CN107530849B - 夹头机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供夹头机构，通过简易的结构能够实现装置的小型化，夹紧装置的开闭幅度大，且难以在管材上产生压痕、伤痕。夹头机构包括：在水平方向上配置的轴(1)；设于该轴的前端的架体(2)；一对“く”字状连杆构件(3、4)，在该架体的上部及下部将分别成为凸状的弯折部设为内侧，且能够摆动地被支承于各自的弯折部；平行连杆构件(5、6)，分别与该一对“く”字状连杆构件的前方部平行地将后端能够旋转地支承于上述架体；一对夹紧构件(7、8)，分别能够转动地被支承于上述上部的“く”字状连杆构件(3)的前端和上述平行连杆构件(5)的前端、及下部的“く”字状连杆构件(4)的前端和上述平行连杆构件(6)的前端，且使夹紧面相向地配置；以及使上述一对“く”字状连杆构件的后方部摆动的摆动驱动机构。

Description

夹头机构
技术领域
本发明涉及夹头机构，特别是涉及管材的切断、折弯加工等时用于夹紧管材的夹头机构。
背景技术
在管材的切断、折弯加工等时，三爪卡盘或者弹簧夹头作为夹紧管材的工具被广泛使用。这些夹头最大的问题是夹紧装置的开闭幅度狭窄，无法对应从小径到大径的各种直径的管材，而必须根据管材的直径更换爪或者弹簧筒。
另一方面，存在一种夹头，能够转动地轴支承一对把持构件的各自的一端部并配置成八字状，通过使各把持构件围绕支轴转动而进行开闭动作(例如专利文献1)。在该夹头机构的情况下，容易增大夹紧装置的开闭幅度，并能够形成能够对应各种直径的管材的夹紧装置。可是，由于该夹头机构的把持构件是通过围绕支轴转动而夹紧管材的，所以相对于各种直径的管材来说，把持构件与管材的接触不能全部是面接触，根据情况不同是线接触、点接触，对夹紧的管材会施加过度的集中载荷，存在在管材上产生压痕、伤痕的情况。
在专利文献2中公开了一种解决上述夹头机构所具有的问题的夹头机构。在该专利文献2中公开的夹头机构为多爪卡盘，其包括：在圆周方向上等间隔且在半径方向上配置的多个卡爪；在半径方向上滑动自如地引导该卡爪的导向槽；环状的作动缸，该环状的作动缸收容环状的活塞，为了使该活塞动作而注入压缩空气或者液压油；与活塞连结的滑块；以及连杆，该连杆一端通过枢轴与滑块相连结，另一端通过长孔和销与卡爪相连结。
根据该多爪卡盘，能够通过延长卡爪的滑动距离而容易增大开闭幅度，并能够对应各种直径的管材。另外，卡爪相对于管材在垂直方向上移动并夹紧，因此能够以面接触、至少线接触的状态夹紧管材，而难以在管材上产生压痕、伤痕。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平05-069373号公报
专利文献2:日本特开2007-301664号公报
发明内容
发明要解决的课题
可是，在上述的专利文献2中公开的夹头机构中具有结构复杂、装置大型化的问题。另外，伴随而来的是容易发生装置故障，另外在作为使该夹头机构转动或者移动的结构的情况下，存在该驱动装置也需要为大型的问题。
本发明是鉴于上述背景技术所具有的课题而做出的，其目的在于提供一种夹头机构，通过简易的结构实现装置的小型化，而且，夹紧装置的开闭幅度大，能够对应各种直径的管材，并且能够以面接触至少线接触的状态夹紧管材，难以在管材上产生压痕、伤痕。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明设为下列(1)～(7)中所述的夹头机构。
(1)一种夹头机构，其特征在于，
