CN108818080B - 一种机电一体化控制夹紧装置 - Google Patents

一种机电一体化控制夹紧装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机电一体化控制夹紧装置，本发明采用PLC进行控制，控制方便，精度高，可以实现对多个工件的准确、稳定夹紧，夹紧效果好，便于一次性对多个工件的稳固加工，尤其是切割加工，本发明有效解决了普通对多个工件进行夹紧时，工件容易出现排列不稳定，导致加工时受到加工力后出现滑动的现象，降低了夹持不稳固对加工精度的影响，保证了加工的安全性和稳固性，实现了自动化批量夹紧的效果，与一体化机电加工设备配合使用，可以大大提高装夹效率和装夹稳固性。

Description

一种机电一体化控制夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种机电一体化控制夹紧装置，属于机电一体化设备技术领域。
背景技术
目前，随着计算机信息技术、传感技术以及控制技术等的不断发展，机电一体化设备的应用越来越多，尤其是对于一些机械加工设备而言，自动化加工的应用越来越广泛。而对于自动化加工来说，自动化的装夹也是至关重要。目前对于一些圆柱类工件的批量生产，比如切割等加工来说，需要将多个批量工件装夹于夹紧装置内，然后进行切割，目前一般采用人工进行装夹，夹紧装置在夹紧时仅仅依靠压紧的方式进行夹紧，这种批量工件的排列容易出现不稳固现象，在切割等加工时，受到较大的加工力，很容易出现松动，影响夹紧稳定性，进而影响机电一体化设备的自动加工性能。
本发明针对以上问题，提供一种机电一体化控制夹紧装置，提高机电一体化设备的加工性能，保证加工时装夹的稳固性。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于，其包括固定架、夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件和PLC控制器，其中，所述固定架为U型结构，且固定架的U型开口的两侧分别一体向两侧水平延伸有固定肩，所述夹紧固定组件的两端采用所述摇摆支撑组件支撑设置在固定肩上，且所述夹紧固定组件的下部伸入所述U型结构内，所述固定架上还设置有所述摇摆驱动组件，所述摇摆驱动组件能够驱动所述夹紧固定组件左右摆动，所述摇摆支撑组件还能够对夹紧固定组件进行锁紧控制；所述夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件均由所述PLC控制器进行一体控制，当夹紧多个圆柱工件时，将各个工件装设于所述夹紧固定组件内，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于非锁紧自动摆动状态，并控制摇摆驱动组件驱动所述夹紧固定组件摇摆，待各个工件支撑排列稳定后，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于锁紧状态，并控制所述夹紧固定组件对各个工件进行夹紧，以便于后续加工。
进一步，作为优选，所述夹紧固定组件包括储料夹和压紧座，其中，所述储料夹为U型结构，且所述储料夹的U型开口处两端分别一体设置有向外水平延伸的连接座，所述连接座的下端面连接在所述摇摆支撑组件输出端，所述储料夹的上方设置有可上下移动的压紧座，所述压紧座由压紧驱动器驱动压紧，所述压紧座与所述储料夹之间为可拆卸的锁紧设置。
进一步，作为优选，所述摇摆支撑组件包括摇摆限位组件、铰接球、摇摆柱和锁紧组件，所述摇摆限位组件设置在所述固定肩上，所述锁紧组件设置在所述固定肩的下端面，所述铰接球被限位在所述摇摆限位组件的限位腔内，所述铰接球的径向方向向上延伸设置有摇摆柱，所述摇摆柱的上端固定在所述连接座上，通过所述锁紧组件能够将所述铰接球锁紧在限位腔内。
进一步，作为优选，所述摇摆限位组件包括铰接连杆、限位瓣和锁紧垫，其中，多个限位瓣呈圆周布置为球形结构，且相邻的两个限位瓣之间设置有间隙，各个限位瓣的下端外侧固定设置有铰接连杆，所述铰接连杆的下端铰接设置在所述固定肩上，所述限位瓣在竖直方向可绕所述铰接连杆与固定肩之间的铰接点在一定角度内转动，所述铰接球被限位在各个限位瓣围成的中线腔体内，所述限位瓣的内壁上设置有锁紧垫，所述锁紧垫负责对所述铰接球进行锁紧固定，所述限位瓣的底部内侧由所述锁紧组件进行控制。
