顶部设置有与所述缸体(8)配合连接的盖板(7)，所述柱塞(3)的顶端设置有活动板(6)。该装置因为没有解决夹头的上下往复运动，所以导致浮动夹头的的顶板向上移动后难以回落，导致夹头对木板的损伤和木板的二次移动。

因此，如何使夹头快速、准确实现夹紧工件、脱离工件是本领域中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、响应迅速、动作精确的双气路浮动夹头。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种浮动夹头，所述浮动夹头包括底板、顶板、和底板与顶板之间的浮动结构，所述浮动结构包括支撑结构和位移驱动介质，所述支撑结构高度大于等于底板和顶板不接触的最小高度，位移驱动介质位于支撑结构外部、内部或与支撑结构混合排列，支撑结构相对于底板固定连接，相对于顶板活动连接，顶板相对于底板和支撑结构上下移动，位移驱动介质驱动顶板进行向上移动和向下回落，顶板和浮动结构的宽度小于底板的宽度，顶板相对于底板向上浮动的最大距离为5mm，最小距离为0.1mm。优选的，顶板相对于底板向上浮动的最大距离为2mm，最小距离为0.5mm。

为了解决夹头能够进行上下浮动，需要顶板上下移动进行，而顶板的上下移动需要支撑结构和驱动介质，目前现有技术中，并没有解决驱动介质驱动顶板向上移动和向下移动，所以，急需一种装置来解决顶板向上移动和向下回落，当夹头的顶板向上移动时，配合木质工件上部的夹头，能够实现上下夹头对木质工件加紧，而当需要松开木质工件时，则夹头的顶板向下移动，如果顶板不向下移动，则会导致夹头对木质工件非夹持状态的摩擦推动或对木质工件摩擦产生划痕，上述技术方案解决了该问题。顶板向上浮动的距离过大会导致回落慢，再次浮动受影响，如果浮动距离小于0.1mm，则会导致因为木质工件底部不平而产生剐蹭，刮伤木质工件或再次推动木质工件。最优选的，顶板相对于底板向上浮动的最大距离为2mm，最小距离为0.5mm，可以完全避免顶板上下浮动的时间差和对木质工件的剐蹭。

所述位移驱动介质包括但不限于能够推动顶板移动的任何物质，包括气体、液体和固体，优选的，气体的驱动环保，固体的驱动更精准，但固体驱动的力量传导需要就近或者是过程中无力量损失。单纯的液体速度慢，不环保，但通过液体介质推动固体介质进行传递驱动也是可行的。

优选的，上述浮动夹头中的位移驱动介质为气体或固体，当位移驱动介质为气体时，气体的运输通过底板中的通道进行，当位移驱动介质为固体时，固体受力源位于浮动结构支撑结构中或通过底板中空通道进行力量传递。

具体的，本发明还提供了针对上述技术方案实施的具体结构，即本发明提供了一种双气路浮动夹头，该浮动夹头包括底板、顶板、以及设置在顶板与底板之间的浮动结构；所述浮动结构包括活塞和气缸，所述活塞包括气腔分隔部和顶板连接部；所述气腔分隔部的直径大于所述顶板连接部的直径；所述气缸中部设有容纳所述气腔分隔部的气腔，所述气腔的上侧设有供所述顶板连接部穿过的气腔开口；所述气腔开口直径小于所述气腔分隔部直径，所述气腔分隔部将所述气腔分隔为上气腔和下气腔，并且可在气腔内上下运动；所述顶板与活塞的顶板连接部固定连接；所述底板与浮动结构之间连通有第一气路和第二气路；所述第一气路的首端连通于底板上的第一进气口，末端连通于所述下气腔；所述第二气路首端连通底板上的第二进气口，末端连通于所述上气腔；通过第一进气口向第一气路通气，使气体充盈所述下气腔，推动活塞向上运动，从而带动顶板上升；通过第二进气口向第二气路通气，使气体充盈所述上气腔，推动活塞向下运动，从而带动顶板下降。

本发明提供的技术方案，采用活塞将气腔分隔成上气腔和下气腔，通过第一气路和第二气路与对应的下气腔和上气腔分别连通，并通过对上气腔或者下气腔充气，控制顶板的上升与下降。与现有技术相比，具有结构简单、响应迅速、动作精确的优点。

进一步的，所述浮动结构设有两个以上的气缸，每个气缸配套设置有活塞，气缸和活塞均匀布置于顶板的下侧，使顶板上升和下降时受力更均匀。

进一步的，所述底板上设有与第一进气口相连的第一气槽，各个下气腔设有与第一气槽相连通的下气腔进气口；所述第一气槽以及各下气腔进气口连通形成第一气路，所述第一气槽和下气腔进气口的配合方式，结构简单，便于制作。

进一步的，所述第一气槽自与第一进气口连通一端向另一端内径逐渐减小，由于下气腔进气口沿第一气槽延伸方向分布，该种设置方式，减少第一气槽充气时，远离第一进气口一端的与靠近第一进气口一端的气压差别，使各个下气腔充气的响应速度差别小，确保顶板动作准确、迅速。

