CN110683339A - 夹紧组件和工件传送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹紧组件，包括伸缩气缸、传动单元和两组夹持单元，伸缩气缸用于为传动单元提供动力，传动单元将伸缩气缸的直线运动转换为旋转运动，每组夹持单元包括夹杆和夹头，传动单元通过夹杆带动两个夹头相对向内或向外旋转；两个夹头相对向内旋转时，用于夹紧工件；两个夹头相对向外旋转时，用于释放工件。本发明还公开一种工件传送系统。本发明中通过夹紧组件旋转夹持工件，并从加工设备的正前方移出或推入夹紧组件和工件，不需要将工件吊起，因此不占用加工设备内部的上方和左右的空间；并且从一台加工设备到另一台加工设备移动时工件放置在水平滚道上，多轴机械手所需的功率小，成本低。

Description

夹紧组件和工件传送系统

技术领域

本发明涉及汽车加工的技术领域，尤其涉及一种夹紧组件和工件传送系统。

背景技术

现有的缸盖加工过程中，缸盖从一台加工中心到下一台加工中心传送，目前为人工手动推拉作业。在外接同行也有比较先进的，是用航架机器人配合夹具把缸盖从一台设备传送到下一台设备。

但大都是用到两种夹具，如下图两图，图1是从缸盖的左右两侧夹紧，占用了上方及左右方的空间。图2是上方夹紧，占用了上方空间。以上用两种夹具有一个共同点，都是把缸盖夹紧，把缸盖整体吊起来，即要搬起缸盖的重量，这样就存在两个问题。

1、要把缸盖总重量吊起来传送，要求的夹具的自身重量大，再加上缸盖的重量，这样对机器人的功率要求较大，那么选型上就要考虑大功率机器人。

2、以上说的夹具都是吊起缸盖，机器人只能从加工心中的正上方投取缸盖，对于上下左右都没有空间的情况下，只能从正前方推进拉出，这样现有夹具就不能满足要求。

因此，有必要设计一种能够从正前方移动工件，并且功率小的夹紧组件和工件传送系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够从正前方移动工件，并且功率小的夹紧组件和工件传送系统。

本发明的技术方案提供一种夹紧组件，包括伸缩气缸、传动单元和两组夹持单元，所述伸缩气缸用于为所述传动单元提供动力，所述传动单元将所述伸缩气缸的直线运动转换为旋转运动；