进一步，作为优选，所述铰接球的外壁上设置有摩擦凸起或者锁紧齿，所述锁紧垫的靠近所述铰接球的表面上设置有与所述铰接球的外壁上的摩擦凸起或者锁紧齿相对应的摩擦凹槽或者锁紧齿槽。
进一步，作为优选，所述锁紧组件包括锁紧气缸、气缸架、操作杆和连接盘，各个操作杆的上端连接在所述限位瓣的底部内侧，所述操作杆的下端竖直向下穿出所述固定肩上的竖直孔，各个操作杆的下端固定在所述连接盘上，所述连接盘的中心下端面固定连接在所述锁紧气缸活塞杆上，所述锁紧气缸采用气缸架固定在所述固定肩下端面，所述操作杆与所述竖直孔之间还设置有导向滑套，所述气缸架为U型架体。
进一步，作为优选，所述锁紧气缸的上端连接套设有螺柱，所述气缸架上设置有安装孔，所述螺柱向上螺纹连接于所述安装孔，所述螺柱上设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母的底侧面抵靠住所述气缸上端面，以便将所述气缸锁固定在气缸架上，并能够调节气缸的位置。
进一步，作为优选，所述摇摆驱动组件包括驱动齿、不完全齿轮和齿轮架，其中，所述储料夹的下端面上设置有多个驱动齿，所述固定架的底部设置有齿轮架，所述齿轮架上设置有不完全齿轮，所述不完全齿轮的外圆周上在一小于90度的扇形角度内设置有多个啮合齿，所述啮合齿与所述驱动齿啮合传动。
进一步，作为优选，所述不完全齿轮的齿轮轴上固定设置有皮带轮一，固定架底部的电机架上固定设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴上固定设置有皮带轮二，所述皮带轮一与所述皮带轮二之间采用皮带传动。
进一步，作为优选，所述固定肩的上端面设置有弧形凹槽，所述铰接球的下部伸入所述弧形凹槽内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的机电一体化夹紧装置，采用PLC进行控制，控制方便，精度高，可以实现对多个工件的准确、稳定夹紧，夹紧效果好，便于一次性对多个工件的稳固加工，尤其是切割加工，本发明有效解决了普通对多个工件进行夹紧时，工件容易出现排列不稳定，导致加工时受到加工力后出现滑动的现象，降低了夹持不稳固对加工精度的影响，保证了加工的安全性和稳固性，实现了自动化批量夹紧的效果，与一体化机电加工设备配合使用，可以大大提高装夹效率和装夹稳固性。
附图说明
图1是本发明一种机电一体化控制夹紧装置的结构示意图；
图2是本发明一种机电一体化控制夹紧装置的摇摆驱动组件结构示意图；
图3是本发明一种机电一体化控制夹紧装置的摇摆支撑组件结构示意图。
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1-3，本发明提供一种技术方案：一种机电一体化控制夹紧装置，其包括固定架、夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件和PLC控制器，其中，所述固定架为U型结构，且固定架的U型开口的两侧分别一体向两侧水平延伸有固定肩20，所述夹紧固定组件的两端采用所述摇摆支撑组件支撑设置在固定肩20上，且所述夹紧固定组件的下部伸入所述U型结构内，所述固定架上还设置有所述摇摆驱动组件，所述摇摆驱动组件能够驱动所述夹紧固定组件左右摆动，所述摇摆支撑组件还能够对夹紧固定组件进行锁紧控制；
所述夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件均由所述PLC控制器进行一体控制，当夹紧多个圆柱工件3时，将各个工件3装设于所述夹紧固定组件内，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于非锁紧自动摆动状态，并控制摇摆驱动组件驱动所述夹紧固定组件摇摆，待各个工件支撑排列稳定后，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于锁紧状态，并控制所述夹紧固定组件对各个工件进行夹紧，以便于后续加工。
在本实施例中，所述夹紧固定组件包括储料夹4和压紧座1，其中，所述储料夹4为U型结构，且所述储料夹4的U型开口处两端分别一体设置有向外水平延伸的连接座2，所述连接座2的下端面连接在所述摇摆支撑组件输出端，所述储料夹4的上方设置有可上下移动的压紧座1，所述压紧座1由压紧驱动器驱动压紧，所述压紧座1与所述储料夹4之间为可拆卸的锁紧设置。