进一步的，所述气缸的设有第二气槽，各个上气腔设有与第二气槽连通的上气腔进气口，所述底板设有第三气槽，所述第三气槽一端与第二进气口连通，另一端与所述第二气槽连通；所述第三气槽、第二气槽和上气腔进气口连通形成第二气路。该种设置方式，结构简单，底板气路与气缸上的气路通过第二气槽和第三气槽实现对接接口，便于对位，提高气路的气密性，而且执行动作时，各个上气腔充气的响应速度差别小，使顶板动作准确、迅速。

进一步的，所述底板和气缸之间夹设有第一密封垫，所述第一密封垫上设有供第一气路和第二气路穿过的第一密封垫通孔，所述第一密封垫的设置，提高底板与气缸之间气路连接结构的密封程度。

进一步的，所述气缸包括缸体和盖板；所述盖板上设有盖板通孔，所述缸体在盖板通孔对应位置设有若干凹槽；盖板盖合于缸体上侧封闭所述凹槽，形成气腔，所述盖板通孔形成气腔开口。采用缸体和缸盖配合形成气缸，仅需要在缸体上设置凹槽，盖板上设置盖板通孔，盖合即可形成气腔及对应的气腔开口，结构简单，制作成本低。和/或，

进一步的，所述缸体上端面与盖板之间夹设有第二密封垫，所述第二密封垫在气腔开口对应位置设有第二密封垫通孔，所述第二密封垫的设置，提高气缸的气密性，确保气缸运作正常。

进一步的，所述气腔分隔部外侧环设有第一密封圈，使气腔分隔部外壁与气腔内壁之间的配合更紧密，隔绝上气腔与下气腔。和/或，

进一步的，所述顶板连接部与气腔开口内部接触的部位环设有第二密封圈，提高气缸的气密性，确保气缸运作正常。

附图说明

图1为本发明提供的双气路浮动夹头侧视图；

图2是图1中沿A－A处方向的剖视图；

图3为本发明提供的双气路浮动夹头俯视图；

图4是图3中沿B－B处方向的剖视图；

图5是图3中沿C－C处方向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的一种优选的具体实施方式。

参见图1至图5，本发明一种双气路浮动夹头，包括底板1、顶板2、以及设置在顶板2与底板1之间的浮动结构3；所述浮动结构3包括活塞301和气缸302，所述活塞301包括气腔分隔部301A和顶板连接部301B；所述气腔分隔部301A的直径大于所述顶板连接部301B的直径，使其两者之间形成轴肩；所述气缸302中部设有容纳所述气腔分隔部301A的气腔，所述气腔的上侧设有供所述顶板连接部301B穿过的气腔开口303；所述气腔开口303直径小于所述气腔分隔部301A直径，所述气腔分隔部301A将所述气腔分隔为上气腔302B和下气腔302A，并且可在气腔内上下运动。所述顶板2通过螺钉301’与活塞301的顶板连接部301B固定连接,活塞301上下运动时，可带动所述顶板2相应地升起和下降。为了使顶板2上升和下降时受力更均匀，所述浮动结构3设有两个以上的气缸302，每个气缸302配套设置有活塞301，气缸302和活塞301均匀布置于顶板2的下侧。

参见图1至图4，所述底板1上设有与第一进气口4相连的第一气槽5，各个下气腔302A设有与第一气槽5相连通的下气腔进气口302A’；所述第一气槽5以及各下气腔进气口302A’连通形成第一气路。通过第一进气口4向第一气路通气，使气体充盈所述下气腔302A，推动活塞301向上运动，从而带动顶板2上升，直到活塞301的轴肩抵顶于气腔开口303的下端面，顶板2停止上升。

参见图2，作为第一气槽5的一种优选设置方式，所述第一气槽5自与第一进气口4连通一端向另一端内径逐渐减小，由于下气腔进气口302A’沿第一气槽5延伸方向分布，该种设置方式，减少第一气槽5充气时，远离第一进气口4一端的与靠近第一进气口4一端的气压差别，使各个下气腔302A充气的响应速度差别小，确保顶板2动作平稳、迅速。

参见图1、图2、图3和图5，所述气缸302的设有第二气槽6，各个上气腔302B设有与第二气槽6连通的上气腔进气口302B’，所述底板1设有第三气槽7，所述第三气槽7一端与第二进气口8连通，另一端与所述第二气槽6连通；所述第三气槽7、第二气槽6和上气腔进气口302B’连通形成第二气路。通过第二进气口8向第二气路通气，使气体充盈所述上气腔302B，推动活塞301向下运动，从而带动顶板2下降。

参见图2、图4和图5，作为气缸302的一种优选设置方案：所述气缸302包括缸体304和盖板305；所述盖板305上设有盖板通孔，所述缸体304在盖板通孔对应位置设有若干凹槽；盖板305盖合于缸体304上侧封闭所述凹槽，形成气腔，所述盖板通孔形成气腔开口303。采用缸体304和缸盖305配合形成气缸302，仅需要在缸体304上设置凹槽，盖板305上设置盖板通孔，盖合即可形成气腔及对应的气腔开口303，结构简单，制作成本低。

