CN107650138B - 内孔夹持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了内孔夹持装置，其能解决采用传统弹簧套筒无法对小内孔、大自重、以及较长内孔工件的可靠夹持拾取的问题，从而满足工业机械的自动化生产的要求。其包括芯棒和驱动机构，芯棒开设有轴向中心通孔，轴向中心通孔内贯穿设置有可轴向移动的拉杆，拉杆前端连接有拉动块、后端连接驱动机构，芯棒的前端外周面沿周向均布设置有三条沿轴向水平延伸且相互平行的滑槽，滑槽的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面，三条滑槽内分别容置有一滑动爪且滑动爪设有与所述楔形槽配合滑动的楔形斜面，滑动爪前端与拉动块固接。

Description

内孔夹持装置
技术领域
本发明涉及工业机器人的零部件快速拾取装置领域，具体为内孔夹持装置。
背景技术
现有用于内孔零件的夹持装置多是采用弹簧套筒，其是通过对弹簧套筒施加较大张力使之产生径向的弹性变形从而与零件内孔张紧，以达到夹持移动的目的；其具有成本低、张紧力大的优点；但是弹簧套筒的张紧与松开的行程范围较小，其需要的驱动拉力大，特别是对于内孔较小、自重较大以及长度较长的内孔零件，传统弹簧套筒无法可靠地进行夹持作业，时常出现夹持时工件易脱落、松开时弹簧套筒又容易与工件内孔卡死的现象，因此无法满足工业机器人的自动化生产要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了内孔夹持装置，其能解决采用传统弹簧套筒无法对小内孔、大自重、以及较长内孔工件的可靠夹持拾取的问题，从而满足工业机器人的自动化生产的要求。
其技术方案为，内孔夹持装置，其特征在于：其包括芯棒和驱动机构，所述芯棒开设有轴向中心通孔，所述轴向中心通孔内贯穿设置有可轴向移动的拉杆，所述拉杆前端连接有拉动块、后端连接所述驱动机构，所述芯棒的前端外周面沿周向均布设置有三条沿轴向水平延伸且相互平行的滑槽，所述滑槽的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面，所述三条滑槽内分别容置有一滑动爪且所述滑动爪设有与所述楔形槽面配合滑动的楔形斜面，所述滑动爪前端与所述拉动块连接。
进一步的，所述滑槽的楔形槽面与轴向水平面的夹角α为5°～20°。
进一步的，其还设置有滑动导向结构，所述滑动导向结构包括设置于每一个所述滑动爪两侧面的导向斜槽，所述导向斜槽与所述滑动爪的楔形斜面平行，所述滑槽前侧的两侧槽壁上分别安装有对称的导向销，所述导向销伸入所述导向槽斜内。
更进一步的，所述芯棒前端设有导向销压紧机构，所述导向销压紧机构包括三个呈扇形的导向销压块，所述芯棒前端相邻两个滑槽之间分别开设压块槽，每一个所述压块槽内嵌装有一所述导向销压块且所述导向销通过轴向的紧固螺钉与所述芯棒固接，所述压块槽的两侧槽壁上分别开有与相邻滑槽联通的销孔，所述导向销安装于所述销孔内，所述导向销压块将所述导向销压紧于所述导向斜槽内。
进一步的，所述滑动爪的前端设有T形连接部，所述拉动块上设有T形卡槽，所述滑动爪前端的T形连接部卡装于所述T形卡槽内。
进一步的，所述拉杆前端轴向穿过所述拉动块并通过锁紧螺母与所述拉动块锁紧。
进一步的，所述驱动机构包括两个沿轴向平行设置的气缸，所述芯棒后端固接有转接块，所述转接块的两侧分别安装有一所述气缸，所述拉杆后端贯穿所述转接块后与一连接板连接，两个所述气缸的推板分别与所述连接板的两端固接。
更进一步的，所述转接块上安装有转接板。
本发明的有益效果在于：
(1)驱动机构能驱动拉杆在芯棒的轴向中心通孔内轴向平移，从而拉杆能够带动三个滑动爪作同步轴向移动，而由于三个滑动爪分别与芯棒上三条平行的滑槽楔形配合，故三个滑动爪在轴向平移的同时产生径向的扩张或收缩从而实现对工件内孔的夹持与松开，并且能够实现对工件的自动找正及自动定心，确保工件的高精度夹持；其采用的滑动爪与滑槽楔形配合滑动的结构大大提升了滑动爪对工件内孔夹持、松开的行程，特别是对于小内孔、大自重的内孔长零件来说，三个滑动爪同时顶紧、松开工件内孔能有效提高夹持可靠性，亦能满足工业机器人自动化生产的要求；