所述夹头机构包括：在水平方向上配置的轴；设于该轴的前端的架体，该架体向轴的上下方向突出；一对“く”字状连杆构件，在该架体的上部及下部将分别成为凸状的弯折部设为内侧，且该一对“く”字状连杆构件能够摆动地被支承于各自的弯折部；平行连杆构件，该平行连杆构件分别与该一对“く”字状连杆构件的前方部平行地将后端能够旋转地支承于所述架体；一对夹紧构件，分别能够转动地被支承于所述上部的“く”字状连杆构件的前端和与该连杆构件平行配置的所述平行连杆构件的前端、及下部的“く”字状连杆构件的前端和与该连杆构件平行配置的所述平行连杆构件的前端，且使夹紧面相向地配置；以及摆动驱动机构，使所述一对“く”字状连杆构件的后方部向该后方部间扩大方向以及缩小方向摆动。
(2)根据上述(1)中所述的夹头机构，其特征在于，
上述一对夹紧构件的夹紧面分别形成为V字槽。
(3)根据上述(1)或(2)中所述的夹头机构，其特征在于，
上述摆动驱动机构包括：短边连杆构件，能够转动地被支承于上述一对“く”字状连杆构件的各自的后端；连结该短边连杆构件间的连结连杆构件；圆筒构件，该圆筒构件设置于该连结连杆构件，外嵌于所述轴且沿着该轴滑动；以及使该圆筒构件沿轴滑动的电动作动缸。
(4)根据上述(3)中所述的夹头机构，其特征在于，
通过控制部件控制上述电动作动缸的起动、停止、正转、逆转及转矩。
(5)根据上述(1)～(4)中的任一项所述的夹头机构，其特征在于，
设有使上述夹头机构围绕上述轴的轴心旋转的旋转驱动机构。
(6)根据上述(1)～(5)中的任一项所述的夹头机构，其特征在于，
设有使上述夹头机构在上述轴的轴心方向上移动的移动驱动机构。
(7)根据上述(1)～(6)中的任一项所述的夹头机构，其特征在于，
设有使上述夹头机构围绕竖直轴回转的回转驱动机构。
发明的效果
根据上述本发明的夹头机构，使用特定结构的连杆机构进行开闭动作，因此能够通过简易的结构实现装置的小型化，而且，通过增大连杆的长度，能够容易地扩大夹紧装置的开闭幅度，对应各种直径的管材。另外，一对夹紧构件利用所谓平行连杆，其夹紧面平行地移动，所以能够以面接触、至少线接触的状态夹紧管材，难以在管材上产生压痕、伤痕等。
附图说明
图1是概括地表示本发明的夹头机构的实施方式的主要部分的图，且是表示张开夹头机构的状态的侧视图。
图2是概括地表示本发明的夹头机构的实施方式的主要部分的图，且是表示闭合夹头机构的状态的侧视图。
图3是概括地表示本发明的夹头机构的实施方式的主要部分的图，且是表示夹紧大径的管材的主视图。
图4是概括地表示本发明的夹头机构的实施方式的主要部分的图，且是表示夹紧小径的管材的主视图。
图5是表示本发明的夹头机构的实施方式的整体的立体图。
图6是表示本发明的夹头机构的实施方式的整体的后视图。
图7是表示本发明的夹头机构的实施方式的回转驱动机构的分解立体图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的夹头机构的一实施方式进行详细说明。
图1及图2是概括地表示本发明的夹头机构的一实施方式的主要部分的图，图1和图2是分别表示夹头机构的状态的侧视图,图1表示张开夹头机构的状态，图2表示闭合夹头机构的状态。
在这些图中，附图标记1是在水平方向上配置的轴，附图标记2是设置于该轴1的前端的架体，该架体向轴1的上下方向突出。在架体2的上部2a及下部2b设有：一对“く”字状连杆构件3、4，将分别成为凸状的弯折部3a、4a作为内侧，且该一对“く”字状连杆构件3、4能够摆动地被支承在各自的弯折部3a、4a；以及平行连杆构件5、6，分别与该一对“く”字状连杆构件3、4的前方部平行地将后端5a、6a能够旋转地支承于上述架体2。
