CN110154068A - 一种用于多孔零件的机器人气动夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多孔零件的机器人气动夹具，由支撑连接单元、气动定位单元、气动夹紧单元组成；支撑连接单元的夹具支撑板为各部件提供支撑，且下表面为多孔零件的定位基准面；气动定位单元由第一定位结构、第二定位结构组成，气动定位单元的导向锥实现夹具与零件之间的定位，第一定位结构通过三个滑柱对孔进行定心，第二定位结构通过两个滑柱对孔进行转动约束，定位单元用于对多孔零件的精准定位；气动夹紧单元由第一、第二夹紧组件组成，第一夹紧组件具有主要夹紧零件作用，第二夹紧组件为辅助夹紧、缓冲放置零件的作用。两个夹紧组件配合，实现快速精准定位夹紧。定位夹紧可靠，结构采用多单元组装形式，便于维护。

Description

一种用于多孔零件的机器人气动夹具

技术领域

本发明涉及机械制造与装配工艺技术领域，具体地说，涉及一种用于多孔零件的机器人气动夹具。

背景技术

近年来，工业机器人在自动化、智能化生产车间的应用技术迅速发展。具有多孔特征的零件在生产制造中普遍存在，此类零件的自动化夹具是工业机器人技术生产应用中不可或缺的部分，对其提出了更加高效、高精度、高可靠性的要求。由于多孔特征零件具有形状不规则、孔位关系复杂、加工精度要求高等特点，在加工成形过程中，多孔特征的零件有时需要多道工序才能完成加工，在加工工序转换搬运过程中，传统方式为人工吊取搬运，劳动强度大，生产效率低。因此，需要设计针对具有多孔特征零件的自动化夹具，以提高生产效率。

发明专利CN107932537A公开了一种“抓手结构及工业机器人抓手”。通过抓手本体的一端能够远离第二圆周的中心线张开，或靠近第二圆周的中心线的收缩，抓手本体外侧设有第一抵接结构和第二抵接结构，通过第一抵接结构和第二抵接结构与物料的内孔壁抵接，实现多点抵接物料内孔孔壁的目的，进行定位、夹紧，能够抓取不同孔结构的物料。但是，对于具有复杂外形的多孔零件进行抓取时，难以实现精准定位，且通过第一抵接结构、第二抵接结构与零件之间的摩擦力无法确保夹紧的可靠性。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于多孔零件的机器人气动夹具。该机器人气动夹具采用两组气动定位结构对多孔零件进行定位，通过两组气动夹紧单元对零件进行夹紧、松放，松放时具有缓冲作用，应用于机器人自动化生产中，具有定位精度高、夹紧可靠的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括支撑连接单元、气动定位单元、气动夹紧单元，其特征在于所述支撑连接单元包括筒体法兰和夹具支撑板，所述夹具支撑板为各部件提供支撑，夹具支撑板下表面为多孔零件的定位基准面；机器人末端法兰盘与夹具支撑板之间设有筒体法兰，筒体法兰与机器人末端法兰通过螺栓连接，且通过定位销定位，筒体法兰位于夹具支撑板上表面的后部；

所述气动定位单元由第一定位结构件和第二定位结构件组成，定位结构件包括气缸、第一安装法兰、筒体支座、锥块、滑柱、引导衬套和导向锥，气缸与第一安装法兰相连接，第一安装法兰与夹具支撑板之间设有筒体支座，筒体支座内设有锥块，引导衬套与筒体支座螺纹连接，引导衬套和锥块之间设有滑柱，锥块顶部设有凹槽，锥块向下运动，滑柱在凹槽内滑动，通过引导衬套伸出对孔心进行定位，筒体支座下方设有导向锥，在导向锥的作用下，夹具与零件之间定位，夹具支撑板与零件相接触，约束零件的三个自由度，第一定位结构件的锥块上有三个凹槽，筒体支座设有三个引导衬套，通过三个滑柱对孔进行定心，第二定位结构件的锥块上设有两个凹槽，筒体支座设有两个引导衬套，通过两个滑柱对孔进行转动约束；

所述气动夹紧单元由第一夹紧组件和第二夹紧组件组成，其中，第一夹紧组件包括第一夹紧结构件、第三夹紧结构件、第五夹紧结构件，第一夹紧组件提供夹紧力抓取夹紧多孔零件；第二夹紧组件包括第二夹紧结构件、第四夹紧结构件、第六夹紧结构件；各夹紧结构件以气缸为动力源，夹紧气缸固定在第二安装法兰上，第二安装法兰下设有气缸支座和转动支撑块，气缸支座与夹具支撑板连接，转动支撑块上设有连杆，气缸推杆上设有转接头，压块与转接头和连杆通过销轴连接，第一夹紧组件的气缸推动压块压紧零件，起到夹紧零件的作用，第二夹紧组件的气缸推动压块压向零件，压块与零件表面之间存在小的间隙，第二夹紧组件件起到辅助压紧的作用，松开零件时，第一夹紧组件压块松开零件，第二夹紧组件后松开，起到缓冲放置零件的作用。