(2)其控制滑槽的楔形槽面与轴向水平面的夹角α为5°～20°，能够进一步确保滑动爪具有足够有效的工作行程，保证内孔工件夹持的可靠性；
(3)通过设置的滑动导向结构来保证三个滑动爪在拉杆的带动下能够始终保持沿着滑槽的楔形槽面滑动，有效避免滑动爪在滑移过程中因受外力影响而从滑槽内松脱的现象，进一步确保对内孔工件的可靠夹持；
(4)导向销压紧机构能够将滑动导向结构中的导向销始终嵌入滑动爪侧壁的导向斜槽内，确保滑动导向结构对滑动爪与滑槽之间的滑动导向限位作用；
(5)驱动机构采用轴向平行设置的双气缸且双气缸的推板通过连接板与拉杆连接，双气缸能够对拉杆施加稳定平衡的轴向力，更进一步使得拉杆能够稳定地带动三个滑动爪同步动作，确保三个滑动爪对工件内孔的可靠夹持与松开。
附图说明
图1为采用本发明内孔夹持装置夹持内孔工件的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视结构示意图；
图3为本发明中芯棒前端与滑动爪、拉杆的装配示意图；
图4为图3的B-B向结构示意图；
图5为本发明内孔夹持装置的分解示意图；
图6为本发明内孔夹持装置处于夹持状态下的示意图；
图7为本发明内孔夹持装置处于未夹持状态下的示意图。
附图标记：
10-芯棒，11-滑槽，111-楔形槽面，12-压块槽，13-销孔；
20-驱动机构，21-气缸，211-推板，212-导杆，22-转接块，23-连接板，24-螺钉，25-转接板，26-锁紧螺母，27-螺钉；
30-拉杆，31-锁紧螺母；
40-拉动块，41-T形卡槽；
50-滑动爪，51-楔形斜面，52-导向斜槽，53-T形连接部；
60-导向销；
70-导向销压块；
80-紧固螺钉；
90-内孔零件。
具体实施方式
见图1～图5，内孔夹持装置，其包括芯棒10和驱动机构20，芯棒10开设有轴向中心通孔，轴向中心通孔内贯穿设置有可轴向移动的拉杆30，拉杆30前端连接有拉动块40、后端连接驱动机构20，芯棒10的前端外周面沿周向均布设置有三条沿轴向水平延伸且相互平行的滑槽11，滑槽11的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面111，滑槽的楔形槽面11与轴向水平面的夹角α为5°～20°，三条滑槽11内分别容置有一滑动爪50且滑动爪50设有与楔形槽面111配合滑动的楔形斜面51，滑动爪50前端与拉动块40连接；
其中滑动爪50的前端设有T形连接部53，拉动块40上设有T形卡槽41，滑动爪50前端的T形连接部53卡装于T形卡槽41内，拉杆30前端轴向穿过拉动块40并通过锁紧螺母31与拉动块40锁紧；滑动爪50前端与拉动块40之间的连接结构简单、装配便捷；当拉动块40在拉杆30的带动下轴向水平移动时，滑动爪50前端的T形连接部53受T形卡槽41的带动作用同步发生轴向水平移动。
本发明内孔夹持装置还设置有滑动导向结构，滑动导向结构包括设置于每一个滑动爪50两侧面的导向斜槽52，导向斜槽52与滑动爪50的楔形斜面51平行，滑槽11前侧的两侧槽壁上分别安装有对称的导向销60，导向销60伸入导向斜槽52内；当滑动爪50在拉动块40的带动下沿滑槽11与芯棒10发生相对移动时，受到导向销60与导向斜槽52的配合导向限位作用，滑动爪50始终只能沿着导向斜槽52的方向移动而无法脱离滑槽11，故能有效地保证滑动爪50对内孔零件可靠精确地夹持。
芯棒10前端设有导向销压紧机构，导向销压紧机构包括三个呈扇形的导向销压块70，芯棒10前端相邻两个滑槽之间分别开设压块槽12，每一个压块槽12内嵌装有一导向销压块70且导向销60通过轴向的紧固螺钉80与芯棒10固接，压块槽12的两侧槽壁上分别开有与相邻滑槽11联通的销孔13，导向销60安装于销孔13内，导向销压块70将导向销60压紧于导向斜槽52内，以避免在外力影响下导向销60从导向斜槽52内松脱，确保导向销60与导向斜槽52之间的配合导向限位作用。
驱动机构20包括两个沿轴向平行设置的气缸21，芯棒10后端固接有转接块22，转接块22的两侧分别通过螺钉27安装有一个气缸21，拉杆30后端贯穿转接块22后通过锁紧螺母26与一连接板23连接，两个气缸21的导杆212端部的推板211分别与连接板23的两端通过螺钉24连接；转接块22上安装有转接板25，以方便与自动化工业机器人设备连接。