每组所述夹持单元包括夹杆和夹头，所述传动单元通过所述夹杆带动两个所述夹头相对向内或向外旋转；

两个所述夹头相对向内旋转时，用于夹紧工件；

两个所述夹头相对向外旋转时，用于释放所述工件。

进一步地，所述传动单元包括直线运动子单元和两个旋转子单元，所述直线运动子单元用于带动两个所述旋转子单元相对向内或向外旋转。

进一步地，所述直线运动子单元包括齿条，所述齿条包括两条直线齿边；

所述旋转子单元包括齿轮，两条所述直线齿边分别与两个所述齿轮啮合。

进一步地，所述直线运动子单元还包括齿条安装板，所述齿条安装板包括滑动板和连接板，所述伸缩气缸的伸缩杆与所述连接板固定连接，所述齿条安装在所述滑动板上。

进一步地，所述直线运动子单元还包括中垫块，所述齿条有两条，所述中垫块连接在两条所述齿条之间，并固定在所述滑动板上。

进一步地，所述直线运动子单元还包括线性导轨，所述线性导轨包括滑块部和导轨部，所述滑动板的背面安装在所述滑块部上，所述滑块部能够沿所述导轨部直线滑动。

进一步地，夹紧组件还包括气缸安装板，所述气缸安装板包括顶板和侧板，所述伸缩气缸的缸筒安装在所述顶板上，所述导轨部安装在所述侧板上。

进一步地，所述旋转子单元还包括双轴承座和四个双列角接触球轴承，所述双轴承座上开设有两个安装孔，两个所述双列角接触球轴承背靠背安装在同一个所述安装孔中；

所述夹杆的一端穿过所述双列角接触球轴承后与所述齿轮连接。

进一步地，所述夹头上开设有半圆形槽；

当相对向内旋转时，两个所述半圆形槽的中心轴线沿竖直方向相互平行；

当相对向外90度旋转后，两个所述半圆形槽的中心轴线沿水平方向位于同一直线上。

本发明还提供一种工件传送系统，包括多轴机械手和水平滚道，还包括上述任一项所述的夹紧组件，所述夹紧组件安装在所述多轴机械手上，两组所述夹持单元相对向内旋转时夹紧工件，所述多轴机械手用于带动所述夹紧组件沿正前方移出一台加工设备后，所述工件沿所述水平滚道移动到另一台加工设备，再沿正前方推入所述另一台加工设备中，两组所述夹持单元相对向外旋转释放所述工件。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明中通过夹紧组件旋转夹持工件，并从加工设备的正前方移出或推入夹紧组件和工件，不需要将工件吊起，因此不占用加工设备内部的上方和左右的空间；并且从一台加工设备到另一台加工设备移动时工件放置在水平滚道上，多轴机械手所需的功率小，成本低。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明实施例一中夹紧组件的立体图；

图2是本发明实施例一中夹紧组件的爆炸图；

图3是本发明实施例一中夹紧组件的双轴承座处的局部剖视图；

图4是本发明实施例二中工件传送系统的结构示意图。

附图标记对照表：

伸缩气缸1：接头11、缸筒12

传动单元2：直线运动子单元21、旋转子单元22、齿条211、齿条安装板212、中垫块213、线性导轨214、齿轮221、双轴承座222、双列角接触球轴承223、轴端盖224、防松螺母225、滑动板2121、连接板2122、滑块部2141、导轨部2142、安装孔2221；

夹持单元3：夹杆31、夹头32、半圆形槽321；

气缸安装板4：顶板41、侧板42；

夹紧组件10、水平滚道20、加工设备30。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相对替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一：

如图1-2所示，夹紧组件10，包括伸缩气缸1、传动单元2和两组夹持单元3，伸缩气缸1用于为传动单元2提供动力，传动单元2将伸缩气缸1的直线运动转换为旋转运动，传动单元2用于带动两组夹持单元3相对向内或向外旋转。

本实施例中通过夹紧组件10旋转夹持工件，并从加工设备30的正前方(图4中的X方向)移出或推入夹紧组件和工件，不需要将工件吊起，因此不占用加工设备30内部的上方和左右的空间；由于夹紧组件10只需要沿直线拖动工件，消耗的功率小，成本低。

进一步地，如图2所示，传动单元2包括直线运动子单元21和两个旋转子单元22，直线运动子单元21用于带动两个旋转子单元22相对向内或向外旋转。

旋转子单元22通过绕自身的中心轴线旋转90度后，将工件夹紧或释放，不需要将工件沿竖直方向吊起。

进一步地，如图2所示，直线运动子单元21包括齿条211，齿条211包括两条直线齿边；

旋转子单元22包括齿轮221，两条直线齿边分别与两个齿轮221啮合。

具体为，齿条211沿竖直方向延伸，齿轮221的中心轴线方向沿水平方向，两个齿轮221的中心轴线相互平行。

伸缩气缸1沿图1-2的竖直方向上下伸缩时，伸缩气缸1带动齿条211也沿竖直方向上下伸缩，齿条211带动两个齿轮221相对向内或向外旋转。

当两个齿轮221相对向内旋转时，带动夹持单元3也相对向内旋转，从而将工件夹紧；

当两个齿轮221相对向外旋转时，带动夹持单元3也相对向外旋转，从而将工件释放。

进一步地，如图2所示，直线运动子单元21还包括齿条安装板212，齿条安装板212包括滑动板2121和连接板2122，伸缩气缸1的伸缩杆与连接板2122固定连接，齿条211安装在滑动板2121上。

具体为，滑动板2121沿竖直方向，连接板2122沿水平方向，滑动板2121与连接板2122相互垂直，连接板2122上开设有弧形口，滑动板2121上开设有多个安装孔，用于安装齿条211。

伸缩气缸1的伸缩杆通过接头11与连接板2122连接，接头11为圆柱形，插入到连接板2122的弧形口中。当伸缩杆从伸缩气缸1的缸筒中伸出时，带动接头11向下移动，接头11带动连接板2122一起向下移动，连接板2122带动滑动板2121向下移动，滑动板2121带动齿条211向下移动，齿条211带动两个齿轮221相对向内旋转。