作为更佳的实施例，所述摇摆支撑组件包括摇摆限位组件、铰接球14、摇摆柱15和锁紧组件，所述摇摆限位组件设置在所述固定肩20上，所述锁紧组件设置在所述固定肩20的下端面，所述铰接球14被限位在所述摇摆限位组件的限位腔内，所述铰接球14的径向方向向上延伸设置有摇摆柱15，所述摇摆柱15的上端固定在所述连接座2上，通过所述锁紧组件能够将所述铰接球15锁紧在限位腔内。
其中，所述摇摆限位组件包括铰接连杆23、限位瓣17和锁紧垫24，其中，多个限位瓣17呈圆周布置为球形结构，且相邻的两个限位瓣17之间设置有间隙，各个限位瓣的下端外侧固定设置有铰接连杆23，所述铰接连杆23的下端铰接设置在所述固定肩20上，所述限位瓣17在竖直方向可绕所述铰接连杆与固定肩之间的铰接点在一定角度内转动，所述铰接球15被限位在各个限位瓣围成的中线腔体内，所述限位瓣17的内壁上设置有锁紧垫24，所述锁紧垫24负责对所述铰接球进行锁紧固定，所述限位瓣的底部内侧由所述锁紧组件进行控制。
如图3，所述铰接球的外壁上设置有摩擦凸起或者锁紧齿，所述锁紧垫的靠近所述铰接球的表面上设置有与所述铰接球的外壁上的摩擦凸起或者锁紧齿相对应的摩擦凹槽或者锁紧齿槽。
,所述锁紧组件包括锁紧气缸13、气缸架12、操作杆25和连接盘22，各个操作杆25的上端连接在所述限位瓣17的底部内侧，所述操作杆25的下端竖直向下穿出所述固定肩上的竖直孔，各个操作杆的下端固定在所述连接盘22上，所述连接盘22的中心下端面固定连接在所述锁紧气缸活塞杆上，所述锁紧气缸13采用气缸架固定在所述固定肩下端面，所述操作杆25与所述竖直孔之间还设置有导向滑套21，所述气缸架12为U型架体。
为了便于调节气缸的位置以及行程，所述锁紧气缸13的上端连接套设有螺柱19，所述气缸架12上设置有安装孔，所述螺柱向上螺纹连接于所述安装孔，所述螺柱上设置有锁紧螺母18，所述锁紧螺母的底侧面抵靠住所述气缸上端面，以便将所述气缸锁固定在气缸架上，并能够调节气缸的位置。
如图1-2，所述摇摆驱动组件包括驱动齿5、不完全齿轮11和齿轮架6，其中，所述储料夹4的下端面上设置有多个驱动齿5，所述固定架的底部设置有齿轮架6，所述齿轮架6上设置有不完全齿轮11，所述不完全齿轮11的外圆周上在一小于90度的扇形角度内设置有多个啮合齿，所述啮合齿与所述驱动齿5啮合传动。
所述不完全齿轮11的齿轮轴上固定设置有皮带轮一10，固定架底部的电机架7上固定设置有驱动电机9，所述驱动电机输出轴上固定设置有皮带轮二8，所述皮带轮一10与所述皮带轮二8之间采用皮带16传动。
如图1和图3，所述固定,20的上端面设置有弧形凹槽，所述铰接球的下部伸入所述弧形凹槽内。
本发明的机电一体化夹紧装置，采用PLC进行控制，控制方便，精度高，可以实现对多个工件的准确、稳定夹紧，夹紧效果好，便于一次性对多个工件的稳固加工，尤其是切割加工，本发明有效解决了普通对多个工件进行夹紧时，工件容易出现排列不稳定，导致加工时受到加工力后出现滑动的现象，降低了夹持不稳固对加工精度的影响，保证了加工的安全性和稳固性，实现了自动化批量夹紧的效果，与一体化机电加工设备配合使用，可以大大提高装夹效率和装夹稳固性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于，其包括固定架、夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件和PLC控制器，其中，所述固定架为U型结构，且固定架的U型开口的两侧分别一体向两侧水平延伸有固定肩，所述夹紧固定组件的两端采用所述摇摆支撑组件支撑设置在固定肩上，且所述夹紧固定组件的下部伸入所述U型结构内，所述固定架上还设置有所述摇摆驱动组件，所述摇摆驱动组件能够驱动所述夹紧固定组件左右摆动，所述摇摆支撑组件还能够对夹紧固定组件进行锁紧控制；所述夹紧固定组件、摇摆支撑组件、摇摆驱动组件均由所述PLC控制器进行一体控制，当夹紧多个圆柱工件时，将各个工件装设于所述夹紧固定组件内，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于非锁紧自动摆动状态，并控制摇摆驱动组件驱动所述夹紧固定组件摇摆，待各个工件支撑排列稳定后，所述PLC控制器控制所述摇摆支撑组件处于锁紧状态，并控制所述夹紧固定组件对各个工件进行夹紧，以便于后续加工。
