CN109848738A - 一种用于薄壁冲压件的气动夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于薄壁冲压件的气动夹具，包括板件抓手和至少一个可拆卸的卡扣，所述板件抓手中部通过连接件与机械臂末端相连，所述板件抓手的下表面为与薄壁冲压件上部形状匹配的仿型接触工作面，仿型接触工作面上设有用于固定薄壁冲压件的吸附装置，卡扣为U型卡扣，U型卡扣通过卡扣夹紧机构可拆卸的安装在板件抓手上，U型卡扣的U型底部与薄壁冲压件下部表面形状相匹配，通过U型卡扣将薄壁冲压件二次固定在板件抓手上。所述板件抓手尺寸根据薄壁冲压件的尺寸确定，长度小于薄壁冲压件的长度。本发明薄壁冲压件的气动夹具，可对于薄壁、长跨度弧形表面的待装夹零件进行自动装夹，大大降低了装夹过程中对人工劳动力的需求。

Description

一种用于薄壁冲压件的气动夹具

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种机制制造加工过程中的夹具，具体涉及一种用于薄 壁冲压件的气动夹具。

背景技术

在工业应用中，有许多薄壁冲压件的边缘需要裁剪，如空调导风板。空调导风板通过冲压成型的零件，其两端会留有多余的材料，需要进行切除以达到尺寸要求。目前实际生产中，主要依赖人工装夹，人工装夹存在以下两个问题：1、人工装夹重复精度低，在自动化加工系统中适用性差。2、薄壁冲压件刚度差，与夹具刚性接触可能会发生变形或划伤。为了改变现有存在的问题，可以从以下五个方面入手：1、通过分析零件材质，零件原表面质量、重量，需要达到的加工长度等因素，制定包括板件抓手长度，橡胶密封圈类型，真空发生器规格，卡扣形状、尺寸大小，平行平行气缸类型在内的最佳装夹方案，用理论代替人工手感，提高装夹后加工效率。2、采用自动化装夹，装夹位置精度由机器人位移精度决定，重复精度高。3、装夹时薄壁冲压件先与橡胶密封圈接触，经橡胶密封圈缓冲后再与夹具工作面接触，避免薄壁冲压件与夹具刚性接触。4、夹紧力由多个真空口均匀分布在薄壁冲压件表面，避免薄壁冲压件因受力不均而变形。5、在装夹过程中由人工劳动转向自动化工作，避免工人直接参与装夹工作，尽可能避免在整个系统中人员的使用。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于薄壁冲压件的气动夹具，能够完成对薄壁冲压类零 件的自动化，高效装夹，并保证在工作过程中零件不会脱离夹具。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于薄壁冲压件的气动夹具，其特征在于：包括板件抓手和至少一个可拆卸的卡扣， 所述板件抓手中部通过连接件与机械臂末端相连，所述板件抓手下部面为与薄壁冲压件上部 形状匹配的仿型接触工作面，所述板件抓手的仿型接触工作面上设有用于固定薄壁冲压件的 吸附装置，所述卡扣为U型卡扣，U型卡扣通过卡扣夹紧机构可拆卸的安装在板件抓手上， 所述U型卡扣的U型底部与薄壁冲压件下部表面形状相匹配，通过U型卡扣将薄壁冲压件 二次固定在板件抓手上。

作为改进，所述吸附装置为设于板件抓手的仿型接触工作面上的多个真空吸盘。

作为改进，所述吸附装置为设于板件抓手的仿型接触工作面上的多个密封圈，每个密封 圈中心处的板件抓手上均设有一个真空口，所述板件抓手内部设有与各真空口相连的气道相， 气道另一端与真空发生器相连。

作为改进，所述密封圈与真空口之间为过盈配合，并通过粘接剂固定。

作为改进，所述卡扣夹紧机构包括两个手指和伸缩装置，两个手指通过伸缩装置对称的 安装在板件抓手上部面两侧，所述手指上设有向板件抓手两侧外伸出的固定销，所述U型卡 扣的两肢上分别设有与两个手指上固定销对应固定孔。