进一步地，如图2所示，直线运动子单元21还包括中垫块213，齿条211有两条，中垫块213连接在两条齿条211之间，并固定在滑动板2121上。

具体为，中垫块213将两条齿条211固定连接在一起。中垫块213用于隔开两条齿条211，用于调整齿条211与齿轮221之间的啮合程度。

进一步地，如图2所示，直线运动子单元21还包括线性导轨214，线性导轨214包括滑块部2141和导轨部2142，滑动板2121的背面安装在滑块部2141上，滑块部2141能够沿导轨部2142直线滑动。

当伸缩气缸1带动齿条211和滑动板2121上下移动时，滑动板2121带动滑块部2141沿导轨部2142上下移动。

进一步地，如图2所示，夹紧组件还包括气缸安装板4，气缸安装板4包括顶板41和侧板42，伸缩气缸1的缸筒12安装在顶板41上，导轨部2142安装在侧板42上。

具体为，顶板41沿水平方向，侧板42沿竖直方向，顶板41与侧板42相互垂直，顶板41上开设有多个用于安装缸筒12的安装孔，侧板42上开设有多个用于安装导轨部2142的安装孔。

工作时，缸筒12、气缸安装板4和导轨部2142固定不动，接头11、齿条安装板212、中垫块213和滑块部2141上下移动。

进一步地，如图1-2所示，每组夹持单元3包括夹杆31和夹头32，旋转子单元22通过夹杆31带动两个夹头32相对向内或向外旋转。

其中，夹杆31为长条形的圆柱形杆件，夹杆31的中心轴线与对应连接的齿轮211的中心轴线位于同一直线上，齿轮211转动时，带动夹杆31一起转动，夹杆31的另一端与夹头32连接。

当两根夹杆31相对向内旋转时，夹头32也相对向内旋转，用于夹紧工件。

进一步地，如图2和图3所示，旋转子单元22还包括双轴承座222和四个双列角接触球轴承223，双轴承座222上开设有两个安装孔2221，两个双列角接触球轴承223背靠背安装在同一个安装孔2221中；

夹杆31的一端穿过双列角接触球轴承223后与齿轮221连接。

具体为，其中一个双列角接触球轴承223与齿轮221之间还安装有防松螺母225，夹杆31的一端依次穿过两个双列角接触球轴承223、防松螺母225、齿轮221后，与轴端盖224连接，防止夹杆31与齿轮221脱落。

选用两个双列角接触球轴承223，背靠背安装时，轴承的接触角线沿回转轴线方向扩散，可增加其轴向和径向的支承角度刚性，抗变形能力最大，从而可以在承受相同外力情况下，减小轴承座的体积和重量。

进一步地，如图1-2所示，夹头32上开设有半圆形槽321；

当相对向内旋转时，两个半圆形槽321的中心轴线沿竖直方向相互平行；

当相对向外90度旋转后，两个半圆形槽321的中心轴线沿水平方向位于同一直线上。

本实施例中，工件为缸盖。当然还可以为其他需要夹紧的工件。

具体为，夹头32利用两半圆形槽321来夹抱缸盖顶面中间的两火花塞孔外圆。两个夹头32相对向内旋转时，相当于两个手部，将缸盖夹抱。夹抱后的缸盖能够被夹紧组件10沿夹杆31的轴线方向前后拖动，还可以沿垂直于夹杆31的轴线方向在水平面上左右平移。

通过实施本实施例，不需要将缸盖吊起，夹紧组件10只需要沿直线拖动缸盖，消耗的功率小，成本低。

实施例二：

如图4所示，工件传送系统，包括多轴机械手(图未示)和水平滚道20，还夹紧组件10，夹紧组件10安装在多轴机械手上，两组夹持单元10相对向内旋转时夹紧工件，多轴机械手用于带动夹紧组件10沿正前方(X方向)移出一台加工设备30后，工件沿水平滚道20移动到另一台加工设备，再沿正前方推入另一台加工设备30中，两组夹持单元10相对向外旋转释放工件。