在上述架体2的上部2a的“く”字状连杆构件3的前端3b和与该连杆构件3平行配置的上述平行连杆构件5的前端5b、以及上述架体2的下部2b的“く”字状连杆构件4的前端4b和与该连杆构件4平行配置的上述平行连杆构件6的前端6b，设有一对夹紧构件7、8，该一对夹紧构件7、8分别能够转动地被支承在前端3b和前端5b、以及前端4b和前端6b上，且使夹紧面7a、8a相向地配置。如图3或者图4所示，夹紧面7a、8a分别形成为V字槽。
在上述一对”く”字状连杆构件3、4的各自的后端3c、4c，设有短边连杆构件9、10，该短边连杆构件9、10分别能够转动地被支承在后端3c、4c上，在该短边连杆构件9、10间，能够转动地设有连结上述短边连杆构件9、10的连结连杆构件11。在连结连杆构件11的中央部11a固定设有外嵌于上述轴1并沿着该轴1滑动的圆筒构件12，并设有使该圆筒构件12沿着轴1滑动的电动作动缸13。
上述电动作动缸13具备通过利用步进马达使滚珠螺杆旋转而进行直线驱动的杆13a。而且，构成为：通过该杆13a使摆动杆14摆动，该摆动杆14以上端14a为固定支点并能够转动地被支承于该固定支点，由设于上述圆筒构件12的外周的凸缘12a承受该摆动杆14的摆动运动，使圆筒构件12沿着轴1滑动。构成上述电动作动缸13的步进马达利用编码器按照旋转数检测出振动的脉冲等，经未图示的控制部件控制其起动、停止、正转、逆转、旋转速度、转矩等。
在本发明中存在一种称为摆动驱动机构的情况，该摆动驱动机构使短边连杆构件9、10、连结连杆构件11、圆筒构件12和电动作动缸13在一对“く”字状连杆构件3、4的后方部向该后方部间扩大方向及缩小方向摆动，上述短边连杆构件9、10能够转动地被支承在上述的一对“く”字状连杆构件3、4的各自的后端3c、4c上；上述连结连杆构件11连结该短边连杆构件9、10间；上述圆筒构件12设置于该连结连杆构件11，外嵌于轴1并沿着该轴1滑动；上述电动作动缸13使该圆筒构件12沿着轴滑动。
如上述那样构成的本发明的夹头机构像下述那样夹紧作为工件的管材。
首先，通过未图示的控制部件正转驱动电动作动缸13，使该电动作动缸的杆13a前进，并使摆动杆14以上端14a的固定支点为中心向前方摆动。摆动杆14的摆动由设置在圆筒构件12的外周的凸缘12a承受，使圆筒构件12沿着轴1向前方滑动。当圆筒构件12向前方滑动时，固定设置于该圆筒构件12的连结连杆11向前方移动，并使连结连杆11经由短边连杆构件9、10向使一对“く”字状连杆构件3、4的后方部间以弯折部3a、4a为中心扩大的方向摆动。
当向一对“く”字状连杆构件3、4的后方部间扩大的方向摆动时，该一对“く”字状连杆构件3、4的前方部间以弯折部3a、4a为中心向缩小的方向摆动。通过这一对“く”字状连杆构件3、4的前方部的摆动，如图2所示，一对夹紧构件7、8向接近的方向移动并夹紧管材，该一对夹紧构件7、8分别能够转动地被支承在上部的“く”字状连杆构件3的前端3b和与该连杆构件3平行配置的平行连杆构件5的前端5b、以及下部的“く”字状连杆构件4的前端4b和与该连杆构件4平行配置的平行连杆构件6的前端6b上，且使夹紧面7a、8a相向地配置。
对于上述夹紧构件7、8的接近移动，架体2的上部2a、“く”字状连杆构件3的前方部、平行连杆构件5以及夹紧构件7构成所谓平行连杆，另外，架体2的下部2b、“く”字状连杆构件4的前方部、平行连杆构件6以及夹紧构件8构成所谓的平行连杆，因此该夹紧面7a、8a保持平行状态地接近移动，并夹紧管材。因此能够相对于管材以面接触、至少线接触的状态夹紧，难以使管材产生压痕、伤痕等。