作为改进，所述固定销为锥形销，对应的固定孔为锥形孔。

作为改进，所述伸缩装置为平行气缸，所述平行气缸包括两个相互平行且方向相反的气 缸，平行气缸伸缩方向与板件抓手的长度方向垂直。

作为改进，所述手指材质为铬钼钒，手指经淬火与表面发黑处理。

作为改进，每个平行气缸上装有两个接近开关，分别对应手指向两侧撑开位置和向内侧 收拢位置，每个平行气缸的两个进气口分别设有保持平行气缸伸长位置的气控单向阀。

作为改进，所述U型卡扣与薄壁冲压件接触的U型底部设有缓冲层，所述板件抓手本体 上设有减重槽。

本发明的有益效果是：

1、实现了自动装夹，设备日常使用过程中只需要工人进行上料与下料，极大地降低了装 夹过程中人工的使用。2、板件抓手表面与薄壁冲压件内侧仿型，装夹时薄壁冲压件先与橡胶 密封圈接触，经橡胶密封圈缓冲后再与夹具工作面接触，避免薄壁冲压件表面与夹具工作面 刚性接触。3夹紧力通过多个真空口均匀施加在薄壁冲压件表面，避免薄壁冲压件表面受力 不均而变形4、卡扣的橡胶垫用于当卡扣与薄壁冲压件接触时为柔性接触，避免薄壁冲压件 与卡扣接触的表面部分错位划伤。5、装夹完成后两个平行气缸撑开，手指上锥销状结构插入 卡扣的销控中，使卡扣与平行气缸的两个气缸固连，实现将工件压紧在板件抓手表面，避免 加工时零件与夹具滑移错位。6、手指采用铬钼钒材料经淬火处理和表面发黑，提高材料硬度 增强耐磨性，并实现防锈，提高使用寿命。7、平行气缸上装有两个接近开关，对应于手指撑 开并夹紧卡扣的位置及手指完全合拢的位置，确保卡扣被完全夹紧或松开后再进行加工或下 料作业，避免了系统提前动作造成危险8、两个平行气缸上装有单向节流阀，降低平行气缸 受到的冲击从而提高使用寿命9、在板件抓手上设有减重槽降低整体重量。

附图说明

图1为本发明的气动夹具非工作状态示意图。

图2为图1中左端局部示意图。

图3为本发明的气动夹具工作状态示意图。

图4为图3中左端局部示意图。

图5为本发明的卡扣夹紧机构示意图。

其中，1-U型卡扣，2-平行气缸，3-手指，4-橡胶密封圈，5-板件抓手，6-薄壁冲压件， 7-薄橡胶板，8-接近开关，9-气控单向阀，10-减重槽，11-仿型接触工作面，12-法兰盘，13- 锥形销，14-锥形孔。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1至图5所示，一种用于薄壁冲压件的气动夹具，包括板件抓手5和两个可拆卸的 卡扣，所述板件抓手5中部通过法兰盘12与机械臂末端相连，所述板件抓手5下部面为与薄 壁冲压件6接触的仿型接触工作面11，所述板件抓手5的仿型接触工作面上设有用于固定薄 壁冲压件6的吸附装置，所述卡扣为U型卡扣1，U型卡扣1通过卡扣夹紧机构可拆卸的安 装在板件抓手5上，所述U型卡扣1的U型底部与薄壁冲压件6下部表面形状相匹配，通过U型卡扣1将薄壁冲压件6二次固定在板件抓手5上，所述U型卡扣1通过卡扣夹持装置安 装在固定位置。

对于上述的所述吸附装置，其中一种实施例为设于板件抓手5下部面的多个真空吸盘。

对于上述的所述吸附装置，另一种实施例如下：

所述吸附装置为设于板件抓手5下部面的多个橡胶密封圈4，每个橡胶密封圈4中心处 的板件抓手5上均设有一个真空口，所述板件抓手5内部设有与各真空口相连的气道相，气 道另一端与真空发生器相连。本实施例中，为了提高吸附效果，所述密封圈与真空口之间为 过盈配合，并通过粘接剂固定。