第一定位结构件和第二定位结构件依夹具支撑板安装孔措位安装。

有益效果

本发明提出的一种用于多孔零件的机器人气动夹具，机器人气动夹具采用两组气动定位结构对多孔零件进行定位，通过两组气动夹紧单元对零件进行夹紧、松放，实现对多孔零件的定位夹紧；定位夹紧可靠，结构采用多单元组装形式，便于维护。

本发明机器人气动夹具由支撑连接单元、气动定位单元、气动夹紧单元组成；气动定位单元包括第一定位结构件和第二定位结构件，气动定位单元的导向锥实现夹具与零件之间的定位，第一定位结构件通过三个滑柱对孔进行定心，第二定位结构件通过两个滑柱对孔进行转动约束，定位单元用于对多孔零件的精准定位；气动夹紧单元由第一夹紧组件和第二夹紧组件组成，第一夹紧组件具主要夹紧零件作用，第二夹紧组件为辅助夹紧、缓冲放置零件的作用。第一夹紧组件、第二夹紧组件配合，实现快速精准定位夹紧。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于多孔零件的机器人气动夹具作进一步详细说明。

图1为本发明用于多孔零件的机器人气动夹具结构轴测图。

图2为本发明用于多孔零件的机器人气动夹具俯视图。

图3为本发明用于多孔零件的机器人气动夹具的夹紧结构剖视图。

图4为本发明用于多孔零件的机器人气动夹具的支撑连接单元示意图。

图5为本发明用于多孔零件的机器人气动夹具的气动定位单元示意图。

图中:

1.筒体法兰 2.夹具支撑板 3.气缸 4.第一安装法兰 5.筒体支座 6.三爪锥块7.两爪锥块 8.滑柱 9.引导衬套 10.导向锥 11.第一夹紧结构件 12.第二夹紧结构件13.第三夹紧结构件 14.第四夹紧结构件 15.第五夹紧结构件 16.第六夹紧结构件 17.夹紧气缸 18.第二安装法兰 19.气缸支座 20.转接头 21.转动支撑块 22.连杆 23.压块

具体实施方式

本实施例是一种用于多孔零件的机器人气动夹具。

参阅图1～图5。本实施例用于多孔零件的机器人气动夹具，由支撑连接单元、气动定位单元、气动夹紧单元组成；其中，支撑连接单元包括筒体法兰和夹具支撑板，夹具支撑板为各部件提供支撑，夹具支撑板2下表面为多孔零件的定位基准面；机器人末端法兰盘与夹具支撑板2之间设有筒体法兰1，筒体法兰位于夹具支撑板上表面的后部，筒体法兰1与机器人末端法兰通过螺栓连接，且通过定位销定位。

气动定位单元由第一定位结构件和第二定位结构件组成，定位结构件包括气缸3、第一安装法兰4、筒体支座5、三爪锥块6、两爪锥块7、滑柱8、引导衬套9和导向锥10，气缸3与第一安装法兰4相连接，通过筒体支座5固定安装在夹具支撑板2上；三爪锥块6、两爪锥块7分别安装在气缸推杆上，可在筒体支座5内部滑动；第一安装法兰4与夹具支撑板之间设有筒体支座5，筒体支座内设有锥块，引导衬套9与筒体支座5通过螺纹连接，引导衬套和锥块之间设有滑柱8，锥块顶部设有凹槽，锥块向下运动，滑柱在引导衬套中滑动，滑柱一端安装在三爪锥块6、两爪锥块7的凹槽结构内，另一端用于与孔的内径接触进行定位；通过引导衬套伸出对孔心进行定位。筒体支座5下方设有导向锥10，在导向锥10的作用下，夹具与零件之间定位，夹具支撑板与零件相接触，约束零件的三个自由度，第一定位结构件的锥块上有三个凹槽，筒体支座设有三个引导衬套，通过三个滑柱对孔进行定心，第二定位结构件的锥块上设有两个凹槽，筒体支座设有两个引导衬套，通过两个滑柱对孔进行转动约束；

本实施例中，气动夹紧单元由第一夹紧组件和第二夹紧组件组成，其中，第一夹紧组件包括第一夹紧结构件11、第三夹紧结构件13、第五夹紧结构件15，第一夹紧组件提供夹紧力抓取夹紧多孔零件；第二夹紧组件包括第二夹紧结构件12、第四夹紧结构件14、第六夹紧结构件16。各夹紧结构件以气缸为动力源，夹紧气缸17固定在第二安装法兰上，第二安装法兰18下设有气缸支座19和转动支撑块21，气缸支座19与夹具支撑板2连接，转动支撑块21上设有连杆，气缸推杆上设有转接头，压块23与转接头20和连杆22通过销轴连接；第一夹紧组件的气缸推动压块压紧零件，起到夹紧零件的作用。第二夹紧组件的气缸推动压块压向零件，压块与零件表面之间存在小的间隙，第二夹紧组件件起到辅助压紧的作用。松开零件时，第一夹紧组件压块先松开零件，第二夹紧组件后松开，起到缓冲放置零件的作用。