另外，在上述的实施方式中将夹紧面7a、8a形成为V字槽，因此在夹紧时，管材沿着夹紧面7a、8a的V字槽移动，在夹紧结束时能够进行管材的定心，能够正确地夹紧管材，并且如图3、图4所示，即使对于直径不同的管材P，仍然能够以各自至少两处线接触的状态将管材均等地从上下方向夹紧，更加难以使管材产生压痕、伤痕等。而且，在通过控制部件不仅控制如上所述那样经由连杆机构使夹紧构件7、8接近移动的电动作动缸13的起动、停止、正转、逆转，而且也能够控制转矩的情况下，能够根据管材的直径、管材的材料以最适当的夹紧力夹紧管材。
在分离夹紧的管材的情况下，通过未图示的控制部件逆转驱动电动作动缸13，使该电动作动缸的杆13a后退。于是，上述的连杆机构分别向与上述相反方向动作，使夹紧构件7、8进行背离移动，解除管材的夹紧。
在上述的本发明的夹头机构中能够设置使沿上述水平方向配置的轴1围绕该轴心旋转的旋转驱动机构20。
如图5、图6所示，作为该旋转驱动机构20能够构成为：在上述夹头机构的上方设置回转马达21，用带24将安装在该回转马达21的旋转轴的滑轮22与设于上述夹头机构的轴1的滑轮23之间连接，通过使回转马达21旋转而使轴1围绕其轴心旋转，使设于该轴1的前端的夹头机构旋转。
通过在夹头机构中设置如上述那样的旋转驱动机构20，能够使由该夹头机构夹紧的管材围绕其轴心旋转，并能够利用附带的管材的折弯加工机将管材向任意方向折弯。
另外，在本发明的夹头机构中能够设置使夹头机构向上述轴1的轴心方向移动的移动驱动机构30。
如图5、图6所示，作为该移动驱动机构30能够由工作台31、导轨32、进给马达33、驱动小齿轮34和齿条构件35构成，该工作台31载置上述夹头机构，该导轨32使该工作台31能够移动地支承该工作台31，该进给马达33设于工作台31的下表面，该驱动小齿轮34被安装在该进给马达33的旋转轴，该齿条构件35与该驱动小齿轮34啮合并接受来自上述进给马达33的驱动力，使上述工作台31沿着导轨32移动，且该齿条构件35与上述导轨32平行地设置。
通过将如上述那样的移动驱动机构30设于夹头机构，能够使由该夹头机构夹紧的管材沿其轴心方向移动，利用附带的管材的折弯加工机或者切断机能够使管材在任意的位置折弯或者切断。
而且，在本发明的夹头机构中能够设置使夹头机构围绕竖直轴回转的回转驱动机构40。
如图7所示，作为该回转驱动机构40，能够构成为：在将上述夹头机构载置到工作台31时，使中空旋转式传动装置41介于其间，并能够构成为通过该中空旋转式传动装置41，使夹头机构围绕竖直轴直接回转。另外，中空旋转式传动装置41能够使用与中空旋转工作台42、使该中空旋转工作台42转动的步进马达43成为一体的装置。
通过将如上述那样的回转驱动机构40设置于夹头机构，能够进行如下等操作：使夹头机构围绕竖直轴回转、取入要加工的管材或者将加工后的管材排出到侧方的排料槽等。
以上，对本发明的夹头机构的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于任何已述的实施方式，理应可能有各种的变形、变更。
例如，在对于上述实施方式中表示的使一对“く”字状连杆构件3、4的后方部摆动的摆动驱动机构，不过是表示了一例，只要是能够使一对“く”字状连杆构件3、4的后方部摆动并扩大或缩小其间的机构即可，在本发明中能够采用各种结构的摆动驱动机构。
另外，在上述实施方式中表示的、使夹头机构围绕轴1的轴心旋转的旋转驱动机构20的结构、和使夹头机构在轴1的轴心方向移动的移动驱动机构30的结构、以及使夹头机构围绕竖直轴回转的回转驱动机构40的结构，不过是分别表示了一例，本发明不受这些结构的任何限制。
产业上的可利用性