作为一种具体实施例，如图4和图5所示，所述卡扣夹紧机构包括两个手指3和平行气 缸2，所述平行气缸2包括两个相互平行且方向相反的气缸，两个手指3通过平行气缸2对称的安装在板件抓手5上部面两侧，平行气缸2伸缩方向与板件抓手5的长度方向垂直，通过平行气缸2的两个气缸伸缩，可以使得两个手指3相互靠拢或者相互远离撑开，所述手指3上设有向板件抓手5两侧外伸出的固定销，所述U型卡扣1的两肢上分别设有与两个手指 3上固定销对应固定孔，为了提高固定效果，所述固定销为锥形销13，对应的固定孔为锥形孔14，这样当平行气缸2带动手指3向两侧伸出时，锥形销13和锥形孔14的配合既起到定 位作用，又使得U型卡扣1稍微上移，起到对薄壁冲压件6夹紧作用。

所述手指3材质为铬钼钒，手指3经淬火与表面发黑处理，每个平行气缸2上装有两个 接近开关8，分别对应手指3向两侧撑开位置和向内侧收拢位置，每个平行气缸2的两个进 气口分别设有保持平行气缸2伸长位置的气控单向阀9。

作为一种更优实施例，所述U型卡扣1与薄壁冲压件6接触的U型底部设有缓冲层，本 实施例中，缓冲层为薄橡胶板7，这样既可以保证对薄壁冲压件6夹紧，又可以减少夹紧过 程中硬性接触从而对薄壁冲压件6造成损伤。另外为了减轻板件抓手5的重量，降低能耗， 还可以在所述板件抓手5本体上设有减重槽10。

本发明气动夹具的板件抓手5中部通过其末端法兰盘12安装在机器人末端，板件抓手5 的仿型接触工作面11为与薄壁冲压件6内侧仿型(即板件抓手5的下表面形状与薄壁冲压件 6内侧相匹配)，仿型接触工作面11上开有减重槽10，并均匀开有多组圆形凹槽状的真空口， 两个平行气缸2分别安装在板件抓手5的两端背离仿型接触工作面11的面上，每个平行气缸 2上装有两个手指3并呈对称分布，每个手指3上相同位置设有开向外侧的锥形销13，橡胶 密封圈4安装于板件抓手5的仿型接触工作面11的真空口内，形成类似与真空吸盘结构，所 述卡扣通过手指3可拆卸的安装在板件抓手5，用于对薄壁冲压件6二次固定。

如图3所示的板件抓手5工作状态示意图，薄壁冲压件6通过工装整齐排列在上料处， 板件抓手5在六轴机器人的驱动下靠近薄壁冲压件6，通过均匀排列在板件抓手5的仿型接 触工作面11上的橡胶密封圈4与薄壁冲压件6内表面相接触，待完全接触后，启动真空发生 器在板件抓手5内的气道中形成负压，配合橡胶密封圈4的作用在真空口内形成真空，从而 将薄壁冲压件6吸附在板件抓手5的仿型接触工作面11，当板件抓手5抓取住薄壁冲压件6 后，六轴机器人移动薄壁冲压件6至被夹持固定U型卡扣1处。

如图5所示的卡扣夹紧机构示意图，其包括平行气缸2、手指3、薄橡胶板7、接近开关 8和气控单向阀9。六轴机器人移动薄壁冲压件6使其外表面与U型卡扣1上的薄橡胶板7接触，待两者完全接触后，平行气缸2上的两手指3撑开，手指3上的锥形销13插入对应的 U型卡扣1上的锥形孔14中，从而使得U型卡扣1与板件抓手5相对固定，通过两接近开 关8控制手指3运动的时间，避免系统提前动作造成危险，通过气控单向阀9控制气体流速 降低平行气缸2受到的冲击从而提高使用寿命，同时保持锥形销13对锥形孔14的锁紧。

1、本发明根据薄壁冲压件6的类型、尺寸选择板件抓手5长度以及卡扣形状和尺寸，具 体为板件抓手5的接触面形状根据薄壁冲压件6的形状决定，长度小于薄壁冲压件6的长度， 如对于加工长为300宽为50的薄壁冲压件6可选用长为280宽为50的板件抓手5，内侧宽 为50的U型卡扣1。根据薄壁冲压件6的重量确定所需真空口的数量与大小，真空发生器的 规格。