机器人抓取多孔零件时，当靠近零件后，导向锥10与零件上的孔内壁接触，自动调整夹具与零件之间的相对位置关系；夹具支撑板2与零件表面接触后，约束其三个自由度；气动定位单元进行定位，气缸3的推杆推动三爪锥块6、两爪锥块7在筒体支座5内滑动，锥块推动滑柱8从引导衬套9中伸出；第一定位结构的三个滑柱8与零件上的孔形成三点接触，自动定心，第二定位结构件的两个滑柱8与零件上的孔形成两点接触，限制其转动；通过夹具支撑板2、第一定位结构件、第二定位结构件对零件进行六自由度约束，精确约束夹具与多孔零件之间的位置关系。

夹具对多孔零件定位后，气动夹紧单元对零件进行夹紧操作；夹紧时，第一夹紧组件和第二夹紧组件的夹紧气缸17同时输入压缩空气，夹紧气缸17推杆推动压块23与连杆22发生转动，压块23与零件表面接触，零件被压紧。

机器人将精准放置多孔零件时，气动定位单元、第一夹紧组件、第二夹紧组件依次动作，完成零件放置操作。气动定位单元的气缸3收缩，带动三爪锥块6、两爪锥块7收缩，滑柱8脱离孔的内壁，沿着引导衬套9收缩至筒体支座5内部；第一夹紧组件的夹紧气缸17收缩，带动压块23松开零件，零件与夹具支撑板2分离。由于第二夹紧组件与零件之间存在间隙，第一夹紧组件夹紧气缸17收缩后，零件落至第二夹紧组件的压块23上，具有缓冲下落的效果；第二夹紧组件夹紧气缸17收缩，压块23松开零件，零件精准放置到目标工位的定位工装上。

Claims (2)

1.一种用于多孔零件的机器人气动夹具，包括支撑连接单元、气动定位单元、气动夹紧单元，其特征在于:

所述支撑连接单元包括筒体法兰和夹具支撑板，所述夹具支撑板为各部件提供支撑，夹具支撑板下表面为多孔零件的定位基准面；机器人末端法兰盘与夹具支撑板之间设有筒体法兰，筒体法兰与机器人末端法兰通过螺栓连接，且通过定位销定位，筒体法兰位于夹具支撑板上表面的后部；

所述气动定位单元由第一定位结构件和第二定位结构件组成，定位结构件包括气缸、第一安装法兰、筒体支座、锥块、滑柱、引导衬套和导向锥，气缸与第一安装法兰相连接，第一安装法兰与夹具支撑板之间设有筒体支座，筒体支座内设有锥块，引导衬套与筒体支座螺纹连接，引导衬套和锥块之间设有滑柱，锥块顶部设有凹槽，锥块向下运动，滑柱在凹槽内滑动，通过引导衬套伸出对孔心进行定位，筒体支座下方设有导向锥，在导向锥的作用下，夹具与零件之间定位，夹具支撑板与零件相接触，约束零件的三个自由度，第一定位结构件的锥块上有三个凹槽，筒体支座设有三个引导衬套，通过三个滑柱对孔进行定心，第二定位结构件的锥块上设有两个凹槽，筒体支座设有两个引导衬套，通过两个滑柱对孔进行转动约束；

所述气动夹紧单元由第一夹紧组件和第二夹紧组件组成，其中，第一夹紧组件包括第一夹紧结构件、第三夹紧结构件、第五夹紧结构件，第一夹紧组件提供夹紧力抓取夹紧多孔零件；第二夹紧组件包括第二夹紧结构件、第四夹紧结构件、第六夹紧结构件；各夹紧结构件以气缸为动力源，夹紧气缸固定在第二安装法兰上，第二安装法兰下设有气缸支座和转动支撑块，气缸支座与夹具支撑板连接，转动支撑块上设有连杆，气缸推杆上设有转接头，压块与转接头和连杆通过销轴连接，第一夹紧组件的气缸推动压块压紧零件，起到夹紧零件的作用，第二夹紧组件的气缸推动压块压向零件，压块与零件表面之间存在小的间隙，第二夹紧组件件起到辅助压紧的作用，松开零件时，第一夹紧组件压块松开零件，第二夹紧组件后松开，起到缓冲放置零件的作用。

2.根据权利要求1所述的用于多孔零件的机器人气动夹具，其特征在于:第一定位结构件和第二定位结构件依夹具支撑板安装孔措位安装。