以上说明的本发明的夹头机构是能够通过简易的结构实现装置的小型化，而且，夹紧装置的开闭幅度大，能够对应各种直径的管材，并且，能够以面接触、至少线接触的状态夹紧管材，难以在管材上产生压痕、伤痕等的夹头机构，因此在对管材进行切断或者折弯加工时，能够作为夹紧该管材的装置而广泛利用。
附图标记说明
1：轴；2：架体；2a：架体的上部；2b：架体的下部；3、4：一对“く”字状连杆构件；3a、4a：一对“く”字状连杆构件的各自的弯折部；3b、4b：一对“く”字状连杆构件的各自的前端；3c、4c：一对“く”字状连杆构件的各自的后端；5、6：平行连杆构件；5a、6a：平行连杆构件的各自的后端；5b、6b：平行连杆构件的各自的前端；7、8：一对夹紧构件；7a、8a：一对夹紧构件的各自的夹紧面；9、10：短边连杆构件；11：连结连杆构件；11a：连结连杆构件的中央部；12：圆筒构件；12a：设于圆筒构件的外周的凸缘；13：电动作动缸；13a：电动作动缸的杆；14：摆动杆；14a：摆动杆的上端；20：旋转驱动机构；21：回转马达；22、23：滑轮；24：带；30：移动驱动机构；31：工作台；32：导轨；33：进给马达；34:驱动小齿轮；35:齿条构件；40:回转驱动机构；41:中空旋转式传动装置42:中空旋转工作台；43:步进马达。

Claims (6)

1.一种夹头机构，其特征在于，
所述夹头机构包括：在水平方向上配置的轴；设于该轴的前端的架体，该架体向轴的上下方向突出；一对“く”字状连杆构件，在该架体的上部及下部将分别成为凸状的弯折部设为内侧，且该一对“く”字状连杆构件能够摆动地被支承在各自的弯折部；平行连杆构件，该平行连杆构件分别与该一对“く”字状连杆构件的前方部平行地将后端能够旋转地支承于所述架体；一对夹紧构件，分别能够转动地被支承于所述上部的“く”字状连杆构件的前端和与该连杆构件平行配置的所述平行连杆构件的前端、及下部的“く”字状连杆构件的前端和与该连杆构件平行配置的所述平行连杆构件的前端，且使夹紧面相向地配置；以及摆动驱动机构，使所述一对“く”字状连杆构件的后方部向该后方部间扩大方向以及缩小方向摆动，所述摆动驱动机构包括：短边连杆构件，能够转动地被支承于所述一对“く”字状连杆构件的各自的后端；连结该短边连杆构件间的连结连杆构件；圆筒构件，该圆筒构件设置于该连结连杆构件，外嵌于所述轴且沿着该轴滑动；以及使该圆筒构件沿轴滑动的电动作动缸，所述电动作动缸具备进行直线驱动的杆，通过该杆使摆动杆摆动，该摆动杆以上端为固定支点并能够转动地被支承于该固定支点，由设于所述圆筒构件的外周的凸缘承受该摆动杆的摆动运动，使所述圆筒构件沿着所述轴滑动。
2.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，
所述一对夹紧构件的夹紧面分别形成为V字槽。
3.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，
通过控制部件控制所述电动作动缸的起动、停止、正转、逆转及转矩。
4.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，
设有使所述夹头机构围绕所述轴的轴心旋转的旋转驱动机构。
5.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，
设有使所述夹头机构在所述轴的轴心方向上移动的移动驱动机构。
6.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，
设有使所述夹头机构围绕竖直轴回转的回转驱动机构。
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