见图1、图2和图6、图7，采用本发明内孔夹持装置夹持内孔零件90时，先控制两个气缸21向前收缩从而通过连接板23带动拉杆30向前顶出，拉杆30通过拉动块40带动三个滑动爪50分别沿着芯棒10上各自对应的滑槽11前移，由于滑槽11的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面111且与滑动爪50的楔形斜面51配合，故在此状态下三个滑动爪50与芯棒10形成的组合外圆面的直径小于工件内孔；然后将整个芯棒10伸入工件内孔中，再控制两个气缸21向后推动连接板23从而带动拉杆30向后回缩，拉杆30通过拉动块40带动三个滑动爪50分别沿着芯棒10上向各自对应的滑槽11后移，同样是由于滑槽11的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面111且与滑动爪50的楔形斜面51配合，与前一状态相反，三个滑动爪50在后移的同时向径向外侧的平移，从而三个滑动爪50同时与工件内孔壁张紧，实现与工件内孔的夹持。
采用本发明的内孔夹持装置，能够实现普通气动元件对工件内孔的快速夹持，可适应较大范围孔径变化的要求，能够实现工件内孔内径0～10mm范围的行程变化，满足重达100Kg工件的夹持，以及最长达500mm的工件稳定夹持的要求；同时能够对工件实现自动找正及自动定心，确保实现对工件的高精度内孔夹持，满足自动化生产的要求。

Claims (6)

1.内孔夹持装置，其特征在于：其包括芯棒(10)和驱动机构(20)，所述芯棒(10)开设有轴向中心通孔，所述轴向中心通孔内贯穿设置有可轴向移动的拉杆(30)，所述拉杆(30)前端连接有拉动块(40)、后端连接所述驱动机构(20)，所述芯棒(10)的前端外周面沿周向均布设置有三条沿轴向水平延伸且相互平行的滑槽(11)，所述滑槽(11)的槽底面为径向槽深自后向前渐增的楔形槽面(111)，三条滑槽(11)内分别容置有一滑动爪(50)且所述滑动爪(50)设有与所述楔形槽面(111)配合滑动的楔形斜面(51)，所述滑动爪(50)前端与所述拉动块(40)连接；
其还设置有滑动导向结构，所述滑动导向结构包括设置于每一个所述滑动爪(50)两侧面的导向斜槽(52)，所述导向斜槽(52)与所述滑动爪(50)的楔形斜面(51)平行，所述滑槽(11)前侧的两侧槽壁上分别安装有对称的导向销(60)，所述导向销(60)伸入所述导向斜槽(52)内；
所述滑动爪(50)的前端设有T形连接部(53)，所述拉动块(40)上设有T形卡槽(41)，所述滑动爪(50)前端的T形连接部(53)卡装于所述T形卡槽(41)内。
2.如权利要求1所述内孔夹持装置，其特征在于：所述滑槽的楔形槽面(111)与轴向水平面的夹角α为5°～20°。
3.如权利要求1所述内孔夹持装置，其特征在于：所述芯棒(10)前端设有导向销压紧机构，所述导向销压紧机构包括三个呈扇形的导向销压块(70)，所述芯棒(10)前端相邻两个滑槽(11)之间分别开设压块槽(12)，每一个所述压块槽(12)内嵌装有一所述导向销压块(70)且所述导向销(60)通过轴向的紧固螺钉(80)与所述芯棒(10)固接，所述压块槽(12)的两侧槽壁上分别开有与相邻滑槽(11)联通的销孔(13)，所述导向销(60)安装于所述销孔(13)内，所述导向销压块(70)将所述导向销(60)压紧于所述导向斜槽(52)内。
4.如权利要求1～3中任一所述内孔夹持装置，其特征在于：所述拉杆(30)前端轴向穿过所述拉动块(40)并通过锁紧螺母(31)与所述拉动块(40)锁紧。
5.如权利要求4所述内孔夹持装置，其特征在于：所述驱动机构(20)包括两个沿轴向平行设置的气缸(21)，所述芯棒(10)后端固接有转接块(22)，所述转接块(22)的两侧分别安装有一所述气缸(21)，所述拉杆(30)后端贯穿所述转接块(22)后与一连接板(23)连接，两个所述气缸(21)的推板(211)分别与所述连接板(24)的两端固接。
6.如权利要求5所述内孔夹持装置，其特征在于：所述转接块(22)上安装有转接板(25)。
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