2、板件抓手5的外侧面与薄壁冲压件6内侧面仿型，使用真空口吸持工件时可以使夹紧 力均布在工件上，避免工件因受力不均而变形。

3、两个平行气缸2使用阔型平行手指气缸，两个平行气缸2分别安装在板件抓手5的两 端背离仿型接触工作面11的面上，每个平行气缸2上装有两个手指3并呈对称分布，每个手 指3上相同位置设有开向外侧的锥销状结构。

4、所述手指3材质为铬钼钒，经淬火处理与表面发黑，提高手指3的耐磨性与刚度。

5、在卡扣上开有配合的锥孔，当平行气缸2撑开时，手指3上锥销状结构插入卡扣的销 孔中，使卡扣与平行气缸2固连，用卡扣的中间段对已吸持于板件抓手5的薄壁冲压进再施 加一个压紧力，保证工件在加工过程中不会因切削力而相对抓手发生滑移、错位，影响加工 质量。同时在卡扣压紧工件的面上垫有薄橡胶板7，避免刚性接触损伤工件表面。

6、在每个平行气缸2上装有对应于手指3撑开并夹紧卡扣位置和手指3完全合拢位置的 两个接近开关8，在该夹具使用过程中可以通过这两个接近开关8监测手指3的位置，确保 对卡扣的完全抓紧或释放后再进行加工或下料作业，避免系统提前动作造成危险。

7、平行气缸2上的两个进气口上各装有单向节流阀，既实现系统的断气保护，也降低了 对平行气缸2的冲击，提高了夹具使用寿命。

Claims (10)

1.一种用于薄壁冲压件的气动夹具，其特征在于：包括板件抓手和至少一个可拆卸的卡扣，所述板件抓手中部通过连接件与机械臂末端相连，所述板件抓手下部面为与薄壁冲压件上部形状匹配的仿型接触工作面，所述板件抓手的仿型接触工作面上设有用于固定薄壁冲压件的吸附装置，所述卡扣为U型卡扣，U型卡扣通过卡扣夹紧机构可拆卸的安装在板件抓手上，所述U型卡扣的U型底部与薄壁冲压件下部表面形状相匹配，通过U型卡扣将薄壁冲压件二次固定在板件抓手上。

2.如权利要求1所述的气动夹具，其特征在于：所述吸附装置为设于板件抓手的仿型接触工作面上的多个真空吸盘。

3.如权利要求1所述的气动夹具，其特征在于：所述吸附装置为设于板件抓手的仿型接触工作面上的多个密封圈，每个密封圈中心处的板件抓手上均设有一个真空口，所述板件抓手内部设有与各真空口相连的气道相，气道另一端与真空发生器相连。

4.如权利要求3所述的气动夹具，其特征在于：所述密封圈与真空口之间为过盈配合，并通过粘接剂固定。

5.如权利要求3所述的气动夹具，其特征在于：所述卡扣夹紧机构包括两个手指和伸缩装置，两个手指通过伸缩装置对称的安装在板件抓手上部面两侧，所述手指上设有向板件抓手两侧外伸出的固定销，所述U型卡扣的两肢上分别设有与两个手指上固定销对应固定孔。

6.如权利要求5所述的气动夹具，其特征在于：所述固定销为锥形销，对应的固定孔为锥形孔。

7.如权利要求6所述的气动夹具，其特征在于：所述伸缩装置为平行气缸，所述平行气缸包括两个相互平行且方向相反的气缸，平行气缸伸缩方向与板件抓手的长度方向垂直。

8.如权利要求6所述的气动夹具，其特征在于：所述手指材质为铬钼钒，手指经淬火与表面发黑处理。

9.如权利要求7所述的气动夹具，其特征在于：每个平行气缸上装有两个接近开关，分别对应手指向两侧撑开位置和向内侧收拢位置，平行气缸的两个进气口分别设有保持平行气缸伸长位置的气控单向阀。

10.如权利要求1至9任意一项所述的气动夹具，其特征在于：所述U型卡扣与薄壁冲压件接触的U型底部设有缓冲层，所述板件抓手本体上设有减重槽。