2.根据权利要求1所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述夹紧固定组件包括储料夹和压紧座，其中，所述储料夹为U型结构，且所述储料夹的U型开口处两端分别一体设置有向外水平延伸的连接座，所述连接座的下端面连接在所述摇摆支撑组件输出端，所述储料夹的上方设置有可上下移动的压紧座，所述压紧座由压紧驱动器驱动压紧，所述压紧座与所述储料夹之间为可拆卸的锁紧设置。
3.根据权利要求2所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述摇摆支撑组件包括摇摆限位组件、铰接球、摇摆柱和锁紧组件，所述摇摆限位组件设置在所述固定肩上，所述锁紧组件设置在所述固定肩的下端面，所述铰接球被限位在所述摇摆限位组件的限位腔内，所述铰接球的径向方向向上延伸设置有摇摆柱，所述摇摆柱的上端固定在所述连接座上，通过所述锁紧组件能够将所述铰接球锁紧在限位腔内。
4.根据权利要求1所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述摇摆限位组件包括铰接连杆、限位瓣和锁紧垫，其中，多个限位瓣呈圆周布置为球形结构，且相邻的两个限位瓣之间设置有间隙，各个限位瓣的下端外侧固定设置有铰接连杆，所述铰接连杆的下端铰接设置在所述固定肩上，所述限位瓣在竖直方向可绕所述铰接连杆与固定肩之间的铰接点在一定角度内转动，所述铰接球被限位在各个限位瓣围成的中线腔体内，所述限位瓣的内壁上设置有锁紧垫，所述锁紧垫负责对所述铰接球进行锁紧固定，所述限位瓣的底部内侧由所述锁紧组件进行控制。
5.根据权利要求4所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述铰接球的外壁上设置有摩擦凸起或者锁紧齿，所述锁紧垫的靠近所述铰接球的表面上设置有与所述铰接球的外壁上的摩擦凸起或者锁紧齿相对应的摩擦凹槽或者锁紧齿槽。
6.根据权利要求4所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述锁紧组件包括锁紧气缸、气缸架、操作杆和连接盘，各个操作杆的上端连接在所述限位瓣的底部内侧，所述操作杆的下端竖直向下穿出所述固定肩上的竖直孔，各个操作杆的下端固定在所述连接盘上，所述连接盘的中心下端面固定连接在所述锁紧气缸活塞杆上，所述锁紧气缸采用气缸架固定在所述固定肩下端面，所述操作杆与所述竖直孔之间还设置有导向滑套，所述气缸架为U型架体。
7.根据权利要求6所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述锁紧气缸的上端连接套设有螺柱，所述气缸架上设置有安装孔，所述螺柱向上螺纹连接于所述安装孔，所述螺柱上设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母的底侧面抵靠住所述气缸上端面，以便将所述气缸锁固定在气缸架上，并能够调节气缸的位置。
8.根据权利要求2所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述摇摆驱动组件包括驱动齿、不完全齿轮和齿轮架，其中，所述储料夹的下端面上设置有多个驱动齿，所述固定架的底部设置有齿轮架，所述齿轮架上设置有不完全齿轮，所述不完全齿轮的外圆周上在一小于90度的扇形角度内设置有多个啮合齿，所述啮合齿与所述驱动齿啮合传动。
9.根据权利要求8所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述不完全齿轮的齿轮轴上固定设置有皮带轮一，固定架底部的电机架上固定设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴上固定设置有皮带轮二，所述皮带轮一与所述皮带轮二之间采用皮带传动。
10.根据权利要求3所述的一种机电一体化控制夹紧装置，其特征在于：所述固定肩的上端面设置有弧形凹槽，所述铰接球的下部伸入所述弧形凹槽内。
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