参见图4至图5，为了提高本发明提供的双气路浮动夹头个部件之间的气密性，确保装置运行稳定、准确，本发明提供以下优选方案：

(1)所述底板1和气缸302之间夹设有第一密封垫9A，所述第一密封垫9A上设有供第一气路和第二气路穿过的第一密封垫通孔(所述第一密封垫通孔图中未示)，所述第一密封垫9A的设置，提高底板1与气缸302之间气路连接结构的密封程度。

(2)所述缸体304上端面与盖板305之间夹设有第二密封垫9B，所述第二密封垫9B在气腔开口303对应位置设有第二密封垫通孔(所述第二密封垫通孔图中未示)，所述第二密封垫9B的设置，能提高气缸302的气密性，确保气缸302运作正常。

(3)所述气腔分隔部301A外侧环设有第一密封圈10A，使气腔分隔部301A外壁与气腔内壁之间的配合更紧密，隔绝上气腔302B与下气腔302A。

(4)所述顶板连接部301B与气腔开口303内部接触的部位环设有第二密封圈10B，提高气缸302的气密性，确保气缸302运作正常。

参见图2，为了避免第一气路和第二气路的延伸长度过大，影响各气腔的响应效率，底板1上可增设第三进气口11和第四进气口12，并在所述底板1与浮动结构3之间连通有第三气路13和第四气路14，采用与上述第一气路、第二气路与上气腔302B、下气腔302A之间的配合方式，操控对应的浮动结构3。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种浮动夹头，所述浮动夹头包括底板、顶板、和底板与顶板之间的浮动结构，所述浮动结构包括支撑结构和位移驱动介质，所述支撑结构高度大于底板和顶板不接触的最小高度，位移驱动介质位于支撑结构外部、内部或与支撑结构混合排列，支撑结构相对于底板固定连接，相对于顶板活动连接，顶板相对于底板和支撑结构上下移动，位移驱动介质驱动顶板进行向上移动和向下回落，顶板和浮动结构的宽度小于底板的宽度，顶板相对于底板向上浮动的最大距离为5mm，最小距离为0.1mm。

2.根据权利要求1所述的浮动夹头，其特征在于位移驱动介质为气体或固体，当位移驱动介质为气体时，气体的运输通过底板中的通道进行，当位移驱动介质为固体时，固体受力源位于浮动结构支撑结构中或通过底板中空通道进行力量传递。

3.一种双气路浮动夹头，包括底板、顶板、以及设置在顶板与底板之间的浮动结构；其特征在于：所述浮动结构包括活塞和气缸，所述活塞包括气腔分隔部和顶板连接部；所述气腔分隔部的直径大于所述顶板连接部的直径；所述气缸中部设有容纳所述气腔分隔部的气腔，所述气腔的上侧设有供所述顶板连接部穿过的气腔开口；所述气腔开口直径小于所述气腔分隔部直径，所述气腔分隔部将所述气腔分隔为上气腔和下气腔，并且可在气腔内上下运动；

所述顶板与活塞的顶板连接部固定连接；所述底板与浮动结构之间连通有第一气路和第二气路；所述第一气路的首端连通于底板上的第一进气口，末端连通于所述下气腔；所述第二气路首端连通底板上的第二进气口，末端连通于所述上气腔；

通过第一进气口向第一气路通气，使气体充盈所述下气腔，推动活塞向上运动，从而带动顶板上升；通过第二进气口向第二气路通气，使气体充盈所述上气腔，推动活塞向下运动，从而带动顶板下降。

4.根据权利要求3所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述浮动结构设有两个以上的气缸，每个气缸配套设置有活塞。

5.根据权利要求4所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述底板上设有与第一进气口相连的第一气槽，各个下气腔设有与第一气槽相连通的下气腔进气口；所述第一气槽以及各下气腔进气口连通形成第一气路。

6.根据权利要求5所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述第一气槽自与第一进气口连通一端向另一端内径逐渐减小。

7.根据权利要求5或6所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述气缸设有第二气槽，各个上气腔设有与第二气槽连通的上气腔进气口，所述底板设有第三气槽，所述第三气槽一端与第二进气口连通，另一端与所述第二气槽连通；所述第三气槽、第二气槽和上气腔进气口连通形成第二气路。

8.根据权利要求5所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述底板和气缸之间夹设有第一密封垫，所述第一密封垫上设有供第一气路和第二气路穿过的第一密封垫通孔。

9.根据权利要求3所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述气缸包括缸体和盖板；所述盖板上设有盖板通孔，所述缸体在盖板通孔对应位置设有若干凹槽；盖板盖合于缸体上侧封闭所述凹槽，形成气腔，所述盖板通孔形成气腔开口，和/或所述缸体上端面与盖板之间夹设有第二密封垫，所述第二密封垫在气腔开口对应位置设有第二密封垫通孔。

10.根据权利要求3所述的一种双气路浮动夹头，其特征在于：所述气腔分隔部外侧环设有第一密封圈，和/或所述顶板连接部与气腔开口内部接触的部位环设有第二密封圈。