具体为，当工件在左侧第一台加工设备30中加工完成一个步骤时，需要将工件转移到下一台加工设备30中，完成下一个加工步骤。此时，利用夹紧组件10夹抱工件，然后沿X方向将工件拉出第一台加工设备30，工件被放置在水平滚道20上，夹紧组件10在多轴机械手的作用下，带动工件沿水平滚道20向右水平直线移动，当移动到下一台加工设备30时，夹紧组件10将工件从正前方推入，然后释放工件，使工件在下一台加工设备30中完成加工。如此循环，将工件继续转运到后面的加工设备中。

本实施例中通过夹紧组件10旋转夹持工件，并从加工设备30的正前方移出或推入夹紧组件10和工件，不需要将工件吊起，因此不占用加工设备30内部的上方和左右的空间；并且从一台加工设备30到另一台加工设备30移动时工件放置在水平滚道20上，多轴机械手所需的功率小，成本低。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种夹紧组件(10)，其特征在于，包括伸缩气缸(1)、传动单元(2)和两组夹持单元(3)，所述伸缩气缸(1)用于为所述传动单元(2)提供动力，所述传动单元(2)将所述伸缩气缸(1)的直线运动转换为旋转运动；

每组所述夹持单元(3)包括夹杆(31)和夹头(32)，所述传动单元(2)通过所述夹杆(31)带动两个所述夹头(32)相对向内或向外旋转；

两个所述夹头(32)相对向内旋转时，用于夹紧工件；

两个所述夹头(32)相对向外旋转时，用于释放所述工件。

2.根据权利要求1所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述传动单元(2)包括直线运动子单元(21)和两个旋转子单元(22)，所述直线运动子单元(21)用于带动两个所述旋转子单元(22)相对向内或向外旋转。

3.根据权利要求2所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述直线运动子单元(21)包括齿条(211)，所述齿条(211)包括两条直线齿边；

所述旋转子单元(22)包括齿轮(221)，两条所述直线齿边分别与两个所述齿轮(221)啮合。

4.根据权利要求3所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述直线运动子单元(21)还包括齿条安装板(212)，所述齿条安装板(212)包括滑动板(2121)和连接板(2122)，所述伸缩气缸(1)的伸缩杆与所述连接板(2122)固定连接，所述齿条(211)安装在所述滑动板(2121)上。

5.根据权利要求4所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述直线运动子单元(21)还包括中垫块(213)，所述齿条(211)有两条，所述中垫块(213)连接在两条所述齿条(211)之间，并固定在所述滑动板(2121)上。

6.根据权利要求4所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述直线运动子单元(21)还包括线性导轨(214)，所述线性导轨(214)包括滑块部(2141)和导轨部(2142)，所述滑动板(2121)的背面安装在所述滑块部(2141)上，所述滑块部(2141)能够沿所述导轨部(2142)直线滑动。

7.根据权利要求6所述的夹紧组件(10)，其特征在于，夹紧组件(10)还包括气缸安装板(4)，所述气缸安装板(4)包括顶板(41)和侧板(42)，所述伸缩气缸(1)的缸筒(12)安装在所述顶板(41)上，所述导轨部(2142)安装在所述侧板(42)上。

8.根据权利要求3-7任一项所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述旋转子单元(22)还包括双轴承座(222)和四个双列角接触球轴承(223)，所述双轴承座(222)上开设有两个安装孔(2221)，两个所述双列角接触球轴承(223)背靠背安装在同一个所述安装孔(2221)中；

所述夹杆(31)的一端穿过所述双列角接触球轴承(223)后与所述齿轮(221)连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的夹紧组件(10)，其特征在于，所述夹头(32)上开设有半圆形槽(321)；

当相对向内旋转时，两个所述半圆形槽(321)的中心轴线沿竖直方向相互平行；

当相对向外90度旋转后，两个所述半圆形槽(321)的中心轴线沿水平方向位于同一直线上。

10.一种工件传送系统，包括多轴机械手和水平滚道(20)，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的夹紧组件(10)，所述夹紧组件(10)安装在所述多轴机械手上，两组所述夹持单元相对向内旋转时夹紧工件，所述多轴机械手用于带动所述夹紧组件(10)沿正前方移出一台加工设备(30)后，所述工件沿所述水平滚道(20)移动到另一台加工设备(30)，再沿正前方推入所述另一台加工设备(30)中，两组所述夹持单元(10)相对向外旋转释放所述工件。

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